JP2008022685A - Motor controller and compressor driving device equipped therewith - Google Patents

Motor controller and compressor driving device equipped therewith Download PDF

Info

Publication number
JP2008022685A
JP2008022685A JP2006194705A JP2006194705A JP2008022685A JP 2008022685 A JP2008022685 A JP 2008022685A JP 2006194705 A JP2006194705 A JP 2006194705A JP 2006194705 A JP2006194705 A JP 2006194705A JP 2008022685 A JP2008022685 A JP 2008022685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
pwm
control device
phase
inverter circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006194705A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Komao Morishita
高麗雄 森下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2006194705A priority Critical patent/JP2008022685A/en
Publication of JP2008022685A publication Critical patent/JP2008022685A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller highly efficiently controlling a motor connected to a load having large variation of a load torque without using a sensor for sensing a rotor position, and having less operation quantity in control. <P>SOLUTION: The motor controller is provided with an inverter circuit 3 and a control means. The control means has a phase difference detecting unit 8 for detecting a difference in phase between a motor driving voltage and a motor winding current on the basis of a DC current flowing through the inverter circuit 3; a PWM data creating means for creating PWM data for 180-degree conduction system in response to the phase difference; a torque fluctuation correction value table 16 for previously storing a torque fluctuation correction value corresponding to a mechanical angle of the motor; and a PWM waveform signal forming means for forming a PWM waveform signal to be outputted to the inverter circuit 3 from the PWM data (output from the PWM data creating unit 15), and the torque fluctuation correction value (output from the torque correction data creating unit 18). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、永久磁石が装着された回転子を有するブラシレスモータ等の同期モータを駆動制御するモータ制御装置及びそれを備えた圧縮機駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor control device that drives and controls a synchronous motor such as a brushless motor having a rotor on which a permanent magnet is mounted, and a compressor driving device including the motor control device.

モータの駆動方法において180度通電駆動方法とは、モータ巻線電流の波形に通電休止期間を設けずに同期モータの駆動を制御する方法をいう。通常、この方法においては、モータ駆動電圧とモータ巻線電流との位相差を制御する。   In the motor driving method, the 180-degree energization driving method refers to a method of controlling the driving of the synchronous motor without providing an energization stop period in the waveform of the motor winding current. Normally, in this method, the phase difference between the motor driving voltage and the motor winding current is controlled.

特許文献1では、180度通電駆動方法により同期モータを制御および駆動する場合において、モータ駆動用インバータ回路を流れる直流電流に基づいて交流電圧と交流電流との位相差を検出し、検出された交流電圧/電流位相差(モータ駆動電圧とモータ巻線電流との位相差)に応じてインバータ制御を行うインバータ装置を用いることが提案されている。   In Patent Document 1, when a synchronous motor is controlled and driven by a 180-degree energization driving method, a phase difference between an AC voltage and an AC current is detected based on a DC current flowing through a motor driving inverter circuit, and the detected AC is detected. It has been proposed to use an inverter device that performs inverter control according to a voltage / current phase difference (phase difference between a motor drive voltage and a motor winding current).

また、特許文献2では、180度通電駆動方法でのモータ効率を高める技術として、ロータ位置を検知するセンサを用いずに、負荷トルクの変動が大きい負荷に接続されたモータを高い効率で制御するモータの制御装置が提案されている。   In Patent Document 2, as a technique for improving motor efficiency in the 180-degree energization driving method, a motor connected to a load having a large variation in load torque is controlled with high efficiency without using a sensor for detecting the rotor position. Motor control devices have been proposed.

当該モータの制御装置は、「複数相のコイルを備えた、同期モータを制御するための制御装置であって、前記複数相のうちのいずれかの特定相の電流を検出するための第1の検出手段と、前記電流の脈動に基づいて前記同期モータの回転子の機械角を検出するための第2の検出手段と、各相における、補正前の電圧データを前記各相ごとに作成するための作成手段と、複数のスイッチング素子を含み、制御データに基づいて、各前記スイッチング素子の導通を制御し、各前記コイルに通電するための通電手段と、前記機械角に対応し、前記電圧データを補正する第1の補正値を記憶するための第1の記憶手段と、前記通電手段を制御するための制御手段とを含み、前記制御手段は、前記特定相の電圧において、予め定められた位相を基準とした、同じ長さの期間における、前記特定相の電流の積算値同士の比率を算出するための第1の算出手段と、前記第1の算出手段により算出された前記比率を目標の比率に制御するように、前記電圧データを補正する第2の補正値を算出するための第2の算出手段と、前記各相の電圧データと前記第1の補正値と前記第2の補正値とに基づいて、各相ごとの前記制御データを算出するための第3の算出手段とを含む、モータの制御装置」又は「複数相のコイルを備えた、同期モータを制御するための制御装置であって、複数のスイッチング素子を含み、制御データに基づいて、各前記スイッチング素子の導通を制御し、各前記コイルに通電するための通電手段と、前記複数相のうちのいずれかの特定相の電流を検出するための第1の検出手段と、前記通電手段に供給される直流電流の脈動に基づいて前記同期モータの回転子の機械角を検出するための第2の検出手段と、前記直流電流を検出するための第3の検出手段と、各相における、補正前の電圧データを前記各相ごとに作成するための作成手段と、前記機械角に対応し、前記電圧データを補正する第1の補正値を記憶するための第1の記憶手段と、前記通電手段を制御するための制御手段とを含み、前記制御手段は、前記特定相の電圧において、予め定められた位相を基準とした、同じ長さの期間における、前記特定相の電流の積算値同士の比率を算出するための第1の算出手段と、前記第1の算出手段により算出された前記比率を目標の比率に制御するように、前記電圧データを補正する第2の補正値を算出するための第2の算出手段と、前記各相の電圧データと前記第1の補正値と前記第2の補正値とに基づいて、各相ごとの前記制御データを算出するための第3の算出手段とを含む、モータの制御装置」である。
特開2005−160149号公報 特開2004−274841号公報
The motor control device is “a control device for controlling a synchronous motor having a plurality of phase coils, wherein a first phase current for detecting a specific phase of the plurality of phases is detected. Detection means; second detection means for detecting the mechanical angle of the rotor of the synchronous motor based on the pulsation of the current; and for generating voltage data before correction in each phase for each phase. And a plurality of switching elements, and on the basis of the control data, the conduction of each of the switching elements is controlled, the energization means for energizing each of the coils, and the voltage data corresponding to the mechanical angle Including a first storage means for storing a first correction value for correcting the current and a control means for controlling the energization means, wherein the control means is predetermined for the voltage of the specific phase. Based on phase The first calculation means for calculating the ratio between the integrated values of the currents of the specific phase in the same length period, and the ratio calculated by the first calculation means is controlled to a target ratio As described above, based on the second calculation means for calculating the second correction value for correcting the voltage data, the voltage data of each phase, the first correction value, and the second correction value. A motor control device including a third calculation means for calculating the control data for each phase, or a control device for controlling a synchronous motor including a plurality of phase coils, It includes a plurality of switching elements, controls conduction of each switching element based on control data, detects energization means for energizing each coil, and current in any one of the plurality of phases First detecting means for Second detection means for detecting the mechanical angle of the rotor of the synchronous motor based on pulsation of DC current supplied to the energization means, and third detection means for detecting the DC current; Creation means for creating voltage data before correction in each phase for each phase, and first storage for storing a first correction value corresponding to the mechanical angle and correcting the voltage data And a control means for controlling the energization means, wherein the control means is configured to control the specific phase in a period of the same length based on a predetermined phase in the voltage of the specific phase. A first calculator for calculating a ratio between the integrated values of the current; and a second calculator for correcting the voltage data so as to control the ratio calculated by the first calculator to a target ratio. Second calculation for calculating the correction value Output means, and third calculation means for calculating the control data for each phase based on the voltage data of each phase, the first correction value, and the second correction value, It is a motor control device.
JP 2005-160149 A JP 2004-274841 A

しかし、前述の特許文献1及び特許文献2でそれぞれ提案されている装置には、以下のような問題がある。   However, the devices proposed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above have the following problems.

特許文献1で提案されているインバータ装置を用いたモータ制御装置は、同一回転条件下において、制御が可能となる装置である。特別な制御がない場合、モータを同一の回転速度で駆動するためには、同期モータに接続される負荷が一定(負荷トルク変動小)であることを必要とする。敢えて負荷トルク変動が大きい負荷に接続された同期モータを制御させた場合、負荷トルクの影響によりロータの回転速度は変動する。ロータの回転速度が変動すると、位相差情報は想定される値から大きく変動する。位相差情報が想定される値から大きく変動すると、モータ制御装置は負荷トルク変動に対応して同期モータを制御することができなくなる。負荷トルク変動に対応して同期モータを制御することができなくなると、同期モータの発生トルクは低下する。最終的には位相差情報がモータ駆動可能な範囲から外れ、モータ駆動自体が不可能になり、同期モータが停止する(以下、「モータ脱調」と称する)。   The motor control device using the inverter device proposed in Patent Document 1 is a device that can be controlled under the same rotation conditions. In the absence of special control, in order to drive the motor at the same rotational speed, the load connected to the synchronous motor needs to be constant (small load torque fluctuation). When a synchronous motor connected to a load having a large load torque fluctuation is controlled, the rotational speed of the rotor fluctuates due to the influence of the load torque. When the rotational speed of the rotor varies, the phase difference information varies greatly from the assumed value. If the phase difference information largely fluctuates from an assumed value, the motor control device cannot control the synchronous motor in response to the load torque fluctuation. When the synchronous motor cannot be controlled in response to the load torque fluctuation, the generated torque of the synchronous motor decreases. Eventually, the phase difference information deviates from the range in which the motor can be driven, the motor driving itself becomes impossible, and the synchronous motor stops (hereinafter referred to as “motor step-out”).

特許文献2で提案されているモータの制御装置は、ロータ位置を検知するセンサを用いずに、負荷トルクの変動が大きい負荷に接続されたモータを高い効率で制御することができ、モータ脱調を防止することもできるが、制御手段(例えばマイクロコンピュータ)の演算量が多くなってしまう問題がある。   The motor control device proposed in Patent Document 2 can control a motor connected to a load with large fluctuations in load torque with high efficiency without using a sensor for detecting the rotor position. However, there is a problem that the calculation amount of the control means (for example, a microcomputer) increases.

特許文献1で提案されているインバータ装置を用いたモータ制御装置は、インバータ装置に設けられる制御装置(例えばマイクロコンピュータ)が演算能力の低いものであっても、180度通電駆動方法によりモータを駆動することが可能であるが、例えば、同期モータを高回転で駆動するほど、演算に必要な時間が長くなり、それに加え特許文献2で提案されているモータの制御装置のような演算量が多くなる制御方法を取り入れると、制御装置の演算に必要な時間が長くなり、回転数に応じた所定時間内に演算が終了せず、モータの駆動が不可能になる可能性がある。   The motor control device using the inverter device proposed in Patent Document 1 drives the motor by the 180-degree energization drive method even if the control device (for example, a microcomputer) provided in the inverter device has a low computing capacity. For example, as the synchronous motor is driven at a higher speed, the time required for the calculation becomes longer. In addition, the amount of calculation as in the motor control device proposed in Patent Document 2 increases. If the control method is adopted, the time required for the calculation of the control device becomes long, the calculation does not end within a predetermined time corresponding to the rotation speed, and there is a possibility that the motor cannot be driven.

本発明は、上記の問題点に鑑み、ロータ位置を検知するセンサを用いずに、負荷トルクの変動が大きい負荷に接続されたモータを高い効率で制御することができ、且つ、制御における演算量が少ないモータ制御装置及びそれを備えた圧縮機駆動装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention can control a motor connected to a load with large fluctuations in load torque without using a sensor for detecting the rotor position with high efficiency, and the amount of calculation in the control It is an object of the present invention to provide a motor control device with a small amount and a compressor driving device including the motor control device.

上記目的を達成するために本発明に係るモータ制御装置は、直流電力を交流電力に変換するモータ駆動用インバータ回路と、位相差制御方式によって前記インバータ回路を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記インバータ回路を流れる直流電流に基づいてモータ駆動電圧とモータ巻線電流との位相差を検出する位相差検出手段と、前記位相差に応じて180度通電駆動方式用PWMデータを作成するPWMデータ作成手段と、モータの機械角に対応するトルク変動補正値を予め記憶する記憶手段と、前記180度通電駆動方式用PWMデータと前記トルク変動補正値とから前記インバータ回路の各スイッチング素子に出力するPWM波形信号を作成するPWM波形信号作成手段とを有している構成とする。   In order to achieve the above object, a motor control device according to the present invention includes a motor drive inverter circuit that converts DC power into AC power, and a control device that controls the inverter circuit by a phase difference control method, and the control The apparatus creates phase difference detection means for detecting the phase difference between the motor drive voltage and the motor winding current based on the direct current flowing through the inverter circuit, and PWM data for the 180-degree energization drive method according to the phase difference. Each switching element of the inverter circuit from the PWM data creating means, the storage means for storing the torque fluctuation correction value corresponding to the mechanical angle of the motor in advance, the 180-degree energization drive system PWM data and the torque fluctuation correction value And a PWM waveform signal generating means for generating a PWM waveform signal to be output.

このような構成によると、前記モータのモータトルクが前記トルク変動補正値にしたがって増減され、前記モータの負荷トルクに応じたトルク制御が可能になるため、モータ脱調を防止し、さらには前記モータの1回転中の回転数変動を抑えることができる。したがって、負荷トルクの変動が大きい負荷に接続されたモータを高い効率で制御することができる。さらに、特許文献2で提案されているモータの制御装置に比べて制御における演算量を少なくすることができる。   According to such a configuration, the motor torque of the motor is increased / decreased according to the torque fluctuation correction value, and torque control according to the load torque of the motor is possible. The fluctuations in the number of rotations during one rotation can be suppressed. Therefore, it is possible to control a motor connected to a load having a large variation in load torque with high efficiency. Furthermore, the amount of calculation in the control can be reduced as compared with the motor control device proposed in Patent Document 2.

上記構成のモータ制御装置において、例えば、前記PWM波形信号作成手段が、前記180度通電駆動方式用PWMデータと前記トルク変動補正値との加算値に基づいて前記PWM波形信号を作成するとよい。   In the motor control device having the above-described configuration, for example, the PWM waveform signal generating means may generate the PWM waveform signal based on an added value of the 180-degree energization drive system PWM data and the torque fluctuation correction value.

また、前記制御装置が、間欠通電駆動方式用PWM波形信号を作成する手段を有し、前記モータの始動時は、前記トルク変動補正値を用いず、前記間欠通電駆動方式用PWM波形信号を前記インバータ回路の各スイッチング素子に出力することが望ましい。   Further, the control device has means for creating a PWM waveform signal for intermittent energization drive system, and the PWM waveform signal for intermittent energization drive system is not used at the start of the motor without using the torque fluctuation correction value. It is desirable to output to each switching element of the inverter circuit.

また、前記モータの機械角の基準位置の決定を、前記モータの始動時において前記間欠通電駆動方式用PWM波形信号を前記インバータ回路の各スイッチング素子に出力しているときに1回のみ行うことが望ましい。   The determination of the reference position of the mechanical angle of the motor may be performed only once when the PWM waveform signal for the intermittent energization drive method is output to each switching element of the inverter circuit at the time of starting the motor. desirable.

また、前記トルク変動補正値を、予め測定された前記モータの負荷トルクの変動パターンに基づいて設定するとよい。   The torque fluctuation correction value may be set based on a fluctuation pattern of the load torque of the motor measured in advance.

また、本発明に係る圧縮機駆動装置は、上記いずれかの構成のモータ制御装置を備えている。   The compressor driving device according to the present invention includes the motor control device having any one of the above-described configurations.

本発明に係るモータ制御装置によると、ロータ位置を検知するセンサを用いずに、負荷トルクの変動が大きい負荷に接続されたモータを高い効率で制御することができ、且つ、制御における演算量を少なくすることができる。   According to the motor control device of the present invention, it is possible to control a motor connected to a load with a large variation in load torque without using a sensor for detecting the rotor position with high efficiency, and to reduce the amount of calculation in the control. Can be reduced.

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係るモータ制御装置の一構成例を図1に示す。図1に示す本発明に係るモータ制御装置は、コンバータ回路2と、インバータ回路3と、3相ブラシレスモータ4(以下、「モータ4」という)と、電流検出抵抗5と、直流電流検出アンプ6と、マイクロコンピュータ7とによって構成されており、商用電源1から電力を受け取っている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. An example of the configuration of a motor control device according to the present invention is shown in FIG. A motor control device according to the present invention shown in FIG. 1 includes a converter circuit 2, an inverter circuit 3, a three-phase brushless motor 4 (hereinafter referred to as “motor 4”), a current detection resistor 5, and a DC current detection amplifier 6. And the microcomputer 7, and receives power from the commercial power source 1.

コンバータ回路2は、商用電源1からの交流電圧を直流電圧に変換してインバータ回路3に供給する。インバータ回路3から出力される3相交流電圧がモータ4に供給される。コンバータ回路2とインバータ回路3は正極直流ライン及び負極直流ラインによって接続されており、前記負極直流ラインに電流検出抵抗5が設けられている。直流電流検出アンプ6は、電流検出抵抗5の両端に発生する電圧に基づいて、コンバータ回路2からインバータ回路3に流れる直流電流を検出し、検出した直流電流を増幅して、直流電流信号としてマイクロコンピュータ7内の位相差検出部8に出力する。   The converter circuit 2 converts the AC voltage from the commercial power source 1 into a DC voltage and supplies it to the inverter circuit 3. A three-phase AC voltage output from the inverter circuit 3 is supplied to the motor 4. The converter circuit 2 and the inverter circuit 3 are connected by a positive DC line and a negative DC line, and a current detection resistor 5 is provided on the negative DC line. The DC current detection amplifier 6 detects a DC current flowing from the converter circuit 2 to the inverter circuit 3 based on the voltage generated at both ends of the current detection resistor 5, amplifies the detected DC current, and outputs a micro current as a DC current signal. The data is output to the phase difference detection unit 8 in the computer 7.

マイクロコンピュータ7は、モータ4を駆動制御するための回路であり、位相差検出部8と、目標位相差情報格納部9と、加算器10と、PI演算部11と、回転数設定部12と、正弦波データテーブル13と、正弦波データ作成部14と、PWMデータ作成部15と、トルク変動補正値テーブル16と、モータ回転子機械角設定部17と、トルク補正データ作成部18と、トルク変動補正値加算器19と、PWM作成部20と、間欠通電駆動部21と、駆動方式選択部22とを含み、各処理をプログラムにしたがってソフト的に行う。   The microcomputer 7 is a circuit for driving and controlling the motor 4, and includes a phase difference detection unit 8, a target phase difference information storage unit 9, an adder 10, a PI calculation unit 11, and a rotation speed setting unit 12. , Sine wave data table 13, sine wave data creation unit 14, PWM data creation unit 15, torque fluctuation correction value table 16, motor rotor mechanical angle setting unit 17, torque correction data creation unit 18, torque A variation correction value adder 19, a PWM creation unit 20, an intermittent energization drive unit 21, and a drive method selection unit 22 are included, and each process is performed in software according to a program.

位相差検出部8は、直流電流検出アンプ6の出力である直流電流信号と、電正弦波データ作成部14から出力されるU相のモータ駆動電圧位相情報とを用いて、モータ駆動電圧とモータ巻線電流との位相差を検出し、検出した位相差に関する情報(以下、位相差情報という)を加算器10に出力する。なお、位相差検出部8での検出方法の詳細は後述する。   The phase difference detection unit 8 uses the DC current signal that is the output of the DC current detection amplifier 6 and the U-phase motor drive voltage phase information output from the electric sine wave data creation unit 14 to use the motor drive voltage and the motor. A phase difference from the winding current is detected, and information on the detected phase difference (hereinafter referred to as phase difference information) is output to the adder 10. Details of the detection method in the phase difference detection unit 8 will be described later.

目標位相差情報格納部9は、目標とするモータ駆動電圧とモータ巻線電流との位相差に関する情報(以下、目標位相差情報という)を格納しており、目標位相差情報を加算器10に出力する。   The target phase difference information storage unit 9 stores information on the phase difference between the target motor drive voltage and the motor winding current (hereinafter referred to as target phase difference information), and the target phase difference information is stored in the adder 10. Output.

加算器10は、目標位相差情報格納部9の出力である目標位相差情報の目標位相差の値から位相差検出部8の出力である位相差情報の位相差の値を引いて、目標位相差と検出した位相差との誤差量を求め、その誤差量をPI演算部11に出力する。   The adder 10 subtracts the phase difference value of the phase difference information output from the phase difference detection unit 8 from the target phase difference value of the target phase difference information output from the target phase difference information storage unit 9 to obtain the target position. An error amount between the phase difference and the detected phase difference is obtained, and the error amount is output to the PI calculation unit 11.

PI演算部11は、P制御により前記誤差量に対して所定の増幅を行って比例誤差量を算出し、I制御により前記誤差量を積算してその積算値を増幅して積分誤差量を算出し、前記比例誤差量と前記積分誤差量とを加算してデューティ基準値を得、そのデューティ基準値をPWMデータ作成部15に出力する。   The PI calculation unit 11 performs a predetermined amplification on the error amount by P control to calculate a proportional error amount, integrates the error amount by I control, amplifies the integrated value, and calculates an integration error amount Then, the proportional error amount and the integral error amount are added to obtain a duty reference value, and the duty reference value is output to the PWM data creating unit 15.

図1に示す本発明に係るモータ制御装置は、逆起電圧パルスなどを検出して速度制御を行う方式を採用しておらず、モータ4の回転数がモータ巻線に通電するモータ駆動電圧の周波数で決定されるいわゆる強制励磁駆動方式を採用している。以下、回転数の設定及びPWM出力について説明する。   The motor control apparatus according to the present invention shown in FIG. 1 does not employ a method for detecting a counter electromotive voltage pulse or the like to perform speed control, and the motor drive voltage at which the motor 4 is energized in the motor windings. A so-called forced excitation drive system determined by frequency is adopted. Hereinafter, the setting of the rotation speed and the PWM output will be described.

回転数設定部12は、駆動方式選択部22が180度通電駆動方式を選択しているときに、モータ4の回転数指令を設定する。正弦波データテーブル13は、連続的にアナログ値を出力すると正弦波波形が出力されるデータ列(所定のデータ個数で構成された正弦波データ)を予め記憶しており、このデータ列の参照アドレスがPWMキャリア周期ごとに所定数ずつ更新される。この所定数が大きいほどモータ4は高回転になる。つまり、モータ4の回転数は、モータ4の構造的なものを除外すると、PWMキャリア周波数と正弦波データテーブル13に予め記憶されているデータ列の参照アドレスの更新間隔(上記所定数)とで決まるものである。ちなみに、前記参照アドレスはモータ駆動電圧の位相情報そのものである。なお、正弦波データの作成は、正弦波データテーブルを元に作成せずに、その都度正弦波演算を行って作成しても構わない。   The rotation speed setting unit 12 sets a rotation speed command for the motor 4 when the drive method selection unit 22 selects the 180-degree energization drive method. The sine wave data table 13 stores in advance a data string (sine wave data composed of a predetermined number of data) in which a sine wave waveform is output when analog values are continuously output, and a reference address of this data string Is updated by a predetermined number for each PWM carrier period. The larger the predetermined number, the higher the motor 4 rotates. That is, the rotational speed of the motor 4 is determined by the PWM carrier frequency and the reference address update interval (predetermined number) stored in the sine wave data table 13 in advance, excluding the structure of the motor 4. It is determined. Incidentally, the reference address is the phase information itself of the motor drive voltage. Note that the sine wave data may be created by performing a sine wave calculation each time without creating based on the sine wave data table.

正弦波データ作成部14は、回転数設定部12で設定されている回転数指令に基づいて、モータ4のモータ巻線端子の各相に対応した正弦波データ(電気角で120度ずつずらした正弦波データ)を正弦波データテーブル13から読み出して、PWMデータ作成部15に出力するとともに、U相の正弦波データからU相のモータ駆動電圧位相情報を位相差検出部8及びモータ回転子機械角設定部17に出力する。   The sine wave data creation unit 14 shifts sine wave data corresponding to each phase of the motor winding terminal of the motor 4 (shifted by 120 degrees in electrical angle) based on the rotation speed command set by the rotation speed setting unit 12. Sine wave data) is read from the sine wave data table 13 and output to the PWM data creating unit 15, and the U-phase motor drive voltage phase information is obtained from the U-phase sine wave data by the phase difference detection unit 8 and the motor rotor machine. Output to the angle setting unit 17.

PWMデータ作成部15は、正弦波データ作成部14で求まった各相の正弦波データと、PI演算部11で求まったデューティ基準値とを乗算し、その乗算値に基づいてPWMデータを出力する。例えば、PWMデータ作成部15は、PWMキャリア周期で三角波を発生させ、この三角波の波高値と前記乗算値とを比較し、その比較結果に基づいてHigh/Low出力することで、各相のPWMデータを出力する。   The PWM data creation unit 15 multiplies the sine wave data of each phase obtained by the sine wave data creation unit 14 by the duty reference value obtained by the PI calculation unit 11, and outputs PWM data based on the multiplication value. . For example, the PWM data generation unit 15 generates a triangular wave at a PWM carrier cycle, compares the peak value of the triangular wave with the multiplication value, and outputs High / Low based on the comparison result, thereby generating PWM for each phase. Output data.

トルク変動補正値テーブル16は、所定のデータ個数で構成されたトルク変動補正値を予め記憶している。モータ回転子機械角設定部17は、正弦波データ作成部14から出力されるU相のモータ駆動電圧位相情報に基づいて、モータ4のモータ回転子機械角を設定する。トルク補正データ作成部18は、モータ回転子機械角設定部17で設定されているモータ4のモータ回転子機械角に基づいて、トルク変動補正値テーブル18からトルク変動補正値を読み出して、トルク変動補正値加算器19に出力する。   The torque fluctuation correction value table 16 stores in advance torque fluctuation correction values composed of a predetermined number of data. The motor rotor mechanical angle setting unit 17 sets the motor rotor mechanical angle of the motor 4 based on the U-phase motor drive voltage phase information output from the sine wave data creation unit 14. The torque correction data creation unit 18 reads the torque variation correction value from the torque variation correction value table 18 based on the motor rotor mechanical angle of the motor 4 set by the motor rotor mechanical angle setting unit 17, and generates torque variation. Output to the correction value adder 19.

トルク変動補正値加算器19は、PWMデータ作成部15から出力された各相のPWMデータと、トルク補正データ作成部18から出力されたトルク変動補正値とを加算し、その算出結果をPWM作成部20に出力する。PWM作成部20は、インバータ回路3の各スイッチング素子に出力するPWM波形信号を、トルク変動補正値加算器19の出力に基づいて作成し、インバータ回路3の各スイッチング素子に出力する。   The torque fluctuation correction value adder 19 adds the PWM data of each phase output from the PWM data creation unit 15 and the torque fluctuation correction value output from the torque correction data creation unit 18, and creates a PWM calculation result. To the unit 20. The PWM creation unit 20 creates a PWM waveform signal to be output to each switching element of the inverter circuit 3 based on the output of the torque fluctuation correction value adder 19 and outputs the PWM waveform signal to each switching element of the inverter circuit 3.

上記構成によると、モータ駆動電圧とモータ巻線電流との位相差を一定に制御するための位相差制御フィードバックループによって、モータ駆動電圧の大きさ(PWMデューティのデューティ幅)が決定される。また、モータ4を所望の回転数で回転させるために、所望の周波数で出力される正弦波データによって回転数が決定される。これによって所望の位相差、所望の回転数でモータ4が駆動・制御される。   According to the above configuration, the magnitude of the motor drive voltage (duty width of the PWM duty) is determined by the phase difference control feedback loop for controlling the phase difference between the motor drive voltage and the motor winding current to be constant. Further, in order to rotate the motor 4 at a desired rotational speed, the rotational speed is determined by sine wave data output at a desired frequency. As a result, the motor 4 is driven and controlled with a desired phase difference and a desired rotational speed.

図2に、インバータ回路3の各スイッチング素子の状態とコンバータ回路2からインバータ回路3に流れる直流電流Idcとの関係を示す。インバータ回路3の上アームスイッチング素子のうちU相上アームスイッチング素子のみ通電している第1の通電期間T1における直流電流Idcの値はほぼIdc1となり、インバータ回路3の下アームスイッチング素子のうちU相下アームスイッチング素子のみ通電している第2の通電期間T2における直流電流Idcの値はほぼIdc2となる。   FIG. 2 shows the relationship between the state of each switching element of the inverter circuit 3 and the direct current Idc flowing from the converter circuit 2 to the inverter circuit 3. The value of the DC current Idc during the first energization period T1 in which only the U-phase upper arm switching element is energized among the upper arm switching elements of the inverter circuit 3 is substantially Idc1, and the U-phase of the lower arm switching elements of the inverter circuit 3 The value of the direct current Idc in the second energization period T2 in which only the lower arm switching element is energized is substantially Idc2.

図3は、図2の第1の通電期間T1における直流電流Idcとモータ巻線電流の関係を示す図である。なお、図3において図1と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。インバータ回路3は、3対のスイッチング素子(例えばトランジスタ)で構成され、図3では簡略化しU相上アームスイッチング素子、V相上アームスイッチング素子、W相上アームスイッチング素子、U相下アームスイッチング素子、V相下アームスイッチング素子、W相下アームスイッチング素子をそれぞれスイッチSW1〜SW6として図示している。図2の第1の通電期間T1では、インバータ回路3の上アームスイッチング素子のうちスイッチSW1のみが通電している。そのため、直流電流Idcの値はほぼIdc1であり、U相電流(Iu)と等しい。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the DC current Idc and the motor winding current in the first energization period T1 of FIG. 3 that are the same as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. The inverter circuit 3 is composed of three pairs of switching elements (for example, transistors), which are simplified in FIG. 3 and include a U-phase upper arm switching element, a V-phase upper arm switching element, a W-phase upper arm switching element, and a U-phase lower arm switching element. , The V-phase lower arm switching element and the W-phase lower arm switching element are shown as switches SW1 to SW6, respectively. In the first energization period T1 of FIG. 2, only the switch SW1 is energized among the upper arm switching elements of the inverter circuit 3. Therefore, the value of the direct current Idc is approximately Idc1, which is equal to the U-phase current (Iu).

図4は、図2の第2の通電期間T2における直流電流Idcとモータ巻線電流の関係を示す図である。なお、図4において図1及び図3と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図2の第2の通電期間T2では、インバータ回路3の下アームスイッチング素子のうちスイッチSW6のみが通電している。そのため、直流電流Idcの値はIdc2であり、−W相電流(−iw)と等しい。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the DC current Idc and the motor winding current in the second energization period T2 of FIG. 4 that are the same as those in FIGS. 1 and 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. In the second energization period T2 of FIG. 2, only the switch SW6 is energized among the lower arm switching elements of the inverter circuit 3. Therefore, the value of the direct current Idc is Idc2, which is equal to the −W phase current (−iw).

同様に考えるとU、V、W相のPWMパルスパターンに応じて、直流電流Idcに各相の交流電流Iu、Iv、Iwが現れ、その関係は図5のようになる。   Considering similarly, AC currents Iu, Iv, and Iw of each phase appear in the DC current Idc in accordance with the U, V, and W phase PWM pulse patterns, and the relationship is as shown in FIG.

また、交流電圧データに応じて、直流電流Idcに現れる各相の交流電流Iu、Iv、Iwの関係は図6のようになる。これより、電流検出モード1と2においては、すなわちモータ4の電気的通電角が30°〜150°の範囲においては、上アームスイッチング素子の1つのみが通電しているときの直流電流Idcを検出すれば、U相電流(Iu)を検出することが可能である。   Further, the relationship among the alternating currents Iu, Iv, Iw of each phase appearing in the direct current Idc according to the alternating voltage data is as shown in FIG. Thus, in the current detection modes 1 and 2, that is, in the range where the electric conduction angle of the motor 4 is 30 ° to 150 °, the direct current Idc when only one of the upper arm switching elements is energized is If detected, the U-phase current (Iu) can be detected.

続いて、この検出したU相電流(Iu)を用いて、位相差情報(モータ駆動電圧とモータ巻線電流との位相差に関する情報)を得る方法について説明する。図7に示すように、検出したU相電流(Iu)の面積比から位相差情報を演算する。つまり、図8に示すように、U相電圧位相における第1の位相期間θ0を30〜90度、第2の位相期間θ1を90〜150度としている。また、各サンプリングタイミングがすべてtsという等間隔の位相間隔でn回(図8の場合3回ずつ、計6回)サンプリングするように設定している。そして、第1の位相期間θ0でのU相電流信号面積S0を電流値I0、I1、I2を積算して求め(S0=I0+I1+I2)、第2の位相期間θ1でのU相電流信号面積S1を電流値I3、I4、I5を積算して求め(S1=I3+I4+I5)、2つのU相電流信号面積の比(S0/S1)を位相差情報として算出する。図8の場合、位相差情報は1である。   Next, a method for obtaining phase difference information (information on the phase difference between the motor drive voltage and the motor winding current) using the detected U-phase current (Iu) will be described. As shown in FIG. 7, phase difference information is calculated from the area ratio of the detected U-phase current (Iu). That is, as shown in FIG. 8, the first phase period θ0 in the U-phase voltage phase is 30 to 90 degrees, and the second phase period θ1 is 90 to 150 degrees. Each sampling timing is set to be sampled n times (three times in the case of FIG. 8, total 6 times) at equal phase intervals of ts. Then, the U-phase current signal area S0 in the first phase period θ0 is obtained by integrating the current values I0, I1, and I2 (S0 = I0 + I1 + I2), and the U-phase current signal area S1 in the second phase period θ1 is calculated. The current values I3, I4, and I5 are integrated (S1 = I3 + I4 + I5), and the ratio of the two U-phase current signal areas (S0 / S1) is calculated as phase difference information. In the case of FIG. 8, the phase difference information is 1.

また、電流検出モード4と5においては、すなわちモータ4の電気的通電角が210°〜330°の範囲においては、下アームスイッチング素子の1つのみが通電しているときの直流電流Idcを検出すれば、−U相電流(−Iu)を検出することが可能である。この−U相電流(−Iu)を用いて、図9に示すように、検出した−U相電流(−Iu)の面積比(S2/S3)から位相差情報を演算してもよい。   In the current detection modes 4 and 5, that is, when the electric conduction angle of the motor 4 is in the range of 210 ° to 330 °, the DC current Idc when only one of the lower arm switching elements is energized is detected. Then, it is possible to detect the -U phase current (-Iu). Using this -U phase current (-Iu), as shown in FIG. 9, phase difference information may be calculated from the area ratio (S2 / S3) of the detected -U phase current (-Iu).

さらには、図7に示す方法で演算した位相差情報及び図9に示す方法で演算した位相差情報の平均化処理を行ってもよい。   Furthermore, the phase difference information calculated by the method shown in FIG. 7 and the phase difference information calculated by the method shown in FIG. 9 may be averaged.

ここで、モータ4の負荷として、図12のレシプロ型圧縮機の負荷トルク特性に示すようなモータ回転中に大きな負荷変動を有するものをモータ4に接続する場合について説明する。モータ駆動電圧とモータ巻線電流との位相差を一定に制御する位相差制御では、このような大きく急激な負荷トルク変動に追従することは位相差検出周期などの関係から困難である。このため、特許文献1で提案されているインバータ装置を用いたモータ制御装置等では、負荷トルクが大きいときはモータ駆動電圧とモータ巻線電流との位相差がモータ駆動可能な範囲から外れ、モータ脱調を生じてしまう。また、逆に負荷トルクが小さくモータ駆動電圧が過大であるときは過大に発生するモータトルクによって振動的となり、やがてモータ脱調となってしまう。   Here, a case where a load having a large load fluctuation during motor rotation as shown in the load torque characteristic of the reciprocating compressor shown in FIG. In phase difference control in which the phase difference between the motor drive voltage and the motor winding current is controlled to be constant, it is difficult to follow such large and rapid load torque fluctuations due to the phase difference detection period and the like. For this reason, in the motor control device using the inverter device proposed in Patent Document 1, when the load torque is large, the phase difference between the motor drive voltage and the motor winding current deviates from the motor driveable range. It will cause step-out. On the other hand, when the load torque is small and the motor drive voltage is excessive, the motor torque generated excessively becomes vibrational and eventually causes the motor to step out.

そこで、図1に示す本発明に係るモータ制御装置では、トルク変動補正値テーブル16が、所定のデータ個数で構成されたトルク変動補正値を予め記憶し、トルク補正データ作成部18が、モータ回転子機械角設定部17で設定されているモータ4のモータ回転子機械角に基づいて、トルク変動補正値テーブル18からトルク変動補正値を読み出し、トルク変動補正値加算器19が、PWMデータ作成部15から出力された各相のPWMデータと、トルク補正データ作成部18から出力されたトルク変動補正値とを加算し、その算出結果をPWM作成部20に出力し、PWM作成部20が、インバータ回路3の各スイッチング素子に出力するPWM波形信号を、トルク変動補正値加算器19の出力に基づいて作成し、インバータ回路3の各スイッチング素子に出力している。これにより、モータ4のモータトルクがトルク変動補正値にしたがって増減され、負荷トルクに応じたトルク制御が行われるため、モータ脱調を防止し、さらにはモータ4の1回転中の回転数変動が抑えられる。したがって、負荷トルクの変動が大きい負荷に接続されたモータを高い効率で制御することができる。さらに、特許文献2で提案されているモータの制御装置に比べて制御における演算量を少なくすることができる。   Therefore, in the motor control apparatus according to the present invention shown in FIG. 1, the torque fluctuation correction value table 16 stores in advance a torque fluctuation correction value composed of a predetermined number of data, and the torque correction data creation unit 18 performs motor rotation. A torque fluctuation correction value is read from the torque fluctuation correction value table 18 based on the motor rotor mechanical angle of the motor 4 set by the child machine angle setting section 17, and the torque fluctuation correction value adder 19 is used as a PWM data creation section. The PWM data of each phase output from 15 and the torque fluctuation correction value output from the torque correction data creation unit 18 are added, and the calculation result is output to the PWM creation unit 20. The PWM creation unit 20 A PWM waveform signal to be output to each switching element of the circuit 3 is created based on the output of the torque fluctuation correction value adder 19, and Is output to the switching element. As a result, the motor torque of the motor 4 is increased or decreased according to the torque fluctuation correction value, and torque control according to the load torque is performed, so that motor step-out is prevented, and further, fluctuations in the rotational speed during one rotation of the motor 4 occur. It can be suppressed. Therefore, it is possible to control a motor connected to a load having a large variation in load torque with high efficiency. Furthermore, the amount of calculation in the control can be reduced as compared with the motor control device proposed in Patent Document 2.

ここで、トルク変動補正値は、図11に示すように、モータ回転子の機械的位置に対応した機械角毎のトルク補正量A0である。また、レシプロ型圧縮機の負荷トルク特性A1は予め測定され、トルク変動補正値は、モータトルク特性とレシプロ型圧縮機の負荷トルク特性A1とがほぼ等しくなるように設定される。   Here, the torque fluctuation correction value is a torque correction amount A0 for each mechanical angle corresponding to the mechanical position of the motor rotor, as shown in FIG. Further, the load torque characteristic A1 of the reciprocating compressor is measured in advance, and the torque fluctuation correction value is set so that the motor torque characteristic and the load torque characteristic A1 of the reciprocating compressor are substantially equal.

ここで、トルク変動補正値テーブル16の各データと正弦波データテーブル13の各データとは、モータ回転子の機械的位置に対応した機械角の同じ位相で分割される。また、トルク変動補正値は、図11から明らかなように、モータ回転子の機械的位置に対応した機械角により一意的に決定される。ただし、機械角毎のインバータ駆動電圧位相については、始動後の間欠通電駆動方式で駆動中に判定することとし、3相4極ブラシレスモータを例にすると、3相4極のモータの場合機械角1−180°に対し電気角1−360°、機械角181度−360°に対し電気角1−360°となり、電気角の位相差は一意的に決定しないので、現在どの機械角であるかを判定しておく必要がある。   Here, each data of the torque fluctuation correction value table 16 and each data of the sine wave data table 13 are divided by the same phase of the mechanical angle corresponding to the mechanical position of the motor rotor. Further, as apparent from FIG. 11, the torque fluctuation correction value is uniquely determined by the mechanical angle corresponding to the mechanical position of the motor rotor. However, the inverter driving voltage phase for each mechanical angle is determined during driving by the intermittent energization driving method after starting, and in the case of a three-phase four-pole brushless motor as an example, the mechanical angle in the case of a three-phase four-pole motor The electrical angle is 1-360 ° with respect to 1-180 °, the electrical angle is 1-360 ° with respect to the mechanical angle of 181 ° -360 °, and the phase difference of the electrical angle is not uniquely determined. It is necessary to judge.

機械角の決定処理の例について図12のフローチャートを参照して説明する。   An example of the mechanical angle determination process will be described with reference to the flowchart of FIG.

図12のフローチャートの動作中は、駆動方式選択部22が間欠通電駆動方式を選択し、間欠通電駆動方式でモータ4を駆動している。間欠通電駆動部21は、まず周期P1の時間を測定し(ステップS21)、続いて周期2の時間を測定する(ステップS22)。その後、間欠通電駆動部21は、周期P1の時間が周期P2の時間より長いか否かを判定する(ステップS23)。   During the operation of the flowchart of FIG. 12, the drive method selection unit 22 selects the intermittent energization drive method and drives the motor 4 by the intermittent energization drive method. The intermittent energization drive unit 21 first measures the time period P1 (step S21), and then measures the time period 2 (step S22). Thereafter, the intermittent energization drive unit 21 determines whether or not the period P1 is longer than the period P2 (step S23).

周期P1の時間が周期P2の時間より長ければ(ステップS23のYES)、間欠通電駆動部21は、内蔵する周期P1用カウンタのカウント数T1をインクリメントし、内蔵する周期P2用カウンタのカウント数T2を0とし(ステップS24)、その後ステップS26に移行する。周期P2用カウンタのカウント数T2を0とするのは負荷の状態によって各周期の時間が変化する場合があるためである。ただし、回転子の機械角の1回転での負荷変動が小さい圧縮機をモータ4が駆動する場合に機械角の決定ができなくなることを防止するために、周期P2用カウンタのカウント数T2を0とするのではなく、周期P2用カウンタのカウント数T2をデクリメントするようにしてもよい。   If the period P1 is longer than the period P2 (YES in step S23), the intermittent energization drive unit 21 increments the count T1 of the built-in period P1 counter, and counts T2 of the built-in period P2 counter. Is set to 0 (step S24), and then the process proceeds to step S26. The reason why the count T2 of the counter for period P2 is set to 0 is that the time of each period may change depending on the load state. However, in order to prevent the determination of the mechanical angle when the motor 4 drives a compressor having a small load fluctuation at one rotation of the mechanical angle of the rotor, the count number T2 of the counter for the period P2 is set to 0. Instead, the count number T2 of the counter for the period P2 may be decremented.

周期P1の時間が周期P2の時間より長くなければ(ステップS23のNO)、間欠通電駆動部21は、周期P2用カウンタのカウント数T2をインクリメントし、周期P1用カウンタのカウント数T1を0とし(ステップS25)、その後ステップS27に移行する。周期P1用カウンタのカウント数T1を0とするのは負荷の状態によって各周期の時間が変化する場合があるためである。ただし、回転子の機械角の1回転での負荷変動が小さい圧縮機をモータ4が駆動する場合に機械角の決定ができなくなることを防止するために、周期P1用カウンタのカウント数T1を0とするのではなく、周期P1用カウンタのカウント数T1をデクリメントするようにしてもよい。   If the period P1 is not longer than the period P2 (NO in step S23), the intermittent energization drive unit 21 increments the count number T2 of the period P2 counter, and sets the count number T1 of the period P1 counter to 0. (Step S25), and then the process proceeds to Step S27. The reason why the count T1 of the counter for the period P1 is set to 0 is that the time of each period may vary depending on the load state. However, in order to prevent the determination of the mechanical angle when the motor 4 drives a compressor having a small load fluctuation in one rotation of the mechanical angle of the rotor, the count number T1 of the counter for the period P1 is set to 0. Instead, the count number T1 of the counter for the period P1 may be decremented.

ステップS26において、間欠通電駆動部21は、周期P1用カウンタのカウント数T1が所定の数Nより大きいか否かを判定する。周期P1用カウンタのカウント数T1が所定の数Nより大きくなければ(ステップS26のNO)、ステップS21に移行する。一方、周期P1用カウンタのカウント数T1が所定の数Nより大きければ(ステップS26のYES)、機械角の決定が可能であるため、ステップS28に移行する。   In step S26, the intermittent energization drive unit 21 determines whether or not the count number T1 of the period P1 counter is greater than a predetermined number N. If the count number T1 of the period P1 counter is not greater than the predetermined number N (NO in step S26), the process proceeds to step S21. On the other hand, if the count number T1 of the counter for the period P1 is larger than the predetermined number N (YES in step S26), the mechanical angle can be determined, and the process proceeds to step S28.

ステップS27において、間欠通電駆動部21は、周期P2用カウンタのカウント数T2が所定の数Nより大きいか否かを判定する。周期P2用カウンタのカウント数T2が所定の数Nより大きくなければ(ステップS27のNO)、ステップS21に移行する。一方、周期P2用カウンタのカウント数T2が所定の数Nより大きければ(ステップS27のYES)、機械角の決定が可能であるため、ステップS28に移行する。   In step S27, the intermittent energization drive unit 21 determines whether or not the count number T2 of the cycle P2 counter is greater than a predetermined number N. If the count number T2 of the counter for the period P2 is not greater than the predetermined number N (NO in step S27), the process proceeds to step S21. On the other hand, if the count number T2 of the counter for period P2 is larger than the predetermined number N (YES in step S27), the mechanical angle can be determined, and the process proceeds to step S28.

ステップS28において、間欠通電駆動部21は、機械角0度を決定する。例えば、周期P1から周期P2への切り替わり時点を機械角0度とする。機械角0°決定後機械角1°―180°までをステート1、機械角181°―360°までをステート2と設定しておけば、ステートと電気角の情報により機械角を判定することができる。   In step S28, the intermittent energization drive unit 21 determines a mechanical angle of 0 degree. For example, the switching point from the cycle P1 to the cycle P2 is set to 0 degree mechanical angle. If the mechanical angle of 1 ° -180 ° is set as state 1 and the mechanical angle of 181 ° -360 ° is set as state 2 after the mechanical angle of 0 ° is determined, the mechanical angle can be determined from the state and electrical angle information. it can.

図12のフローチャートは周期が2種類である場合に関するものであるが、周期が3種類以上である場合は最も長い周期専用のカウンタのカウント数をインクリメントすればよい。   The flowchart of FIG. 12 relates to the case where there are two types of cycles, but if the cycle is three or more types, the count number of the counter dedicated to the longest cycle may be incremented.

なお、トルク変動補正値テーブル16が予め記憶するデータは、モータトルクをPWMデューティにより制御する場合、PWMデューティの補正量である。ここで、圧縮機の負荷変動は圧縮機のサイクルの圧力に依存し、圧縮機を駆動するモータの回転数には依存しないことから、トルク変動補正のパターンは1つのトルク変動補正パターンのみを記憶しておく。   The data stored in advance in the torque fluctuation correction value table 16 is a correction amount of the PWM duty when the motor torque is controlled by the PWM duty. Here, since the load fluctuation of the compressor depends on the pressure of the compressor cycle and does not depend on the number of rotations of the motor driving the compressor, the torque fluctuation correction pattern stores only one torque fluctuation correction pattern. Keep it.

ここで、始動後などのサイクルの圧力が安定していない期間は、駆動方式選択部22が間欠通電駆動方式を選択し、トルク変動補正値による補正を行わずに間欠通電駆動部21がPWM作成部20に各相のPWMデータを供給して間欠通電駆動方式でモータ4を駆動し、駆動途中で駆動方式選択部22が選択を間欠通電駆動方式から180度通電駆に切り替え、駆動方式選択部22の選択にしたがって駆動方式が間欠通電駆動方式から180度通電駆動方式に切り替わることで、記憶するトルク変動補正値を1つにすることができる。圧縮機のサイクルの圧力を判定できる手段を有している場合は、複数のトルク補正パターンを記憶しておき、圧縮機のサイクルの圧力に応じたトルク補正パターンを選択することでさらに制御性能を向上させることができる。なお、間欠通電駆動方式の一例である矩形波120度通電駆動方式における駆動波形は図13に示すようになる。図13は、インバータ回路13のスイッチング素子を駆動するPWM波形信号をコイル端子ごとにアナログ値として示した波形図であり、実際の通電期間中の駆動波形は数〜数十kHzでPWMチョッピングされている。   Here, during a period when the pressure of the cycle is not stable, such as after starting, the driving method selection unit 22 selects the intermittent energization driving method, and the intermittent energization driving unit 21 generates the PWM without performing correction using the torque fluctuation correction value. The PWM data of each phase is supplied to the unit 20 to drive the motor 4 by the intermittent energization drive method, and the drive method selection unit 22 switches the selection from the intermittent energization drive method to the 180-degree energization drive during the drive, and the drive method selection unit According to the selection of 22, the driving method is switched from the intermittent energization driving method to the 180-degree energization driving method, so that the torque fluctuation correction value to be stored can be made one. If there is a means for determining the compressor cycle pressure, a plurality of torque correction patterns are stored, and the control performance can be further improved by selecting the torque correction pattern according to the compressor cycle pressure. Can be improved. In addition, the drive waveform in the rectangular wave 120 degree | times drive method which is an example of an intermittent drive method is as shown in FIG. FIG. 13 is a waveform diagram showing the PWM waveform signal for driving the switching element of the inverter circuit 13 as an analog value for each coil terminal. The drive waveform during the actual energization period is PWM chopped at several to several tens of kHz. Yes.

次に、1回転中の負荷変動の大きいシングルロータリ型圧縮機モータを駆動した場合の負荷トルクとモータ駆動電圧(1相分)と角速度の関係を示す。図14が特許文献1で提案されているインバータ装置を用いたモータ制御装置の場合であり、図15が図1に示す本発明に係るモータ制御装置の場合である。特許文献1で提案されているインバータ装置を用いたモータ制御装置では、角速度の変動が大きく、ひいては圧縮機の振動も大きくなるが、図1に示す本発明に係るモータ制御装置では、トルク変動補正値によりデューティ基準値が補正され、モータ駆動電圧が補正されることにより、モータトルクと負荷トルクとが一致するようにモータ巻線電流が補正され、角速度変動が小さくなり、圧縮機の振動も小さくなる。   Next, the relationship between load torque, motor drive voltage (for one phase), and angular velocity when a single rotary compressor motor having a large load fluctuation during one rotation is driven will be shown. FIG. 14 shows the case of the motor control device using the inverter device proposed in Patent Document 1, and FIG. 15 shows the case of the motor control device according to the present invention shown in FIG. In the motor control device using the inverter device proposed in Patent Document 1, the fluctuation of the angular velocity is large, and the vibration of the compressor is also large, but the motor control device according to the present invention shown in FIG. The duty reference value is corrected by the value, and the motor drive voltage is corrected, so that the motor winding current is corrected so that the motor torque and the load torque coincide with each other, the angular speed fluctuation is reduced, and the compressor vibration is also reduced. Become.

は、本発明に係るモータ制御装置の一構成例を示す図である。These are figures which show the example of 1 structure of the motor control apparatus which concerns on this invention. は、インバータ回路の各スイッチング素子の状態とコンバータ回路からインバータ回路に流れる直流電流との関係を示す図である。These are figures which show the relationship between the state of each switching element of an inverter circuit, and the direct current which flows into a inverter circuit from a converter circuit. は、第1の通電期間における直流電流とモータ巻線電流の関係を示す図である。These are figures which show the relationship between the direct current and motor winding current in the 1st electricity supply period. は、第2の通電期間における直流電流とモータ巻線電流の関係を示す図である。These are figures which show the relationship between the direct current and motor winding current in the 2nd electricity supply period. は、U、V、W相のPWMパルスパターンに応じて直流電流に現れる各相の交流電流Iu、Iv、Iwを示す図である。These are figures which show the alternating currents Iu, Iv, and Iw of each phase which appear in a direct current according to the PWM pulse pattern of U, V, and W phases. は、交流電圧データに応じて直流電流に現れる各相の交流電流Iu、Iv、Iwを示す図である。These are figures which show the alternating currents Iu, Iv, and Iw of each phase which appear in a direct current according to alternating voltage data. は、第1の通電期間における位相差情報の演算に用いるU相電流の面積比を説明するための図である。These are the figures for demonstrating the area ratio of the U-phase electric current used for the calculation of the phase difference information in a 1st electricity supply period. は、U相電圧位相情報とU相電流のサンプリングタイミングとの関係を示す図である。These are figures which show the relationship between the U-phase voltage phase information and the sampling timing of a U-phase current. は、第2の通電期間における位相差情報の演算に用いる−U相電流の面積比を説明するための図である。These are the figures for demonstrating the area ratio of -U phase current used for the calculation of the phase difference information in a 2nd electricity supply period. は、レシプロ型圧縮機の負荷トルク変動を示す図である。These are figures which show the load torque fluctuation | variation of a reciprocating compressor. は、図1に示すモータ制御装置において、3相4極ブラシレスモータの場合の各ステートの機械角と電気角との関係を示す図である。These are the figures which show the relationship between the mechanical angle of each state in the case of a 3 phase 4 pole brushless motor in the motor control apparatus shown in FIG. 1, and an electrical angle. は、機械角の決定処理のフローチャートである。These are flowcharts of the mechanical angle determination process. は、矩形波120度通電駆動方式における駆動波形を示す図である。These are figures which show the drive waveform in a rectangular wave 120 degree | times energization drive system. は、従来のモータ制御装置における負荷トルク、モータ駆動電圧、及び角速度の関係を示す図である。These are the figures which show the relationship between the load torque, the motor drive voltage, and angular velocity in the conventional motor control apparatus. は、図1に示すモータ制御装置における負荷トルク、モータ駆動電圧、及び角速度の関係を示す図である。These are figures which show the relationship between the load torque, the motor drive voltage, and angular velocity in the motor control apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 商用電源
2 コンバータ回路
3 インバータ回路
4 3相ブラシレスモータ
5 電流検出抵抗
6 直流電流検出アンプ
7 マイクロコンピュータ
8 位相差検出部
9 目標位相差情報格納部
10 加算器
11 PI演算部
12 回転数設定部
13 正弦波データテーブル
14 正弦波データ作成部
15 PWMデータ作成部
16 トルク変動補正値テーブル
17 モータ回転子機械角設定部
18 トルク補正データ作成部
19 トルク変動補正値加算器
20 PWM作成部
21 間欠通電駆動部
22 駆動方式選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply 2 Converter circuit 3 Inverter circuit 4 3 phase brushless motor 5 Current detection resistance 6 DC current detection amplifier 7 Microcomputer 8 Phase difference detection part 9 Target phase difference information storage part 10 Adder 11 PI calculation part 12 Rotation speed setting part DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Sine wave data table 14 Sine wave data creation part 15 PWM data creation part 16 Torque fluctuation correction value table 17 Motor rotor mechanical angle setting part 18 Torque correction data creation part 19 Torque fluctuation correction value adder 20 PWM creation part 21 Intermittent conduction Drive unit 22 Drive system selection unit

Claims (6)

直流電力を交流電力に変換するモータ駆動用インバータ回路と、位相差制御方式によって前記インバータ回路を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記インバータ回路を流れる直流電流に基づいてモータ駆動電圧とモータ巻線電流との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差に応じて180度通電駆動方式用PWMデータを作成するPWMデータ作成手段と、
モータの機械角に対応するトルク変動補正値を予め記憶する記憶手段と、
前記180度通電駆動方式用PWMデータと前記トルク変動補正値とから前記インバータ回路の各スイッチング素子に出力するPWM波形信号を作成するPWM波形信号作成手段とを有していることを特徴とするモータ制御装置。
A motor driving inverter circuit for converting DC power to AC power, and a control device for controlling the inverter circuit by a phase difference control method;
The controller is
A phase difference detecting means for detecting a phase difference between the motor driving voltage and the motor winding current based on a direct current flowing through the inverter circuit;
PWM data creation means for creating PWM data for the 180-degree energization drive method according to the phase difference;
Storage means for storing in advance a torque fluctuation correction value corresponding to the mechanical angle of the motor;
A motor having PWM waveform signal generating means for generating a PWM waveform signal to be output to each switching element of the inverter circuit from the PWM data for the 180-degree conduction drive method and the torque fluctuation correction value. Control device.
前記PWM波形信号作成手段が、前記180度通電駆動方式用PWMデータと前記トルク変動補正値との加算値に基づいて前記PWM波形信号を作成する請求項1に記載のモータ制御装置。   2. The motor control device according to claim 1, wherein the PWM waveform signal generating unit generates the PWM waveform signal based on an added value of the PWM data for the 180-degree conduction drive method and the torque fluctuation correction value. 前記制御装置は、間欠通電駆動方式用PWM波形信号を作成する手段を有し、前記モータの始動時は、前記トルク変動補正値を用いず、前記間欠通電駆動方式用PWM波形信号を前記インバータ回路の各スイッチング素子に出力する請求項1又は請求項2に記載のモータ制御装置。   The control device has means for creating a PWM waveform signal for intermittent energization drive method, and the PWM circuit signal for intermittent energization drive method is not used at the start of the motor, and the PWM waveform signal for intermittent energization drive method is used as the inverter circuit. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device outputs to each of the switching elements. 前記モータの機械角の基準位置の決定を、前記モータの始動時において前記間欠通電駆動方式用PWM波形信号を前記インバータ回路の各スイッチング素子に出力しているときに1回のみ行う請求項1〜3のいずれかに記載のモータ制御装置。   The reference position of the mechanical angle of the motor is determined only once when the PWM waveform signal for the intermittent energization drive method is output to each switching element of the inverter circuit at the time of starting the motor. 4. The motor control device according to any one of 3. 前記トルク変動補正値が、予め測定された前記モータの負荷トルクの変動パターンに基づいて設定されている請求項1〜4のいずれかに記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the torque fluctuation correction value is set based on a fluctuation pattern of a load torque of the motor measured in advance. 請求項1〜5のいずれかに記載のモータ制御装置を備えたことを特徴とする圧縮機駆動装置。   A compressor driving device comprising the motor control device according to claim 1.
JP2006194705A 2006-07-14 2006-07-14 Motor controller and compressor driving device equipped therewith Pending JP2008022685A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006194705A JP2008022685A (en) 2006-07-14 2006-07-14 Motor controller and compressor driving device equipped therewith

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006194705A JP2008022685A (en) 2006-07-14 2006-07-14 Motor controller and compressor driving device equipped therewith

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008022685A true JP2008022685A (en) 2008-01-31

Family

ID=39078235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006194705A Pending JP2008022685A (en) 2006-07-14 2006-07-14 Motor controller and compressor driving device equipped therewith

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008022685A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009278828A (en) * 2008-05-16 2009-11-26 Sharp Corp Motor controller and motor system
KR101770425B1 (en) * 2010-02-04 2017-08-22 엘지전자 주식회사 Refrigerator and controlling method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009278828A (en) * 2008-05-16 2009-11-26 Sharp Corp Motor controller and motor system
KR101770425B1 (en) * 2010-02-04 2017-08-22 엘지전자 주식회사 Refrigerator and controlling method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3888082B2 (en) Motor device and control method thereof
JP4678699B2 (en) Motor control device
JP4575547B2 (en) Motor control device
JPH09266690A (en) Driver of sensorless brushless motor
JP2008172948A (en) Controller for brushless motors
KR101936115B1 (en) Device and method for speed control of bldc motor
JP3971978B2 (en) Electric motor control device
JP2006149097A (en) Motor controller
JP5122198B2 (en) Synchronous motor drive, compressor drive
JP6102768B2 (en) Motor control device
JP4791319B2 (en) Inverter device, compressor drive device and refrigeration / air-conditioning device
JP3698051B2 (en) Motor drive device
JP2008022685A (en) Motor controller and compressor driving device equipped therewith
JP2001352777A (en) Motor controller
JP2011050170A (en) Inverter device
JP4279654B2 (en) Inverter device, compressor drive device and refrigeration / air-conditioning device
JP4256796B2 (en) Inverter device
JP2015139359A (en) Motor controller
CN112398373B (en) Control method and device of brushless direct current motor and storage medium
JP2012186911A (en) Motor control device
JP3696786B2 (en) Motor control device
JP2008160915A (en) Inverter controller for driving motor and apparatus employing the same
JP2009254191A (en) Motor controller, compressor, refrigerating apparatus, and air conditioner
JP2001245487A (en) Motor controller
JP2013013293A (en) Motor activation controller and motor activation control method

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20071128