JP2008187776A - Motor drive controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ駆動制御装置、特に、正回転方向または逆回転方向に回転可能なモータを駆動させるための駆動電圧を出力してモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置に関する。 The present invention relates to a motor drive control device, and more particularly, to a motor drive control device that controls drive of a motor by outputting a drive voltage for driving a motor that can rotate in a forward rotation direction or a reverse rotation direction.
近年、圧縮機やファン等の機器を備えた空気調和装置では、これらの機器の動力源としてモータが多く用いられている。そして、空気調和装置には、このモータを駆動させる駆動装置が更に備えられている。 In recent years, in an air conditioner provided with devices such as a compressor and a fan, a motor is often used as a power source of these devices. The air conditioner further includes a drive device that drives the motor.
ここで、モータが例えば室外ファンの動力源として用いられる場合について説明する。駆動装置がこのモータを起動させようとする際、逆風等の影響により室外ファンに逆回転方向への外力が加わっていると、モータは逆回転方向に回転する。この状態でモータを起動させると、モータには、無風時のように室外ファンに外力が加わっていない状態でモータが正常に起動する場合よりも大きい電流が流れる。特に、この電流は、モータの逆回転側への回転数が高いほど増大する。このように、モータに流れる電流が増大すると、このモータを駆動している駆動装置内の出力回路における発熱量が増え、例えば出力回路を構成しているスイッチング素子が破壊してしまう恐れがある。 Here, the case where a motor is used, for example as a power source of an outdoor fan is demonstrated. When the driving device tries to start the motor, if an external force in the reverse rotation direction is applied to the outdoor fan due to the influence of a reverse wind or the like, the motor rotates in the reverse rotation direction. When the motor is started in this state, a larger current flows through the motor than when the motor starts normally when no external force is applied to the outdoor fan as in the case of no wind. In particular, this current increases as the rotational speed of the motor toward the reverse rotation side increases. As described above, when the current flowing through the motor increases, the amount of heat generated in the output circuit in the drive device driving the motor increases, and for example, the switching elements constituting the output circuit may be destroyed.
そこで、特許文献1では、モータ逆回転時の回転数の上限値を設けておき、モータが逆回転方向に回転した際の回転数がこの上限値を超えた場合、モータの回転を停止させるものが開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載された方法では、例えばモータの起動前から逆風が強い場合、モータの逆回転方向への回転数は起動する前から上限値を超えてしまい、モータは起動できないおそれがある。また、空気調和装置における一空気流路内に、例えば2台のファンが並べて配置されている際に、一方のファンを正回転方向に駆動させると、他方のファンは一方のファンからの風の影響により逆回転方向に回転してしまう場合がある。この現象は、特に、空気調和装置の機内外の静圧差が高い場合に生じやすい。しかし、このような場合も、他方のファンを起動させようとする際に、この他方のファンが一方のファンからの影響を強く受け逆回転していると、他方のファンを駆動するためのモータの回転数は起動する前から上限値を超えてしまうおそれがある。結果、このモータは、起動できなくなってしまう。 However, in the method described in Patent Document 1, for example, when the back wind is strong before the motor is started, the number of rotations in the reverse rotation direction of the motor exceeds the upper limit value before the start, and the motor may not be started. is there. Also, for example, when two fans are arranged side by side in one air flow path in the air conditioner, if one fan is driven in the normal rotation direction, the other fan It may rotate in the reverse rotation direction due to the influence. This phenomenon is likely to occur particularly when the static pressure difference between the inside and outside of the air conditioner is high. However, even in such a case, when starting the other fan, if the other fan is strongly influenced by one fan and is rotating in the reverse direction, the motor for driving the other fan There is a possibility that the number of rotations exceeds the upper limit before starting. As a result, this motor cannot be started.
一方で、例えば順風等の影響によりファンの正回転方向に外力が加わり、起動前から正回転方向に回転している状態のモータを起動させると、駆動装置内の出力回路に供給される直流電圧が昇圧されてしまう、いわゆる昇圧動作が生じる場合がある。これは、モータ起動時のモータの回転数に対して、駆動装置からモータに出力される駆動電圧が小さすぎることに起因して生じる。このように、昇圧動作が生じると、駆動装置内部ではいわゆる過電圧保護機能がはたらき、結果としてモータは正常に起動できなくなる。 On the other hand, for example, when an external force is applied in the forward rotation direction of the fan due to the influence of the wind, etc., and the motor that is rotating in the forward rotation direction before starting is started, the DC voltage supplied to the output circuit in the drive device In some cases, a so-called boosting operation occurs. This is caused by the fact that the drive voltage output from the drive device to the motor is too small with respect to the rotation speed of the motor when the motor is started. As described above, when the boosting operation occurs, a so-called overvoltage protection function works inside the driving device, and as a result, the motor cannot be started normally.
そこで、本発明は、モータを起動させる際、逆風や順風等の影響を受けてモータが正方向または逆方向のどちらかに回転している状態にあっても、モータを確実に起動させることができるモータ駆動制御装置の提供を目的とする。 Therefore, according to the present invention, when starting the motor, the motor can be reliably started even when the motor is rotating in either the forward direction or the reverse direction due to the influence of the reverse wind or the forward wind. An object of the present invention is to provide a motor drive control device that can be used.
発明1に係るモータ駆動制御装置は、正回転方向または逆回転方向に回転可能なモータを駆動させるための駆動電圧を出力し、モータの駆動を制御する。このモータ駆動制御装置は、回転方向検知手段と駆動電圧調整手段とを備える。回転方向検知手段は、モータ起動直前の回転方向を検知する。駆動電圧調整手段は、モータの起動直前時に回転方向検知手段により検知されたモータの回転方向に応じて、モータ起動時の駆動電圧が、モータが無回転の状態で起動する場合にモータに出力される所定駆動電圧と異なるように調整する。 The motor drive control device according to the first aspect of the invention outputs a drive voltage for driving a motor that can rotate in the forward rotation direction or the reverse rotation direction, and controls the drive of the motor. The motor drive control device includes a rotation direction detection unit and a drive voltage adjustment unit. The rotation direction detection means detects the rotation direction immediately before starting the motor. The drive voltage adjusting means outputs the drive voltage at the time of starting the motor to the motor when the motor starts in a non-rotating state according to the rotation direction of the motor detected by the rotation direction detecting means immediately before starting the motor. It is adjusted to be different from the predetermined drive voltage.
このモータ駆動制御装置は、モータ起動直前時のモータの回転方向に応じて、モータ起動時の駆動電圧のデューティや振幅等を調整し、モータに出力する。これにより、起動直前時、モータには順風や逆風等の影響により既にモータが正方向または逆方向のどちらかに回転している状態において、このモータを起動させる場合であっても、モータ駆動制御装置は、モータを異常停止させることなく確実に起動させることができる。 This motor drive control device adjusts the duty, amplitude, etc. of the drive voltage at the start of the motor according to the rotation direction of the motor immediately before the start of the motor, and outputs it to the motor. As a result, just before starting the motor, even if the motor is already driven in the forward or reverse direction due to the influence of forward wind or reverse wind, the motor drive control The apparatus can be reliably started without abnormally stopping the motor.
発明2に係るモータ駆動制御装置は、発明1に係るモータ駆動制御装置であって、回転数計測手段を更に備える。回転数計測手段は、モータ起動直前のモータの回転数を計測する。そして、駆動電圧調整手段は、モータ起動直前のモータの回転数に応じて、モータ起動時の駆動電圧を更に調整する。 A motor drive control device according to a second aspect of the present invention is the motor drive control device according to the first aspect of the present invention, further comprising a rotation speed measuring means. The rotational speed measuring means measures the rotational speed of the motor immediately before starting the motor. The drive voltage adjusting means further adjusts the drive voltage at the time of starting the motor according to the number of rotations of the motor immediately before starting the motor.
これにより、起動直前時に既にモータが回転している状態にあっても、このモータ駆動制御装置は、その時々の回転数に応じてモータを起動させるためにモータに出力する駆動電圧を調整するため、モータをより確実に起動させることができる。 Thus, even if the motor is already rotating immediately before starting, the motor drive control device adjusts the driving voltage output to the motor in order to start the motor according to the number of rotations at that time. The motor can be started more reliably.
発明3に係るモータ駆動制御装置は、発明1または2に係るモータ駆動制御装置であって、駆動電圧調整手段は、駆動電圧が所定駆動電圧よりも小さくなるように調整する。 A motor drive control device according to a third aspect is the motor drive control device according to the first or second aspect, wherein the drive voltage adjusting means adjusts the drive voltage to be smaller than a predetermined drive voltage.
このモータ駆動制御装置は、例えば逆風等の影響を受けてモータが起動直前時に逆回転方向に回転している場合、このモータを起動させるためにモータに出力する駆動電圧のデューティや振幅等を、所定駆動電圧よりも小さくする。これにより、モータ駆動制御装置は、起動直前に例えば逆回転しているモータを起動させた場合、モータに通電される電流量を抑えることができる。 This motor drive control device, for example, when the motor is rotating in the reverse rotation direction immediately before starting due to the influence of the back wind or the like, the duty or amplitude of the driving voltage output to the motor to start this motor, It is made smaller than a predetermined drive voltage. Thereby, the motor drive control device can suppress the amount of current supplied to the motor, for example, when the motor that is rotating in the reverse direction is started immediately before the start.
発明4に係るモータ駆動制御装置は、発明3に係るモータ駆動制御装置であって、モータ起動直前のモータの回転方向が逆回転方向である場合、駆動電圧調整手段は、モータ起動直前のモータの回転数に応じて、駆動電圧のデューティを所定駆動電圧のデューティより小さくする。 A motor drive control device according to a fourth aspect of the present invention is the motor drive control device according to the third aspect, wherein when the rotation direction of the motor immediately before starting the motor is a reverse rotation direction, the drive voltage adjusting means The duty of the drive voltage is made smaller than the duty of the predetermined drive voltage in accordance with the rotational speed.
このモータ駆動制御装置としては、例えばモータをPWM(Pulse-Width Modulation)制御するものが挙げられる。モータ駆動制御装置は、例えば逆風等の影響を受けてモータが起動直前時に逆回転方向に回転している場合、このモータを起動させるための駆動電圧のデューティを所定駆動電圧のデューティよりも小さくする。これにより、起動直前に逆回転しているモータを起動させた場合、モータに通電される電流量はより抑えられる。 As this motor drive control device, for example, a device that performs PWM (Pulse-Width Modulation) control of the motor can be cited. The motor drive control device reduces the duty of the drive voltage for starting the motor to be smaller than the duty of the predetermined drive voltage when the motor is rotating in the reverse rotation direction immediately before the start due to the influence of, for example, the reverse wind . As a result, when the motor that is rotating in the reverse direction just before starting is started, the amount of current supplied to the motor is further suppressed.
発明5に係るモータ駆動制御装置は、発明3または4に係るモータ駆動制御装置であって、モータ起動直前のモータの回転方向が逆回転方向である場合、駆動電圧調整手段は、モータ起動直前のモータの回転数に応じて、駆動電圧の振幅を所定駆動電圧の振幅より小さくする。 A motor drive control device according to a fifth aspect of the present invention is the motor drive control device according to the third or fourth aspect of the present invention, wherein when the rotation direction of the motor immediately before starting the motor is a reverse rotation direction, the drive voltage adjusting means The amplitude of the drive voltage is made smaller than the amplitude of the predetermined drive voltage according to the number of rotations of the motor.
このモータ駆動制御装置としては、例えばモータをPAM(Pulse-Amplitude Modulation)制御するものが挙げられる。モータ駆動制御装置は、例えば逆風等の影響を受けてモータが起動直前に逆回転方向に回転している場合、このモータを起動させるための駆動電圧の振幅を所定駆動電圧の振幅よりも小さくする。これにより、起動直前に逆回転しているモータを起動させた場合、モータに通電される電流量はより抑えられる。 As this motor drive control device, for example, a device that controls a motor by PAM (Pulse-Amplitude Modulation) can be cited. The motor drive control device reduces the amplitude of the drive voltage for starting the motor to be smaller than the amplitude of the predetermined drive voltage when the motor rotates in the reverse rotation direction immediately before the start due to the influence of, for example, the back wind . As a result, when the motor that is rotating in the reverse direction just before starting is started, the amount of current supplied to the motor is further suppressed.
発明6に係るモータ駆動制御装置は、発明1または2に係るモータ駆動制御装置であって、駆動電圧調整手段は、駆動電圧が所定駆動電圧よりも大きくなるように調整する。 A motor drive control device according to a sixth aspect of the present invention is the motor drive control device according to the first or second aspect of the present invention, wherein the drive voltage adjusting means adjusts the drive voltage to be larger than the predetermined drive voltage.
このモータ駆動制御装置は、例えば順風等の影響を受けてモータが起動直前に正回転している場合、このモータを起動させるためにモータに出力する駆動電圧のデューティや振幅等を、所定駆動電圧より大きくする。これにより、起動直前に正回転しているモータを起動させた場合に、例えばモータ駆動制御装置の駆動電圧調整手段に供給される直流電圧が昇圧される現象を防ぐことができる。 For example, when the motor is rotating forward just before starting due to the influence of, for example, smooth wind, the motor drive control device sets the duty or amplitude of the driving voltage output to the motor to start the motor. Make it bigger. As a result, it is possible to prevent, for example, a phenomenon in which the DC voltage supplied to the drive voltage adjusting means of the motor drive control device is boosted when the motor that is rotating forward is started immediately before startup.
発明7に係るモータ駆動制御装置は、発明6に係るモータ駆動制御装置であって、モータ起動直前のモータの回転方向が正回転方向である場合、駆動電圧調整手段は、モータ起動直前のモータの回転数に応じて、駆動電圧のデューティを所定駆動電圧のデューティより大きくする。 A motor drive control device according to a seventh aspect of the present invention is the motor drive control device according to the sixth aspect of the present invention, wherein when the rotation direction of the motor immediately before starting the motor is a normal rotation direction, the drive voltage adjusting means Depending on the number of rotations, the duty of the drive voltage is made larger than the duty of the predetermined drive voltage.
このモータ駆動制御装置は、例えば順風等の影響を受けてモータが起動直前に正回転方向に回転している場合、このモータを起動させるための駆動電圧のデューティを所定駆動電圧のデューティよりも大きくする。これにより、起動直前に正回転しているモータを起動させた場合に、例えばモータ駆動制御装置の駆動電圧調整手段に供給される直流電圧が昇圧される現象を、より防ぐことができる。 In the motor drive control device, for example, when the motor is rotating in the positive rotation direction immediately before starting due to the influence of wind, etc., the duty of the driving voltage for starting the motor is larger than the duty of the predetermined driving voltage. To do. As a result, when a motor that is rotating forward is started immediately before startup, for example, a phenomenon in which the DC voltage supplied to the drive voltage adjusting means of the motor drive control device is boosted can be further prevented.
発明8に係るモータ駆動制御装置は、発明6または7に係るモータ駆動制御装置であって、モータ起動直前のモータの回転方向が正回転方向である場合、駆動電圧調整手段は、モータ起動直前のモータの回転数に応じて、駆動電圧の振幅を所定駆動電圧の振幅より大きくする。 A motor drive control device according to an eighth aspect of the present invention is the motor drive control device according to the sixth or seventh aspect, wherein when the rotation direction of the motor immediately before starting the motor is a normal rotation direction, the drive voltage adjusting means The amplitude of the drive voltage is made larger than the amplitude of the predetermined drive voltage according to the number of rotations of the motor.
このモータ駆動制御装置は、例えば順風等の影響を受けてモータが起動直前に正回転方向に回転している場合、このモータを起動させるための駆動電圧の振幅を所定駆動電圧の振幅よりも大きくする。これにより、起動直前に正回転しているモータを起動させた場合に、例えば駆動電圧調整手段に供給される直流電圧が昇圧される現象を、より防ぐことができる。 For example, when the motor rotates in the forward rotation direction immediately before starting due to the influence of, for example, smooth wind, the motor drive control device increases the amplitude of the driving voltage for starting the motor larger than the amplitude of the predetermined driving voltage. To do. As a result, when a motor that is rotating forward is started immediately before startup, for example, a phenomenon in which the DC voltage supplied to the drive voltage adjusting means is boosted can be further prevented.
発明9に係るモータ駆動制御装置は、発明6に係るモータ駆動制御装置であって、モータ起動直前のモータの回転方向が逆回転方向である場合、駆動電圧調整手段は、モータ起動直前のモータの回転数に応じて、駆動電圧のデューティを所定駆動電圧のデューティより大きくする。 The motor drive control device according to a ninth aspect of the present invention is the motor drive control device according to the sixth aspect of the present invention, wherein when the rotation direction of the motor immediately before starting the motor is a reverse rotation direction, the drive voltage adjusting means Depending on the number of rotations, the duty of the drive voltage is made larger than the duty of the predetermined drive voltage.
起動直前に正回転しているモータを起動させる際だけでなく、逆風等の影響を受けて逆回転しているモータをモータ駆動制御装置が起動させた際においても、モータ駆動制御装置内の駆動電圧調整手段に供給される直流電圧に昇圧動作が生じてしまう場合がある。そこで、このような場合には、モータ駆動制御装置は、起動直前に逆回転方向に回転しているモータを起動させる時に、モータに出力する駆動電圧のデューティを、所定駆動電圧よりも大きくする。これにより、モータが起動直前に逆回転している状態からモータを起動させた場合に、電源からの直流電圧の昇圧動作が生じることを防ぐことができる。 Not only when starting a motor that is rotating forward just before starting, but also when the motor drive control device starts a motor that is rotating in reverse due to the influence of reverse wind, etc. There is a case where a boosting operation occurs in the DC voltage supplied to the voltage adjusting means. Therefore, in such a case, the motor drive control device makes the duty of the drive voltage output to the motor larger than the predetermined drive voltage when starting the motor rotating in the reverse rotation direction immediately before starting. As a result, when the motor is started from a state where the motor is reversely rotated immediately before starting, it is possible to prevent the step-up operation of the DC voltage from the power source.
発明10に係るモータ駆動制御装置は、発明6または9に係るモータ駆動制御装置であって、モータ起動直前のモータの回転方向が逆回転方向である場合、駆動電圧調整手段は、モータ起動直前のモータの回転数に応じて、駆動電圧の振幅を所定駆動電圧の振幅より大きくする。 A motor drive control device according to a tenth aspect of the present invention is the motor drive control device according to the sixth or ninth aspect, wherein when the rotation direction of the motor immediately before starting the motor is a reverse rotation direction, the drive voltage adjusting means The amplitude of the drive voltage is made larger than the amplitude of the predetermined drive voltage according to the number of rotations of the motor.
これにより、モータが起動直前に逆回転している状態からモータを起動させた場合に、直流電圧の昇圧動作が生じることをより防ぐことができる。 As a result, when the motor is started from a state where the motor is reversely rotated immediately before starting, it is possible to further prevent the DC voltage boosting operation from occurring.
発明11に係るモータ駆動制御装置は、発明3〜10のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、第1計測手段を更に備える。第1計測手段は、モータが起動してからの時間を計測する。そして、第1計測手段により計測されている時間が第1所定時間を経過した場合、駆動電圧調整手段は、駆動電圧をモータの通常回転時の駆動電圧に変更する。 A motor drive control device according to an eleventh aspect of the present invention is the motor drive control device according to any of the third to tenth aspects of the present invention, further comprising a first measuring unit. The first measuring means measures the time after the motor is started. And when the time measured by the 1st measurement means passes the 1st predetermined time, a drive voltage adjustment means changes a drive voltage into a drive voltage at the time of normal rotation of a motor.
このモータ駆動制御装置によると、第1所定時間経過後、モータには通常回転時の駆動電圧が出力される。従って、モータは確実に通常回転を行うことができる。 According to this motor drive control device, after the first predetermined time has elapsed, the drive voltage during normal rotation is output to the motor. Therefore, the motor can reliably perform normal rotation.
発明12に係るモータ駆動制御装置は、発明3〜10のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、モータの起動後、モータの正回転側への回転数が第1所定数以上となった場合、駆動電圧調整手段は、駆動電圧をモータの通常回転時の駆動電圧に変更する。 A motor drive control device according to a twelfth aspect of the present invention is the motor drive control device according to any of the third to tenth aspects of the present invention, wherein the number of rotations toward the positive rotation side of the motor becomes equal to or greater than a first predetermined number after the motor is started. In this case, the drive voltage adjusting means changes the drive voltage to a drive voltage during normal rotation of the motor.
このモータ駆動制御装置によると、モータの正回転側への回転数が第1所定数以上となった場合、モータには通常回転時の駆動電圧が出力される。従って、モータは確実に通常回転を行うことができる。 According to this motor drive control device, when the number of rotations of the motor toward the positive rotation side becomes equal to or greater than the first predetermined number, the drive voltage during normal rotation is output to the motor. Therefore, the motor can reliably perform normal rotation.
発明13に係るモータ駆動制御装置は、発明4、5、9、10のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、モータ起動後、モータの逆回転側への回転数が第2所定数以下となった場合、駆動電圧調整手段は、駆動電圧をモータの通常回転時の駆動電圧に変更する。 A motor drive control device according to a thirteenth aspect of the present invention is the motor drive control device according to any of the fourth, fifth, ninth, and tenth aspects, wherein the number of rotations of the motor to the reverse rotation side is less than a second predetermined number after the motor is started In such a case, the drive voltage adjusting means changes the drive voltage to the drive voltage during normal rotation of the motor.
このモータ駆動制御装置によると、起動直前にモータが逆回転方向に回転している状態でモータを起動させた際に、モータの逆回転側への回転数が第2所定数以下となると、モータには通常回転時の駆動電圧が出力される。従って、モータは確実に通常回転を行うことができる。 According to this motor drive control device, when the motor is started in a state where the motor is rotating in the reverse rotation direction immediately before the start, when the rotation speed to the reverse rotation side of the motor becomes the second predetermined number or less, the motor The drive voltage during normal rotation is output to. Therefore, the motor can reliably perform normal rotation.
発明14に係るモータ駆動制御装置は、発明3〜5のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、駆動電圧調整手段は、モータの起動直前の回転数に応じてモータの回転数を制御するための制御パラメータを、モータが無回転の状態で起動する時に用いられる第1所定制御パラメータよりも小さくなるように調節し、調節された制御パラメータに基づいてモータ起動時の駆動電圧を更に調整する。 A motor drive control device pertaining to a fourteenth aspect of the present invention is the motor drive control device pertaining to any of the third to fifth aspects of the present invention, wherein the drive voltage adjusting means controls the rotational speed of the motor in accordance with the rotational speed immediately before the start of the motor. The control parameter is adjusted to be smaller than a first predetermined control parameter used when the motor is started in a non-rotating state, and the drive voltage at the time of starting the motor is further adjusted based on the adjusted control parameter .
モータの回転数を制御する手段としては、例えばP制御、PI制御及びPID制御等が挙げられる。このモータ駆動制御装置は、例えば逆風等の影響を受けて起動直前にモータが逆回転方向に回転している場合、例えばPI制御パラメータ等である制御パラメータを、無回転時にモータを起動させる時に用いられる第1所定制御パラメータよりも小さくなるように調節する。これにより、無回転状態のモータの起動時にモータに出力される所定駆動電圧よりも、デューティや振幅等が小さい駆動電圧がモータに出力される。このように、本発明は、PI制御等の回転数制御を行うモータ駆動制御装置に適用でき、例えば逆方向に回転しているモータを起動させる場合等に、モータに通電される電流量を抑えることができる。 Examples of means for controlling the rotational speed of the motor include P control, PI control, and PID control. This motor drive control device is used when, for example, the control parameter such as the PI control parameter is started when the motor is not rotated when the motor rotates in the reverse rotation direction immediately before the start due to the influence of the back wind, for example. To be smaller than the first predetermined control parameter. As a result, a drive voltage having a smaller duty or amplitude than the predetermined drive voltage output to the motor when the non-rotating motor is started is output to the motor. As described above, the present invention can be applied to a motor drive control device that performs rotational speed control such as PI control. For example, when starting a motor that rotates in the reverse direction, the current amount supplied to the motor is suppressed. be able to.
発明15に係るモータ駆動制御装置は、発明6〜10のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、駆動電圧調整手段は、モータ起動直前時の回転数に応じて、モータの回転数を制御するための制御パラメータを、モータが無回転の状態で起動する時に用いられる所定第2制御パラメータよりも大きくなるように調節し、調節された制御パラメータに基づいて駆動電圧を更に調整する。 A motor drive control device pertaining to a fifteenth aspect of the present invention is the motor drive control device pertaining to any of the sixth to tenth aspects of the present invention, wherein the drive voltage adjusting means controls the rotational speed of the motor according to the rotational speed immediately before the motor is started. The control parameter is adjusted to be larger than a predetermined second control parameter used when the motor is started in a non-rotating state, and the drive voltage is further adjusted based on the adjusted control parameter.
このモータ駆動制御装置は、例えば順風や逆風等の影響を受けて起動直前にモータが正回転または逆回転方向に回転している場合、例えばPI制御パラメータ等である制御パラメータを、無回転時にモータを起動させる時に用いられる第2所定制御パラメータよりも大きくなるように調節する。これにより、無回転状態のモータの起動時にモータに出力される所定駆動電圧よりも、デューティや振幅等が大きい駆動電圧がモータに出力される。これにより、正方向や逆方向に回転しているモータを起動させる場合に、直流電圧の昇圧動作が生じることを防ぐことができる。 For example, when the motor is rotating in the normal rotation direction or the reverse rotation direction immediately before starting due to the influence of, for example, normal wind or reverse wind, the motor drive control device is configured to change a control parameter such as a PI control parameter when the motor is not rotating. Is adjusted so as to be larger than the second predetermined control parameter used when starting the. As a result, a drive voltage having a duty or amplitude larger than the predetermined drive voltage output to the motor when the non-rotating motor is started is output to the motor. As a result, it is possible to prevent a DC voltage boosting operation from occurring when a motor rotating in the forward direction or the reverse direction is started.
発明16に係るモータ駆動制御装置は、発明14または15に係るモータ駆動制御装置であって、駆動電圧調整手段は、モータの回転数について、P制御、PI制御及びPID制御のうちいずれか1つの制御を行う。 A motor drive control device pertaining to a sixteenth aspect of the present invention is the motor drive control device pertaining to the fourteenth or fifteenth aspect of the present invention, wherein the drive voltage adjusting means is any one of P control, PI control and PID control for the rotational speed of the motor. Take control.
これにより、モータ駆動制御装置は、モータを的確に制御することができる。 Thereby, the motor drive control device can accurately control the motor.
発明17に係るモータ駆動制御装置は、発明14〜16のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、第2計測手段を更に備える。第2計測手段は、モータが起動してからの時間を計測する。そして、第2計測手段により計測されている時間が第2所定時間を経過した場合、駆動電圧調整手段は、制御パラメータがモータ通常回転時の制御パラメータとなるように調節する。 A motor drive control device pertaining to a seventeenth aspect of the present invention is the motor drive control device pertaining to any of the fourteenth to sixteenth aspects of the present invention, further comprising second measuring means. The second measuring means measures the time after the motor is started. And when the time measured by the 2nd measurement means passes 2nd predetermined time, a drive voltage adjustment means adjusts so that a control parameter may become a control parameter at the time of motor normal rotation.
これにより、第2所定時間経過後、モータには通常回転時の駆動電圧が出力される。従って、モータは確実に通常回転を行うことができる。 Accordingly, after the second predetermined time has elapsed, the drive voltage during normal rotation is output to the motor. Therefore, the motor can reliably perform normal rotation.
発明18に係るモータ駆動制御装置は、発明14〜16のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、モータの正回転側への回転数が第3所定数以上となった場合、駆動電圧調整手段は、制御パラメータがモータ通常回転時の制御パラメータとなるように調節する。 A motor drive control device pertaining to an eighteenth aspect of the present invention is the motor drive control device pertaining to any of the fourteenth to sixteenth aspects of the present invention, wherein when the number of rotations of the motor to the positive rotation side is greater than or equal to a third predetermined number, the drive voltage adjustment The means adjusts the control parameter so that it becomes a control parameter during normal rotation of the motor.
これにより、モータの正回転側への回転数が第3所定数以上となると、モータには通常回転時の駆動電圧が出力される。従って、モータは確実に通常回転を行うことができる。 As a result, when the number of rotations of the motor toward the positive rotation side is equal to or greater than the third predetermined number, the drive voltage during normal rotation is output to the motor. Therefore, the motor can reliably perform normal rotation.
発明19に係るモータ駆動制御装置は、発明14〜16のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、モータ起動直前のモータの回転方向が逆回転方向であり、モータの起動後、モータの逆回転側への回転数が第4所定数以下となった場合には、駆動電圧調整手段は、制御パラメータがモータ通常回転時の制御パラメータとなるように調節する。 A motor drive control device pertaining to a nineteenth aspect of the present invention is the motor drive control device pertaining to any of the fourteenth to sixteenth aspects of the invention, wherein the rotation direction of the motor immediately before the motor activation is the reverse rotation direction, and after the motor activation, When the rotation speed to the rotation side becomes the fourth predetermined number or less, the drive voltage adjusting means adjusts the control parameter so as to be a control parameter at the time of normal motor rotation.
このモータ駆動制御装置によると、起動直前にモータが逆回転方向に回転している状態でモータを起動させた際に、モータの逆回転側への回転数が第4所定数以下となると、モータには通常回転時の駆動電圧が出力される。従って、モータは確実に通常回転を行うことができる。 According to this motor drive control device, when the motor is started in a state where the motor is rotating in the reverse rotation direction immediately before the start, when the rotation speed to the reverse rotation side of the motor becomes the fourth predetermined number or less, the motor The drive voltage during normal rotation is output to. Therefore, the motor can reliably perform normal rotation.
発明20に係るモータ駆動制御装置は、発明14〜16のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、駆動電圧調整手段は、モータの回転数及び回転方向に応じて、制御パラメータがモータ通常回転時の制御パラメータに近づくように調節する。 A motor drive control device pertaining to a twentieth aspect of the present invention is the motor drive control device pertaining to any of the fourteenth to sixteenth aspects of the present invention, wherein the drive voltage adjusting means has a control parameter of normal motor rotation according to the rotational speed and rotational direction of the motor. Adjust to get closer to the time control parameters.
これにより、駆動電圧のデューティや振幅等は、モータの回転数及び回転方向に応じてモータの通常回転時に出力される駆動電圧に近づく。従って、モータは徐々に通常回転を行うようになる。 As a result, the duty, amplitude, etc. of the drive voltage approach the drive voltage output during normal rotation of the motor according to the rotation speed and rotation direction of the motor. Therefore, the motor gradually starts normal rotation.
発明21に係るモータ駆動制御装置は、発明1〜20のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、モータはファンモータである。 A motor drive control device according to a twenty-first aspect is the motor drive control device according to any one of the first to twentieth aspects, wherein the motor is a fan motor.
これにより、例えばファンモータの運転停止後に、ファンモータに接続されたファンの慣性により回転が継続した状態からファンモータを再起動させた場合や、逆風や順風の影響を受けて正回転または逆回転方向に回転しているファンモータを起動させた場合であっても、モータ駆動制御装置は、確実にファンモータの回転制御を行うことができる。これにより、ファンモータは的確な回転を行うことができる。 As a result, for example, when the fan motor is restarted from the state where the rotation is continued due to the inertia of the fan connected to the fan motor after the fan motor is stopped, or when the fan motor is rotated forward or reverse due to the influence of the reverse wind or the normal wind Even when the fan motor rotating in the direction is activated, the motor drive control device can reliably control the rotation of the fan motor. Thereby, a fan motor can perform exact rotation.
発明22に係るモータ駆動制御装置は、発明21に係るモータ駆動制御装置であって、ファンモータは、空気調和装置の室外機に用いられる室外機用ファンモータである。 A motor drive control device according to a twenty-second aspect of the present invention is the motor drive control device according to the twenty-first aspect of the present invention, wherein the fan motor is an outdoor unit fan motor used in an outdoor unit of an air conditioner.
室外機用では、逆風や順風等による外乱が大きい。そこで、本発明のモータ駆動制御装置を、室外機用ファンモータを回転駆動させるために用いることで、外乱が大きい場合であっても、室外機用ファンモータはより確実に回転することができる。 For outdoor units, disturbances caused by headwinds and normal winds are large. Therefore, by using the motor drive control device of the present invention to rotationally drive the outdoor unit fan motor, the outdoor unit fan motor can be rotated more reliably even when the disturbance is large.
発明23に係るモータ駆動制御装置は、発明1〜22のいずれに係るモータ駆動制御装置であって、モータはブラシレスDCモータである。 A motor drive control device according to a twenty-third aspect of the present invention is the motor drive control device according to any of the first to twenty-second aspects, wherein the motor is a brushless DC motor.
逆風や順風等の影響を受けて回転しているモータを起動させる時に、直流電圧が昇圧される現象が生じる場合があるが、本発明のモータ駆動制御装置を、ブラシレスDCモータを回転駆動させるために用いることで、直流電圧が昇圧される現象をより防止することができる。 When starting a motor that is rotating under the influence of headwind or normal wind, there is a case where the DC voltage is boosted. However, the motor drive control device of the present invention is used to drive the brushless DC motor to rotate. By using this, the phenomenon that the DC voltage is boosted can be further prevented.
発明1に係るモータ駆動制御装置によると、モータの起動直前時、例えば風等の外力によりモータが正方向または逆方向のどちらかに既に回転している状態にあり、このモータを起動させる場合であっても、モータ駆動制御装置は、モータを異常停止させることなく確実に起動させることができる。 According to the motor drive control device of the first aspect of the present invention, the motor is already rotating in either the forward direction or the reverse direction due to an external force such as wind immediately before starting the motor, and this motor is started. Even if it exists, the motor drive control apparatus can be started reliably without abnormally stopping the motor.
発明2に係るモータ駆動制御装置によると、モータをより確実に起動させることができる。 According to the motor drive control device of the second aspect, the motor can be started more reliably.
発明3〜5、及び発明14に係るモータ駆動制御装置によると、モータに通電される電流量を抑えることができる。 According to the motor drive control devices according to the third to fifth and fourteenth aspects, the amount of current supplied to the motor can be suppressed.
発明6〜10及び発明15に係るモータ駆動制御装置によると、例えばモータ駆動制御装置の駆動電圧調整手段に供給される直流電圧が昇圧される現象を、防ぐことができる。 According to the motor drive control apparatus according to the sixth to tenth aspects and the fifteenth aspect, for example, a phenomenon in which the DC voltage supplied to the drive voltage adjusting means of the motor drive control apparatus is boosted can be prevented.
発明11〜13及び発明17〜19に係るモータ駆動制御装置によると、モータは確実に通常回転を行うことができる。 According to the motor drive control devices according to the inventions 11 to 13 and the inventions 17 to 19, the motor can reliably perform normal rotation.
発明16に係るモータ駆動制御装置によると、モータを的確に制御することができる。 According to the motor drive control device pertaining to the sixteenth aspect of the present invention, the motor can be accurately controlled.
発明20に係るモータ駆動制御装置によると、モータの回転数が高くなる程、駆動電圧のデューティや振幅等はモータの通常回転時に出力される駆動電圧に近づく。従って、モータは徐々に通常回転を行うようになる。 According to the motor drive control device pertaining to the twentieth aspect of the invention, the higher the motor rotation speed, the closer the drive voltage duty, amplitude, etc., to the drive voltage output during normal motor rotation. Therefore, the motor gradually starts normal rotation.
発明21に係るモータ駆動制御装置によると、モータ駆動制御装置は、確実にファンモータの回転制御を行うことができる。従って、ファンモータは的確な回転を行うことができる。 According to the motor drive control device pertaining to the twenty-first aspect of the invention, the motor drive control device can reliably control the rotation of the fan motor. Therefore, the fan motor can rotate accurately.
発明22に係るモータ駆動制御装置によると、外乱が大きい場合であっても、室外機用ファンモータはより確実に回転することができる。 According to the motor drive control device pertaining to the twenty-second aspect of the present invention, the fan motor for the outdoor unit can rotate more reliably even when the disturbance is large.
発明23に係るモータ駆動制御装置によると、直流電圧が昇圧される現象をより防止することができる。 According to the motor drive control device pertaining to the twenty-third aspect of the present invention, the phenomenon that the DC voltage is boosted can be further prevented.
<第1実施形態>
(1)全体及びモータの構成
図1は、モータ51と、このモータ51の駆動を制御するためのモータ駆動制御装置1とを含むモータの駆動制御システム100全体の構成図である。ここで、モータの種類としては、一般的には直流モータや交流モータ、ステッピングモータ、ブラシレスDCモータ等が挙げられるが、本実施形態では、モータ51がブラシレスDCモータである場合を例にとる。
<First Embodiment>
(1) Overall and Motor Configuration FIG. 1 is an overall configuration diagram of a motor
モータ51は、空気調和装置の室外機におけるプロペラファン61の駆動源として用いられる室外機用ファンモータであって、ステータ52と、ロータ53と、3つのホール素子54a,54b,54cとを備えている。
The
ステータ52は、スター結線されたU相、V相及びW相の駆動コイルLu,Lv,Lwを含む。U相、V相及びW相の駆動コイルLu,Lv,Lwの一方端はそれぞれU相、V相及びW相の駆動コイル端子TU,TV,TWに接続され、これらの他方端は全て端子TNに接続されている。これら3相の駆動コイルLu,Lv,Lwは、ロータ53が回転することによりその回転速度とロータ53の位置に応じた誘起電圧を発生させる。
The
ロータ53は、N極及びS極からなる2極の永久磁石を含み、ステータ52に対し回転軸を中心として回転する。ロータ53の回転は、この回転軸と同一軸心上にある出力軸(図示せず)を介してプロペラファン61に出力される。
The
3つのホール素子54a〜54cは、ステータ52に対するロータ53の位置を、ロータ53の永久磁石の極性に基づいて検出するものであって、検出後のロータ53の位置を示す位置検出信号Hu,Hv,Hwをモータ駆動制御装置1に出力する。
The three
(2)モータ駆動制御装置の構成
次いで、本実施形態に係るモータ駆動制御装置1の構成について説明する。本実施形態のモータ駆動制御装置1は、図1に示すように、回転方向検知部2、回転数計測部3、タイマ4(第1計測手段に相当)、駆動電圧調整部5及び電源部9を備える。
(2) Configuration of Motor Drive Control Device Next, the configuration of the motor drive control device 1 according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the motor drive control device 1 of the present embodiment includes a rotation
〔回転方向検知部〕
回転方向検知部2は、各ホール素子54a〜54cから出力される位置検出信号Hu,Hv,Hwを用いて、モータ51におけるロータ53の回転方向を検知する。以下より、説明を簡単にするため、モータ51におけるロータ53の回転方向を、単に“モータ51の回転方向”と記載する。
(Rotation direction detector)
The rotation
尚、検知されたモータ51の回転方向は、駆動電圧調整部5に取り込まれる。
The detected rotation direction of the
〔回転数計測部〕
回転数計測部3は、各ホール素子54a〜54cから出力される位置検出信号Hu,Hv,Hwを用いて、モータ51におけるロータ53の回転数を計測する。以下より、説明を簡単にするため、モータ51の回転方向と同様、モータ51におけるロータ53回転数を、単に“モータ51の回転数”と記載する。
[Rotation speed measurement unit]
The rotation
尚、計測されたモータ51の回転数は、駆動電圧調整部5に取り込まれる。
The measured number of rotations of the
〔タイマ〕
タイマ4は、モータ51が起動してからの時間を計測する。計測された時間は、モータ51の回転方向及び回転数と同様に、駆動電圧調整部5に取り込まれる。
[Timer]
The
〔駆動電圧調整部〕
駆動電圧調整部5は、モータ51をPWM(Pulse-Width Modulation)制御するための駆動電圧SU1,SV1,SW1を生成してモータ51に出力するためのものであって、PWM制御部6、ゲート制御電圧生成部7及び出力回路8を備える。
[Drive voltage adjustment section]
The drive
〔PWM制御部〕
PWM制御部6は、モータ51の回転方向及び回転数に基づいて、各駆動コイルLu,Lv,Lwに印加される駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを決定し、このデューティを示すPWMデューティ電圧v_dutyを、ゲート制御電圧生成部7に出力する。特に、本実施形態に係るPWM制御部6は、逆風や順風等の影響をプロペラファン61が受け、このプロペラファン61の影響により正方向や逆方向に外力が加わって回転している状態のモータ51を起動させる場合、起動直前におけるモータ51の回転方向及び回転数に基づいて、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを決定する。
[PWM control unit]
The PWM controller 6 determines the duty of the drive voltages SU1, SV1, SW1 applied to the drive coils Lu, Lv, Lw based on the rotation direction and the rotation speed of the
以下に、本実施形態に係るPWM制御部6が、モータ51を起動させる時に、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティをどのように決定するかについて説明する。具体的には、PWM制御部6は、モータ51を起動させる時、先ずはモータ51起動直前、即ち現在のモータ51の回転方向及び回転数を回転方向検知部2及び回転数計測部3からそれぞれ取得し、次いで取得した回転方向及び回転数を図2に当てはめることで、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを決定する。図2は、モータ51起動直前におけるモータ51の各回転方向への回転数(rpm)と、モータ51起動時にモータ51に出力される駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティ(%)との関係を示している。図2によると、モータ51起動直前におけるモータ51の回転方向が逆回転方向である場合、モータ51を起動する時にモータ51に出力される駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティは、モータ51が無回転状態で起動する場合にモータ51に出力される所定駆動電圧のデューティよりも低い。特に、モータ51起動直前におけるモータ51の逆回転方向への回転数が多い程、モータ51を起動する時にモータ51に出力される駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティはより低くなっている。逆に、モータ51起動直前におけるモータ51の回転方向が正回転方向である場合、モータ51を起動する時にモータ51に出力される駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティは、所定駆動電圧のデューティよりも高い。特に、モータ51起動直前におけるモータ51の正回転方向への回転数が多い程、モータ51を起動する時にモータ51に出力される駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティはより高くなっている。
Hereinafter, how the PWM control unit 6 according to the present embodiment determines the duty of the drive voltages SU1, SV1, and SW1 when starting the
ここで、モータ51が無回転状態で起動する場合としては、モータ51により駆動されるプロペラファン61が逆風や順風等の外力の影響を受けていない、いわゆる無風状態において、モータ51が起動する場合が挙げられる。従って、仮にモータ51を起動させる時に、モータ51起動直前における回転数が“0rpm”であれば、モータ51は無回転状態から起動したことになり、PWM制御部6は、モータ51を起動させるための駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを、所定駆動電圧のデューティと決定する。尚、所定駆動電圧のデューティは、モータ51の音や振動などを考慮して決定されることができる。尚、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティは、必ずしも一定値である必要はなく、例えば正弦波変調されていてもよいことは、言うまでもない。
Here, as a case where the
図2によると、逆風等の影響でプロペラファン61に逆回転方向への外力が加わったため、モータ51が逆回転方向に回転している場合、PWM制御部6は、モータ51の逆回転側への回転数に応じて、モータ51を起動させる時の駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを所定駆動電圧のデューティより小さくなるように決定する。逆に、順風等の影響でプロペラファン61に正回転方向への外力が加わったため、モータ51が正回転方向に回転している場合、PWM制御部6は、モータ51の正回転側への回転数に応じて、モータ51を起動させる時の駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを所定駆動電圧のデューティより大きくなるように決定する。尚、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティは、図2では回転数に応じてリニアに変化しているが、これに限定されず、一部或いは全領域において段階的に変化してもよい。
According to FIG. 2, since an external force in the reverse rotation direction is applied to the
また、PWM制御部6は、モータ51の起動後、モータ51の回転数やタイマ4の計測時間が所定の条件を満たした場合には、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティをモータ51の通常回転時における駆動電圧のデューティに変更する。ここで、所定の条件としては、例えば以下のものが挙げられる。
(I)タイマ4による計測時間が第1所定時間を経過した場合。
(II)モータ51の正回転側への回転数が所定回転数A(第1所定数に相当)以上となった場合。
(III)逆回転方向に回転しているモータ51を起動させた後、モータ51の回転が正回転側に切り替わった場合(即ち、回転数が“0rpm”となった場合)
尚、本実施形態では、以下より、所定の条件(I)及び(II)が満たされる場合について説明する。
Further, after starting the
(I) When the measurement time by the
(II) When the rotational speed of the
(III) When the
In the present embodiment, a case where predetermined conditions (I) and (II) are satisfied will be described below.
〔ゲート制御電圧生成部〕
ゲート制御電圧生成部7は、PWM制御部6により決定されたデューティを有する駆動電圧SU1,SV1,SW1が出力回路8からモータ51に出力されるように、出力回路8を制御する。より具体的には、ゲート制御電圧生成部7は、PWM制御部6から出力されたPWMデューティ電圧v_dutyに基づいて、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1〜Q6のオン及びオフを制御するためのゲート制御電圧Gu,Gx,Gv,Gy,Gw,Gzを生成する。生成されたゲート制御電圧Gu,Gx,Gv,Gy,Gw,Gzは、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1〜Q6の各ゲート端子に印加される。
[Gate control voltage generator]
The gate control voltage generation unit 7 controls the
〔出力回路〕
出力回路8は、ゲート制御電圧Gu,Gx,Gv,Gy,Gw,Gzに基づいて駆動電圧SU1,SV1,SW1を出力するものであって、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1〜Q6(以下、単にトランジスタという)と還流用のダイオードD1〜D6とを含む。トランジスタQ1及びQ2、Q3及びQ4、Q5及びQ6は、電源配線とGNDのラインとの間に直列に接続されている。トランジスタQ1及びQ2、Q3及びQ4、Q5及びQ6の間の各接続点NU,NV,NWは、それぞれモータ51のU相、V相及びW相の駆動コイル端子TU,TV,TWに接続されている。ダイオードD1〜D6は、各トランジスタQ1〜Q6に逆電圧が印加された場合に導通するような特性を有しており、各トランジスタQ1〜Q6に並列に接続されている。
[Output circuit]
The
このような構成を有する出力回路9によると、トランジスタQ1〜Q6が各ゲート端子に印加されるゲート制御電圧Gu,Gx,Gv,Gy,Gw,Gzに基づいてオン及びオフすることで、PWM制御部6により決定されたデューティを有する駆動電圧SU1,SV1,SW1は、各駆動コイルLu,Lv,Lwに出力される。 According to the output circuit 9 having such a configuration, the transistors Q1 to Q6 are turned on and off based on the gate control voltages Gu, Gx, Gv, Gy, Gw, and Gz applied to the respective gate terminals, so that the PWM control is performed. The drive voltages SU1, SV1, SW1 having the duty determined by the unit 6 are output to the drive coils Lu, Lv, Lw.
〔電源部〕
電源部9は、交流電圧を直流に変換し、電源配線を介して出力回路8に供給する直流電圧Vccを生成する。尚、このような電源部9内部には、駆動電圧SU、SV,SWのデューティやモータ51の回転数等に応じて直流電圧Vccを変更する機能部等が含まれている。このような機能部としては、例えば電圧調整回路や昇圧回路が挙げられる。
〔Power supply part〕
The power supply unit 9 converts an alternating voltage into a direct current, and generates a direct current voltage Vcc to be supplied to the
(3)モータ駆動制御装置の動作
(3−1)一連の動作の流れ
図3は、モータ駆動制御装置1が行う一連の動作の流れを説明するためのフローチャートである。
(3) Operation of Motor Drive Control Device (3-1) Flow of a Series of Operations FIG. 3 is a flowchart for explaining a flow of a sequence of operations performed by the motor drive control device 1.
ステップS1〜2:モータ駆動制御装置1は、例えば空気調和装置の室外機等の、モータ駆動制御装置1の外部からモータ51の起動指示を取得すると(S1)、回転方向検知部2及び回転数計測部3は、モータ51起動直前のモータ51の回転方向及び回転数をそれぞれ検知及び計測する(S2)。
Step S1-2: When the motor drive control device 1 obtains an activation instruction for the
ステップS3〜4:駆動電圧調整部5のPWM制御部6は、ステップS2で検知及び計測されたモータ51の回転方向及び回転数を図2に当てはめ、モータ51を起動するためにモータ51に出力する駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを決定する(S3)。例えば、ステップS2で検知したモータ51の回転方向が逆回転である場合、PWM制御部6は、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを所定駆動電圧のデューティ以下に決定し、逆にモータ51の回転方向が正回転である場合、PWM制御部6は、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを所定駆動電圧のデューティ以上に決定する。このようにして決定されたデューティを有する駆動電圧SU1,SV1,SW1は、ゲート制御電圧生成部7及び出力回路8を経てモータ51内の各駆動コイルLu,Lv,Lwに出力される(S4)。これにより、モータ51は起動する。そして、タイマ4は、時間の計測を開始する。
Steps S3 to 4: The PWM control unit 6 of the drive
ステップS5〜7:タイマ4の計測時間、モータ51の回転数及び回転方向が所定の条件を満たした場合、モータ駆動制御装置1は、モータ51について回転数制御を行う。より具体的には、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティは、回転数制御により通常回転時の駆動電圧のデューティとなるように決定され、このように決定されたデューティを有する駆動電圧SU1,SV1,SW1は、ゲート制御電圧生成部7及び出力回路8を経てモータ51内の各駆動コイルLu,Lv,Lwに出力される(S7)。ここで、所定の条件には、(I)タイマ4の計測時間が第1所定時間を経過した場合(S5)、(II)モータ51の正転側への回転数が所定回転数Aとなった場合(S6)が該当する。尚、タイマ4の計測時間、モータ51の回転数及び回転方向が、ステップS5またはS6におけるいずれの所定の条件をも満たさない場合、モータ駆動制御装置1は、ステップS5以降の動作を繰り返す。また、回転数制御の方法としては、P(Proportional)制御、PI(Proportional and Integral)制御、PID(Proportional, Integral and Derivative)制御などが挙げられる。
Steps S <b> 5 to 7: When the measurement time of the
ステップS8:モータ駆動制御装置1は、モータ51の回転停止指示を空気調和装置の室外機等のモータ駆動制御装置1外部から取得するまで、モータ51について回転数制御を行う(S8)。尚、モータ駆動制御装置1は、モータ51の回転停止指示を取得した場合、モータ51の回転を停止させ、一連の動作を終了する。
Step S8: The motor drive control device 1 controls the rotation speed of the
(3−2)調節された駆動電圧のデューティ及び回転数の一例
モータ駆動制御装置1が上記動作の流れでモータ51を駆動制御した場合の一例を、図4及び図5に示す。図4は、起動前から逆方向に回転しているモータ51を起動させた場合の、経時的に変化する駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティ、モータ51の回転数及びモータ51内の駆動コイルLu,Lv,Lwに流れる電流を示した図である。図5は、起動前から正方向に回転しているモータ51を起動させた場合の、経時的に変化する駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティ、モータ51の回転数、及び電源部9からの直流電圧を示した図である。
(3-2) Example of Adjusted Drive Voltage Duty and Rotation Speed An example of the case where the motor drive control device 1 controls driving of the
図4に示すように、逆風等の影響によりモータ51が起動前から逆方向に回転している場合、モータ駆動制御装置1は、所定駆動電圧のデューティよりも低いデューティを有する駆動電圧SU1,SV1,SW1をモータ51に出力し、モータ51を起動させる。これにより、モータ51が逆回転状態から起動することによりモータ51の駆動コイルLu,Lv,Lwに過渡的に流れる電流は抑制される。やがて、モータ51の回転方向は正回転となる。
As shown in FIG. 4, when the
ここで、図4では、モータ51の正転側の回転数が所定回転数Aに至るよりも先に、タイマ4による計測時間が第1所定時間を経過している。従って、モータ駆動制御装置1は、第1所定時間経過時に、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを通常回転時のデューティに変更し、その後回転数制御を行っている。これにより、モータ駆動制御装置1は、モータ51の駆動コイルLu,Lv,Lwに過渡的に流れる電流を抑えながら、モータ51の回転数を所望の回転数にすることができる。
Here, in FIG. 4, the measurement time by the
また、図5に示すように、順風等の影響によりモータ51が起動前から正方向に回転している場合、モータ駆動制御装置1は、所定駆動電圧のデューティよりも高いデューティを有する駆動電圧SU1,SV1,SW1をモータ51に出力し、モータ51を駆動させる。これにより、モータ51に出力される駆動電圧のデューティがこの回転数において本来出力されるべき駆動電圧のデューティよりも低いために出力回路8に供給される直流電圧Vccが昇圧してしまう現象は抑制される。その後、モータ51の回転数は徐々に上昇していく。
Further, as shown in FIG. 5, when the
ここで、図5では、タイマ4による計測時間が第1所定時間を経過するよりも先に、モータ51の正転側の回転数が所定回転数Aに至っている。従って、モータ駆動制御装置1は、モータ51の回転数が所定回転数Aとなった時に、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを通常回転時のデューティに変更し、その後回転数制御を行っている。これにより、モータ駆動制御装置1は、直流電圧Vccが昇圧することなく、モータ51の回転数を所望の回転数にすることができる。
Here, in FIG. 5, the rotational speed on the forward rotation side of the
(4)効果
このモータ駆動制御装置1は、モータ起動直前時のモータ51の回転方向に応じて、モータ51を起動させるための駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティや振幅等を、モータ51が無回転状態で起動する場合と異なるように調整し、モータに出力する。これにより、起動直前時、モータ51には外力が加わっており、既にモータ51が正方向または逆方向のどちらかに回転している状態において、このモータ51を起動させる場合であっても、モータ駆動制御装置1は、モータ51を異常停止させることなく確実に起動させることができる。
(4) Effects In this motor drive control device 1, the
また、このモータ駆動制御装置1は、モータ51の回転方向に加え、モータ起動直前時のモータ51の回転数に応じて、駆動電圧SU1,SV1,SW1を更に調整する。これにより、モータ駆動制御装置1は、モータ51をより確実に起動させることができる。
Further, the motor drive control device 1 further adjusts the drive voltages SU1, SV1, and SW1 according to the rotation direction of the
特に、モータ駆動制御装置1は、PWM制御により、逆風等の影響を受けて逆回転方向に回転している状態のモータ51を起動させる場合には、モータ51が無回転の状態で起動する場合の所定駆動電圧よりも小さいデューティを有する駆動電圧SU1,SV1,SW1を出力する。これにより、モータ51の起動時にモータ51に過渡的に流れる電流量を抑えることができる。
In particular, when the motor drive control device 1 activates the
そして、モータ駆動制御装置1は、PWM制御により、順風等の影響を受けて正回転方向に回転している状態のモータ51を起動させる場合には、モータ51が無回転の状態で起動する場合の所定駆動電圧よりも大きいデューティを有する駆動電圧SU1,SV1,SW1を出力する。これにより、モータ51が起動した際に直流電圧Vccが昇圧される現象を防ぐことができる。
And when the motor drive control apparatus 1 starts the
また、逆回転または正回転方向に回転している状態のモータ51を起動させてから第1所定時間経過後、モータ駆動制御装置1は、通常回転時のデューティを有する駆動電圧SU1,SV1,SW1をモータ51に出力する。これにより、モータ51は確実に通常回転を行うことができる。
In addition, after the first predetermined time has elapsed since the
また、モータ51の起動後、モータ51の正転側への回転数が所定回転数A以上となった場合、モータ駆動制御装置1は、通常回転時のデューティを有する駆動電圧をモータ51に出力する。これにより、モータ51は確実に通常回転を行うことができる。
In addition, after the
<第2実施形態>
図6は、第2実施形態に係るモータ駆動制御装置101と、このモータ駆動制御装置101により駆動制御されるモータ51とを含むモータの駆動制御システム200全体の構成図である。
Second Embodiment
FIG. 6 is a configuration diagram of an entire motor
ここで、本実施形態に係るモータ51は、第1実施形態のモータ51と同様の構成を有しているため、図1と同一の符号を付している。即ち、モータ51は、第1実施形態と同様、空気調和装置の室外機におけるプロペラファン61の駆動源として用いられる室外機用ファンモータであって、ステータ52と、ロータ53と、3つのホール素子54a〜54cとを備えた3相のブラシレスDCモータの構成を有している。
Here, since the
(1)モータ駆動制御装置の構成
モータ駆動制御装置101は、回転方向検知部102、回転数計測部103、タイマ104(第2計測手段に相当)、駆動電圧調整部105及び電源部110を備える。ここで、本実施形態に係る駆動電圧調整部105は、モータ51の回転数制御を行い、駆動電圧SU2,SV2,SW2を生成してモータ51内の駆動コイルLu,Lv,Lwに出力する。ここで、モータ51の回転数制御の方法としては、P制御、PI制御、PID制御などが挙げられるが、本実施形態では、駆動電圧調整部105がモータ51の回転数についてPI制御を行う場合を例にとる。また、駆動電圧調整部105は、記憶部106、PI制御部107、ゲート制御電圧生成部108及び出力回路109を備える。
(1) Configuration of Motor Drive Control Device The motor
尚、回転方向検知部102、回転数計測部103、タイマ104、ゲート制御電圧生成部108、出力回路109及び電源部110については、第1実施形態で同じ名称を付して示した図1に係る回転方向検知部2、回転数計測部3、タイマ4、ゲート制御電圧生成部7、出力回路8及び電源部9と同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。
In addition, about the rotation
以下より、本実施形態の一特徴である記憶部106及びPI制御部107について説明する。
Hereinafter, the
記憶部106には、PI制御部107により実行されるプログラムが記憶されている。また記憶部106は、PI制御部107により調節された各種PI制御パラメータ等を記憶することができる。ここで、PI制御パラメータとしては、現時点での回転数と指令回転数との偏差を増幅させる際に用いられる比例パラメータ、回転数の偏差の累積値を積分する際に用いられる積分パラメータ、及び回転数の偏差の上限値を示す偏差制限値等が挙げられる。指令回転数は、例えば空気調和装置の室外機等の、モータ駆動制御装置101外部から入力されるものである。
The
PI制御部107は、CPUを含むマイクロコンピュータからなり、モータ51の回転方向や回転数に基づいて各種PI制御パラメータを調節する。そして、PI制御部107は、調節された各種PI制御パラメータに基づいて、モータ51の回転数をPI制御する。より具体的には、PI制御部107は、調節されたPI制御パラメータに基づいて駆動電圧SU2,SV2,SW2のデューティを決定し、このデューティを示すPWMデューティ電圧v_dutyをゲート制御電圧生成部108に出力する。
The
ここで、PI制御パラメータと駆動電圧SU2,SV2,SW2のデューティとは、相関関係にある。従って、PI制御パラメータが小さい程、駆動電圧SU2,SV2,SW2のデューティは小さくなる。逆に、PI制御パラメータが大きい程、駆動電圧SU2,SV2,SW2のデューティは大きくなる。 Here, the PI control parameter and the duty of the drive voltages SU2, SV2, and SW2 are correlated. Therefore, the smaller the PI control parameter, the smaller the duty of the drive voltages SU2, SV2, SW2. Conversely, as the PI control parameter increases, the duty of the drive voltages SU2, SV2, and SW2 increases.
〔PI制御パラメータの調節〕
以下に、本実施形態に係るPI制御部107が、モータ51を起動させる時に、PI制御パラメータをどのように調節するかについて説明する。PI制御部107は、モータ51を起動させる時、先ずはモータ51起動直前、即ち現在のモータ51の回転方向及び回転数を回転方向検知部2及び回転数計測部3からそれぞれ取得し、次いで取得した回転方向及び回転数を図7に当てはめ、PI制御パラメータを決定する。図7は、モータ51起動直前におけるモータ51の各回転方向への回転数(rpm)と、モータ51を起動する時に用いられるPI制御パラメータとの関係を示している。図7によると、モータ51起動直前におけるモータ51の回転方向が逆回転方向である場合、モータ51を起動する時に用いられるPI制御パラメータは、モータ51が無回転の状態で起動する時に用いられる所定のPI制御パラメータK1(第1所定制御パラメータ、第2所定制御パラメータに相当)よりも低い。特に、モータ51起動直前におけるモータ51の逆回転方向への回転数が多い程、モータ51を起動する時に用いられるPI制御パラメータはより低くなっている。逆に、モータ51起動直前におけるモータ51の回転方向が正回転方向である場合、モータ51を起動する時に用いられるPI制御パラメータは、所定のPI制御パラメータK1よりも高い。特に、モータ51起動直前におけるモータ51の正回転方向への回転数が多い程、モータ51を起動する時に用いられるPI制御パラメータはより高くなっている。
[Adjustment of PI control parameters]
Hereinafter, how the
ここで、モータ51が無回転状態で起動する場合としては、第1実施形態と同様、モータ51により駆動されるプロペラファン61が逆風や順風等の外力の影響を受けていない、いわゆる無風状態において、モータ51が起動する場合が挙げられる。従って、仮にモータ51を起動させる時に、モータ51起動直前における回転数が“0rpm”であれば、モータ51は無回転状態から起動したことになり、PI制御部107は、モータ51を起動させる時に用いるPI制御パラメータを、所定のPI制御パラメータK1に決定する。尚、所定のPI制御パラメータK1は、モータ51の音や振動などを考慮して決定されることができる。
Here, when the
図7によると、逆風等の影響でプロペラファン61に逆回転方向への外力が加わったため、モータ51が逆回転方向に回転している場合、PI制御部107は、モータ51の逆回転側への回転数に応じて、モータ51を起動させる時のPI制御パラメータを所定のPI制御パラメータK1より小さくなるように決定する。逆に、順風等の影響でプロペラファン61に正回転方向への外力が加わったため、モータ51が正回転方向に回転している場合、PI制御部107は、モータ51の正回転側への回転数に応じて、モータ51を起動させる時のPI制御パラメータを所定のPI制御パラメータK1より大きくなるように決定する。尚、PI制御パラメータは、図7では回転数に応じてリニアに変化しているが、これに限定されず、一部或いは全領域において段階的に変化してもよい。
According to FIG. 7, since an external force in the reverse rotation direction is applied to the
また、PI制御部107は、モータ51の起動後、モータ51の回転数やタイマ104の計測時間が所定の条件を満たした場合には、PI制御パラメータを、モータ51の通常回転時におけるPI制御パラメータK2に変更する。ここで、所定の条件としては、第1実施形態と同様、例えば以下のものが挙げられる。
(I)タイマ104による計測時間が第2所定時間を経過した場合。
(II)モータ51の正回転側への回転数が所定回転数B(第3所定数に相当)以上となった場合。
(III)逆回転方向に回転しているモータ51を起動させた後、モータ51の回転が正回転側に切り替わった場合(即ち、回転数が“0rpm”となった場合)
尚、本実施形態では、第1実施形態と同様に、以下より、所定の条件(I)及び(II)が満たされる場合について説明する。
In addition, after the
(I) When the measurement time by the
(II) When the rotational speed of the
(III) When the
In the present embodiment, as in the first embodiment, a case where predetermined conditions (I) and (II) are satisfied will be described below.
また、所定のPI制御パラメータK1及び通常回転時のPI制御パラメータK2は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。 Further, the predetermined PI control parameter K1 and the PI control parameter K2 during normal rotation may be the same value or different values.
(2)モータ駆動制御装置の動作
(2−1)一連の動作の流れ
図8は、モータ駆動制御装置101が行う一連の動作の流れを説明するためのフローチャートである。
(2) Operation of Motor Drive Control Device (2-1) Flow of a Series of Operations FIG. 8 is a flowchart for explaining a flow of a sequence of operations performed by the motor
ステップS101〜102:モータ駆動制御装置101は、モータ駆動制御装置101外部からモータ51の起動指示及び指令回転数を取得すると(S101)、回転方向検知部102及び回転数計測部103は、起動直前、即ち現在のモータ51の回転方向及び回転数を、それぞれ検知及び計測する(S102)。
Steps S101 to S102: When the motor
ステップS103〜104:駆動電圧調整部105のPI制御部107は、ステップS102で検知及び計測されたモータ51の回転方向及び回転数を図7に当てはめ、モータ51を起動するために用いるPI制御パラメータを決定し、これを記憶部106に記憶する(S103)。PI制御部107により決定されたPI制御パラメータに基づく駆動信号SU2,SV2,SW2は、ゲート制御電圧生成部108及び出力回路109を経てモータ51に出力される(104)。これにより、モータ51は起動する。そして、タイマ104は、時間の計測を開始する。
Steps S103 to S104: The
ステップS105:PI制御部107は、モータ51の回転数についてPI制御を行う。尚、PI制御の詳細な動作については、後述する。
Step S <b> 105: The
ステップS106〜109:タイマ104の計測時間、モータ51の回転数及び回転方向が所定の条件を満たした場合、PI制御部107は、PI制御パラメータをモータ51の通常回転時のPI制御パラメータK2に変更する(S108)。そして、PI制御部107は、このPI制御パラメータK2に基づいてPI制御を行う(S109)。これにより、通常回転時のデューティを有する駆動電圧SU2,SV2,SW2は、ゲート制御電圧生成部108及び出力回路109を経てモータ51内の各駆動コイルLu,Lv,Lwに出力される。ここで、所定の条件には、(I)タイマ104の計測時間が第2所定時間を経過した場合(S106)、(II)正転側への回転数が所定回転数B以上となった場合(S107)が該当する。尚、タイマ104の計測時間やモータ51の回転数及び回転方向が、ステップS106及びS107のいずれも満たさない場合、モータ駆動制御装置101は、ステップS105以降の動作を行う。
Steps S106 to S109: When the measurement time of the
ステップS110:モータ駆動制御装置101は、モータ51の回転停止指示を取得した場合、モータ51の回転を停止させ、一連の動作を終了する。
Step S110: When the motor
〔PI制御動作〕
図9は、上記動作のステップS105,S109におけるPI制御動作の流れを示すフローチャートである。尚、下記の各動作の過程において得られた演算結果は、記憶部106に一時的に格納される。
[PI control operation]
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the PI control operation in steps S105 and S109 of the above operation. Note that the calculation results obtained in the process of the following operations are temporarily stored in the
ステップS121:PI制御部107は、外部から取得した指令回転数から現在のモータ51の回転数を減算し、回転数の偏差を求める。
Step S121: The
ステップS122〜123:回転数の偏差が偏差制限値以上である場合(S122)、PI制御部107は、偏差を偏差制限値に置き換える(S123)。回転数の偏差が偏差制限値未満の場合は、ステップS121で求められた偏差が、以降の演算で用いられる。
Steps S122 to 123: When the rotational speed deviation is greater than or equal to the deviation limit value (S122), the
ステップS124:PI制御部107は、ステップS121またはステップ123で求められた偏差に、PI制御パラメータである比例パラメータを乗算して、比例項を求める。
Step S124: The
ステップS125:PI制御部107は、ステップS121またはステップ123で求められた偏差に、PI制御パラメータである積分パラメータを乗算し、これに前回求めた積分項を加算し、積分項を求める。
Step S125: The
ステップS126:PI制御部107は、ステップS124で求めた比例項にステップS125で求めた積分項を加算し、駆動電圧SU2,SV2,SW2のデューティを決定する。
Step S126: The
(2−2)調節されたPI制御パラメータ及び回転数の一例
モータ駆動制御装置101が上記動作の流れでモータ51を駆動制御した場合の一例を、図10及び図11に示す。図10は、起動前から逆方向に回転しているモータ51を起動させた場合の、経時的に変化するPI制御パラメータ、モータ51の回転数及びモータ51内の駆動コイルLu,Lv,Lwに流れる電流を示した図である。図11は、起動前から正方向に回転しているモータ51を起動させた場合の、経時的に変化するPI制御パラメータ、モータ51の回転数、及び電源部110からの直流電圧Vccを示した図である。尚、図10及び図11では、所定のPI制御パラメータK1及び通常回転時のPI制御パラメータK2が、異なる値である場合を例にとる。
(2-2) Example of Adjusted PI Control Parameter and Number of Revolutions An example of the case where the motor
図10に示すように、逆風等の影響によりモータ51が起動前から逆方向に回転している場合、モータ駆動制御装置101は、PI制御パラメータを所定のPI制御パラメータK1よりも低い値に決定し、このPI制御パラメータに基づいてPI制御を行う。これにより、モータ51を起動させる時には、無回転状態のモータ51を起動させる場合の所定駆動電圧よりも低いデューティを有する駆動電圧SU2,SV2,SW2がモータ51に出力される。そのため、モータ51が逆回転状態から起動することによりモータ51の駆動コイルLu,Lv,Lwに過渡的に流れる電流は抑制される。やがて、モータ51の回転方向は正回転となる。
As shown in FIG. 10, when the
ここで、図10では、タイマ104による計測時間が第2所定時間を経過するよりも先に、モータ51の正転側の回転数が所定回転数Bに至っている。従って、モータ駆動制御装置101は、モータ51の正回転側の回転数が所定回転数Bとなった時に、PI制御パラメータを通常回転時のPI制御パラメータK2に変更し、PI制御を行う。これにより、通常回転時のデューティを有する駆動電圧SU2,SV2,SW2がモータ51に出力される。従って、モータ駆動制御装置101は、モータ51の駆動コイルLu,Lv,Lwに過渡的に流れる電流を抑えながら、モータ51の回転数を所望の回転数にすることができる。
Here, in FIG. 10, the rotational speed on the forward rotation side of the
また、図11に示すように、順風等の影響によりモータ51が起動前から正方向に回転している場合、モータ駆動制御装置101は、PI制御パラメータを所定のPI制御パラメータK1よりも高い値に決定し、このPI制御パラメータに基づいてPI制御を行う。これにより、モータ51を起動させる時には、無回転状態のモータ51を起動させる場合の所定駆動電圧よりも高いデューティを有する駆動電圧SU2,SV2,SW2がモータ51に出力され、モータ51に出力される駆動電圧のデューティがこの回転数において本来出力されるべき駆動電圧のデューティよりも低いために出力回路109に供給される直流電圧Vccが昇圧してしまう現象は抑制される。その後、モータ51の回転数は徐々に上昇していく。
In addition, as shown in FIG. 11, when the
ここで、図11では、モータ51の正転側の回転数が所定回転数Bに至るよりも先に、タイマ104による計測時間が第2所定時間を経過している。従って、モータ駆動制御装置101は、第2所定時間経過時に、PI制御パラメータを通常回転時のPI制御パラメータK2に変更し、PI制御を行う。これにより、通常回転時のデューティを有する駆動電圧SU2,SV2,SW2がモータ51に出力される。従って、モータ駆動制御装置101は、直流電圧Vccが昇圧することなく、モータ51の回転数を所望の回転数にすることができる。
Here, in FIG. 11, the measurement time by the
(3)効果
このモータ駆動制御装置101は、逆風等の影響を受けて逆方向に回転している状態のモータ51を起動させる場合、モータ51起動直前のモータ51の回転方向及び回転数に応じて、PI制御パラメータを、無回転状態のモータ51を起動させる場合に用いられる所定のPI制御パラメータK1よりも小さくなるように調節する。そして、モータ駆動制御装置101は、調節後のPI制御パラメータに基づいてPI制御を行う。これにより、モータ51の起動を起動させる時には、所定のPI制御パラメータK1に基づく所定駆動電圧よりも小さいデューティを有する駆動電圧SU2,SV2,SW2がモータ51に出力される。従って、モータ51が逆回転している状態で起動する際、モータ51に過渡的に流れる電流量を抑えることができる。
(3) Effect When the motor
また、モータ駆動制御装置101は、順風等の影響を受けて正方向に回転している状態のモータ51を起動させる場合、モータ51起動直前のモータ51の回転方向及び回転数に応じて、PI制御パラメータを、無回転状態のモータ51を起動させる場合に用いられる所定のPI制御パラメータK1よりも大きくなるように調節する。そして、モータ駆動制御装置101は、調節後のPI制御パラメータに基づいてPI制御を行う。これにより、モータ51を起動させる時には、所定のPI制御パラメータK1に基づく所定駆動電圧よりも大きいデューティを有する駆動電圧SU2,SV2,SW2がモータ51に出力される。従って、モータ51が正回転している状態で起動する際、駆動電圧SU2,SV2,SW2のデューティが小さいために直流電圧Vccが昇圧される現象を抑制できる。
In addition, when the motor
また、モータ駆動制御装置101は、モータ51の回転数についてP制御、PI制御及びPID制御のいずれか1つを行うため、モータ51を的確に制御することができる。
Moreover, since the motor
また、モータ駆動制御装置101は、モータ51が起動してから第2所定時間経過後、PI制御パラメータを通常回転時のPI制御パラメータK2に変更し、これに基づいてPI制御を行う。これにより、モータ51には、通常回転時のデューティを有する駆動電圧SU2,SV2,SW2が出力される。従って、モータ51は確実に通常回転を行うことができる。
Further, the motor
また、モータ駆動制御装置101は、モータ51の正転側への回転数が所定回転数B以上となった場合、PI制御パラメータを通常回転時のPI制御パラメータK2に変更する。これにより、モータ51には、通常回転時のデューティを有する駆動電圧SU2,SV2,SW2が出力される。従って、モータ51は確実に通常回転を行うことができる。
Further, the motor
<その他の実施形態>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
<Other embodiments>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.
(a)上記第1実施形態では、モータ駆動制御装置1がPWM制御を行う場合について記載したが、これに限定されない。本発明のモータ駆動制御装置は、駆動電圧の振幅を制御する、いわゆるPAM(Pulse-Amplitude Modulation)制御を行っても良い。 (A) Although the case where the motor drive control device 1 performs PWM control has been described in the first embodiment, the present invention is not limited to this. The motor drive control device of the present invention may perform so-called PAM (Pulse-Amplitude Modulation) control for controlling the amplitude of the drive voltage.
図12は、PAM制御を行うモータ駆動制御装置201と、このモータ駆動制御装置201により駆動制御されるモータ51とを含むモータの駆動制御システム300の構成図である。図12に示すように、モータ駆動制御装置201は、PWM制御部の代わりにPAM制御部206を備える。尚、モータ駆動制御装置201のその他の構成については、第1実施形態と同様である。即ち、モータ駆動制御装置201は、回転方向検知部202、回転数計測部203、タイマ204、駆動制御調整部205、及び電源部209を備える。特に、電源部209は、モータ51の回転数や駆動信号の振幅等に応じて直流電源Vccを昇圧する昇圧回路などを含む。また、駆動制御調整部205は、PAM制御部206、ゲート制御電圧生成部207及び出力回路208を含む。特に、PAM制御部206は、電源部209が直流電圧Vccを調整するための信号も生成する。また、モータ51は、第1実施形態と同様の構成を有しており、図1と同じ符号を付している。
FIG. 12 is a configuration diagram of a motor
このモータ駆動制御装置201では、モータ51起動直前におけるモータ51が逆回転方向に回転している場合、駆動電圧調整部205は、モータ51起動直前の回転数に応じて、駆動電圧SU3,SV3,SW3の振幅が、無回転状態のモータ51を起動させる時の所定駆動電圧より小さくなるように調整する。これにより、第1実施形態と同様、例えば逆風の影響を受けて逆方向に回転しているモータ51を起動させる場合であっても、モータ51に流れる電流量が過渡的に増加することを抑制できる。
In this motor
また、モータ51起動直前におけるモータ51が正回転方向に回転している場合、駆動電圧調整部205は、モータ51起動直前の回転数に応じて、駆動電圧SU3,SV3,SW3の振幅が、無回転状態のモータ51を起動させる時の所定駆動電圧より大きくなるように調整する。これにより、第1実施形態と同様、例えば順風の影響を受けて正方向に回転しているモータ51を起動させる場合であっても、電源部209からの直流電圧が昇圧されることを防ぐことができる。
When the
更に、本発明に係るモータ駆動制御装置は、PWM制御とPAM制御とを同時に行うような構成であってもよい。即ち、モータ駆動制御装置は、モータ起動時の駆動電圧のデューティと振幅とを、起動直前におけるモータの回転数及び回転方向に応じて共に変化させてもよい。 Furthermore, the motor drive control device according to the present invention may be configured to simultaneously perform PWM control and PAM control. That is, the motor drive control device may change both the duty and the amplitude of the drive voltage at the time of starting the motor according to the rotation speed and the rotation direction of the motor immediately before the start.
(b)また、上記第2実施形態においても、モータ制御駆動装置101がPI制御パラメータに基づいてPI制御を行うことで、駆動電圧のデューティが変更される場合について説明したが、このようにPI制御やPID制御などの回転数制御を行う場合においても、その他の実施形態(a)と同様、駆動電圧の振幅のみが変更されたり、デューティ及び振幅の両方が変更されたりしてもよい。
(B) Also in the second embodiment, the case where the duty of the driving voltage is changed by the motor
(c)上記第1実施形態では、起動直前に正方向に回転しているモータ51を起動させる時に、直流電圧の昇圧動作が生じるとして説明したが、逆風等の影響を受けて逆回転しているモータ51を起動させた際においても、場合によっては直流電圧の昇圧動作が生じてしまう時がある。そこで、このような現象が生じる時には、モータ駆動制御装置1は、起動直前に逆回転方向に回転しているモータ51を起動させる際、図13に示すように、モータ51に出力する駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティを、所定駆動電圧よりも大きくする。これにより、モータ51が起動直前に逆回転している状態からモータ51を起動させた場合に、電源からの直流電圧の昇圧動作が生じることを防ぐことができる。
(C) In the first embodiment, it has been described that the DC voltage boosting operation occurs when starting the
また、上記において、モータ駆動制御装置1は、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティではなく振幅を所定駆動電圧より大きくしてもよい。これにより、上記と同様、モータ51が起動直前に逆回転している状態からモータを起動させた場合に、直流電圧の昇圧動作が生じることを防ぐことができる。
In the above, the motor drive control device 1 may make the amplitude of the drive voltages SU1, SV1, SW1 larger than the predetermined drive voltage instead of the duty. Accordingly, as described above, when the motor is started from a state where the
(d)また、上記第2実施形態に係るモータ駆動制御装置101においても、逆風等の影響を受けて逆回転しているモータ51を起動させた場合に直流電圧の昇圧動作が生じてしまう際には、図14に示すように、PI制御パラメータを所定のPI制御パラメータK1よりも大きくするとよい。これにより、その他の実施形態(c)と同様、モータ51起動時にモータ51に出力される駆動電圧のデューティや振幅は所定駆動電圧よりも大きくなるため、電源からの直流電圧の昇圧動作が生じることを防ぐことができる。
(D) Also, in the motor
(e)上記第1実施形態では、図3に示すように、タイマ4の計測時間が第1所定時間を経過した場合(S5)、またはモータ51の正転側への回転数が所定回転数Aとなった場合(S6)に、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティがモータ51の通常回転時の駆動電圧のデューティに変更される場合について説明した。しかし、モータ駆動制御装置1は、更に以下の条件(IV)を満たした場合に、駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティをモータ51の通常回転時の駆動電圧のデューティに変更してもよい。
(IV)モータ51が逆方向に回転している状態で起動した場合に、モータ51の逆回転方向側への回転数が所定回転数C(第2所定数に相当)以下となった場合。
(E) In the first embodiment, as shown in FIG. 3, when the measured time of the
(IV) When the
この条件が満たされた場合の、経時的に変化する駆動電圧SU1,SV1,SW1のデューティ、モータ51の回転数及びモータ51内に流れる電流を、図15に示す。図15では、モータ駆動制御装置1は、起動直前に逆方向に回転しているモータ51を起動させている。そして、タイマ4の計測時間が第1所定時間を経過したり、モータ51の正転側の回転数が所定回転数Aに至ったりするよりも先に、モータ51の逆回転側の回転数は所定回転数C以下となっている。この時、モータ駆動制御装置1は、モータ51について回転数制御を行う。この回転数制御により、モータ51には、通常回転時のデューティを有する駆動電圧SU1,SV1,SW1が出力される。このように、モータ駆動制御装置1は、条件(IV)を満たした場合に通常回転時の駆動電圧SU1,SV1,SW1を出力しても、モータ51を確実に通常回転させることができる。
FIG. 15 shows the duty of the drive voltages SU1, SV1, SW1 that change with time, the rotation speed of the
(f)また、上記第2実施形態に係るモータ駆動制御装置101においても、逆方向に回転しているモータ51を起動させた後、モータ51の逆回転方向側への回転数が所定回転数D(第4所定数に相当)以下となった場合には、PI制御パラメータを通常回転時のPI制御パラメータK2に変更することができる(図16)。これにより、その他の実施形態(e)と同様、モータ駆動制御装置101は、モータ51を確実に通常回転させることができる。
(F) In the motor
(g)上記第2実施形態では、モータ51の回転数及び回転方向などが所定の条件(I),(II)を満たすまでの間、PI制御パラメータが調節される場合について説明したが、所定の条件(I),(II)を満たすまでの間のPI制御パラメータは、図17示すように、除々に通常回転時のデューティに近づくように、その時々のモータ51の回転数及び回転方向に応じて変更されてもよい。
(G) In the second embodiment, the case where the PI control parameter is adjusted until the rotation speed and the rotation direction of the
図17では、起動前のモータは逆方向に回転しており、PI制御パラメータは、先ず所定のPI制御パラメータK1よりも低い値に決定されている。そしてその後、モータの正転側への回転数の上昇に応じて、PI制御パラメータが通常回転時のPI制御パラメータK2に近づくように調節されている。これにより、モータに出力される駆動電圧のデューティや振幅は、通常回転時のデューティや振幅に除々に近づいていく。そのため、モータが逆回転状態から起動することによりモータの駆動コイルに過渡的に流れる電流を抑えることができる。 In FIG. 17, the motor before starting is rotating in the reverse direction, and the PI control parameter is first determined to be lower than the predetermined PI control parameter K1. Thereafter, the PI control parameter is adjusted so as to approach the PI control parameter K2 during normal rotation in accordance with the increase in the rotational speed to the forward rotation side of the motor. As a result, the duty and amplitude of the drive voltage output to the motor gradually approach the duty and amplitude during normal rotation. Therefore, when the motor starts from the reverse rotation state, the current that flows transiently to the motor drive coil can be suppressed.
(h)上記第1及び第2実施形態では、モータを起動するための駆動電圧及びPI制御パラメータが、モータ起動直前におけるモータの回転方向及び回転数に応じて調節されると記載したが、この駆動電圧及びPI制御パラメータは、モータ起動直前におけるモータの回転方向のみに応じて調節されてもよい。 (H) In the first and second embodiments, the drive voltage and the PI control parameter for starting the motor are described as being adjusted according to the rotation direction and the number of rotations of the motor immediately before starting the motor. The drive voltage and the PI control parameter may be adjusted according to only the rotation direction of the motor immediately before starting the motor.
(i)上記第1及び第2実施形態では、モータ51がブラシレスDCモータである場合を例に取り説明したが、モータ51は誘導電動機等の他の種類のモータであってもよい。特に、モータが直流モータである場合、駆動電圧は、一定の電圧であることができる。
(I) In the first and second embodiments, the case where the
(j)第1及び第2実施形態では、出力回路8、109内のスイッチング素子として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1〜Q6,Q11〜Q16を用いた場合について記載したが、スイッチング素子は、MOSFET等の他の種類の素子を用いてもよい。また、第1及び第2実施形態では、Nchの絶縁ゲート型バイポーラトランジスタQ1〜Q6,Q11〜Q16を用いた場合について記載したが、Pchのトランジスタを用いてもよい。
(J) In the first and second embodiments, the case where the insulated gate bipolar transistors Q1 to Q6 and Q11 to Q16 are used as the switching elements in the
本発明に係るモータ駆動制御装置は、例えば空気調和装置内の圧縮機やファン等の回転駆動源として用いられるモータの駆動を制御するための装置として適用できる。 The motor drive control device according to the present invention can be applied as a device for controlling the drive of a motor used as a rotational drive source such as a compressor or a fan in an air conditioner.
1,101,201 モータ駆動制御装置
2,102,202 回転方向検知部
3,103,203 回転数計測部
4,104,204 タイマ
5,105,205 駆動電圧調整部
6 PWM制御部
7,108,207 ゲート制御電圧生成部
8,109,208 出力回路
9,110,209 電源部
51 モータ
52 ステータ
53 ロータ
54a〜54c ホール素子
61 プロペラファン
100,200,300 モータ駆動制御システム
106 記憶部
107 PI制御部
206 PAM制御部
Lu,Lv,Lw 駆動コイル
SU1,SV1,SW1 SU2,SV2,SW2 SU3,SV3,SW3 駆動電圧
1, 101, 201 Motor
Lu, Lv, Lw drive coil
SU1, SV1, SW1 SU2, SV2, SW2 SU3, SV3, SW3 Drive voltage
Claims (23)
前記モータ(51)起動直前の回転方向を検知する回転方向検知手段(2,102,202)と、
前記回転方向検知手段(2,102,202)により検知された前記モータ(51)の起動直前の回転方向に応じて、前記モータ(51)起動時の前記駆動電圧(SU1〜SW1,SU2〜SW2,SU3〜SW3)が、前記モータ(51)が無回転の状態で起動する場合に前記モータ(51)に出力される所定駆動電圧と異なるように調整する駆動電圧調整手段(5,105,205)と、
を備えるモータ駆動制御装置(1,101,201)。 A motor that controls driving of the motor (51) by outputting driving voltages (SU1 to SW1, SU2 to SW2, SU3 to SW3) for driving the motor (51) that can be rotated in the forward rotation direction or the reverse rotation direction. A drive control device (1) comprising:
Rotation direction detection means (2, 102, 202) for detecting the rotation direction immediately before the motor (51) is activated;
The drive voltage (SU1 to SW1, SU2 to SW2 at the time of starting the motor (51) according to the rotation direction immediately before the starting of the motor (51) detected by the rotation direction detecting means (2, 102, 202). , SU3 to SW3) drive voltage adjusting means (5, 105, 205) for adjusting the motor (51) to be different from a predetermined drive voltage output to the motor (51) when the motor (51) is started in a non-rotating state. )When,
A motor drive control device (1, 101, 201).
前記駆動電圧調整手段(5,105,205)は、前記モータ(51)起動直前の前記モータの回転数に応じて、前記モータ(51)起動時の前記駆動電圧(SU1〜SW1,SU2〜SW2,SU3〜SW3)を更に調整する、請求項1に記載のモータ駆動制御装置(1,101,201)。 The motor (51) further comprises a rotational speed measuring means (3) for measuring the rotational speed of the motor immediately before starting.
The drive voltage adjusting means (5, 105, 205) is configured so that the drive voltage (SU1 to SW1, SU2 to SW2 at the start of the motor (51) depends on the rotation speed of the motor (51) immediately before the start of the motor (51). , SU3 to SW3) are further adjusted, the motor drive control device (1, 101, 201) according to claim 1.
前記第1計測手段(4,204)により計測されている時間が第1所定時間を経過した場合、前記駆動電圧調整手段(5,205)は、前記駆動電圧(SU1〜SW1,SU3〜SW3)を前記モータ(51)の通常回転時の駆動電圧に変更する、請求項3〜10のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(1,201)。 A first measuring means (4, 204) for measuring the time since the motor (51) is started;
When the time measured by the first measuring means (4, 204) has passed the first predetermined time, the driving voltage adjusting means (5, 205) is configured to output the driving voltages (SU1 to SW1, SU3 to SW3). The motor drive control device (1, 201) according to any one of claims 3 to 10, wherein the motor is changed to a drive voltage during normal rotation of the motor (51).
前記第2計測手段(104)により計測されている時間が第2所定時間を経過した場合、前記駆動電圧調整手段(105)は、前記制御パラメータが前記モータ通常回転時の制御パラメータとなるように調節する、請求項14〜16のいずれかに記載のモータ駆動制御装置(101)。 A second measuring means (104) for measuring a time after the motor (51) is started;
When the time measured by the second measuring means (104) has passed the second predetermined time, the drive voltage adjusting means (105) is configured so that the control parameter becomes a control parameter during normal rotation of the motor. The motor drive control device (101) according to any one of claims 14 to 16, which is adjusted.
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