JP2008245397A - Motor drive unit - Google Patents

Motor drive unit Download PDF

Info

Publication number
JP2008245397A
JP2008245397A JP2007080939A JP2007080939A JP2008245397A JP 2008245397 A JP2008245397 A JP 2008245397A JP 2007080939 A JP2007080939 A JP 2007080939A JP 2007080939 A JP2007080939 A JP 2007080939A JP 2008245397 A JP2008245397 A JP 2008245397A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
motor
frequency
control
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.)
Granted
Application number
JP2007080939A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4983331B2 (en
Inventor
Mitsusachi Kiuchi
光幸 木内
Hisashi Hagiwara
久 萩原
Masahiro Suzuki
将大 鈴木
Tetsuya Hikami
哲也 氷上
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2007080939A priority Critical patent/JP4983331B2/en
Publication of JP2008245397A publication Critical patent/JP2008245397A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4983331B2 publication Critical patent/JP4983331B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable sensorless sine wave motor driving by V/f control. <P>SOLUTION: The direct-current power of a direct-current power supply 2 is converted into alternating-current power through an inverter circuit 3; the motor 4 is thereby driven to rotationally drive a motor load 5; the peak value of a motor current or a motor current corresponding to a rotating magnetic field is detected by a current detecting means 6; the output voltage of the inverter circuit 3 is controlled to a predetermined value by a controlling means 7; and this output voltage is stabilized by a frequency correcting means 76. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はモータ駆動装置に関するもので、特に永久磁石モータのV/f制御によるモータ制御手段に関するものである。   The present invention relates to a motor drive device, and more particularly to a motor control means by V / f control of a permanent magnet motor.

従来、この種のモータ駆動装置は、インバータ回路出力電流を検出し、モータ電流をモータ印加電圧位相により座標変換し座標変換後のモータ電流が所定値となるようにV/f制御するようにしていた(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−236694号公報
Conventionally, this type of motor drive device detects an inverter circuit output current, performs coordinate conversion of the motor current according to a motor applied voltage phase, and performs V / f control so that the motor current after the coordinate conversion becomes a predetermined value. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2000-236694 A

しかし、従来のモータ駆動装置はモータ印加電圧位相に対応したモータ電流を瞬時に検出し、座標変換して直流成分に変換していたため、高速A/D変換手段、あるいは高速電流検知手段と高速座標変換手段が必要であり、インバータ回路を制御するマイクロコンピュータなどのプロセッサが高速高価格となる課題があった。さらに、座標変換後の有効電流ベクトルにより制御するため、無負荷、あるいは負荷が回転数に応じて変化するファン、あるいは、ポンプなどの制御において電流設定が複雑となる課題があった。   However, since the conventional motor drive device instantaneously detects the motor current corresponding to the motor applied voltage phase, and converts the coordinate to a DC component, the high-speed A / D conversion means or the high-speed current detection means and the high-speed coordinates are converted. Conversion means is required, and there is a problem that a processor such as a microcomputer for controlling the inverter circuit is high speed and high price. Further, since the control is performed by the effective current vector after the coordinate conversion, there is a problem that current setting becomes complicated in control of a no-load or a fan or a pump whose load changes according to the rotation speed.

また、設定周波数とは無関係に周波数補正していたため、周波数が高くなると乱調し易くなる課題があった。   Further, since the frequency correction is performed regardless of the set frequency, there is a problem that it becomes easy to distort when the frequency is high.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、基本的に座標変換無しでV/f制御により安定なモータ制御が可能であり、トルク変動の大きい負荷や、回転数に応じてトルクが変動する負荷でも複雑な制御をしなくても安定にモータ制御でき、低速かつ安価なプロセッサと簡単な制御プログラムでセンサレス正弦波駆動可能なモータ駆動装置を実現することを目的とするものである。   The present invention solves the above-described conventional problems. Basically, stable motor control is possible by V / f control without coordinate conversion, and the torque varies according to the load with large torque variation and the rotation speed. It is an object of the present invention to realize a motor drive device that can stably control a motor without a complicated load or load, and can drive a sensorless sine wave with a low-speed and inexpensive processor and a simple control program.

上記従来の課題を解決するために、本発明のモータ駆動装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路により永久磁石モータをセンサレス正弦波駆動し、モータ電流のピーク値あるいは回転磁界に相当するモータ電流を検知して設定値となるようにインバータ回路出力電圧とモータ駆動周波数を制御し、モータ電流設定値と検知モータ電流の誤差信号により周波数補正し、周波数補正ゲインを駆動周波数に応じて変更することにより安定に動作させるものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the motor driving device of the present invention drives a permanent magnet motor with a sensorless sine wave by an inverter circuit that converts DC power into AC power, and corresponds to a peak value of motor current or a rotating magnetic field. The inverter circuit output voltage and motor drive frequency are controlled so that the motor current is detected and the set value is obtained, the frequency is corrected by the error signal between the motor current set value and the detected motor current, and the frequency correction gain is changed according to the drive frequency. By doing so, it is possible to operate stably.

本発明のモータ駆動装置は、モータ電流のピーク値あるいは回転磁界に相当するモータ電流を検知して設定値となるようにインバータ回路出力電圧と出力周波数を制御するものであり、座標変換無しで突極性あるいは非突極性モータに関わらず乱調せずに安定制御可能となり、さらに、進み角制御においても容易に安定制御可能となり、高速A/D変換手段や高速演算手段無しでも制御できるため、安価なプロセッサと簡単な制御プログラムでセンサレス正弦波駆動可能なモータ駆動装置を実現できる。また、簡単で安価な電流センサを使用でき、制御プログラムも簡単となるので安価で信頼性の高いモータ駆動装置を実現でき、さらに、プロセッサの負担が少ないので1つのプロセッサにより複数のモータを同時に制御でき、複数モータ同時駆動可能なシステムを簡単に構成できる。   The motor driving device of the present invention detects the motor current corresponding to the peak value of the motor current or the rotating magnetic field and controls the inverter circuit output voltage and the output frequency so as to obtain the set value. Regardless of the polarity or non-saliency motor, stable control can be performed without turbulence, and also stable control can be easily performed in lead angle control, and control is possible without high-speed A / D conversion means and high-speed calculation means, so that it is inexpensive. A motor drive device capable of sensorless sine wave drive can be realized with a processor and a simple control program. In addition, a simple and inexpensive current sensor can be used, and the control program can be simplified, so that an inexpensive and highly reliable motor drive device can be realized. Furthermore, since the processor is lightly loaded, a single processor can control multiple motors simultaneously. And a system capable of simultaneously driving a plurality of motors can be easily configured.

第1の発明は、直流電源と、前記直流電源の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動される永久磁石モータと、前記モータにより駆動される負荷と、前記モータの駆動電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力信号により前記インバータ回路を制御して前記モータを正弦波駆動する制御手段よりなり、前記制御手段は、前記モータのピーク電流、あるいは回転磁界に相当する駆動電流を設定する電流設定手段と、前記電流検出手段より検出したモータピーク電流、あるいは回転磁界に相当する駆動電流信号と前記電流設定手段の設定信号を比較する電流比較手段と、前記電流比較手段の出力信号より前記インバータ回路出力電圧を制御する電圧制御手段と、前記インバータ回路の出力周波数を設定する周波数設定手段と、前記電流比較手段の出力信号より前記周波数設定手段の出力周波数を補正する周波数補正手段よりなり、前記周波数補正手段はモータ駆動周波数に応じて制御ゲインを変更するようにしたものであり、V/f制御における乱調を防止でき、最大負荷から無負荷まで動作可能であり、電流検知手段とモータ制御プログラムが簡単になり安価で信頼性の高いモータ駆動装置を実現できる。   A first invention is a DC power supply, an inverter circuit that converts DC power of the DC power supply into AC power, a permanent magnet motor driven by the inverter circuit, a load driven by the motor, Current detection means for detecting a drive current; and control means for controlling the inverter circuit according to an output signal of the current detection means to drive the motor in a sine wave. The control means is a peak current or rotation of the motor. Current setting means for setting a drive current corresponding to a magnetic field; motor current detected by the current detection means; or current comparison means for comparing a drive current signal corresponding to a rotating magnetic field with a setting signal of the current setting means; Voltage control means for controlling the output voltage of the inverter circuit from an output signal of the current comparison means; and output of the inverter circuit It comprises frequency setting means for setting the wave number and frequency correction means for correcting the output frequency of the frequency setting means from the output signal of the current comparison means, and the frequency correction means changes the control gain according to the motor drive frequency. Therefore, it is possible to prevent turbulence in V / f control, operate from the maximum load to no load, simplify the current detection means and motor control program, and realize an inexpensive and highly reliable motor drive device. .

第2の発明は、第1の発明における出力周波数を補正する周波数補正手段は、インバータ回路出力周波数が高くなるほど制御ゲインを大きくするようにしたものであり、回転数が高くなるほど制御ゲインを大きくできるので高速領域における乱調を防止でき、高速時においても安定回転制御できる。特に、突極型永久磁石モータ(IPMSM)の高速運転時の安定化制御に有効である。   In the second invention, the frequency correction means for correcting the output frequency in the first invention is such that the control gain increases as the inverter circuit output frequency increases, and the control gain can be increased as the rotational speed increases. Therefore, it is possible to prevent turbulence in a high speed region and to control stable rotation even at high speed. In particular, this is effective for stabilization control during high-speed operation of the salient pole permanent magnet motor (IPMSM).

第3の発明は、第1の発明における出力周波数を補正する周波数補正手段は、モータ起動時に制御ゲインを零に設定、あるいは周波数補正しないようにしたものであり、低速起動時には周波数補正せずに電流制御、あるいは、V/f制御するので、モータ起動時の周波数変動がないのでモータには正弦波電流が流れて安定起動が可能となる。   In the third invention, the frequency correction means for correcting the output frequency in the first invention is such that the control gain is set to zero when the motor is started or is not corrected, and the frequency is not corrected when the motor is started at a low speed. Since current control or V / f control is performed, there is no frequency fluctuation at the start of the motor, so that a sine wave current flows through the motor and stable start is possible.

第4の発明は、第1の発明における電流検出手段は、インバータ回路と直流電源間に接続された少なくとも1つのシャント抵抗の電圧のピーク値を検出するようにしたものであり、少なくとも1つのシャント抵抗により電流制御できるので制御回路が簡単となり安価で信頼性の高いモータ駆動装置を実現できる。   According to a fourth invention, the current detection means in the first invention detects the peak value of the voltage of at least one shunt resistor connected between the inverter circuit and the DC power supply, and the at least one shunt Since the current can be controlled by the resistor, the control circuit is simplified, and an inexpensive and highly reliable motor drive device can be realized.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるモータ駆動装置のブロック図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram of a motor drive apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、交流電源1より整流回路よりなる直流電源回路に交流電力を加えて直流電源2を構成し、3相フルブリッジインバータ回路3により直流電力を3相交流電力に変換し、永久磁石モータ4を駆動する。直流電源2は、全波整流回路20の直流出力端子にコンデンサ21a、21bを直列接続し、コンデンサ21a、21bの接続点を交流電源入力の一方の端子に接続して倍電圧整流回路を構成し、インバータ回路3への印加電圧を高くし電流を減らしてインバータ回路損失を減らす。モータ4はファン、あるいはポンプなどのモータ負荷5を駆動する。インバータ回路3の負電圧側に電流検出手段6を接続し、インバータ回路3に流れる電流を検出することによりインバータ回路3の出力電流、すなわち、モータ4のピーク電流Ip、あるいは、回転磁界に相当する駆動電流を検出する。   In FIG. 1, a DC power source 2 is constructed by applying AC power from an AC power source 1 to a DC power source circuit composed of a rectifier circuit, and DC power is converted into three-phase AC power by a three-phase full-bridge inverter circuit 3. 4 is driven. In the DC power supply 2, capacitors 21a and 21b are connected in series to the DC output terminal of the full-wave rectifier circuit 20, and the connection point of the capacitors 21a and 21b is connected to one terminal of the AC power supply input to constitute a voltage doubler rectifier circuit. The voltage applied to the inverter circuit 3 is increased to reduce the current, thereby reducing the inverter circuit loss. The motor 4 drives a motor load 5 such as a fan or a pump. By connecting the current detection means 6 to the negative voltage side of the inverter circuit 3 and detecting the current flowing through the inverter circuit 3, it corresponds to the output current of the inverter circuit 3, that is, the peak current Ip of the motor 4 or the rotating magnetic field. Drive current is detected.

電流検出手段6は、いわゆる1シャント方式電流検知方式と呼ばれるもので、インバータ回路3の下アームトランジスタのエミッタ端子側に接続されたシャント抵抗60と、シャント抵抗60に流れる電流を検知する電流検知回路61より構成される。電流検知回路61は、マイクロコンピュータなどのプロセッサがA/D変換して電流検出するための信号レベル変換回路とピーク電流検出回路より構成されるが、詳細は後ほど説明する。   The current detection means 6 is a so-called one-shunt method current detection method, and is a shunt resistor 60 connected to the emitter terminal side of the lower arm transistor of the inverter circuit 3 and a current detection circuit that detects a current flowing through the shunt resistor 60. 61. The current detection circuit 61 includes a signal level conversion circuit and a peak current detection circuit for A / D conversion and current detection by a processor such as a microcomputer. Details will be described later.

1シャント方式は、キャリヤ周波数が高い場合や、変調度が大きくなった場合には電流検出不可能領域が出現するので、各位相に対応した瞬時電流を検出する場合には3シャント方式の方が優れているが、本願発明においてはモータ正弦波電流のピーク値、あるいは回転磁界に対応した電流を検出するので、1シャント方式の方が回路構成が簡単となる。勿論、3シャント方式でも問題はない。   In the 1 shunt method, when the carrier frequency is high or the modulation degree becomes large, a current undetectable region appears. Therefore, the 3 shunt method is more suitable for detecting an instantaneous current corresponding to each phase. Although excellent, in the present invention, since the peak value of the motor sine wave current or the current corresponding to the rotating magnetic field is detected, the circuit configuration is simpler with the one shunt method. Of course, there is no problem with the three-shunt method.

制御手段7は、モータ4のピーク電流Ip、あるいは、回転磁界に相当する駆動電流が設定値となるようにインバータ回路3の出力電圧を制御するもので、モータ駆動電流Iを設定する電流設定手段70の出力信号ipsと電流検出手段6の出力信号ipを比較する電流比較手段71の出力信号Δiを出力電圧制御手段72に加え、インバータ出力電圧制御信号Vδを制御する。インバータ出力電圧制御信号Vδはインバータ回路制御手段73に加えられ、インバータ回路3の3相出力電圧をPWM制御し正弦波駆動する。   The control means 7 controls the output voltage of the inverter circuit 3 so that the peak current Ip of the motor 4 or the drive current corresponding to the rotating magnetic field becomes a set value, and the current setting means for setting the motor drive current I. The output signal Δi of the current comparison means 71 that compares the output signal ips 70 and the output signal ip of the current detection means 6 is added to the output voltage control means 72 to control the inverter output voltage control signal Vδ. The inverter output voltage control signal Vδ is applied to the inverter circuit control means 73, and the three-phase output voltage of the inverter circuit 3 is PWM controlled to drive a sine wave.

周波数設定手段74はモータ駆動電流周波数を設定するもので、ロータの極数pと回転数nに応じた駆動周波数fに設定される。モータ4の印加電圧Vaは、モータ誘起電圧Vmとほぼ同等、あるいは、モータ誘起電圧Vmよりも少し高い電圧を印加すればよいので、V/f制御手段75により、モータ回転数n、すなわち、インバータ回路駆動周波数fにほぼ比例した電圧Vf(Vf=Ke×f)を出力電圧制御手段72に加え、モータ回転数に応じてインバータ出力電圧制御信号Vδを制御する。Vδは数式1より求められる。   The frequency setting means 74 sets a motor drive current frequency, and is set to a drive frequency f corresponding to the number of poles p and the number of rotations n of the rotor. The applied voltage Va of the motor 4 may be substantially equal to the motor induced voltage Vm or a voltage slightly higher than the motor induced voltage Vm. Therefore, the V / f control means 75 causes the motor rotation speed n, that is, the inverter to be applied. A voltage Vf (Vf = Ke × f) substantially proportional to the circuit drive frequency f is applied to the output voltage control means 72, and the inverter output voltage control signal Vδ is controlled in accordance with the motor speed. Vδ is obtained from Equation 1.

Figure 2008245397
Figure 2008245397

すなわち、モータ電圧制御信号Vδは、V/f制御電圧Vfに電流誤差信号Δiの比例積分制御値を加えて求められ、モータ駆動電流Iが設定値Ipsとなるようにフィードバック制御される。比例ゲインKpを大きくするとノイズに弱くなり発振し易くなるので、比例ゲインKpを小さくして積分ゲインKiを大きくすることにより耐ノイズ性能を向上させる。   That is, the motor voltage control signal Vδ is obtained by adding the proportional integral control value of the current error signal Δi to the V / f control voltage Vf, and is feedback controlled so that the motor drive current I becomes the set value Ips. If the proportional gain Kp is increased, the noise is weakened and oscillation tends to occur. Therefore, the noise resistance performance is improved by decreasing the proportional gain Kp and increasing the integral gain Ki.

電流比較手段71の出力信号Δiと周波数設定手段74の出力信号fは、周波数補正手段76に加えられ、周波数補正手段76の出力信号f1は位相生成手段77に加えられる。   The output signal Δi of the current comparison means 71 and the output signal f of the frequency setting means 74 are applied to the frequency correction means 76, and the output signal f1 of the frequency correction means 76 is applied to the phase generation means 77.

位相生成手段77は、周波数補正手段76の出力信号f1に応じた位相信号θを発生させるもので、角周波数ωの積分値、あるいは、零位相からの時間tと角周波数の積ωtより位相θを求め、インバータ回路制御手段73に位相信号を加えてPWM制御する。モータ各相電圧制御信号は数式2より求められる。   The phase generation unit 77 generates a phase signal θ corresponding to the output signal f1 of the frequency correction unit 76, and the phase θ is obtained from the integral value of the angular frequency ω or the product ωt of the time t and the angular frequency from the zero phase. And a phase signal is added to the inverter circuit control means 73 to perform PWM control. The motor phase control signal is obtained from Equation 2.

Figure 2008245397
Figure 2008245397

周波数補正手段76は、電流誤差信号Δiに比例してインバータ駆動周波数を補正変更し安定化制御するもので乱調防止動作を行う。すなわち数式3に従い、モータ電流ipが設定値ipsよりも増加すると(Δiは負になるので)駆動周波数を低下させ、モータ電流ipが設定値ipsよりも低下すると(Δiは正になるので)逆に駆動周波数を増加させる。   The frequency correction means 76 corrects and changes the inverter drive frequency in proportion to the current error signal Δi and performs stabilization control, and performs a turbulence prevention operation. That is, according to Equation 3, when the motor current ip increases from the set value ips (because Δi becomes negative), the drive frequency is decreased, and when the motor current ip decreases from the set value ips (because Δi becomes positive), the reverse occurs. Increase the drive frequency.

Figure 2008245397
Figure 2008245397

周波数補正手段76は、比例積算部76aと加算部76bよりなり、比例積算部76aは、電流誤差信号Δiと周波数設定手段74の出力信号fの積に比例定数kを掛けて求め、加算部76bは、周波数設定手段74の出力信号fに、比例積算部76aの出力信号を加算してインバータ駆動周波数f1を求める。数式3に示すKfは、周波数設定手段74の出力信号fと比例定数kの積に等しい(Kf=f・k)。数式3は、設定周波数fに比例して周波数制御ゲインKfが大となることを意味する。   The frequency correction unit 76 includes a proportional integration unit 76a and an addition unit 76b. The proportional integration unit 76a obtains the product of the current error signal Δi and the output signal f of the frequency setting unit 74 by a proportional constant k, and adds the addition unit 76b. Adds the output signal of the proportional integration unit 76a to the output signal f of the frequency setting means 74 to obtain the inverter drive frequency f1. Kf shown in Equation 3 is equal to the product of the output signal f of the frequency setting means 74 and the proportionality constant k (Kf = f · k). Formula 3 means that the frequency control gain Kf increases in proportion to the set frequency f.

図2は本発明を示す表面磁石同期モータの制御ベクトル図であり、モータの磁石軸d−q座標とモータ印加電圧γ−δ座標の関係を示している。モータ印加電圧座標(γ−δ座標)はd−q座標よりも負荷角δ進角し、モータ印加電圧Vaはδ軸電圧と等しく、δ軸のみ制御するため、Va=Vδ、Vγ=0となるので座標逆変換は不要である。モータ誘起電圧Emはq軸上となり、モータ電流Iのベクトルは、定格負荷でほぼq軸電流Iqと等しくなるように設定する。図2において、モータ電流ベクトルIはq軸より位相γ遅れて表示している。モータ印加電圧Vaと電流Iの位相はφで表示している。   FIG. 2 is a control vector diagram of the surface magnet synchronous motor showing the present invention, and shows the relationship between the magnet axis dq coordinates of the motor and the motor applied voltage γ-δ coordinates. The motor applied voltage coordinate (γ-δ coordinate) is advanced by the load angle δ from the dq coordinate, the motor applied voltage Va is equal to the δ-axis voltage, and only the δ-axis is controlled, so Va = Vδ and Vγ = 0. Therefore, the reverse coordinate transformation is unnecessary. The motor induced voltage Em is on the q axis, and the vector of the motor current I is set to be substantially equal to the q axis current Iq at the rated load. In FIG. 2, the motor current vector I is displayed with a phase γ delay from the q axis. The phase of the motor applied voltage Va and the current I is indicated by φ.

本発明は、モータ電流ベクトルIを設定値に制御するもので、モータ相電流Iu、Iv、Iwのピーク値を制御することを意味する。また、回転磁界の磁束ΨはインダクタンスLと電流Iの積、すなわち、Ψ=L・Iなので、電流Iを制御することは回転磁束Ψを一定に制御することを意味する。モータ相電流Iu、Iv、Iwのピーク値に限らず、実効値でも同じとなることは明白である。   The present invention controls the motor current vector I to a set value, and means to control the peak values of the motor phase currents Iu, Iv, Iw. Further, since the magnetic flux Ψ of the rotating magnetic field is a product of the inductance L and the current I, that is, Ψ = L · I, controlling the current I means controlling the rotating magnetic flux Ψ constant. It is obvious that the effective values are not limited to the peak values of the motor phase currents Iu, Iv, and Iw.

従来方式、すなわち、δ軸電流Iδを所定値に制御する場合、負荷変動によりδ軸電流Iδが変動するため負荷状態に応じてIδ設定値を変更する必要が生じるが、電流ベクトルIに応じたモータ電流(あるいは、モータピーク電流Ip)を一定に制御する場合には負荷角δと位相φが負荷に応じて自動的に変化するため電流値を変更する必要がない特長がある。   In the conventional method, that is, when the δ-axis current Iδ is controlled to a predetermined value, the δ-axis current Iδ fluctuates due to load fluctuations, so it is necessary to change the Iδ setting value according to the load state. When the motor current (or the motor peak current Ip) is controlled to be constant, the load angle δ and the phase φ change automatically according to the load, so there is a feature that it is not necessary to change the current value.

無効電流成分Iγを一定に制御する場合でも、定格負荷から無負荷まで負荷角δが自動的に変化し無効電流設定値を変える必要がなく安定に動作するが、電流ベクトルI、あるいは電流ピーク値Ipを制御する方法が安定化し易い。特に、無効電流Iγ一定制御においては、負荷が増大し、電流ベクトルIが増加する進角制御においては、無効電流値Iγが減少してトルク変動に対応した無効電流成分変化率は減少するため安定化が困難となる。しかし、電流ベクトルI、あるいは電流ピーク値Ipを制御する本発明においては、トルク変動や負荷角変動の影響が電流ベクトルI、あるいはピーク電流Ipの変動として直接現れるため負荷変動の検出に優れており、負荷変動に対する安定化に優れる特長がある。特に、電流ベクトルIがq軸よりも進角する進角制御において、Iδ制御、Iγ制御よりI制御の方がトルク変動が顕著となるので制御対象として有利となる。   Even when the reactive current component Iγ is controlled to be constant, the load angle δ automatically changes from the rated load to no load, and it does not need to change the reactive current setting value, but operates stably, but the current vector I or current peak value The method of controlling Ip is easy to stabilize. In particular, in the reactive current Iγ constant control, in the advance control in which the load increases and the current vector I increases, the reactive current value Iγ decreases and the reactive current component change rate corresponding to the torque fluctuation decreases. It becomes difficult. However, in the present invention for controlling the current vector I or the current peak value Ip, the effect of torque fluctuation or load angle fluctuation appears directly as fluctuations in the current vector I or peak current Ip, which is excellent for detecting load fluctuations. It has a feature that is excellent in stabilization against load fluctuations. In particular, in the advance angle control in which the current vector I is advanced from the q axis, the I control is more advantageous than the Iδ control and the Iγ control because the torque fluctuation becomes more remarkable.

電流設定値ipsは負荷に応じて設定すると高効率運転できるので、負荷トルクと回転数に応じて変更するとよい。しかし本発明によれば、起動時から電流設定手段70の設定値を一定にすると、起動トルクを大きくでき、さらに進角制御領域までモータ電流を一定に制御しても安定動作する特長がある。   If the current setting value ips is set according to the load, high-efficiency operation can be performed. Therefore, it may be changed according to the load torque and the rotational speed. However, according to the present invention, if the set value of the current setting means 70 is made constant from the time of start-up, the start-up torque can be increased, and further, stable operation can be achieved even if the motor current is controlled constant up to the advance angle control region.

周波数補正動作についてさらに説明を加えると、設定値ipsよりもモータ電流ipが増加すると誤差信号Δiは負の値となり周波数補正信号Δf(Δf=Kf×Δi)も負の値となるので、f1=f+Δfの制御より補正後の周波数f1は低下し、γ−δ軸はd−q軸に近づき負荷角δが減少してモータ電流Iは減少するので電流一定制御動作となる。V/f制御においてトルク変動があると乱調が発生するが、周波数制御を加えることにより乱調が抑制され回転数変動が非常に少なくなる特長があり、トルク変動に対して乱調による脱調現象も抑制される。さらに、周波数補正信号Δfは、設定周波数fに比例して増加するので、周波数が高くなるほど制御ゲインが増加する。図2のベクトル図におけるモータコイル電圧ベクトルωLIは周波数に比例するため、本願発明はモータコイル電圧ベクトルに比例してモータ駆動周波数を補正していると考えられる。言い換えれば、駆動周波数が高くなるほどモータコイル電圧ベクトルωLIが増加し、モータコイル電圧ベクトルωLIと負荷角δは相関関係にあるので、負荷角変動、すなわち、乱調現象もモータコイル電圧ベクトルωLIに比例する。よって、モータコイル電圧ベクトルωLIに比例して周波数を補正すれば乱調を減らせることがわかる。   To further explain the frequency correction operation, if the motor current ip increases from the set value ips, the error signal Δi becomes a negative value, and the frequency correction signal Δf (Δf = Kf × Δi) also becomes a negative value, so that f1 = The corrected frequency f1 is lowered by the control of f + Δf, the γ-δ axis approaches the dq axis, the load angle δ decreases, and the motor current I decreases, so that the constant current control operation is performed. Turbulence occurs when there is torque fluctuation in V / f control, but by adding frequency control, the disturbance is suppressed and the rotational speed fluctuation is extremely reduced. Is done. Furthermore, since the frequency correction signal Δf increases in proportion to the set frequency f, the control gain increases as the frequency increases. Since the motor coil voltage vector ωLI in the vector diagram of FIG. 2 is proportional to the frequency, it is considered that the present invention corrects the motor drive frequency in proportion to the motor coil voltage vector. In other words, the motor coil voltage vector ωLI increases as the drive frequency increases, and the motor coil voltage vector ωLI and the load angle δ are correlated, so that the load angle fluctuation, that is, the turbulence phenomenon is also proportional to the motor coil voltage vector ωLI. . Therefore, it can be seen that the turbulence can be reduced by correcting the frequency in proportion to the motor coil voltage vector ωLI.

図3はモータ印加電圧と周波数、及び周波数補正ゲインの起動制御方法を示す。   FIG. 3 shows a startup control method of the motor applied voltage and frequency and the frequency correction gain.

起動開始してから目標回転数まで直線的に印加電圧と駆動周波数を増加させる、いわゆるV/f制御を行い、周波数補正ゲインKfも駆動周波数に比例して増加させる。モータ電流設定値は一定にしても構わない。ファン、あるいはポンプ負荷の場合には、駆動周波数に応じて電流設定値を変更させると高効率運転制御ができる。目標回転数に達するまでの起動時間tsは、負荷の慣性モーメントに応じて変化させることにより乱調を減少させることができる。すなわち、慣性モーメントが大きいほど起動時間tsを長くすると乱調を低くすることができる。   So-called V / f control is performed to linearly increase the applied voltage and drive frequency from the start of operation to the target rotational speed, and the frequency correction gain Kf is also increased in proportion to the drive frequency. The motor current set value may be constant. In the case of a fan or pump load, high-efficiency operation control can be performed by changing the current set value according to the drive frequency. The startup time ts until the target rotational speed is reached can be reduced by changing the start time ts according to the moment of inertia of the load. That is, as the moment of inertia increases, the turbulence can be reduced by increasing the startup time ts.

駆動周波数に応じて周波数補正ゲインKfを変更することにより、起動低速時におけるモータ回転数変動を低下させることができ、モータ電流を正弦波に近づけて起動電流を大きくすることができる特長がある。図3のKfaに示すように、時間に比例して直線的に制御ゲインを上げず、起動初期の制御ゲインはほぼ零に設定し、Kfbに示すように起動途中から制御ゲインを大きくしてもよい。なお、比例制御ゲインを大きくすると発振し易くなり、かつ、ノイズに弱くなるので、ローパスフィルターやリミッターを適宜設けるとよい。   By changing the frequency correction gain Kf in accordance with the drive frequency, the motor rotation speed fluctuation at the low start-up speed can be reduced, and the start-up current can be increased by bringing the motor current close to a sine wave. As shown in Kfa of FIG. 3, the control gain is not increased linearly in proportion to the time, the control gain in the initial stage of startup is set to almost zero, and the control gain is increased during the startup as shown in Kfb. Good. Note that if the proportional control gain is increased, oscillation easily occurs and noise is weakened. Therefore, a low-pass filter and a limiter may be appropriately provided.

図4は、本発明による1シャント方式ピーク電流検知回路の詳細な実施例を示す。   FIG. 4 shows a detailed embodiment of a single shunt type peak current detection circuit according to the present invention.

図4は、モータピーク電流の検出を演算増幅器とピークホールド回路により行うもので、1シャント方式にすると電流検出の部品点数が少なく、プロセッサの高速A/D変換ユニットも1ヶでよい特長があり、さらに、A/D変換タイミングの設定がフレキシブルとなる。   Fig. 4 shows the detection of the motor peak current using an operational amplifier and a peak hold circuit. If the single shunt method is used, the number of parts for current detection is small, and only one high-speed A / D conversion unit is required. Furthermore, the setting of A / D conversion timing is flexible.

シャント抵抗60に発生する電圧vnのピーク値はインバータ回路3の各相出力電流のピーク値に対応している。マイクロコンピュータ等のプロセッサ内蔵のA/D変換回路は所定のDC電圧範囲内で動作するので、DC電圧の範囲内に対して変化するように増幅してレベルシフトさせる必要がある。言い換えれば、A/D変換回路の入力ダイナミックレンジ内で、モータ電流信号ピーク値が変化するように設定すればよい。以下、ピーク電流検知回路61aの詳細な説明を行う。   The peak value of the voltage vn generated in the shunt resistor 60 corresponds to the peak value of each phase output current of the inverter circuit 3. Since an A / D conversion circuit built in a processor such as a microcomputer operates within a predetermined DC voltage range, it needs to be amplified and level-shifted so as to change within the DC voltage range. In other words, the motor current signal peak value may be set to change within the input dynamic range of the A / D conversion circuit. Hereinafter, the peak current detection circuit 61a will be described in detail.

シャント抵抗60と並列関係にコンデンサ600を接続し、シャント抵抗60と抵抗601、602を直列関係に接続してピーク電流検知回路61aの直流電源(Vcc)に抵抗601をプルアップ接続する。抵抗601(抵抗値R1)と抵抗602(抵抗値R2)の接続点を高速演算増幅器603の+入力端子に接続し、高速演算増幅器603の出力端子と−入力端子間に帰還抵抗604a(抵抗値R4)を接続し、−入力端子と接地電位間に抵抗604b(抵抗値R3)を接続し非反転増幅器として使用する。シャント抵抗抵抗値をRoの端子電圧vnは、電流をIとするとvn=Ro×Iとなり、抵抗601と抵抗602の分圧比kをk=R2/(R1+R2)、帰還増幅率KをK=R4/R3、高速演算増幅器603の出力ダイオード電圧降下をvdとすると、電流検知回路61の出力電圧vpは数式4で表される。   The capacitor 600 is connected in parallel with the shunt resistor 60, the shunt resistor 60 and the resistors 601 and 602 are connected in series, and the resistor 601 is pulled up to the DC power source (Vcc) of the peak current detection circuit 61a. A connection point between the resistor 601 (resistance value R1) and the resistor 602 (resistance value R2) is connected to the + input terminal of the high-speed operational amplifier 603, and a feedback resistor 604a (resistance value) is connected between the output terminal and the −input terminal of the high-speed operational amplifier 603. R4) is connected, and a resistor 604b (resistance value R3) is connected between the negative input terminal and the ground potential and used as a non-inverting amplifier. The terminal voltage vn of the shunt resistance resistance Ro is vn = Ro × I where I is the current, the voltage dividing ratio k of the resistors 601 and 602 is k = R2 / (R1 + R2), and the feedback gain K is K = R4. / R3, where the output diode voltage drop of the high-speed operational amplifier 603 is vd, the output voltage vp of the current detection circuit 61 is expressed by Equation 4.

Figure 2008245397
Figure 2008245397

ここで、分圧比kと帰還増幅率Kの積、すなわち、k×K=vd/Vccとなるようにすれば、ダイオード電圧降下vdをキャンセルでき、モータピーク電流に対応した直流電圧信号vpに変換される。   Here, if the product of the voltage division ratio k and the feedback amplification factor K, that is, k × K = vd / Vcc, the diode voltage drop vd can be canceled and converted to a DC voltage signal vp corresponding to the motor peak current. Is done.

高速演算増幅器603の出力ダイオード605と出力コンデンサ606、及び並列抵抗607はピークホールド回路を構成し、並列抵抗607は積分時間設定用である。ダイオード608a、608bは電流検知回路61の出力に接続されるプロセッサのA/D変換回路の過電圧保護のために接続している。出力ダイオード605の電圧降下、あるいは温度特性の影響を小さくするにはショットキーダイオードにする方がよい。さらに、出力ダイオード605の温度特性の影響を低減させるには、抵抗601あるいは抵抗602と直列関係に温度補償用ダイオードを接続するとよい。   The output diode 605, the output capacitor 606, and the parallel resistor 607 of the high-speed operational amplifier 603 constitute a peak hold circuit, and the parallel resistor 607 is for setting integration time. The diodes 608a and 608b are connected for overvoltage protection of the A / D conversion circuit of the processor connected to the output of the current detection circuit 61. In order to reduce the voltage drop of the output diode 605 or the influence of temperature characteristics, it is better to use a Schottky diode. Furthermore, in order to reduce the influence of the temperature characteristic of the output diode 605, a temperature compensating diode may be connected in series with the resistor 601 or 602.

図4に示したピーク電流検知回路61aを使用すると、キャリヤ信号のピーク、あるいは谷において電流検出することによりインバータスイッチングノイズの影響を受けずにモータ電流ピーク値が検出でき、従来の1シャント方式の如きキャリヤ信号1周期内で数回電流検知する必要がなく、電流検知アルゴリズムが簡単になる特長がある。特に、複数モータ同時駆動においては電流検知タイミング制御が複雑となり、場合によれば、電流検知時に他のインバータ回路のスイッチングノイズの影響を受ける問題が発生するが、本願発明によれば電流検知タイミングをキャリヤ信号のピークあるいは谷に設定することによりスイッチングノイズの影響を受けなくなる。   When the peak current detection circuit 61a shown in FIG. 4 is used, it is possible to detect the motor current peak value without being affected by the inverter switching noise by detecting the current at the peak or valley of the carrier signal. There is no need to detect current several times within one cycle of the carrier signal, and the current detection algorithm is simplified. In particular, the current detection timing control becomes complicated in the simultaneous driving of a plurality of motors, and in some cases, there is a problem of being affected by the switching noise of other inverter circuits at the time of current detection. Setting to the peak or valley of the carrier signal eliminates the influence of switching noise.

以上述べたように、本発明は永久磁石モータをV/f制御によりセンサレス正弦波駆動するために、モータピーク電流あるいは回転磁束に応じたモータ電流を所定値に制御するもので、モータ電流設定値との誤差信号によりモータ印加電圧とモータ駆動周波数をそれぞれ制御することにより定出力電流制御し、モータ駆動周波数制御ゲインを設定周波数に応じて変更することにより乱調を防止し安定化させる。本発明によれば、突極性モータ、非突極性モータに関わらず安定化制御可能であり、かつ、進角制御も容易となる。起動時から出力電流設定値を一定にしても起動から定格まで安定動作し、突極性モータにおいては、遅れ角から進み角まで自動的に変化し安定化動作する特長がある。   As described above, the present invention controls the motor current corresponding to the motor peak current or the rotating magnetic flux to a predetermined value in order to drive the permanent magnet motor by sensorless sine wave by V / f control. The constant output current is controlled by controlling the motor applied voltage and the motor drive frequency according to the error signal, and the motor drive frequency control gain is changed according to the set frequency to prevent and stabilize the turbulence. According to the present invention, stabilization control is possible regardless of a saliency motor or a non-saliency motor, and advance angle control is also facilitated. Even if the output current setting value is kept constant from the start, the stable operation from the start to the rating is performed, and the saliency motor has a feature that it automatically changes from the delay angle to the advance angle and operates stably.

以下、本発明の第2の実施の形態について図5から図8を用いて説明する。   Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(実施の形態2)
図5は本発明の実施の形態2におけるモータ駆動装置の電流検知回路の詳細な実施例を示す。
(Embodiment 2)
FIG. 5 shows a detailed example of the current detection circuit of the motor drive apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

図5は電流検出のレベル変換回路61bを示し、図4に示したピーク電流検知回路61aからピークホールド回路を除いたもので詳細は省略する。レベル変換回路61bの出力信号をマイクロコンピュータなどのプロセッサ内蔵のA/D変換器に加え、A/D変換後のモータ電流信号をプロセッサのプログラムによりピーク電流検出する実施例を示す。   FIG. 5 shows a current detection level conversion circuit 61b, which is obtained by removing the peak hold circuit from the peak current detection circuit 61a shown in FIG. An embodiment will be described in which the output signal of the level conversion circuit 61b is added to an A / D converter with a built-in processor such as a microcomputer, and the motor current signal after A / D conversion is detected as a peak current by a program of the processor.

図6、図7は2相変調時のシャント抵抗電圧波形と電流検知タイミングを示す。   6 and 7 show the shunt resistance voltage waveform and current detection timing during two-phase modulation.

図6、図7においてcは三角波キャリヤ信号、vu、vvはそれぞれu相、v相の変調信号を示す。w相下アームトランジスタは強制的に導通させるので、w相変調信号は示されていない。   6 and 7, c represents a triangular wave carrier signal, and vu and vv represent u-phase and v-phase modulated signals, respectively. Since the w-phase lower arm transistor is forced to conduct, the w-phase modulation signal is not shown.

2相変調においてモータピーク電流が現れるパターンは、図6、図7の2種類あり、図6はキャリヤ信号cのピークタイミング(零ベクトル)t3にてモータ電流ピーク値が現れるので、時間t3に電流検出できる。よって、モータ駆動周波数の1周期間において、キャリヤ信号ピーク時t3のA/D変換後の電流信号の大小比較を行い、最大値をモータ電流ピーク値と設定するとよい。しかし、キャリヤ信号ピーク時検出方法は、1周期に1回しかデータが取れないので、キャリヤ周波数が低い場合や低速時にはデータの信頼性が低下する課題がある。   There are two types of patterns in which the motor peak current appears in the two-phase modulation as shown in FIGS. 6 and 7. In FIG. 6, the motor current peak value appears at the peak timing (zero vector) t3 of the carrier signal c. It can be detected. Therefore, it is preferable to compare the current signals after A / D conversion at the carrier signal peak time t3 during one cycle of the motor driving frequency and set the maximum value as the motor current peak value. However, since the carrier signal peak detection method can obtain data only once in one cycle, there is a problem that the reliability of data is lowered when the carrier frequency is low or low.

キャリヤ信号ピークだけではなく、図7に示す電流パターンのピーク値も検出すると電流ピーク値検知精度が向上する。すなわち、キャリヤ信号ピーク時t3の後、PWM制御レベルコンパレータが動作するt4からt6の間のタイミングt5にて電流検出するとよい。   If not only the carrier signal peak but also the peak value of the current pattern shown in FIG. 7 is detected, the current peak value detection accuracy is improved. That is, after the carrier signal peak time t3, the current may be detected at a timing t5 between t4 and t6 when the PWM control level comparator operates.

図8は本発明によるピーク電流検知プログラムのフローチャートを示す。   FIG. 8 shows a flowchart of a peak current detection program according to the present invention.

ステップ100より、キャリヤ信号cのピークt3に同期してキャリヤ信号割込処理プログラムが開始し、ステップ101にてA/D変換入力処理が実行される。次にステップ102に進んでA/D変換された電流信号がデータメモリIに記憶され、次にステップ103に進んで電流信号Iを最大値Ipと比較し、大ならばステップ104に進んで電流信号Iを最大値Ipとする。次に、ステップ105に進んでキャリヤ信号cと変調信号vu、あるいはvvとの比較割込信号を許可する。次にステップ106に進んで比較割込信号があれば、ステップ107に進んで数マイクロ秒の所定時間遅延させ、次にステップ108に進んでA/D変換し電流検出する。プロセッサは、図7の時間t4にて比較割込信号が発生するように構成されている。また、時間t4から所定時間遅れて自動的にA/D変換処理動作するプロセッサも実現できる。次に、ステップ109に進んでA/D変換された信号をデータメモリIに記憶し、ステップ110にて電流値Iと最大値Ipを比較し、電流値Iが最大値Ipより大ならばステップ111に進んで電流値Iを最大値Ipに置き換える。キャリヤ信号毎に上記動作を実行し、求めた最大値Ipと設定値Ipsを比較し印加電圧と駆動周波数を変更する。   From step 100, the carrier signal interrupt processing program starts in synchronization with the peak t3 of the carrier signal c, and in step 101, A / D conversion input processing is executed. Next, the process proceeds to step 102 where the A / D converted current signal is stored in the data memory I. Next, the process proceeds to step 103 where the current signal I is compared with the maximum value Ip. Let the signal I be the maximum value Ip. Next, the routine proceeds to step 105 where a comparison interrupt signal between the carrier signal c and the modulation signal vu or vv is permitted. Next, the routine proceeds to step 106, and if there is a comparison interrupt signal, the routine proceeds to step 107, where a predetermined time of several microseconds is delayed, and then the routine proceeds to step 108 where A / D conversion is performed to detect a current. The processor is configured to generate a comparison interrupt signal at time t4 in FIG. Also, a processor that automatically performs A / D conversion processing with a predetermined time delay from time t4 can be realized. Next, the process proceeds to step 109 to store the A / D converted signal in the data memory I. In step 110, the current value I is compared with the maximum value Ip. If the current value I is greater than the maximum value Ip, the step Proceeding to 111, the current value I is replaced with the maximum value Ip. The above operation is executed for each carrier signal, the obtained maximum value Ip is compared with the set value Ips, and the applied voltage and the drive frequency are changed.

なお、最大値は駆動周波数の1周期毎に求め更新するとよい。   The maximum value may be obtained and updated every cycle of the driving frequency.

以上述べたように、ピーク電流検出はプログラム処理から求めることができるので、高速A/D変換が必要となる課題はあるが、図4に示したピークホルダーからなる外付け回路方式よりも部品点数が減少し検知精度が向上する特長がある。なお、以上2相変調について説明したが、3相変調でも同様である。   As described above, since peak current detection can be obtained from program processing, there is a problem that high-speed A / D conversion is required. However, the number of components is larger than that of the external circuit method including the peak holder shown in FIG. There is a feature that detection accuracy is improved and detection accuracy is improved. The two-phase modulation has been described above, but the same applies to the three-phase modulation.

以上述べたように、本発明によれば、モータピーク電流、あるいはモータ回転磁界に応じたモータ駆動電流が設定値となるようにモータ印加電圧を制御するようにしたので、自動的にモータ負荷に応じた負荷角となり、γ−δ軸とd−q軸の位相関係が負荷に応じた所定値となりセンサレス正弦波駆動が可能となる。特に、無負荷から定格負荷までモータ負荷が大きく変動しても、電流一定制御だけで動作可能なので制御が非常にシンプルとなる特長がある。また、電流誤差信号により駆動周波数を補正する周波数補正ゲインを駆動周波数に応じて変更することにより高速領域の乱調が抑制され、回転数変動が非常に小さくなる特長がある。また、モータ電流を座標変換、あるいはベクトル分解する必要がないので、演算をほとんど必要とせず制御プログラムが簡単となり8bitマイクロコンピュータでも容易にモータ制御できる特長がある。   As described above, according to the present invention, the motor applied voltage is controlled so that the motor peak current or the motor drive current corresponding to the motor rotating magnetic field becomes the set value. Accordingly, the phase relationship between the γ-δ axis and the dq axis becomes a predetermined value corresponding to the load, and sensorless sine wave driving is possible. In particular, even if the motor load fluctuates greatly from no load to the rated load, it is possible to operate with only constant current control, so the control is very simple. In addition, by changing the frequency correction gain for correcting the drive frequency by the current error signal according to the drive frequency, the high-speed region irregularity is suppressed, and the rotational speed variation becomes extremely small. In addition, since there is no need to perform coordinate conversion or vector decomposition of the motor current, there is a feature that the control program is simplified and the motor control is easy even with an 8-bit microcomputer because almost no calculation is required.

本願発明はロータ位置推定しないV/f制御なのでモータパラメータをほとんど使用せず、さらに、回転数オープンループ制御なので回転数変動が非常に少なくなり、制御方式がシンプルで、かつ電流検知も簡単となり低騒音、低価格、高信頼性のモータ駆動装置を実現できる。特に、突極性モータと非突極性モータに関わらず制御でき、進角制御も容易であり、モータ制御プログラムと電流検知が簡単となるのでプロセッサの負担が軽くなるので、ヒートポンプ式洗濯乾燥機の如き圧縮機モータ、洗濯モータ、乾燥ファンモータ同時正弦波駆動方式に適用することができ、安価で信頼性の高い複数モータ同時駆動装置を実現できる。   The present invention uses V / f control that does not estimate the rotor position and uses almost no motor parameters. Furthermore, since the rotation speed is open loop control, fluctuations in the rotation speed are very small, the control method is simple, and current detection is simple and low. Noise, low cost, high reliability motor drive device can be realized. In particular, control is possible regardless of saliency motors and non-saliency motors, the advance angle control is easy, the motor control program and current detection are simplified, and the burden on the processor is reduced. It can be applied to a compressor motor, a washing motor, and a drying fan motor simultaneous sine wave drive system, and an inexpensive and highly reliable multiple motor simultaneous drive device can be realized.

以上のように、本発明のモータ駆動装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路により永久磁石モータをセンサレス正弦波駆動し、モータ電流のピーク値あるいは回転磁界に相当するモータ電流を検知して設定値となるようにインバータ回路出力電圧とモータ駆動周波数を制御するものであるから、永久磁石モータを駆動するほとんどのモータ駆動装置に適用可能であり、食器洗い機の洗浄ポンプ駆動装置や洗濯機のモータ駆動装置、掃除機のモータ駆動装置、換気扇や燃焼機等のファンモータ駆動装置、空気調和機や冷蔵庫の圧縮機モータ駆動装置に適用できる。さらに、ヒートポンプ式洗濯乾燥機や空気調和機の如き複数モータ同時駆動方式にも適用できる。   As described above, the motor drive device of the present invention detects the motor current corresponding to the peak value of the motor current or the rotating magnetic field by driving the permanent magnet motor with the inverter circuit that converts the DC power into the AC power. The inverter circuit output voltage and the motor drive frequency are controlled so as to be set to the set value, so that it can be applied to most motor drive devices that drive permanent magnet motors. The present invention can be applied to a motor driving device for a vacuum cleaner, a motor driving device for a vacuum cleaner, a fan motor driving device such as a ventilation fan or a combustor, and a compressor motor driving device for an air conditioner or a refrigerator. Furthermore, the present invention can also be applied to a multiple motor simultaneous drive system such as a heat pump washer / dryer or an air conditioner.

本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置のブロック図The block diagram of the motor drive device in an embodiment of the invention 本発明によるモータ駆動装置のモータ制御ベクトル図Motor control vector diagram of motor drive device according to the present invention 本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置の起動制御方法のグラフThe graph of the starting control method of the motor drive unit in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置のピーク電流検知回路図Peak current detection circuit diagram of motor drive device in the embodiment of the present invention 本発明の第2の実施の形態におけるモータ駆動装置の電流検知回路図Current detection circuit diagram of motor drive device according to second embodiment of the present invention 本発明の第2の実施の形態におけるシャント抵抗電圧波形と電流検知タイミングのグラフGraph of shunt resistance voltage waveform and current detection timing in the second embodiment of the present invention 本発明の第2の実施の形態におけるシャント抵抗電圧波形と電流検知タイミングのグラフGraph of shunt resistance voltage waveform and current detection timing in the second embodiment of the present invention 本発明の第2の実施の形態における電流検知プログラムのフローチャートFlowchart of current detection program in the second embodiment of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

2 直流電源
3 インバータ回路
4 モータ
5 モータ負荷
6 電流検出手段
7 制御手段
70 電流設定手段
71 電流比較手段
72 出力電圧制御手段
74 周波数設定手段
76 周波数補正手段
2 DC power supply 3 Inverter circuit 4 Motor 5 Motor load 6 Current detection means 7 Control means 70 Current setting means 71 Current comparison means 72 Output voltage control means 74 Frequency setting means 76 Frequency correction means

Claims (4)

直流電源と、前記直流電源の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路により駆動される永久磁石モータと、前記モータにより駆動される負荷と、前記モータの駆動電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力信号により前記インバータ回路を制御して前記モータを正弦波駆動する制御手段よりなり、前記制御手段は、前記モータのピーク電流、あるいは回転磁界に相当する駆動電流を設定する電流設定手段と、前記電流検出手段より検出したモータピーク電流、あるいは回転磁界に相当する駆動電流信号と前記電流設定手段の設定信号を比較する電流比較手段と、前記電流比較手段の出力信号より前記インバータ回路出力電圧を制御する電圧制御手段と、前記インバータ回路の出力周波数を設定する周波数設定手段と、前記電流比較手段の出力信号より前記周波数設定手段の出力周波数を補正する周波数補正手段よりなり、前記周波数補正手段はモータ駆動周波数に応じて制御ゲインを変更するようにしたモータ駆動装置。 DC power source, inverter circuit for converting DC power of the DC power source into AC power, a permanent magnet motor driven by the inverter circuit, a load driven by the motor, and a current for detecting a driving current of the motor And a control means for controlling the inverter circuit by an output signal of the current detection means to drive the motor in a sine wave. The control means is a drive current corresponding to a peak current of the motor or a rotating magnetic field. Current setting means for setting the motor peak current detected by the current detection means, or current comparison means for comparing the drive current signal corresponding to the rotating magnetic field with the setting signal of the current setting means, and the output of the current comparison means Voltage control means for controlling the inverter circuit output voltage from the signal, and setting the output frequency of the inverter circuit The motor driving system comprises a frequency setting unit and a frequency correcting unit for correcting the output frequency of the frequency setting unit from the output signal of the current comparing unit, and the frequency correcting unit changes the control gain according to the motor driving frequency. apparatus. 出力周波数を補正する周波数補正手段は、インバータ回路出力周波数が高くなるほど制御ゲインを大きくするようにした請求項1記載のモータ駆動装置。 2. The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the frequency correction means for correcting the output frequency increases the control gain as the inverter circuit output frequency increases. 出力周波数を補正する周波数補正手段は、モータ起動時に制御ゲインを零に設定、あるいは周波数補正しないようにした請求項1記載のモータ駆動装置。 The motor drive apparatus according to claim 1, wherein the frequency correction means for correcting the output frequency sets the control gain to zero or does not correct the frequency when the motor is started. 電流検出手段は、インバータ回路と直流電源間に接続された少なくとも1つのシャント抵抗の電圧のピーク値を検出するようにした請求項1記載のモータ駆動装置。 2. The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the current detecting means detects a peak value of a voltage of at least one shunt resistor connected between the inverter circuit and the DC power source.
JP2007080939A 2007-03-27 2007-03-27 Motor drive device Expired - Fee Related JP4983331B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007080939A JP4983331B2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 Motor drive device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007080939A JP4983331B2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 Motor drive device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008245397A true JP2008245397A (en) 2008-10-09
JP4983331B2 JP4983331B2 (en) 2012-07-25

Family

ID=39916068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007080939A Expired - Fee Related JP4983331B2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 Motor drive device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4983331B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012147599A (en) * 2011-01-13 2012-08-02 Mitsubishi Electric Corp Air conditioner
JP2017192178A (en) * 2016-04-11 2017-10-19 株式会社デンソー Controller of dynamo-electric machine
US10886864B2 (en) 2018-09-19 2021-01-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Motor driving device and control method for motor driving device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11289792A (en) * 1998-03-31 1999-10-19 Mitsubishi Electric Corp Inverter device
JP2006262581A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor drive device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11289792A (en) * 1998-03-31 1999-10-19 Mitsubishi Electric Corp Inverter device
JP2006262581A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor drive device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012147599A (en) * 2011-01-13 2012-08-02 Mitsubishi Electric Corp Air conditioner
JP2017192178A (en) * 2016-04-11 2017-10-19 株式会社デンソー Controller of dynamo-electric machine
US10886864B2 (en) 2018-09-19 2021-01-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Motor driving device and control method for motor driving device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4983331B2 (en) 2012-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4983322B2 (en) Motor drive device
JP4261523B2 (en) Motor driving apparatus and driving method
JP3684203B2 (en) Motor control device
JP4604777B2 (en) Motor drive device
US20070145941A1 (en) Motor driving apparatus of washing and drying machine
JP2007336641A (en) Position sensorless driving device for synchronous motor
US10951145B2 (en) Motor control method and device
CN106026820B (en) Method and system for automatically tuning motor parameters
KR101939487B1 (en) Motor drive apparatus
JP4735638B2 (en) Motor drive device
JP5130876B2 (en) V / f control device for permanent magnet synchronous motor
JP6953763B2 (en) Motor control device
JP4983457B2 (en) Motor drive device
JP4983393B2 (en) Motor drive device
JP4983331B2 (en) Motor drive device
JP5473289B2 (en) Control device and control method for permanent magnet type synchronous motor
JP2009124869A (en) V/f control system for synchronous electric motor
JP5012288B2 (en) Motor drive device
JP4983358B2 (en) Motor drive device
KR100486925B1 (en) Motor drive unit
JP2013172573A (en) Motor control device
JP6563135B2 (en) Motor control device
JP2005348569A (en) Motor driver
CN107482965B (en) Control device for synchronous motor
JP5862691B2 (en) Control device for motor drive device and motor drive system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081008

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091127

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110329

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110527

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120327

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120409

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees