JP2009225596A - Driving unit of motor, air conditioner, washing machine, washing dryer, refrigerator, ventilation fan, and heat pump water heater - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving unit of a motor which determines the torque of the motor based on a motor operation theory, and controls the number of revolution of the motor through the determined torque to prevent out-of-step operation due to insufficient torque. <P>SOLUTION: The driving unit includes an inverter 5 which applies an ac voltage to the motor 3, a current detecting means 6 which detects a current flowing through the motor 3, and a controlling means 8 which controls the voltage applied by the inverter 5 to the motor 3. The controlling means 8 has a torque calculating means 10 which calculates a torque of the motor 3 based on output from the current detecting means 6, and a number of revolution controlling means 11 which controls the number of revolution of the motor 3 based on a calculated value given by the torque calculating means 10. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動機を駆動する装置に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for driving an electric motor.

従来、ファンモータの回転数の制御に関し、『空気調和機において、ファンモータの負荷変動による同ファンモータの運転停止を防止し、ファンモータの適切な制御を可能とする。』ことを目的とした技術として、『直流電圧をインバータ回路3でスイッチングしてファンモータ4に印加して目標回転数に制御する。このとき、シャント抵抗R1に流れる電流に応じてホトカプラ回路10のホトトランジスタがオン、オフし、このオンにより積分回路11の出力電圧が降下し、ホトトランジスタがオフすると、積分回路11の出力電圧が上昇する。マイクロコンピュータ13はその積分回路11の出力電圧をA/D変換ポートを介して入力して検出する(インバータ回路3の入力電流を検出する)。その検出出力電圧が複数ゾーンのうち何れのゾーンに入っているか否かを判断して前記目標回転数を可変し、あるいは前記ファンモータの運転を停止する。』というものが提案されている(特許文献1)。   Conventionally, regarding the control of the rotation speed of a fan motor, “in an air conditioner, it is possible to prevent the fan motor from being stopped due to a load fluctuation of the fan motor and to appropriately control the fan motor. As a technique for the purpose, “a DC voltage is switched by the inverter circuit 3 and applied to the fan motor 4 to control to the target rotational speed. At this time, the phototransistor of the photocoupler circuit 10 is turned on and off according to the current flowing through the shunt resistor R1, and the output voltage of the integrating circuit 11 drops due to this turning on. When the phototransistor is turned off, the output voltage of the integrating circuit 11 is To rise. The microcomputer 13 inputs and detects the output voltage of the integrating circuit 11 through the A / D conversion port (detects the input current of the inverter circuit 3). The target output speed is varied by determining whether the detected output voltage is in a plurality of zones, or the operation of the fan motor is stopped. Is proposed (Patent Document 1).

また、ファンモータの制御に関し、『外部負荷に対する制御性を高めるとともに、十分な保護を達成する。』ことを目的とした技術として、『位置信号の周期に基づいて現在の回転数を算出する回転数演算部5と、インバータ主回路2aの直流部における電流を検出する電流検出回路6と、現在回転数、外部から供給される回転数指令、および検出電流を入力として過負荷検知および回転数低下演算を行って回転数指令を算出する過負荷検知・回転数低下制御部7と、現在回転数および回転数指令を入力として回転数制御演算を行ってデューティー指令を算出する回転数制御部8と、位置信号およびデューティー指令を入力としてゲート信号を出力する駆動信号作成部9とを有する。』というものが提案されている(特許文献2)。   In addition, regarding the control of the fan motor, “the controllability to the external load is enhanced and sufficient protection is achieved. As a technique for the purpose of the above, “a rotation speed calculation unit 5 that calculates the current rotation speed based on the cycle of the position signal, a current detection circuit 6 that detects a current in the DC portion of the inverter main circuit 2a, An overload detection / rotation speed reduction control unit 7 for calculating the rotation speed command by performing an overload detection and rotation speed reduction calculation using the rotation speed, an externally supplied rotation speed command, and a detection current as inputs, and the current rotation speed And a rotational speed control unit 8 that calculates a duty command by performing a rotational speed control calculation with the rotational speed command as an input, and a drive signal creation unit 9 that outputs a gate signal with the position signal and the duty command as inputs. Is proposed (Patent Document 2).

また、下記特許文献3では、センサレス制御に関する技術が開示されている。   Patent Document 3 below discloses a technique related to sensorless control.

また、下記非特許文献1では、同期電動機のセンサレス制御において、軸誤差を推定する方法が開示されている。   Non-Patent Document 1 below discloses a method for estimating an axis error in sensorless control of a synchronous motor.

特開平11−51454号公報(要約)JP 11-51454 A (summary) 特開2001−286179号公報(要約)JP 2001-286179 A (summary) 特開2002−191197号公報JP 2002-191197 A 電学論D、110巻11号、P.1193〜P.1200、平成2年Electrical Engineering D, Vol.110, No.11, p. 1193-P. 1200, 1990

上記特許文献1に記載されている技術では、インバータ回路3の入力電流に応じてファンモータの目標回転数を可変するが、ファンモータに印加する電圧の位相を変化させると、同一負荷条件においても電流値が変化する。そのため、ファンモータが負荷を駆動するためのトルクが不足してしまい、脱調を招く恐れがある。   In the technique described in Patent Document 1, the target rotational speed of the fan motor is varied according to the input current of the inverter circuit 3, but if the phase of the voltage applied to the fan motor is changed, even under the same load condition The current value changes. Therefore, the torque for driving the load by the fan motor is insufficient, and there is a risk of causing step-out.

上記特許文献2に記載されている技術では、過負荷検知および回転数低下演算を行ってファンモータの回転数指令を算出しているが、ファンモータにかかる負荷は外風等の要因により大きく変化する。
また、現在回転数、外部から供給される回転数指令、および検出電流を入力として過負荷検知を行うが、上記特許文献1と同様に、同一負荷条件であってもインバータの出力電圧位相が変化すると電流値も変化するため、正確な負荷検知が難しくなるのみならず、トルク不足により脱調を招く恐れがある。
In the technique described in Patent Document 2 above, overload detection and rotational speed reduction calculation are performed to calculate the rotational speed command of the fan motor, but the load applied to the fan motor varies greatly due to factors such as outside wind. To do.
In addition, overload detection is performed using the current rotation speed, the rotation speed command supplied from the outside, and the detected current as inputs, but the output voltage phase of the inverter changes even under the same load condition as in the above-mentioned Patent Document 1. Then, since the current value also changes, not only accurate load detection becomes difficult, but there is a risk of stepping out due to insufficient torque.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電動機の動作理論に基づいて電動機のトルクを求め、求めたトルクにより電動機の回転数を制御して、トルク不足による脱調を防ぐことができる電動機の駆動装置を得ることを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems. The torque of the electric motor is obtained based on the operation theory of the electric motor, and the rotational speed of the electric motor is controlled based on the obtained torque. It is an object of the present invention to obtain an electric motor drive device that can prevent adjustment.

本発明に係る電動機の駆動装置は、交流電圧を電動機に印加するインバータと、前記電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記インバータが前記電動機に印加する電圧を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電流検出手段の出力に基づき前記電動機のトルクを演算により求めるトルク演算手段と、前記トルク演算手段が求めた演算値に基づいて前記電動機の回転数を制御する回転数制御手段と、を備えるものである。   An electric motor drive device according to the present invention includes an inverter that applies an AC voltage to the electric motor, a current detection unit that detects a current flowing through the electric motor, and a control unit that controls a voltage applied by the inverter to the electric motor. And the control means calculates torque of the electric motor by calculation based on the output of the current detection means, and the rotational speed for controlling the rotational speed of the electric motor based on the calculated value obtained by the torque calculation means And a control means.

本発明に係る電動機の駆動装置によれば、電動機の動作理論に基づいて電動機に発生するトルクを求め、最適な回転数で電動機の運転を行うことができる。また、限界トルクまで回転数を上昇させることで機器の能力を向上させ、あるいは負荷に応じた最適なトルクで運転するよう回転数を制御し、トルク不足による脱調を防ぐことができる。   According to the motor drive device of the present invention, the torque generated in the motor can be obtained based on the operation theory of the motor, and the motor can be operated at the optimum rotational speed. Further, by increasing the rotational speed up to the limit torque, the capability of the device can be improved, or the rotational speed can be controlled so as to operate at an optimum torque according to the load, thereby preventing step-out due to insufficient torque.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る電動機の駆動装置2の構成図である。
図1において、1は直流電源、2は本実施の形態1に係る電動機の駆動装置、3は電動機である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a motor drive device 2 according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a DC power source, 2 is a drive device for an electric motor according to the first embodiment, and 3 is an electric motor.

図2は、モータ1の解析モデル図である。図2において、U相、V相、W相の電機子巻線固定軸を示した。4は、電動機3の回転子を構成する永久磁石である。
永久磁石4が作る磁束と同じ速度で回転する回転座標系において、永久磁石4が作る磁束の方向をd軸にとり、d軸に対応する制御上の推定軸をγ軸とする。また、図示していないが、d軸から電気角で90度進んだ位相にq軸をとり、γ軸から電気角で90度進んだ位相に推定軸であるδ軸をとる。
d軸とq軸を座標軸に選んだ回転座標系の座標軸をdq軸と呼ぶ。インバータによる制御上の回転座標系はγ軸とδ軸を座標軸に選んだ座標系であり、その座標軸をγδ軸と呼ぶ。
FIG. 2 is an analysis model diagram of the motor 1. In FIG. 2, U-phase, V-phase, and W-phase armature winding fixed axes are shown. Reference numeral 4 denotes a permanent magnet constituting the rotor of the electric motor 3.
In a rotating coordinate system that rotates at the same speed as the magnetic flux produced by the permanent magnet 4, the direction of the magnetic flux produced by the permanent magnet 4 is taken as the d-axis, and the estimated control axis corresponding to the d-axis is taken as the γ-axis. Although not shown, the q axis is taken as a phase advanced by 90 degrees in electrical angle from the d axis, and the estimated δ axis is taken as phase advanced by 90 degrees in electrical angle from the γ axis.
The coordinate axis of the rotating coordinate system in which the d axis and the q axis are selected as the coordinate axes is referred to as the dq axis. The rotating coordinate system for control by the inverter is a coordinate system in which the γ axis and the δ axis are selected as coordinate axes, and the coordinate axes are called γδ axes.

dq軸は回転しており、その回転速度である電動機3の回転速度を電動機回転速度ωと呼ぶ。γδ軸も回転しており、その回転速度をインバータ回転速度ω1と呼ぶ。
また、ある瞬間の回転しているdq軸において、d軸の位相をU相の電機子巻線固定軸を基準として電動機回転位相θにより表す。
同様に、ある瞬間の回転しているγδ軸において、γ軸の位相をU相の電機子巻線固定軸を基準としてインバータ回転位相θ1により表す。
d軸とγ軸との軸誤差Δθは、Δθ=θ−θ1 で表される。
The dq axis is rotating, and the rotation speed of the electric motor 3 that is the rotation speed is called the electric motor rotation speed ω. The γδ axis is also rotating, and the rotation speed is called an inverter rotation speed ω1.
In addition, in the dq axis rotating at a certain moment, the phase of the d axis is represented by the motor rotation phase θ with reference to the U-phase armature winding fixed axis.
Similarly, in the γδ axis that is rotating at a certain moment, the phase of the γ axis is expressed by the inverter rotation phase θ1 with the U-phase armature winding fixed axis as a reference.
An axial error Δθ between the d-axis and the γ-axis is expressed by Δθ = θ−θ1.

γδ軸はdq軸を推定した結果得られた座標軸である。実際の運転では軸誤差Δθが小さい所で運転される場合があるので、この場合はdq軸とγδ軸は同一と捉えることが可能である。
そのため、以下特別なことが無い限り、dq軸上の値を用いて制御動作の説明を行うこととするが、γδ軸上の値を用いても同様の構成で実現できることは言うまでもない。
また、その場合には電動機回転速度ωをインバータ回転速度ω1、電動機回転位相θをインバータ回転位相θ1として置き換えてよいことは言うまでもない。
The γδ axis is a coordinate axis obtained as a result of estimating the dq axis. In actual operation, there may be a case where the axis error Δθ is small. In this case, the dq axis and the γδ axis can be regarded as the same.
Therefore, unless otherwise specified, the control operation will be described using values on the dq axis, but it goes without saying that the same configuration can be realized using values on the γδ axis.
In this case, it goes without saying that the motor rotational speed ω may be replaced with the inverter rotational speed ω1 and the motor rotational phase θ may be replaced with the inverter rotational phase θ1.

図3は、本実施の形態1に係る電動機の駆動装置2の構成図である。
電動機の駆動装置2は、インバータ主回路5、電流検出手段6、直流電圧検出手段7、インバータ制御手段8を有する。
FIG. 3 is a configuration diagram of the electric motor drive device 2 according to the first embodiment.
The electric motor drive device 2 includes an inverter main circuit 5, current detection means 6, DC voltage detection means 7, and inverter control means 8.

インバータ主回路5は、IGBTやMOSFET等のスイッチング素子を有し、各スイッチング素子には並列に接続された環流ダイオードを備える。また、直流電源1から供給される直流電力を交流に変換し、電動機3に交流電圧を印加する。   The inverter main circuit 5 includes switching elements such as IGBTs and MOSFETs, and each switching element includes a free-wheeling diode connected in parallel. Further, the DC power supplied from the DC power source 1 is converted into AC and an AC voltage is applied to the motor 3.

電流検出手段6は、電動機3に流入するU相電流Iu、V相電流Iv、W相電流Iwをそれぞれ検出し、インバータ制御手段8へ出力する。
直流電圧検出手段7は、直流電源1の電圧Vdcを検出し、インバータ制御手段8に出力する。
インバータ制御手段8は、電流検出手段6、直流電圧検出手段7の出力に基づいて駆動信号を出力し、インバータ主回路5内のスイッチング素子のオン・オフを制御する。
インバータ制御手段8は、その機能を実現する回路デバイス等のハードウェアで構成することもできるし、マイコンやCPUのような演算装置と、その動作を規定するソフトウェアとで構成することもできる。以下に説明する、インバータ制御手段8が備える各手段についても同様である。
The current detection means 6 detects the U-phase current Iu, the V-phase current Iv, and the W-phase current Iw flowing into the electric motor 3 and outputs them to the inverter control means 8.
The DC voltage detection means 7 detects the voltage Vdc of the DC power supply 1 and outputs it to the inverter control means 8.
The inverter control means 8 outputs a drive signal based on the outputs of the current detection means 6 and the DC voltage detection means 7 and controls on / off of the switching elements in the inverter main circuit 5.
The inverter control means 8 can be configured by hardware such as a circuit device that realizes the function, or can be configured by an arithmetic device such as a microcomputer or a CPU, and software that defines the operation thereof. The same applies to each means provided in the inverter control means 8 described below.

インバータ制御手段8は、座標変換手段9、トルク演算手段10、回転数制御手段11、印加電圧制御手段12を備える。   The inverter control means 8 includes coordinate conversion means 9, torque calculation means 10, rotation speed control means 11, and applied voltage control means 12.

座標変換手段9は、電流検出手段6により出力された電流(Iu、Iv、Iw)を、印加電圧制御手段12より得られた電動機回転位相θを用いて、d軸電流Idおよびq軸電流Iqに変換して出力する。   The coordinate conversion means 9 uses the electric motor rotation phase θ obtained from the applied voltage control means 12 to convert the currents (Iu, Iv, Iw) output from the current detection means 6 into the d-axis current Id and the q-axis current Iq. Convert to and output.

トルク演算手段10は、座標変換手段9からの出力(Id、Iq)と、印加電圧制御手段12から出力されたdq軸電圧指令値Vd*、Vq*および電動機の電動機回転速度ωに基づいて、電動機のトルクτmを演算により求める。τmの演算方法については後述する。   The torque calculation means 10 is based on the outputs (Id, Iq) from the coordinate conversion means 9, the dq axis voltage command values Vd *, Vq * output from the applied voltage control means 12, and the motor rotation speed ω of the motor. The torque τm of the electric motor is obtained by calculation. A method of calculating τm will be described later.

回転数制御手段11は、トルク演算手段10から出力された電動機のトルクτmと、回転速度指令ω*に基づいて、第二の回転速度指令ω**を出力する。回転数制御手段11の詳細については後述する。   The rotation speed control means 11 outputs a second rotation speed command ω ** based on the motor torque τm output from the torque calculation means 10 and the rotation speed command ω *. Details of the rotation speed control means 11 will be described later.

印加電圧制御手段12は、出力電圧ベクトル演算手段13、電圧・位相指令演算手段14、駆動信号生成手段15を有する。   The applied voltage control unit 12 includes an output voltage vector calculation unit 13, a voltage / phase command calculation unit 14, and a drive signal generation unit 15.

出力電圧ベクトル演算手段13は第二の回転速度指令ω**および、d軸電流指令Id*、dq軸電流IdおよびIqに基づいて、電動機回転速度ω、電動機回転位相θ、dq軸電圧指令Vd*、Vq*を演算により求め、各手段に出力する。
これらの演算手順は、例えば上記特許文献3に記載されているような手法を用いることができる。また、電動機回転位相θは、電動機回転速度ωを時間積分して得られる。
Based on the second rotational speed command ω **, the d-axis current command Id *, the dq-axis currents Id and Iq, the output voltage vector calculation means 13 determines the motor rotational speed ω, the motor rotational phase θ, and the dq-axis voltage command Vd. * And Vq * are calculated and output to each means.
For these calculation procedures, for example, a technique as described in Patent Document 3 can be used. The motor rotation phase θ is obtained by integrating the motor rotation speed ω over time.

本実施の形態1における「回転速度推定手段」は、出力電圧ベクトル演算手段13が電動機回転速度ωを演算により求める機能がこれに相当する。
また、本実施の形態1における「電圧指令値演算手段」は、出力電圧ベクトル演算手段13がこれに相当する。
The “rotation speed estimation means” in the first embodiment corresponds to the function in which the output voltage vector calculation means 13 calculates the motor rotation speed ω by calculation.
Further, the “voltage command value calculation means” in the first embodiment corresponds to the output voltage vector calculation means 13.

電圧・位相指令演算手段14は、直流電圧検出手段7の出力である母線電圧Vdc、dq軸電圧指令Vd*、Vq*、および電動機回転位相θに基づいて、電圧指令V*および位相指令θ*を出力する。   The voltage / phase command calculating means 14 is based on the bus voltage Vdc, the dq axis voltage commands Vd *, Vq *, and the motor rotation phase θ, which are outputs of the DC voltage detecting means 7, and the voltage command V * and the phase command θ *. Is output.

駆動信号生成手段15は、電圧・位相指令演算手段14の出力である、電圧指令V*および位相指令θ*に基づいて、駆動信号を出力し、インバータ主回路5を動作させて、電動機3を駆動する。   The drive signal generation unit 15 outputs a drive signal based on the voltage command V * and the phase command θ *, which are outputs of the voltage / phase command calculation unit 14, operates the inverter main circuit 5, and drives the electric motor 3. To drive.

ここで、トルク演算手段10におけるトルク演算方法の一例について説明する。
電動機3の電圧電流方程式は、下記式(1)で表される。

Figure 2009225596
Here, an example of a torque calculation method in the torque calculation means 10 will be described.
The voltage / current equation of the electric motor 3 is expressed by the following equation (1).
Figure 2009225596

簡略化のため定常状態を想定し、微分演算子pに係る項を無視すると、下記式(2)が得られる。

Figure 2009225596
For the sake of simplicity, assuming the steady state and ignoring the term related to the differential operator p, the following equation (2) is obtained.
Figure 2009225596

図4は、電動機のベクトル図である。図4から、d軸磁束φdおよびq軸磁束φqは下記式(3)で表され、式(3)を式(2)に適用すると式(4)が得られる。

Figure 2009225596
Figure 2009225596
FIG. 4 is a vector diagram of the electric motor. From FIG. 4, the d-axis magnetic flux φd and the q-axis magnetic flux φq are expressed by the following equation (3), and when equation (3) is applied to equation (2), equation (4) is obtained.
Figure 2009225596
Figure 2009225596

式(4)をφdおよびφqについて解くと、下記式(5)を得る。

Figure 2009225596
When equation (4) is solved for φd and φq, the following equation (5) is obtained.
Figure 2009225596

電動機のトルクτmは、磁束ベクトルと電流ベクトルの外積により、下記式(6)で求められる。

Figure 2009225596
The torque τm of the electric motor is obtained by the following equation (6) by the outer product of the magnetic flux vector and the current vector.
Figure 2009225596

式(6)に式(5)を適用して、次式(7)にて電動機のトルクτmを求めることが可能となる。

Figure 2009225596
また、式(6)に式(3)を適用することで、次式(8)でも電動機のトルクτmを求めることが可能である。
Figure 2009225596
ただし、突極性の無いSPMモータ(Ld=Lq)の場合、式(8)は次式(9)となる。
Figure 2009225596
By applying the equation (5) to the equation (6), it becomes possible to obtain the torque τm of the motor by the following equation (7).
Figure 2009225596
Further, by applying the expression (3) to the expression (6), the torque τm of the electric motor can be obtained by the following expression (8).
Figure 2009225596
However, in the case of an SPM motor without saliency (Ld = Lq), equation (8) becomes the following equation (9).
Figure 2009225596

トルク演算手段10は、以上の式(7)、式(8)、式(9)の何れかを用いることにより、電動機のトルクτmを演算により求めることが可能となる。
さらに、式(8)、式(9)を用いた場合には、座標変換手段9の出力であるd軸電流Idおよびq軸電流Iqと、モータ固有の定数のみで演算が可能となるため、式(7)に比べて、演算負荷が軽減される。そのため、装置の小型化や、マイコンに代表される演算装置の演算負荷軽減が可能となる。
The torque calculation means 10 can obtain the torque τm of the motor by calculation by using any of the above formulas (7), (8), and (9).
Further, when Expression (8) and Expression (9) are used, calculation is possible only with the d-axis current Id and q-axis current Iq, which are the outputs of the coordinate conversion means 9, and constants specific to the motor. Compared with Expression (7), the calculation load is reduced. For this reason, it is possible to reduce the size of the device and reduce the calculation load of an arithmetic device represented by a microcomputer.

式(7)から式(9)中のdq軸電圧Vd、Vqのかわりに、dq軸電圧指令Vd*、Vq*を用いても問題はなく、dq軸電流Id、Iqの代わりに、dq軸電流指令Id*、Iq*、電動機回転速度ωの代わりに、インバータ回転速度ω1や回転速度指令ω*、第二の回転速度指令ω**を用いても問題ないことは言うまでもない。
また、前述の通り、dq軸の代わりにγδ軸の値を用いても問題ないことは言うまでもない。さらに今回はdq軸およびγδ軸の値を用いたが、三相(UVW)や直交座標軸(αβ)の値を用いて電動機3のトルクを求めるようにしてもよいことは言うまでもない。
以下の説明および実施の形態についても同様である。
There is no problem even if dq-axis voltage commands Vd * and Vq * are used instead of the dq-axis voltages Vd and Vq in the equations (7) to (9), and instead of the dq-axis currents Id and Iq, the dq-axis Needless to say, there is no problem even if the inverter rotational speed ω1, the rotational speed command ω *, or the second rotational speed command ω ** is used instead of the current commands Id * and Iq * and the motor rotational speed ω.
Further, as described above, it goes without saying that there is no problem even if the value of the γδ axis is used instead of the dq axis. Furthermore, although the values of the dq axis and the γδ axis are used this time, it goes without saying that the torque of the electric motor 3 may be obtained using the values of the three phases (UVW) and the orthogonal coordinate axes (αβ).
The same applies to the following description and embodiments.

図5は、回転数制御手段11の一構成例である。
図5において、回転数制御手段11はPI制御器16を備え、トルク指令τ*および電動機3のトルクτmとの偏差ΔτをPI制御し、速度補償量Δωを求め、回転速度指令ω*に加算することで第二の回転速度指令ω**を求める。
FIG. 5 is a configuration example of the rotation speed control means 11.
In FIG. 5, the rotational speed control means 11 includes a PI controller 16, PI-controls a deviation Δτ between the torque command τ * and the torque τm of the electric motor 3, obtains a speed compensation amount Δω, and adds it to the rotational speed command ω *. Thus, the second rotational speed command ω ** is obtained.

図5の構成によれば、トルク指令τ*に対して、電動機のトルクτmが大きくなれば、Δτは負となり、速度補償量Δωも負となるため、第二の速度指令ω**は回転速度指令ω*よりも小さくなり、電動機の回転速度ωはτ*=τmとなるまで低下する。
反対に、トルク指令τ*に対して、電動機のトルクτmが小さくなれば、Δτは正となり、速度補償量Δωも正となるため、第二の速度指令ω**は回転速度指令ω*よりも大きくなるため、電動機の回転速度ωはτ*=τmとなるまで増大する。
このように電動機のトルクτmをトルク指令τ*一定に保つように制御することで、負荷増大時にはトルク不足に陥らずに電動機の運転を継続できる。また、負荷軽減時には運転限界上限まで回転速度ωを増大させることが可能となるため、機器の能力を向上させることが可能となる。
According to the configuration of FIG. 5, if the motor torque τm increases with respect to the torque command τ *, Δτ becomes negative and the speed compensation amount Δω also becomes negative. Therefore, the second speed command ω ** rotates. The speed becomes smaller than the speed command ω *, and the rotational speed ω of the motor decreases until τ * = τm.
On the other hand, if the motor torque τm is smaller than the torque command τ *, Δτ becomes positive and the speed compensation amount Δω also becomes positive. Therefore, the second speed command ω ** is greater than the rotational speed command ω *. Therefore, the rotational speed ω of the electric motor increases until τ * = τm.
Thus, by controlling the motor torque τm so as to keep the torque command τ * constant, the operation of the motor can be continued without causing torque shortage when the load increases. Further, when the load is reduced, the rotational speed ω can be increased up to the upper limit of operation, so that the capability of the device can be improved.

次に、電動機3のトルクと回転速度の制御について、次の図6〜図7を用いて両者の相関関係と併せて説明する。   Next, the control of the torque and the rotation speed of the electric motor 3 will be described together with the correlation between the two using the following FIGS.

図6は、従来の電動機の駆動装置におけるトルクと回転速度の制御動作例を示すものである。図6において、横軸は電動機の回転速度、縦軸は回転速度に対して電動機に必要なトルクを示している。τlimitは、電動機が出力可能なトルクの限界値である。
通常時には、電動機の駆動装置はτlimit以下のトルクで負荷を駆動可能であるが、何らかの理由で負荷が増大した際には、負荷を駆動しようと電動機のトルクを増加させる。しかし、電動機のトルクがτlimitに到達した時点で、これ以上のトルクを出力できなくなるため、脱調等が発生して運転が継続できなくなる。
FIG. 6 shows an example of torque and rotation speed control operation in a conventional motor drive device. In FIG. 6, the horizontal axis represents the rotational speed of the motor, and the vertical axis represents the torque required for the motor with respect to the rotational speed. τ limit is a limit value of torque that can be output by the electric motor.
Normally, the motor drive device can drive the load with a torque of τ limit or less. However, when the load increases for some reason, the motor torque is increased to drive the load. However, when the torque of the electric motor reaches τ limit , no more torque can be output, so that step-out occurs and the operation cannot be continued.

図7は、本実施の形態1に係る電動機の駆動装置2におけるトルクと回転速度の制御動作例を示すものである。
図7に示すように、本実施の形態1に係る電動機の駆動装置2は、負荷増大時にはτ*一定となるように第二の回転速度指令ω**を求め、回転速度がω**になるように制御することで、トルク不足に陥ることなく運転が継続可能となり信頼性の高い制御が実現可能である。
また、最適なトルクにて電動機3を運転することによって大電流を抑制できるため、省エネも実現できる。
FIG. 7 shows an example of torque and rotational speed control operation in the electric motor drive device 2 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 7, the electric motor drive device 2 according to the first embodiment obtains the second rotational speed command ω ** so that τ * is constant when the load increases, and the rotational speed becomes ω **. By controlling so as to be, the operation can be continued without falling short of torque, and a highly reliable control can be realized.
Moreover, since a large current can be suppressed by operating the electric motor 3 with an optimum torque, energy saving can also be realized.

図8は、回転数制御手段11の他構成例である。
図5では、トルク指令τ*が与えられ、電動機3のトルクτmとの偏差ΔτをPI制御する例を示したが、図8に示すように、回転速度ω*の値に対応したトルク指令τ*を記憶させたトルク指令記憶手段17を設けておき、回転速度ω*が入力されると、これに対応するトルク指令τ*が自動的に得られるように構成してもよい。
トルク指令記憶手段17が記憶しておく内容は、例えば図6〜図7で説明したような、回転速度ω*とトルク指令τ*との相関関係データである。
FIG. 8 shows another configuration example of the rotation speed control means 11.
FIG. 5 shows an example in which the torque command τ * is given and the deviation Δτ from the torque τm of the electric motor 3 is PI-controlled, but as shown in FIG. 8, the torque command τ corresponding to the value of the rotational speed ω *. A torque command storage means 17 that stores * may be provided, and when a rotational speed ω * is input, a torque command τ * corresponding to the rotational speed ω * may be automatically obtained.
The content stored in the torque command storage means 17 is correlation data between the rotational speed ω * and the torque command τ * as described with reference to FIGS.

図9は、回転数制御手段11が備えるPI制御器16の構成例である。18は比例制御ゲイン、19は積分制御ゲインである。
PI制御器16に、制限器付き積分器20と制限器21を設け、速度補償量Δωを制限することで、回転速度ωの増加もしくは低下を抑制することが可能である。
図9のPI制御器16により、以下のような動作が可能となる。
FIG. 9 is a configuration example of the PI controller 16 provided in the rotation speed control means 11. 18 is a proportional control gain, and 19 is an integral control gain.
By providing the PI controller 16 with an integrator 20 with a limiter and a limiter 21 and limiting the speed compensation amount Δω, an increase or decrease in the rotational speed ω can be suppressed.
The PI controller 16 in FIG. 9 enables the following operation.

(1)トルク指令τ*に対して、モータトルクτmが小さい場合には、Δτは正となり、速度補償量Δωも正となるため、通常の動作であれば回転速度ωは増大する。しかし、このような場合でも回転速度ωを増大させたくない場合も考えられる。
そこで、制限器の働きにより、速度補償量Δωの増加を抑制し、回転速度ωが増大しないように制御する。
(1) When the motor torque τm is small with respect to the torque command τ *, Δτ becomes positive and the speed compensation amount Δω also becomes positive. Therefore, the rotation speed ω increases during normal operation. However, even in such a case, there is a case where it is not desired to increase the rotational speed ω.
In view of this, the control of the speed compensation amount Δω is suppressed by the function of the limiter so that the rotational speed ω is not increased.

(2)トルク指令τ*に対して、モータトルクτmが大きい場合には、Δτは負となり、速度補償量Δωも負となる。そのため、図5〜図7で説明した動作と同様に、トルク不足を回避すべく回転速度ωを低下させる。 (2) When the motor torque τm is larger than the torque command τ *, Δτ is negative and the speed compensation amount Δω is also negative. For this reason, the rotational speed ω is reduced in order to avoid torque shortage, as in the operation described with reference to FIGS.

なお、トルク指令τ*は、上述の式(9)に基づいて求めた次式(10)を用いて算出することもできる。
式(10)を用いて算出することにより、電流がIlimitを超過することによる過電流遮断に陥ることなく、回転速度の制御が可能となる。また、電動機3の減磁や温度上昇を抑制し、経年劣化の小さい信頼性の高い電動機の駆動装置2を得ることが可能となる。

Figure 2009225596
The torque command τ * can also be calculated using the following equation (10) obtained based on the above equation (9).
By calculating using Expression (10), it is possible to control the rotation speed without falling into overcurrent interruption due to the current exceeding I limit . Further, it is possible to suppress the demagnetization and temperature rise of the electric motor 3 and to obtain a highly reliable electric motor driving device 2 with little deterioration over time.
Figure 2009225596

また、d軸電流Idのかわりに、d軸電流指令値Id*を用いても何ら問題ないことは言うまでもない。また、式(7)や式(8)からトルク指令τ*を求めても、何ら問題ないことは言うまでもない。   Needless to say, there is no problem even if the d-axis current command value Id * is used instead of the d-axis current Id. Needless to say, there is no problem even if the torque command τ * is obtained from the equations (7) and (8).

また、回転数制御手段11が回転速度を制御する際には、電動機3や接続された負荷の共振点近傍を避けるように回転速度を制御することで、騒音の増大を抑制させることが可能となる。以下の実施の形態についても同様である。   Further, when the rotational speed control means 11 controls the rotational speed, it is possible to suppress an increase in noise by controlling the rotational speed so as to avoid the vicinity of the resonance point of the electric motor 3 and the connected load. Become. The same applies to the following embodiments.

以上のように、本実施の形態1によれば、電動機の動作理論に基づいて電動機3に発生するトルクを演算により求め、これを用いて最適なトルクで電動機3を駆動することができる。   As described above, according to the first embodiment, the torque generated in the electric motor 3 can be obtained by calculation based on the operation theory of the electric motor, and the electric motor 3 can be driven with the optimum torque using this.

実施の形態2.
実施の形態1では、電流検出手段6の出力を元にトルクを演算する構成について説明した。
本発明の実施の形態2では、電動機3に流れる電流に加えて印加電圧を検出することにより、演算で電動機電圧(Vd、Vq)を求めることに代えて、実際の出力電圧を検出して電動機3のトルクを演算する構成について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the configuration for calculating the torque based on the output of the current detection means 6 has been described.
In Embodiment 2 of the present invention, instead of obtaining the motor voltage (Vd, Vq) by calculation by detecting the applied voltage in addition to the current flowing in the motor 3, the actual output voltage is detected and the motor is detected. A configuration for calculating the torque 3 will be described.

図10は、本実施の形態2に係る電動機の駆動装置2の構成図である。
図10において、実施の形態1の図3で説明した構成に加えて、新たに電圧検出手段31を設けた。また、電圧検出手段31に対応して、座標変換手段9を新たにもう1つ設けた。記載の便宜上、図10において座標変換手段9を2つ記載したが、これらは一体的に構成してもよい。
FIG. 10 is a configuration diagram of the electric motor drive device 2 according to the second embodiment.
10, in addition to the configuration described in FIG. 3 of the first embodiment, a voltage detection unit 31 is newly provided. Further, another coordinate conversion means 9 is newly provided corresponding to the voltage detection means 31. For convenience of description, two coordinate conversion means 9 are shown in FIG. 10, but they may be integrally formed.

電圧検出手段31は、電動機3に印加されるU相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwをそれぞれ検出し、インバータ制御手段8へ出力する。
座標変換手段9は、電圧検出手段31により出力された電流(Vu、Vv、Vw)を、印加電圧制御手段12より得られた電動機回転位相θを用いて、d軸電圧Vdおよびq軸電圧Vqに変換して出力する。
The voltage detection unit 31 detects the U-phase voltage Vu, the V-phase voltage Vv, and the W-phase voltage Vw applied to the electric motor 3 and outputs them to the inverter control unit 8.
The coordinate conversion means 9 uses the current (Vu, Vv, Vw) output from the voltage detection means 31 as the d-axis voltage Vd and the q-axis voltage Vq using the motor rotation phase θ obtained from the applied voltage control means 12. Convert to and output.

トルク演算手段10は、座標変換手段9からの出力(Id、Iq)、(Vd、Vq)、印加電圧制御手段12から出力された電動機回転速度ωに基づいて、電動機のトルクτmを演算により求める。τmの演算方法は、実施の形態1と同様である。
なお、電圧検出手段31の検出値に基づく(Vd、Vq)が得られるため、実施の形態1と異なり、トルクτmの算出に際し、出力電圧ベクトル演算手段13よりdq軸電圧指令Vd*、Vq*を受け取る必要はない。
The torque calculation means 10 calculates the motor torque τm by calculation based on the outputs (Id, Iq), (Vd, Vq) from the coordinate conversion means 9 and the motor rotation speed ω output from the applied voltage control means 12. . The calculation method of τm is the same as that in the first embodiment.
Since (Vd, Vq) based on the detection value of the voltage detection means 31 is obtained, unlike the first embodiment, the dq axis voltage commands Vd *, Vq * are calculated from the output voltage vector calculation means 13 when calculating the torque τm. There is no need to receive.

その他の構成については、実施の形態1の図3で説明したものと同様であるため、説明を省略する。   Other configurations are the same as those described in FIG. 3 of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態2によれば、トルク演算手段10は、電圧検出手段31が電動機3に印加される電圧を検出した結果に基づき電動機3のトルクτmを算出するので、dq軸電圧指令Vd*、Vq*に基づきトルクτmを算出する構成と比較して、精度良くトルクτmを算出することができる。   As described above, according to the second embodiment, the torque calculation means 10 calculates the torque τm of the electric motor 3 based on the result of the voltage detection means 31 detecting the voltage applied to the electric motor 3, so the dq axis Compared to the configuration for calculating the torque τm based on the voltage commands Vd * and Vq *, the torque τm can be calculated with high accuracy.

また、本実施の形態2によれば、インバータ主回路5の実際の出力電圧を検出することにより、インバータ主回路5が備えるスイッチング素子のデッドタイムに起因する電圧誤差の影響を受けることなく、トルクの演算を行うことが可能となる。
これにより、トルクの演算精度が向上し、信頼性の高い電動機の駆動装置を構築することが可能となる。
なお、スイッチング素子のデッドタイムについては、後述の実施の形態で改めて説明することを付言しておく。
Further, according to the second embodiment, the actual output voltage of the inverter main circuit 5 is detected, so that the torque is not affected by the voltage error caused by the dead time of the switching element included in the inverter main circuit 5. It is possible to perform the operation.
Thereby, the calculation accuracy of the torque is improved, and it becomes possible to construct a highly reliable electric motor drive device.
It should be noted that the dead time of the switching element will be described again in an embodiment described later.

実施の形態3.
実施の形態2では、電流検出手段6と電圧検出手段31を用いてトルクの演算精度を向上させる構成について説明した。
本発明の実施の形態3では、電動機3に流れる電流に加えて電動機3の回転情報を検出することで、実際の回転速度ωや回転位相θを用いて電動機のトルクτmを演算する構成について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment, the configuration for improving the accuracy of torque calculation using the current detection means 6 and the voltage detection means 31 has been described.
In the third embodiment of the present invention, a configuration for calculating the motor torque τm using the actual rotation speed ω and the rotation phase θ by detecting the rotation information of the motor 3 in addition to the current flowing through the motor 3 will be described. To do.

図11は、本実施の形態3に係る電動機の駆動装置2の構成図である。
図11において、実施の形態1の図3で説明した構成に加えて、新たに回転検出手段32を設けた。
回転検出手段32は、電動機3の回転位相θを検出し、座標変換手段9と電圧・位相指令演算手段14に出力する。また、電動機3の回転速度ωを検出し、トルク演算手段10に出力する。
FIG. 11 is a configuration diagram of the electric motor drive device 2 according to the third embodiment.
In FIG. 11, in addition to the configuration described in FIG. 3 of the first embodiment, a rotation detection means 32 is newly provided.
The rotation detection means 32 detects the rotation phase θ of the electric motor 3 and outputs it to the coordinate conversion means 9 and the voltage / phase command calculation means 14. Further, the rotational speed ω of the electric motor 3 is detected and output to the torque calculation means 10.

座標変換手段9は、電流検出手段6より出力された電流(Iu、Iv、Iw)を、回転検出手段32より得られた電動機回転位相θを用いて、d軸電流Idおよびq軸電流Iqに変換して出力する。
なお、回転検出手段32の検出値に基づく電動機回転位相θが得られるため、実施の形態1と異なり、座標変換に際し、印加電圧制御手段12より電動機回転位相θを受け取る必要はない。
The coordinate conversion unit 9 converts the current (Iu, Iv, Iw) output from the current detection unit 6 into a d-axis current Id and a q-axis current Iq using the motor rotation phase θ obtained from the rotation detection unit 32. Convert and output.
Since the motor rotation phase θ based on the detection value of the rotation detection unit 32 is obtained, unlike the first embodiment, it is not necessary to receive the motor rotation phase θ from the applied voltage control unit 12 during coordinate conversion.

トルク演算手段10は、座標変換手段9からの出力(Id、Iq)、印加電圧制御手段12から出力されたdq軸電圧指令値Vd*、Vq*、回転検出手段32から出力された電動機回転速度ωに基づいて、電動機のトルクτmを演算により求める。τmの演算方法は、実施の形態1と同様である。
なお、回転検出手段32の検出値に基づく電動機回転速度ωが得られるため、実施の形態1と異なり、トルクτmの算出に際し、印加電圧制御手段12より電動機回転速度ωを受け取る必要はない。
The torque calculation means 10 includes outputs (Id, Iq) from the coordinate conversion means 9, dq axis voltage command values Vd * and Vq * output from the applied voltage control means 12, and the motor rotation speed output from the rotation detection means 32. Based on ω, the torque τm of the motor is obtained by calculation. The calculation method of τm is the same as that in the first embodiment.
Since the motor rotation speed ω based on the detection value of the rotation detection unit 32 is obtained, unlike the first embodiment, it is not necessary to receive the motor rotation speed ω from the applied voltage control unit 12 when calculating the torque τm.

その他の構成については、実施の形態1の図3で説明したものと同様であるため、説明を省略する。   Other configurations are the same as those described in FIG. 3 of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態3によれば、座標変換手段9は、回転検出手段32が検出した電動機回転位相θを用いて座標変換を行うので、印加電圧制御手段12が演算により求めたθを用いる構成と比較して、精度の良い(Id、Iq)を得ることができ、信頼性の高い電動機の駆動装置を構築できる。   As described above, according to the third embodiment, the coordinate conversion unit 9 performs coordinate conversion using the motor rotation phase θ detected by the rotation detection unit 32, and thus the applied voltage control unit 12 obtains the calculation. Compared with the configuration using θ, (Id, Iq) with high accuracy can be obtained, and a highly reliable motor drive device can be constructed.

また、本実施の形態3によれば、トルク演算手段10は、回転検出手段32が検出した電動機回転速度ωを用いて電動機3のトルクτmを算出するので、印加電圧制御手段12が演算により求めたωを用いる構成と比較して、精度良くトルクτmを算出することができ、信頼性の高い電動機の駆動装置を構築できる。   Further, according to the third embodiment, the torque calculation means 10 calculates the torque τm of the electric motor 3 using the electric motor rotation speed ω detected by the rotation detection means 32, so that the applied voltage control means 12 obtains it by calculation. Compared to the configuration using ω, the torque τm can be calculated with high accuracy, and a highly reliable motor drive device can be constructed.

実施の形態4.
本発明の実施の形態4では、電動機3に流れる電流に加えて、印加電圧と電動機3の回転情報を検出することにより、演算で電動機電圧(Vd、Vq)や回転位相θ等を求めることに代えて、これらの実際の値を用いて電動機3のトルクτmを演算する構成について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment of the present invention, the motor voltage (Vd, Vq), the rotation phase θ, etc. are obtained by calculation by detecting the applied voltage and the rotation information of the motor 3 in addition to the current flowing through the motor 3. Instead, a configuration for calculating the torque τm of the electric motor 3 using these actual values will be described.

図12は、本実施の形態4に係る電動機の駆動装置2の構成図である。
図12において、実施の形態2の図10で説明した構成に加えて、新たに実施の形態3の図11で説明した回転検出手段32を設けた。
回転検出手段32は、電動機3の回転位相θを検出し、2つの座標変換手段9と電圧・位相指令演算手段14に出力する。また、電動機3の回転速度ωを検出し、トルク演算手段10に出力する。
FIG. 12 is a configuration diagram of the electric motor drive device 2 according to the fourth embodiment.
In FIG. 12, in addition to the configuration described in FIG. 10 of the second embodiment, a rotation detection unit 32 described in FIG. 11 of the third embodiment is newly provided.
The rotation detection means 32 detects the rotation phase θ of the electric motor 3 and outputs it to the two coordinate conversion means 9 and the voltage / phase command calculation means 14. Further, the rotational speed ω of the electric motor 3 is detected and output to the torque calculation means 10.

座標変換手段9は、電流検出手段6より出力された電流(Iu、Iv、Iw)、および電圧検出手段31より出力された電圧(Vu、Vv、Vw)を、回転検出手段32より得られた電動機回転位相θを用いて、それぞれdq軸電流(Id、Iq)、dq軸電圧(Vd、Vq)に変換して出力する。
なお、回転検出手段32の検出値に基づく電動機回転位相θが得られるため、実施の形態2と異なり、座標変換に際し、印加電圧制御手段12より電動機回転位相θを受け取る必要はない。
The coordinate conversion unit 9 obtains the current (Iu, Iv, Iw) output from the current detection unit 6 and the voltage (Vu, Vv, Vw) output from the voltage detection unit 31 from the rotation detection unit 32. Using the motor rotation phase θ, it is converted into dq-axis current (Id, Iq) and dq-axis voltage (Vd, Vq), respectively, and output.
Since the motor rotation phase θ based on the detection value of the rotation detection means 32 is obtained, unlike the second embodiment, it is not necessary to receive the motor rotation phase θ from the applied voltage control means 12 during coordinate conversion.

トルク演算手段10は、座標変換手段9からの出力(Id、Iq)、(Vd、Vq)、回転検出手段32から出力された電動機回転速度ωに基づいて、電動機のトルクτmを演算により求める。τmの演算方法は、実施の形態1と同様である。
なお、回転検出手段32の検出値に基づく電動機回転速度ωが得られるため、実施の形態2と異なり、トルクτmの算出に際し、印加電圧制御手段12より電動機回転速度ωを受け取る必要はない。
The torque calculation means 10 calculates the motor torque τm by calculation based on the outputs (Id, Iq) and (Vd, Vq) from the coordinate conversion means 9 and the motor rotation speed ω output from the rotation detection means 32. The calculation method of τm is the same as that in the first embodiment.
Since the motor rotation speed ω based on the detection value of the rotation detection unit 32 is obtained, unlike the second embodiment, it is not necessary to receive the motor rotation speed ω from the applied voltage control unit 12 when calculating the torque τm.

その他の構成については、実施の形態2の図10で説明したものと同様であるため、説明を省略する。   Other configurations are the same as those described with reference to FIG. 10 of the second embodiment, and thus description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態4によれば、座標変換手段9は、回転検出手段32が検出した電動機回転位相θを用いて座標変換を行うので、印加電圧制御手段12が演算により求めたθを用いる構成と比較して、精度の良い(Id、Iq)、(Vd、Vq)を得ることができ、信頼性の高い電動機の駆動装置を構築できる。   As described above, according to the fourth embodiment, the coordinate conversion means 9 performs the coordinate conversion using the motor rotation phase θ detected by the rotation detection means 32, so that the applied voltage control means 12 obtains the calculation. Compared with the configuration using θ, (Id, Iq) and (Vd, Vq) with higher accuracy can be obtained, and a highly reliable motor drive device can be constructed.

また、本実施の形態4によれば、トルク演算手段10は、回転検出手段32が検出した電動機回転速度ωを用いて電動機3のトルクτmを算出するので、印加電圧制御手段12が演算により求めたωを用いる構成と比較して、精度良くトルクτmを算出することができ、信頼性の高い電動機の駆動装置を構築できる。   Further, according to the fourth embodiment, the torque calculation means 10 calculates the torque τm of the electric motor 3 using the electric motor rotation speed ω detected by the rotation detection means 32, so that the applied voltage control means 12 obtains it by calculation. Compared to the configuration using ω, the torque τm can be calculated with high accuracy, and a highly reliable motor drive device can be constructed.

実施の形態5.
実施の形態1〜4では、dq軸とγδ軸の軸誤差Δθが非常に小さいものと想定し、その前提の下でトルク演算手段10が電動機3のトルクτmを演算により求め、回転数制御手段11がそのトルク演算値に基づいて電動機3の回転速度ωを制御する構成について説明した。
本発明の実施の形態5では、軸誤差Δθが無視できない場合のトルク演算手段10および電動機回転速度ωを制御する構成について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the first to fourth embodiments, it is assumed that the axis error Δθ between the dq axis and the γδ axis is very small, and the torque calculation means 10 obtains the torque τm of the electric motor 3 by calculation under the assumption, and the rotation speed control means 11 has described the configuration for controlling the rotational speed ω of the electric motor 3 based on the torque calculation value.
In the fifth embodiment of the present invention, a configuration for controlling the torque calculation means 10 and the motor rotation speed ω when the axis error Δθ cannot be ignored will be described.

図13は、本実施の形態5に係る電動機の駆動装置2の構成図である。
図13において、実施の形態1の図3で説明した構成に加えて、新たに軸誤差演算手段22と座標変換補正手段23を設けた。その他の構成は、実施の形態1の図3で説明したものと同様であるため、図3と同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 13 is a configuration diagram of the electric motor drive device 2 according to the fifth embodiment.
In FIG. 13, in addition to the configuration described in FIG. 3 of the first embodiment, an axis error calculation unit 22 and a coordinate conversion correction unit 23 are newly provided. Other configurations are the same as those described in FIG. 3 of the first embodiment, and thus the same reference numerals as those in FIG.

まず軸誤差演算手段22について説明する。
軸誤差Δθが無視できない場合の電動機3の電圧方程式は、次式(11)で表される。ただし、簡略化のため定常状態を想定し、微分演算子pに係る項を無視している。

Figure 2009225596
First, the axis error calculation means 22 will be described.
The voltage equation of the electric motor 3 when the shaft error Δθ cannot be ignored is expressed by the following equation (11). However, for the sake of simplicity, a steady state is assumed and the term relating to the differential operator p is ignored.
Figure 2009225596

上記式(11)をΔθについて解くと、次式(12)を得る。

Figure 2009225596
When the above equation (11) is solved for Δθ, the following equation (12) is obtained.
Figure 2009225596

軸誤差演算手段22は、式(12)を用いて、軸誤差Δθを求めることができる。
また、γ軸電圧Vγおよびδ軸電圧Vδのかわりに、γ軸電圧指令Vγ*およびδ軸電圧指令Vδ*を用いても問題ないことは言うまでもない。
その他、非特許文献1に記載されている公知技術にて軸誤差Δθを求めてもよい。
The axis error calculation means 22 can obtain the axis error Δθ using the equation (12).
Needless to say, there is no problem even if the γ-axis voltage command Vγ * and the δ-axis voltage command Vδ * are used instead of the γ-axis voltage Vγ and the δ-axis voltage Vδ.
In addition, the axis error Δθ may be obtained by a known technique described in Non-Patent Document 1.

γ軸磁束φγを誘起電圧定数φfに等しくなるよう制御し、δ軸磁束をゼロに制御する電動機の駆動装置の場合は、より簡単な式で軸誤差Δθを求めることができる。
まず、γ軸磁束φγおよびδ軸磁束φδは、次式(13)となる。

Figure 2009225596
In the case of a motor drive device that controls the γ-axis magnetic flux φγ to be equal to the induced voltage constant φf and controls the δ-axis magnetic flux to zero, the axis error Δθ can be obtained by a simpler equation.
First, the γ-axis magnetic flux φγ and the δ-axis magnetic flux φδ are expressed by the following equation (13).
Figure 2009225596

上述の制御により、φγ=φf、φδ=0となるため、次式(14)を得る。

Figure 2009225596
By the above control, φγ = φf and φδ = 0, so the following equation (14) is obtained.
Figure 2009225596

上記式(14)をΔθについて解くと、次式(15)を得る。

Figure 2009225596
When the above equation (14) is solved for Δθ, the following equation (15) is obtained.
Figure 2009225596

軸誤差演算手段22は、式(15)を用いて、軸誤差Δθを求めることができる。
上記式(15)を用いる場合、式(12)と比較してより簡単に軸誤差Δθを求めることが可能となり、演算負荷が軽減される。そのため、装置の小型化や、マイコンに代表される演算装置の演算負荷軽減が可能となる。
The axis error calculation means 22 can obtain the axis error Δθ using the equation (15).
When the above equation (15) is used, the axial error Δθ can be obtained more easily than the equation (12), and the calculation load is reduced. For this reason, it is possible to reduce the size of the device and reduce the calculation load of an arithmetic device represented by a microcomputer.

次に、座標変換補正手段23について説明する。
軸誤差Δθが無視できない大きさの場合には、Iq≠Iδとなるため、実施の形態1で説明した式(7)〜式(9)では、正確な電動機トルクτmが求められない。そこで、Iγ、Iδ、Δθを用いて、IdとIqを求める方法について説明する。
Next, the coordinate conversion correction means 23 will be described.
When the axis error Δθ has a magnitude that cannot be ignored, Iq ≠ Iδ. Therefore, in the equations (7) to (9) described in the first embodiment, an accurate motor torque τm cannot be obtained. Therefore, a method for obtaining Id and Iq using Iγ, Iδ, and Δθ will be described.

図14は、γδ軸およびdq軸における電流の関係を示すものである。
IγおよびIδのd軸上の値は、軸誤差Δθを用いて、それぞれIγcosΔθ、IδsinΔθで表される。同様にq軸上の値は、軸誤差Δθを用いて、それぞれIγsinΔθ、IδcosΔθで表される。
よって、IdとIqは、次の式(16)〜式(17)で求めることが可能である。

Figure 2009225596
Figure 2009225596
FIG. 14 shows the relationship between currents on the γδ axis and the dq axis.
Values on the d-axis of Iγ and Iδ are expressed as IγcosΔθ and IδsinΔθ, respectively, using an axial error Δθ. Similarly, values on the q-axis are expressed as IγsinΔθ and IδcosΔθ, respectively, using the axis error Δθ.
Therefore, Id and Iq can be obtained by the following equations (16) to (17).
Figure 2009225596
Figure 2009225596

また、Vγ、Vδについても、次の式(18)〜(19)で求めることが可能である。

Figure 2009225596
Figure 2009225596
Further, Vγ and Vδ can be obtained by the following equations (18) to (19).
Figure 2009225596
Figure 2009225596

式(16)〜式(19)を式(7)〜式(9)に適用することで、軸誤差Δθが無視できない場合においても、トルク演算手段10は正確なトルクを求めることが可能となる。
よって、軸誤差演算手段22と座標変換補正手段23によりγδ軸電流をdq軸上の電流に補正することで、実施の形態1と同様に電動機3のトルクを求めることが可能となり、回転数制御手段11により回転数の制御が可能となる。
By applying Expressions (16) to (19) to Expressions (7) to (9), the torque calculator 10 can obtain an accurate torque even when the axis error Δθ cannot be ignored. .
Therefore, by correcting the γδ axis current to the current on the dq axis by the axis error calculation means 22 and the coordinate conversion correction means 23, the torque of the electric motor 3 can be obtained as in the first embodiment, and the rotational speed control is performed. The number of revolutions can be controlled by the means 11.

なお、本実施の形態5では、実施の形態1の構成に加えて新たに軸誤差演算手段22と座標変換補正手段23を設けた例を説明したが、その他の実施の形態についても、同様に軸誤差演算手段22と座標変換補正手段23を設け、軸誤差Δθが無視できない場合でも電動機トルクτmを正確に求めることができる。   In the fifth embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, an example in which the axis error calculation means 22 and the coordinate conversion correction means 23 are newly provided has been described. However, the same applies to other embodiments. The shaft error calculation means 22 and the coordinate conversion correction means 23 are provided, and the motor torque τm can be accurately obtained even when the shaft error Δθ cannot be ignored.

実施の形態6.
実施の形態5では、軸誤差Δθが無視できないという前提の下、電動機トルクτmと回転速度を制御する構成について説明した。
本発明の実施の形態6では、軸誤差Δθがゼロになるように制御することで、軸誤差Δθの影響を小さくする構成について説明する。
Embodiment 6 FIG.
In the fifth embodiment, the configuration for controlling the motor torque τm and the rotation speed on the assumption that the axis error Δθ cannot be ignored has been described.
In the sixth embodiment of the present invention, a configuration in which the influence of the axis error Δθ is reduced by controlling the axis error Δθ to be zero will be described.

図15は、本実施の形態6に係る電動機の駆動装置2の構成図である。
図15において、実施の形態1の図3で説明した構成に加えて、新たに軸誤差演算手段22を設けた。その他の構成は、実施の形態1の図3で説明したものと同様であるため、図3と同じ符号を付して説明を省略する。
軸誤差演算手段22の動作については、実施の形態5で説明したものと同様である。
以下、図15の構成の下、軸誤差Δθがゼロになるように制御する手法を説明する。
FIG. 15 is a configuration diagram of the electric motor drive device 2 according to the sixth embodiment.
In FIG. 15, in addition to the configuration described in FIG. 3 of the first embodiment, an axis error calculation means 22 is newly provided. Other configurations are the same as those described in FIG. 3 of the first embodiment, and thus the same reference numerals as those in FIG.
The operation of the axis error calculation means 22 is the same as that described in the fifth embodiment.
Hereinafter, a method for controlling the axis error Δθ to be zero under the configuration of FIG. 15 will be described.

図16は、出力電圧ベクトル演算手段13の構成例である。
出力電圧ベクトル演算手段13は、出力電圧ベクトル演算器24、比例制御器25、積分器26を備える。
FIG. 16 is a configuration example of the output voltage vector calculation means 13.
The output voltage vector calculator 13 includes an output voltage vector calculator 24, a proportional controller 25, and an integrator 26.

出力電圧ベクトル演算器24は、第二の回転速度指令ω**、γ軸電流指令Iγ*、γ軸電流Iγ、およびδ軸電流Iδに基づいて、γ軸電圧指令Vγ*、δ軸電圧指令Vδ*を求める。
軸誤差演算手段22は、Vγ*、Vδ*、Iγ、Iδ、回転速度ωに基づき、軸誤差Δθを求める。
Based on the second rotational speed command ω **, the γ-axis current command Iγ *, the γ-axis current Iγ, and the δ-axis current Iδ, the output voltage vector calculator 24 generates a γ-axis voltage command Vγ * and a δ-axis voltage command. Vδ * is obtained.
The axis error calculation means 22 calculates the axis error Δθ based on Vγ *, Vδ *, Iγ, Iδ, and the rotational speed ω.

比例制御器25は、この軸誤差Δθをゼロに制御するために、Δθとゼロとの偏差を用いて比例制御を行い、速度補償量Δωを求める。
また、第二の回転速度指令ω**とΔωの偏差から回転速度ωが求まり、積分器26がωを積分することにより、回転位相θが得られる。
回転位相θを得た後は、γδ軸の位相をこれに近づけるよう制御することにより、軸誤差Δθをゼロに保つように制御することが可能となる。
In order to control the axial error Δθ to zero, the proportional controller 25 performs proportional control using a deviation between Δθ and zero to obtain a speed compensation amount Δω.
Further, the rotational speed ω is obtained from the deviation between the second rotational speed command ω ** and Δω, and the integrator 26 integrates ω to obtain the rotational phase θ.
After obtaining the rotational phase θ, it is possible to control the axial error Δθ to be zero by controlling the phase of the γδ axis to be close to this.

軸誤差Δθをゼロに保つように制御することにより、γδ軸とdq軸が一致するため、Iγ=Id、Iδ=Iq、Vγ=Vd、Vδ=Vqとなり、式(7)〜式(9)のトルク演算式における演算誤差を低減させることが可能となる。
また、実施の形態5で説明したように、γδ軸上の値をdq軸上の値に補正する必要がないため、演算負荷軽減が可能である。そのため、装置の小型化や、マイコンに代表される演算装置の演算負荷軽減が可能となる。
By controlling the axial error Δθ to be zero, the γδ axis and the dq axis coincide with each other, so that Iγ = Id, Iδ = Iq, Vγ = Vd, Vδ = Vq, and the equations (7) to (9) It is possible to reduce the calculation error in the torque calculation formula.
Further, as described in the fifth embodiment, it is not necessary to correct the value on the γδ axis to the value on the dq axis, so that the calculation load can be reduced. For this reason, it is possible to reduce the size of the device and reduce the calculation load of an arithmetic device represented by a microcomputer.

本実施の形態6では、実施の形態1の図3で説明した構成に加えて、新たに軸誤差演算手段22を設けた構成を説明したが、その他の実施の形態についても、同様に軸誤差演算手段22を設け、軸誤差Δθがゼロになるように制御する構成とすることもできる。   In the sixth embodiment, in addition to the configuration described in FIG. 3 of the first embodiment, the configuration in which the axis error calculation means 22 is newly provided has been described. A calculation unit 22 may be provided so that the axis error Δθ is controlled to be zero.

実施の形態7.
本発明の実施の形態7では、インバータ主回路5を駆動する際に、上下スイッチング素子の短絡防止のために設ける短絡防止時間(デッドタイム)が制御に与える影響を低減させる手法について説明する。
Embodiment 7 FIG.
In the seventh embodiment of the present invention, a method of reducing the influence of the short-circuit prevention time (dead time) provided for preventing the short circuit of the upper and lower switching elements on the control when the inverter main circuit 5 is driven will be described.

図17は、インバータ主回路5の構成例である。
図17において、インバータ主回路5は、6つのスイッチング素子27a〜27fと、6つの環流ダイオード28a〜28fで構成される。以下、インバータ主回路5の動作例とデッドタイムについて簡単に説明する。
FIG. 17 is a configuration example of the inverter main circuit 5.
In FIG. 17, the inverter main circuit 5 includes six switching elements 27a to 27f and six freewheeling diodes 28a to 28f. Hereinafter, an operation example and the dead time of the inverter main circuit 5 will be briefly described.

例えばスイッチング素子27aをオフさせた瞬間に、スイッチング素子27dをオンさせると、同時にオンする時間が発生する可能性があり、インバータ主回路5が破壊に至ることがある。
そこで、図17中に示すように、スイッチング素子27dをオフさせておくデッドタイムを設け、上下のスイッチング素子が同時にオンすることがないようにオンオフタイミングを制御することで、インバータの破壊を防止する手法が一般的に用いられる。
For example, if the switching element 27d is turned on at the moment when the switching element 27a is turned off, there is a possibility that a time during which the switching element 27d is turned on may occur, and the inverter main circuit 5 may be destroyed.
Therefore, as shown in FIG. 17, a dead time for turning off the switching element 27d is provided, and the on / off timing is controlled so that the upper and lower switching elements do not turn on at the same time, thereby preventing destruction of the inverter. Techniques are commonly used.

しかし、デッドタイム期間を設けると、駆動信号が削られることにより、インバータ主回路5が本来出力すべき電圧が出力できなくなり、電圧指令と実際の出力電圧値が一致しなくなるという課題がある。
これに起因して、前述のトルク演算式(7)〜(9)にて、例えばd軸及びq軸の電圧指令値Vd*およびVq*を用いた場合、これと実際の出力電圧値であるVd、Vqが一致せず、正確なトルクが求められない可能性がある。
以下、デッドタイムを補正する構成について説明する。
However, if the dead time period is provided, the drive signal is deleted, so that the voltage that the inverter main circuit 5 should originally output cannot be output, and there is a problem that the voltage command and the actual output voltage value do not match.
Due to this, when the voltage command values Vd * and Vq * of the d-axis and q-axis are used in the above torque calculation expressions (7) to (9), for example, this is the actual output voltage value. There is a possibility that Vd and Vq do not match and accurate torque cannot be obtained.
Hereinafter, a configuration for correcting the dead time will be described.

図18は、本実施の形態7に係る電動機の駆動装置2の構成図である。
図18において、実施の形態1の図3で説明した構成に加えて、新たにデッドタイム補正手段29を設けた。その他の構成は、実施の形態1の図3で説明したものと同様であるため、図3と同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 18 is a configuration diagram of the electric motor drive device 2 according to the seventh embodiment.
In FIG. 18, in addition to the configuration described in FIG. 3 of the first embodiment, a dead time correcting means 29 is newly provided. Other configurations are the same as those described in FIG. 3 of the first embodiment, and thus the same reference numerals as those in FIG.

デッドタイム補正手段29は、U相、V相、W相の電流Iu、Iv、Iwに基づいてデッドタイム補正量ΔVu、ΔVv、ΔVwを生成して、駆動信号生成手段15に出力することで、デッドタイムにより発生する電圧誤差を補正する。
これにより、電圧指令と実際の出力電圧値を一致させることが可能となり、トルク演算誤差を低減させることが可能となる。
The dead time correction means 29 generates dead time correction amounts ΔVu, ΔVv, ΔVw based on the U phase, V phase, and W phase currents Iu, Iv, Iw, and outputs them to the drive signal generation means 15. Correct voltage error caused by dead time.
As a result, the voltage command and the actual output voltage value can be matched, and the torque calculation error can be reduced.

図19は、デッドタイム誤差の補正について説明するものである。
図19に示す、UVW相におけるTd補正量ΔVu〜ΔVwは、次式(20)で表される。

Figure 2009225596
なお、sign関数は、次式(21)で表される。
Figure 2009225596
FIG. 19 explains the correction of the dead time error.
The Td correction amounts ΔVu to ΔVw in the UVW phase shown in FIG. 19 are expressed by the following equation (20).
Figure 2009225596
The sign function is expressed by the following equation (21).
Figure 2009225596

デッドタイム補正手段29は、上記式(20)〜(21)を用いることにより、UVW相におけるTd補正量ΔVu〜ΔVwを求め、これを用いてデッドタイム補正を行うことができる。   The dead time correction means 29 can obtain the Td correction amounts ΔVu to ΔVw in the UVW phase by using the above equations (20) to (21), and can perform the dead time correction using this.

実施の形態8.
本発明の実施の形態8では、インバータ制御手段8より出力される駆動信号をデッドタイム補正する方法以外に、デッドタイムによりdq軸に発生する電圧誤差を考慮することで、実電圧dq軸の実電圧Vd_realおよびVq_realを推定して、電動機3のトルクを精度良く演算する手法について説明する。
Embodiment 8 FIG.
In the eighth embodiment of the present invention, in addition to the method of correcting the dead time for the drive signal output from the inverter control means 8, the voltage error generated on the dq axis due to the dead time is taken into consideration, so that the actual voltage dq axis is A method for estimating the voltages V d_real and V q_real and calculating the torque of the motor 3 with high accuracy will be described.

図20は、本実施の形態8に係る電動機の駆動装置2の構成図である。
図20において、実施の形態1の図3で説明した構成に加えて、新たに電圧誤差推定手段30を設けた。その他の構成は、実施の形態1の図3で説明したものと同様であるため、図3と同じ符号を付して説明を省略する。
次に、電圧誤差推定手段30が用いる誤差推定式について説明する。
なお、本実施の形態8における「デッドタイム補正手段」は、電圧誤差推定手段30がこれに相当する。
FIG. 20 is a configuration diagram of the electric motor drive device 2 according to the eighth embodiment.
In FIG. 20, a voltage error estimating means 30 is newly provided in addition to the configuration described in FIG. 3 of the first embodiment. Other configurations are the same as those described in FIG. 3 of the first embodiment, and thus the same reference numerals as those in FIG.
Next, an error estimation formula used by the voltage error estimation unit 30 will be described.
The “dead time correcting means” in the eighth embodiment corresponds to the voltage error estimating means 30.

d_realおよびVq_realは、dq軸の電圧誤差ΔVdおよびΔVqを用いて表すと、次式(22)となる。

Figure 2009225596
V d_real and V q_real are expressed by the following equation (22) using voltage errors ΔVd and ΔVq of the dq axis.
Figure 2009225596

次に、Vd_realおよびVq_realの求め方について説明する。
図20の構成によれば、駆動信号生成手段15は、デッドタイムによる電圧誤差分を、デッドタイム補正量を用いて補正した上で駆動信号を出力することで、電圧指令と実際の出力電圧値を一致させることが可能である。
つまり、デッドタイム補正量は、言い換えれば、デッドタイムにより発生した電圧誤差と見なすことができる。
式(20)はUVW相の値であるため、次式(23)に示すように、直交固定子座標のαβ軸の値ΔVα、ΔVβに変換を行う。

Figure 2009225596
Next, how to obtain V d_real and V q_real will be described.
According to the configuration of FIG. 20, the drive signal generation means 15 corrects the voltage error due to the dead time using the dead time correction amount and then outputs the drive signal, so that the voltage command and the actual output voltage value are output. Can be matched.
That is, the dead time correction amount can be regarded as a voltage error caused by the dead time.
Since equation (20) is the value of the UVW phase, as shown in the following equation (23), conversion is performed to αβ axis values ΔVα and ΔVβ of the orthogonal stator coordinates.
Figure 2009225596

また、回転位相θを用いて、次式(24)により式(23)をdq軸上の値に変換可能である。

Figure 2009225596
Further, using the rotational phase θ, the equation (23) can be converted into a value on the dq axis by the following equation (24).
Figure 2009225596

電圧誤差推定手段30は、式(24)により得られたΔVdおよびΔVqを式(22)に適用することで、Vd_realおよびVq_realを得ることができる。 The voltage error estimating means 30 can obtain V d_real and V q_real by applying ΔVd and ΔVq obtained by the equation (24) to the equation (22).

実施の形態7〜8で説明した、デッドタイム補正やデッドタイムによる電圧誤差の求め方は一例であり、その他の方法を用いても問題ないことは言うまでもない。   The method for calculating the voltage error due to dead time correction and dead time described in the seventh to eighth embodiments is merely an example, and it goes without saying that there is no problem even if other methods are used.

実施の形態7〜8では、実施の形態1の図3で説明した構成に加えて、新たにデッドタイム補正手段29や電圧誤差推定手段30を設けた構成を説明したが、その他の実施の形態についても、同様にデッドタイム補正手段29や電圧誤差推定手段30を設け、デッドタイムの影響を補償するように構成することもできる。
ただし、電圧検出手段31を設けた構成においては、デッドタイムに起因する電圧誤差を補償する効果は、電圧検出手段31を設けていない構成に比較して小さい。
In the seventh to eighth embodiments, in addition to the configuration described in FIG. 3 of the first embodiment, a configuration in which a dead time correction unit 29 and a voltage error estimation unit 30 are newly provided has been described. However, other embodiments are described. Similarly, the dead time correcting means 29 and the voltage error estimating means 30 may be provided to compensate for the influence of the dead time.
However, in the configuration in which the voltage detection unit 31 is provided, the effect of compensating for the voltage error due to the dead time is small compared to the configuration in which the voltage detection unit 31 is not provided.

実施の形態9.
以上の実施の形態1〜8で説明した電動機の駆動装置の活用例として、空気調和機や洗濯機および洗濯乾燥機、冷蔵庫、換気扇、ヒートポンプ給湯器、ポンプ、エレベータ、FA、手乾燥機用インバータが挙げられる。
Embodiment 9 FIG.
As examples of use of the motor drive device described in the first to eighth embodiments, an air conditioner, a washing machine, a washing dryer, a refrigerator, a ventilation fan, a heat pump water heater, a pump, an elevator, an FA, an inverter for a hand dryer Is mentioned.

空気調和機においては、気温が低い状態で暖房運転を行うと、室外機の熱交換機に霜が付き目詰まりを起こすため、熱交換を行うためのファンモータのトルクが増大し、電流増大などによる過電流トリップにより運転を継続できない問題があるが、本発明を用いることで過電流トリップに陥ることなく運転を継続可能となる。
例えば、トルク演算手段10の演算値を監視してトルク増大を検出する異常検出手段を電動機の駆動装置2に設けておき、トルク増大を検出した際にその旨の信号を出力する、などとすればよい。
In an air conditioner, if the heating operation is performed in a state where the temperature is low, the heat exchanger of the outdoor unit becomes frosted and clogged, so the torque of the fan motor for heat exchange increases, and the current increases. Although there is a problem that the operation cannot be continued due to the overcurrent trip, the operation can be continued without falling into the overcurrent trip by using the present invention.
For example, an abnormality detecting means for monitoring the calculated value of the torque calculating means 10 to detect an increase in torque is provided in the drive device 2 of the electric motor, and a signal to that effect is output when an increase in torque is detected. That's fine.

また、前記ファンモータのトルクの増大を検出した際に、熱交換機の霜を取り除く除霜運転を行うべき旨の信号を異常検出手段より出力し、効率低下を抑制するようなシステムを構成してもよい。
また、除霜運転を行った場合においても、前記ファンモータのトルクが増大したままの場合には、熱交換機の変形等が考えられるため、ユーザに報知して修繕等を促すように構成してもよい。
Further, when an increase in the torque of the fan motor is detected, a signal indicating that the defrosting operation for removing the frost of the heat exchanger should be performed is output from the abnormality detection means, and a system is configured to suppress the reduction in efficiency. Also good.
In addition, even when the defrosting operation is performed, if the fan motor torque remains increased, the heat exchanger may be deformed, etc., so that the user is informed to be repaired. Also good.

さらに、空気調和機の室内機ファンを駆動する電動機のトルクが増大した際には、埃などによりフィルタの目詰まりを起こしていると判断して、フィルタの掃除を行うべき旨の信号を、異常検出手段より出力するように構成してもよい。   Furthermore, when the torque of the electric motor that drives the indoor unit fan of the air conditioner increases, it is judged that the filter is clogged with dust or the like, and a signal indicating that the filter should be cleaned is You may comprise so that it may output from a detection means.

さらに、換気扇の電動機や洗濯機および洗濯乾燥機の乾燥用のファンを駆動する電動機は、集塵やリント用のフィルタの目詰まりを起こすと負荷トルクが変化する。
そのため、電動機のトルクを検出することでフィルタの目詰まりを検出する異常検出手段を構成することが可能となる。また、異常検出手段がフィルタの目詰まりを検出した際には、フィルタの掃除を行うべき旨の信号を出力するようにしてもよい。
Furthermore, the load torque of an electric motor that drives a motor for a ventilation fan, a washing machine, or a fan for drying a washing and drying machine changes when dust collection or lint filter clogging occurs.
Therefore, it is possible to configure an abnormality detection means for detecting clogging of the filter by detecting the torque of the electric motor. Further, when the abnormality detecting means detects clogging of the filter, a signal indicating that the filter should be cleaned may be output.

また、液体を送るポンプなどを運転している場合、異物が混入すると目詰まりを起こし、液体を送ることが出来なくなる場合がある。そこで、ポンプ用のモータのトルクの増大を検出することで異物混入を検出して異常を知らせる異常検出手段を構成することが可能となる。   In addition, when operating a pump that sends liquid, clogging may occur when foreign matter is mixed in, and liquid may not be sent. Therefore, it is possible to configure an abnormality detection means that detects an increase in the torque of the pump motor and detects foreign matter contamination to notify the abnormality.

以上で説明した目詰まりなどの異常を検知した場合には、電気的な信号を発し、アラームや表示により使用者に報知するように構成することで、速やかに異常を知らせ使用者に対策を取らせることが可能となる。
また、異常を検知した際に機器の運転を停止させることで、機器の故障などを防止することができ、信頼性の高い装置が実現可能となる。また、異常状態での運転を回避することで、消費電力も削減することが可能となる。
When an abnormality such as clogging described above is detected, an electrical signal is issued and the user is notified by an alarm or display, so that the user can be immediately notified of the abnormality and take countermeasures. It becomes possible to make it.
Further, by stopping the operation of the device when an abnormality is detected, it is possible to prevent a device failure and the like, and a highly reliable device can be realized. Moreover, power consumption can be reduced by avoiding operation in an abnormal state.

実施の形態1に係る電動機の駆動装置2の構成図である。1 is a configuration diagram of an electric motor drive device 2 according to Embodiment 1. FIG. モータ1の解析モデル図である。2 is an analysis model diagram of the motor 1. FIG. 実施の形態1に係る電動機の駆動装置2の構成図である。1 is a configuration diagram of an electric motor drive device 2 according to Embodiment 1. FIG. 電動機のベクトル図である。It is a vector diagram of an electric motor. 回転数制御手段11の一構成例である。2 is a configuration example of a rotation speed control means 11. 従来の電動機の駆動装置におけるトルクと回転速度の制御動作例を示すものである。An example of a control operation of torque and rotational speed in a conventional motor driving device is shown. 実施の形態1に係る電動機の駆動装置2におけるトルクと回転速度の制御動作例を示すものである。3 shows an example of torque and rotation speed control operation in the electric motor drive device 2 according to the first embodiment. 回転数制御手段11の他構成例である。5 is another configuration example of the rotation speed control means 11. 回転数制御手段11が備えるPI制御器16の構成例である。It is a structural example of PI controller 16 with which the rotation speed control means 11 is provided. 実施の形態2に係る電動機の駆動装置2の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an electric motor drive device 2 according to a second embodiment. 実施の形態3に係る電動機の駆動装置2の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a motor drive device 2 according to a third embodiment. 実施の形態4に係る電動機の駆動装置2の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an electric motor drive device 2 according to a fourth embodiment. 実施の形態5に係る電動機の駆動装置2の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of an electric motor drive device 2 according to a fifth embodiment. γδ軸およびdq軸における電流の関係を示すものである。This shows the relationship between currents on the γδ axis and the dq axis. 実施の形態6に係る電動機の駆動装置2の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of an electric motor drive device 2 according to a sixth embodiment. 出力電圧ベクトル演算手段13の構成例である。3 is a configuration example of an output voltage vector calculation means 13. インバータ主回路5の構成例である。3 is a configuration example of an inverter main circuit 5. 実施の形態7に係る電動機の駆動装置2の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of an electric motor drive device 2 according to a seventh embodiment. デッドタイム誤差の補正について説明するものである。The correction of dead time error will be described. 実施の形態8に係る電動機の駆動装置2の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of an electric motor drive device 2 according to an eighth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 直流電源、2 電動機の駆動装置、5 インバータ主回路、6 電流検出手段、7 直流電圧検出手段、8 インバータ制御手段、9 座標変換手段、10 トルク演算手段、11 回転数制御手段、12 印加電圧制御手段、13 出力電圧ベクトル演算手段、14 電圧・位相指令演算手段、15 駆動信号生成手段、16 PI制御器、17 トルク指令記憶手段、18 比例制御ゲイン、19 積分制御ゲイン、20 制限器付き積分器、21 制限器、22 軸誤差演算手段、23 座標変換補正手段、24 出力電圧ベクトル演算器、25 比例制御器、26 積分器、27 スイッチング素子、28 環流ダイオード、29 デッドタイム補正手段、30 電圧誤差推定手段、31 電圧検出手段、32 回転検出手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply, 2 Motor drive device, 5 Inverter main circuit, 6 Current detection means, 7 DC voltage detection means, 8 Inverter control means, 9 Coordinate conversion means, 10 Torque calculation means, 11 Rotation speed control means, 12 Applied voltage Control means, 13 Output voltage vector calculation means, 14 Voltage / phase command calculation means, 15 Drive signal generation means, 16 PI controller, 17 Torque command storage means, 18 Proportional control gain, 19 Integral control gain, 20 Integral with limiter , 21 limiter, 22 axis error calculation means, 23 coordinate conversion correction means, 24 output voltage vector calculation machine, 25 proportional controller, 26 integrator, 27 switching element, 28 freewheeling diode, 29 dead time correction means, 30 voltage Error estimation means, 31 voltage detection means, 32 rotation detection means.

Claims (46)

電圧を電動機に印加するインバータと、
前記電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記インバータが前記電動機に印加する電圧を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記電流検出手段の出力に基づき前記電動機のトルクを演算により求めるトルク演算手段と、
前記トルク演算手段が求めた演算値に基づいて前記電動機の回転数を制御する回転数制御手段と、
を備えることを特徴とする電動機の駆動装置。
An inverter for applying a voltage to the motor;
Current detecting means for detecting a current flowing through the motor;
Control means for controlling a voltage applied to the electric motor by the inverter;
With
The control means includes
Torque calculation means for calculating the torque of the electric motor based on the output of the current detection means;
A rotation speed control means for controlling the rotation speed of the electric motor based on the calculated value obtained by the torque calculation means;
An electric motor drive device comprising:
前記制御手段は、
前記電流検出手段の出力を直交2軸座標系に変換する座標変換手段と、
前記座標変換手段からの出力に基づき前記電動機の回転数を推定する回転速度推定手段と、
前記座標変換手段および前記回転速度推定手段の出力に基づき、前記電動機に印加する電圧指令値を演算する電圧指令値演算手段と、
を備え、
前記トルク演算手段は、
前記座標変換手段、前記電圧指令値演算手段、および前記回転速度推定手段の出力に基づき、電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項1に記載の電動機の駆動装置。
The control means includes
Coordinate conversion means for converting the output of the current detection means into an orthogonal biaxial coordinate system;
A rotational speed estimating means for estimating the rotational speed of the electric motor based on an output from the coordinate converting means;
Voltage command value calculation means for calculating a voltage command value to be applied to the electric motor based on outputs of the coordinate conversion means and the rotation speed estimation means;
With
The torque calculation means includes
The motor drive device according to claim 1, wherein the torque of the motor is obtained by calculation based on outputs of the coordinate conversion means, the voltage command value calculation means, and the rotation speed estimation means.
電圧を電動機に印加するインバータと、
前記インバータが前記電動機に印加する電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記インバータが前記電動機に印加する電圧を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記電流検出手段の出力および電圧検出手段の出力に基づき前記電動機のトルクを演算により求めるトルク演算手段と、
前記トルク演算手段が求めた演算値に基づいて前記電動機の回転数を制御する回転数制御手段と、
を備えることを特徴とする電動機の駆動装置。
An inverter for applying a voltage to the motor;
Voltage detecting means for detecting a voltage applied by the inverter to the electric motor;
Current detecting means for detecting a current flowing through the motor;
Control means for controlling a voltage applied to the electric motor by the inverter;
With
The control means includes
Torque calculating means for calculating the torque of the electric motor based on the output of the current detecting means and the output of the voltage detecting means;
A rotation speed control means for controlling the rotation speed of the electric motor based on the calculated value obtained by the torque calculation means;
An electric motor drive device comprising:
前記制御手段は、
前記電流検出手段および前記電圧検出手段の出力を直交2軸座標系に変換する座標変換手段と、
前記座標変換手段からの出力に基づき前記電動機の回転数を推定する回転速度推定手段と、
を備え、
前記トルク演算手段は、
前記座標変換手段および前記回転速度推定手段の出力に基づき、前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項3に記載の電動機の駆動装置。
The control means includes
Coordinate conversion means for converting the outputs of the current detection means and the voltage detection means into an orthogonal biaxial coordinate system;
A rotational speed estimating means for estimating the rotational speed of the electric motor based on an output from the coordinate converting means;
With
The torque calculation means includes
The motor drive device according to claim 3, wherein the torque of the electric motor is obtained by calculation based on outputs of the coordinate conversion means and the rotation speed estimation means.
電圧を電動機に印加するインバータと、
前記電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電動機の回転速度または回転位置を検出する回転検出手段と、
前記インバータが前記電動機に印加する電圧を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記電流検出手段の出力および回転検出手段の出力に基づき前記電動機のトルクを演算により求めるトルク演算手段と、
前記トルク演算手段が求めた演算値に基づいて前記電動機の回転数を制御する回転数制御手段と、
を備えることを特徴とする電動機の駆動装置。
An inverter for applying a voltage to the motor;
Current detecting means for detecting a current flowing through the motor;
Rotation detection means for detecting the rotation speed or rotation position of the electric motor;
Control means for controlling a voltage applied to the electric motor by the inverter;
With
The control means includes
Torque calculating means for calculating the torque of the electric motor based on the output of the current detecting means and the output of the rotation detecting means;
A rotation speed control means for controlling the rotation speed of the electric motor based on the calculated value obtained by the torque calculation means;
An electric motor drive device comprising:
前記制御手段は、
前記電流検出手段の出力を直交2軸座標系に変換する座標変換手段と、
前記座標変換手段および前記回転検出手段の出力に基づき、前記電動機に印加する電圧指令値を演算する電圧指令値演算手段と、
を備え、
前記トルク演算手段は、
前記座標変換手段および前記電圧指令値演算手段の出力に基づき、前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項5に記載の電動機の駆動装置。
The control means includes
Coordinate conversion means for converting the output of the current detection means into an orthogonal biaxial coordinate system;
Voltage command value calculation means for calculating a voltage command value to be applied to the electric motor based on outputs of the coordinate conversion means and the rotation detection means;
With
The torque calculation means includes
The motor drive device according to claim 5, wherein the torque of the electric motor is obtained by calculation based on outputs of the coordinate conversion means and the voltage command value calculation means.
電圧を電動機に印加するインバータと、
前記インバータが前記電動機に印加する電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電動機の回転速度または回転位置を検出する回転検出手段と、
前記インバータが前記電動機に印加する電圧を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記電圧検出手段の出力、電流検出手段の出力、および回転検出手段の出力に基づき、前記電動機のトルクを演算により求めるトルク演算手段と、
前記トルク演算手段が求めた演算値に基づいて前記電動機の回転数を制御する回転数制御手段と、
を備えることを特徴とする電動機の駆動装置。
An inverter for applying a voltage to the motor;
Voltage detecting means for detecting a voltage applied by the inverter to the electric motor;
Current detecting means for detecting a current flowing through the motor;
Rotation detection means for detecting the rotation speed or rotation position of the electric motor;
Control means for controlling a voltage applied to the electric motor by the inverter;
With
The control means includes
Torque calculating means for calculating the torque of the electric motor based on the output of the voltage detecting means, the output of the current detecting means, and the output of the rotation detecting means;
A rotation speed control means for controlling the rotation speed of the electric motor based on the calculated value obtained by the torque calculation means;
An electric motor drive device comprising:
前記制御手段は、
前記電流検出手段および前記電圧検出手段の出力を直交2軸座標系に変換する座標変換手段を備え、
前記トルク演算手段は、
前記座標変換手段の出力に基づき前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項7に記載の電動機の駆動装置。
The control means includes
Coordinate conversion means for converting the outputs of the current detection means and the voltage detection means into an orthogonal two-axis coordinate system;
The torque calculation means includes
The motor drive device according to claim 7, wherein the torque of the electric motor is obtained by calculation based on an output of the coordinate conversion means.
前記制御手段は、
前記電動機の界磁の作る磁束の推定方向を基準としたγδ軸と、前記電動機の界磁の作る磁束の方向を基準としたdq軸との軸誤差を演算により求める軸誤差演算手段と、
前記軸誤差演算手段からの出力に基づき前記座標変換手段の出力を補正する座標変換補正手段と、
を備え、
前記トルク演算手段は、
前記座標変換補正手段の出力に基づいて前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項2、4、6、または8に記載の電動機の駆動装置。
The control means includes
An axis error calculation means for calculating an axis error between the γδ axis based on the estimated direction of the magnetic flux generated by the field of the motor and the dq axis based on the direction of the magnetic flux generated by the field of the motor;
Coordinate conversion correction means for correcting the output of the coordinate conversion means based on the output from the axis error calculation means;
With
The torque calculation means includes
The motor driving device according to claim 2, 4, 6, or 8, wherein the torque of the electric motor is obtained by calculation based on an output of the coordinate conversion correcting means.
前記制御手段は、
前記電動機の界磁の作る磁束の推定方向を基準としたγδ軸と、前記電動機の界磁の作る磁束の方向を基準としたdq軸との軸誤差を演算により求める軸誤差演算手段と、
前記軸誤差演算手段からの出力に基づき前記座標変換手段の出力を補正する座標変換補正手段と、
を備え、
δ軸磁束を0にし、かつγ軸磁束が前記電動機の誘起電圧定数と等しくなるように、前記インバータが電動機に印加する電圧を制御し、
前記トルク演算手段は、
前記座標変換補正手段の出力に基づいて前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項2、4、6、または8に記載の電動機の駆動装置。
The control means includes
An axis error calculation means for calculating an axis error between the γδ axis based on the estimated direction of the magnetic flux generated by the field of the motor and the dq axis based on the direction of the magnetic flux generated by the field of the motor;
Coordinate conversion correction means for correcting the output of the coordinate conversion means based on the output from the axis error calculation means;
With
The inverter controls the voltage applied to the motor so that the δ-axis magnetic flux is 0 and the γ-axis magnetic flux is equal to the induced voltage constant of the motor,
The torque calculation means includes
The motor drive device according to claim 2, 4, 6, or 8, wherein the torque of the electric motor is obtained by calculation based on an output of the coordinate conversion correcting means.
前記制御手段は、
前記電動機の界磁の作る磁束の推定方向を基準としたγδ軸と、前記電動機の界磁の作る磁束の方向を基準としたdq軸との軸誤差を演算により求める軸誤差演算手段を備え、
前記dq軸と前記γδ軸の軸誤差がゼロとなるように、前記インバータが前記電動機に印加する電圧を制御する
ことを特徴とする請求項2、4、6、または8に記載の電動機の駆動装置。
The control means includes
Axis error calculation means for calculating an axis error between the γδ axis based on the estimated direction of the magnetic flux generated by the electric field of the motor and the dq axis based on the direction of the magnetic flux generated by the electric field of the electric motor,
9. The electric motor drive according to claim 2, wherein the inverter controls a voltage applied to the electric motor so that an axial error between the dq axis and the γδ axis becomes zero. apparatus.
前記制御手段は、
前記インバータが有するスイッチング素子のデッドタイムに起因して前記電動機に印加する電圧に生じる誤差を補正するデッドタイム補正手段を備える
ことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The control means includes
12. The electric motor according to claim 1, further comprising dead time correction means for correcting an error generated in a voltage applied to the electric motor due to a dead time of a switching element included in the inverter. Drive device.
前記トルク演算手段は、
前記電動機の界磁の作る磁束の方向を基準としたdq軸上における前記電動機に流れる電流、
前記dq軸上における前記電動機に印加される電圧、
前記電動機の回転速度、
巻線抵抗、
極数、
を用いて前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The torque calculation means includes
Current flowing in the motor on the dq axis with reference to the direction of magnetic flux generated by the field of the motor,
Voltage applied to the motor on the dq axis,
The rotational speed of the motor,
Winding resistance,
Number of poles,
The motor drive device according to any one of claims 1 to 12, wherein the torque of the electric motor is obtained by calculation using.
前記トルク演算手段は、
前記dq軸上における前記電動機に流れる電流、または前記dq軸上における前記電動機に印加される電圧の少なくとも一方を、
前記電動機の界磁の作る磁束の推定方向を基準としたγδ軸上における値に置き換えて前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項13に記載の電動機の駆動装置。
The torque calculation means includes
At least one of a current flowing through the motor on the dq axis or a voltage applied to the motor on the dq axis,
The motor drive device according to claim 13, wherein the torque of the motor is obtained by calculation by replacing it with a value on the γδ axis based on an estimated direction of magnetic flux generated by the field of the motor.
前記トルク演算手段は、
前記電動機に流れる電流、前記電動機に印加される電圧、または前記電動機の回転速度の少なくとも1つを、
これらの指令値に置き換えて前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項13または請求項14に記載の電動機の駆動装置。
The torque calculation means includes
At least one of a current flowing through the motor, a voltage applied to the motor, or a rotational speed of the motor,
The electric motor drive device according to claim 13 or 14, wherein the torque of the electric motor is obtained by calculation in place of these command values.
前記トルク演算手段は、
前記電動機の界磁の作る磁束の方向を基準としたdq軸上における前記電動機に流れる電流、
前記dq軸上における前記電動機のインダクタンス、
前記電動機の誘起電圧定数、
極数、
を用いて前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The torque calculation means includes
Current flowing in the motor on the dq axis with reference to the direction of magnetic flux generated by the field of the motor,
Inductance of the motor on the dq axis,
Induced voltage constant of the motor,
Number of poles,
The motor drive device according to any one of claims 1 to 12, wherein the torque of the electric motor is obtained by calculation using.
前記トルク演算手段は、
前記dq軸上における前記電動機に流れる電流を、
前記電動機の界磁の作る磁束の推定方向を基準としたγδ軸上における値に置き換えて前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項16に記載の電動機の駆動装置。
The torque calculation means includes
The current flowing through the motor on the dq axis is
The motor drive device according to claim 16, wherein the torque of the motor is obtained by calculation by replacing it with a value on the γδ axis based on an estimated direction of magnetic flux generated by the field of the motor.
前記トルク演算手段は、
前記電動機に流れる電流を、
その指令値に置き換えて前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項16または請求項17に記載の電動機の駆動装置。
The torque calculation means includes
The current flowing through the motor,
The motor drive device according to claim 16 or 17, wherein the torque of the electric motor is obtained by calculation instead of the command value.
前記トルク演算手段は、
前記電動機の界磁の作る磁束の方向を基準としたdq軸上における前記電動機に流れるq軸電流、
前記電動機の誘起電圧定数、
極数、
を用いて前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The torque calculation means includes
Q-axis current flowing in the motor on the dq axis with respect to the direction of magnetic flux generated by the field of the motor,
Induced voltage constant of the motor,
Number of poles,
The motor drive device according to any one of claims 1 to 12, wherein the torque of the electric motor is obtained by calculation using.
前記トルク演算手段は、
前記dq軸上における前記電動機に流れるq軸電流を、
前記電動機の界磁の作る磁束の推定方向を基準としたγδ軸上における値に置き換えて前記電動機のトルクを演算により求める
ことを特徴とする請求項19に記載の電動機の駆動装置。
The torque calculation means includes
Q-axis current flowing through the motor on the dq-axis,
The motor drive device according to claim 19, wherein the torque of the motor is obtained by calculation by replacing it with a value on the γδ axis based on an estimated direction of magnetic flux generated by the field of the motor.
前記回転数制御手段は、
前記トルク演算手段の出力に基づき、前記電動機のトルク指令値を、予め設定された一定値に保つように、前記電動機の回転数を制御する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項20のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The rotation speed control means includes
21. The rotation speed of the electric motor is controlled based on the output of the torque calculation means so as to keep the torque command value of the electric motor at a preset constant value. A drive device for an electric motor according to claim 1.
前記回転数制御手段は、
前記トルク演算手段の出力が、予め設定されたトルク指令値よりも大きくなった場合に前記電動機の回転数を低下させ、
予め設定されたトルク指令値よりも小さくなった場合に、元の回転数に戻す
ことを特徴とする請求項1ないし請求項20のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The rotation speed control means includes
When the output of the torque calculation means becomes larger than a preset torque command value, the rotational speed of the electric motor is reduced,
The motor drive device according to any one of claims 1 to 20, wherein when the torque command value becomes smaller than a preset value, the original rotational speed is restored.
前記回転数制御手段は、
前記電動機の回転速度が、予め設定された下限値に達した場合に、回転数をそれ以上低下させないようにする
ことを特徴とする請求項1ないし請求項20のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The rotation speed control means includes
The motor drive according to any one of claims 1 to 20, wherein when the rotational speed of the electric motor reaches a preset lower limit value, the rotational speed is not further reduced. apparatus.
前記回転数制御手段は、
前記トルク演算手段の出力が、予め設定されたトルク指令値よりも小さい場合に、予め設定された回転数上限値以内で前記電動機の回転数を上昇させる
ことを特徴とする請求項1ないし請求項20のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The rotation speed control means includes
The rotation speed of the electric motor is increased within a preset upper limit value of the rotation speed when the output of the torque calculation means is smaller than a preset torque command value. The electric motor drive device according to any one of 20.
前記回転数制御手段は、
前記トルク指令値を、
前記電動機の誘起電圧定数、
極数、
前記電動機の界磁の作る磁束の方向を基準としたdq軸上における前記電動機に流れるd軸電流、d軸電流指令値、または前記電動機の界磁の作る磁束の推定方向を基準としたγδ軸上における前記電動機に流れるγ軸電流、
過電流遮断電流、
を用いて求める
ことを特徴とする請求項21ないし請求項24のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The rotation speed control means includes
The torque command value is
Induced voltage constant of the motor,
Number of poles,
The γδ axis based on the estimated direction of the d axis current flowing through the motor on the dq axis, the d axis current command value on the dq axis, or the magnetic field generated by the motor Γ-axis current flowing through the motor above,
Overcurrent breaking current,
The motor driving device according to any one of claims 21 to 24, wherein the motor driving device is obtained using the following equation.
前記回転数制御手段は、
前記電動機に接続される負荷の機械的な特性により設定された回転数範囲を避けて前記電動機の回転数を制御する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項25のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The rotation speed control means includes
26. The motor according to any one of claims 1 to 25, wherein the number of revolutions of the motor is controlled while avoiding a revolution number range set by a mechanical characteristic of a load connected to the motor. Drive device.
前記トルク演算手段が求めた演算値に基づいて前記電動機のトルク異常を検出する異常検出手段を備えた
ことを特徴とする請求項1ないし請求項26のいずれかに記載の電動機の駆動装置。
The motor drive device according to any one of claims 1 to 26, further comprising abnormality detection means for detecting a torque abnormality of the electric motor based on a calculation value obtained by the torque calculation means.
前記異常検出手段は、
異常を検知した際に電気的な信号を発し、アラームや表示により報知する
ことを特徴とする請求項27に記載の電動機の駆動装置。
The abnormality detection means includes
28. The electric motor drive device according to claim 27, wherein when an abnormality is detected, an electric signal is issued and notified by an alarm or a display.
前記異常検出手段は、異常を検知した際に前記電動機の運転を停止する
ことを特徴とする請求項27または請求項28に記載の電動機の駆動装置。
The motor drive device according to claim 27 or 28, wherein the abnormality detection unit stops the operation of the electric motor when an abnormality is detected.
請求項1ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた
ことを特徴とする空気調和機。
An air conditioner comprising the electric motor drive device according to any one of claims 1 to 29.
請求項27ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた空気調和機であって、
前記異常検出手段は、
前記電動機のトルク増大を検出することにより、
当該空気調和機の室外熱交換機の着霜等による目詰まりを検知する
ことを特徴とする空気調和機。
An air conditioner comprising the electric motor drive device according to any one of claims 27 to 29,
The abnormality detection means includes
By detecting an increase in torque of the motor,
An air conditioner that detects clogging due to frost formation or the like of an outdoor heat exchanger of the air conditioner.
前記異常検出手段は、
当該空気調和機の室外熱交換機の着霜等による目詰まりを検知した際に、
前記室外熱交換機の除霜運転をすべき旨の信号を出力する
ことを特徴とする請求項31に記載の空気調和機。
The abnormality detection means includes
When clogging due to frost or the like of the outdoor heat exchanger of the air conditioner is detected,
The air conditioner according to claim 31, wherein a signal indicating that the outdoor heat exchanger should be defrosted is output.
請求項27ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた空気調和機であって、
前記異常検出手段は、
前記電動機のトルク増大を検出することにより、
当該空気調和機のフィルタの目詰まりを検知する
ことを特徴とする空気調和機。
An air conditioner comprising the electric motor drive device according to any one of claims 27 to 29,
The abnormality detection means includes
By detecting an increase in torque of the motor,
An air conditioner that detects clogging of a filter of the air conditioner.
前記異常検出手段は、
当該空気調和機のフィルタの目詰まりを検知した際に、
前記フィルタの掃除を実施すべき旨の信号を出力する
ことを特徴とする請求項33に記載の空気調和機。
The abnormality detection means includes
When clogging of the air conditioner filter is detected,
The air conditioner according to claim 33, wherein a signal indicating that the filter should be cleaned is output.
請求項1ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた
ことを特徴とする洗濯機。
A washing machine comprising the electric motor drive device according to any one of claims 1 to 29.
請求項27ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた洗濯機であって、
前記異常検出手段は、
前記電動機のトルク増大を検出することにより、
当該洗濯機のフィルタの目詰まりを検知する
ことを特徴とする洗濯機。
A washing machine comprising the electric motor drive device according to any one of claims 27 to 29,
The abnormality detection means includes
By detecting an increase in torque of the motor,
A washing machine characterized by detecting clogging of a filter of the washing machine.
前記異常検出手段は、
当該洗濯機のフィルタの目詰まりを検知した際に、
前記フィルタの掃除を実施すべき旨の信号を出力する
ことを特徴とする請求項36に記載の洗濯機。
The abnormality detection means includes
When clogging of the filter of the washing machine is detected,
The washing machine according to claim 36, wherein a signal indicating that the filter should be cleaned is output.
請求項1ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた
ことを特徴とする洗濯乾燥機。
A washing / drying machine comprising the electric motor drive device according to any one of claims 1 to 29.
請求項27ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた洗濯乾燥機であって、
前記異常検出手段は、
前記電動機のトルク増大を検出することにより、
当該洗濯乾燥機のフィルタの目詰まりを検知する
ことを特徴とする洗濯乾燥機。
A washing and drying machine comprising the electric motor drive device according to any one of claims 27 to 29,
The abnormality detection means includes
By detecting an increase in torque of the motor,
A washing / drying machine that detects clogging of a filter of the washing / drying machine.
前記異常検出手段は、
当該洗濯乾燥機のフィルタの目詰まりを検知した際に、
前記フィルタの掃除を実施すべき旨の信号を出力する
ことを特徴とする請求項39に記載の洗濯乾燥機。
The abnormality detection means includes
When clogging of the filter of the washing dryer is detected,
The washing / drying machine according to claim 39, wherein a signal indicating that the filter should be cleaned is output.
請求項1ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた
ことを特徴とする冷蔵庫。
A refrigerator comprising the electric motor drive device according to any one of claims 1 to 29.
請求項1ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた
ことを特徴とする換気扇。
A ventilation fan comprising the electric motor drive device according to any one of claims 1 to 29.
請求項27ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた換気扇であって、
前記異常検出手段は、
前記電動機のトルク増大を検出することにより、
当該換気扇のフィルタの目詰まりを検知する
ことを特徴とする換気扇。
A ventilating fan comprising the electric motor drive device according to any one of claims 27 to 29,
The abnormality detection means includes
By detecting an increase in torque of the motor,
A ventilation fan characterized by detecting clogging of a filter of the ventilation fan.
前記異常検出手段は、
当該換気扇のフィルタの目詰まりを検知した際に、
前記フィルタの掃除を実施すべき旨の信号を出力する
ことを特徴とする請求項43に記載の換気扇。
The abnormality detection means includes
When clogging of the filter of the ventilation fan is detected,
The ventilation fan according to claim 43, wherein a signal indicating that the filter should be cleaned is output.
請求項1ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えた
ことを特徴とするヒートポンプ給湯器。
A heat pump water heater comprising the electric motor drive device according to any one of claims 1 to 29.
請求項27ないし請求項29のいずれかに記載の電動機の駆動装置を備えたヒートポンプ給湯器であって、
前記異常検出手段は、
前記電動機のトルク増大を検出することにより、
ポンプの異物混入による目詰まりを検出する
ことを特徴とするヒートポンプ給湯器。
A heat pump water heater comprising the electric motor drive device according to any one of claims 27 to 29,
The abnormality detection means includes
By detecting an increase in torque of the motor,
A heat pump water heater that detects clogging caused by foreign matter in the pump.
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