JP2011097677A - Motor drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機等に使用されるファン等を回転駆動させるモーター駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a motor drive device that rotationally drives a fan or the like used in an air conditioner or the like.
従来のモーター駆動装置として、振動センサー又はマイクを設け、それから取得する振動又は騒音の成分によってインバーターから出力する通電波形を変化させ、振動又は騒音を低減させるものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional motor drive device, there is a device that is provided with a vibration sensor or a microphone, and changes an energization waveform output from an inverter according to vibration or noise components acquired therefrom, thereby reducing vibration or noise (for example, see Patent Document 1). .
また、インバーターから出力する電流の位相角を進相又は遅相させ、消費電力が最小となるようにモーターを駆動させるモーター駆動装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, there has been proposed a motor drive device that drives the motor so that the power consumption is minimized by advancing or retarding the phase angle of the current output from the inverter (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に係るモーター駆動装置においては、振動若しくは騒音、又は、消費電力のいずれか一方のみを低減するためのものであるため、振動又は騒音と共に消費電力も低減させる駆動、又は、いずれか一方がある閾値以下という条件下でもう一方を最小化するような駆動ができず、振動又は騒音、さらに消費電力を低減する必要があるモーター駆動装置には適用できないという問題点があった。
However, since the motor driving devices according to
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、振動又は騒音のような物理量とモーター(インバーター含む)の消費電力とを共に低減する、又は、いずれか一方が閾値以下という条件下でもう一方を最小化するモーター駆動装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces both a physical quantity such as vibration or noise and power consumption of a motor (including an inverter), or one of them is less than a threshold value. The object is to obtain a motor drive that minimizes the other under the conditions.
本発明に係るモーター駆動装置は、直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子を備え、該交流電圧によってモーターを回転駆動させるインバーターと、前記インバーターに供給される電気量を検出する電気量検出手段と、前記モーターの回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記モーターの状態を示す物理量を検出する物理量検出手段と、前記スイッチング素子の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記回転検出手段から受信した前記回転位置に基づいて前記モーターに出力される電流位相を算出し、前記電気量検出手段から受信した前記電気量、及び、前記物理量検出手段から受信した前記物理量が小さくなるように、前記電流位相を補正する位相補正手段を備えたことを特徴とする。 A motor driving device according to the present invention includes a switching element that converts a DC voltage into an AC voltage, an inverter that rotates the motor by the AC voltage, and an electric quantity detection unit that detects an electric quantity supplied to the inverter. A rotation position detection means for detecting the rotation position of the motor, a physical quantity detection means for detecting a physical quantity indicating the state of the motor, and a control section for controlling the operation of the switching element, the control section comprising: The current phase output to the motor is calculated based on the rotational position received from the rotation detection unit, and the electrical quantity received from the electrical quantity detection unit and the physical quantity received from the physical quantity detection unit are small. As described above, phase correction means for correcting the current phase is provided.
本発明によれば、騒音値及び電流値を小さくなるような位相でモーターを駆動することができ、騒音が小さく、かつ、消費電力も低減できるモーター駆動装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a motor drive device that can drive a motor with a phase that reduces the noise value and the current value, and that can reduce noise and reduce power consumption.
実施の形態1.
(モーター駆動装置の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係るモーター駆動装置の全体構成図である。
図1で示されるように、直流電源1はインバーター2の電源入力側に接続されており、そのインバーター2の出力側には、例えば、ブラシレスDCモーター等であるモーター3が接続されている。このインバーター2はスイッチング素子(図示せず)を備えており、このスイッチング素子は制御部4によって出力されたPWM波形情報25に基づくPWM制御によって開閉動作が制御され、直流電圧を交流電圧に変換し、この変換された交流電圧がモーター3に供給され回転駆動させる。
(Overall configuration of motor drive unit)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a motor drive device according to
As shown in FIG. 1, the
直流電源1によってインバーター2に供給される直流電圧は電圧検出手段5によって電圧情報11として検出され、この電圧情報11は制御部4に送信される。また、直流電源1によってインバーター2に供給される直流電流は電流検出手段6によって電流情報12として検出され、この電流情報12も制御部4に送信される。
なお、電圧検出手段5及び電流検出手段6は、本発明の「電気量検出手段」に相当する。
The DC voltage supplied to the
The voltage detection means 5 and the current detection means 6 correspond to the “electric quantity detection means” of the present invention.
モーター3には位置センサー7が設置されており、この位置センサー7は、モーター3の回転中の磁極位置を位置情報13として検出し、この位置情報13を制御部4に送信する。さらに、モーター3には音センサー8が設置されており、この音センサー8は、モーター3の回転音、又は、このモーター3によってファンが回転駆動される場合には、そのファンの回転音等を騒音情報14として検出し、この騒音情報14を制御部4に送信する。
なお、位置センサー7及び音センサー8は、それぞれ本発明の「回転位置検出手段」及び「物理量検出手段」に相当する。
A
The
(制御部4の構成及び動作)
図2は、本発明の実施の形態1に係るモーター駆動装置の制御部4の内部構成図である。
図2で示されるように、制御部4は、少なくとも、指令電圧算出部31、位相算出部32、位相補正手段33及びPWM波形生成部34を有する。
(Configuration and operation of control unit 4)
FIG. 2 is an internal configuration diagram of the
As shown in FIG. 2, the
指令電圧算出部31は、位置センサー7によって検出された位置情報13を受信し、この位置情報13よりモーター3の実回転数15を算出する。また、指令電圧算出部31は、現在の指令回転数16を取得し、この指令回転数16及び実回転数15に基づいて、実回転数15が指令回転数16に到達するような指令電圧17を算出する。
The command
位相算出部32は、位置センサー7によって検出された位置情報13、及び、指令電圧算出部31によって算出された実回転数15を受信し、この位置情報13及び実回転数15に基づいて、インバーター2がモーター3に対して出力する電流の位相である電流位相18を算出する。
The
位相補正手段33は、電流検出手段6によって検出された電流情報12、及び、音センサー8によって検出された騒音情報14を受信し、この電流情報12における電流値、及び、騒音情報14における騒音値が共に小さくなるような位相補正量を設定し、位相算出部32から受信した電流位相18にこの位相補正量を加算した補正電流位相19を算出する。
なお、電流情報12における電流値、及び、騒音情報14における騒音値は、それぞれ本発明の「電気量」及び「物理量」に相当する。
The
Note that the current value in the current information 12 and the noise value in the noise information 14 correspond to the “electricity” and “physical quantity” of the present invention, respectively.
PWM波形生成部34は、電圧検出手段5によって検出された電圧情報11、指令電圧算出部31から受信した指令電圧17、及び、位相補正手段33から受信した補正電流位相19に基づいて、インバーター2におけるスイッチング素子をPWM制御するためのPWM波形情報25を生成し、インバーター2に出力する。
The
(位相補正手段33の動作)
図3は本発明の実施の形態1に係るモーター駆動装置の制御部4、特に、位相補正手段33の動作を示すフローチャートであり、図4はその位相補正手段33が保持している位相補正パターンを示す図である。以下、図3を参照しながら、位相補正手段33の動作について説明する。
(Operation of the phase correction means 33)
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the
(S101)
モーター3の回転数によって最適な電流の位相は異なるため、位相補正手段33は、モーター3の回転数が安定するまで、以下の電流位相18に対する位相補正量を設定する動作を開始しない。モーター3の回転数が安定したと判断された場合、ステップS102へ進む。
(S101)
Since the optimum phase of the current differs depending on the rotation speed of the
(S102)
まず、位相補正手段33は、保持している位相補正パターンのうち1つを選択する。ここでは、例えば、図4で示される位相補正パターンAを選択し、位相補正量を−2[度]とする。
なお、上記の位相補正パターンは、位相補正手段33が保持するものとしたが、特に位相補正手段33が保持する必要はなく、制御部4のいずれかに保持されており、位相補正手段33がアクセスできる状態となっていてもよい。
(S102)
First, the
The phase correction pattern is held by the
(S103)
位相補正手段33は、位相算出部32から受信した電流位相18に対して、上記の位相補正量によって補正し、補正電流位相19を算出して、この補正電流位相19をPWM波形生成部34へ送信する。PWM波形生成部34は、この補正電流位相19、並びに、前述した電圧情報11及び指令電圧17に基づいて、PWM波形情報25を生成し、インバーター2に出力する。インバーター2は、このPWM波形情報25に基づいてモーター3をPWM制御し回転駆動させる。
(S103)
The
(S104)
モーター3の回転数が安定したところで、制御部4は、電流検出手段6を介して電流情報12を受信し、そして、音センサー8を介して騒音情報14を受信する。
(S104)
When the rotational speed of the
(S105)
制御部4は、ステップS102において位相補正手段33によって選択された位相補正パターンAに、ステップS104において受信した電流情報12及び騒音情報14を記憶させる。
(S105)
The
(S106)
位相補正手段33は、保持している位相補正パターン(図4においては、位相補正パターンA〜位相補正パターンE)のすべてについて、ステップS102〜ステップS105で示される処理が実施されているか否かを確認する。その確認の結果、すべての位相補正パターンについて上記処理が実施されている場合、ステップS107へ進む。一方、そうでない場合、ステップS102へ戻る。
(S106)
The
(S107)
位相補正手段33は、保持している位相補正パターンの中から予め設定している騒音値[dB]の閾値(例えば、50[dB])以上のパターンを除外する。図4においては、位相補正手段33は、騒音値について塗りつぶされた値を持つ位相補正パターンA〜位相補正パターンCを除外する。
(S107)
The
(S108)
位相補正手段33は、残った位相補正パターン(図4においては、位相補正パターンD及び位相補正パターンE)の中から電流値[A]が最小である位相補正パターン(図4においては、位相補正パターンD)を選択し、その位相補正パターンにおける位相補正量[度]を、電流位相18に加算する位相補正量として設定する。図4においては、位相補正量として+1[度]が設定される。
(S108)
The phase correction means 33 is a phase correction pattern (phase correction in FIG. 4) having the smallest current value [A] among the remaining phase correction patterns (phase correction pattern D and phase correction pattern E in FIG. 4). Pattern D) is selected, and the phase correction amount [degree] in the phase correction pattern is set as the phase correction amount to be added to the current phase 18. In FIG. 4, +1 [degree] is set as the phase correction amount.
以上のような動作によって、位相補正手段33は、位相算出部32から受信した電流位相18に加算する位相補正量を設定する。
By the operation as described above, the
(実施の形態1の効果)
以上の構成及び動作によって、騒音値を閾値以下に抑制し、その条件のもとで電流値が最小となる位相でモーター3を駆動することができ、騒音が小さく、かつ、消費電力も低減できるモーター駆動装置を得ることができる。
(Effect of Embodiment 1)
With the above configuration and operation, the noise value can be suppressed below the threshold value, and the
なお、本実施の形態においては、図2及び図3で示されるように、電流値を最小とする動作となっているが、これに限定されるものではなく、位相補正手段33が、電圧検出手段5から電圧情報11を受信し、この電圧情報11及び電流情報12から電力値を算出して、この電力値を最小とする動作としてもよい。この場合、電力値は、本発明の「電気量」に相当する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the operation is performed to minimize the current value. However, the present invention is not limited to this. The voltage information 11 may be received from the
また、本実施の形態においては、音センサー8を備えることによってその検出される騒音を小さくする動作としているが、これに限定されるものではなく、音センサー8の代わりに、又は、音センサー8と共に振動センサーを備える構成としてもよい。この場合、振動レベル、又は、振動レベル及び騒音値を閾値以下に抑制し、かつ、電流値又は電力値を最小とするようにモーター3を駆動することができる。なお、この場合、振動センサーは、本発明の「物理量検出手段」に相当し、振動レベルは、本発明の「物理量」に相当する。
In the present embodiment, the sound sensor 8 is provided to reduce the detected noise. However, the present invention is not limited to this, and instead of the sound sensor 8 or the sound sensor 8. In addition, it may be configured to include a vibration sensor. In this case, the
そして、上記の動作においては、騒音値(又は振動レベル)を閾値以下で、かつ、電流値(又は電力値)が最小となるような位相補正パターンを選択する動作としているが、これに限定されるものではなく、電流値(又は電力値)が閾値以下で、かつ、騒音値(又は振動レベル)が最小となるような位相補正パターンを選択する動作としてもよい。さらに、騒音値(又は振動レベル)と電流値(又は電力値)とが共に閾値以下となるような位相補正パターンを選択する動作としてもよい。このような動作にすることによっても、騒音(又は振動)が小さく、かつ、消費電力を低減できるモーター駆動装置を得ることができる。 In the above operation, the phase correction pattern is selected so that the noise value (or vibration level) is equal to or less than the threshold value and the current value (or power value) is minimized. However, the present invention is not limited to this. Instead, the phase correction pattern may be selected such that the current value (or power value) is equal to or less than the threshold value and the noise value (or vibration level) is minimized. Furthermore, it is good also as operation | movement which selects the phase correction pattern that both a noise value (or vibration level) and an electric current value (or electric power value) become below a threshold value. Even with this operation, a motor drive device that can reduce noise (or vibration) and reduce power consumption can be obtained.
実施の形態2.
本実施の形態に係るモーター駆動装置について、実施の形態1に係るモーター駆動装置の構成及び動作と相違する点を中心に説明する。ここで、本実施の形態に係るモーター駆動装置の全体構成は、図1で示される実施の形態1に係るモーター駆動装置の全体構成と同様である。
The motor drive device according to the present embodiment will be described focusing on differences from the configuration and operation of the motor drive device according to the first embodiment. Here, the overall configuration of the motor drive device according to the present embodiment is the same as the overall configuration of the motor drive device according to
(制御部4の構成及び動作)
図5は、本発明の実施の形態2に係るモーター駆動装置の制御部4の内部構成図である。ここで、図5においては、実施の形態1における図2で説明した同一部分には同一符号を付している。
図5で示されるように、制御部4は、少なくとも、指令電圧算出部31、位相算出部32、位相補正手段33、PWM波形生成部34及び騒音値判定手段35を有する。
(Configuration and operation of control unit 4)
FIG. 5 is an internal configuration diagram of the
As shown in FIG. 5, the
騒音値判定手段35は、音センサー8によって検出された騒音情報14を受信し、この騒音情報14における騒音値が、予め設定している閾値を超えたか否かを判定し、超えたと判定した場合には、位相補正手段33を後述する図6で示される位相補正量の設定動作を実施させるための起動指令20を位相補正手段33に送信する。
なお、騒音値判定手段35は、本発明の「物理量判定手段」に相当する。
When the noise value determination means 35 receives the noise information 14 detected by the sound sensor 8, determines whether or not the noise value in the noise information 14 exceeds a preset threshold, and determines that it has exceeded For this, a start command 20 for causing the
The noise value determination means 35 corresponds to the “physical quantity determination means” of the present invention.
位相算出部32は、位相補正手段33によって後述する図6で示される位相補正量の設定動作が実施されていない場合には、算出した電流位相18を直接、PWM波形生成部34へ送信する。
The
位相補正手段33は、騒音値判定手段35から起動指令20を受信した場合、以下の動作を実施する。位相補正手段33は、電流検出手段6によって検出された電流情報12、及び、音センサー8によって検出された騒音情報14を受信し、この電流情報12における電流値、及び、騒音情報14における騒音値が共に小さくなるような位相補正量を設定し、位相算出部32から受信した電流位相18にこの位相補正量を加算した補正電流位相19を算出する。
When the
PWM波形生成部34は、電圧検出手段5によって検出された電圧情報11、指令電圧算出部31から受信した指令電圧17、及び、位相補正手段33から受信した補正電流位相19又は位相算出部32から受信した電流位相18に基づいて、インバーター2におけるスイッチング素子をPWM制御するためのPWM波形情報25を生成し、インバーター2に出力する。
The PWM
(位相補正手段33の動作)
図6は本発明の実施の形態2に係るモーター駆動装置の制御部4、特に、位相補正手段33の動作を示すフローチャートであり、図7はその位相補正手段33が保持している位相補正パターンを示す図である。以下、図6を参照しながら、位相補正手段33の動作について説明する。
(Operation of the phase correction means 33)
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the
(S201)
モーター3の回転数によって最適な電流の位相は異なるため、位相補正手段33は、モーター3の回転数が安定するまで、以下の電流位相18に対する位相補正量を設定する動作を開始しない。モーター3の回転数が安定したと判断された場合、ステップS202へ進む。
(S201)
Since the optimum phase of the current differs depending on the rotation speed of the
(S202)
騒音値判定手段35は、音センサー8によって検出された騒音情報14を受信する。
(S202)
The noise value determination means 35 receives the noise information 14 detected by the sound sensor 8.
(S203)
騒音値判定手段35は、受信した騒音情報14における騒音値が、予め設定している閾値を超えたか否かを判定する。この判定の結果、超えたと判定した場合、位相補正手段33に対し、以下ステップS204〜ステップS208で示される動作を実施させるために起動指令20を送信し、ステップS204へ進む。一方、超えていないと判定した場合、ステップS202へ戻る。
(S203)
The noise value determination means 35 determines whether or not the noise value in the received noise information 14 exceeds a preset threshold value. As a result of this determination, if it is determined that it has exceeded, the start command 20 is transmitted to the phase correction means 33 in order to perform the operations shown in steps S204 to S208, and the process proceeds to step S204. On the other hand, when it determines with not exceeding, it returns to step S202.
(S204)
位相補正手段33は、騒音値判定手段35から起動指令20を受信すると、保持している位相補正パターンのうち1つを選択する。ここでは、例えば、図7で示される位相補正パターンAを選択し、位相補正量を+1[度]とする。
なお、上記の位相補正パターンは、位相補正手段33が保持するものとしたが、特に位相補正手段33が保持する必要はなく、制御部4のいずれかに保持されており、位相補正手段33がアクセスできる状態となっていてもよい。
(S204)
When the
The phase correction pattern is held by the
(S205)
位相補正手段33は、位相算出部32から受信した電流位相18に対して、上記の位相補正量によって補正し、補正電流位相19を算出して、この補正電流位相19をPWM波形生成部34へ送信する。PWM波形生成部34は、この補正電流位相19、並びに、前述した電圧情報11及び指令電圧17に基づいて、PWM波形情報25を生成し、インバーター2に出力する。インバーター2は、このPWM波形情報25に基づいてモーター3をPWM制御し回転駆動させる。
(S205)
The
(S206)
モーター3の回転数が安定したところで、制御部4は、電流検出手段6を介して電流情報12を受信し、そして、音センサー8を介して騒音情報14を受信する。
(S206)
When the rotational speed of the
(S207)
位相補正手段33は、制御部4によって受信された電流情報12における電流値、及び、騒音情報14における騒音値が、予め設定している閾値(例えば、電流値1.0[A]及び騒音値50[dB])以下であるか否か判定する。この判定の結果、電流値及び騒音値が共に閾値以下である場合、ステップS208へ進む。一方、電流値又は騒音値が閾値以下でない場合、ステップS204へ戻る。ステップS204において、位相補正手段33が、図7における位相補正パターンAを選択している場合、その電流値及び騒音値は共に閾値より大きいので、ステップS204へ戻る。
(S207)
The
(S208)
位相補正手段33は、電流値及び騒音値が共に閾値以下であると判定した位相補正パターン(図7においては、電流値及び騒音値のいずれも塗りつぶされていない位相補正パターンD)における位相補正量[度]を、電流位相18に加算する位相補正量として設定する。図7においては、位相補正量として−2[度]が設定される。
なお、図6においては、電流値及び騒音値が共に閾値以下であると判定された位相補正パターンが発見された場合は、それ以降の位相補正パターンは選択されないが、実施の形態1の図3におけるステップS106の処理のように、すべての位相補正パターンについて実施するようにした場合、電流値及び騒音値が共に閾値以下である位相補正パターンが複数存在する可能性がある。その場合は、例えば、その複数の位相補正パターンにおける電流値が最小のもの、又は、騒音値が最小のものを選択する動作とすればよい。
(S208)
The
In FIG. 6, when a phase correction pattern in which it is determined that both the current value and the noise value are equal to or smaller than the threshold value is found, the subsequent phase correction pattern is not selected, but FIG. 3 of the first embodiment. When the process is performed for all the phase correction patterns as in the process of step S106, there may be a plurality of phase correction patterns in which both the current value and the noise value are equal to or less than the threshold value. In that case, for example, the operation of selecting the one having the smallest current value or the smallest noise value in the plurality of phase correction patterns may be performed.
以上のような動作によって、位相補正手段33は、位相算出部32から受信した電流位相18に加算する位相補正量を設定する。
By the operation as described above, the
(実施の形態2の効果)
以上の構成及び動作によって、電流値及び騒音値共に閾値以下になるようにモーター3を駆動することができ、騒音が小さく、かつ、消費電力も低減できるモーター駆動装置を得ることができる。
また、モーター3又は各ユニットの個体差、設置場所の差異又経年劣化等によって、騒音が大きくなった場合でも、騒音及び電流値を閾値以下に抑制できる位相でモーター3を駆動することができる。
(Effect of Embodiment 2)
With the above configuration and operation, it is possible to drive the
In addition, even when the noise increases due to individual differences of the
なお、本実施の形態においては、図6及び図7で示されるように、電流値を用いる動作となっているが、これに限定されるものではなく、位相補正手段33が、電圧検出手段5から電圧情報11を受信し、この電圧情報11及び電流情報12から電力値を算出して、この電力値を所定の閾値以下にする動作としてもよい。
In this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the operation is performed using the current value. However, the present invention is not limited to this, and the
また、本実施の形態においては、音センサー8を備えることによってその検出される騒音を小さくする動作としているが、これに限定されるものではなく、音センサー8の代わりに、又は、音センサー8と共に振動センサーを備える構成としてもよい。この場合、振動レベル、又は、振動レベル及び騒音値を閾値以下に抑制するようにモーター3を駆動することができる。
In the present embodiment, the sound sensor 8 is provided to reduce the detected noise. However, the present invention is not limited to this, and instead of the sound sensor 8 or the sound sensor 8. In addition, it may be configured to include a vibration sensor. In this case, the
また、上記の動作においては、騒音値(又は振動レベル)及び電流値(又は電力値)が共に所定の閾値以下となる位相補正パターンを選択する動作としたが、これに限定されるものではなく、実施の形態1と同様に、騒音値(又は振動レベル)が閾値以下、電流値(又は電力値)が最小となる位相補正パターン、又は、電流値(又は電力値)が閾値以下、騒音値(振動レベル)が最小となる位相補正パターンを選択する動作としてもよい。このような動作とすることによっても、騒音(又は振動)が小さく、かつ、消費電力を低減できるモーター駆動装置を得ることができる。 Further, in the above operation, the phase correction pattern in which both the noise value (or vibration level) and the current value (or power value) are equal to or less than a predetermined threshold is selected, but the present invention is not limited to this. As in the first embodiment, a noise correction value (or vibration level) is a threshold value or less, a phase correction pattern that minimizes a current value (or power value), or a current value (or power value) is a threshold value or less, and a noise value. An operation of selecting a phase correction pattern that minimizes (vibration level) may be employed. By adopting such an operation, it is possible to obtain a motor drive device that can reduce noise (or vibration) and reduce power consumption.
また、上記の動作においては、騒音値判定手段35によって検出された騒音値(又は振動レベル)が所定の閾値を超えたと判定された場合に、位相補正手段33が位相補正量の設定動作を実施する動作としたが、これに限定されるものではなく、例えば、電流値判定手段(又は電力値判定手段)を備え、この電流値判定手段(又は電力値判定手段)によって電流値(又は電力値)が所定の閾値を超えたと判定された場合に、位相補正手段33が位相補正量の設定動作を実施する動作としてもよい。また、騒音値判定手段35によって検出された騒音値(又は振動レベル)が所定の閾値を超えたと判定された場合、又は、上記の電流値判定手段(又は電力値判定手段)によって電流値(又は電力値)が所定の閾値を超えたと判定された場合の少なくともどちらか一方の条件が成立した場合に、位相補正手段33が位相補正量の設定動作を実施する動作としてもよい。なお、この場合、電流値判定手段及び電力値判定手段は、本発明の「電気量判定手段」に相当する。
In the above operation, when it is determined that the noise level (or vibration level) detected by the noise
さらに、本実施の形態においては、位相補正手段33が位相補正量の設定動作を実施するタイミングをとるために騒音値判定手段35が備えられているが、これに限定されるものではなく、その他のタイミング手段を備えることにより、そのタイミング手段が出力するタイミングによって、位相補正手段33が位相補正量の設定動作を実施する動作としてもよい。このとき、上記のタイミングとしては、例えば、モーター3が初期駆動したことが検出されたタイミング、モーター3が駆動してからの経過時間を計測して一定時間経過毎に取るタイミング、外部からの入力信号を受信したタイミング、又は、現在時刻を計測して所定の時刻をタイミングとするものとすればよい。
Further, in the present embodiment, the noise value determination means 35 is provided in order to take the timing at which the phase correction means 33 performs the phase correction amount setting operation, but the present invention is not limited to this. By providing the timing means, the phase correction means 33 may be configured to perform the phase correction amount setting operation according to the timing output by the timing means. At this time, as the above timing, for example, the timing at which it is detected that the
実施の形態3.
本実施の形態に係るモーター駆動装置について、実施の形態2に係るモーター駆動装置の構成及び動作と相違する点を中心に説明する。ここで、本実施の形態に係るモーター駆動装置の全体構成は、図1で示される実施の形態1に係るモーター駆動装置の全体構成と同様である。
The motor drive device according to the present embodiment will be described focusing on differences from the configuration and operation of the motor drive device according to the second embodiment. Here, the overall configuration of the motor drive device according to the present embodiment is the same as the overall configuration of the motor drive device according to
(制御部4の構成及び動作)
図8は、本発明の実施の形態3に係るモーター駆動装置の制御部4の内部構成図である。ここで、図8においては、実施の形態1における図2で説明した同一部分には同一符号を付している。
図8で示されるように、制御部4は、少なくとも、指令電圧算出部31、位相算出部32、位相補正手段33、PWM波形生成部34、騒音値判定手段35及び異常通知手段36を有する。
(Configuration and operation of control unit 4)
FIG. 8 is an internal configuration diagram of the
As shown in FIG. 8, the
位相補正手段33は、位相補正パターンを選択することができなかった場合に、補正パターン無通知21を、異常通知手段36に送信する。
When the
異常通知手段36は、位相補正手段33から補正パターン無通知21を受信すると、外部に対して異常通知22を出力する。この異常通知22としては、例えば、音又は光によって直接ユーザーに通知する方法、又は、PWM波形生成部34に対してPWM波形情報25の生成を停止させ、インバーター2によるモーター3の回転駆動を停止させるという方法によって実現する。
When the
(位相補正手段33の動作)
図9は、本発明の実施の形態3に係るモーター駆動装置の制御部4、特に、位相補正手段33の動作を示すフローチャートである。以下、図9を参照しながら、実施の形態2における図6のフローチャートで示される動作とは相違する点を中心に、位相補正手段33の動作について説明する。
(Operation of the phase correction means 33)
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the
ステップS201〜ステップS206及びステップS208の処理は、実施の形態2と同様である。 The processing of step S201 to step S206 and step S208 is the same as in the second embodiment.
(S207)
位相補正手段33は、制御部4によって受信された電流情報12における電流値、及び、騒音情報14における騒音値が、予め設定している閾値(例えば、電流値1.0[A]及び騒音値50[dB])以下であるか否か判定する。この判定の結果、電流値及び騒音値が共に閾値以下である場合、ステップS208へ進む。一方、電流値又は騒音値が閾値以下でない場合、ステップS209へ進む。ステップS204において、位相補正手段33が、図7における位相補正パターンAを選択している場合、その電流値及び騒音値は共に閾値より大きいので、ステップS209へ進む。
(S207)
The
(S209)
位相補正手段33は、保持している位相補正パターン(図7においては、位相補正パターンA〜位相補正パターンD)のすべてについて、その電流値又は騒音値が閾値以下でないと判定されたか否か確認する。その確認の結果、すべての位相補正パターンについて、その電流値又は騒音値が閾値以下でない場合、選択する位相補正パターンがないものと判断し、異常通知手段36に補正パターン無通知21を送信し、ステップS210へ進む。一方、そうでない場合、ステップS204へ戻る。
(S209)
The phase correction means 33 confirms whether or not the current value or noise value of all the held phase correction patterns (phase correction pattern A to phase correction pattern D in FIG. 7) is determined to be not less than the threshold value. To do. As a result of the confirmation, if the current value or noise value is not less than or equal to the threshold value for all phase correction patterns, it is determined that there is no phase correction pattern to be selected, and a correction pattern non-notification 21 is transmitted to the abnormality notification means 36. Proceed to step S210. On the other hand, if not, the process returns to step S204.
(S210)
異常通知手段36は、位相補正手段33から補正パターン無通知21を受信すると、外部に対して異常通知22を出力する。
(S210)
When the
以上のような動作によって、位相補正手段33は、位相算出部32から受信した電流位相18に加算する位相補正量を設定する。
By the operation as described above, the
(実施の形態3の効果)
以上の構成及び動作によって、経年劣化又は故障等により、騒音又は電流値が大きくなった場合に、異常を通知することができ、安全なモーター駆動を実現することができる。
(Effect of Embodiment 3)
With the above configuration and operation, when the noise or current value increases due to aging or failure, an abnormality can be notified, and safe motor drive can be realized.
1 直流電源、2 インバーター、3 モーター、4 制御部、5 電圧検出手段、6 電流検出手段、7 位置センサー、8 音センサー、11 電圧情報、12 電流情報、13 位置情報、14 騒音情報、15 実回転数、16 指令回転数、17 指令電圧、18 電流位相、19 補正電流位相、20 起動指令、21 補正パターン無通知、22 異常通知、25 PWM波形情報、31 指令電圧算出部、32 位相算出部、33 位相補正手段、34 PWM波形生成部、35 騒音値判定手段、36 異常通知手段。
1 DC power supply, 2 inverter, 3 motor, 4 control unit, 5 voltage detection means, 6 current detection means, 7 position sensor, 8 sound sensor, 11 voltage information, 12 current information, 13 position information, 14 noise information, 15 actual Rotation speed, 16 Command rotation speed, 17 Command voltage, 18 Current phase, 19 Correction current phase, 20 Start command, 21 No correction pattern notification, 22 Abnormality notification, 25 PWM waveform information, 31 Command voltage calculation section, 32
Claims (14)
前記インバーターに供給される電気量を検出する電気量検出手段と、
前記モーターの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記モーターの状態を示す物理量を検出する物理量検出手段と、
前記スイッチング素子の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記回転位置検出手段から受信した前記回転位置に基づいて前記モーターに出力される電流の位相(以下、電流位相という)を算出し、
前記電気量検出手段から受信した前記電気量、及び、前記物理量検出手段から受信した前記物理量が小さくなるように、前記電流位相を補正する位相補正手段を備えた
ことを特徴とするモーター駆動装置。 An inverter comprising a switching element for converting a DC voltage into an AC voltage, and rotating the motor by the AC voltage;
An electric quantity detection means for detecting an electric quantity supplied to the inverter;
Rotational position detecting means for detecting the rotational position of the motor;
Physical quantity detection means for detecting a physical quantity indicating the state of the motor;
A control unit for controlling the operation of the switching element;
With
The controller is
Calculate the phase of the current output to the motor based on the rotational position received from the rotational position detection means (hereinafter referred to as current phase),
A motor drive device comprising: phase correction means for correcting the current phase so that the electrical quantity received from the electrical quantity detection means and the physical quantity received from the physical quantity detection means are reduced.
ことを特徴とする請求項1記載のモーター駆動装置。 The phase correction means corrects the current phase so that when one of the electrical quantity and the physical quantity is equal to or smaller than a predetermined threshold value and one of them is equal to or smaller than the threshold value, the other is minimized. The motor driving device according to claim 1.
位相補正量を有する複数の位相補正パターンを有し、
前記位相補正手段によってそれぞれの前記位相補正パターンが有する前記位相補正量によって前記電流位相が補正された場合における前記モーターの回転駆動状態において、前記電気量及び前記物理量を受信し、該電気量及び該物理量を、対応する前記位相補正パターンに記憶し、
前記位相補正手段は、複数の前記位相補正パターンにおいて、該位相補正パターンに記憶された前記電気量及び前記物理量のうち一方が所定の閾値以下であるもののうち、その他方が最小である前記位相補正パターンが有する前記位相補正量に基づいて、前記電流位相を補正する
ことを特徴とする請求項2記載のモーター駆動装置。 The controller is
Having a plurality of phase correction patterns having a phase correction amount;
In the rotational drive state of the motor when the current phase is corrected by the phase correction amount of each phase correction pattern by the phase correction unit, the electric quantity and the physical quantity are received, and the electric quantity and the electric quantity A physical quantity is stored in the corresponding phase correction pattern;
The phase correction means is the phase correction in which, in a plurality of the phase correction patterns, one of the electrical quantity and the physical quantity stored in the phase correction pattern is equal to or less than a predetermined threshold value, and the other is the smallest. The motor driving device according to claim 2, wherein the current phase is corrected based on the phase correction amount of the pattern.
ことを特徴とする請求項1記載のモーター駆動装置。 The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the phase correction unit corrects the current phase so that both the electric quantity and the physical quantity are equal to or less than a predetermined threshold value.
位相補正量を有する複数の位相補正パターンを有し、
前記位相補正手段によってそれぞれの前記位相補正パターンが有する前記位相補正量によって前記電流位相が補正された場合における前記モーターの回転駆動状態において、前記電気量及び前記物理量を受信し、
前記位相補正手段は、前記制御部によって受信された前記電気量及び前記物理量が共に所定の閾値以下である場合に、該電気量及び該物理量に対応する前記位相補正パターンが有する前記位相補正量に基づいて、前記電流位相を補正する
ことを特徴とする請求項4記載のモーター駆動装置。 The controller is
Having a plurality of phase correction patterns having a phase correction amount;
In the rotational drive state of the motor when the current phase is corrected by the phase correction amount of each phase correction pattern by the phase correction means, the electrical quantity and the physical quantity are received,
The phase correction unit is configured to set the phase correction amount of the phase correction pattern corresponding to the electrical quantity and the physical quantity when both the electrical quantity and the physical quantity received by the control unit are equal to or less than a predetermined threshold. The motor driving device according to claim 4, wherein the current phase is corrected based on the current phase.
前記物理量が所定の閾値を超えたことを検出する物理量判定手段を備え、
前記物理量判定手段によって、前記物理量が前記閾値を超えたと検出された場合に、前記位相補正手段に、前記電流位相の補正動作を実施させる
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載のモーター駆動装置。 The controller is
Physical quantity determination means for detecting that the physical quantity exceeds a predetermined threshold;
The said phase correction means is made to perform the correction | amendment operation | movement of the said current phase, when the said physical quantity determination means detects that the said physical quantity exceeded the said threshold value by the said physical quantity determination means. The motor drive device described in 1.
前記電気量が所定の閾値を超えたことを検出する電気量判定手段を備え、
前記電気量判定手段によって、前記電気量が前記閾値を超えたと検出された場合に、前記位相補正手段に、前記電流位相の補正動作を実施させる
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のモーター駆動装置。 The controller is
Comprising an electric quantity determination means for detecting that the electric quantity exceeds a predetermined threshold;
7. The current phase correction operation is performed by the phase correction unit when the electric amount determination unit detects that the electric amount exceeds the threshold value. 7. The motor drive device in any one.
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のモーター駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 1 to 7, wherein the physical quantity detection means detects at least one of sound and vibration generated by the motor as the physical quantity.
ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のモーター駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 1 to 8, wherein the electric quantity detection means includes current detection means for detecting a current supplied to the inverter as the electric quantity.
前記制御部は、前記電流及び前記電圧に基づいて、前記電気量として前記インバーターに供給される電力を算出する
ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のモーター駆動装置。 The electric quantity detection means includes current detection means for detecting a current supplied to the inverter, and voltage detection means for detecting a voltage supplied to the inverter.
The motor drive device according to any one of claims 1 to 8, wherein the control unit calculates electric power supplied to the inverter as the electric quantity based on the current and the voltage.
所定のタイミングを発生させるタイミング手段を備え、
該タイミング手段から前記タイミングが発生したことを確認した場合に、前記位相補正手段に、前記電流位相の補正動作を実施させる
ことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載のモーター駆動装置。 The controller is
A timing means for generating a predetermined timing;
11. The motor according to claim 1, wherein when the timing means confirms that the timing has occurred, the phase correction means causes the current phase correction operation to be performed. 11. Drive device.
ことを特徴とする請求項11記載のモーター駆動装置。 The timing means is means for detecting that the motor has been initially driven, means for detecting a lapse of a predetermined time since the motor was driven, means for receiving an external signal, or detecting a predetermined time. The motor driving device according to claim 11, comprising at least one of the means.
前記異常通知手段は、前記位相補正手段によって前記電流位相の補正が実施できなかった場合に、外部に異常の旨を通知する
ことを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載のモーター駆動装置。 The control means includes abnormality notification means,
The abnormality notification unit notifies the outside of an abnormality when the current phase cannot be corrected by the phase correction unit. Motor drive device.
ことを特徴とする請求項13記載のモーター駆動装置。 The motor drive device according to claim 13, wherein the abnormality notification means notifies the abnormality by light or sound, or by stopping rotation of the motor by the inverter.
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