JP2012090460A - Motor controller - Google Patents

Motor controller Download PDF

Info

Publication number
JP2012090460A
JP2012090460A JP2010236080A JP2010236080A JP2012090460A JP 2012090460 A JP2012090460 A JP 2012090460A JP 2010236080 A JP2010236080 A JP 2010236080A JP 2010236080 A JP2010236080 A JP 2010236080A JP 2012090460 A JP2012090460 A JP 2012090460A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
reference value
motor
duty reference
phase difference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2010236080A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kameyama
浩幸 亀山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2010236080A priority Critical patent/JP2012090460A/en
Publication of JP2012090460A publication Critical patent/JP2012090460A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller for synchronous motor, capable of achieving position sensorless sinewave energization with ensured stability by suppressing generation of a motor current pulsation even when a ripple of a DC voltage occurs.SOLUTION: A duty reference value correction section 18 corrects a duty reference value according to a duty reference value calculated by a PI calculation section 11 when the duty reference value is smaller than a predetermined threshold value. When the duty reference value is equal to or larger than the predetermined threshold value, on the other hand, a rotational speed correction section 16 corrects a target rotational speed according to a rotational speed correction rate following a lapsed time from the detection time of a zero cross point signal without correcting the duty reference value.

Description

本発明は、交流を直流に変換するコンバータとその直流を交流に変換するインバータとからなる電力変換器の制御装置に係り、特にインバータにより同期モータを位置センサを用いることなく可変速駆動したとき、コンバータによる整流に起因する整流脈動に伴うビート現象を抑制するのに好適なモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a power converter control device including a converter that converts alternating current to direct current and an inverter that converts direct current to alternating current, and particularly when the synchronous motor is driven at a variable speed by the inverter without using a position sensor. The present invention relates to a motor control device suitable for suppressing a beat phenomenon accompanying commutation pulsation caused by commutation by a converter.

永久磁石同期モータは、保守性、制御性、耐環境性に優れており、高効率、高出力の運転が可能であるため広く利用されている。また、永久磁石を使用しない同期リラクタンスモータも安価でリサイクルが容易なモータとして盛に研究されている。   Permanent magnet synchronous motors are widely used because they have excellent maintainability, controllability, and environmental resistance, and can be operated with high efficiency and high output. Synchronous reluctance motors that do not use permanent magnets are also actively studied as inexpensive and easy-to-recycle motors.

永久磁石同期モータや同期リラクタンスモータ等の同期モータを高性能制御するためには、ロータの位置に応じた電流を流すことが重要となる。そのため、一般的にモータ制御装置には、ホール素子、エンコーダ、レゾルバ等のロータの位置を検出する位置センサが用いられ、位置検出情報による自制運転(速度フィードバック運転)が行われている。   In order to perform high-performance control of a synchronous motor such as a permanent magnet synchronous motor or a synchronous reluctance motor, it is important to pass a current corresponding to the position of the rotor. For this reason, a position sensor that detects the position of the rotor, such as a hall element, an encoder, or a resolver, is generally used in the motor control device, and self-controlled operation (speed feedback operation) is performed based on position detection information.

しかし、位置センサを用いる場合、装置の小形化を妨げる大きな要因となるだけでなく、位置センサの信号を伝える複数本の配線や受信回路が必要となるため、信頼性、作業性、価格等で問題があった。   However, when using a position sensor, it is not only a major factor that hinders downsizing of the device, but also requires multiple wires and receiving circuits to transmit the position sensor signal, so reliability, workability, cost, etc. There was a problem.

上記問題に鑑み、位置情報に基づかず、速度指令のみに基づく他制運転(速度オープンループ運転)を行い、モータ電圧とモータ電流の位相差を制御することにより高性能な正弦波駆動を実現する方式が、例えば特開2001―112287号公報で開示されている。   In view of the above problems, high-performance sine wave drive is realized by controlling the phase difference between motor voltage and motor current by performing other control operation (speed open loop operation) based only on the speed command, not based on the position information. A method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-112287.

ここで、中間に直流ステージを有するコンバータ・インバータの電力変換器において、コンバータの交流電源が特に単相の場合、直流に変換された直流電圧には整流に起因する交流電源周波数の2倍の脈動周波数成分が含まれる。なお、その脈動周波数成分は直流ステージに設けられる平滑コンデンサの容量を大きくすることにより低減することが可能であるが、完全には低減することができず、また、平滑コンデンサの体格の増大で装置としての小型軽量化が阻害されることになるため、平滑コンデンサの容量は小さいものが用いられる。   Here, in the converter / inverter power converter having a DC stage in the middle, when the AC power supply of the converter is particularly single-phase, the DC voltage converted to DC has a pulsation twice the AC power supply frequency caused by rectification. A frequency component is included. Although the pulsation frequency component can be reduced by increasing the capacity of the smoothing capacitor provided in the DC stage, it cannot be completely reduced, and the apparatus is increased by increasing the size of the smoothing capacitor. Therefore, a smoothing capacitor having a small capacity is used.

そして、上記の脈動周波数成分を有した直流電圧をインバータにより可変周波数・可変電圧の交流に変換し、それを交流モータ等の負荷に給電した場合、インバータ出力電圧およびモータ電流には、インバータ動作周波数成分の他に上記脈動周波数とインバータ動作周波数との差の成分及び和の成分が含まれることになる。それら成分のうち、動作周波数と脈動周波数が接近すると低周波成分となる当該差の成分は、モータにおいて低周波数に対するインピーダンスが小さいため、この成分によって大きな脈動電流が流れ、モータ発生トルクが脈動するといったビート現象が発生する可能性がある。   When the DC voltage having the pulsation frequency component is converted into AC of variable frequency / variable voltage by an inverter and is supplied to a load such as an AC motor, the inverter output voltage and the motor current include the inverter operating frequency. In addition to the components, the difference component and the sum component of the pulsation frequency and the inverter operation frequency are included. Among these components, the difference component that becomes a low frequency component when the operating frequency and the pulsation frequency approach each other has a small impedance with respect to the low frequency in the motor, so that a large pulsating current flows by this component and the motor generated torque pulsates. The beat phenomenon may occur.

図9は、直流電圧の波形と、U相モータ電流との関係を説明する図である。なお、交流電源は200V、周波数は50Hzであり、4極同期モータを3200rpmで上記方式を採用して駆動した場合の波形が示されている。   FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the waveform of the DC voltage and the U-phase motor current. The AC power supply is 200 V, the frequency is 50 Hz, and the waveform is shown when a 4-pole synchronous motor is driven at 3200 rpm using the above method.

図9(a)に示されるように直流電圧に電源の2倍の周波数のリプルが発生する。すなわち、交流電源周波数が50Hzの場合100Hzのリプルが発生する。   As shown in FIG. 9A, a ripple having a frequency twice that of the power supply is generated in the DC voltage. That is, when the AC power supply frequency is 50 Hz, a ripple of 100 Hz is generated.

ここで、モータの回転数3200rpm時のインバータの出力周波数は、4極モータであるため、106.7Hzとなる。このように、インバータの周波数が直流電圧のリプルの周波数に近づくと、図9(b)に示されるようにインバータ出力側のモータ電流に大きな脈動が発生し、モータの回転が不安定となるため、振動、騒音が増大し、効率が悪化する。   Here, the output frequency of the inverter when the rotation speed of the motor is 3200 rpm is 106.7 Hz because it is a 4-pole motor. Thus, when the inverter frequency approaches the ripple frequency of the DC voltage, a large pulsation occurs in the motor current on the inverter output side as shown in FIG. 9B, and the rotation of the motor becomes unstable. , Vibration and noise increase and efficiency deteriorates.

このビート現象を抑制する方式として、例えば特開2008−167568号公報が挙げられる。同公報によるビート現象の抑制方式は、交流電圧の電源周波数から演算した脈動周波数の設定値とインバータの電流検出値とから、直流電圧の脈動周波数を推定し、得られた脈動周波数の推定値と電流検出値とを用いて、インバータの出力電圧を補正することでビート現象を抑制するものである。   As a method for suppressing this beat phenomenon, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-167568 can be cited. The suppression method of the beat phenomenon according to this publication is based on the estimated value of the pulsation frequency obtained by estimating the pulsation frequency of the DC voltage from the set value of the pulsation frequency calculated from the power supply frequency of the alternating voltage and the current detection value of the inverter. The beat phenomenon is suppressed by correcting the output voltage of the inverter using the detected current value.

特開2001―112287号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-112287 特開2008−167568号公報JP 2008-167568 A

しかしながら、上記特許文献2には、特許文献1に示すような同期モータの位相差制御に対して、上記ビート現象を抑制することに関する記載はなく、又、その他の刊行物にもその技術に関するものは見当たらない。   However, the above Patent Document 2 does not describe the suppression of the beat phenomenon with respect to the phase difference control of the synchronous motor as shown in Patent Document 1, and other publications also relate to the technology. Is not found.

そのため、特許文献1に示すような同期モータの位相差制御において、小容量の平滑コンデンサを用いた電力変換器を用いた場合には、直流電圧のリプルが発生し、モータ電流の脈動が発生し、モータの回転が不安定となるため、振動、騒音が増大し、効率が悪化する可能性がある。   Therefore, in the phase difference control of the synchronous motor as shown in Patent Document 1, when a power converter using a small-capacity smoothing capacitor is used, DC voltage ripple occurs and motor current pulsation occurs. Since the rotation of the motor becomes unstable, there is a possibility that vibration and noise will increase and efficiency will deteriorate.

本発明の目的は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、直流電圧のリプルがある場合でもモータ電流の脈動を抑制して安定駆動を確保した位置センサレス正弦波通電が可能な同期モータのモータ制御装置を提供することである。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and is a position sensorless sine wave energization that ensures stable driving by suppressing pulsation of a motor current even when there is a ripple of DC voltage. The present invention is to provide a motor control device for a synchronous motor capable of achieving the above.

本発明のある局面に従うモータ制御装置は、単相交流電源を入力として直流電圧に整流する整流回路と、整流回路と接続され、整流回路で得られた直流電圧を複数相の交流電圧に変換して同期モータを駆動するインバータと、直流電圧を検出する直流電圧検出部と、同期モータに流れる複数相のうちのいずれかの特定相のモータ電流を検出してモータ電流信号を出力するモータ電流検出部と、単相交流電源の交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出部と、インバータを制御するためのパルス幅変調信号を生成する制御装置とを備える。制御装置は、回転数の設定のための回転数指令値が与えられたことに応じて、同期モータを駆動するための駆動波データを複数相の各相ごとに作成する駆動波データ作成手段と、駆動波データ作成手段によって作成された駆動波データから特定相の位相情報を検出し、モータ電流検出部から出力されたモータ電流信号との位相差を検出して位相差情報を出力する位相差検出手段と、位相差検出手段から出力される位相差情報を目標の値に制御するためのデューティ基準値を算出する位相差制御手段と、駆動波データ作成手段で作成された駆動波データと、デューティ基準値とに基づいてパルス幅変調信号を生成するPWM信号作成手段と、ビート現象を抑制するために補正する補正部とを含み、補正部は、デューティ基準値に応じて、直流電圧検出部で検出された直流電圧の脈動に応じて位相差制御手段で算出されたデューティ基準値あるいは、ゼロクロス点検出部におけるゼロクロス点の検出からの経過時間に従う同期モータの回転数指令値を補正する。   A motor control device according to an aspect of the present invention is connected to a rectifier circuit that rectifies a DC voltage using a single-phase AC power source as an input, and converts the DC voltage obtained by the rectifier circuit into a multi-phase AC voltage. An inverter that drives a synchronous motor, a DC voltage detection unit that detects a DC voltage, and a motor current detection that detects a motor current of any one of a plurality of phases flowing through the synchronous motor and outputs a motor current signal Unit, a zero cross point detection unit that detects a zero cross point of the AC voltage of the single-phase AC power supply, and a control device that generates a pulse width modulation signal for controlling the inverter. The control device includes drive wave data creating means for creating drive wave data for driving the synchronous motor for each of a plurality of phases in response to the rotation speed command value for setting the rotation speed being given. The phase difference that detects phase information of a specific phase from the driving wave data created by the driving wave data creation means, detects the phase difference from the motor current signal output from the motor current detector, and outputs phase difference information A detection means, a phase difference control means for calculating a duty reference value for controlling the phase difference information output from the phase difference detection means to a target value, drive wave data created by the drive wave data creation means, PWM signal generating means for generating a pulse width modulation signal based on the duty reference value, and a correction unit for correcting to suppress the beat phenomenon, the correction unit according to the duty reference value Corrects the rotational speed command value of the synchronous motor according to the duty reference value calculated by the phase difference control means according to the pulsation of the DC voltage detected by the detection unit or the elapsed time from the detection of the zero cross point by the zero cross point detection unit .

好ましくは、補正部は、デューティ基準値が所定値未満である場合には、直流電圧検出部で検出された直流電圧の脈動に応じて位相差制御手段で算出されたデューティ基準値を補正する。   Preferably, when the duty reference value is less than the predetermined value, the correction unit corrects the duty reference value calculated by the phase difference control unit according to the pulsation of the DC voltage detected by the DC voltage detection unit.

好ましくは、補正部は、デューティ基準値が所定値以上である場合には、回転数指令値を補正する。   Preferably, the correction unit corrects the rotation speed command value when the duty reference value is equal to or greater than a predetermined value.

本発明のモータ制御装置は、同期モータに流れる電流波形の脈動を抑制する補正部を含み、補正部は、デューティ基準値に応じて、直流電圧検出部で検出された直流電圧の脈動に応じて位相差制御手段で算出されたデューティ基準値あるいは、ゼロクロス点検出部におけるゼロクロス点の検出からの経過時間に従う同期モータの回転数指令値を補正する。デューティ基準値に応じて、デューティ基準値を補正あるいは回転数を補正することにより電流波形の脈動を抑制して、振幅が一定の安定した波形を検出することが可能となり、安定に同期モータを駆動でき、振動、騒音を低減し、効率の悪化も抑制できる。   The motor control device of the present invention includes a correction unit that suppresses the pulsation of the current waveform flowing through the synchronous motor, and the correction unit corresponds to the pulsation of the DC voltage detected by the DC voltage detection unit according to the duty reference value. The rotational speed command value of the synchronous motor according to the duty reference value calculated by the phase difference control means or the elapsed time from the detection of the zero cross point in the zero cross point detection unit is corrected. Depending on the duty reference value, it is possible to detect a stable waveform with a constant amplitude by suppressing the pulsation of the current waveform by correcting the duty reference value or correcting the rotation speed, and drive the synchronous motor stably. It is possible to reduce vibration and noise, and to suppress deterioration of efficiency.

本発明の実施の形態に従うモータ制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the motor control apparatus according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に従うモータ制御装置のデューティ基準値を補正する方式について説明する図である。It is a figure explaining the system which correct | amends the duty reference value of the motor control apparatus according to embodiment of this invention. モータ制御装置のデューティ基準値を補正する別の図である。It is another figure which correct | amends the duty reference value of a motor control apparatus. 本発明の実施の形態に従うモータ制御装置の回転数補正を実行する場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the rotation speed correction of the motor control apparatus according to the embodiment of the present invention is executed. 本発明の実施の形態に従うモータ制御装置の回転数補正を説明する図である。It is a figure explaining the rotation speed correction | amendment of the motor control apparatus according to embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に従う回転数補正率データテーブルの数値を説明する図である。It is a figure explaining the numerical value of the rotation speed correction factor data table according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に従う回転数補正による直流電圧波形とU相モータ電流との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the DC voltage waveform by the rotation speed correction | amendment according to embodiment of this invention, and a U-phase motor current. 直流電圧波形とU相モータ電流との関係を説明する別の図である。It is another figure explaining the relationship between a DC voltage waveform and a U-phase motor current. 直流電圧の波形と、U相モータ電流との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the waveform of DC voltage, and a U-phase motor current.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を附してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1は、本発明の実施の形態に従うモータ制御装置のブロック図である。
図1を参照して、モータ制御装置は、ステータに複数相(3相)のコイルとロータに永久磁石とを備えた同期モータ1と、インバータ2と、コンバータ回路3と、交流電源4と、電流センサ5と、モータ電流検出アンプ部6と、ゼロクロス点検出部30と、電圧センサ31と、電圧センサ32と、直流電圧検出部19と、マイクロコンピュータであるコントローラ7とから構成されている。
FIG. 1 is a block diagram of a motor control device according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, a motor control device includes a synchronous motor 1 including a multi-phase (three-phase) coil in a stator and a permanent magnet in a rotor, an inverter 2, a converter circuit 3, an AC power supply 4, It comprises a current sensor 5, a motor current detection amplifier unit 6, a zero cross point detection unit 30, a voltage sensor 31, a voltage sensor 32, a DC voltage detection unit 19, and a controller 7 which is a microcomputer.

同期モータ1は、インバータ2によって駆動され、インバータ2にはコンバータ回路3から交流電源4の交流電圧を直流に変換して与えられる。   The synchronous motor 1 is driven by an inverter 2, and is supplied to the inverter 2 by converting the AC voltage of the AC power supply 4 from the converter circuit 3 into DC.

具体的には、コンバータ回路3は、ダイオード全波整流回路20と、母線間の平滑コンデンサ21と、リアクトル22を含む。   Specifically, converter circuit 3 includes a diode full-wave rectifier circuit 20, a smoothing capacitor 21 between buses, and a reactor 22.

リアクトル22は、コンバータ回路3に供給される交流電源の力率を改善する目的で設けられたものである。このコンバータ回路3により、交流電源4の交流電圧が直流電圧に変換されてインバータ2に供給される。   The reactor 22 is provided for the purpose of improving the power factor of the AC power supplied to the converter circuit 3. By this converter circuit 3, the AC voltage of the AC power supply 4 is converted into a DC voltage and supplied to the inverter 2.

電流センサ5は、モータコイル端子U,V,W各相の中で特定相(図1ではU相)に流れるモータ電流aを検出する。電流センサ5で検出されたモータ電流は、モータ電流検出アンプ部6に与えられる。   The current sensor 5 detects a motor current a flowing in a specific phase (U phase in FIG. 1) among the motor coil terminals U, V, and W. The motor current detected by the current sensor 5 is given to the motor current detection amplifier unit 6.

そして、モータ電流検出アンプ部6において、所定量増幅し、そして、オフセット加算したモータ電流信号bがコントローラ7に与えられる。   The motor current detection amplifier 6 amplifies the motor current signal b by a predetermined amount and adds the offset to the controller 7.

また、電圧センサ31は、交流電源4の電圧を検出する。電圧センサ31で検出された交流電圧は、ゼロクロス点検出部30に与えられる。そして、ゼロクロス点検出部30は、電圧センサ31で検出された交流電圧をモニタリングして0Vを跨ぐ際にゼロクロス点信号を生成してコントローラ7に与える。   The voltage sensor 31 detects the voltage of the AC power supply 4. The AC voltage detected by the voltage sensor 31 is given to the zero cross point detector 30. Then, the zero cross point detection unit 30 monitors the AC voltage detected by the voltage sensor 31, generates a zero cross point signal when it crosses 0V, and gives it to the controller 7.

さらに、電圧センサ32は、コンバータ回路3からインバータ2に供給される直流電源の直流電圧を検出する。電圧センサ32で検出された直流電圧は、直流電圧検出部19に与えられる。そして、直流電圧検出部19は、電圧センサ32で検出された直流電圧をモニタリングして直流電圧の電圧レベルを示す電圧信号をコントローラ7に与える。   Further, the voltage sensor 32 detects a DC voltage of a DC power source supplied from the converter circuit 3 to the inverter 2. The DC voltage detected by the voltage sensor 32 is given to the DC voltage detector 19. Then, the DC voltage detector 19 monitors the DC voltage detected by the voltage sensor 32 and gives the controller 7 a voltage signal indicating the voltage level of the DC voltage.

コントローラ7は、位相差検出部8と、目標位相差情報格納部9と、加算部10と、PI演算部11と、回転数設定部12と、正弦波データテーブル13と、正弦波データ作成部14と、PWM作成部15と、回転数補正部16と、回転数補正率データテーブル17と、デューティ基準値補正部18との各処理をソフト的に行なう。本実施例においては、特開2001−112287号公報に記載される位相差制御方式と同様の方式により位相差制御を実行する。   The controller 7 includes a phase difference detection unit 8, a target phase difference information storage unit 9, an addition unit 10, a PI calculation unit 11, a rotation speed setting unit 12, a sine wave data table 13, and a sine wave data creation unit. 14, the PWM creation unit 15, the rotation speed correction unit 16, the rotation speed correction rate data table 17, and the duty reference value correction unit 18 are performed in software. In the present embodiment, the phase difference control is executed by a method similar to the phase difference control method described in JP-A-2001-112287.

位相差検出部8は、モータ電流検出アンプ部6から与えられたモータ電流信号bを所定のタイミングでA/D変換して取り込み、2個所のモータ駆動電圧位相期間ごとにサンプリングした各電流のサンプリングデータを積算してモータ電流信号面積とし、2つのモータ電流信号面積の面積比を位相差情報として出力する。   The phase difference detection unit 8 takes in and converts the motor current signal b given from the motor current detection amplifier unit 6 by A / D conversion at a predetermined timing, and samples each current sampled every two motor drive voltage phase periods. The data is integrated to obtain a motor current signal area, and the area ratio of the two motor current signal areas is output as phase difference information.

目標とする位相差情報は目標位相差情報格納部9に格納される。目標位相差情報と位相差情報との誤差データは加算部10によって算出される。   The target phase difference information is stored in the target phase difference information storage unit 9. Error data between the target phase difference information and the phase difference information is calculated by the adding unit 10.

PI演算部11は、算出された誤差データに対して比例誤差データおよび積分誤差データを算出してデューティ基準値を出力する。なお、加算部10とPI演算部11とによって位相差制御部が構成される。   The PI calculation unit 11 calculates proportional error data and integral error data with respect to the calculated error data, and outputs a duty reference value. The addition unit 10 and the PI calculation unit 11 constitute a phase difference control unit.

デューティ基準値補正部18は、直流電圧検出部19で生成された電圧信号をA/D変換して取り込み、検出された直流電圧の電圧レベルに応じて、PI演算部11で算出されたデューティ基準値を補正し、補正後デューティ基準値をPWM作成部15に出力する。   The duty reference value correcting unit 18 takes in the voltage signal generated by the DC voltage detecting unit 19 by A / D conversion, and calculates the duty reference calculated by the PI calculating unit 11 according to the detected voltage level of the DC voltage. The value is corrected, and the corrected duty reference value is output to the PWM creating unit 15.

回転数設定部12は、同期モータ1の目標とする回転数指令を設定し、正弦波データテーブル13は所定のデータ個数のテーブルを含む。   The rotation speed setting unit 12 sets a rotation speed command targeted for the synchronous motor 1, and the sine wave data table 13 includes a table of a predetermined number of data.

回転数補正率データテーブル17は、目標とする回転数に対する補正率データを格納したものである。   The rotation speed correction rate data table 17 stores correction rate data for a target rotation speed.

回転数補正部16は、回転数補正率データテーブルからゼロクロス点検出部30により生成されたゼロクロス点信号の経過時間に応じた補正率データを抽出して、これを用いて回転数設定部12により設定された回転数を補正して、補正後回転数を正弦波データ作成部14に出力する。   The rotation speed correction unit 16 extracts correction rate data corresponding to the elapsed time of the zero cross point signal generated by the zero cross point detection unit 30 from the rotation speed correction rate data table, and uses this to calculate the rotation rate setting unit 12. The set rotation speed is corrected, and the corrected rotation speed is output to the sine wave data creation unit 14.

正弦波データ作成部14は、回転数補正部16から出力された補正後回転数と時間経過に従って正弦波データテーブル13からモータコイル端子U,V,W各相に対応した正弦波データを読出すとともに、U相の正弦波データからU相のモータ駆動電圧位相情報cを出力する。   The sine wave data creation unit 14 reads out sine wave data corresponding to each phase of the motor coil terminals U, V, and W from the sine wave data table 13 according to the corrected rotation number output from the rotation number correction unit 16 and the passage of time. At the same time, the U-phase motor drive voltage phase information c is output from the U-phase sine wave data.

PWM作成部15は正弦波データと補正後デューティ基準値とから各相ごとにインバータ2の駆動素子にPWM波形を出力する。   The PWM generator 15 outputs a PWM waveform to the drive element of the inverter 2 for each phase from the sine wave data and the corrected duty reference value.

なお、電流センサ5はコイルとホール素子で構成されたいわゆる電流センサでもよく、カレントトランスでもよい。   The current sensor 5 may be a so-called current sensor composed of a coil and a Hall element, or a current transformer.

また、本例においては、U相について検出する場合について説明するが、1相だけでなく各相のモータ電流を検出するとさらに高精度にすることができる。さらに、正弦波データの作成は正弦波データテーブル13をもとに作成せずに、演算によって作成してもかまわない。   In this example, the case of detecting the U phase will be described. However, when the motor current of each phase as well as one phase is detected, higher accuracy can be achieved. Furthermore, the sine wave data may be created by calculation instead of being created based on the sine wave data table 13.

さらに、各構成要素8〜18の構成要素はコントローラ7でソフト的に処理されるようにしたが、特にこれに限ることなく同様の処理をしていればハード構成で構成してもよい。   Furthermore, although the constituent elements of the constituent elements 8 to 18 are processed by the controller 7 in a software manner, the present invention is not limited to this and may be configured in a hardware configuration as long as the same processing is performed.

なお、モータの駆動波形は正弦波とした場合についての構成であるが、正弦波形にすることで滑らかなモータ電流の供給が可能となるために振動、騒音が少なくできる。しかしながら、これに限らず、モータロータの磁束に合せたモータ電流が得られるような駆動波形を通電すれば、より高効率な駆動が可能となる。   Although the motor drive waveform is a sine wave, the sine waveform allows a smooth motor current to be supplied, thereby reducing vibration and noise. However, the present invention is not limited to this, and if a drive waveform that provides a motor current that matches the magnetic flux of the motor rotor is energized, a more efficient drive is possible.

2個所のモータ駆動電圧位相期間で検出された2つのモータ電流信号面積は、位相差検出部8で面積比が計算され、この結果が位相差情報とされる。この位相差情報と目標位相差情報との誤差量に対してPI演算部11でPI演算が行なわれる。PI演算部11の演算結果であるデューティ基準値は、デューティ基準値補正部18で補正され、PWM作成部15は、補正後デューティ基準値と別途回転数補正部16からの補正後回転数から求まる正弦波データとから、その都度の出力デューティ比を計算してPWM信号を作成し、インバータ2を介してモータコイルに印加することで同期モータ1が駆動される。   The area ratio of the two motor current signal areas detected in the two motor drive voltage phase periods is calculated by the phase difference detector 8, and this result is used as phase difference information. PI calculation is performed by the PI calculation unit 11 on the error amount between the phase difference information and the target phase difference information. The duty reference value that is the calculation result of the PI calculation unit 11 is corrected by the duty reference value correction unit 18, and the PWM creation unit 15 is obtained from the corrected duty reference value and the corrected rotation speed separately from the rotation speed correction unit 16. The synchronous motor 1 is driven by calculating the output duty ratio in each case from the sine wave data, creating a PWM signal, and applying it to the motor coil via the inverter 2.

すなわち、モータ駆動電圧(出力デューティ)に対するモータ電流位相差を一定に制御するための位相差制御フィードバックループによって駆動電圧の大きさ(PWMデューティのデューティ幅)を決定し、同期モータ1を所望の回転数で回転させるために所望の周波数で出力される正弦波データによって回転数を決定する。これによって、所望の位相差,所望の回転数でモータを駆動・制御することができる。   That is, the magnitude of the drive voltage (duty width of the PWM duty) is determined by a phase difference control feedback loop for controlling the motor current phase difference with respect to the motor drive voltage (output duty) to be constant, and the synchronous motor 1 is rotated in a desired rotation. The number of rotations is determined by sine wave data output at a desired frequency in order to rotate the number. Thus, the motor can be driven and controlled with a desired phase difference and a desired rotation speed.

なお、モータ起動時は各相に強制的に通電し、回転磁界を与えていき、強制励磁で行ない、通常駆動時に上記方法で制御を行なえばよい。   It should be noted that when the motor is activated, each phase is forcibly energized, a rotating magnetic field is applied, forced excitation is performed, and control is performed by the above method during normal driving.

ここで、この発明の位相差制御によって同期モータが駆動・制御できることは特開2001−112287号公報に記載されるとおりである。   Here, as described in JP-A-2001-112287, the synchronous motor can be driven and controlled by the phase difference control of the present invention.

上述の如く、本実施形態では、図9(a)で説明したように直流電圧にリプルが発生する可能性がある。   As described above, in the present embodiment, there is a possibility that ripple occurs in the DC voltage as described with reference to FIG.

したがって、図9(b)で説明したように、インバータ出力側のモータ電流に大きな脈動が発生し、位相差制御が不安定となる可能性がある。そのため、モータの回転が不安定となるため、振動、騒音が増大し、効率が悪化する可能性がある。   Therefore, as described with reference to FIG. 9B, a large pulsation may occur in the motor current on the inverter output side, and phase difference control may become unstable. Therefore, since the rotation of the motor becomes unstable, vibration and noise increase, and efficiency may deteriorate.

本実施の形態に従うモータ制御装置においては、デューティ基準値を補正することによりモータ電流の脈動を抑制する方式について以下に説明する。   In the motor control device according to the present embodiment, a method for suppressing the pulsation of the motor current by correcting the duty reference value will be described below.

最初に、補正前デューティ基準値が所定の閾値A未満の場合について説明する。
図2は、本発明の実施の形態に従うモータ制御装置のデューティ基準値を補正する方式について説明する図である。なお、ここでは、デューティ基準値がデューティ基準値最大値よりも充分小さい場合が示されている。
First, the case where the pre-correction duty reference value is less than the predetermined threshold A will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for correcting the duty reference value of the motor control device according to the embodiment of the present invention. Here, a case where the duty reference value is sufficiently smaller than the maximum duty reference value is shown.

図2(a)を参照して、ここでは、交流電圧波形が示されている。なお、交流電源4は200V,周波数は50Hzである。   With reference to Fig.2 (a), the alternating voltage waveform is shown here. The AC power supply 4 is 200 V and the frequency is 50 Hz.

図2(b)には、図2(a)の交流電圧波形に対する直流電圧波形が示されている。
上述したように、小容量の平滑コンデンサが用いられた場合が示されており、平滑コンデンサの容量がリプルを完全になくすほど大きくないため、直流電圧波形には、リプルが発生している場合が示されている。すなわち、上述したように交流電源の2倍の周波数100Hzのリプルが発生する。
FIG. 2B shows a DC voltage waveform with respect to the AC voltage waveform shown in FIG.
As described above, a case where a small-capacity smoothing capacitor is used is shown. Since the capacity of the smoothing capacitor is not so large as to completely eliminate ripples, ripples may occur in the DC voltage waveform. It is shown. That is, as described above, a ripple having a frequency 100 Hz that is twice that of the AC power supply occurs.

上述したように当該リプルの発生により同期モータ1に印加されるモータ電圧にもリプルが発生し、インバータ出力側のモータ電流に大きな脈動が発生する。   As described above, ripples also occur in the motor voltage applied to the synchronous motor 1 due to the occurrence of the ripples, and a large pulsation occurs in the motor current on the inverter output side.

本発明の実施の形態に従うモータ制御装置においては、同期モータに印加されるモータ電圧に発生するリプルを打ち消すようにデューティ基準値を補正する。   In the motor control device according to the embodiment of the present invention, the duty reference value is corrected so as to cancel the ripple generated in the motor voltage applied to the synchronous motor.

PI演算部11で算出されたデューティ基準値と直流電圧とを乗算したものが同期モータ1に印加されるモータ電圧の振幅に相当する。   The product of the duty reference value calculated by the PI calculation unit 11 and the DC voltage corresponds to the amplitude of the motor voltage applied to the synchronous motor 1.

したがって、直流電圧にリプルが発生する場合、当該リプルに応じてデューティ基準値を補正すれば同期モータ1に印加されるモータ電圧の振幅を一定にすることができる。   Therefore, when a ripple occurs in the DC voltage, the amplitude of the motor voltage applied to the synchronous motor 1 can be made constant by correcting the duty reference value according to the ripple.

本発明の実施の形態においては、図1のデューティ基準値補正部18において、直流電圧検出部19でA/D変換により検出した直流電圧検出値と基準直流電圧(例えば280V)と補正前デューティ基準値とを用いて補正後デューティ基準値を計算し、出力する。   In the embodiment of the present invention, in the duty reference value correction unit 18 of FIG. 1, the DC voltage detection value detected by the DC voltage detection unit 19 by the A / D conversion, the reference DC voltage (for example, 280 V), and the duty reference before correction The corrected duty reference value is calculated using the value and output.

具体的には、デューティ基準値を次式に基づいて補正する。
補正後デューティ基準値=補正前デューティ基準値×基準直流電圧/直流電圧検出値・・・式(1)
図2(c)は、補正前デューティ基準値と補正後デューティ基準値を示したものである。
Specifically, the duty reference value is corrected based on the following equation.
Duty reference value after correction = Duty reference value before correction × Reference DC voltage / DC voltage detection value (1)
FIG. 2C shows the duty reference value before correction and the duty reference value after correction.

図2(c)に示されるように、補正前デューティ基準値の波形は一定であるが、補正後デューティ基準値は、直流電圧のリプルに応じてリプルを打ち消す波形となる。   As shown in FIG. 2C, the waveform of the pre-correction duty reference value is constant, but the post-correction duty reference value is a waveform that cancels the ripple according to the ripple of the DC voltage.

図2(d)には、直流電圧にデューティ基準値を乗じた同期モータ1に印加されるモータ電圧の振幅が示されている。   FIG. 2D shows the amplitude of the motor voltage applied to the synchronous motor 1 obtained by multiplying the DC voltage by the duty reference value.

図2(d)に示されるように、補正前のモータ電圧の振幅は、直流電圧のリプルの影響を受けた波形となっているが、補正後のモータ電圧の振幅は、リプルを打ち消す補正後デューティ基準値が乗算されるため、一定の振幅値に設定されることになる。   As shown in FIG. 2D, the motor voltage amplitude before correction is a waveform affected by the ripple of the DC voltage, but the corrected motor voltage amplitude is after correction to cancel the ripple. Since the duty reference value is multiplied, a constant amplitude value is set.

同期モータに印加されるモータ電圧の振幅をデューティ基準値を補正することにより、補正してリプルを打ち消すことによりモータ電流に発生する大きな脈動を抑制し、位相差制御を安定して実行することが可能となる。   By correcting the amplitude of the motor voltage applied to the synchronous motor by correcting the duty reference value and canceling the ripple, the large pulsation generated in the motor current can be suppressed and the phase difference control can be stably executed. It becomes possible.

なお、この場合には、デューティ基準値を補正することによりビート現象を抑制するため後述する回転数補正は実行しない。   In this case, the rotational speed correction described later is not executed in order to suppress the beat phenomenon by correcting the duty reference value.

後述するが、補正前デューティ基準値が所定の閾値Aよりも小さい場合には、回転数補正部16は、回転数補正量をゼロとし、実質、回転数補正を行わず、デューティ基準値の補正のみを行って、ビート現象を抑制する。   As will be described later, when the pre-correction duty reference value is smaller than the predetermined threshold A, the rotational speed correction unit 16 sets the rotational speed correction amount to zero, substantially does not perform the rotational speed correction, and corrects the duty reference value. Only do to suppress the beat phenomenon.

次に、補正前デューティ基準値が所定の閾値A以上の場合について説明する。
インバータ2に与えられるPWM信号のオンオフ比であるデューティ比は100%:0%が最大である。したがって、デューティ基準値には最大値があり、デューティ基準値最大値を超えるデューティ基準値を取ることはできない。
Next, a case where the pre-correction duty reference value is equal to or greater than a predetermined threshold A will be described.
The maximum duty ratio, which is the on / off ratio of the PWM signal supplied to the inverter 2, is 100%: 0%. Therefore, the duty reference value has a maximum value, and a duty reference value exceeding the maximum duty reference value cannot be taken.

図3は、モータ制御装置のデューティ基準値を補正する別の図である。なお、ここでは、補正前のデューティ基準値が図2の場合よりも大きく、補正前デューティ基準値が閾値A以上である場合について説明する。   FIG. 3 is another diagram for correcting the duty reference value of the motor control device. Here, a case where the duty reference value before correction is larger than that in FIG. 2 and the duty reference value before correction is equal to or greater than the threshold value A will be described.

図3(a),(b)には、図2(a),(b)で説明したのと同様に、交流電圧波形、および交流電源の2倍の周波数100Hzのリプルの直流電圧波形が示されている。   3A and 3B show an AC voltage waveform and a ripple DC voltage waveform with a frequency of 100 Hz which is twice that of the AC power supply, as described in FIGS. 2A and 2B. Has been.

図3(c)は、補正前デューティ基準値と補正後デューティ基準値とが示されている。
図3(c)に示されるように、補正前デューティ基準値がデューティ基準値最大値である。
FIG. 3C shows the duty reference value before correction and the duty reference value after correction.
As shown in FIG. 3C, the duty reference value before correction is the maximum duty reference value.

この場合、デューティ基準値を上式(1)に従う方式に基づいて補正すると、デューティ基準値最大値を超えることができないため超える値についてはデューティ基準値最大値に張り付くことになる。   In this case, if the duty reference value is corrected based on the method according to the above equation (1), the maximum duty reference value cannot be exceeded, and the excess value will stick to the maximum duty reference value.

図3(d)には、直流電圧にデューティ基準値を乗じた同期モータ1に印加されるモータ電圧の振幅が示されている。   FIG. 3D shows the amplitude of the motor voltage applied to the synchronous motor 1 obtained by multiplying the DC voltage by the duty reference value.

図3(d)に示されるように、補正前のモータ電圧の振幅は、直流電圧のリプルの影響を受けた波形となっており、また、補正後デューティ基準値により補正されたモータ電圧の振幅も、直流電圧の変動を完全に打ち消すことができず、中途半端な補正となり、ビート現象を抑制することはできない。   As shown in FIG. 3D, the amplitude of the motor voltage before correction is a waveform affected by the ripple of the DC voltage, and the amplitude of the motor voltage corrected by the corrected duty reference value. However, the fluctuation of the DC voltage cannot be completely cancelled, and halfway correction is made, and the beat phenomenon cannot be suppressed.

つまり、デューティ基準値の補正で直流電圧の変動を打ち消し、ビート現象を抑制するためには、補正後デューティ基準値は、デューティ基準値最大値に張り付くことなくデューティ基準値最大値以下で直流電圧のリプルに応じてリプルを打ち消す波形となる必要がある。   In other words, in order to cancel the fluctuation of the DC voltage by correcting the duty reference value and suppress the beat phenomenon, the corrected duty reference value does not stick to the maximum duty reference value, and the DC voltage is below the maximum duty reference value. The waveform needs to cancel the ripple according to the ripple.

そこで、本発明の実施の形態に従うモータ制御装置においては、補正前デューティ基準値が閾値A以上である場合、具体的には、次式(1)に基づいて補正後デューティ基準値がデューティ基準値最大値を超える可能性がある場合には、デューティ基準値の補正を行うことなく、回転数補正によりビート現象を抑制する。なお、この場合には、デューティ基準値補正部18におけるデューティ補正は行わず、回転数補正のみを行ってビート現象を抑制する。   Therefore, in the motor control device according to the embodiment of the present invention, when the duty reference value before correction is greater than or equal to threshold A, specifically, the duty reference value after correction is based on the following equation (1). When there is a possibility of exceeding the maximum value, the beat phenomenon is suppressed by correcting the rotational speed without correcting the duty reference value. In this case, the duty reference value correction unit 18 does not perform the duty correction, and only the rotation speed correction is performed to suppress the beat phenomenon.

次に、回転数補正によりビート現象を抑制する場合について説明する。
図4は、本発明の実施の形態に従うモータ制御装置の回転数補正を実行する場合を説明する図である。なお、ここでは、補正前のデューティ基準値が図2の場合よりも大きく、補正前デューティ基準値が閾値A以上である場合について説明する。
Next, a case where the beat phenomenon is suppressed by correcting the rotational speed will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating a case where the rotational speed correction of the motor control device according to the embodiment of the present invention is executed. Here, a case where the duty reference value before correction is larger than that in FIG. 2 and the duty reference value before correction is equal to or greater than the threshold value A will be described.

図4(a),(b)には、図2(a),(b)で説明したのと同様に、交流電圧波形、および交流電源の2倍の周波数100Hzのリプルの直流電圧波形が示されている。   4 (a) and 4 (b) show an AC voltage waveform and a ripple DC voltage waveform with a frequency of 100 Hz that is twice that of the AC power supply, as described in FIGS. 2 (a) and 2 (b). Has been.

図4(c)は、補正前デューティ基準値が示されている。
図4(c)に示されるように、補正前デューティ基準値が閾値A以上である場合であるため、デューティ基準値の補正は行われない。
FIG. 4C shows the duty reference value before correction.
As shown in FIG. 4C, since the duty reference value before correction is greater than or equal to the threshold value A, the duty reference value is not corrected.

図4(d)には、直流電圧にデューティ基準値を乗じた同期モータ1に印加されるモータ電圧の振幅が示されている。   FIG. 4D shows the amplitude of the motor voltage applied to the synchronous motor 1 obtained by multiplying the DC voltage by the duty reference value.

図5は、本発明の実施の形態に従うモータ制御装置の回転数補正を説明する図である。
図5(a)を参照して、ここでは、交流電圧波形が示されている。なお、交流電源4は200V、周波数は50Hzである。モータの回転数指令値(補正前回転数)は3200rpmとしている。モータの回転数指令値(補正前回転数)が3200rpmの場合のインバータの出力周波数は、4極モータであるため106.7Hzである。
FIG. 5 is a diagram for explaining the rotational speed correction of the motor control device according to the embodiment of the present invention.
With reference to Fig.5 (a), the alternating voltage waveform is shown here. The AC power supply 4 is 200V and the frequency is 50 Hz. The rotation speed command value (rotation speed before correction) of the motor is 3200 rpm. When the motor rotation speed command value (rotation speed before correction) is 3200 rpm, the output frequency of the inverter is 106.7 Hz because it is a 4-pole motor.

図5(b)には、図5(a)の交流電圧波形に対する直流電圧波形が示されている。
上述したように、小容量の平滑コンデンサが用いられた場合が示されており、平滑コンデンサの容量がリプルを完全になくすほど大きくないため、直流電圧波形には、リプルが発生している場合が示されている。すなわち、上述したように交流電源の2倍の周波数100Hzのリプルが発生する。
FIG. 5B shows a DC voltage waveform with respect to the AC voltage waveform shown in FIG.
As described above, a case where a small-capacity smoothing capacitor is used is shown. Since the capacity of the smoothing capacitor is not so large as to completely eliminate ripples, ripples may occur in the DC voltage waveform. It is shown. That is, as described above, a ripple having a frequency 100 Hz that is twice that of the AC power supply occurs.

図5(c)には、図5(a)の交流電圧波形に対するゼロクロス点信号が示されている。具体的には、ゼロクロス点検出部30が交流電源4をモニタリングして交流電圧波形において、交流電圧が0を跨ぐゼロクロス点信号を出力する。   FIG. 5C shows a zero cross point signal corresponding to the AC voltage waveform shown in FIG. Specifically, the zero cross point detector 30 monitors the AC power supply 4 and outputs a zero cross point signal in which the AC voltage crosses 0 in the AC voltage waveform.

本実施の形態においては、このゼロクロス点信号の立ち上がりエッジが発生した時点を0として、この時点からの経過時間をマイクロコンピュータであるコントローラ7で計測する。   In the present embodiment, the time when the rising edge of the zero cross point signal occurs is set to 0, and the elapsed time from this time is measured by the controller 7 which is a microcomputer.

回転数補正部16は、回転数補正率データテーブル17を読み出してこの時間経過に従う補正率データを抽出し、回転数設定部12で設定された目標回転数に対して補正率データを乗算して計算された値を補正した目標回転数(補正後回転数)として正弦波データ作成部14に出力する。   The rotation speed correction unit 16 reads the rotation speed correction rate data table 17 and extracts correction rate data according to the passage of time. The rotation speed correction unit 16 multiplies the target rotation speed set by the rotation speed setting unit 12 by the correction rate data. The calculated value is output to the sine wave data creating unit 14 as a target rotational speed (corrected rotational speed) corrected.

図6は、本発明の実施の形態に従う回転数補正率データテーブルの数値を説明する図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating numerical values in the rotation speed correction rate data table according to the embodiment of the present invention.

図6を参照して、補正率データテーブルとして、経過時間と回転数補正率とのデータテーブルが示されている。   Referring to FIG. 6, a data table of elapsed time and rotation speed correction rate is shown as a correction rate data table.

具体的には10msを一周期として、0.2ms毎の数値が示されている。
当該回転数補正率データテーブルの数値は、モータ電流の脈動を低減し、モータが安定して駆動できる値を予め実験により求めたものである。
Specifically, a numerical value every 0.2 ms is shown with 10 ms as one cycle.
The numerical values in the rotation speed correction rate data table are obtained in advance by experiments to reduce the pulsation of the motor current so that the motor can be driven stably.

図5(d)は、0%を基準とした場合の図6の補正率データに基づく回転数補正率データ線である。   FIG. 5D is a rotation speed correction rate data line based on the correction rate data of FIG. 6 with 0% as a reference.

図5(d)に示されるように、回転数補正率データ線は、直流電圧波形に合わせたデータ線である。   As shown in FIG. 5D, the rotation speed correction rate data line is a data line that matches the DC voltage waveform.

例えば、補正前回転数が3200rpmで、経過時間7.0msの場合は、図6より補正率データが1.90%であるため、回転数補正値は、3200rpm×1.90%=60.8rpmとなる。   For example, when the rotation speed before correction is 3200 rpm and the elapsed time is 7.0 ms, the correction rate data is 1.90% from FIG. 6, so the rotation speed correction value is 3200 rpm × 1.90% = 60.8 rpm. It becomes.

すなわち、本例においては、ゼロクロス点信号を検出して、ゼロクロス点信号の立ち上がりエッジが発生した時点を0として、この直流電圧波形に合わせた回転数補正率に設定する。   That is, in this example, the zero cross point signal is detected, and the time when the rising edge of the zero cross point signal is generated is set to 0, and the rotation speed correction rate is set in accordance with this DC voltage waveform.

直流電圧波形に合わせた回転数補正率に設定することにより、電流波形について脈動を抑制して、振幅が一定の安定した波形を検出することが可能となる。   By setting the rotation speed correction factor according to the DC voltage waveform, it is possible to suppress a pulsation in the current waveform and detect a stable waveform with a constant amplitude.

図5(e)は、補正前回転数と補正後回転数とを説明する図である。
回転数補正率データ線に従って補正後回転数が補正されている場合が示されている。
FIG. 5E is a diagram for explaining the pre-correction rotational speed and the post-correction rotational speed.
The case where the post-correction rotational speed is corrected according to the rotational speed correction rate data line is shown.

図7は、本発明の実施の形態に従う回転数補正による直流電圧波形とU相モータ電流との関係を説明する図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the DC voltage waveform by the rotation speed correction and the U-phase motor current according to the embodiment of the present invention.

図7(a)を参照して、図9(a)にも示されるように直流電圧にリプルが発生するが、上記で説明した方式に従って目標回転数を補正することにより、図7(b)に示されるようにモータ電流の脈動を大幅に低減することが可能である。これにより、モータの安定駆動が実現でき、振動、騒音を低減し、効率の悪化も抑制できる。   Referring to FIG. 7 (a), ripple is generated in the DC voltage as shown in FIG. 9 (a). By correcting the target rotational speed according to the method described above, FIG. 7 (b) As shown in FIG. 5, the pulsation of the motor current can be greatly reduced. Thereby, stable driving of the motor can be realized, vibration and noise can be reduced, and deterioration of efficiency can be suppressed.

図8は、直流電圧波形とU相モータ電流との関係を説明する別の図である。
ここでは、デューティ基準値が閾値Aよりも小さい場合に、デューティ基準値を補正するとともに、上記の方式に従って回転数補正も実行した場合である。デューティ基準値を補正するとともに、回転数補正の両方を実行した場合には、補正しすぎの状態となり、ビート現象を抑制することができていない。
FIG. 8 is another diagram for explaining the relationship between the DC voltage waveform and the U-phase motor current.
In this case, when the duty reference value is smaller than the threshold value A, the duty reference value is corrected and the rotation speed correction is also executed according to the above method. When both the duty reference value and the rotation speed correction are performed, the correction becomes too much and the beat phenomenon cannot be suppressed.

本実施の形態に従うモータ制御装置では、デューティ基準値に従って補正方式を切り替え、デューティ基準値が閾値Aよりも小さい場合にはデューティ基準値を補正し、デューティ基準値が閾値A以上の場合には回転数補正によって、ビート現象を抑制し、振動、騒音を低減し、効率の悪化を抑制することができる。   In the motor control device according to the present embodiment, the correction method is switched according to the duty reference value, the duty reference value is corrected when the duty reference value is smaller than threshold A, and the rotation is performed when the duty reference value is greater than or equal to threshold A. By correcting the number, beat phenomenon can be suppressed, vibration and noise can be reduced, and deterioration of efficiency can be suppressed.

上述の如く、本実施の形態に従うモータ制御装置では、インバータの母線間には小容量のコンデンサを用いることが可能となり、その場合に直流電圧に大きなリプルが発生している条件においても、モータの安定駆動が実現でき、振動、騒音を低減し、効率の悪化も抑制できる。また、モータの出力を精度良く制御できる。   As described above, in the motor control device according to the present embodiment, a small-capacitance capacitor can be used between the buses of the inverter, and in that case, even under conditions where a large ripple is generated in the DC voltage, Stable driving can be realized, vibration and noise can be reduced, and deterioration in efficiency can be suppressed. In addition, the motor output can be controlled with high accuracy.

また、インバータの母線間に従来の平滑コンデンサよりもかなり小容量のコンデンサ、例えば従来の半分程度の容量の小容量のコンデンサを用いることで、小型、軽量、低コストなインバータ装置を実現することが可能である。   In addition, by using a capacitor having a considerably smaller capacity than the conventional smoothing capacitor between the buses of the inverter, for example, a capacitor having a capacity of about half that of the conventional capacitor, a small, light, and low-cost inverter device can be realized. Is possible.

また、検出した交流電圧/電流位相差情報を用いてインバータ制御を行うことで、低騒音、低振動、高効率である正弦波通電をはじめとする180度通電によるモータ駆動において、ロータ位置を検知するセンサを用いず、安定な回転を行うことが可能である。   In addition, by performing inverter control using the detected AC voltage / current phase difference information, the rotor position is detected in motor drive by 180 degree energization including low noise, low vibration, and high efficiency sinusoidal energization. Therefore, it is possible to perform stable rotation without using a sensor.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 同期モータ、2 インバータ、3 コンバータ回路、4 交流電源、5 電流センサ、6 モータ電流検出アンプ部、7 コントローラ、8 位相差検出部、9 目標位相差情報格納部、10 加算部、11 PI演算部、12 回転数設定部、13 正弦波データテーブル、14 正弦波データ作成部、15 PWM作成部、16 回転数補正部、17 回転数補正率データテーブル、18 デューティ基準値補正部、19 直流電圧検出部、20 ダイオード全波整流回路、21 平滑コンデンサ、22 リアクトル、30 ゼロクロス点検出部。   1 synchronous motor, 2 inverter, 3 converter circuit, 4 AC power supply, 5 current sensor, 6 motor current detection amplifier unit, 7 controller, 8 phase difference detection unit, 9 target phase difference information storage unit, 10 addition unit, 11 PI calculation , 12 rotation speed setting section, 13 sine wave data table, 14 sine wave data creation section, 15 PWM creation section, 16 rotation speed correction section, 17 rotation speed correction rate data table, 18 duty reference value correction section, 19 DC voltage Detection unit, 20 diode full wave rectification circuit, 21 smoothing capacitor, 22 reactor, 30 zero cross point detection unit.

Claims (3)

単相交流電源を入力として直流電圧に整流する整流回路と、
前記整流回路と接続され、前記整流回路で得られた直流電圧を複数相の交流電圧に変換して同期モータを駆動するインバータと、
前記直流電圧を検出する直流電圧検出部と、
前記同期モータに流れる複数相のうちのいずれかの特定相のモータ電流を検出してモータ電流信号を出力するモータ電流検出部と、
前記単相交流電源の交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出部と、
前記インバータを制御するためのパルス幅変調信号を生成する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
回転数の設定のための回転数指令値が与えられたことに応じて、前記同期モータを駆動するための駆動波データを前記複数相の各相ごとに作成する駆動波データ作成手段と、
前記駆動波データ作成手段によって作成された駆動波データから特定相の位相情報を検出し、前記モータ電流検出部から出力されたモータ電流信号との位相差を検出して位相差情報を出力する位相差検出手段と、
前記位相差検出手段から出力される位相差情報を目標の値に制御するためのデューティ基準値を算出する位相差制御手段と、
前記駆動波データ作成手段で作成された駆動波データと、前記デューティ基準値とに基づいて前記パルス幅変調信号を生成するPWM信号作成手段と、
前記同期モータに流れる電流波形の脈動を抑制するための補正部とを含み、
前記補正部は、デューティ基準値に応じて、前記直流電圧検出部で検出された前記直流電圧の脈動に応じて前記位相差制御手段で算出された前記デューティ基準値あるいは、前記ゼロクロス点検出部におけるゼロクロス点の検出からの経過時間に従う前記同期モータの回転数指令値を補正する、モータ制御装置。
A rectifier circuit that rectifies a single-phase AC power source into a DC voltage as an input;
An inverter connected to the rectifier circuit and converting a DC voltage obtained by the rectifier circuit into a plurality of phases of AC voltage to drive a synchronous motor;
A DC voltage detector for detecting the DC voltage;
A motor current detector for detecting a motor current of any one of a plurality of phases flowing through the synchronous motor and outputting a motor current signal;
A zero-cross point detector for detecting a zero-cross point of the AC voltage of the single-phase AC power source;
A control device for generating a pulse width modulation signal for controlling the inverter,
The controller is
Drive wave data creation means for creating drive wave data for driving the synchronous motor for each phase of the plurality of phases in response to the rotation speed command value for setting the rotation speed being given,
The phase information of the specific phase is detected from the drive wave data created by the drive wave data creation means, the phase difference from the motor current signal output from the motor current detector is detected, and the phase difference information is output. Phase difference detection means;
A phase difference control means for calculating a duty reference value for controlling the phase difference information output from the phase difference detection means to a target value;
PWM signal generating means for generating the pulse width modulation signal based on the driving wave data generated by the driving wave data generating means and the duty reference value;
A correction unit for suppressing pulsation of a current waveform flowing in the synchronous motor,
In the correction unit, the duty reference value calculated by the phase difference control unit according to the pulsation of the DC voltage detected by the DC voltage detection unit or the zero cross point detection unit according to the duty reference value A motor control device for correcting a rotational speed command value of the synchronous motor according to an elapsed time from detection of a zero cross point.
前記補正部は、前記デューティ基準値が所定値未満である場合には、前記直流電圧検出部で検出された前記直流電圧の脈動に応じて前記位相差制御手段で算出された前記デューティ基準値を補正する、請求項1に記載のモータ制御装置。   When the duty reference value is less than a predetermined value, the correction unit calculates the duty reference value calculated by the phase difference control unit according to the pulsation of the DC voltage detected by the DC voltage detection unit. The motor control device according to claim 1, wherein correction is performed. 前記補正部は、前記デューティ基準値が所定値以上である場合には、回転数指令値を補正する、請求項1に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the correction unit corrects the rotational speed command value when the duty reference value is equal to or greater than a predetermined value.
JP2010236080A 2010-10-21 2010-10-21 Motor controller Withdrawn JP2012090460A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010236080A JP2012090460A (en) 2010-10-21 2010-10-21 Motor controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010236080A JP2012090460A (en) 2010-10-21 2010-10-21 Motor controller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012090460A true JP2012090460A (en) 2012-05-10

Family

ID=46261450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010236080A Withdrawn JP2012090460A (en) 2010-10-21 2010-10-21 Motor controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012090460A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017022362A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-09 日立工機株式会社 Electric tool
EP3343742A1 (en) * 2017-01-02 2018-07-04 LG Electronics Inc. Motor control device and method for controlling motor control device
JP2018148642A (en) * 2017-03-02 2018-09-20 株式会社デンソー Motor drive circuit
CN113162448A (en) * 2021-04-27 2021-07-23 深圳市能隙科技有限公司 Three-level converter bus balance control method, device, equipment and medium
CN113691173A (en) * 2021-07-23 2021-11-23 江苏东成工具科技有限公司 Current control method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017022362A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-09 日立工機株式会社 Electric tool
JPWO2017022362A1 (en) * 2015-07-31 2018-05-24 日立工機株式会社 Electric tool
US10411620B2 (en) 2015-07-31 2019-09-10 Koki Holdings Co., Ltd. Power tool
EP3343742A1 (en) * 2017-01-02 2018-07-04 LG Electronics Inc. Motor control device and method for controlling motor control device
US10644632B2 (en) 2017-01-02 2020-05-05 Lg Electronics Inc. Motor control device and method for controlling motor control device
JP2018148642A (en) * 2017-03-02 2018-09-20 株式会社デンソー Motor drive circuit
CN113162448A (en) * 2021-04-27 2021-07-23 深圳市能隙科技有限公司 Three-level converter bus balance control method, device, equipment and medium
CN113691173A (en) * 2021-07-23 2021-11-23 江苏东成工具科技有限公司 Current control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9893660B2 (en) Electric motor and motor control
JP6369517B2 (en) Control device for power converter
JP4241218B2 (en) AC motor control device and AC motor system
JP2011078153A (en) Motor control device
JP2012090460A (en) Motor controller
JP4742590B2 (en) Inverter controller for motor drive
JP2008172948A (en) Controller for brushless motors
JP2021083276A (en) Motor controller, motor control method, hybrid system, step-up converter system, and electrically-driven power steering system
JP2007060783A (en) Motor drive control device
JP5196269B2 (en) Electric motor control device
JP2010068581A (en) Electric motor drive unit
JP2009177934A (en) Inverter control device for driving motor
JP5253470B2 (en) Inverter control device
JP6008273B2 (en) Inverter device
JP2008043048A (en) Inverter controller for driving motor
JP5078925B2 (en) Electric motor drive device and equipment
JP2010288331A (en) Inverter device
JP4485902B2 (en) Inverter device, compressor drive device and refrigeration / air-conditioning device
JP3696786B2 (en) Motor control device
JP6729250B2 (en) Power converter controller
JP2009247134A (en) Device and method for detecting rotor position, and device and method for controlling motor
KR101694167B1 (en) Method for estimating rotar position of synchronous motor and motor driver using the same
JP5056052B2 (en) Inverter control device for motor drive and equipment using the device
JP2013247686A (en) Motor controller
JP4485903B2 (en) Inverter device, compressor drive device and refrigeration / air-conditioning device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140107