JP2669540B2 - Rotary compressor controller - Google Patents

Rotary compressor controller

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JP2669540B2
JP2669540B2 JP63190630A JP19063088A JP2669540B2 JP 2669540 B2 JP2669540 B2 JP 2669540B2 JP 63190630 A JP63190630 A JP 63190630A JP 19063088 A JP19063088 A JP 19063088A JP 2669540 B2 JP2669540 B2 JP 2669540B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロータリ圧縮機のトルク制御装置に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a torque control device for a rotary compressor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電動要素によつて駆動される回転機械の一例として、
密閉型ロータリ圧縮機について説明する。第22図および
第23図は、密閉型ロータリ圧縮機の従来構造を示す縦断
面図およびA−A横断面である。これらの図において、
符号1は容器であり、内部に電動要素および圧縮要素を
収納している。符号2は電動要素のステータ(固定子)
であり、容器1内周に固定されている。このステータ2
の内側には、主軸4に嵌着され、主軸4と一体に回転す
る電動要素のロータ(回転子)3が配置されている。主
軸4は、主軸受5および端部軸受6により支承されてい
る。これらの軸受5,6は、シリンダブロツク7に締結さ
れている。シリンダブロツク7は容器1に固定されてい
る。このシリンダブロツク7内には圧縮室12が形成され
ており、この圧縮室12内には主軸4と偏心して一体化さ
れたローラ8が設けられ、バネ10によつてローラ8表面
に押圧付勢されたベーン9が配設されており、これらが
圧縮要素を構成している。このような構成のもとで上記
電動要素により主軸4が回転駆動されると、冷媒ガスが
容器1の外部に設けられた吸入アキユムレータ11から吸
入され、圧縮室12においてローラ8により所定の圧力ま
で加圧され、矢印方向に沿つてケース外に吐出される。
As an example of a rotary machine driven by an electric element,
The hermetic rotary compressor will be described. FIG. 22 and FIG. 23 are a longitudinal sectional view and an AA transverse section showing a conventional structure of the hermetic rotary compressor. In these figures,
Reference numeral 1 denotes a container, in which an electric element and a compression element are housed. Reference numeral 2 denotes an electric element stator (stator).
And is fixed to the inner periphery of the container 1. This stator 2
A rotor (rotor) 3 of an electric element, which is fitted to the main shaft 4 and rotates integrally with the main shaft 4, is arranged inside the. The main shaft 4 is supported by a main bearing 5 and end bearings 6. These bearings 5 and 6 are fastened to a cylinder block 7. The cylinder block 7 is fixed to the container 1. A compression chamber 12 is formed in the cylinder block 7. A roller 8 eccentrically integrated with the main shaft 4 is provided in the compression chamber 12. Disposed vanes 9 are arranged, which form the compression element. When the main shaft 4 is rotationally driven by the electric element under such a configuration, the refrigerant gas is sucked from a suction accumulator 11 provided outside the container 1 and reaches a predetermined pressure by the rollers 8 in the compression chamber 12. It is pressurized and discharged outside the case along the direction of the arrow.

このような構造のロータリ圧縮機は特開昭58−187635
号公報に開示されている。
A rotary compressor having such a structure is disclosed in JP-A-58-187635.
No. 6,086,045.

ところで、このような構造の圧縮機においては、電動
要素が時間に対してほぼ一定のトルクを出力するのに対
し、圧縮要素内のガス吸収トルクは、主軸4が1回転す
る間に非常に大きな変動が生じている。そして、このガ
ス吸収トルクと電磁トルクとの差、すなわち残差トルク
が容器1に対して加振トルクとして働き、圧縮機全体で
は回転方向に対して大きな回転方向振動を誘起されると
いう問題が生じる。
By the way, in the compressor having such a structure, the electric element outputs an almost constant torque with respect to time, whereas the gas absorption torque in the compression element is extremely large during one rotation of the main shaft 4. There are fluctuations. Then, the difference between the gas absorption torque and the electromagnetic torque, that is, the residual torque acts as an exciting torque on the container 1, and a problem arises that a large rotational vibration is induced in the rotational direction of the entire compressor. .

第24図は、一例としてロータリ圧縮機における振動の
発生原因について概略的に示したものである。圧縮要素
および電動要素の各々の回転系(回転子3,ローラ8,主軸
4)と固定系(固定子2,ブロツク7,容器1)に対して、
ガス圧縮トルクTGと電磁トルクTMはそれぞれ図中に示す
ごとく作用する。なお、図中において時計回りを正と
し、反時計回りを負として示している。
FIG. 24 is a schematic diagram showing the cause of vibration in the rotary compressor as an example. For each rotary system (rotor 3, roller 8, main shaft 4) and fixed system (stator 2, block 7, container 1) of compression element and electric element,
The gas compression torque TG and the electromagnetic torque T M act as shown in the figure. In the figure, clockwise is shown as positive and counterclockwise is shown as negative.

このときの回転系および固定系の運動方程式は、 および で示される。ただし、 はそれぞれ回転系および固定系の慣性トルクであり、
JR,JSは夫々回転系および固定系の慣性モーメントであ
り、TG−TMが残差トルク(=加振トルク)に相当し、K
は圧縮機支持パネルのバネ定数、φは回転系の回転角
であり、回転系の回転角速度 の関係がある。
The equations of motion of the rotating system and the fixed system at this time are and Indicated by However, Are the inertia torques of the rotary system and the fixed system, respectively,
J R and J S are the inertial moments of the rotating system and the fixed system, respectively, and T G −T M corresponds to the residual torque (= excitation torque), and K
Is the spring constant of the compressor support panel, φ R is the rotation angle of the rotation system, and the rotation angular velocity of the rotation system There is a relationship.

そこで、回転系の回転速度ωを検出して、これが一
定の回転速度指令値に常に等しくなるようにフイードバ
ツク制御すれば となり、(1)式からTM−TG=0となり、電磁トルクTM
と負荷トルクTGがつり合うことにより、(2)式におけ
る加振トルクがなくなり、回転機械の振動、騒音の発生
原因である容器の回転方向振動が抑制できる。
Therefore, if the rotational speed ω R of the rotary system is detected and feed back control is performed so that this is always equal to a constant rotational speed command value, Then, from equation (1), T M −T G = 0, and the electromagnetic torque T M
And the load torque T G are balanced with each other, the vibration torque in the equation (2) is eliminated, and vibration of the rotating machine and rotation direction vibration of the container, which is a cause of noise, can be suppressed.

さらに、特開60−223181号に示されるように、圧縮機
の負荷トルクTGは一回転中で大きく変動するが、一回転
を周期として繰返される周期脈動負荷であり、ある回転
角度に着目すれば負荷トルク値はあまり変化しないとい
う事実に注目して、各回転角度において検出した回転速
度を1回転後の同一角度においてフイードバツクさせる
方法によりトルク制御を行う従来例もある。
Further, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 60-223181, the load torque T G of the compressor fluctuates greatly during one rotation, but it is a cyclic pulsating load that is repeated with one rotation as a cycle, and attention should be paid to a certain rotation angle. There is also a conventional example in which torque control is performed by a method in which the rotation speed detected at each rotation angle is fed back at the same angle after one rotation, paying attention to the fact that the load torque value does not change much.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、回転速度の変動曲線と負荷トルクTG
変動曲線は一般に位相が異なる。第25図は、ロータリ圧
縮機における負荷トルク曲線とロータの回転速度変動曲
線を併記して示したものである。図からわかるように、
回転速度の変動は、トルク変動に対し遅れ位相となり、
負荷トルクのピーク値に対して、回転速度が最小になる
点は数十度おくれている。
However, the rotation curve and the load torque TG generally have different phases. FIG. 25 shows a load torque curve in the rotary compressor and a rotational speed fluctuation curve of the rotor together. As you can see from the figure,
The fluctuation of the rotation speed has a delay phase with respect to the torque fluctuation,
The point at which the rotation speed becomes the minimum is tens of degrees behind the peak value of the load torque.

したがつて、ロータの回転速度を検出して、検出速度
が指令速度より小さいときはモータ出力を増大させ、検
出速度が指令速度より大きいときにはモータ出力を減少
させる前述のようなトルク制御をしたのでは、この位相
遅れのため負荷トルクにモータ出力トルクを完全に同期
化させることができないという問題があり、何らかの位
相補正手段が必要になる。
Therefore, the torque control is performed by detecting the rotation speed of the rotor and increasing the motor output when the detected speed is lower than the command speed, and decreasing the motor output when the detected speed is higher than the command speed. However, there is a problem that the motor output torque cannot be perfectly synchronized with the load torque due to this phase delay, and some phase correction means is required.

しかしながら、この位相補正は次に述べる理由により
実現が困難である。即ち、ロータリ圧縮機のトルク成分
は、第26図に示されるように、圧縮機の運転周波数に対
応した回転1次成分の他に、2次,3次…等の高周波成分
を含んでおり、それらは互いに一定の位相差を有してい
る。(1)式を参照して、回転速度ωは加振トルクΔ
Trに対して積分の関係にある。ここで、回転n次の加振
トルク成分ΔTnに着目すると、 ΔTn=ΔTn o sin nωtを積分して より、回転速度のn次成分は、トルクのn次成分に対し
π/2nの位相遅れがあることがわかる。実際のロータ回
転速度は、このn次成分全てを合成したものであり、ま
たこれらの成分比は運転条件によつても異なるものであ
るため、最適な位相補正角度を簡単に決定できない問題
がある。
However, this phase correction is difficult to realize for the following reason. That is, as shown in FIG. 26, the torque component of the rotary compressor includes high-frequency components such as secondary, tertiary ... In addition to the rotational primary component corresponding to the operating frequency of the compressor, They have a certain phase difference from each other. Referring to the equation (1), the rotation speed ω R is the excitation torque Δ
It has an integral relationship with Tr. Here, focusing on the excitation torque component ΔTn of the nth rotation, by integrating ΔTn = ΔTn o sin nωt From this, it can be seen that the nth-order component of the rotation speed has a phase delay of π / 2n with respect to the nth-order component of the torque. The actual rotor rotation speed is a combination of all the nth-order components, and the ratio of these components is different depending on the operating conditions, so there is a problem that the optimum phase correction angle cannot be easily determined. .

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであつて、そ
の目的は、ロータの各回転角度において位相遅れなくモ
ータ出力トルクを負荷トルクに同期させて加振トルクを
無くし、確実に且つ速やかに低振動化を達成し得る回転
電動機械のトルク制御装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to synchronize the motor output torque with the load torque without phase delay at each rotation angle of the rotor to eliminate the excitation torque, and to reliably and quickly reduce the torque. An object of the present invention is to provide a torque control device for a rotary electric machine that can achieve vibration.

〔課題を解決する手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、電動機と、この電動機によって回転駆動
されるロータリ圧縮機と、このロータリ圧縮機の回転速
度を出力する回転加速度検出手段と、回転加速度指令を
発する手段と、この回転加速度指令と前記出力された回
転加速度との偏差に基づいて前記電動機に与える電流指
令を生成する電流指令生成手段と、この電流指令に基づ
いて前記電動機を駆動する手段とを備えたロータリ圧縮
機の制御装置において、前記回転速度検出手段は、前記
ロータリ圧縮機の1回転の角度を複数に分割しこの分割
された角度枚の回転加速度を出力するものであり、前記
電流指令生成手段は、前記複数に分割された角度毎に前
記その角度の偏差に基づいて積分する複数の積分手段を
有することにより達成される。
The above-mentioned objects are: an electric motor, a rotary compressor rotatably driven by the electric motor, a rotational acceleration detecting means for outputting the rotational speed of the rotary compressor, a means for issuing a rotational acceleration command, the rotational acceleration command and the output. In a control device for a rotary compressor, comprising: a current command generating unit that generates a current command to be given to the electric motor based on a deviation from the rotational acceleration, and a unit that drives the electric motor based on the current command. The rotation speed detecting means divides an angle of one rotation of the rotary compressor into a plurality of pieces, and outputs the rotational acceleration of the divided angle sheets, and the current command generating means has a plurality of angles. This is achieved by having a plurality of integrating means for integrating each time based on the deviation of the angle.

〔作用〕[Action]

回転速度を微分して得られる回転加速度 は、トルク変動の大きさを反映した値でトルク変動と同
相に変化しておりこれを本発明はトルク制御に用いるの
で、前記問題点の項で述べたような位相補正を必要とし
ない。
Rotational acceleration obtained by differentiating the rotational speed Changes in the same phase as the torque fluctuation with a value that reflects the magnitude of the torque fluctuation. Since the present invention is used for torque control, the phase correction as described in the section of the problem is not required.

すなわち、本発明によれば、回転主軸の1回転中の各
回転角度位置における回転加速度から、加振トルクを零
とするに必要な制御量を算出し、位相遅れなく各回転角
度で負荷トルクの変動に電動要素の出力トルクを追従さ
せることができるので、加振トルクを確実かつ速やかに
小さくできる。
That is, according to the present invention, the control amount required to make the exciting torque zero is calculated from the rotational acceleration at each rotational angle position during one rotation of the rotating spindle, and the load torque is calculated at each rotational angle without phase delay. Since the output torque of the electric element can be made to follow the fluctuation, the vibration torque can be reduced reliably and promptly.

〔実施例〕〔Example〕

以下、電動要素(直流モータ)により駆動される回転
機械の一種であるロータリ圧縮機をインバータにより駆
動させる場合について説明する。第2図は第22図,第23
図に示した従来の圧縮機とその構造がほとんど同じであ
るから、異なる部分のみを説明し、同一部は同一の符号
を付すことにより、その説明は省略する。
Hereinafter, a case will be described in which a rotary compressor, which is a type of rotating machine driven by an electric element (DC motor), is driven by an inverter. Figure 2 shows Figures 22 and 23
Since the structure is almost the same as that of the conventional compressor shown in the figure, only different parts will be described and the same parts will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

第2図において、電動要素20のロータ2と圧縮要素21
のローラ8とを直結する回転主軸4の一端が延長されて
回転位置検出部材である歯車22が固着され、この歯車22
は主軸4とは一体に回転するようになつている。容器1
には位置検出センサ(例えば電極ピツクアツプやギヤツ
プセンサなど)23が固定されており、歯車22の歯車列を
検知して主軸4の回転角度位置に応じた正弦波状信号を
出力するようなつている。
In FIG. 2, the rotor 2 and the compression element 21 of the electric element 20 are shown.
One end of the rotary main shaft 4 that is directly connected to the roller 8 is extended to fix a gear 22 that is a rotational position detecting member.
Is adapted to rotate integrally with the main shaft 4. Container 1
A position detecting sensor (for example, an electrode pick-up or a gear-up sensor) 23 is fixed to the position detecting sensor 23 and detects a gear train of the gear 22 to output a sinusoidal signal corresponding to the rotational angle position of the main shaft 4.

第3図から第7図は、位置検出センサ23より検出され
た正弦波状信号から回転主軸4の回転速度および回転加
速度を求める一連の過程を示したものである。今、第3
図に示すように歯車22が回転すると位置検出センサ23か
らは同第4図に示すような正弦波状の検出波形24が出力
される。これをスレシヨルド電圧27を基準に波形整形し
てパルス列に変換したものが第5図に示す回転パルス信
号25である。このパルス時系列25の各パルス値tT1,T2,
…Tnを測定し、その逆数Ni=1/Tiから各時刻での回転速
度Niが求まる。1回転中の各回転角度における回転速度
28を示したものが第6図である。一方、各時刻での回転
加速度は、回転パルス信号25のiパルス時の回転速
度Niと(i−1)パルス時の回転速度Ni-1より、
(Ni−Ni-1)/Tiとして得られる。あるいは、(i+
1)パルス時の回転速度Wi+1を得てから=(Ni+1
Ni-1)/(Ti+Ti+1)より求めることもできるし、又は
Ni-1,Ni,Ni+1の3点補間より同様に求めることもでき
る。1回転中の各回転角度における回転加速度101を示
したものが第7図である。
FIGS. 3 to 7 show a series of processes for obtaining the rotational speed and rotational acceleration of the rotary spindle 4 from the sinusoidal signal detected by the position detection sensor 23. Now the third
As shown in FIG. 4, when the gear 22 rotates, the position detecting sensor 23 outputs a sinusoidal detection waveform 24 as shown in FIG. The rotation pulse signal 25 shown in FIG. 5 is obtained by shaping the waveform of the threshold voltage 27 based on the threshold voltage 27 and converting it into a pulse train. Each pulse value of this pulse time series 25 tT 1 , T 2 ,
... T n is measured, and the reciprocal number N i = 1 / T i determines the rotation speed N i at each time. Rotational speed at each rotation angle during one rotation
FIG. 6 shows 28. On the other hand, the rotational acceleration i at each time, from the rotational speed at i pulses of the rotational pulse signal 25 N i and (i-1) the rotational speed N i-1 at the time of pulse, i =
It is obtained as (N i −N i-1 ) / T i . Alternatively, (i +
1) After obtaining the rotation speed W i + 1 at the pulse, i = (N i + 1
N i-1 ) / (T i + T i + 1 ) or
It can be similarly obtained by three-point interpolation of N i−1 , N i , and N i + 1 . FIG. 7 shows the rotation acceleration 101 at each rotation angle during one rotation.

第8図は、検出パルスから回転速度及び回転加速度を
演算する別の方法を示している。検出パルス25の1周期
間隔のパルス幅を測定し、測定位置を半周期ずつずらし
ながら各パルス幅T1,T2,…Tiを測定している。その逆数
Ni=1/Tiから各点の回転速度を求め、さらに両隣りの速
度Ni-1,Ni+1及びパルス幅Tiより=(Ni+1−Ni-1)/
Tiとして求めることもできる。
FIG. 8 shows another method of calculating the rotation speed and the rotation acceleration from the detection pulse. The pulse width of the detection pulse 25 at intervals of one cycle is measured, and the pulse widths T 1 , T 2 , ... T i are measured while shifting the measurement position by half cycles. Its reciprocal
The rotation speed of each point is obtained from N i = 1 / T i, and i = (N i + 1 −N i-1 ) / is calculated from the speeds N i−1 , N i + 1 and the pulse width T i on both sides.
It can also be obtained as T i .

第9図にトルク制御装置の全体構成を示す。即ち、位
置検出センサ23で得た検出信号24は波形整形回路29にて
回転パルス信号25に変換され、インターフエイス30を介
してマイコン38のCPU31に送られる。この回転パルス信
号25によりマイコン38の割込み起動し、検出−演算−指
令の一連の動作を実行する。即ち、回転パルス信号25の
パルス間隔をマイコン内蔵タイマーにクロツクして前記
の時間間隔Tiを求め、これより回転速度Ni,回転加速度
を演算する。そしてこの回転加速度が0で、か
つ回転速度Niが指令速度Ncに等しくなるために必要な、
圧縮機の電動要素20に与える電流指令値を演算し出力す
る。そしてこの制御信号は制御部34に送られてベースド
ライバ35を駆動するチヨツパ信号を形成する。このベー
スドライバ35の電流制御動作によりインバータ36は電動
要素20へ供給する巻線電流を制御してトルク制御を行
い、圧縮機回転速度を常にある許容値以下の変動で指令
速度に等しくなるよう、かつ、ロータ回転加速度が各回
転角度にて最小となるよう、絶えず制御し続ける。これ
ら一連の制御ループはROM33に書き込まれている。
FIG. 9 shows the overall configuration of the torque control device. That is, the detection signal 24 obtained by the position detection sensor 23 is converted into the rotation pulse signal 25 by the waveform shaping circuit 29 and sent to the CPU 31 of the microcomputer 38 via the interface 30. The rotation pulse signal 25 activates the interruption of the microcomputer 38 to execute a series of operations of detection-calculation-command. That is, the pulse interval of the rotation pulse signal 25 is clocked by the timer built into the microcomputer to obtain the time interval T i , from which the rotation speed N i and the rotation acceleration are calculated.
i is calculated. Then, this rotational acceleration i is 0, and it is necessary for the rotational speed N i to be equal to the commanded speed N c ,
A current command value given to the electric element 20 of the compressor is calculated and output. The control signal is sent to the control unit 34 to form a chopper signal for driving the base driver 35. By the current control operation of the base driver 35, the inverter 36 controls the winding current supplied to the electric element 20 to perform torque control, so that the compressor rotation speed is always equal to the command speed with a fluctuation of a certain allowable value or less. In addition, control is continuously performed so that the rotor rotational acceleration is minimized at each rotational angle. These series of control loops are written in the ROM 33.

このトルク制御装置の参考制御フローを第1図に示し
たブロツク線図にて詳細に説明する。なお、図面中に示
したSはラプラス作用素であり、1/Sは積分要素を示し
ている。電動要素の電磁トルクTM(105)に対し、圧縮
機の負荷トルクTGは外乱として作用し、その残差トルク
TM−TG=ΔTrが加振トルクとなり、回転速度ωにしたがつて変動する。
A reference control flow of this torque control device will be described in detail with reference to the block diagram shown in FIG. Note that S shown in the drawing is a Laplace operator, and 1 / S is an integral element. The load torque T G of the compressor acts as a disturbance against the electromagnetic torque T M (105) of the electric element, and its residual torque
T M −T G = ΔT r is the excitation torque, and the rotation speed ω R is Fluctuates accordingly.

この回転速度ωに基づくロータの回転角度位置φ
を前述の歯車23等によりサンプリングして得た前記の回
転パルス信号25のkパルス時の時間tF)をマイコン
38の内蔵タイマーを用いて測定する。マイコン38はkパ
ルス時時間tF)と(k−1)パルス時間tFk-1
の間隔ΔTF)=tF)−tFk-1)を求める。そ
して、第2図にて説明した方法により、kパルス時の回
転速度NF)(28),回転加速度)(101)
を求める。なお、第1図ではkパルス時の回転加速度
)を得る演算として、kパルス時の回転速度
)と(k−1)パルス時の回転速度NFk-1)を用
いる前進差分方式)=(NF)−
NFk-1))/ΔTF)を利用しているが、この代り
に、前述したように(k+1)パルス時の回転速度NF
k+1)と(k−1)パルス時の回転速度NFk-1)を用い
る中心差分方式)=(NFk+1)−NFk-1))
/(ΔTF)+ΔTFk-1))を利用してもよいし、
又は後退差分方式や3点補間などを利用してもよい。
Rotational angular position phi R of the rotor based on the rotation speed omega R
The time t F ( k ) at the time of the k pulse of the rotation pulse signal 25 obtained by sampling
Measure with 38 built-in timers. The microcomputer 38 uses k pulse time t F ( k ) and (k-1) pulse time t F ( k-1 )
Request interval ΔT F (k) = t F (k) -t F (k-1). Then, by the method described in FIG. 2, the rotation speed N F ( k ) (28) and the rotation acceleration F ( k ) (101) at the time of k pulses are obtained.
Ask for. In FIG. 1, the rotational acceleration at the time of the k pulse is shown.
As a calculation for obtaining F ( k ), the rotation speed F at the time of k pulses
(K) and (k-1) pulses when the rotational speed N F (k-1) using the forward difference method F (k) = (N F (k) -
N F ( k-1 )) / ΔT F ( k ) is used, but instead of this, as described above, the rotation speed N F ((k + 1) pulse) N F (
k + 1) and (k-1) pulses when the rotational speed N F (k-1) central difference using method F (k) = (N F (k + 1) -N F (k-1))
/ (ΔT F (k) + ΔT F (k-1)) may be utilized,
Alternatively, a backward difference method or three-point interpolation may be used.

又は、前述した第8図に係る検出方式を採用し、(k
+1)パルス時の回転速度NFk+1)と(k−1)パル
ス時の回転速度NFk-1)及びKパルス時間隔Δ
TF)を用いて)=(NFk+1)−
NFk-1))/ΔTF)と演算しても良い。但し、注
意すべきことは、Kパルス時回転加速度)が確
認するのは、(k+1)パルス時の回転速度NFk+1
が確定した後であることがあり、1回転分のむだ時間を
有する制御系であつてはじめて可能になることである。
Alternatively, the detection method according to FIG.
+1) Pulse rotational speed N F (k + 1) and (k-1) the rotational speed at the time of pulse N F (k-1) and K Pulse interval Δ
Using T F ( k ), F ( k ) = (N F ( k + 1 ) −
It may be calculated as N F ( k−1 )) / ΔT F ( k ). However, it should be noted that the rotational acceleration F ( k ) at the time of the K pulse confirms that the rotational speed N F ( k + 1 ) at the time of the (k + 1) pulse.
Is determined, and it is possible only with a control system having a dead time for one rotation.

このようにして求めたNF)(28)、及び
)(101)は各々フイードバツクされて、各々
指令速度Nc及び指令加速度(Nc=一定のときは
である。)と比較されて、偏差ΔN()(102)及び
Δ()(103)を得る。トルク制御系は、この各々
の偏差量に対しPI(比例・積分)制御動作により、各々
の偏差が零に等しくなるように動作する。すなわち、電
動要素の電磁出力トルクを決定するマイコンのkパルス
時の電流指令値ic)(104)は、次式に従つて計算
される。
N F ( k ) (28) obtained in this way, and
F ( k ) (101) is feedback-backed, and command speed Nc and command acceleration c ( Nc = c when constant )
It is. ) To obtain the deviations ΔN ( k ) (102) and Δ ( k ) (103). The torque control system operates so that each deviation becomes equal to zero by a PI (proportional / integral) control operation for each deviation amount. That is, the current command value i c ( k ) (104) at the time of the k pulse of the microcomputer that determines the electromagnetic output torque of the electric element is calculated according to the following equation.

ここで、第1項は速度偏差ΔN()に対する操作量
であり、第2項は加速度偏差Δ()に対する操作量
である。KPn,KPa,KIn,KIaは各々速度偏差、加速度偏差
の比例ゲイン及び積分ゲインであり、Knc,Knaは各々、
速度偏差、加速度偏差の比例+積分値を電流指令値に変
換する変換定数である。このようにして得た電流指令値
ic)かkパルス時の電動要素の電磁トルクTM
(105)はTM)=kDA・KT・ic)として決定され
る。ここで、KDAはマイコン内のデジタル量とアナログ
出力のD/A変換定数でありKTは電流−トルクの変換定数
(トルク定数)である。
Here, the first term is the operation amount for the speed deviation ΔN ( k ), and the second term is the operation amount for the acceleration deviation Δ ( k ). K Pn , K Pa , K In , and K Ia are the proportional gain and integral gain of velocity deviation and acceleration deviation, respectively, and K nc and K na are respectively
This is a conversion constant for converting a proportional + integral value of the speed deviation and the acceleration deviation into a current command value. Current command value obtained in this way
i c ( k ) or electromagnetic torque T M ( k ) of the electric element at the time of k pulses
(105) is determined as T M ( k ) = k DA · K T · i c ( k ). Here, K DA is the D / A conversion constant of the digital amount and analog output in the microcomputer, and K T is the current-torque conversion constant (torque constant).

ここで上式の物理的意味を考えると次の様である。第
13図は、1回転中の負荷トルクTGの曲線とトルク制御し
ない場合の電磁トルクTMの曲線とを示している。この曲
線TMと継横軸によつて囲まれる斜線部で示した領域が1
回転中に圧縮機を駆動するに要するエネルギーである。
今、圧縮機の回転速度を平均的に指令速度Ncに等しくさ
せるには、この電磁トルク曲線の囲む面積が負荷トルク
曲線の囲む面積と等しくなるようにすれば良い。上式の
第1項はこの大きさに相当し、いわば電動要素に供給す
る電流の直流成分に相当する。これに対し、各回転角度
で回転脈動を生じさせないためには負荷トルク曲線に電
極トルク曲線を等しくさせる必要があり、上式の第2項
はこのための大きさ(従つて各回転角度で正負に変化す
る)であり、いわば電流の交流成分に相当する(第14図
参照)。
Here, considering the physical meaning of the above equation, it is as follows. No.
13 figure shows the curve of the electromagnetic torque T M in the case of 1 no curve and the torque control of the load torque T G during rotation. The shaded area surrounded by this curve T M and the horizontal axis is 1
It is the energy required to drive the compressor during rotation.
Now, in order to make the rotation speed of the compressor equal to the command speed Nc on average, the area surrounded by this electromagnetic torque curve may be made equal to the area surrounded by the load torque curve. The first term in the above equation corresponds to this magnitude, so to speak, to the DC component of the current supplied to the electric element. On the other hand, in order to prevent the rotation pulsation at each rotation angle, it is necessary to make the electrode torque curve equal to the load torque curve, and the second term in the above equation is the magnitude for this (thus positive and negative at each rotation angle). , Which corresponds to the AC component of the current (see Fig. 14).

第10図にトルク制御装置の第2の参考例を示す。回転
速度の制御については1回転の平均速度が指令速度と等
しくなればよい訳であるから、第6図では回転速度に関
しては1回転に1回の検出および制御を行うようにして
いる。すなわち、回転速度に関してはロータの1回転中
に発生する前記の回転パルス信号25をカウンタ39で分周
して1回転1パルスの入力とし、この1回転1パルスの
入力のnパルス時(すなわちロータのn回転時)時間tn
と(n−1)パルス時(すなわち(n−1)回転時)時
間tn-1との差ΔTnより、1回転の平均速度に相当する検
出速度NFnを演算し、この検出速度NFn(100)をフイー
ドバツクして指令速度Ncと比較して1回転速度偏差ΔNn
(108)を求め、これにより速度制御を行うようにして
いる。加速度の検出−制御系に関しては第1図に示した
参考例と同様である。
FIG. 10 shows a second reference example of the torque control device. Regarding the control of the rotation speed, it is only necessary that the average speed of one rotation becomes equal to the command speed. Therefore, in FIG. 6, the rotation speed is detected and controlled once per rotation. That is, regarding the rotation speed, the rotation pulse signal 25 generated during one rotation of the rotor is divided by the counter 39 to be input as one rotation and one pulse, and when this one rotation and one pulse is input n pulses (that is, the rotor is rotated). N times) time t n
And a detection speed N Fn corresponding to the average speed of one rotation is calculated from the difference ΔT n between (n-1) pulse time (that is, (n-1) rotation time) time t n-1. Fn (100) is fed back and compared with the command speed N c, and one rotation speed deviation ΔN n
(108) is obtained, and speed control is performed by this. The acceleration detection-control system is the same as in the reference example shown in FIG.

第11図に本発明の第1の実施例を示す。これは、1回
転中の前記回転パルス信号25のパルス数がnパルスのと
き、加速度偏差に対する積分制御要の積分器(109)を
n個用意し、回転パルス信号25のパルス入力毎に切替え
て使用する。これにより各積分器(109)は、各回角度
毎に対応したものとなり、各角度独立で過去の同一角度
での回転加速度偏差入力を積分していく動作をする。こ
れは、負荷トルクの変動が周期的性質をもつ場合に対し
ては効果的な方法である。
FIG. 11 shows the first embodiment of the present invention. This is because when the number of pulses of the rotation pulse signal 25 during one rotation is n pulses, n integrators (109) for integral control with respect to acceleration deviation are prepared and switched for each pulse input of the rotation pulse signal 25. use. As a result, each integrator (109) corresponds to each rotation angle, and operates to integrate the rotational acceleration deviation input at the same angle in the past independently for each angle. This is an effective method when the fluctuation of the load torque has a periodic property.

第12図は第2の実施例を示し、これは第11図において
検出回転速度NF)(28)のフイードバツクの代り
に、第5図における一回転平均検出回転速度(100)の
フイードバツクを用いたものである。その他の部分は第
11図の実施例と同様である。
FIG. 12 shows a second embodiment, which replaces the feed back of the detected rotation speed N F ( k ) (28) in FIG. 11 with the feed back of the one rotation average detection rotation speed (100) in FIG. Is used. Other parts are first
This is similar to the embodiment shown in FIG.

以上の各参考例及び実施例では、1回転中の各回転角
度での回転加速度を同じ1回転中の各回転角度において
フイードバツクするもの、換言すれば、現在の1回転中
の各回転角度での回転加速度を現在の1回転中の同じ各
回転角度においてフイードバツクするものであり、いわ
ばリアルタイムでのフイードバツクを行うものであつ
た。これに対し、下記に述べるトルク制御装置は、周期
的な変動を繰返す負荷トルクの場合、1回転中の各回転
角度での回転加速度を1回転後の同じ各回転角度におい
てフイードバツクするものである。
In each of the above-described reference examples and examples, the rotational acceleration at each rotation angle during one rotation is feedback-backed at each rotation angle during the same one rotation, in other words, at each rotation angle during the current one rotation. The rotational acceleration is fed back at each of the same rotational angles in the current one rotation, so to speak, the feedback is performed in real time. On the other hand, in the case of a load torque that repeats periodic fluctuations, the torque control device described below feeds back the rotational acceleration at each rotation angle during one rotation at the same rotation angle after one rotation.

このトルク制御装置の全体構成を第9図を用いて説明
する。位置検出センサ23で得た検出信号24は波形整形回
路29にて回転パルス信号25に変換されインターフエイス
30を介してマイコン38のCPU31に送られる。この回転パ
ルス信号25によりマイコン38は割込み起動し検出−演算
−指令の一連の動作を実行する。即ち、回転パルス信号
25のパルス間隔をマイコン内蔵タイマーにてクロツクし
て第2図の時間間隔Tiを求め、これより回転速度Ni、回
転加速度を演算する。そしてこの回転加速度
0で、かつ回転速度Niが指令速度Ncに等しくなるために
必要な圧縮機の電動要素20に与える電流指令値を演算
し、RAM32にそのデータが必要なる時点まで記憶させて
おく。次に、1回転前にRAM32に記憶されたデータは、C
PU31に読み出され、制御信号として制御部34に送られて
ベースドライバ35を駆動するチヨツパ信号を形成する。
このベースドライバ35の電流制御動作により、インバー
タ36は電動要素20への供給巻線電流量を制御してトルク
制御を行い、圧縮機回転速度が常にある許容値以下の変
動内で指令速度に等しくなるように、かつ、ロータ回転
加速度が最小になるよう絶えず制御し続ける。これら一
連の制御ループはROM33に書き込まれている。
The overall configuration of this torque control device will be described with reference to FIG. The detection signal 24 obtained by the position detection sensor 23 is converted into a rotation pulse signal 25 by a waveform shaping circuit 29 and is converted into an interface signal.
It is sent to the CPU 31 of the microcomputer 38 via 30. This rotation pulse signal 25 causes the microcomputer 38 to start an interrupt and execute a series of operations of detection-calculation-command. That is, the rotation pulse signal
The 25 pulse intervals are clocked by the timer built in the microcomputer to obtain the time interval T i in FIG. 2, and the rotational speed N i and rotational acceleration i are calculated from this. Then, the current command value given to the electric element 20 of the compressor necessary for the rotational acceleration i to be 0 and the rotational speed N i to be equal to the commanded speed N c is calculated, and the data is stored in the RAM 32 until the time when the data is needed. Remember. Next, the data stored in RAM32 one rotation before is C
It is read by the PU 31 and sent to the control unit 34 as a control signal to form a chopper signal for driving the base driver 35.
By the current control operation of the base driver 35, the inverter 36 controls the amount of winding current supplied to the electric element 20 to perform torque control, and the compressor rotation speed is always equal to the command speed within a fluctuation below a certain allowable value. And continuously control so that the rotor rotation acceleration is minimized. These series of control loops are written in the ROM 33.

この制御回路系の制御フローを第15図に示したブロツ
ク線図にしたがつて詳細に説明する。なお、図中に示し
たSはプラス作用素であり、1/Sは積分要素、e-STは時
間Tのみだ時間要素を示している。電動要素の電磁トル
クTMに対し、圧縮機の負荷トルクTGは外乱として作用
し、その残差トルクTM−TG=ΔTrが加振トルクとなり、
回転速度ωは、 にしたがつて変動する。この回転速度ωに基づくロー
タの回転速度位置φを前述の歯車22等によりサンプリ
ングして得た前記の回転パルス信号25のkパルス時の時
間tF)を測定する。マイコン38はkパルス時時間tF
)と(k−1)パルス時時間tFk-1)の間隔ΔTF
)=tF)−tFk-1)を求める。そして、第3
図から第7図を用いて説明した方法によりkパルス時の
回転速度NF)を求め、これを用いてKパルス時の回
転加速度)を求める。なお、第13図,第14図で
はKパルス時の加速度)を得るために(K+
1)パルス時回転速度NFk+1)と(K−1)パルス時
回転速度NFk-1)とを用いた中心差分式)=
(NFk+1)−NFk-1))/(ΔTF)+Δ
TFk-1))を用いているが、前述したように前進差分
)=(NF)−NFk-1))/ΔTF
あるいは、後退差分式、3点補間などを用いても良い。
あるいは、第8図で述べた方法を用いてkパルス時回転
加速度)を用いても良い。他方、第10図の実施
例で述べたと同様に、ロータの1回転中のパルス数nを
カウンタ39により分周して1回転1パルスのサンプリン
グを行ない、n回転時のパルス計時時刻tnと(n−1)
回転時の時刻tn-1よりΔTn=tn−tn-1を求め、1回転の
平均速度に相当する回転速度NFn=60/ΔTFn(100)を算
出する。
The control flow of this control circuit system will be described in detail with reference to the block diagram shown in FIG. Note that S shown in the figure is a positive operator, 1 / S is an integral element, and e- ST is a time element that is only the time T. The load torque T G of the compressor acts as a disturbance against the electromagnetic torque T M of the electric element, and its residual torque T M −T G = ΔT r becomes the excitation torque.
The rotation speed ω R is Fluctuates accordingly. The rotation speed position φ R of the rotor based on the rotation speed ω R is sampled by the gear 22 or the like and the time t F ( k ) at the time of the k pulse of the rotation pulse signal 25 is measured. Microcomputer 38 has time t F at k pulse
Interval ΔT F between ( k ) and (k-1) pulse time t F ( k-1 )
(K) = Request t F (k) -t F ( k-1). And the third
The rotational speed N F ( k ) at the time of k pulse is obtained by the method described with reference to FIG. 7 and the rotational acceleration F ( k ) at the time of K pulse is obtained using this. In FIGS. 13 and 14, in order to obtain the acceleration F ( k ) at the time of K pulse, (K +
1) Central difference expression F ( k ) = using the pulse rotation speed N F ( k + 1 ) and the (K-1) pulse rotation speed N F ( k-1 )
(N F (k + 1) -N F (k-1)) / (ΔT F (k) + Δ
Although T F ( k−1 )) is used, as described above, the forward difference expression F ( k ) = (N F ( k ) −N F ( k−1 )) / ΔT F ( k )
Alternatively, a backward difference equation, three-point interpolation, or the like may be used.
Alternatively, the k pulse rotational acceleration F ( k ) may be used by using the method described in FIG. On the other hand, in the same manner as described in Example of FIG. 10, the number of pulses n in one rotation of the rotor and divided by the counter 39 performs a sampling of one rotation pulse, and the pulse counting time t n at the n-rotating (N-1)
ΔT n = t n −t n-1 is calculated from the time t n-1 during rotation, and the rotational speed N Fn = 60 / ΔT Fn (100) corresponding to the average speed of one rotation is calculated.

このようにして求めた回転速度NFn(100)および回転
加速度)(101)はフイードバツクされて、夫
々、指令速度Ncおよび指令加速度(Nc=一定の定常
運転時には=0)と比較され、夫々、速度偏差ΔNn
(108)、加速度偏差Δ)(103)を得る。但
し、この実施例においては、第n回転におけるkパルス
目の加速度)は、変動の周期性を利用して、1
回転後の同一角度(第(n+1)回転におけるkパルス
目)にてフイードバツクされるように、第10図に示すn
個のむだ時間要素e-ST(106)を経てフイードバツクさ
れる。さらに、加速度偏差Δ)に対して第15図
に示すようにn個の積分器 を用意し、これらを第11図の実施例と同様にパルス入力
毎に切替えて動作させることにより、各積分器は1回転
の各回転角度に対応して各々独立に動作させることがで
きる。その結果、第n回転におけるkパルス時の電流指
令値ic)(104)は次式に従つて計算される。
The rotational speed N Fn (100) and the rotational acceleration F ( k ) (101) thus obtained are feedback-backed, and the command speed N c and the command acceleration c (N c = c = 0 during constant steady operation, respectively). ), And the speed deviation ΔN n
(108), the acceleration deviation Δ F ( k ) (103) is obtained. However, in this embodiment, the acceleration F ( k ) at the k-th pulse in the n-th rotation is 1 by utilizing the periodicity of the fluctuation.
In order to feed back at the same angle after rotation (the k-th pulse in the (n + 1) th rotation), n shown in FIG.
It is fed back through the number of dead time element e -ST (106). Further, n number of integrators as shown in FIG. 15 relative to the acceleration deviation Δ F (k) Are prepared and operated by switching them for each pulse input similarly to the embodiment of FIG. 11, each integrator can be operated independently corresponding to each rotation angle of one rotation. As a result, the current command value i c ( k ) (104) at the time of the k-th pulse in the n-th rotation is calculated according to the following equation.

ここで、第1項は速度偏差ΔNnに対する操作量であつ
てPI(比例・積分)制御によつて制御するものであり、
第2項は第(n−1)回転時kパルス目の加速度偏差 に対する操作量であつてI(積分)制御により制御する
ものである。なお、第15図において加速度制御系に更に
比例制御の項を付加してもよい。図中で、KPn,KIn,Knc
は夫々、速度フイードバツク系の比例ゲイン、積分ゲイ
ン及び速度偏差の比例+積分値と電流指令値の変換定数
である。同様に、KIa1…KIanは1パルス目〜nパルス目
の積分ゲイン、Kacは加速度偏差の積分値と電流指令値
の変換定数である。
Here, the first term is a manipulated variable with respect to the speed deviation ΔN n and is controlled by PI (proportional / integral) control,
The second term is the acceleration deviation at the k-th pulse during the (n-1) th rotation. Is controlled by I (integral) control. In FIG. 15, a term of proportional control may be further added to the acceleration control system. In the figure, K Pn , K In , K nc
Are respectively a proportional gain of the speed feedback system, an integral gain and a proportional + integral value of the speed deviation and a conversion constant of the current command value. Similarly, K Ia1 ... K Ian is an integral gain of the first pulse to the nth pulse, and K ac is a conversion constant of the integrated value of the acceleration deviation and the current command value.

次に第16図は第8図にて示した加速度検出方法を用い
て制御系を構成した例である。ここで前述したようにk
パルス時の回転加速度)が確定するのが(k+
1)パルス時の回転速度NFk+1)=1/t1=(k+1)の確
定する後であり、実際にマイコンで演算するには更に演
算時間を要するので、第16図では、)がフイー
ドバツクされるのは(K+2)パルスのサンプリング時
になつている。そして、第16図では)がフイー
ドバツクされる時点で、n分割積分器の(k+2)番目
の積分器出力がなされ、これが平均速度ループ出力と加
算されてkパルス時電流指令値ic)が得られる。
Next, FIG. 16 shows an example in which a control system is configured by using the acceleration detecting method shown in FIG. K as described above
The rotational acceleration F ( k ) at the time of pulse is determined by (k +
1) after the determination of the rotational speed at pulse N F (k + 1) = 1 / t 1 = (k + 1), the computed actual microcomputer so further requires computation time, FIG. 16 In this case, the feedback of F ( k ) occurs at the time of sampling the (K + 2) pulse. Then, in FIG. 16, at the time when F ( k ) is fed back, the (k + 2) th integrator output of the n-division integrator is made, and this is added to the average speed loop output, and the k pulse current command value i c ( K ) is obtained.

ここで、回転加速度)と電流指令値ic
の位置関係を示したのが第17図である。回転速度
NF)及び回転加速度)が差分法の関係から
kパルス検出時点での測定値であるに対し、電流指令値
ic)は(k−1)パルス検出時からkパルス検出時
までの区間出力値である。したがつて、例えば電流指令
値ic)に反映させる検出加速度にはk-1)と
)の2種類が考えられる。
Here, the rotational acceleration F ( k ) and the current command value i c ( k )
FIG. 17 shows the positional relationship of FIG. Rotational speed
While the N F ( k ) and the rotational acceleration F ( k ) are the measured values at the time of detecting the k pulse from the relation of the difference method, the current command value
i c ( k ) is the section output value from the (k-1) pulse detection to the k pulse detection. Therefore, for example, the detected acceleration reflected in the current command value i c ( k ) is F ( k-1 )
Two types of F ( k ) can be considered.

第1の方法としては、電流指令値ic)に反映され
る加速度は(k−1)時とk時の平均値として のように決定する方法である。
As a first method, the acceleration reflected in the current command value ic ( k ) is calculated as an average value at (k-1) hour and k hour. It is a method of determining.

第2の方法としては、kパルス時加速度
(加速度偏差Δ()=−)に着目したと
き、これに条件をつけてic)及びick+1)のどち
らかに反映するよう決定する方法である。
As the second method, the acceleration F ( k ) at the time of k pulse is used.
(When the acceleration deviation Δ ( k ) = − F ( k ) is focused on, a condition is attached to this and the determination is made so that it is reflected in either i c ( k ) or i c ( k + 1 ).

例えば、)0と)<0の2通りに
分け、)>0;ic)/ick+1)の大きい方に(Δ
)<0)Δ()を加える。)<0;ic)/ick+1)の小さい方に(Δ
)>0)Δ()を加える。
For example, F ( k ) 0 and F ( k ) <0 are divided into two types, and F ( k )>0; i c ( k ) / i c ( k + 1 ) is the larger one (Δ
( K ) <0) Add Δ ( k ). F (k) <0; i c (k) / i c smaller towards the (k + 1)
( K )> 0) Add Δ ( k ).

とする方法が考えられる。この方法は特に検出パルスに
検出誤差が含まれている場合、この誤差軽減に有利であ
る。
It is possible to use This method is advantageous in reducing a detection error particularly when the detection pulse includes a detection error.

第18図,第19図は、この2通りの方法を示したもので
ある。
FIG. 18 and FIG. 19 show these two methods.

このようにして得たn回転kパルス時の電流指令値ic
)(104)から電動要素の電磁トルクTM)(10
5)はTM)=KD/A・KT・ic)より決定される。
ここで、KD/Aはマイコン内のデイジタル量とアナログ
出力のD/A変換定数であり、KTは電流−トルクの変換定
数(トルク定数)である。
The current command value i c at the time of n rotation k pulses thus obtained
From ( k ) (104), the electromagnetic torque T M ( k ) (10
5) is determined by T M ( k ) = K D / A · K T · i c ( k ).
Here, K D / A is a digital amount in the microcomputer and a D / A conversion constant of analog output, and K T is a current-torque conversion constant (torque constant).

ここで上式の物理的意味を考えると次の様である。1
回転中の負荷トルクTGの曲線トルク制御しない場合の電
磁トルクTMの曲線を示している第13図において、曲線TM
と継横軸によつて囲まれる領域が1回転中に圧縮機を駆
動するに要するエネルギーである。今、圧縮機の回転速
度を平均的に指令速度Ncに等しくさせるには、この電磁
トルク曲線の囲む面積が負荷トルク曲線の囲む面積と等
しくなるようにすれば良い。上式の第1項はこの大きさ
に相当し、いわば電動要素に供給する電流の直流成分に
相当する。これに対し、各回転角度で回転脈動を生じさ
せないためには負荷トルク曲線にて電磁トルク曲線を等
しくさせる必要があり、上式の第2項はこのための大き
さ(従つて各回転角度で正負に変化する)であり、いわ
ば電流の交流成分に相当する(第14図参照)。そして第
2項における積分項は、各パルス検出位置に対応したト
ルク脈動分の電流出力を示しており、第2項は周期的な
負荷トルク変動に対し繰り返し学習制御を行い、電流指
令値は次第に脈動負荷パターンに漸近していくことにな
る。
Here, considering the physical meaning of the above equation, it is as follows. 1
In Figure 13, which shows a curve of the electromagnetic torque T M when no curve torque control of the load torque T G during rotation, the curve T M
The area enclosed by the horizontal axis and the horizontal axis is the energy required to drive the compressor during one rotation. Now, in order to make the rotation speed of the compressor equal to the command speed Nc on average, the area surrounded by this electromagnetic torque curve may be made equal to the area surrounded by the load torque curve. The first term in the above equation corresponds to this magnitude, so to speak, to the DC component of the current supplied to the electric element. On the other hand, in order to prevent the rotation pulsation from occurring at each rotation angle, it is necessary to make the electromagnetic torque curves equal in the load torque curve, and the second term in the above equation is the magnitude for this (thus, at each rotation angle (Changes positively or negatively), which is equivalent to the AC component of the current (see FIG. 14). The integral term in the second term indicates the current output for the torque pulsation corresponding to each pulse detection position, and the second term performs the repeated learning control for the periodic load torque fluctuation, and the current command value gradually increases. It gradually approaches the pulsating load pattern.

第20図は本発明の他の実施例を示すもので、これは、
第15図において一回転平均回転速度NFn(100)をフイー
ドバツクする代りに、1回転の各回転角度位置における
回転速度NF)(28)を求め、これをフイードバツク
するようにしたものであり、加速度の検出−制御系につ
いては第15図の場合と同様である。
FIG. 20 shows another embodiment of the present invention,
In FIG. 15, instead of feeding back one rotation average rotation speed N Fn (100), the rotation speed N F ( k ) (28) at each rotation angle position of one rotation is obtained and this is fed back. The acceleration detection-control system is the same as that in FIG.

第21図は、圧縮機が増速,減速状態にあるときの加速
度指令の決定方法を示している。kパルス時の速度
指令Nc)が(k−1)パルス時の速度指令
Nck-1)と異なる場合は、増速または減速モードであ
る。この場合、その差分ΔNc)=Nc)−Nc
k-1)を求め、他方、kパルス時の速度指令Nc)よ
り周期Tc)=60/Nc)を算出して、
=ΔNc)/Tc)より、加速度指令)が
得られる。
FIG. 21 shows a method of determining the acceleration command c when the compressor is in a speed increasing / decelerating state. The speed command N c ( k ) at the time of k pulse is the speed command at the time of (k-1) pulse
If it is different from Nc ( k-1 ), it means the speed-up or deceleration mode. In this case, the difference ΔN c ( k ) = N c ( k ) −N c (
k-1 ), on the other hand, the period T c ( k ) = 60 / N c ( k ) is calculated from the speed command N c ( k ) at the time of k pulse, and c ( k )
= ΔN c ( k ) / T c ( k ), an acceleration command c ( k ) is obtained.

以上、電動要素をインバータ駆動させて密閉型回転圧
縮機を運転する場合にトルク制御を行う実施例について
説明したが、本発明は、これに限定されるものでなく、
電動要素によつて駆動される回転電動機械全般に対し有
効なトルク制御手段となり得るものである。
As described above, the embodiment in which the torque control is performed when the hermetic rotary compressor is driven by driving the electric element by the inverter has been described, but the present invention is not limited to this.
It can be effective torque control means for all rotary electric machines driven by electric elements.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上記のとおり、本発明によれば、電動要素により駆動
される負荷要素を有する回転電動機械に対し、回転加速
度は、トルク変動の大きさを反映した値でトルク変動を
同相に変化するので、動電要素の電磁トルクと負荷トル
ク変動のミスマツチをなくし、加振トルクの大幅な減
少、ひいては機械の回転方向振動の大幅な低減が達成さ
れる。さらに位相遅れなく各回転速度で負荷トルクの変
動に電動要素の出力トルクを追従させることができるの
で、制御系の応答をより高速化できるので、トルク制御
実施領域をより高速領域に拡大でき、広い回転速度領域
を低振動化することができる。そのため、システム全体
の小型化,広範囲の可変速運転による省電力化,快適性
の向上にも貢献できる。
As described above, according to the present invention, for a rotary electric machine having a load element driven by an electric element, the rotational acceleration changes the torque fluctuation in phase with a value that reflects the magnitude of the torque fluctuation. Mismatches of electromagnetic torque and load torque fluctuations of electric elements can be eliminated, and a vibrating torque can be greatly reduced, and a vibration in a rotating direction of a machine can be greatly reduced. Furthermore, since the output torque of the electric element can be made to follow the variation of the load torque at each rotation speed without phase delay, the response of the control system can be made faster, and the torque control execution area can be expanded to a higher speed area The rotation speed region can be reduced in vibration. Therefore, it is possible to contribute to downsizing of the entire system, power saving by wide-range variable speed operation, and improvement of comfort.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はトルク制御装置の制御ブロツク図、第2図はト
ルク制御装置が適用される圧縮機の縦断面図、第3図,
第4図,第5図,第6図,第7図,第8図は回転検出信
号より回転速度および回転加速度を求める方法を示す
図、第9図はトルク制御装置の概要構成図、第10図はト
ルク制御装置の制御ブロック図,第11図および第12図は
夫々本発明の第1及び第2の実施例の制御ブロツク図、
第13図,第14図は本発明の作動を説明するための図、第
15図は本発明の他の実施例の制御ブロツク図、第16図,
第20図は本発明の更に他の実施例を示す制御ブロツク
図、第17図,第18図,第19図は電流指令値を決定する一
方法を示す図、第21図は増減速時の指令加速度の決定手
段を示す図、第22図はおよび第23図は従来の圧縮機の縦
断面図およびA−A横断面図、第24図は圧縮機に生ずる
トルクを説明する図、第25図は1回転中のトルクおよび
回転速度の変動を示す図、第26図はトルク波形の回転次
数成分を示す図である。 4……回転主軸、20……電動要素、21……圧縮要素、22
……歯車。
FIG. 1 is a control block diagram of the torque control device, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a compressor to which the torque control device is applied, FIG.
4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8 and FIG. 8 are diagrams showing a method for obtaining the rotation speed and the rotation acceleration from the rotation detection signal, and FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the torque control device. FIG. 11 is a control block diagram of the torque control device, FIGS. 11 and 12 are control block diagrams of the first and second embodiments of the present invention, respectively.
13 and 14 are diagrams for explaining the operation of the present invention.
FIG. 15 is a control block diagram of another embodiment of the present invention, FIG.
FIG. 20 is a control block diagram showing still another embodiment of the present invention, FIG. 17, FIG. 18, and FIG. 19 are diagrams showing a method for determining the current command value, and FIG. 22 and 23 are a longitudinal sectional view and an AA transverse sectional view of a conventional compressor, FIG. 24 is a diagram for explaining a torque generated in the compressor, and FIG. FIG. 26 is a diagram showing fluctuations in torque and rotation speed during one rotation, and FIG. 26 is a diagram showing rotation order components of a torque waveform. 4 ... rotating main shaft, 20 ... electric element, 21 ... compression element, 22
……gear.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 常博 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 飯塚 健一 栃木県下都賀郡大平町富田800番地 株 式会社日立製作所栃木工場内 (72)発明者 畠 裕章 栃木県下都賀郡大平町富田800番地 株 式会社日立製作所栃木工場内 (56)参考文献 特開 昭62−71483(JP,A) 特開 昭61−164494(JP,A) 特開 昭56−86083(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tsunehiro Endo 4026 Kujimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Kenichi Iizuka, 800, Tomita, Ohira-machi, Shimotsuga-gun, Tochigi Hitachi, Ltd. In Tochigi Factory (72) Inventor Hiroaki Hatake 800 Tomita, Ohira-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi Hitachi Co., Ltd. Tochigi Factory (56) Reference JP 62-71483 (JP, A) JP 61-164494 (JP, A) JP-A-56-86083 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電動機と、この電動機によって回転駆動さ
れるロータリ圧縮機と、このロータリ圧縮機の回転加速
度を出力する回転加速度検出手段と、回転加速度指令を
発生する手段と、この回転加速度指令と前記出力された
回転加速度との偏差に基づいて前記電動機に与える電動
指令を生成する電流指令生成手段と、この電流指令に基
づいて前記電動機を駆動する手段とを備えたロータリ圧
縮機の制御装置において、前記回転加速度検出手段は、
前記ロータリ圧縮機の1回転の角度を複数に分割しこの
分割された角度毎の回転加速度を出力するものであり、
前記電流指令生成手段は、前記複数に分割された角度毎
に前記その角度の偏差に基づいて積分する複数の積分手
段を有するものであるロータリ圧縮機の制御装置。
1. An electric motor, a rotary compressor rotationally driven by the electric motor, a rotational acceleration detecting means for outputting rotational acceleration of the rotary compressor, a means for generating a rotational acceleration command, and the rotational acceleration command. A rotary compressor control device comprising: a current command generation unit that generates an electric command to be given to the electric motor based on a deviation from the output rotational acceleration; and a unit that drives the electric motor based on the electric current command. , The rotational acceleration detecting means,
The rotary compressor divides one rotation angle into a plurality of parts and outputs a rotational acceleration for each of the divided angles.
The control apparatus for a rotary compressor, wherein the current command generating means has a plurality of integrating means for integrating for each of the plurality of divided angles based on the deviation of the angle.
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