JP3544338B2 - Control device for compressor motor - Google Patents

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JP3544338B2 JP2000087080A JP2000087080A JP3544338B2 JP 3544338 B2 JP3544338 B2 JP 3544338B2 JP 2000087080 A JP2000087080 A JP 2000087080A JP 2000087080 A JP2000087080 A JP 2000087080A JP 3544338 B2 JP3544338 B2 JP 3544338B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は1回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機を駆動させるモータの制御装置に関する。特に空気調和機や冷蔵庫などの圧縮機を駆動させるモータの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ブラシレスモータは、回転しているロータ位置に合わせて(同期させて)各相のステータ巻線に通電する必要がある。空気調和機や冷蔵庫などで使用されている圧縮機では、内部が高温状態になり、ホールICなどのロータ位置を検出するセンサを設けることが困難であるため、ステータ巻線の誘起電圧を検出してロータ位置情報とする検出方法が一般的に用いられている。
【0003】
この検出方法は、3相巻線の2相に通電し残り1相の無通電巻線を利用して、ロータ側磁石の回転により生じる誘起電圧を検出することでロータ位置を確定し、その後通電する相を順次切り替えていく方法である。
【0004】
ブラシレスモータの制御は通常、スイッチング素子からなるインバータを用いてステータ巻線への通電をオン、オフさせることによって行なう。通電オフの際にはステータ巻線からサージ電圧が発生するので、これを吸収するためにスイッチング素子には、通常並列にダイオードが接続される。このダイオードに流れる還流電流の影響で、ロータ位置検出に用いるステータ巻線の誘起電圧の位相が進むため、ロータ位置が実際よりも早めに検出されてしまう。このため、ステータ巻線への通電切り換え(転流)タイミングも進み側にずれてしまい、モータの効率が悪化する。
【0005】
圧縮機モータのように負荷変動が大きい場合、この還流電流も大きく変化するので、モータの負荷や回転数に応じた遅れをもって転流を行うと効率よく回転を継続させることができる。このように、位置検出タイミングから位相を所定の角度遅らせて転流を行なうブラシレスモータの制御方法の従来例として、特開平8−163891号公報などがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ブラシレスモータの制御方法においては、ロータ1回転中の負荷変動が考慮されていない。
【0007】
一方、ロータ1回転中の負荷変動が大きいシングルロータリ構造の圧縮機を低振動・低騒音で駆動する方法として、ロータ1回転中の回転速度を一定にするようにロータ1回転中の負荷トルク変動に応じてモータトルクを制御する方法が考案されている。
【0008】
このモータトルク制御おいて、負荷トルクの大きい区間ではモータトルクを大きくするため、インバータに供給されるDC電流は大きくなる。一方負荷トルクの小さい区間ではモータトルクを小さくするため、DC電流は小さくなる。
【0009】
1回転中の負荷トルクの変動は、一般に1回転中の平均トルクの2〜3倍にもなる。このため、モータトルク制御を行なう場合は、モータトルク制御をしないときに比べて、DC電流の変化量が増大する。
【0010】
DC電流の変化量が増大すると還流電流の変化量も増大するため、ロータ位置検出の位相ずれの変化量が大きくなり、その結果ロータ位置検出誤差も大きくなる。
【0011】
図1はこのDC電流の大小によるロータ位置検出の位相ずれの様子を示している。図中の(イ)はステートを、(ロ)はロータの機械的位置を示している。ここでステートとは図2に示すようにロータ1回転を各通電モードつまり転流毎に分割したものであり、4極ブラシレスモータでは12分割され、ステート(0)〜ステート(11)までの12ステートを持つ。ただし、ステートnとステートn+6(n:0〜5の整数)の通電モードは同一である。
【0012】
圧縮機モータの回転速度が一定の場合、負荷が大きくDC電流が大きいほど、通電区間から無通電区間に移行する際に生じる還流電流の大きさも大きくなり、位置検出信号がロータの機械的位置に対して進みめに検出される。すなわち、ロータ位置検出タイミングは、(ハ)に示すようにDC電流が小のときはT1に、DC電流が中のときはT2に、DC電流が大のときはT3になる。
【0013】
したがって、DC電流がステート(4)〜(9)で(ニ)のように変化した場合、位置検出タイミングは(ホ)に示すように各ステート毎にばらついてしまう。
【0014】
このような場合に(ヘ)のTaに示す従来方式のように全ステートに対して一定の遅れ角で転流タイミングを補正すると、ステート(6)、(7)では、ロータ位置と転流タイミングが一致しているが、ステート(4)、(5)では、ロータ位置よりも転流タイミングが進み、ステート(8)、(9)ではロータ位置よりも転流タイミングが遅れてしまう。その結果、振動や騒音が大きくなったりモータ効率が悪化するといった課題があった。
【0015】
本発明は、上記の問題点に鑑み、圧縮機の低振動・低騒音化及びこの圧縮機を駆動するブラシレスモータの高効率化を可能とする圧縮機モータの制御装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る圧縮機モータの制御装置においては、インバータによって駆動するブラシレスモータと、該ブラシレスモータによって駆動されるとともに1回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機と、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、該ロータ位置検出手段からの信号発生タイミングに対して位相を所定の角度遅らせて前記ブラシレスモータの転流信号を出力するようにした制御回路と、を備える。
そして、前記制御回路は、
前記ロータ位置検出手段からの信号発生タイミングに対する前記転流信号の位相遅れ角をロータ位置毎に予め記憶している記憶手段を有するとともに、
前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴としている。
【0017】
【作用】
前記圧縮機モータの制御装置は、ロータの機械的位置を検出し、この位置検出を基づいて前記モータの転流を行なう一方、圧縮機が1回転する際の負荷変動に周期性があることを考慮し、転流する際のロータの機械的位置に応じて予め記憶手段に記憶されている転流遅れ角パターンを用いて転流信号の位相遅れ角を変更するので、すべてのステートでロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることができる。
【0018】
例えば、ステート(4)〜(9)において、図1の(ニ)に示すようにDC電流が変化する場合は、DC電流が大であるステート(4)、(5)では転流遅れ角を大きくし、DC電流が中であるステート(6)、(7)では転流遅れ角を中にし、DC電流が小であるステート(8)(9)では転流遅れ角を小さくするように設定した転流遅れ角パターンを予め記憶手段に記憶させておく。これにより、転流タイミングは図1の(ヘ)に示すTbのようにステート(4)〜(9)においてロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。図3は、本発明の圧縮機モータの制御装置の実施形態を示すブロック図であり、図4は図3の圧縮機モータ制御装置の各部における電圧波形である。
【0020】
1は商用AC電源であり、2は商用AC電源1から供給される交流を直流に変換する整流回路であり、整流回路2から出力されるDC電圧は、コンデンサ3で平滑されたのち、インバータ4に供給される。この図では、全波整流回路になっているが、倍電圧整流回路であってもよい。また、商用AC電源1と整流回路2との間には力率改善用のリアクトル6が設けられている。
【0021】
インバータ4は6個のスイッチングトランジスタ4a〜4fとダイオード40a〜40fで構成されている。6個のスイッチングトランジスタ4a〜4fが3相ブリッジ状に結線されており、3相ブラシレスモータ5に接続されている。また、スイッチングトランジスタを保護するために、スイッチングトランジスタ4a〜4fには、ダイオード40a〜40fがそれぞれ並列接続されている。
【0022】
12はロータ位置検出回路であり、図4において、Vu、Vv、Vwはこのロータ位置検出回路12に入力されるブラシレスモータ5の3相各巻線の端子電圧波形を示している。
【0023】
この端子電圧Vu、Vv、Vwは、誘起電圧の情報を含んでおり、誘起電圧検出回路7a〜7cによって、正弦波状の誘起電圧波形Eu、Ev、Ewに変換される。なお、誘起電圧波形Eu、Ev、Ewの位相は、実際の誘起電圧に対して90°遅れるように変換される。また、基準電圧検出回路8では、ブラシレスモータ5の3相各巻線を結線することで仮想中性点をつくり、その仮想中性点での電圧である基準電圧Eが検出される。
【0024】
ブラシレスモータのロータ磁極が4極であれば1回転すると磁極の変化が4回発生するので、誘起電圧波形Eu、Ev、Ewは2周期分発生する。また、ブラシレスモータ5は3相スター結線されているので、各々の巻線で発生した誘起電圧は、互いに120°ずつ位相がずれた状態になる。
【0025】
この誘起電圧波形Eu、Ev、Ewと基準電圧Eを比較検出回路9a〜9cで比較する。その比較した結果が、ロータ位置信号波形Hu、Hv、Hwである。誘起電圧波形Eu、Ev、Ewが基準電圧Eより大きいときは比較結果がHighレベルに、逆に小さいときにはLowレベルになるように出力するものとすると、磁極の変化する誘起電圧波形Eu、Ev、Ewのゼロクロス点で立ち上がり、また次のゼロクロス点で立ち下がるエッジをもったパルス信号が得られる。このパルス信号のエッジは1回転で12個発生し、ロータの絶対位置を12個の区間で検出できる。
【0026】
但し、誘起電圧波形Eu、Ev、Ewは実際の誘起電圧に対して90°の位相遅れの電圧波形に変換されるはずであるが、図4に示すように実際にはダイオード40a〜40fに流れる還流電流の影響によって、それよりもθだけ位相が進んだ電圧波形となっているので、パルス信号のエッジもθ位相が進んだものとなる。
【0027】
次に、制御回路10について説明する。制御回路10は、ロータ位置検出回路12によって検出されたロータ位置信号に基づいて転流するようにインバータ4のスイッチングトランジスタ4a〜4fを駆動させる駆動信号を作成する。
【0028】
ここで、圧縮機の1回転中の負荷変動は周期性を持つため、還流電流の影響によるロータ位置検出の誤差も負荷変動に同期した周期性を持つ。そこで、還流電流の影響で進み側に検出された位置検出タイミングを補正するように、経験的に求めたロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを予め制御回路10のメモリ10Aに記憶させておく。つまり、予めロータの機械的位置毎の転流遅れパターンである図5のようなデータを制御回路10にROM化しておく。
【0029】
なお、ROM化するデータは、概ね位置検出進み角が大きくなるロータの機械的位置では転流遅れ角を大きく設定し、位置検出進み角が小さくなるロータの機械的位置では転流遅れ角を小さく設定するとともに、圧縮機の振動、騒音が低く、また、ブラシレスモータの効率が高くなるように、実験やシミュレーションにより調整を行い、決定する。
【0030】
そして、ロータの機械的位置に応じて、制御回路10のメモリ10Aから所定の転流遅れ角を読み出して、所定角遅れて転流させる駆動信号をドライブ回路11に出力する。
【0031】
ドライブ回路11は、制御回路10からの駆動信号を数〜数十kHzでPWMチョッピングするとともに、そのPWM駆動信号をスイッチングトランジスタ4a〜4fのベース端子に供給する。
【0032】
上記の実施形態ではロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンは常に一定であったが、制御性能を向上させるためには、転流遅れ角パターンを複数有することが好ましい。以下、転流遅れ角パターンを複数有する実施形態について説明する。
【0033】
(第2の実施形態)
シングルロータコンプレッサでは図6の(a)(a’)の如く1回転中の負荷が大きく変化する。この負荷変動に応じて、モータトルクを制御する場合に本発明を適用する実施形態について図6、図7を参照して説明する。
【0034】
モータトルク制御では(b)(b’)の如く負荷トルクの大きい区間はモータトルク補正量を大きく、負荷トルクの小さい区間はモータトルク補正量を小さくする。ここで、(a)の平均負荷トルクはN1であり、(a’)の平均トルクはN2である。このように平均負荷トルクが異なる場合、モータトルク補正量も(b)と(b’)のように互いに異なったものとなる。このモータトルク補正量に応じてDC電流が変化するので、同一のロータ位置においてもモータトルク補正量が異なれば進み角も変化する。
【0035】
そこで、このモータートルクの補正量を複数の領域に分け、各領域毎にロータ位置毎の転流遅れ角パターンを図7に示すように複数個予め制御回路10のメモリ10Aで記憶しておく。制御回路10は、ロータの機械的位置検出毎にモータトルク補正量に対応している転流遅れ角パターンのデータをメモリ10Aから読み出して用いる。これにより、平均負荷トルクが異なるため(b)と(b’)のようにモータトルク補正量のパターンが異なるときでも、(c)と(c’)のようにそれぞれのモータトルク補正量に応じて転流遅れ角パターンを作成するので制御性能を向上させることができる。また、負荷トルクのトルクパターンを用いてモータトルクを補正するモータトルク制御法を用いた場合も同様である。
【0036】
(第3の実施形態)
図8は、1回転中の負荷変動がほとんどなく、そのため1回転中のDC電流の変化もほとんどない場合のモータ5の回転数とロータ位置信号検出の誤差の関係を測定した実験データであり、モータ5の回転数が大きい程ロータ位置信号の位置検出進み角は遅れ側に移行しているのが分かる。
【0037】
そこで、モータ5の回転数の範囲を複数の領域に分け、各領域毎に前記ロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを図9に示すように複数個予め制御回路10のメモリ10Aで記憶しておく。制御回路10は、モータ5の回転数に対応している転流遅れ角パターンをメモリ10Aから読み出して用いることにより、モータ5の回転数が変化したときにおける制御性能を向上させている。
【0038】
(第4の実施形態)
メモリ10Aに第3の実施形態のように複数の転流遅れ角パターンを記憶させる場合、図10、図11のように基準値と補正量のように分離して記憶させると制御回路10のROM容量を節約することができる。
【0039】
この場合転流遅れ角を決定する手順としては、モータ5の回転数に応じて転流遅れ角の基準値をメモリ10Aに記憶されている図10に示すデータから読み出し、次にモータ5の回転数に応じた転流遅れ角の補正量をメモリ10Aに記憶されている図11に示すデータから読み出す。最終的に設定する転流遅れ角は、この2つを加算したものとする。
【0040】
例えば、モータ5の回転数が2050rpmでステートが(5)の場合は、図10に示すデータからから基準値15°を読み出し、図11に示すデータから補正量20°を読み出し、この2つを加算した35°が実際の転流遅れ角となる。
【0041】
なお、本実施形態においては、基準値と補正量を加算したものが転流遅れ角になるように基準値と補正量を設定したが、基準値と補正量を乗算したものが転流遅れ角になるようにするなど加算以外の演算によって転流遅れ角が求まるように基準値と補正量を設定してもよい。
【0042】
(第5の実施形態)
図12は、1回転中の負荷変動がほとんどなく、そのため1回転中のDC電流の変化もほとんどない場合のモータ5の回転数及びDC電流とロータ位置信号の検出誤差の関係を測定した実験データであり、モータ5の回転数が大きい程ロータ位置信号の位相進み角が遅れ側に移行し、また負荷が増えるとともに増大するDC電流が大きい程進み側に移行しているのが分かる。
【0043】
そこで、モータ5によって駆動される圧縮機に負荷を検出する負荷検出器を設け、その負荷検出器からの信号を制御回路10に入力させるとともに、モータ5の回転数と圧縮機の負荷状態をパラメータとして転流遅れ角を調整することにより、より正確にロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることが可能となる。転流遅れ角の調整手順としては、モータの回転数と圧縮機の負荷状態を複数の領域に分け、各領域毎に前記ロータ位置毎の転流遅れ角パターンを図13のように複数個予め制御回路10のメモリ10Aで記憶しておく。制御回路10は、モータ5の回転数と負荷状態に対応している転流遅れ角パターンをメモリ10Aから読み出して用いることにより、モータ5の回転数や圧縮機の負荷状態が変化したときにおける制御性能を向上させることができる。
【0044】
(第6の実施形態)
第5の実施形態のように複数の転流遅れ角パターンを持つ場合、図10、14のように基準値と補正量のように分離して記憶すると制御回路10のROM容量を節約することができる。
【0045】
この場合転流遅れ角を決定する手順としては、モータ5の回転数に応じて転流遅れ角の基準値をメモリ10Aが記憶している図10に示すデータから読み出し、次にロータ機械位置に応じてモータの回転数と圧縮機の負荷状態に対応している転流遅れ角の補正量をメモリ10Aが記憶している図14に示すデータから読み出す。最終的に設定する転流遅れ角は、この2つを加算したものとする。
【0046】
例えば、モータ5の回転数が2050rpmで圧縮機の負荷状態が状態IIでありステートが(5)の場合は、図10から基準値15°を読み出し、図14から補正量15°を読み出し、この2つを加算した30°が実際の転流遅れ角となる。
【0047】
なお、本実施形態においては、基準値と補正量を加算したものが転流遅れ角になるように基準値と補正量を設定したが、基準値と補正量を乗算したものが転流遅れ角になるようにするなど加算以外の演算によって転流遅れ角が求まるように基準値と補正量を設定してもよい。
【0048】
(第7の実施形態)
図12に示すモータの回転数及びDC電流とロータ位置信号の検出誤差の関係は、DC電流をモータ巻線電流やAC電源電流に置き換えても同様の関係となる。また、負荷の増加とともに増大するこれらの電流の大きさは、消費電力や現在のモータの回転数における前記ブラシレスモータ5への印加電圧または電流を調整するPWMデューティの基準負荷時の値からの増加減少量から推定することも可能である。そこで、第5の実施形態、第6の実施形態における負荷を推定する手段としてこれらを用いることにより、ロータの機械的位置と転流タイミングとを一致させることが可能となる。
【0049】
以上の実施形態を複数組み合わせて実施して、制御性能を向上させてもかまわない。
【0050】
【発明の効果】
本発明によると、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をロータ位置毎に変更するので、ロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることが可能となる。これにより、圧縮機の低振動・低騒音化を図ることができる。
【0051】
また、本発明によると、圧縮機の負荷変動に応じてモータトルクを補正するので、負荷トルクとモータトルクが一致する。また、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をモータトルクの補正量に応じてロータ位置毎に変更するので、モータトルクを補正した場合においてもロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることが可能となる。これにより、圧縮機の低振動・低騒音化を図ることができる。
【0052】
また、本発明によると、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をモータの回転数に応じてロータ位置毎に変更するので、モータの回転数が大きく変動する場合においてもロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることが可能となる。これにより、圧縮機の低振動・低騒音化を図ることができる。
【0053】
また、本発明によると、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をモータ回転数に応じた基準角とその基準角を補正する補正角に分けて記憶しているので、記憶容量が少なくなる。これにより、記憶手段の容量を節約することができる。
【0054】
また、本発明によると、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をモータの回転数及び圧縮機の負荷状態に応じてロータ位置毎に変更するので、モータの回転数や圧縮機の負荷状態が大きく変動する場合においてもロータの機械的位置と転流タイミングを一致させることが可能となる。これにより、圧縮機の低振動・低騒音化を図ることができるモータの回転数及び圧縮機の負荷範囲を拡大することができる。
【0055】
また、本発明によると、ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する転流信号の位相遅れ角をモータ回転数に応じた基準角とその基準角をモータ回転数及び圧縮機の負荷状態に応じて補正する補正角に分けて記憶しているので、記憶容量が少なくなる。これにより、記憶手段の容量を節約することができる。
【0056】
また、本発明によると、インバータに供給されるDC電流を検出するDC電流検出手段を備えるとともに、そのDC電流に基づいて圧縮機の負荷状態を推定するので、圧縮機に負荷トルク検出器を設ける必要がなくなる。
【0057】
これにより、低コスト化を図れる。
【0058】
また、本発明によると、インバータにDC電流を供給する整流回路に商用電源から供給されるAC電流を検出するAC電流検出手段を備えるとともに、そのAC電流に基づいて圧縮機の負荷状態を推定するので、圧縮機に負荷トルク検出器を設ける必要がなくなる。
【0059】
これにより、低コスト化を図れる。
【0060】
また、本発明によると、ブラシレスモータの巻線に流れるモータ電流を検出するモータ電流検出手段を備えるとともに、そのモータ電流に基づいて圧縮機の負荷状態を推定するので、圧縮機に負荷トルク検出器を設ける必要がなくなる。
【0061】
これにより、低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】DC電流の変化によるロータ位置検出タイミングのずれを示した図
【図2】ステートと機械角・電気角の関係及び各通電モードを示した図
【図3】本発明の一実施形態の圧縮機モータの制御装置のブロック図
【図4】本発明の一実施形態の圧縮機モータの端子電圧、誘起電圧およびロータ位置信号を示した図
【図5】本発明の一実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを示した図
【図6】モータトルク制御を行ったときのモータトルク補正量と転流遅れ角の関係を示した図
【図7】本発明の第2の実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを示した図
【図8】モータの回転数とロータ位置の検出誤差との関係を示した特性図
【図9】本発明の第3の実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを示した図
【図10】本発明の第4の実施形態および第6の実施形態の転流遅れ角基準値を示した図
【図11】本発明の第4の実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角補正量を示した図
【図12】モータの回転数とDC電流に対するロータ位置の検出誤差の特性を示した特性図
【図13】本発明の第5の実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角パターンを示した図
【図14】本発明の第6の実施形態のロータの機械的位置毎の転流遅れ角補正量を示した図
【符号の説明】
1. 商用電源からのAC電源
2. 整流回路
3. コンデンサ
4. インバータ
5. 3相ブラシレスモータ
6. リアクトル
7a〜7c. 誘起電圧検出回路
8. 基準電圧検出回路
9a〜9c. 比較検出回路
10. 制御回路
11. ドライブ回路
12. ロータ位置検出回路
4a〜4f. スイッチングトランジスタ
40a〜40f. ダイオード
10A. メモリ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor control device for driving a compressor having a periodic load variation during one rotation. In particular, the present invention relates to a motor control device for driving a compressor such as an air conditioner and a refrigerator.
[0002]
[Prior art]
In the brushless motor, it is necessary to energize the stator windings of each phase in synchronization with the rotating rotor position. In compressors used in air conditioners, refrigerators, etc., the internal temperature is high, and it is difficult to provide a sensor to detect the rotor position such as a Hall IC. In general, a detection method for obtaining rotor position information is used.
[0003]
In this detection method, the rotor position is determined by detecting the induced voltage generated by the rotation of the rotor-side magnet by using the non-energized winding of the remaining one phase and energizing the two phases of the three-phase winding, and then determining the energized state. This is a method of sequentially switching the phases to be performed.
[0004]
The control of the brushless motor is usually performed by turning on and off the current supply to the stator winding using an inverter including a switching element. When the power is turned off, a surge voltage is generated from the stator winding, and a diode is usually connected in parallel to the switching element to absorb the surge voltage. Because the phase of the induced voltage of the stator winding used for detecting the rotor position advances due to the effect of the return current flowing through the diode, the rotor position is detected earlier than it actually is. Therefore, the timing of commutation switching (commutation) to the stator winding also shifts to the leading side, and the efficiency of the motor deteriorates.
[0005]
When the load fluctuation is large as in the case of a compressor motor, the return current also changes greatly. Therefore, if commutation is performed with a delay corresponding to the load and the number of rotations of the motor, the rotation can be efficiently continued. As a conventional example of a brushless motor control method that performs commutation by delaying the phase by a predetermined angle from the position detection timing, there is JP-A-8-163891.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the brushless motor control method, load fluctuation during one rotation of the rotor is not considered.
[0007]
On the other hand, as a method of driving a compressor having a single rotary structure having a large load variation during one rotation of the rotor with low vibration and low noise, a load torque variation during one rotation of the rotor is controlled so that the rotation speed during one rotation of the rotor is constant. A method of controlling the motor torque according to the above has been devised.
[0008]
In this motor torque control, in a section where the load torque is large, the motor torque is increased, so that the DC current supplied to the inverter is increased. On the other hand, in a section where the load torque is small, the DC current is small because the motor torque is small.
[0009]
Fluctuations in the load torque during one rotation are generally two to three times the average torque during one rotation. Therefore, when the motor torque control is performed, the amount of change in the DC current increases as compared to when the motor torque control is not performed.
[0010]
When the amount of change in the DC current increases, the amount of change in the return current also increases, so that the amount of change in the phase shift in rotor position detection increases, and as a result, the rotor position detection error also increases.
[0011]
FIG. 1 shows the phase shift of the rotor position detection due to the magnitude of the DC current. (A) in the figure indicates the state, and (B) indicates the mechanical position of the rotor. Here, as shown in FIG. 2, the state is obtained by dividing one rotation of the rotor for each energization mode, that is, for each commutation. In the case of a four-pole brushless motor, the state is divided into twelve, and the state is divided into twelve states (0) to (11). Has a state. However, the conduction modes of the state n and the state n + 6 (n: an integer of 0 to 5) are the same.
[0012]
When the rotational speed of the compressor motor is constant, the larger the load and the larger the DC current, the greater the magnitude of the return current that occurs when shifting from the energized section to the non-energized section, and the position detection signal indicates the mechanical position of the rotor. On the other hand, it is detected promptly. That is, the rotor position detection timing is T1 when the DC current is small, T2 when the DC current is medium, and T3 when the DC current is large, as shown in (c).
[0013]
Therefore, when the DC current changes in the states (4) to (9) as shown in (d), the position detection timing varies in each state as shown in (e).
[0014]
In such a case, when the commutation timing is corrected at a constant delay angle with respect to all the states as in the conventional method shown in (f) Ta, in the states (6) and (7), the rotor position and the commutation timing are corrected. However, in the states (4) and (5), the commutation timing is earlier than the rotor position, and in the states (8) and (9), the commutation timing is later than the rotor position. As a result, there has been a problem that vibration and noise increase and motor efficiency deteriorates.
[0015]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a compressor motor control device that enables low vibration and low noise of a compressor and high efficiency of a brushless motor that drives the compressor. I do.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in a compressor motor control device according to the present invention, there is provided a brushless motor driven by an inverter, and a compressor driven by the brushless motor and having periodicity in load fluctuation during one rotation. A rotor position detecting means for detecting a rotor position by detecting an induced voltage of the brushless motor; and a commutation signal of the brushless motor with a phase delayed by a predetermined angle with respect to a signal generation timing from the rotor position detecting means. And a control circuit configured to output the same.
And the control circuit comprises:
A storage unit that stores in advance a phase delay angle of the commutation signal with respect to a signal generation timing from the rotor position detection unit for each rotor position,
The phase delay angle is read from the storage means, and the phase delay angle is changed for each rotor position.
[0017]
[Action]
The control device for the compressor motor detects the mechanical position of the rotor and performs commutation of the motor based on the detected position, while confirming that there is periodicity in the load fluctuation when the compressor makes one rotation. Considering and changing the phase delay angle of the commutation signal using the commutation delay angle pattern stored in the storage means in advance according to the mechanical position of the rotor at the time of commutation, the rotor The mechanical position can be matched with the commutation timing.
[0018]
For example, in the states (4) to (9), when the DC current changes as shown in (d) of FIG. 1, the commutation delay angle is changed in the states (4) and (5) where the DC current is large. The commutation delay angle is set to be medium in the states (6) and (7) where the DC current is medium, and is set to be small in the states (8) and (9) where the DC current is small. The obtained commutation delay angle pattern is stored in the storage means in advance. As a result, the commutation timing can match the mechanical position of the rotor with the commutation timing in the states (4) to (9) as indicated by Tb in FIG.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a compressor motor control device according to the present invention, and FIG. 4 shows voltage waveforms at various parts of the compressor motor control device of FIG.
[0020]
1 is a commercial AC power supply, 2 is a rectifier circuit for converting AC supplied from the commercial AC power supply 1 to DC, and a DC voltage output from the rectifier circuit 2 is smoothed by a capacitor 3 and then converted to an inverter 4. Supplied to In this figure, the circuit is a full-wave rectifier circuit, but may be a voltage doubler rectifier circuit. Further, a reactor 6 for improving a power factor is provided between the commercial AC power supply 1 and the rectifier circuit 2.
[0021]
The inverter 4 includes six switching transistors 4a to 4f and diodes 40a to 40f. Six switching transistors 4 a to 4 f are connected in a three-phase bridge, and are connected to the three-phase brushless motor 5. In order to protect the switching transistors, diodes 40a to 40f are connected in parallel to the switching transistors 4a to 4f, respectively.
[0022]
Reference numeral 12 denotes a rotor position detection circuit. In FIG. 4, Vu, Vv, and Vw indicate terminal voltage waveforms of three-phase windings of the brushless motor 5 input to the rotor position detection circuit 12.
[0023]
The terminal voltages Vu, Vv, and Vw include information on induced voltages, and are converted into sinusoidal induced voltage waveforms Eu, Ev, and Ew by the induced voltage detection circuits 7a to 7c. The phases of the induced voltage waveforms Eu, Ev, Ew are converted so as to be delayed by 90 ° with respect to the actual induced voltage. Further, in the reference voltage detecting circuit 8, create a virtual neutral point by connecting the 3-phase windings of the brushless motor 5, the reference voltage E R is the voltage at the virtual neutral point is detected.
[0024]
If the rotor magnetic pole of the brushless motor has four magnetic poles, the rotation of the magnetic pole occurs four times when the rotor rotates once, so that the induced voltage waveforms Eu, Ev, and Ew are generated for two periods. Further, since the brushless motor 5 is connected in a three-phase star connection, the induced voltages generated in the respective windings are shifted from each other by 120 ° in phase.
[0025]
The induced voltage waveform Eu, Ev, compared with comparison detection circuit 9a~9c the Ew and the reference voltage E R. The result of the comparison is the rotor position signal waveforms Hu, Hv, Hw. Induced voltage waveform Eu, Ev, Ew to the High level comparison result when is greater than the reference voltage E R, assuming that outputs to be Low level when small Conversely, induced changes in the magnetic pole voltage waveform Eu, Ev , Ew, a pulse signal having an edge rising at the zero cross point and falling at the next zero cross point is obtained. Twelve edges of this pulse signal are generated in one rotation, and the absolute position of the rotor can be detected in twelve sections.
[0026]
However, the induced voltage waveforms Eu, Ev, and Ew should be converted into voltage waveforms having a phase delay of 90 ° with respect to the actual induced voltage, but actually flow through the diodes 40a to 40f as shown in FIG. Due to the influence of the return current, the voltage waveform has a phase advanced by θ from the voltage waveform, and the edge of the pulse signal also has a phase advanced by θ.
[0027]
Next, the control circuit 10 will be described. The control circuit 10 generates a drive signal for driving the switching transistors 4a to 4f of the inverter 4 so as to commutate based on the rotor position signal detected by the rotor position detection circuit 12.
[0028]
Here, since the load fluctuation during one rotation of the compressor has a periodicity, the error of the rotor position detection due to the effect of the return current also has a periodicity synchronized with the load fluctuation. Therefore, the commutation delay angle pattern for each mechanical position of the rotor determined empirically is stored in advance in the memory 10A of the control circuit 10 so as to correct the position detection timing detected on the leading side under the influence of the return current. Keep it. That is, data as shown in FIG. 5, which is a commutation delay pattern for each mechanical position of the rotor, is stored in ROM in the control circuit 10 in advance.
[0029]
In the data to be stored in the ROM, the commutation delay angle is set to be large at the mechanical position of the rotor where the position detection advance angle becomes large, and the commutation delay angle is made small at the mechanical position of the rotor where the position detection advance angle becomes small. In addition to the settings, adjustments are made by experiments and simulations so that the vibration and noise of the compressor are low and the efficiency of the brushless motor is high.
[0030]
Then, a predetermined commutation delay angle is read from the memory 10A of the control circuit 10 in accordance with the mechanical position of the rotor, and a drive signal for commutation with a predetermined angle delay is output to the drive circuit 11.
[0031]
The drive circuit 11 performs PWM chopping of the drive signal from the control circuit 10 at several to several tens of kHz, and supplies the PWM drive signal to base terminals of the switching transistors 4a to 4f.
[0032]
In the above embodiment, the commutation delay angle pattern for each mechanical position of the rotor is always constant. However, in order to improve control performance, it is preferable to have a plurality of commutation delay angle patterns. Hereinafter, an embodiment having a plurality of commutation delay angle patterns will be described.
[0033]
(Second embodiment)
In a single-rotor compressor, the load during one rotation greatly changes as shown in FIGS. An embodiment to which the present invention is applied when controlling the motor torque according to the load fluctuation will be described with reference to FIGS.
[0034]
In the motor torque control, the motor torque correction amount is large in the section where the load torque is large as in (b) and (b ′), and the motor torque correction amount is small in the section where the load torque is small. Here, the average load torque of (a) is N1, and the average torque of (a ') is N2. When the average load torques are different, the motor torque correction amounts are different from each other as shown in (b) and (b '). Since the DC current changes according to the motor torque correction amount, the lead angle also changes if the motor torque correction amount differs even at the same rotor position.
[0035]
Therefore, the correction amount of the motor torque is divided into a plurality of regions, and a plurality of commutation delay angle patterns for each rotor position are stored in advance in the memory 10A of the control circuit 10 for each region as shown in FIG. The control circuit 10 reads out the data of the commutation delay angle pattern corresponding to the motor torque correction amount from the memory 10A and uses it every time the mechanical position of the rotor is detected. Accordingly, even when the patterns of the motor torque correction amounts are different as shown in (b) and (b ') because the average load torques are different, according to the respective motor torque correction amounts as shown in (c) and (c'). Therefore, the control performance can be improved because the commutation delay angle pattern is created. The same applies to the case where a motor torque control method for correcting the motor torque using the torque pattern of the load torque is used.
[0036]
(Third embodiment)
FIG. 8 shows experimental data obtained by measuring the relationship between the rotation speed of the motor 5 and the error in detecting the rotor position signal when there is almost no load fluctuation during one rotation, and therefore there is almost no change in the DC current during one rotation. It can be seen that the position detection advance angle of the rotor position signal shifts to the delay side as the rotation speed of the motor 5 increases.
[0037]
Therefore, the range of the number of rotations of the motor 5 is divided into a plurality of regions, and a plurality of commutation delay angle patterns for each mechanical position of the rotor are stored in the memory 10A of the control circuit 10 in advance as shown in FIG. Remember. The control circuit 10 reads the commutation delay angle pattern corresponding to the rotation speed of the motor 5 from the memory 10A and uses it to improve control performance when the rotation speed of the motor 5 changes.
[0038]
(Fourth embodiment)
When a plurality of commutation delay angle patterns are stored in the memory 10A as in the third embodiment, when the commutation delay angle patterns are separately stored as the reference value and the correction amount as shown in FIGS. Space can be saved.
[0039]
In this case, as a procedure for determining the commutation delay angle, a reference value of the commutation delay angle is read from the data shown in FIG. The correction amount of the commutation delay angle according to the number is read from the data shown in FIG. 11 stored in the memory 10A. The finally set commutation delay angle is the sum of the two.
[0040]
For example, when the rotation speed of the motor 5 is 2050 rpm and the state is (5), the reference value 15 ° is read from the data shown in FIG. 10 and the correction amount 20 ° is read from the data shown in FIG. The added 35 ° becomes the actual commutation delay angle.
[0041]
In the present embodiment, the reference value and the correction amount are set such that the sum of the reference value and the correction amount becomes the commutation delay angle, but the value obtained by multiplying the reference value and the correction amount is the commutation delay angle. The reference value and the correction amount may be set so that the commutation delay angle is obtained by an operation other than addition, such as
[0042]
(Fifth embodiment)
FIG. 12 shows experimental data obtained by measuring the relationship between the rotational speed and the DC current of the motor 5 and the relationship between the detection error of the rotor position signal and the load when there is almost no change in load during one rotation and therefore there is almost no change in DC current during one rotation. It can be seen that the phase advance angle of the rotor position signal shifts to the delay side as the rotation speed of the motor 5 increases, and shifts to the advance side as the load increases and the DC current that increases increases.
[0043]
Therefore, a compressor that is driven by the motor 5 is provided with a load detector for detecting a load, a signal from the load detector is input to the control circuit 10, and the number of revolutions of the motor 5 and the load state of the compressor are set as parameters. By adjusting the commutation delay angle, the mechanical position of the rotor and the commutation timing can be more accurately matched. As a procedure for adjusting the commutation delay angle, the number of rotations of the motor and the load state of the compressor are divided into a plurality of regions, and a plurality of commutation delay angle patterns for each of the rotor positions are previously determined for each region as shown in FIG. It is stored in the memory 10A of the control circuit 10. The control circuit 10 reads out and uses the commutation delay angle pattern corresponding to the rotation speed and the load state of the motor 5 from the memory 10A, thereby controlling when the rotation speed of the motor 5 and the load state of the compressor change. Performance can be improved.
[0044]
(Sixth embodiment)
In the case where there are a plurality of commutation delay angle patterns as in the fifth embodiment, the ROM capacity of the control circuit 10 can be saved by storing them separately as the reference value and the correction amount as shown in FIGS. it can.
[0045]
In this case, as a procedure for determining the commutation delay angle, a reference value of the commutation delay angle is read from the data shown in FIG. Accordingly, the amount of correction of the commutation delay angle corresponding to the rotation speed of the motor and the load state of the compressor is read from the data shown in FIG. 14 stored in the memory 10A. The finally set commutation delay angle is the sum of the two.
[0046]
For example, when the rotation speed of the motor 5 is 2050 rpm, the load state of the compressor is the state II, and the state is (5), the reference value 15 ° is read from FIG. 10 and the correction amount 15 ° is read from FIG. 30 ° obtained by adding the two is the actual commutation delay angle.
[0047]
In the present embodiment, the reference value and the correction amount are set such that the sum of the reference value and the correction amount becomes the commutation delay angle, but the value obtained by multiplying the reference value and the correction amount is the commutation delay angle. The reference value and the correction amount may be set so that the commutation delay angle is obtained by an operation other than addition, such as
[0048]
(Seventh embodiment)
The relationship between the rotational speed of the motor, the DC current, and the detection error of the rotor position signal shown in FIG. 12 has the same relationship even if the DC current is replaced with a motor winding current or an AC power supply current. The magnitude of these currents which increases with an increase in the load increases from the value at the time of the reference load of the PWM duty for adjusting the voltage or current applied to the brushless motor 5 at the power consumption or the current rotational speed of the motor. It is also possible to estimate from the amount of reduction. Therefore, by using these as means for estimating the load in the fifth embodiment and the sixth embodiment, it is possible to make the mechanical position of the rotor coincide with the commutation timing.
[0049]
The above embodiments may be implemented in combination to improve the control performance.
[0050]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the phase delay angle of the commutation signal with respect to the timing at which the signal level of the pulse signal output from the rotor position detection means changes for each rotor position, the mechanical position of the rotor and the commutation timing are matched. It becomes possible. Thereby, low vibration and low noise of the compressor can be achieved.
[0051]
Further, according to the present invention, the motor torque is corrected according to the load fluctuation of the compressor, so that the load torque matches the motor torque. Further, since the phase delay angle of the commutation signal with respect to the timing at which the signal level of the pulse signal output from the rotor position detecting means switches is changed for each rotor position in accordance with the correction amount of the motor torque, when the motor torque is corrected, Also, the commutation timing can be matched with the mechanical position of the rotor. Thereby, low vibration and low noise of the compressor can be achieved.
[0052]
Further, according to the present invention, the phase delay angle of the commutation signal with respect to the timing at which the signal level of the pulse signal output from the rotor position detecting means switches is changed for each rotor position according to the number of rotations of the motor. Even when the number greatly varies, the mechanical position of the rotor and the commutation timing can be matched. Thereby, low vibration and low noise of the compressor can be achieved.
[0053]
Further, according to the present invention, the phase delay angle of the commutation signal with respect to the timing at which the signal level of the pulse signal output from the rotor position detecting means switches to a reference angle corresponding to the motor speed and a correction angle for correcting the reference angle. Since they are stored separately, the storage capacity is reduced. Thereby, the capacity of the storage unit can be saved.
[0054]
Further, according to the present invention, the phase delay angle of the commutation signal with respect to the timing at which the signal level of the pulse signal output from the rotor position detecting means switches is changed for each rotor position according to the rotation speed of the motor and the load state of the compressor. Therefore, even when the rotational speed of the motor or the load state of the compressor greatly fluctuates, the mechanical position of the rotor and the commutation timing can be matched. As a result, the number of rotations of the motor and the load range of the compressor that can reduce the vibration and noise of the compressor can be expanded.
[0055]
Further, according to the present invention, the phase delay angle of the commutation signal with respect to the timing at which the signal level of the pulse signal output from the rotor position detecting means switches is set to a reference angle corresponding to the motor speed and the reference angle is set to the motor speed and compression. Since the data is stored separately for the correction angles to be corrected according to the load state of the machine, the storage capacity is reduced. Thereby, the capacity of the storage unit can be saved.
[0056]
Further, according to the present invention, the compressor is provided with the DC current detecting means for detecting the DC current supplied to the inverter, and the load state of the compressor is estimated based on the DC current. Therefore, the load torque detector is provided in the compressor. Eliminates the need.
[0057]
Thereby, cost reduction can be achieved.
[0058]
Further, according to the present invention, the rectifier circuit that supplies the DC current to the inverter includes the AC current detection unit that detects the AC current supplied from the commercial power supply, and estimates the load state of the compressor based on the AC current. Therefore, it is not necessary to provide a load torque detector in the compressor.
[0059]
Thereby, cost reduction can be achieved.
[0060]
Further, according to the present invention, a motor is provided with a motor current detecting means for detecting a motor current flowing through a winding of the brushless motor, and a load state of the compressor is estimated based on the motor current. There is no need to provide
[0061]
Thereby, cost reduction can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a shift in rotor position detection timing due to a change in DC current. FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a state, a mechanical angle and an electrical angle, and each energizing mode. FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a terminal voltage, an induced voltage, and a rotor position signal of a compressor motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a rotor according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a commutation delay angle pattern for each mechanical position of FIG. 6. FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a motor torque correction amount and a commutation delay angle when motor torque control is performed. FIG. 8 is a diagram illustrating a commutation delay angle pattern for each mechanical position of the rotor according to the second embodiment. FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a motor rotation speed and a detection error of a rotor position. Commutation delay angle pattern for each mechanical position of rotor of third embodiment FIG. 10 is a diagram showing a commutation delay angle reference value according to the fourth and sixth embodiments of the present invention. FIG. 11 is a mechanical position of a rotor according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 12 is a graph showing a commutation delay angle correction amount for each motor. FIG. 12 is a characteristic diagram showing characteristics of a detection error of a rotor position with respect to a rotation speed of a motor and a DC current. FIG. 14 is a diagram showing a commutation delay angle pattern for each mechanical position of FIG. 14. FIG. 14 is a diagram showing a commutation delay angle correction amount for each mechanical position of a rotor according to a sixth embodiment of the present invention.
1. 1. AC power from commercial power Rectifier circuit 3. Capacitor 4. Inverter 5. 5. Three-phase brushless motor Reactors 7a to 7c. 7. Induced voltage detection circuit Reference voltage detection circuits 9a to 9c. 10. Comparison detection circuit Control circuit 11. Drive circuit 12. Rotor position detecting circuits 4a to 4f. Switching transistors 40a to 40f. Diode 10A. memory

Claims (12)

インバータによって駆動されるブラシレスモータと、該ブラシレスモータによって駆動されるとともに1回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機と、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、該ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対して位相を所定の角度遅らせて前記ブラシレスモータの転流信号を出力するようにした制御回路と、を備えた圧縮機モータの制御装置において、
前記制御回路は、
前記パルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する前記転流信号の位相遅れ角をロータ位置毎に予め記憶している記憶手段を備えるとともに、
前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする圧縮機モータの制御装置。
A brushless motor driven by an inverter, a compressor driven by the brushless motor and having periodic load fluctuations during one rotation, and a rotor position detection for detecting an induced voltage of the brushless motor to detect a rotor position Means, and a control circuit configured to output a commutation signal of the brushless motor by delaying a phase by a predetermined angle with respect to a timing at which a signal level of a pulse signal output from the rotor position detection means switches. In the control device of the compressor motor,
The control circuit includes:
A storage unit that stores in advance the phase delay angle of the commutation signal with respect to the timing at which the signal level of the pulse signal switches for each rotor position,
A controller for a compressor motor, wherein the phase delay angle is read from the storage means and the phase delay angle is changed for each rotor position.
前記制御回路は、
前記モータトルクの補正量を複数の領域に分けてその領域毎に前記ロータ位置毎の前記位相遅れ角を予め記憶している記憶手段を備えるとともに、
前記圧縮機の1回転中の負荷変動に応じて前記ブラシレスモータの1回転中の回転速度変化を抑制するように前記ブラシレスモータのモータトルクを補正するとともに、
前記ロータ位置毎に前記モータトルクの補正量に応じた前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする請求項1に記載の圧縮機モータの制御装置。
The control circuit includes:
A storage unit that divides the correction amount of the motor torque into a plurality of regions and stores in advance the phase delay angle for each rotor position in each region,
Correcting the motor torque of the brushless motor so as to suppress a change in rotation speed during one rotation of the brushless motor according to a load change during one rotation of the compressor,
The compression according to claim 1, wherein the phase delay angle corresponding to the correction amount of the motor torque is read from the storage unit for each rotor position, and the phase delay angle is changed for each rotor position. Machine motor control device.
前記制御回路は、
前記圧縮機の1回転中の負荷変動に対応する複数のモータトルクパターンと該モータトルクパターン毎に前記ロータ位置毎の前記位相遅れ角を予め記憶している記憶手段を備えるとともに、
前記モータトルクパターンに基づき前記ブラシレスモータのトルクを補正し、前記ロータ位置毎に前記モータトルクパターンに応じた前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする請求項1に記載の圧縮機モータの制御装置。
The control circuit includes:
A plurality of motor torque patterns corresponding to a load change during one rotation of the compressor and storage means for storing in advance the phase delay angle for each rotor position for each motor torque pattern;
Correcting the torque of the brushless motor based on the motor torque pattern, reading the phase delay angle corresponding to the motor torque pattern from the storage unit for each rotor position, and changing the phase delay angle for each rotor position The control device for a compressor motor according to claim 1, wherein
前記位置検出手段から出力される信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と備えるとともに、
前記制御回路は、
前記ブラシレスモータの回転数の範囲を複数の領域に分けてその領域毎に前記ロータ位置毎の前記位相遅れ角を予め記憶している記憶手段を備えるとともに、
前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数に応じた前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする請求項1に記載の圧縮機モータの制御装置。
With a rotation speed calculation unit that calculates the rotation speed of the brushless motor based on a signal output from the position detection unit,
The control circuit includes:
The brushless motor includes a storage unit that divides a range of the number of rotations into a plurality of regions and stores the phase delay angle for each rotor position in advance for each region,
The compression according to claim 1, wherein the phase delay angle corresponding to the rotation speed of the brushless motor is read from the storage unit for each rotor position, and the phase delay angle is changed for each rotor position. Machine motor control device.
インバータによって駆動されるブラシレスモータと、該ブラシレスモータによって駆動されるとともに1回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機と、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、該ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対して位相を所定の角度遅らせて前記ブラシレスモータの転流信号を出力するようにした制御回路と、前記位置検出手段から出力される信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と、を備えた圧縮機モータの制御装置において、
前記制御回路は、
前記ブラシレスモータの回転数の範囲を複数の領域に分けてその領域毎の基準となる基準角と前記ロータ位置毎に前記基準角を補正する補正角を予め記憶している記憶手段を備えるとともに、
前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数に応じた前記基準角と前記補正角を前記記憶手段から読み出して、前記基準角と前記補正角の演算結果を前記パルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する前記転流信号の位相遅れ角とし、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする圧縮機モータの制御装置。
A brushless motor driven by an inverter, a compressor driven by the brushless motor and having periodic load fluctuations during one rotation, and a rotor position detection for detecting an induced voltage of the brushless motor to detect a rotor position A control circuit configured to output a commutation signal of the brushless motor by delaying a phase by a predetermined angle with respect to a timing at which a signal level of a pulse signal output from the rotor position detection means switches; A rotation speed calculation means for calculating the rotation speed of the brushless motor based on a signal output from the means,
The control circuit includes:
The brushless motor further includes a storage unit that divides a range of the number of rotations of the brushless motor into a plurality of regions, and stores in advance a reference angle serving as a reference for each region and a correction angle for correcting the reference angle for each rotor position.
The reference angle and the correction angle corresponding to the number of rotations of the brushless motor are read from the storage unit for each of the rotor positions, and the calculation results of the reference angle and the correction angle with respect to the timing at which the signal level of the pulse signal is switched A controller for a compressor motor, wherein a phase delay angle of the commutation signal is used, and the phase delay angle is changed for each rotor position.
前記位置検出手段からの信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と、
前記圧縮機の負荷状態を検出する負荷検出手段と、
を備えるとともに、
前記制御回路は、
前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態を複数の領域に分けてその回転数および負荷状態の領域毎に前記ロータ位置毎の前記位相遅れ角を予め記憶している記憶手段を備え、
前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態に応じた前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする請求項1に記載の圧縮機モータの制御装置。
Rotation speed calculation means for calculating the rotation speed of the brushless motor based on a signal from the position detection means,
Load detection means for detecting a load state of the compressor,
With
The control circuit includes:
Storage means for dividing the rotation speed of the brushless motor and the load state of the compressor into a plurality of regions, and storing the phase delay angle for each rotor position in advance for each region of the rotation speed and the load state,
The phase delay angle corresponding to the rotation speed of the brushless motor and the load state of the compressor is read from the storage unit for each rotor position, and the phase delay angle is changed for each rotor position. The control device for a compressor motor according to claim 1.
インバータによって駆動されるブラシレスモータと、該ブラシレスモータによって駆動されるとともに1回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機と、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、該ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対して位相を所定の角度遅らせて前記ブラシレスモータの転流信号を出力するようにした制御回路と、前記位置検出手段から出力される信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と、前記圧縮機の負荷状態を検出する負荷検出手段と、を備えた圧縮機モータの制御装置において、
前記制御回路は、前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態を複数の領域に分けてその回転数の領域毎の基準となる基準角と前記回転数および前記負荷状態の領域毎に前記ロータ位置毎の前記基準角を補正する補正角を予め記憶している記憶手段を備え、
前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態に応じた前記基準角と前記補正角を前記記憶手段から読み出して、前記基準角と前記補正角の演算結果を前記パルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する前記転流信号の位相遅れ角とし、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする圧縮機モータの制御装置。
A brushless motor driven by an inverter, a compressor driven by the brushless motor and having periodic load fluctuations during one rotation, and a rotor position detection for detecting an induced voltage of the brushless motor to detect a rotor position A control circuit configured to output a commutation signal of the brushless motor by delaying a phase by a predetermined angle with respect to a timing at which a signal level of a pulse signal output from the rotor position detection means switches; A control unit for a compressor motor, comprising: a rotation speed calculation unit that calculates a rotation speed of the brushless motor based on a signal output from the unit; and a load detection unit that detects a load state of the compressor.
The control circuit divides the number of rotations of the brushless motor and the load state of the compressor into a plurality of regions, and a reference angle serving as a reference for each region of the number of rotations and the number of rotations and the region of the load state. Storage means for storing in advance a correction angle for correcting the reference angle for each rotor position,
The reference angle and the correction angle corresponding to the rotation speed of the brushless motor and the load state of the compressor are read from the storage unit for each rotor position, and the calculation result of the reference angle and the correction angle is read by the pulse signal. A phase delay angle of the commutation signal with respect to a timing at which the signal level changes, and changing the phase delay angle for each rotor position.
前記位置検出手段からの信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段を備えるとともに、
前記制御回路は、
前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態を複数の領域に分けてその回転数および負荷状態の領域毎に前記ロータ位置毎の前記位相遅れ角を予め記憶している記憶手段を備え、
前記圧縮機の負荷状態を推定することによって前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態に応じた前記位相遅れ角を前記記憶手段から読み出して、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする請求項1に記載の圧縮機モータの制御装置。
Along with a rotation speed calculation unit that calculates the rotation speed of the brushless motor based on a signal from the position detection unit,
The control circuit includes:
Storage means for dividing the rotation speed of the brushless motor and the load state of the compressor into a plurality of regions, and storing the phase delay angle for each rotor position in advance for each region of the rotation speed and the load state,
The load state of the compressor is estimated to read the phase delay angle corresponding to the rotation speed of the brushless motor and the load state of the compressor for each rotor position from the storage unit for each rotor position. The control device for a compressor motor according to claim 1, wherein the phase delay angle is changed.
インバータによって駆動されるブラシレスモータと、該ブラシレスモータによって駆動されるとともに1回転中の負荷変動に周期性がある圧縮機と、前記ブラシレスモータの誘起電圧を検出してロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、該ロータ位置検出手段から出力されるパルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対して位相を所定の角度遅らせて前記ブラシレスモータの転流信号を出力するようにした制御回路と、前記位置検出手段から出力される信号に基づき前記ブラシレスモータの回転数を算出する回転数算出手段と、を備えた圧縮機モータの制御装置において、
前記制御回路は、
前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態を複数の領域に分けてその回転数および負荷状態の領域毎の基準となる基準角と前記ロータ位置毎に前記基準角を補正する補正角を予め記憶している記憶手段を備え、
前記圧縮機の負荷状態を推定することによって前記ロータ位置毎に前記ブラシレスモータの回転数および前記圧縮機の負荷状態に応じた前記基準角と前記補正角を前記記憶手段から読み出して、前記基準角と前記補正角の演算結果を前記パルス信号の信号レベルが切り替わるタイミングに対する前記転流信号の位相遅れ角とし、前記ロータ位置毎に前記位相遅れ角を変更することを特徴とする圧縮機モータの制御装置。
A brushless motor driven by an inverter, a compressor driven by the brushless motor and having periodic load fluctuations during one rotation, and a rotor position detection for detecting an induced voltage of the brushless motor to detect a rotor position A control circuit configured to output a commutation signal of the brushless motor by delaying a phase by a predetermined angle with respect to a timing at which a signal level of a pulse signal output from the rotor position detection means switches; A rotation speed calculation means for calculating the rotation speed of the brushless motor based on a signal output from the means,
The control circuit includes:
A rotation angle of the brushless motor and a load state of the compressor are divided into a plurality of regions, and a correction angle for correcting the reference angle for each of the rotation speed and the load state and a reference angle for each rotor position. Comprising storage means for storing in advance,
The reference angle and the correction angle corresponding to the rotation speed of the brushless motor and the load state of the compressor are read from the storage unit for each rotor position by estimating the load state of the compressor, and the reference angle is read. And calculating a result of calculating the correction angle as a phase delay angle of the commutation signal with respect to a timing at which the signal level of the pulse signal switches, and changing the phase delay angle for each rotor position. apparatus.
前記インバータに供給されるDC電流を検出するDC電流検出手段を備えるとともに、A DC current detecting means for detecting a DC current supplied to the inverter;
前記制御回路は、前記DC電流に基づき前記圧縮機の負荷状態を推定することThe control circuit estimates a load state of the compressor based on the DC current. を特徴とする請求項8または請求項9に記載の圧縮機モータの制御装置。The control device for a compressor motor according to claim 8 or 9, wherein:
前記インバータにDC電流を供給する整流回路に商用電源から供給されるAC電流を検出するAC電流検出手段を備えるとともに、A rectifier circuit that supplies a DC current to the inverter includes an AC current detection unit that detects an AC current supplied from a commercial power supply,
前記制御回路は、前記AC電流に基づき前記圧縮機の負荷状態を推定することを特徴とする請求項8または請求項9に記載の圧縮機モータの制御装置。10. The compressor motor control device according to claim 8, wherein the control circuit estimates a load state of the compressor based on the AC current.
前記ブラシレスモータの巻線に流れるモータ電流を少なくとも1つの電流センサによって検出するモータ電流検出手段を備えるとともに、A motor current detecting means for detecting a motor current flowing through the winding of the brushless motor by at least one current sensor,
前記制御回路は、前記モータ電流に基づき前記圧縮機の負荷状態を推定することを特徴とする請求項8または請求項9に記載の圧縮機モータ制御装置。10. The compressor motor control device according to claim 8, wherein the control circuit estimates a load state of the compressor based on the motor current.
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