JP4274800B2 - Motor control device, air conditioner and refrigerator using the control device - Google Patents

Motor control device, air conditioner and refrigerator using the control device Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷によって変動する脈動が発生するモータを制御する技術に関し、特にモータに供給する電圧および電流のいずれかを制御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、空気調和機や冷蔵庫などに用いられる圧縮機は、冷媒を圧縮して高温高圧状態にした上で熱交換を行う、冷凍サイクルの重要な構成部品である。通常この圧縮動作は、大きく3つの過程に分けられる。圧縮機の内部にあるシリンダ内に冷媒を満たす吸入過程、シリンダ内の冷媒を圧縮する圧縮過程、および圧縮した冷媒を圧縮機の外部に放出する吐出過程である。
【0003】
圧縮機はその圧縮機構により、ロータリ方式、レシプロ方式、スクロール方式などに分類される。なかでもロータリ方式は他の方式に比べ、構造が簡単、部品点数が少ない、低コスト、圧縮効率がよい(ただしシリンダ部分の構造の影響を受ける)、高効率化が容易という特徴を有する。
【0004】
ロータリ方式は、偏心したロータリピストンがシリンダ内部で回転することにより吸入・圧縮・吐出の各工程を行い、冷媒を圧縮する。このため1回転中の吸入・圧縮・吐出の各工程による負荷の変動と回転軸の偏心とにより、振動や騒音が大きくなるといった問題がある。
【0005】
シリンダ部分を2つとしてロータリピストンの回転を180度ずらし、互いの振動を打消す技術も実用化されているが、シリンダ部が1つのシングルロータリ方式に比べ構造が複雑、コストが高い、効率が低下するといった問題がある。
【0006】
特開平11−187692号公報(特許文献1)は、シングルロータリ方式の圧縮機において、モータトルクを制御して振動・騒音を抑制する技術を開示する。この公報に開示されたモータのトルクむら低減装置は、インバータにより駆動されるモータのロータ位置を所定の電気角ごとに検出して信号を出力する検出部と、この検出部より出力される信号の出力間隔を測定する測定部と、予め測定されたモータの負荷トルクの変動パターンの逆相パターンに基づいた通電信号レベルのパターンを記憶する記憶部と、測定部が測定した出力間隔が最小値もしくは最大値となるロータ位置を基準位置として決定し、この基準位置に基づいて記憶部に記憶されている通電信号レベルのパターンを読出してインバータに出力することによりモータを制御する制御部とを含む。
【0007】
この装置によると、モータは、負荷トルクの変動パターンの逆相パターンに基づいた通電信号により駆動されて、負荷トルクむらがキャンセルされる。これにより、簡単な構成でモータの負荷トルクむらを低減することができる。その結果、トルクむらが低減され、1回転中のロータ速度を一定にすることができる。その結果、振動を低減できるトルクむら低減装置を提供することができる。
【0008】
【特許文献1】
特開平11−187692号公報(第3−6頁、第1図)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の公報に記載された装置では、圧縮機の速度の変動がなるべく小さくなるようにモータの制御を行う。速度の変動が小さくなるようにモータを制御するので、モータ電流の振幅の脈動が大きくなり、モータ電流のピーク値が大きくなり、モータ部での銅損が増加し、効率が低下するという問題がある。
【0010】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的はシングルロータリ型圧縮機などに搭載された、回転に同期した脈動を有するモータを高い効率で駆動するモータの制御装置、その制御装置を用いた空気調和機および冷蔵庫を提供することにある。
【0011】
第1の発明にかかるモータの制御装置は、回転子を有するモータに電力を供給するための電力供給手段と、回転子の機械角を検知するための検知手段と、の電圧および電流のいずれか補正、機械角に対応する複数の補正値を予め記憶するための記憶手段と、記憶手段が予め記憶する複数の補正値の内から1の補正値を選択する選択手段と、選択手段が選択した補正値に基づき、電力における電圧および電流のいずれかを制御するための制御手段とを含み、記憶手段が予め記憶する複数の補正値は、トルク制御時のトルク補償量が、トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を平準化させる、第1トルクパターンに基づいて定められる第1補正値と、トルク制御時のトルク補償量が、トルク制御を行わない場合の負荷トルクと一致するように設定されている、第2トルクパターンに基づいて定められる第2補正値とを含む。
【0012】
第1の発明によると、制御手段は、記憶手段に記憶され、選択手段が選択した、機械角に対応する補正値に基づき、電圧や電流を制御する。この補正値は、トルク制御時のトルク補償量が、トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を平準化させる、第1トルクパターンに基づいて定められる第1補正値と、トルク制御時のトルク補償量が、トルク制御を行わない場合の負荷トルクと一致するように設定されている、第2トルクパターンに基づいて定められる第2補正値とを含む。たとえば第1補正値によれば、脈動電流による電流の変動を予め推定し、その推定された変動を補償するように定められる。これにより、トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を抑制することができる。負荷トルクによる電流脈動が抑制されるので、電流の変化パターンが一定に近づく。モータの効率は、電圧および電流の変化パターンが一定に近づくほど高くなるので、負荷トルクによる脈動が打ち消されることで、モータの効率は高くなる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータを高い効率で駆動するモータの制御装置を提供することができる。また、第2補正値によれば、モータおよび負荷装置の振動や音が小さくなるモータの制御装置を提供することができる。
【0015】
の発明にかかるモータの制御装置は、第1の発明の構成に加えて、第1補正値は、該第1補正値によるトルク制御時のトルク補償量が発生させ電流の脈動の位相と、トルク制御を行わずにモータを運転させる場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を上下反転させた脈動の位相とのずれが予め定められた範囲になる、第1トルクパターンに基づいて定められる値である。
第2の発明によると、第1補正値によるトルク制御時のトルク補償量が発生させる電流の脈動の位相は、予め定められた範囲内でトルク制御を行わずにモータを運転させる場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を上下反転させた電流脈動の位相からずれる。予め定められた範囲とは、たとえば実用上モータの騒音を問題としなくてよい範囲である。電流脈動の位相がずれるので、第1補正値によるトルク制御時のトルク補償量が発生させる電流の脈動がトルク制御を行わずにモータを運転させる場合の負荷トルクに起因する電流の脈動をある程度打ち消す。電流脈動を打ち消すので、モータの効率が向上する。一方、制御手段が電圧や電流に脈動を与えるようにそれらを制御することは、回転子の角速度の脈動を抑制する効果も有する。これにより、モータが駆動することで生じる騒音や振動がある程度抑制される。その結果、騒音や振動をある程度抑制しつつ、回転に同期した脈動を有するモータを高い効率で駆動するモータの制御装置を提供することができる。
第3の発明にかかるモータの制御装置は、第1の発明の構成に加えて、第2補正値は、該第2補正値によるトルク制御時の機械角に対応するトルク補償量の位相と、トルク制御を行わない場合の機械角に対応する負荷トルクの位相とのずれが予め定められた範囲になる、第2トルクパターンに基づいて定められる値である。
【0016】
第3の発明によると、第2補正値によるトルク制御時のトルク補償量の位相は、予め定められた範囲内でトルク制御を行わない場合の負荷トルク位相からずれる。予め定められた範囲とは、たとえば実用上モータの騒音を問題としなくてよい範囲である。第2補正値によるトルク制御時のトルク補償量の位相がトルク制御を行わない場合の負荷トルクの位相からずれるが、ある程度一致する。トルク補償量の位相がトルク制御を行わない場合の負荷トルクの位相とある程度一致するので、転子の角速度の脈動を抑制する効果有する。これにより、モータが駆動することで生じる騒音や振動がある程度抑制される。
【0017】
第4の発明にかかるモータの制御装置は、第1から第3のいずれかの発明の構成に加えて、電力供給手段は、インバータであって、制御手段は、インバータに供給される直流電力の電圧および電流のいずれかを制御するための手段を含む。
【0018】
第4の発明によると、インバータはモータに電力を供給する。制御手段は、インバータに供給される直流電力の電圧や電流を制御する。インバータに供給される前の電力の電圧や電流を制御するので、電流の変化パターンが一定に近づく。これにより、モータの効率をより改善することができる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータをより高い効率で駆動するモータの制御装置を提供することができる。
【0019】
第5の発明にかかるモータの制御装置は、第1から第4のいずれかの発明の構成に加えて、記憶手段は、第1補正値、第2補正値以外の他の補正値をもさらに記憶し、該記憶される他の補正値は、制御手段が電圧および電流のいずれかを制御することにより発生する電流脈動の位相と、トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流脈動の位相とのずれが、予め定められた範囲に含まれるように定めら選択手段は、予め定められた条件に応じて、第1補正値、第2補正値および他の補正値の中のいずれかの値を選択す
【0020】
第5の発明によると、流の脈動を適切に抑制する補正値は、モータを駆動する際のさまざまな条件に基づいて変化する。選択手段は、たとえばモータを駆動する時間といった、予め定められた条件に基づいて補正値のいずれかを選択する。これにより、モータを駆動する条件に変化が生じても、制御手段はその変化に応じて電圧や電流を制御し、トルクによる脈動電流を抑制することができる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータをより高い効率で駆動するモータの制御装置を提供することができる。
【0021】
第6の発明にかかるモータの制御装置は、第5の発明の構成に加えて、条件は、モータに加わる負荷の影響を受ける条件である。
【0022】
第6の発明によると、モータに加わる負荷は、モータに供給される電圧や電流の脈動に影響を及ぼす。選択手段はモータに加わる負荷の影響を受ける条件に応じて補正値を選択する。これにより、より的確に電流の脈動を抑制することができる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータをより的確に駆動するモータの制御装置を提供することができる。
【0023】
第7の発明にかかるモータの制御装置は、第6の発明の構成に加えて、モータに加わる負荷の影響を受ける条件は、モータの負荷トルクに基づいて定められる条件である。
【0024】
第7の発明によると、モータの負荷トルクは、モータに供給される電力の電圧や電流の脈動に影響を及ぼす。選択手段はモータの負荷トルクに基づいて補正値を選択する。これにより、一層的確に電流の脈動を抑制することができる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータを一層的確に駆動するモータの制御装置を提供することができる。
【0025】
第8の発明にかかるモータの制御装置は、第6の発明の構成に加えて、制御装置は、検知手段により検知された回転子の角速度に基づいて、回転子の角速度を算出するための算出手段をさらに含む。モータに加わる負荷の影響を受ける条件は、回転子の角速度に基づいて定められる。
【0026】
第8の発明によると、選択手段はモータの回転子の角速度に基づいて定められる条件に応じて補正値を選択する。負荷に接続されたモータの回転子の角速度は、そのモータが発生する騒音や振動の大小に直接影響を及ぼす。これにより、的確に騒音や振動を抑制することができる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータについて、必要に応じて騒音や振動の抑制と効率の向上とを達成するモータの制御装置を提供することができる。
【0027】
第9の発明にかかる空気調和機は、第1から第8のいずれかの発明にかかるモータの制御装置を含む。
【0028】
第9の発明によると、モータの制御装置は、モータの電圧や電流を制御する。これにより、モータの効率が向上するので、空気調和機の効率も向上する。その結果、より高い効率で稼動する空気調和機を提供することができる。
【0029】
第10の発明にかかる冷蔵庫は、第1から第8のいずれかの発明にかかるモータの制御装置を含む。
【0030】
第10の発明によると、モータの制御装置は、モータの電圧や電流を制御する。これにより、モータの効率が向上するので、冷蔵庫の効率も向上する。その結果、より高い効率で稼動する冷蔵庫を提供することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【0032】
図1を参照して、本実施の形態にかかる圧縮機170用のモータの制御装置100は、交流電源110と、力率改善回路120と、全波整流回路130と、平滑回路140と、インバータ部150と、3相ブラシレスモータ160と、圧縮機170と、ベースドライバ部180と、コンパレータおよび抵抗などにより構成される検出部190と、マイクロプロセッサ200とを含む。力率改善回路120は、リアクタなどにより構成され、突入電流を防止する回路も兼ねる。全波整流回路130は、ダイオードブリッジなどにより構成される。平滑回路140は、電解コンデンサなどにより構成される。インバータ部150は、3相バイポーラ接続されたスイッチング素子やフライホイール・ダイオードなどにより構成され、U相上側に接続されたIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)151と、V相上側に接続されたIGBT152と、W相上側に接続されたIGBT153と、U相下側に接続されたIGBT154と、V相下側に接続されたIGBT155と、W相下側に接続されたIGBT156とを含む。3相ブラシレスモータは、圧縮機170を駆動する。圧縮機170は、空気調和機または冷蔵庫(図示せず)に内蔵される、シングルロータリ型の圧縮機である。ベースドライバ部180は、電圧レベル変換IC(Integrated Circuit)などにより構成される。検出部190は、コンパレータおよび抵抗などにより構成される。マイクロプロセッサ200は、制御演算を行う。
【0033】
図2を参照して、マイクロプロセッサ200で実行されるプログラムは、モータに供給する電力の制御に関し、以下のような制御構造を有する。
【0034】
ステップ100(以下、ステップをSと略す。)にて、マイクロプロセッサ200は、交流電源110を用いてモータの制御装置100に交流電力を供給する。S102にて、マイクロプロセッサ200は、全波整流回路130と平滑回路140とを用いて交流電力を直流化し、インバータ部150へ入力させる。
【0035】
S104にて、マイクロプロセッサ200は、検出部190を用いてロータの位置を表わす位置信号を検出する。図3を参照して、誘起電圧によりロータの位置を検出する方法を説明する。
【0036】
図3(A)は、ブラシレスモータの各巻線からの誘起電圧の波形と基準電圧とを示す。ただし図3(A)の誘起電圧の波形と図3(B)のロータ位置信号の波形とは同位相になるように示しているが、実際は誘起電圧を検出する方法により、誘起電圧とロータ位置信号とには位相の遅れが発生する。本実施の形態においては、ブラシレスモータは3相スター結線されており、各々の巻線で発生した誘起電圧の波形は、120°ずつ位相がずれた状態になる。
【0037】
図3(B)は、誘起電圧と基準電圧とを比較した結果を表わす波形である。誘起電圧が基準電圧より大きい時を「HIGH」と、小さい時を「LOW」とすると、磁極が変化する点すなわち誘起電圧の波形がゼロクロスする点で立ち上がりまたは立ち下がりのエッジがあるパルスを得ることができる。各巻線ごとのパルスの「HIGH」および「LOW」の組合せは、ロータの位置に同期しているので、各巻線ごとのパルスの組合せを検出することによりロータの位置を検出することができる。図4に、各巻線のON/OFFとステートとの対応関係を示す。単位時間ごとに、ロータの位置の変化を把握すると、ロータの角速度や回転数を検出することもできる。
【0038】
S106にて、マイクロプロセッサ200は、自身の内部の記憶回路に記憶されたトルクパターンを読み出し、PWM(Pulse-Width Modulation)デューティを決定する。PWMデューティとは信号がON/OFFされている時間をいう。図5を参照して、マイクロプロセッサ200の内部の記憶回路に記憶されたトルクパターンの例を説明する。本実施の形態においては、3相ブラシレスモータ160の回転数に応じて選択される6種類のトルクパターンが記憶されている。各トルクパターンは、3相ブラシレスモータ160のステートに対応する補償量からなり、この補償量を補正値として、各ステートごとにPWMデューティを決定する。ステートとはロータ1回転を各通電モードすなわち転流ごとに分割したものである。言い換えれば、モータの極数と相数との積である。たとえば、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。本実施の形態において、最終的なPWMデューティの決定値は、基準値および前述した補償量を用いて次式のように計算する。
【0039】
D=A×D(0)(D:決定値、A:補償量、D(0):基準値)
基準値とは、モータの速度制御装置(=マイクロプロセッサ200)が決定した平均回転数によりモータを駆動する場合のPWMデューティをいう。
【0040】
S108にて、マイクロプロセッサ200は、ロータの位置に基づきブラシレスモータを駆動する信号を作成し、PWM波形を用いてPWMチョッピングする。この場合PWMチョッピングとは、モータを駆動するための信号を細かくON/OFFすることをいう。信号を細かくON/OFFすると、PWMデューティに応じてブラシレスモータの各相に印加する電圧や電流を制御し、これらに脈動を生じさせることができる。電圧や電流を制御することができるので、出力トルクを制御することができる。電圧や電流はトルクパターンにしたがって制御されているので、出力トルクはトルクパターンにしたがって制御されていることになる。
【0041】
図3(C)は、その信号に基づいてブラシレスモータを制御した場合の各巻線の信号のON/OFFを表わす図である。たとえばロータ位置信号HUの立ち上がりエッジが検出されれば、U相上側のスイッチング素子IGBT151をONにする。次にロータ位置信号HVの立ち上がりエッジが検出されると、IGBT151をOFFにし、V相上側のスイッチング素子IGBT152をONにする。ロータ位置信号HWの立ち下がり信号が検出されると、V相下側のスイッチング素子からW相下側のスイッチング素子を転流させる。このようにロータ位置信号のエッジを検出するごとに順次インバータ回路のスイッチング素子を転流させて、ブラシレスモータを駆動する。本実施の形態においては信号をONする際のみにPWMチョッピングしているが、OFFする側にPWMチョッピングしてもよいし、ON/OFF両側であってもよい。
【0042】
S110にて、マイクロプロセッサ200は、ブラシレスモータを駆動する信号を作成し、PWMチョッピングすると、PWMチョッピングされた信号をベースドライバ部180へ出力する。
【0043】
S112にて、ベースドライバ部180は、出力された信号をIGBTの駆動用に変換する。S114にて、インバータ部150は、変換された信号に基づいてIGBT151、152、153、154、155、156のIGBTスイッチングを行う。S116にて、IGBTスイッチングにより、インバータ部150はモータ16へ電力を供給し、圧縮機170を駆動するので空気調和機が運転される。
【0044】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、制御装置100の動作について説明する。
【0045】
空気調和機を運転するための電力は、モータ駆動装置に接続された交流電源110から供給される(S100)。交流電力が供給されると、全波整流回路130と平滑回路140により直流化され、インバータ部150へ入力される(S102)。
【0046】
マイクロプロセッサ200は、検出部190を用いてロータの位置を表わす位置信号を検出する(S104)。位置信号を検出すると、マイクロプロセッサ200は、自身の内部の記憶回路に記憶されたトルクパターンを読み出し、PWMデューティを決定する(S106)。
【0047】
PWMデューティを決定すると、マイクロプロセッサ200は位置信号に基づいてブラシレスモータを駆動する信号を作成し、PWM波形を用いてPWMチョッピングする(S108)。
【0048】
ブラシレスモータを駆動する信号を作成し、PWMチョッピングすると、マイクロプロセッサ200は、PWMチョッピングされた信号をベースドライバ部180へ出力する(S110)。ベースドライバ部180は、出力された信号をIGBTの駆動用に変換する(S112)。インバータ部150は、変換された信号に基づいてIGBT151、152、153、154、155、156のIGBTスイッチングを行う(S114)。IGBTスイッチングにより、インバータ部150よりモータ16へ電力が供給され、圧縮機170が駆動されるので空気調和機が運転される(S116)。
【0049】
図6はトルク制御を行わない場合における負荷トルク、トルク補償量およびDC(Direct Current)電流波形を示す。図7は回転数変動がなるべく小さくなるようにトルク制御を行うトルク制御時の負荷トルク、トルク補償量およびDC電流波形を示す。図8は効率がなるべく高くなるようにトルク制御を行う本実施の形態にかかるトルク制御時の負荷トルク、トルク補償量およびDC電流波形を示す。図6に示すようにトルク制御を行わない場合のトルク補償量は、回転角に関係なく一定である。図7に示すように従来例のトルク制御時のトルク補償量は、負荷トルクと一致するように設定されている。図8に示すように本実施の形態にかかるトルク制御時のトルク補償量は、DC電流の脈動を小さくするため、トルク制御を行わない場合のDC電流の脈動とは逆位相で電流に脈動が生じるトルクパターンを使用している。
【0050】
図9を参照して、それぞれの場合について、圧縮機の振動振幅と効率とを比較した結果を示す。本実施の形態にかかる制御装置100により、DC電流の脈動が、トルク制御を行わない場合や従来のトルク制御の場合に比べはるかに小さくなる。DC電流の脈動が小さくなるので、損失が低減し図9(B)に示すように効率が向上する。振動についても、トルク制御なしの場合より、はるかに小さい。図9(A)に示すようにトルク制御時よりは振動が大きくなっているが、通常シングルロータリ型圧縮機は、空気調和機に組み込まれる際に、ゴムなどの弾性体により支持される。しかも、バネ効果を持たせた形状の冷媒配管によって熱交換器に接続されているので、これらの最適設計を行うことにより、振動のかなりの部分が弾性体、冷媒配管によって吸収される。そのため、従来例のトルク制御ほど圧縮機の振動を低減しなくても、振動が実用上問題とならない範囲内に収まればよい。
【0051】
以上のようにして、本実施の形態にかかる制御装置は、負荷トルクによる電流の脈動を打ち消す処理をすることができる。脈動を打ち消すことができるので、トルク制御を行わない場合に比べ、シングルロータリ型圧縮機の振動と騒音とを実用上問題とならない範囲内に抑えた上で高い効率でモータを駆動させることができる。振動と騒音とを抑えた上、高い効率でモータを駆動させるので、空気調和機などの大幅な省エネルギーと低振動化・低騒音化とを実現できる。その結果、回転に同期した脈動を有するモータを高い効率と低振動・低騒音とを両立して的確に駆動できるモータの制御装置を提供することができる。
【0052】
<変形例>
記憶回路には2種類のトルクパターンを記憶してもよい。2種類のトルクパターンとは、トルク制御を行わない場合に比べ効率が高くなる第1トルクパターンおよび第1トルクパターンほど効率は高くならないがモータおよび負荷装置の振動や音が小さくなる第2トルクパターンである。これにより、夏場の日中など電力使用量を抑えた高効率運転が要求される運転時は第1トルクパターンを使用し、睡眠時など低振動、低騒音が要求される運転時は第2トルクパターンを切換えて使用することができる。その結果、ユーザの希望にあわせて最適な条件で稼働できるモータの制御装置を提供することができる。
【0053】
トルクパターン切換時について、切換え後一定の時間が経過するまで、トルクパターンの切換またはモータの回転数の目標値の変更を禁止してもよい。これにより、モータの異常停止などが発生しないので、安定して切換えることができる。その結果、より安全に稼働できるモータの制御装置を提供することができる。
【0054】
各トルクパターンは、モータの負荷に応じて記憶されていてもよい。複数のトルクパターンから負荷トルクに応じたトルクパターンを選択してもよい。これにより、負荷トルクに応じて電圧や電流を制御するので、モータの効率を一層的確に向上させることができる。その結果、一層的確に駆動できるモータの制御装置を提供することができる。
【0055】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態にかかる制御装置のブロック図である。
【図2】 本発明の実施の形態にかかる電流などを制御する処理の制御の手順を示すフローチャートである。
【図3】 本発明の実施の形態にかかる検出部が誘起電圧によりロータ位置信号を検出する方法を示す図である。
【図4】 本発明の実施の形態にかかるステートと機械角および電気角との関係ならびに通電モードを示す図である。
【図5】 本発明の実施の形態にかかるマイクロプロセッサの記憶回路に記憶されたトルクパターンの例を表わす図である。
【図6】 トルク制御を行わない場合の負荷トルク、トルク補償量およびDC電流波形を示す図である。
【図7】 従来例のトルク制御を行う場合の負荷トルク、トルク補償量およびDC電流波形を示す図である。
【図8】 本発明の実施の形態にかかるトルク制御を行う場合の負荷トルク、トルク補償量およびDC電流波形を示す図である。
【図9】 本発明の実施の形態にかかるトルク制御を行う場合の圧縮機の振動振幅と効率と表わす図である。
【符号の説明】
100 制御装置、110 交流電源、120 力率改善回路、130 全波整流回路、140 平滑回路、150 インバータ部、160 3相ブラシレスモータ、170 圧縮機、180 ベースドライバ部、190 検出部、200マイクロプロセッサ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for controlling a motor in which pulsations that vary depending on a load are generated, and more particularly to an apparatus for controlling either a voltage or a current supplied to the motor.
[0002]
[Prior art]
In general, a compressor used in an air conditioner, a refrigerator, or the like is an important component of a refrigeration cycle that performs heat exchange after compressing a refrigerant into a high temperature and high pressure state. This compression operation is generally divided into three processes. These are a suction process for filling the refrigerant in the cylinder inside the compressor, a compression process for compressing the refrigerant in the cylinder, and a discharge process for releasing the compressed refrigerant to the outside of the compressor.
[0003]
A compressor is classified into a rotary system, a reciprocating system, a scroll system, etc. according to the compression mechanism. In particular, the rotary system has the features that the structure is simple, the number of parts is small, the cost is low, the compression efficiency is good (however, it is influenced by the structure of the cylinder part), and the efficiency is easy.
[0004]
In the rotary system, an eccentric rotary piston rotates inside a cylinder to perform suction, compression, and discharge processes, and compresses the refrigerant. For this reason, there is a problem that vibration and noise increase due to load fluctuations and eccentricity of the rotating shaft due to suction, compression, and discharge processes during one rotation.
[0005]
Although the technology to offset the mutual vibration by shifting the rotation of the rotary piston by 180 degrees with two cylinder parts has been put into practical use, the structure is more complicated, the cost is higher and the efficiency is higher than the single rotary system with one cylinder part There is a problem that it falls.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-187692 (Patent Document 1) discloses a technique for suppressing vibration and noise by controlling motor torque in a single rotary compressor. The motor torque unevenness reducing device disclosed in this publication includes a detection unit that detects a rotor position of a motor driven by an inverter for each predetermined electrical angle and outputs a signal, and a signal output from the detection unit. A measurement unit that measures the output interval, a storage unit that stores a pattern of the energization signal level based on the reverse phase pattern of the fluctuation pattern of the load torque of the motor measured in advance, and the output interval measured by the measurement unit is a minimum value or And a control unit that controls the motor by determining the rotor position having the maximum value as a reference position, reading a pattern of energization signal levels stored in the storage unit based on the reference position, and outputting the read pattern to the inverter.
[0007]
According to this apparatus, the motor is driven by the energization signal based on the reverse phase pattern of the load torque variation pattern, and the load torque unevenness is cancelled. Thereby, the load torque unevenness of the motor can be reduced with a simple configuration. As a result, torque unevenness is reduced, and the rotor speed during one rotation can be made constant. As a result, it is possible to provide a torque unevenness reducing device that can reduce vibration.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-187692 (page 3-6, FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the apparatus described in the above publication, the motor is controlled so that the fluctuation in the speed of the compressor is as small as possible. Since the motor is controlled so as to reduce the speed fluctuation, the pulsation of the amplitude of the motor current increases, the peak value of the motor current increases, the copper loss in the motor section increases, and the efficiency decreases. is there.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to control a motor mounted on a single rotary compressor or the like that drives a motor having pulsation synchronized with rotation with high efficiency. It is providing a device, an air conditioner using the control device, and a refrigerator.
[0011]
  A motor control apparatus according to a first aspect of the present invention includes a power supply means for supplying power to a motor having a rotor, a detection means for detecting a mechanical angle of the rotor,ElectricPowerVoltage andCurrentOne ofThecorrectionYouRu, Corresponding to mechanical anglepluralStorage means for storing correction values in advance;A selection means for selecting one correction value from among a plurality of correction values stored in advance by the storage means;meansSelectedControl means for controlling either the voltage or the current in the electric power based on the correction value.Thus, the plurality of correction values stored in advance by the storage means are based on the first torque pattern in which the torque compensation amount during torque control equalizes the pulsation of current caused by load torque when torque control is not performed. A first correction value that is determined, and a second correction value that is set based on a second torque pattern that is set so that a torque compensation amount during torque control coincides with a load torque when torque control is not performed. IncludingMu
[0012]
  According to the first invention, the control means is stored in the storage means.Select the selection meansThe voltage and current are controlled based on the correction value corresponding to the mechanical angle. This correction value isThe torque compensation amount during torque control equalizes the current pulsation caused by the load torque when torque control is not performed, the first correction value determined based on the first torque pattern, and the torque during torque control The compensation amount includes a second correction value that is set based on a second torque pattern that is set to coincide with the load torque when torque control is not performed.For exampleAccording to the first correction value,It is determined that the fluctuation of the current due to the pulsating current is estimated in advance and the estimated fluctuation is compensated. ThisWithout torque controlLoad torqueCauseCurrent pulsation can be suppressed. Depends on load torqueCurrentSince the pulsation is suppressed, the current change pattern approaches a constant value. The efficiency of the motor increases as the voltage and current change patterns approach constant, so that the pulsation due to the load torque is canceled out, and the efficiency of the motor increases. As a result, it is possible to provide a motor control device that drives a motor having a pulsation synchronized with rotation with high efficiency.Further, according to the second correction value, it is possible to provide a motor control device in which vibration and sound of the motor and the load device are reduced.
[0015]
  First2In addition to the configuration of the first invention, the motor control device according to the invention ofFirstThe correction value isThe torque compensation amount during torque control by the first correction value isOccurrenceLetRuCurrentThe phase of pulsation,The current pulsation caused by the load torque when operating the motor without torque control is inverted upside down.Deviation from pulsation phase is in a predetermined rangeBased on the first torque patternIt is a defined value.
  According to the second invention, the phase of the current pulsation generated by the torque compensation amount at the time of torque control using the first correction value is the load torque when the motor is operated without performing torque control within a predetermined range. Is out of phase with the current pulsation obtained by vertically inverting the pulsation of the current. The predetermined range is, for example, a range in which the motor noise need not be a problem in practice. Since the phase of the current pulsation is shifted, the pulsation of the current generated by the torque compensation amount at the time of torque control by the first correction value cancels the current pulsation caused by the load torque when the motor is operated without performing the torque control to some extent. . Since the current pulsation is canceled, the efficiency of the motor is improved. On the other hand, controlling the control means to pulsate the voltage or current also has the effect of suppressing the pulsation of the angular velocity of the rotor. Thereby, the noise and vibration which arise when a motor drives are suppressed to some extent. As a result, it is possible to provide a motor control device that drives a motor having pulsation synchronized with rotation with high efficiency while suppressing noise and vibration to some extent.
  In the motor control device according to the third invention, in addition to the configuration of the first invention, the second correction value includes a phase of a torque compensation amount corresponding to a mechanical angle at the time of torque control by the second correction value, and This is a value determined based on the second torque pattern in which the deviation from the phase of the load torque corresponding to the mechanical angle when torque control is not performed is in a predetermined range.
[0016]
  According to the third invention,Torque compensation amount during torque control using the second correction valuePhase within a predetermined rangeWithout torque controlLoad torqueofOut of phase. The predetermined range is, for example, a range in which the motor noise need not be a problem in practice.Torque compensation amount during torque control using the second correction valuePhase ofFrom the phase of the load torque when torque control is not performedShiftBut,To some extentMatch. The phase of torque compensation is somewhat consistent with the phase of load torque when torque control is not performedSoTimesEffect of suppressing pulsation of angular velocity of trochanterTheHave. As a result, noise and vibration generated by driving the motor are suppressed to some extent.The
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a motor control apparatus, wherein, in addition to the first to third aspects of the invention, the power supply means is an inverter, and the control means is for controlling the DC power supplied to the inverter. Means are included for controlling either the voltage or current.
[0018]
  According to the fourth invention, the inverter supplies power to the motor. The control means controls the voltage or current of DC power supplied to the inverter. Because it controls the voltage and current of the power before it is supplied to the inverter, ElectricThe flow change pattern approaches constant. Thereby, the efficiency of the motor can be further improved. As a result, it is possible to provide a motor control device that drives a motor having a pulsation synchronized with rotation with higher efficiency.
[0019]
  In addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions, the memory control device according to the fifth invention includes:Further storing other correction values other than the first correction value and the second correction value, the other correction values stored are:Generated by the control means controlling either voltage or currentCurrentThe phase of pulsation,Without torque controlLoad torqueResulting currentThe deviation from the phase of the pulsation is determined to be included in the predetermined range.This,Selection meansDepending on the predetermined conditions,1st correction value, 2nd correction value, etc.Select one of the correction valuesRu.
[0020]
  According to the fifth invention,ElectricThe correction value for appropriately suppressing the flow pulsation changes based on various conditions when the motor is driven. The selection unit selects one of the correction values based on a predetermined condition such as a time for driving the motor. As a result, even if a change occurs in the conditions for driving the motor, the control means controls the voltage and current according to the change, and pulsation due to torqueCurrentCan be suppressed. As a result, it is possible to provide a motor control device that drives a motor having a pulsation synchronized with rotation with higher efficiency.
[0021]
In the motor control apparatus according to the sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fifth aspect of the invention, the condition is a condition that is affected by a load applied to the motor.
[0022]
  According to the sixth invention, the load applied to the motor affects the pulsation of the voltage and current supplied to the motor. The selection means selects the correction value according to the condition affected by the load applied to the motor. This makes it more accurate.ToFlow pulsation can be suppressed. As a result, it is possible to provide a motor control device that more accurately drives a motor having a pulsation synchronized with rotation.
[0023]
In the motor control device according to the seventh aspect of the invention, in addition to the configuration of the sixth aspect, the condition affected by the load applied to the motor is a condition determined based on the load torque of the motor.
[0024]
  According to the seventh aspect, the load torque of the motor affects the voltage of electric power supplied to the motor and the pulsation of current. The selection means selects a correction value based on the load torque of the motor. This makes it more accurate.ToFlow pulsation can be suppressed. As a result, it is possible to provide a motor control device that more accurately drives a motor having a pulsation synchronized with rotation.
[0025]
In addition to the configuration of the sixth invention, the motor control device according to the eighth invention is a calculation for calculating the angular velocity of the rotor based on the angular velocity of the rotor detected by the detecting means. Means are further included. Conditions that are affected by the load applied to the motor are determined based on the angular velocity of the rotor.
[0026]
According to the eighth invention, the selection means selects the correction value according to a condition determined based on the angular velocity of the rotor of the motor. The angular speed of the rotor of the motor connected to the load directly affects the magnitude of noise and vibration generated by the motor. Thereby, noise and vibration can be accurately suppressed. As a result, it is possible to provide a motor control device that achieves suppression of noise and vibration and improvement of efficiency as necessary for a motor having pulsation synchronized with rotation.
[0027]
An air conditioner according to a ninth aspect includes the motor control device according to any one of the first to eighth aspects.
[0028]
According to the ninth invention, the motor control device controls the voltage and current of the motor. Thereby, since the efficiency of a motor improves, the efficiency of an air conditioner also improves. As a result, an air conditioner that operates with higher efficiency can be provided.
[0029]
A refrigerator according to a tenth aspect includes a motor control device according to any one of the first to eighth aspects.
[0030]
According to the tenth aspect, the motor control device controls the voltage and current of the motor. Thereby, since the efficiency of a motor improves, the efficiency of a refrigerator also improves. As a result, a refrigerator that operates with higher efficiency can be provided.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
[0032]
Referring to FIG. 1, motor control apparatus 100 for compressor 170 according to the present embodiment includes AC power supply 110, power factor correction circuit 120, full-wave rectification circuit 130, smoothing circuit 140, and inverter. Unit 150, three-phase brushless motor 160, compressor 170, base driver unit 180, detection unit 190 including a comparator and a resistor, and microprocessor 200. The power factor correction circuit 120 is constituted by a reactor or the like, and also serves as a circuit for preventing an inrush current. The full-wave rectifier circuit 130 is configured by a diode bridge or the like. The smoothing circuit 140 is configured by an electrolytic capacitor or the like. The inverter unit 150 is configured by a switching element or flywheel diode connected in a three-phase bipolar manner, and includes an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 151 connected to the upper side of the U phase, an IGBT 152 connected to the upper side of the V phase, An IGBT 153 connected to the upper side of the W phase, an IGBT 154 connected to the lower side of the U phase, an IGBT 155 connected to the lower side of the V phase, and an IGBT 156 connected to the lower side of the W phase. The three-phase brushless motor drives the compressor 170. The compressor 170 is a single rotary type compressor built in an air conditioner or a refrigerator (not shown). The base driver unit 180 is configured by a voltage level conversion IC (Integrated Circuit) or the like. The detection unit 190 includes a comparator and a resistor. The microprocessor 200 performs control calculations.
[0033]
Referring to FIG. 2, the program executed by microprocessor 200 has the following control structure regarding control of electric power supplied to the motor.
[0034]
In step 100 (hereinafter, step is abbreviated as S), the microprocessor 200 supplies AC power to the motor control device 100 using the AC power supply 110. In S <b> 102, the microprocessor 200 converts the AC power into a direct current using the full-wave rectifier circuit 130 and the smoothing circuit 140 and inputs the AC power to the inverter unit 150.
[0035]
In S <b> 104, microprocessor 200 uses detection unit 190 to detect a position signal representing the position of the rotor. With reference to FIG. 3, a method for detecting the position of the rotor by the induced voltage will be described.
[0036]
FIG. 3A shows the waveform of the induced voltage and the reference voltage from each winding of the brushless motor. However, although the waveform of the induced voltage in FIG. 3A and the waveform of the rotor position signal in FIG. 3B are shown to have the same phase, the induced voltage and the rotor position are actually detected by a method of detecting the induced voltage. There is a phase delay with the signal. In the present embodiment, the brushless motor is three-phase star-connected, and the waveform of the induced voltage generated in each winding is out of phase by 120 °.
[0037]
FIG. 3B is a waveform representing the result of comparing the induced voltage with the reference voltage. When the induced voltage is greater than the reference voltage, “HIGH”, and when the induced voltage is less than “LOW”, a pulse having a rising or falling edge is obtained at the point where the magnetic pole changes, that is, the point where the waveform of the induced voltage crosses zero. Can do. Since the combination of “HIGH” and “LOW” of the pulses for each winding is synchronized with the position of the rotor, the position of the rotor can be detected by detecting the combination of pulses for each winding. FIG. 4 shows the correspondence between ON / OFF of each winding and the state. If the change in the position of the rotor is grasped for each unit time, the angular velocity and the number of rotations of the rotor can be detected.
[0038]
In S106, the microprocessor 200 reads the torque pattern stored in its own storage circuit and determines a PWM (Pulse-Width Modulation) duty. The PWM duty is the time during which the signal is ON / OFF. With reference to FIG. 5, an example of the torque pattern stored in the storage circuit inside the microprocessor 200 will be described. In the present embodiment, six types of torque patterns selected according to the number of rotations of the three-phase brushless motor 160 are stored. Each torque pattern includes a compensation amount corresponding to the state of the three-phase brushless motor 160, and the PWM duty is determined for each state using this compensation amount as a correction value. The state is obtained by dividing one rotation of the rotor for each energization mode, that is, commutation. In other words, it is the product of the number of poles and the number of phases of the motor. For example, a 4-pole brushless motor is divided into 12 and has 12 states from state 0 to state 11. However, the energization modes of the state N and the state N + 6 (N: integer of 0 to 5) are the same. In the present embodiment, the final determined value of the PWM duty is calculated as follows using the reference value and the above-described compensation amount.
[0039]
D = A × D (0) (D: determined value, A: compensation amount, D (0): reference value)
The reference value refers to the PWM duty when the motor is driven at the average rotational speed determined by the motor speed control device (= microprocessor 200).
[0040]
In S108, the microprocessor 200 creates a signal for driving the brushless motor based on the position of the rotor, and performs PWM chopping using the PWM waveform. In this case, PWM chopping refers to finely turning on / off a signal for driving the motor. When the signal is finely turned on / off, the voltage and current applied to each phase of the brushless motor can be controlled according to the PWM duty, and pulsation can be generated in these. Since the voltage and current can be controlled, the output torque can be controlled. Since the voltage and current are controlled according to the torque pattern, the output torque is controlled according to the torque pattern.
[0041]
FIG. 3C is a diagram showing ON / OFF of the signal of each winding when the brushless motor is controlled based on the signal. For example, when the rising edge of the rotor position signal HU is detected, the switching element IGBT 151 on the upper side of the U phase is turned ON. Next, when the rising edge of the rotor position signal HV is detected, the IGBT 151 is turned OFF and the switching element IGBT 152 on the upper side of the V phase is turned ON. When the falling signal of the rotor position signal HW is detected, the switching element on the lower side of the W phase is commutated from the switching element on the lower side of the V phase. As described above, each time the edge of the rotor position signal is detected, the switching elements of the inverter circuit are sequentially commutated to drive the brushless motor. In this embodiment, PWM chopping is performed only when the signal is turned on, but PWM chopping may be performed on the side where the signal is turned off, or on both sides of ON / OFF.
[0042]
In S <b> 110, the microprocessor 200 creates a signal for driving the brushless motor, and when PWM chopping is performed, outputs the PWM chopped signal to the base driver unit 180.
[0043]
In S112, base driver unit 180 converts the output signal for driving the IGBT. In S114, inverter unit 150 performs IGBT switching of IGBTs 151, 152, 153, 154, 155, and 156 based on the converted signals. In S116, inverter unit 150 supplies electric power to motor 16 by IGBT switching and drives compressor 170, so that the air conditioner is operated.
[0044]
An operation of control device 100 based on the above-described structure and flowchart will be described.
[0045]
Electric power for operating the air conditioner is supplied from the AC power supply 110 connected to the motor drive device (S100). When AC power is supplied, it is converted to DC by the full-wave rectifier circuit 130 and the smoothing circuit 140 and input to the inverter unit 150 (S102).
[0046]
The microprocessor 200 detects a position signal indicating the position of the rotor using the detection unit 190 (S104). When detecting the position signal, the microprocessor 200 reads the torque pattern stored in its own storage circuit and determines the PWM duty (S106).
[0047]
When the PWM duty is determined, the microprocessor 200 creates a signal for driving the brushless motor based on the position signal, and performs PWM chopping using the PWM waveform (S108).
[0048]
When a signal for driving the brushless motor is generated and PWM chopping is performed, the microprocessor 200 outputs the PWM chopped signal to the base driver unit 180 (S110). The base driver unit 180 converts the output signal for driving the IGBT (S112). The inverter unit 150 performs IGBT switching of the IGBTs 151, 152, 153, 154, 155, and 156 based on the converted signals (S114). Due to the IGBT switching, power is supplied from the inverter unit 150 to the motor 16 and the compressor 170 is driven, so that the air conditioner is operated (S116).
[0049]
FIG. 6 shows load torque, torque compensation amount, and DC (Direct Current) current waveform when torque control is not performed. FIG. 7 shows a load torque, a torque compensation amount, and a DC current waveform at the time of torque control in which torque control is performed so that fluctuations in the rotational speed are minimized. FIG. 8 shows a load torque, a torque compensation amount, and a DC current waveform at the time of torque control according to the present embodiment in which torque control is performed so that efficiency is as high as possible. As shown in FIG. 6, the torque compensation amount when the torque control is not performed is constant regardless of the rotation angle. As shown in FIG. 7, the torque compensation amount at the time of torque control in the conventional example is set to coincide with the load torque. As shown in FIG. 8, the torque compensation amount at the time of torque control according to the present embodiment reduces the pulsation of the DC current. Therefore, the pulsation of the current is opposite in phase to the pulsation of the DC current when the torque control is not performed. The resulting torque pattern is used.
[0050]
With reference to FIG. 9, the result of having compared the vibration amplitude and efficiency of the compressor about each case is shown. With the control device 100 according to the present embodiment, the pulsation of the DC current is much smaller than when torque control is not performed or when conventional torque control is performed. Since the pulsation of the DC current is reduced, the loss is reduced and the efficiency is improved as shown in FIG. Vibration is much smaller than without torque control. As shown in FIG. 9A, the vibration is larger than that during torque control. Usually, a single rotary compressor is supported by an elastic body such as rubber when incorporated in an air conditioner. In addition, since it is connected to the heat exchanger by a refrigerant pipe having a spring effect, a considerable part of the vibration is absorbed by the elastic body and the refrigerant pipe by performing these optimum designs. Therefore, even if the vibration of the compressor is not reduced as much as the torque control of the conventional example, it may be within a range where the vibration does not cause a problem in practice.
[0051]
  As described above, the control device according to the present embodiment is based on the load torque.RudenIt is possible to cancel the flow pulsation. Since the pulsation can be canceled out, the motor can be driven with high efficiency while suppressing the vibration and noise of the single rotary compressor within a range where there is no practical problem compared to the case where torque control is not performed. . Since the motor is driven with high efficiency while suppressing vibration and noise, significant energy savings such as air conditioners, and low vibration and noise can be achieved. As a result, it is possible to provide a motor control apparatus that can accurately drive a motor having a pulsation synchronized with rotation while achieving both high efficiency and low vibration / low noise.
[0052]
<Modification>
Two types of torque patterns may be stored in the storage circuit. The two types of torque patterns are the first torque pattern and the second torque pattern, which are less efficient than the first torque pattern and the first torque pattern, but the vibration and sound of the motor and the load device are reduced. It is. As a result, the first torque pattern is used during driving that requires high-efficiency driving with reduced power consumption, such as during the daytime in summer, and the second torque is used during driving that requires low vibration and low noise, such as during sleep. The pattern can be switched and used. As a result, it is possible to provide a motor control device that can operate under optimum conditions according to the user's wishes.
[0053]
At the time of torque pattern switching, switching of the torque pattern or change of the target value of the rotation speed of the motor may be prohibited until a certain time has elapsed after switching. Thereby, since an abnormal stop of the motor does not occur, it can be switched stably. As a result, a motor control device that can operate more safely can be provided.
[0054]
Each torque pattern may be stored according to the motor load. A torque pattern corresponding to the load torque may be selected from a plurality of torque patterns. As a result, the voltage and current are controlled according to the load torque, so that the efficiency of the motor can be improved more accurately. As a result, a motor control device that can be driven more accurately can be provided.
[0055]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure of processing for controlling current and the like according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a method in which the detection unit according to the embodiment of the present invention detects a rotor position signal based on an induced voltage.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a state, a mechanical angle, and an electrical angle and an energization mode according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a torque pattern stored in a memory circuit of a microprocessor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing load torque, torque compensation amount, and DC current waveform when torque control is not performed.
FIG. 7 is a diagram showing a load torque, a torque compensation amount, and a DC current waveform when performing torque control of a conventional example.
FIG. 8 is a diagram showing a load torque, a torque compensation amount, and a DC current waveform when performing torque control according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram representing the vibration amplitude and efficiency of the compressor when performing torque control according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Control apparatus, 110 AC power supply, 120 Power factor improvement circuit, 130 Full wave rectification circuit, 140 Smoothing circuit, 150 Inverter part, 160 Three-phase brushless motor, 170 Compressor, 180 Base driver part, 190 Detection part, 200 microprocessor .

Claims (10)

回転子を有するモータに電力を供給するための電力供給手段と、
前記回転子の機械角を検知するための検知手段と、
記電力の電圧および電流のいずれか補正、前記機械角に対応する複数の補正値を予め記憶するための記憶手段と、
前記記憶手段が予め記憶する複数の補正値の内から1の補正値を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した補正値に基づき、前記電力における電圧および電流のいずれかを制御するための制御手段とを含み、
前記記憶手段が予め記憶する複数の補正値は、
トルク制御時のトルク補償量が、前記トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を平準化させる、第1トルクパターンに基づいて定められる第1補正値と、
前記トルク制御時のトルク補償量が、前記トルク制御を行わない場合の負荷トルクと一致するように設定されている、第2トルクパターンに基づいて定められる第2補正値とを含む、モータの制御装置。
Power supply means for supplying power to a motor having a rotor;
Detection means for detecting the mechanical angle of the rotor;
You correct one of the voltage and current before SL power, storage means for previously storing a plurality of correction values corresponding to the mechanical angle,
Selecting means for selecting one correction value from among a plurality of correction values stored in advance by the storage means;
Based on the correction value selected by the selecting unit, viewed contains a control means for controlling one of the voltage and current in the power,
The plurality of correction values stored in advance by the storage means are:
A first correction value determined on the basis of a first torque pattern, wherein a torque compensation amount during torque control equalizes current pulsation caused by load torque when the torque control is not performed;
The torque compensation quantity during the torque control, the are set to match the load torque of the case without the torque control, the second correction value and the including determined based on the second torque pattern, the motor Control device.
前記第1補正値は、該第1補正値によるトルク制御時のトルク補償量が発生させ電流の脈動の位相と、前記トルク制御を行わずにモータを運転させる場合の負荷トルクに起因する電流の脈動を上下反転させた脈動の位相とのずれが予め定められた範囲になる、前記第1トルクパターンに基づいて定められる値である、請求項1に記載のモータの制御装置。Wherein the first correction value, a current caused by the load torque of the case of driving the phase of the pulsation of the current torque compensation quantity during the torque control by the first correction value Ru generates, the motor without the torque control 2. The motor control device according to claim 1, wherein a deviation from a pulsation phase obtained by vertically inverting the pulsation is a value determined based on the first torque pattern in a predetermined range. 前記第2補正値は、該第2補正値によるトルク制御時のトルク補償量の位相と、前記トルク制御を行わない場合の負荷トルク位相とのずれが予め定められた範囲になる、前記第2トルクパターンに基づいて定められる値である、請求項1に記載のモータの制御装置。The second correction value, in the range where the torque compensation quantity during the torque control by the second correction value phase, the shift of the phase of the load torque of the case without the torque control predetermined said first The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is a value determined based on a two-torque pattern . 前記電力供給手段は、インバータであって、
前記制御手段は、前記インバータに供給される直流電力の電圧および電流のいずれかを制御するための手段を含む、請求項1から3のいずれかに記載のモータの制御装置。
The power supply means is an inverter,
4. The motor control device according to claim 1, wherein the control unit includes a unit for controlling either a voltage or a current of DC power supplied to the inverter. 5.
前記記憶手段は、前記第1補正値、前記第2補正値以外の他の補正値をもさらに記憶し、該記憶される他の補正値は、前記制御手段が前記電圧および電流のいずれかを制御することにより発生する電流脈動の位相と、前記トルク制御を行わない場合の負荷トルクに起因する電流脈動の位相とのずれが、予め定められた範囲に含まれるように定めら
前記選択手段は、予め定められた条件に応じて、前記第1補正値、前記第2補正値および前記他の補正値の中のいずれかの値を選択す、請求項1から4のいずれかに記載のモータの制御装置。
The storage means further stores correction values other than the first correction value and the second correction value, and the other correction values stored in the storage means are either the voltage or current by the control means. and the current pulsation phase generated by controlling the deviation of the current pulsation phase due to the load torque of the case without the torque control is defined et is to be included in a predetermined range,
Said selection means, based on a predetermined condition, the first correction value, you select one of the values in said second correction value and the other correction values, one of claims 1 to 4 A control device for a motor according to claim 1.
前記条件は、前記モータに加わる負荷の影響を受ける条件である、請求項5に記載のモータの制御装置。  The motor control apparatus according to claim 5, wherein the condition is a condition affected by a load applied to the motor. 前記モータに加わる負荷の影響を受ける条件は、前記モータの負荷トルクに基づいて定められる条件である、請求項6に記載のモータの制御装置。  The motor control device according to claim 6, wherein the condition affected by the load applied to the motor is a condition determined based on a load torque of the motor. 前記制御装置は、前記検知手段により検知された前記回転子の機械角に基づいて、前記回転子の角速度を算出するための算出手段をさらに含み、
前記モータに加わる負荷の影響を受ける条件は、前記回転子の角速度に基づいて定められる、請求項6に記載のモータの制御装置。
The control device further includes calculation means for calculating an angular velocity of the rotor based on a mechanical angle of the rotor detected by the detection means,
The motor control device according to claim 6, wherein a condition affected by a load applied to the motor is determined based on an angular velocity of the rotor.
請求項1から8のいずれかに記載のモータの制御装置を含む、空気調和機。  An air conditioner including the motor control device according to claim 1. 請求項1から8のいずれかに記載のモータの制御装置を含む、冷蔵庫。  A refrigerator comprising the motor control device according to claim 1.
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JP4958431B2 (en) * 2005-12-09 2012-06-20 日立アプライアンス株式会社 Electric motor control device
JP4906819B2 (en) * 2007-12-11 2012-03-28 三菱電機株式会社 Compressor, torque control device, and air conditioner
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