JP4512611B2 - 同期モータ制御装置及びそれを用いた機器 - Google Patents
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Description
図1は、本実施例の同期モータ制御装置のブロック図である。本実施例の同期モータ3は回転子が永久磁石の同期モータ(以下、永久磁石同期モータと略す。)である。本実施例の同期モータ制御装置は、直流電源1の電圧を3相交流電圧に変換して同期モータ3の固定子巻線に供給し、該同期モータ3を回転させるインバータ回路2と、指令速度に応じて前記同期モータ3の制御処理を行う制御回路4と、この制御回路4に従ってインバータ回路2を駆動するドライバ5と、直流電流を検出する抵抗器6とを備えている。
Vqc* =R*・Iq*+ω*・Ld*・Id*+ω*・Ke** …(数2)
従来技術では、前記(数2)式の補正後発電定数Ke**の代わりに発電定数設定値Ke* を用いた(数3)式で、q軸電圧指令Vqc* を求めている。
この(数2)式を用いて制御する従来技術のモータ印加電圧波形と、モータが正常回転中のモータ電流波形と、正常回転中の励磁電流波形と、脱調してモータが停止した時のモータ電流と、脱調してモータが停止した時の励磁電流とを図3に示す。
Vqc* =R*・Iq* …(数5)
脱調を検出できないまま前記(数1)式と(数2)式で電圧指令値を作成すると、前記(数1)式と(数2)式では0でない指令速度ω* を用いているため、モータが停止しても運転中と同じ電圧指令が作成される。一方、励磁電流指令Id* は検出したトルク電流Iqから作成しているため、殆ど0となる。結局、(数1)式の(数2)式のω* ・Ke**分だけ電圧が過大になって、モータ電流が増加するので、実質的にd軸電圧指令Vdc* とq軸電圧指令Vqc* とは、次の(数6)式,(数7)式に示すようになる。
Vqc* =ω*・Ld*・Id*+ω*・Ke* …(数7)
この結果、q軸電圧指令Vqc* は正方向に必要以上に大きな値となるために、励磁電流Idcが正方向に大きく流れる。
図5は、実施例1に示した同期モータ制御装置のインバータ回路2と制御回路4とドライバ5(図示せず)とを1つのパッケージ内に内蔵したモジュール50の模式図であり、図5では上面の蓋を省略してある。本実施例のモジュール50では、インバータ回路2と制御回路4とドライバ5とが、2組の対向辺がある略長方形の樹脂モールドパッケージに収められている。制御回路4は別の基板に搭載されていて、インバータ回路2やドライバ5を載せた基板に、リード線で接続してある。さらに、モジュール上面の蓋の上に平滑コンデンサを載せて実装できる。
図6は、本発明の制御回路4を含む同期モータ制御装置60aを圧縮機の駆動源として備えた空調機の室外機60の模式図である。本実施例の空調機は、冷媒を圧縮する圧縮機を備えた室外機と、圧縮した冷媒を断熱膨張させて吸熱させる、あるいは圧縮して発熱した冷媒を放熱させる室内機とを備えている。本実施例では、同期モータ制御装置60aが実施例2に示したモジュールになっている。
図7は、本発明の制御回路4を含む同期モータ制御装置70aを冷蔵庫用の圧縮機の駆動源として備えた冷蔵庫70の模式図である。図7には示していないが、本実施例の冷蔵庫は、冷蔵室と冷凍室とを備え、さらに、圧縮機と凝縮器と冷凍室用蒸発器と冷蔵室用蒸発器とを具備している。本実施例では、圧縮機と永久磁石同期モータとが同じケースに内蔵されていて、モータに回転子位置センサが無い。本実施例の冷蔵庫では、同期モータ制御装置70aが実施例2に示したモジュールになっている。
本発明のモータ制御装置を洗濯機のモータの制御装置に適用した洗濯機80の模式図を図8に示す。本実施例の洗濯機は、略円筒形の洗濯槽兼脱水槽と、この洗濯槽兼脱水槽の底部に配置した撹拌翼と、洗濯槽兼脱水槽を内蔵する外槽と、撹拌翼あるいは洗濯槽兼脱水槽を回転させる永久磁石同期モータとを備えている。本実施例の洗濯機では、同期モータ制御装置80aが実施例2に示したモジュールになっていて、モジュールを水に濡れにくいモータより上部に離して配置してある。
図9は、本発明の同期モータ制御装置90aを掃除機の駆動源として備えた掃除機90の模式図である。本実施例の掃除機は塵埃を吸い込むための送風機を備えた掃除機本体と、塵埃を吸い込む吸口と、吸口と本体を連通させるホースあるいはパイプ部とを備えていて、送風機を永久磁石同期モータで駆動する。本実施例の掃除機では同期モータ制御装置90aとして、実施例2に示したモジュールを用いた。
Claims (11)
- 指令速度に従って制御処理を行う制御回路とを具備した同期モータの制御装置において、
電流検出手段により検出した同期モータに流れるモータ電流から励磁電流を演算する座標変換手段と、
励磁電流指令値を作成する励磁電流指令発生器と、
発電定数補正演算及び脱調検出をする発電定数補正演算及び脱調検出器とを備え、
前記発電定数補正演算及び脱調検出器は、
前記励磁電流指令値と前記励磁電流とにより、発電定数補正値を作成する発電定数補正値演算部と、
発電定数設定値と前記発電定数補正値を加算し、補正後発電定数を作成する加算部と、
前記補正後発電定数が所定値以下の場合に、脱調を検出する脱調判定部とを有することを特徴とする同期モータの制御装置。 - 請求項1において、
トルク電流指令値、前記励磁電流指令値、モータ定数及び指令速度値とによりモータ印加電圧作成するモータ印加電圧作成部を備え、
前記補正後発電定数を前記モータ定数の発電定数に置き換えることを特徴とする同期モータの制御装置。 - 請求項1において、
前記電流検出手段では、直流電源に流れる直流電流を検出し、該直流電流からモータ電流を推定することを特徴とする同期モータの制御装置。
- 請求項1において、
前記所定値は、前記モータ発電定数設定値の0〜60%であることを特徴とする同期モータの制御装置。 - パッケージに、直流電圧を3相交流電圧に変換して同期モータを駆動するインバータ回路と、指令速度に従って制御処理を行う制御回路と、前記インバータ回路を駆動するドライバとを含む同期モータの制御モジュールにおいて、
電流検出手段により検出した同期モータに流れるモータ電流から励磁電流を演算する座標変換手段と、
励磁電流指令値を作成する励磁電流指令発生器と、
発電定数補正演算及び脱調検出をする発電定数補正演算及び脱調検出器とを備え、
前記発電定数補正演算及び脱調検出器は、
前記励磁電流指令値と前記励磁電流とにより、発電定数補正値を作成する発電定数補正値演算部と、
発電定数設定値と前記発電定数補正値を加算し、補正後発電定数を作成する加算部と、
前記補正後発電定数が所定値以下の場合に、脱調を検出する脱調判定部とを有することを特徴とする同期モータの制御モジュール。 - 請求項5において、前記制御モジュールが同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段を内蔵していることを特徴とする同期モータの制御モジュール。
- 請求項5において、前記インバータ回路の半導体スイッチング素子がIGBTであることを特徴とする同期モータの制御モジュール。
- 冷媒を圧縮する圧縮機を備えた室外機と、圧縮した冷媒を断熱膨張させる室内機とを備えた空調機において、
前記圧縮機を駆動する同期モータの制御装置が、直流電圧を3相交流電圧に変換して同期モータを駆動するインバータ回路と、同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、指令速度に従って制御処理を行う制御回路と、前記インバータ回路を駆動するドライバとを具備し、
前記制御回路が、
電流検出手段により検出した同期モータに流れるモータ電流から励磁電流を演算する座標変換手段と、
励磁電流指令値を作成する励磁電流指令発生器と、
発電定数補正演算及び脱調検出をする発電定数補正演算及び脱調検出器とを備え、
前記発電定数補正演算及び脱調検出器は、
前記励磁電流指令値と前記励磁電流とにより、発電定数補正値を作成する発電定数補正値演算部と、
発電定数設定値と前記発電定数補正値を加算し、補正後発電定数を作成する加算部と、
前記補正後発電定数が所定値以下の場合に、脱調を検出する脱調判定部とを有することを特徴とする空調機。 - 冷蔵室と、冷凍室と、冷媒を圧縮する圧縮機と、凝縮器と、冷凍室用蒸発器と、冷蔵室用蒸発器とを備えた冷蔵庫において、
前記圧縮機を駆動する同期モータの制御装置が、直流電圧を3相交流電圧に変換して同期モータを駆動するインバータ回路と、同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、指令速度に従って制御処理を行う制御回路と、前記インバータ回路を駆動するドライバとを具備し、
前記制御回路が、電流検出手段により検出した同期モータに流れるモータ電流から励磁電流を演算する座標変換手段と、
励磁電流指令値を作成する励磁電流指令発生器と、
発電定数補正演算及び脱調検出をする発電定数補正演算及び脱調検出器とを備え、
前記発電定数補正演算及び脱調検出器は、
前記励磁電流指令値と前記励磁電流とにより、発電定数補正値を作成する発電定数補正値演算部と、
発電定数設定値と前記発電定数補正値を加算し、補正後発電定数を作成する加算部と、
前記補正後発電定数が所定値以下の場合に、脱調を検出する脱調判定部とを有することを特徴とする冷蔵庫。 - 洗濯槽兼脱水槽と、該洗濯槽兼脱水槽の底部に配置した撹拌翼と、前記洗濯槽兼脱水槽を内蔵する外槽と、前記撹拌翼あるいは洗濯槽兼脱水槽を回転させる同期モータを備えた洗濯機において、
前記同期モータの制御装置が、直流電圧を3相交流電圧に変換して同期モータを駆動するインバータ回路と、同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、指令速度に従って制御処理を行う制御回路と、前記インバータ回路を駆動するドライバとを具備し、
前記制御回路が、電流検出手段により検出した同期モータに流れるモータ電流から励磁電流を演算する座標変換手段と、
励磁電流指令値を作成する励磁電流指令発生器と、
発電定数補正演算及び脱調検出をする発電定数補正演算及び脱調検出器とを備え、
前記発電定数補正演算及び脱調検出器は、
前記励磁電流指令値と前記励磁電流とにより、発電定数補正値を作成する発電定数補正値演算部と、
発電定数設定値と前記発電定数補正値を加算し、補正後発電定数を作成する加算部と、
前記補正後発電定数が所定値以下の場合に、脱調を検出する脱調判定部とを有することを特徴とする洗濯機。 - 塵埃を吸い込むための送風機を備えた本体と、塵埃を吸い込む吸口と、吸口と本体を連通させるホースあるいはパイプ部とを備えた掃除機において、
前記送風機を駆動する同期モータの制御装置が、直流電圧を3相交流電圧に変換して同期モータを駆動するインバータ回路と、同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、指令速度に従って制御処理を行う制御回路と、前記インバータ回路を駆動するドライバとを具備し、
前記制御回路が、電流検出手段により検出した同期モータに流れるモータ電流から励磁電流を演算する座標変換手段と、
励磁電流指令値を作成する励磁電流指令発生器と、
発電定数補正演算及び脱調検出をする発電定数補正演算及び脱調検出器とを備え、
前記発電定数補正演算及び脱調検出器は、
前記励磁電流指令値と前記励磁電流とにより、発電定数補正値を作成する発電定数補正値演算部と、
発電定数設定値と前記発電定数補正値を加算し、補正後発電定数を作成する加算部と、
前記補正後発電定数が所定値以下の場合に、脱調を検出する脱調判定部とを有することを特徴とする掃除機。
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