JP4631400B2 - 同期モータの位置センサレス駆動制御装置 - Google Patents
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Description
また、請求項2に記載の発明では、複数相を有するモータコイルに流れる相電流の位相情報を検出し、モータコイルに印加する印加電圧と相電流との位相差に基づいて、位置センサを用いることなく同期モータを駆動制御するための制御装置であって、複数相の相電流が相互にクロスするタイミングから相電流の位相情報を検出し、相電流が、電流振幅の減少に伴い増大する位相情報の検出誤差に基づいて定めた所定値以上となるように、前記印加電圧を制御することを特徴としている。
これによると、モータの運転負荷が小さいときであっても、相電流を所定値以上として、電流位相情報の検出誤差を抑制することができる。したがって、モータを安定駆動することが可能である。また、モータコイルへの印加電圧を制御して、容易に相電流が所定値以上となるようにすることができる。さらに、相電流の位相情報は、複数相の相電流が相互にクロスするタイミングからも容易に検出することが可能である。
これによると、モータの運転負荷が小さいときであっても、相電流を所定値以上として、電流位相情報の検出誤差を抑制することができる。したがって、モータを安定駆動することが可能である。また、印加電圧と相電流との位相差の制御目標値である目標位相差を予め設定することにより、容易に相電流が所定値以上となるようにすることができる。さらに、相電流の位相情報は、相電流がゼロクロスするタイミングから容易に検出することができる。
また、請求項6に記載の発明では、複数相を有するモータコイルに流れる相電流の位相情報を検出し、モータコイルに印加する印加電圧と相電流との位相差に基づいて、位置センサを用いることなく同期モータを駆動制御するための制御装置であって、複数相の相電流が相互にクロスするタイミングから相電流の位相情報を検出し、相電流が、電流振幅の減少に伴い増大する位相情報の検出誤差に基づいて定めた所定値以上となるように、印加電圧と相電流との位相差の制御目標値である目標位相差を予め設定したことを特徴としている。
これによると、モータの運転負荷が小さいときであっても、相電流を所定値以上として、電流位相情報の検出誤差を抑制することができる。したがって、モータを安定駆動することが可能である。また、印加電圧と相電流との位相差の制御目標値である目標位相差を予め設定することにより、容易に相電流が所定値以上となるようにすることができる。さらに、相電流の位相情報は、複数相の相電流が相互にクロスするタイミングからも容易に検出することが可能である。
本実施形態は、本発明に係るモータ駆動制御装置を、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ式給湯装置のヒートポンプサイクル1中の電動圧縮機10の制御装置として適用したものであり、図1は、本実施形態に係るヒートポンプ給湯装置の概略要部構成を示す模式図である。また、図2は、本実施形態における同期モータの位置センサレス駆動制御装置である電動圧縮機10の同期モータ12のモータ駆動制御部120概略構成を示すブロック図である。
前述の第1の実施形態では、目標電流制御部131の電圧補正により印加電圧を制御することでモータ電流が所定値を保つようにしたが、目標電流制御部131を設けずに、目標位相差制御部121にモータ電流が所定値を保つような目標位相差を予め設定してもよい。
前述の第1、第2の実施形態では、効率を若干犠牲にして電流ゼロクロス検出精度を確保していた。効率向上のためにモータ電流の閾値を下げると、電流ゼロクロス誤差が残存し制御性が悪化する。そこで本実施形態では、モータ電流の閾値を第1の実施形態より低下させるのに合わせて、モータ電流(電流振幅、負荷情報)に応じて、図2に示すローパスフィルタ128前後の値の差を目標電流位相にフィードバックするときのゲインK、すなわち、位相誤差情報を目標電流位相にフィードバックするゲインKを変更している。
前述の第1〜第3の実施形態では、図6(b)に示したように、電流ゼロクロスタイミングを検出して電流位相情報を得ていたが、図8に示すように、3相のモータ電流が相互にクロスするタイミング(相電流のクロス点)から電流位相情報を得る場合にも適用することができる。
上記各実施形態では、位相偏差検出部123において、目標位相制御部122で更新された目標電流位相と、配線17において検出した検出電流位相とから位相偏差(位相誤差)を検出するものであったが、位相偏差検出手段である位相偏差検出部123では、目標位相差と、印加電圧と検出電流との実位相差との位相偏差(位相差誤差)を検出するものであってもよい。
10 圧縮機
11 圧縮機構(負荷)
12 同期モータ
13 入力線
14 AC/DCコンバータ回路
15 母線
16 インバータ回路
17 配線
100 制御ユニット
120 モータ制御部(モータ駆動制御部、同期モータの位置センサレス駆動制御装置)
121 目標位相差制御部(目標位相差設定手段)
122 目標位相制御部(目標電流位相設定手段)
123 位相偏差検出部(位相偏差検出手段)
124 電流振幅情報検出部(負荷情報検出手段)
125 電圧振幅制御部(印加電圧設定手段の一部)
126 モータ印加電圧波形生成部(印加電圧設定手段の一部)
128 ローパスフィルタ
131 目標電流制御部(電流低下抑止手段、電圧補正手段)
K ゲイン(フィードバックゲイン)
Claims (10)
- 複数相を有するモータコイルに流れる相電流の位相情報を検出し、前記モータコイルに印加する印加電圧と前記相電流との位相差に基づいて、位置センサを用いることなく同期モータを駆動制御するための制御装置であって、
前記相電流がゼロクロスするタイミングから前記相電流の位相情報を検出し、
前記相電流が、電流振幅の減少に伴い増大する前記位相情報の検出誤差に基づいて定めた所定値以上となるように、前記印加電圧を制御することを特徴とする同期モータの位置センサレス駆動制御装置。 - 複数相を有するモータコイルに流れる相電流の位相情報を検出し、前記モータコイルに印加する印加電圧と前記相電流との位相差に基づいて、位置センサを用いることなく同期モータを駆動制御するための制御装置であって、
前記複数相の前記相電流が相互にクロスするタイミングから前記相電流の位相情報を検出し、
前記相電流が、電流振幅の減少に伴い増大する前記位相情報の検出誤差に基づいて定めた所定値以上となるように、前記印加電圧を制御することを特徴とする同期モータの位置センサレス駆動制御装置。 - 前記印加電圧を下降させ、前記相電流が増大する方向に前記相電流の位相を進ませて、前記相電流が前記所定値以上となるように制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
- 前記印加電圧を上昇させ、前記相電流が増大する方向に前記相電流の位相を遅らせて、前記相電流が前記所定値以上となるように制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
- 複数相を有するモータコイルに流れる相電流の位相情報を検出し、前記モータコイルに印加する印加電圧と前記相電流との位相差に基づいて、位置センサを用いることなく同期モータを駆動制御するための制御装置であって、
前記相電流がゼロクロスするタイミングから前記相電流の位相情報を検出し、
前記相電流が、電流振幅の減少に伴い増大する前記位相情報の検出誤差に基づいて定めた所定値以上となるように、前記印加電圧と前記相電流との位相差の制御目標値である目標位相差を予め設定したことを特徴とする同期モータの位置センサレス駆動制御装置。 - 複数相を有するモータコイルに流れる相電流の位相情報を検出し、前記モータコイルに印加する印加電圧と前記相電流との位相差に基づいて、位置センサを用いることなく同期モータを駆動制御するための制御装置であって、
前記複数相の前記相電流が相互にクロスするタイミングから前記相電流の位相情報を検出し、
前記相電流が、電流振幅の減少に伴い増大する前記位相情報の検出誤差に基づいて定めた所定値以上となるように、前記印加電圧と前記相電流との位相差の制御目標値である目標位相差を予め設定したことを特徴とする同期モータの位置センサレス駆動制御装置。 - 前記相電流の位相が、前記相電流が最小になる位相から進んだ位相で前記相電流が前記所定値以上となるように、前記目標位相差を設定したことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
- 前記相電流の位相が、前記相電流が最小になる位相から遅れた位相で前記相電流が前記所定値以上となるように、前記目標位相差を設定したことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
- 前記相電流の目標位相と実位相との位相偏差情報を制御目標にフィードバックする同期モータの位置センサレス駆動制御装置であって、
前記モータが運転する負荷の負荷情報に応じて、フィードバックされる前記位相偏差情報に乗じられるゲインを変更することを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1つに記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。 - 前記モータの運転負荷が減少するに応じて、前記ゲインを小さくすることを特徴とする請求項9に記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
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