JP4736815B2 - Inverter control device and motor start method. - Google Patents

Inverter control device and motor start method. Download PDF

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Description

本発明は、ブラシレスDCモータ起動時に逆回転している場合、過電圧を抑制して停止させることができるインバータ制御装置とモータ起動方法に関する。   The present invention relates to an inverter control device and a motor starting method that can suppress and stop an overvoltage when the brushless DC motor is rotating in reverse at the time of starting.

従来のブラシレスDCモータを駆動するインバータ制御装置は、モータ起動時に逆回転している場合は、3相インバータを構成する6個のスイッチング素子のローサイド側3個、またはハイサイド側3個のスイッチング素子を全てオンに、残りの3個をオフにして、モータの端子を短絡し、発電制動(ダイナミックブレーキ)をかけて停止させ、ほぼ停止状態から起動できるようにしている。(例えば、特許文献1参照)。また、逆回転速度が所定値以上の場合はモータの駆動を禁止しているものもある(例えば、特許文献2参照)。また、磁極センサ無しのブラシレスDCモータを駆動するインバータ制御装置では、モータに流れる各相の相電流から回転数、方向、磁極推定を行い、逆方向の回転数が所定回転数以上の時は、モータ駆動を禁止している。逆方向の回転数が所定回転数以下の場合は、各相の線間を短絡してモータを減速させている(例えば、特許文献3参照)。
このように、従来のブラシレスDCモータを駆動するインバータ制御装置では、起動時、逆方向に回転している場合、逆回転数が所定値以上の場合はモータ駆動を禁止し、逆回転数が所定値以下では各相の相間を短絡して、逆回転中のモータを減速させる、という手段がとられていた。
また、減速中のモータ発電力を電源に回生して逆方向の回転を停止させる手段もとられていた。
特開平10−185252号公報 特開2000−14183号公報 特開2001−128485号公報
When the conventional inverter control device for driving a brushless DC motor is reversely rotated at the time of starting the motor, three low-side or three high-side switching elements of the six switching elements constituting the three-phase inverter Are turned on, the remaining three are turned off, the terminals of the motor are short-circuited, and are stopped by applying dynamic braking, so that they can be started almost from the stopped state. (For example, refer to Patent Document 1). In some cases, when the reverse rotation speed is equal to or higher than a predetermined value, driving of the motor is prohibited (for example, see Patent Document 2). Also, in an inverter control device that drives a brushless DC motor without a magnetic pole sensor, the rotational speed, direction, and magnetic pole are estimated from the phase current of each phase flowing through the motor, and when the rotational speed in the reverse direction is equal to or higher than a predetermined rotational speed, Motor drive is prohibited. When the rotational speed in the reverse direction is equal to or lower than the predetermined rotational speed, the motor is decelerated by short-circuiting the wires of each phase (see, for example, Patent Document 3).
Thus, in the inverter control apparatus that drives the conventional brushless DC motor, when starting, when rotating in the reverse direction, if the reverse rotation speed is greater than or equal to a predetermined value, the motor drive is prohibited and the reverse rotation speed is predetermined. Below the value, the phase of each phase was short-circuited, and the means of decelerating the motor during reverse rotation was taken.
In addition, a means for stopping the rotation in the reverse direction by regenerating motor power generated during deceleration to the power source has been used.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-185252 JP 2000-14183 A JP 2001-128485 A

送風機の用途によっては、逆回転数がモータの定格回転数近くで回転している場合でもモータ駆動を禁止せず、起動できるように要求されている。従来のブラシレスDCモータを駆動するインバータ制御装置は起動時、逆方向に回されている場合は、逆回転速度が所定値以上の場合はモータ駆動を禁止するので、すぐには起動できないという問題があった。また、逆回転中に減速停止して直接起動する制御では、逆回転速度がある程度大きいと、回生電力がインバータ制御装置の電源にもどり、電源コンデンサを充電しすぎて過電圧になるという問題もあった。
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、逆回転速度が大きい場合でも回生電力による過電圧を抑制してモータを停止させ、安定した起動ができるインバータ制御装置とモータ起動方法を提供することを目的とする。
Depending on the use of the blower, even if the reverse rotation speed is rotating near the rated rotation speed of the motor, it is required to be able to start without prohibiting the motor drive. When the inverter control device for driving a conventional brushless DC motor is rotated in the reverse direction at the time of start-up, the motor drive is prohibited when the reverse rotation speed is equal to or higher than a predetermined value. there were. In addition, in the control that starts directly after decelerating and stopping during reverse rotation, if the reverse rotation speed is high to some extent, the regenerative power returns to the power source of the inverter control device, and the power supply capacitor is overcharged, resulting in overvoltage. .
The present invention has been made to solve such a problem, and an inverter control device and a motor starting method that can stably start up by suppressing an overvoltage caused by regenerative power even when the reverse rotation speed is high. The purpose is to provide.

上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項1に記載の発明は、ブラシレスDCモータの磁極センサが生成する第1位相信号から速度信号を生成する速度信号生成部と、前記ブラシレスDCモータの電流信号を生成する電流検出部と、速度指令と前記速度信号との速度偏差に基づいてトルク指令を生成する速度制御部と、前記速度信号から生成した第1位相補正信号と前記電流信号から生成した第2位相補正信号を前記第1位相信号に加算し第2位相信号を生成する位相補正部と、前記トルク指令と前記第2位相信号から3相電流指令を生成する電流指令生成部と、前記電流指令と前記ブラシレスDCモータ定数から3相電圧指令を生成する電圧指令生成部と、前記3相電圧指令をPWM信号に変換するPWM生成部と、前記PWM信号を電力増幅して前記ブラシレスDCモータを駆動するインバータとを備えるインバータ制御装置において、起動時に前記ブラシレスDCモータが逆回転している場合、第3位相補正信号を生成し、前記第1位相信号に加算して新たな第1位相信号を生成する逆回転位相補正部を備えることを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のインバータ制御装置において、前記逆回転位相補正部は、前記速度指令と前記速度信号の極性が異なる場合を逆回転と判断することを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1記載のインバータ制御装置において、前記第3位相補正信号は、前記速度信号の関数であることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1記載のインバータ制御装置において、前記第3位相補正信号は、所定の固定値であることを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、請求項1記載のインバータ制御装置において、前記第1位相補正信号は前記速度信号に比例してトルク発生方向に進めることを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、請求項1記載のインバータ制御装置において、前記第2位相補正信号は、前記電流信号の振幅に比例してトルク発生方向に進めることを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明は、ブラシレスDCモータの磁極センサが生成する第1位相信号から速度信号を生成する速度信号生成部と、前記ブラシレスDCモータの電流信号を生成する電流検出部と、速度指令と前記速度信号との速度偏差に基づいてトルク指令を生成する速度制御部と、前記速度信号から生成した第1位相補正信号と前記電流信号から生成した第2位相補正信号を前記第1位相信号に加算し第2位相信号を生成する位相補正部と、前記トルク指令と前記第2位相信号から3相電流指令を生成する電流指令生成部と、前記電流指令と前記ブラシレスDCモータ定数から3相電圧指令を生成する電圧指令生成部と、前記3相電圧指令をPWM信号に変換するPWM生成部と、前記PWM信号を電力増幅して前記ブラシレスDCモータを駆動するインバータとを備えるインバータ制御装置のモータ起動方法において、前記速度指令と前記速度信号を読込むステップと、
前記速度指令と速度信号が異なる極性のときは逆回転と判断するステップと、逆回転と判断したときは、位相信号に所定の固定位相を加算して減速停止させた後正常起動するステップと、正回転と判断したときは、正常起動をするステップとを備えることを特徴とするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is as follows.
The invention according to claim 1 is a speed signal generation unit that generates a speed signal from a first phase signal generated by a magnetic pole sensor of a brushless DC motor, a current detection unit that generates a current signal of the brushless DC motor, and a speed A speed control unit that generates a torque command based on a speed deviation between the command and the speed signal; a first phase correction signal generated from the speed signal; and a second phase correction signal generated from the current signal; A phase correction unit that adds a signal to generate a second phase signal; a current command generation unit that generates a three-phase current command from the torque command and the second phase signal; A voltage command generation unit for generating a phase voltage command; a PWM generation unit for converting the three-phase voltage command into a PWM signal; In an inverter control device comprising an inverter to be driven, when the brushless DC motor is rotating in reverse at the time of startup, a third phase correction signal is generated and added to the first phase signal to obtain a new first phase signal. A reverse rotation phase correction unit for generation is provided.
According to a second aspect of the present invention, in the inverter control device according to the first aspect, the reverse rotation phase correction unit determines that a reverse rotation occurs when the speed command and the speed signal have different polarities. To do.
According to a third aspect of the present invention, in the inverter control device according to the first aspect, the third phase correction signal is a function of the speed signal.
According to a fourth aspect of the present invention, in the inverter control apparatus according to the first aspect, the third phase correction signal is a predetermined fixed value.
According to a fifth aspect of the present invention, in the inverter control device according to the first aspect, the first phase correction signal advances in the torque generation direction in proportion to the speed signal.
According to a sixth aspect of the present invention, in the inverter control device according to the first aspect, the second phase correction signal advances in the torque generation direction in proportion to the amplitude of the current signal.
The invention according to claim 7 is a speed signal generation unit that generates a speed signal from a first phase signal generated by a magnetic pole sensor of a brushless DC motor, a current detection unit that generates a current signal of the brushless DC motor, and a speed A speed control unit that generates a torque command based on a speed deviation between the command and the speed signal; a first phase correction signal generated from the speed signal; and a second phase correction signal generated from the current signal; A phase correction unit that adds a signal to generate a second phase signal; a current command generation unit that generates a three-phase current command from the torque command and the second phase signal; A voltage command generation unit for generating a phase voltage command; a PWM generation unit for converting the three-phase voltage command into a PWM signal; In motor starting method of the inverter control device comprising an inverter for driving, and reading non-step the speed signal and the speed command,
A step of determining reverse rotation when the speed command and the speed signal have different polarities; and a step of starting normally after adding a predetermined fixed phase to the phase signal and decelerating and stopping when determining reverse rotation; A step of starting normally when it is determined that the rotation is normal.

本発明によると、逆回転速度が大きい場合でも回生電力による過電圧を抑制してモータを停止させ、安定した起動ができるインバータ制御装置とモータ起動方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if reverse rotation speed is large, the inverter control apparatus and motor starting method which can suppress the overvoltage by regenerative electric power, can stop a motor, and can start stably can be provided.

以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。   Hereinafter, specific examples of the method of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のインバータ制御装置の構成を示すブロック図である。図1において、1は速度制御部、2は電流指令生成部、3は電圧指令生成部、4はPWM信号生成部、5はインバータ部、6は電流検出部、7は速度信号生成部、8は位相補正部、9は逆回転位相補正部、10はモータ、11は磁極センサである。また、図2はインバータ部の主回路構成を示すブロック図である。図2において、12は整流電源部、13は直流電源コンデンサ部である。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the inverter control device of the present invention. In FIG. 1, 1 is a speed control unit, 2 is a current command generation unit, 3 is a voltage command generation unit, 4 is a PWM signal generation unit, 5 is an inverter unit, 6 is a current detection unit, 7 is a speed signal generation unit, 8 Is a phase correction unit, 9 is a reverse rotation phase correction unit, 10 is a motor, and 11 is a magnetic pole sensor. FIG. 2 is a block diagram showing a main circuit configuration of the inverter unit. In FIG. 2, 12 is a rectification power supply unit, and 13 is a DC power supply capacitor unit.

次に動作について説明する。整流電源12は、3相電源R、S、T相の電圧を整流して直流電源を生成する。電源コンデンサ13は直流電源を平滑する。
磁極センサ11はモータ10の位相信号を生成する。位相信号は、通常、ブラシレスDCモータの3相巻線、U相、V相、W相の正回転時の誘起電圧と同相の方形波であるが、絶対値の位相信号でもよい。速度信号生成部7は、U相、V相、W相の位相信号から、回転方向と回転速度を生成する。回転方向は、U相、V相、W相の変化順によって判別でき、回転速度は、例えばU相の周期をクロックで数えて周期を測定し、周期の逆数をとって、回転速度とする。また、U相だけではなく、V相、W相についても同様に周期を測定し、各相の周期が更新されるたびに、速度データを更新することもできる。電流信号は、3相電流を位相信号で同期整流した極性付振幅信号である。また、3相電流信号を位相信号に同期した正弦波信号を生成し、各相電流と乗算して加算し、q軸電流を生成してもよい。速度制御部1は、速度指令ωrefと速度信号ωfbの差の速度偏差ΔωをPID(比例、積分、微分)制御処理し、トルク指令Trefを生成する。電流指令生成部2は、トルク指令Trefをモータの誘起電圧定数keで除して電流指令の振幅を生成、さらに位相信号θfbの余弦関数cos(θfb)、cos(θfb−2π/3)、cos(θfb+2π/3)を乗算して、3相電流指令Irefu、Irefv、Irefwを生成する。電圧指令生成部3は電流指令と速度信号と位相信号より、各相誘起電圧信号Emu、Emv、Emwを生成する。さらに、モータ定数より、インピーダンス電圧降下電圧Ezu、Ezv、Ezwを加算して、3相電圧指令Erefu、Erefv、Erefwを生成する。PWM信号生成部4は電圧指令を一定周期の三角波と比較して各相のPWM信号を生成する。PWM信号はキャリア周期ごとに、3相電圧指令から空間ベクトルを求め、空間ベクトルからPWM信号の時間パターンを求めてもよい。インバータ5は3相ブリッジの6個のスイッチング素子で構成され、スイッチング素子はPWM信号でオン・オフして、モータに電力を供給する。
位相補正部8は、高速回転時の電流位相遅れの補正と、ブラシレスDCモータのロータが突極の場合は電流を誘起電圧よりもトルク発生方向に進めてリラクタンストルクを発生させるためにある。速度信号ωfbの関数の第1位相補正信号Δθ1と電流信号Ifbの振幅の関数の第2位相補正信号Δθ2を生成し、第1位相信号θfb1に加算し第2位相信号θfb2を生成する。通常は、第1位相補正信号Δθ1は速度信号ωfbに比例させ、第2位相補正信号Δθ2は電流信号Ifbに比例させる。
逆回転位相補正部9は、起動時、モータが高速で逆回転している場合に、逆回転を停止し、正転方向に起動するためにある。しかし、高速に回転しているモータを急速に停止させると、回転系の運動エネルギーがモータとインバータで電気エネルギーに変換され、エネルギーがインバータの電源に回生して、電流がコンデンサを充電し、電圧が上昇する。この電圧上昇を部品に耐圧レベル以下におさえるために、電流位相を誘起電圧からずらして、電流の振幅を増大させ、モータのジュール損を増加させ、回生エネルギーを消費する。具体的には、速度指令ωrefと速度信号ωfbの極性が異なるときを逆回転と判断して、位相信号を所定の固定位相の第3位相補正信号Δθ3を第1位相信号θfb1に加算し、新たな第1位相信号とする。通常、第3位相補正信号Δθ3は負極性であり、逆回転時は第1位相補正信号Δθ1と第2位相補正信号Δθ2はゼロとする。また、第3位相補正信号Δθ3は、ブラシレスDCモータの定数に基づいて速度信号の関数とし、損失許容範囲でジュール損を最大としたり、近似的に速度に比例させたりしてもよい。
Next, the operation will be described. The rectification power supply 12 rectifies the three-phase power supply R, S, and T-phase voltages to generate a DC power supply. The power supply capacitor 13 smoothes the DC power supply.
The magnetic pole sensor 11 generates a phase signal of the motor 10. The phase signal is usually a square wave having the same phase as the induced voltage during the positive rotation of the three-phase winding, U phase, V phase, and W phase of the brushless DC motor, but may be an absolute phase signal. The speed signal generation unit 7 generates a rotation direction and a rotation speed from the phase signals of the U phase, the V phase, and the W phase. The rotation direction can be determined by the change order of the U phase, the V phase, and the W phase. For example, the rotation speed is measured by counting the period of the U phase with a clock and taking the reciprocal of the period to obtain the rotation speed. Further, not only the U phase but also the V phase and the W phase can be similarly measured, and the speed data can be updated every time the phase of each phase is updated. The current signal is a polarized amplitude signal obtained by synchronously rectifying a three-phase current with a phase signal. Alternatively, a q-axis current may be generated by generating a sine wave signal obtained by synchronizing the three-phase current signal with the phase signal, multiplying each phase current, and adding them. The speed control unit 1 performs a PID (proportional, integral, derivative) control process on the speed deviation Δω of the difference between the speed command ωref and the speed signal ωfb, and generates a torque command Tref. The current command generation unit 2 generates the amplitude of the current command by dividing the torque command Tref by the induced voltage constant ke of the motor, and further, cosine functions cos (θfb), cos (θfb-2π / 3), cos of the phase signal θfb. Multiply (θfb + 2π / 3) to generate three-phase current commands Ireffu, Irefv, and Irefw. The voltage command generator 3 generates each phase induced voltage signal Emu, Emv, Emw from the current command, the speed signal, and the phase signal. Further, the impedance voltage drop voltages Ezu, Ezv, Ezw are added from the motor constant to generate a three-phase voltage command Erefu, Erefv, Erefw. The PWM signal generation unit 4 generates a PWM signal for each phase by comparing the voltage command with a triangular wave having a constant period. For the PWM signal, a space vector may be obtained from a three-phase voltage command for each carrier period, and a time pattern of the PWM signal may be obtained from the space vector. The inverter 5 is composed of six switching elements of a three-phase bridge, and the switching elements are turned on / off by a PWM signal to supply power to the motor.
The phase correction unit 8 corrects the current phase lag during high-speed rotation, and generates a reluctance torque by advancing the current in the direction of torque generation rather than the induced voltage when the brushless DC motor rotor has a salient pole. A first phase correction signal Δθ1 as a function of the speed signal ωfb and a second phase correction signal Δθ2 as a function of the amplitude of the current signal Ifb are generated and added to the first phase signal θfb1 to generate a second phase signal θfb2. Normally, the first phase correction signal Δθ1 is proportional to the speed signal ωfb, and the second phase correction signal Δθ2 is proportional to the current signal Ifb.
The reverse rotation phase correction unit 9 is for stopping the reverse rotation and starting it in the forward rotation direction when the motor is reversely rotated at a high speed at the time of activation. However, if a motor that rotates at high speed is stopped rapidly, the kinetic energy of the rotating system is converted into electrical energy by the motor and the inverter, and the energy is regenerated to the power supply of the inverter, the current charges the capacitor, and the voltage Rises. In order to keep this voltage rise below the withstand voltage level in the component, the current phase is shifted from the induced voltage, the current amplitude is increased, the joule loss of the motor is increased, and regenerative energy is consumed. Specifically, when the polarities of the speed command ωref and the speed signal ωfb are different, it is determined as reverse rotation, and the phase signal is added to the first phase signal θfb1 with the third phase correction signal Δθ3 having a predetermined fixed phase. A first phase signal. Normally, the third phase correction signal Δθ3 has a negative polarity, and the first phase correction signal Δθ1 and the second phase correction signal Δθ2 are zero during reverse rotation. Further, the third phase correction signal Δθ3 may be a function of a speed signal based on a constant of the brushless DC motor, and the Joule loss may be maximized within the loss allowable range or may be approximately proportional to the speed.

図3は、本発明のインバータ装置のモータ起動方法の実施例を示すフローチャートである。ます、ステップ1では速度指令と速度信号を読込み、ステップ2で速度指令と速度信号が異なる極性のときは逆回転と同じときは正回転と判断し、逆回転と判断したときは、ステップ3で位相信号に所定の固定位相を加算するステップと、正回転と判断したときは、ステップ4で正常起動をする。   FIG. 3 is a flowchart showing an embodiment of the motor starting method of the inverter device of the present invention. First, in step 1, the speed command and the speed signal are read. In step 2, when the speed command and the speed signal have different polarities, if it is the same as reverse rotation, it is determined as normal rotation, and if it is determined as reverse rotation, it is determined in step 3. When a predetermined fixed phase is added to the phase signal and when it is determined that the rotation is normal, normal activation is performed at step 4.

図4は、逆回転を検出して減速停止したときのシミュレーションで、(a)は固定位相=0度の場合、(b)は固定位相=−45度の場合である。固定位相=0度の場合はインバータの直流電源コンデンサの電圧が450Vまで上昇するのに対して、固定位相=−45度の場合は減速レートを同一とすると、同一トルクを発生するためには、1/cos(45°)=1.4倍の電流を流さなければならず、モータのジュール損は1.4=2倍に増える。モータの回生電力は同一なので、(回生電力−モータジュール損−インバータ損)が実質、電源コンデンサを充電する電力になるので電圧の上がり方は少なくなる。図4のシミュレーションの条件は、インバータ部が速度制御部の比例ゲインkv=1Nms/rad、キャリア周波数fc=2kHz,インバータ電源コンデンサ容量=470μF、インバータ回路損失Pi=200W、モータ部が誘起電圧定数ke=0.2Vs/rad、電機子抵抗=0.5Ω/相、インダクタンスL=1mH/相、イナーシャJ=0.002kgm、減速条件が、逆回転速度ωmax=200rad/s、減速時間Tdc=50msとしている。固定位相ずらしても、モータジュール損よりも回生電力が大きく、充電電圧が構成部品の耐圧特性を超える場合は、減速度を抑えるか、所定の第1電圧とそれより10Vほど低い第2電圧を設定しておき、第1電圧に到達したら減速を止め、第2電圧まで下がったら再び減速を開始してもよい。 4A and 4B are simulations when the reverse rotation is detected and the vehicle is decelerated and stopped. FIG. 4A shows the case where the fixed phase = 0 degrees, and FIG. 4B shows the case where the fixed phase = −45 degrees. When the fixed phase = 0 degree, the voltage of the DC power supply capacitor of the inverter rises to 450V, whereas when the fixed phase = −45 degrees, if the deceleration rate is the same, the same torque is generated. The current of 1 / cos (45 °) = 1.4 times must be passed, and the joule loss of the motor increases to 1.4 2 = 2 times. Since the regenerative power of the motor is the same, (regenerative power-motor joule loss-inverter loss) is substantially the power for charging the power supply capacitor, so the voltage rise is reduced. The simulation conditions of FIG. 4 are as follows: the inverter unit is proportional to the speed control unit kv = 1 Nms / rad, the carrier frequency fc = 2 kHz, the inverter power supply capacitor capacity = 470 μF, the inverter circuit loss Pi = 200 W, and the motor unit is the induced voltage constant ke. = 0.2 Vs / rad, armature resistance = 0.5 Ω / phase, inductance L = 1 mH / phase, inertia J = 0.002 kgm 2 , deceleration conditions are reverse rotation speed ωmax = 200 rad / s, deceleration time Tdc = 50 ms It is said. If the regenerative power is larger than the motor joule loss even if the fixed phase is shifted and the charging voltage exceeds the breakdown voltage characteristics of the component parts, the deceleration is suppressed, or a predetermined first voltage and a second voltage lower by about 10 V are applied. It may be set and the deceleration may be stopped when the first voltage is reached, and the deceleration may be started again when the voltage drops to the second voltage.

他の実施例に、電流制御を行うものがある。例えば図5はdq軸電流制御を適用した例である。図1の実施例に対して3相電流/dq電流座標変換部23、電流制御部21、誘起電圧補正部22が追加され、電圧指令部3のなかにdq軸電圧/3相電圧変換が含まれている以外は、動作は図1の実施例と同じである。   Another embodiment performs current control. For example, FIG. 5 shows an example in which dq-axis current control is applied. A three-phase current / dq current coordinate conversion unit 23, a current control unit 21, and an induced voltage correction unit 22 are added to the embodiment of FIG. 1, and the dq axis voltage / three-phase voltage conversion is included in the voltage command unit 3. Except for this, the operation is the same as in the embodiment of FIG.

本発明は、外部から逆回転速度でまわされやすい用途や、逆回転で長時間回転していては機器を痛めてしまうような用途、例えば、ビルの空調設備など送風機全般などへの適用が期待できる。   The present invention is expected to be applied to applications that are easily turned from the outside at a reverse rotation speed, and applications that can damage equipment if it is rotated for a long time due to reverse rotation, for example, air conditioners for buildings. it can.

本発明のインバータ制御装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the inverter control apparatus of this invention インバータ部の主回路構成を示すブロック図Block diagram showing the main circuit configuration of the inverter section 本発明のモータ起動方法を示すフローチャートThe flowchart which shows the motor starting method of this invention 本発明の動作を示すシミュレーションSimulation showing the operation of the present invention 本発明のインバータ制御装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the inverter control apparatus of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 速度制御部
2 電流指令生成部
3 電圧指令生成部
4 PWM信号生成部
5 インバータ部
6 電流検出部
7 速度信号生成部
8 位相補正部
9 逆回転位相補正部
10 モータ
11 磁極センサ
12 整流電源部
13 電源コンデンサ部
21 電流制御部
22 誘起電圧補正部
23 3相電流/dq軸電流変換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Speed control part 2 Current command generation part 3 Voltage command generation part 4 PWM signal generation part 5 Inverter part 6 Current detection part 7 Speed signal generation part 8 Phase correction part 9 Reverse rotation phase correction part 10 Motor 11 Magnetic pole sensor 12 Rectification power supply part 13 power supply capacitor unit 21 current control unit 22 induced voltage correction unit 23 three-phase current / dq axis current conversion unit

Claims (7)

ブラシレスDCモータの磁極センサが生成する第1位相信号から速度信号を生成する速度信号生成部と、前記ブラシレスDCモータの電流信号を生成する電流検出部と、速度指令と前記速度信号との速度偏差に基づいてトルク指令を生成する速度制御部と、前記速度信号から生成した第1位相補正信号と前記電流信号から生成した第2位相補正信号を前記第1位相信号に加算し第2位相信号を生成する位相補正部と、前記トルク指令と前記第2位相信号から3相電流指令を生成する電流指令生成部と、前記電流指令と前記ブラシレスDCモータ定数から3相電圧指令を生成する電圧指令生成部と、前記3相電圧指令をPWM信号に変換するPWM生成部と、前記PWM信号を電力増幅して前記ブラシレスDCモータを駆動するインバータとを備えるインバータ制御装置において、
起動時に前記ブラシレスDCモータが逆回転している場合、第3位相補正信号を生成し、前記第1位相信号に加算して新たな第1位相信号を生成する逆回転位相補正部を備えることを特徴とするインバータ制御装置。
A speed signal generation unit that generates a speed signal from a first phase signal generated by a magnetic pole sensor of the brushless DC motor, a current detection unit that generates a current signal of the brushless DC motor, and a speed deviation between the speed command and the speed signal A speed control unit that generates a torque command based on the first phase correction signal generated from the speed signal and a second phase correction signal generated from the current signal is added to the first phase signal. A phase correction unit to generate, a current command generation unit to generate a three-phase current command from the torque command and the second phase signal, and a voltage command generation to generate a three-phase voltage command from the current command and the brushless DC motor constant A PWM generator that converts the three-phase voltage command into a PWM signal, and an inverter that amplifies the PWM signal to drive the brushless DC motor. In obtaining the inverter control device,
When the brushless DC motor is rotating in reverse at the time of startup, a reverse rotation phase correction unit is provided that generates a third phase correction signal and adds it to the first phase signal to generate a new first phase signal. Inverter control device characterized.
前記逆回転位相補正部は、前記速度指令と前記速度信号と前記第1位相信号を入力し、前記速度指令と前記速度信号の極性が異なる場合を逆回転と判断することを特徴とする請求項1記載のインバータ制御装置。   The reverse rotation phase correction unit receives the speed command, the speed signal, and the first phase signal, and determines that the rotation is reverse when the polarities of the speed command and the speed signal are different. 1. The inverter control device according to 1. 前記第3位相補正信号は、前記速度信号の関数であることを特徴とする請求項1記載のインバータ制御装置。   The inverter control device according to claim 1, wherein the third phase correction signal is a function of the speed signal. 前記第3位相補正信号は、所定の固定値であることを特徴とする請求項1記載のインバータ制御装置。   The inverter control device according to claim 1, wherein the third phase correction signal is a predetermined fixed value. 前記第1位相補正信号を前記速度信号に比例してトルク発生方向に進めることを特徴とする請求項1記載のインバータ制御装置。   The inverter control device according to claim 1, wherein the first phase correction signal is advanced in the torque generation direction in proportion to the speed signal. 前記第2位相補正信号を前記電流信号の振幅に比例してトルク発生方向に進めることを特徴とする請求項1記載のインバータ制御装置。   The inverter control device according to claim 1, wherein the second phase correction signal is advanced in the torque generation direction in proportion to the amplitude of the current signal. ブラシレスDCモータの磁極センサが生成する第1位相信号から速度信号を生成する速度信号生成部と、前記ブラシレスDCモータの電流信号を生成する電流検出部と、速度指令と前記速度信号との速度偏差に基づいてトルク指令を生成する速度制御部と、前記速度信号から生成した第1位相補正信号と前記電流信号から生成した第2位相補正信号を前記第1位相信号に加算し第2位相信号を生成する位相補正部と、前記トルク指令と前記第2位相信号から3相電流指令を生成する電流指令生成部と、前記電流指令と前記ブラシレスDCモータ定数から3相電圧指令を生成する電圧指令生成部と、前記3相電圧指令をPWM信号に変換するPWM生成部と、前記PWM信号を電力増幅して前記ブラシレスDCモータを駆動するインバータとを備えるインバータ制御装置のモータ起動方法において、
前記速度指令と前記速度信号を読込むステップと、
前記速度指令と速度信号が異なる極性のときは逆回転と判断するステップと、
逆回転と判断したときは、位相信号に所定の固定位相を加算して減速停止させた後正常起動するステップと、
正回転と判断したときは、正常起動をするステップと、
を備えることを特徴とするインバータ装置のモータ起動方法。
A speed signal generation unit that generates a speed signal from a first phase signal generated by a magnetic pole sensor of the brushless DC motor, a current detection unit that generates a current signal of the brushless DC motor, and a speed deviation between the speed command and the speed signal A speed control unit that generates a torque command based on the first phase correction signal generated from the speed signal and a second phase correction signal generated from the current signal is added to the first phase signal. A phase correction unit to generate, a current command generation unit to generate a three-phase current command from the torque command and the second phase signal, and a voltage command generation to generate a three-phase voltage command from the current command and the brushless DC motor constant A PWM generator that converts the three-phase voltage command into a PWM signal, and an inverter that amplifies the PWM signal to drive the brushless DC motor. In motor starting method of obtaining the inverter control device,
Reading the speed command and the speed signal;
A step of determining reverse rotation when the speed command and the speed signal have different polarities;
When it is determined that the rotation is reverse, a step of normally starting after adding a predetermined fixed phase to the phase signal and decelerating and stopping;
When it is determined that the rotation is normal, the step of starting normally,
The motor starting method of the inverter apparatus characterized by the above-mentioned.
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