JP4776597B2 - 電動機駆動装置および圧縮機駆動装置並びに圧縮機 - Google Patents
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Description
外部からの速度指令値に加算して電動機を速度制御する速度制御手段と、を備え、電流検出手段と速度制御手段の出力に基づいてインバータから電圧を出力することで電動機を駆動するものである。
図1は、本発明の実施の形態1を示す回路ブロック図である。図1において、1は交流電源、2は交流電源1から供給される交流電力を直流電力へ整流する整流器、3は整流器2の出力側に配置されたリアクタ、4は整流器2の出力を平滑化する平滑コンデンサ、5は電動機、6は電動機5を駆動させるインバータ、7aおよび7bは電動機5に流れる電流を検出する電流検出器、8は電動機5を制御する制御手段、9は整流器2の出力電圧を検出する電圧検出器である。なお、整流器2とリアクタ3と平滑コンデンサ4から交流電源の交流を直流に変換するコンバータが構成される。
なお、脈動電流の楕円状もしくは円状の軌跡に関して、特許文献4の図2,図5(c)〜図8及び数式(20)、特許文献5の数式(2)に一例が開示されている。
インバータ周波数と電源周波数とによって発生するビート周波数をωbeat(rad/s)、インバータ周波数をωinv(rad/s)、ビート周波数成分の電流をIbeat、インバータ周波数成分の電流をIinvとおくと、静止座標軸上の電流は式(1)で表される。
ここで、安定駆動補償器15は、電動機出力(トルク*速度)を略一定にするためにトルク変動周波数に合わせて速度成分を逆位相に変化させる。また、トルク変動周波数は電動機回転周波数の極数倍であるため、速度成分の周波数も電動機回転周波数の極数倍となる。一方、ビート周波数ωbeat(rad/s)は低いため、速度制御値として寄与する度合いは安定駆動補償器15からの速度成分よりもかなり小さいという問題がある。本発明では、脈動抑制補償器16は回転座標変換に伴うインバータ周波数ωinv(rad/s)をオフセットとしてビート周波数ωbeat(rad/s)に加算するので、速度制御値に寄与できる度合いを安定駆動補償器15からの速度成分に近づけることができる。
積分器、15 安定駆動補償器、16 脈動抑制補償器。
Claims (11)
- 交流電源の交流を直流に変換するコンバータと、
このコンバータの出力を交流に変換して電動機へ印加するインバータと、
前記電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段の検出結果に基づいて前記インバータを制御する制御手段と、
を備えた電動機駆動装置において、
前記制御手段は、
前記電流検出手段によって検出された電流を静止座標系から回転座標系に変換する座標変換手段と、
この座標変換手段の出力に基づいて、電動機出力を一定にするように前記電動機を駆動するための第1の補償量と、前記インバータを駆動するインバータ周波数と前記交流電源の周波数との干渉により発生した電動機電流脈動を抑制するための第2の補償量とを生成し、前記第1の補償量と前記第2の補償量とを外部からの速度指令値に加算して前記電動機を速度制御する速度制御手段と、
を備え、
前記電流検出手段と前記速度制御手段の出力に基づいて前記インバータから電圧を出力することで前記電動機を駆動することを特徴とする電動機駆動装置。 - 前記速度制御手段に代えて、前記インバータ周波数と前記インバータのキャリア周波数との干渉により発生した電動機電流脈動を抑制するための第2の補償量を生成し、前記第1の補償量と前記第2の補償量とを外部からの速度指令値に加算して前記電動機を速度制御する速度制御手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の電動機駆動装置。
- 前記速度制御手段に代えて、
前記座標変換手段の出力に基づいて、電動機出力を一定にするように前記電動機を駆動するための第1の補償量と、前記インバータを駆動するインバータ周波数と前記交流電源の周波数との干渉により発生した電動機電流脈動と、前記インバータ周波数と前記インバータのキャリア周波数との干渉により発生した電動機電流脈動を抑制するための第2の補償量とを生成し、前記第1の補償量と前記第2の補償量とを外部からの速度指令値に加算して前記電動機を速度制御する速度制御手段、
を備えたことを特徴とする請求項1記載の電動機駆動装置。 - 前記速度制御手段は、トルク成分であるq軸電流から生成された信号を前記第1の補償量として生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電動機駆動装置。
- 前記速度制御手段は、電動機駆動における回転座標軸上の電流から脈動成分を抽出する手段と、この手段によって抽出された脈動成分に基づいて前記第2の補償量を生成することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電動機駆動装置。
- 前記速度制御手段は、インバータ出力周波数に応じて前記第2の補償量の周波数成分を変化させることを特徴とする請求項5に記載の電動機駆動装置。
- 前記速度制御手段は、前記脈動成分の周波数にインバータ出力周波数をオフセットとして加算して前記第2の補償量の周波数成分を生成することを特徴とする請求項5に記載の電動機駆動装置。
- 前記電動機として同期電動機もしくは誘導電動機を搭載し、請求項1〜7のいずれかに記載の電動機駆動装置によって駆動されることを特徴とする圧縮機。
- 前記電動機は、6極以上の集中巻で構成されることを特徴とする請求項8記載の圧縮機。
- 前記電動機駆動装置は、三相交流電源を三相整流器にて整流することを特徴とする請求項9記載の圧縮機駆動装置。
- 前記電動機駆動装置は、インバータからの出力電圧が直流電圧による最大値以上の値を電動機に印加することを特徴とする請求項9〜10のいずれかに記載の圧縮機。
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