JP5851522B2 - Motor drive device - Google Patents
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Description
実施形態は、例えば圧縮機モータとして使用されるブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置に関する。 The embodiment relates to a motor drive device that drives a brushless DC motor used as a compressor motor, for example.
例えばヒートポンプ式冷凍機の圧縮機モータとして使用されるブラシレスDCモータ(永久磁石同期モータともいう)は、複数の相巻線が装着されたステータおよび複数の永久磁石が埋設されたロータを有し、冷媒の吸込み・圧縮・吐出を行うとともに、圧縮機内の潤滑油ポンプを駆動する。 For example, a brushless DC motor (also referred to as a permanent magnet synchronous motor) used as a compressor motor of a heat pump refrigerator has a stator with a plurality of phase windings and a rotor with a plurality of permanent magnets embedded therein, The refrigerant is sucked, compressed, and discharged, and the lubricating oil pump in the compressor is driven.
このブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置は、各相巻線に対する駆動電圧供給用のインバータを備え、いわゆるベクトル制御を行う。ベクトル制御は、ブラシレスDCモータの各相巻線に流れる電流から同ブラシレスDCモータの速度(ロータ速度ともいう)を推定し、同ブラシレスDCモータに供給すべき駆動電圧をその推定速度から求め、求めた駆動電圧を上記インバータから得るのに必要な駆動信号(PWM信号)を生成する。 The motor driving device for driving the brushless DC motor includes an inverter for supplying driving voltage to each phase winding, and performs so-called vector control. In vector control, the speed of the brushless DC motor (also referred to as the rotor speed) is estimated from the current flowing through each phase winding of the brushless DC motor, and the drive voltage to be supplied to the brushless DC motor is obtained from the estimated speed. A drive signal (PWM signal) necessary for obtaining the drive voltage from the inverter is generated.
大きな熱量が必要となる運転開始時など、ブラシレスDCモータの高速回転が必要となる。ただし、ブラシレスDCモータが高速回転すると、各相巻線に誘起する電圧の値が各相巻線に供給される駆動電圧の値よりも高くなる。こうなると、各相巻線に電流を流すことができなくなり、その結果、ブラシレスDCモータの速度制御(回転数制御ともいう)が不可能となる。 The brushless DC motor needs to be rotated at high speed, such as at the start of operation where a large amount of heat is required. However, when the brushless DC motor rotates at high speed, the value of the voltage induced in each phase winding becomes higher than the value of the drive voltage supplied to each phase winding. When this happens, it becomes impossible to pass a current through each phase winding, and as a result, speed control (also referred to as rotational speed control) of the brushless DC motor becomes impossible.
対策として、ブラシレスDCモータの高速回転域では、負の界磁成分電流を注入するいわゆる弱め界磁制御が行われる。この弱め界磁制御が行われると、各相巻線への誘起電圧の上昇が抑制されて、その誘起電圧の値が各相巻線に供給される駆動電圧の値よりも高くならない。つまり、ブラシレスDCモータの速度制御を途切れなく継続することができる。 As a countermeasure, so-called field weakening control in which a negative field component current is injected is performed in the high-speed rotation range of the brushless DC motor. When this field weakening control is performed, an increase in the induced voltage to each phase winding is suppressed, and the value of the induced voltage does not become higher than the value of the driving voltage supplied to each phase winding. That is, the speed control of the brushless DC motor can be continued without interruption.
一方、商用交流電源に電圧低下の電源障害が発生した場合は、各相巻線に供給される駆動電圧の値が各相巻線への誘起電圧の値よりも低くなる。この場合も、ブラシレスDCモータの速度制御が不可能となる。対策として、商用交流電源の電圧を監視し、電圧低下の電源障害が発生した場合に弱め界磁制御を行うことにより、ブラシレスDCモータの速度制御を継続することが考えられる。 On the other hand, when a power failure of a voltage drop occurs in the commercial AC power supply, the value of the drive voltage supplied to each phase winding becomes lower than the value of the induced voltage to each phase winding. Also in this case, the speed control of the brushless DC motor becomes impossible. As a countermeasure, it is conceivable to continue the speed control of the brushless DC motor by monitoring the voltage of the commercial AC power source and performing field-weakening control when a power failure of a voltage drop occurs.
なお、電源電圧の低下への対処として、停電時にモータの回転エネルギーをインバータに回生し、この回生により、同インバータにおける直流部の電圧の低下を抑制する例が知られている(特開2002−374700号公報)。また、インバータにおける直流部の電圧が一定値以上か否かに応じて弱め界磁制御の実行と非実行を切換える例が知られている(特開2009−268304号公報)。さらに、商用交流電源の瞬時停電時にブラシレスDCモータに対する速度制御を停止することにより、インバータにおける直流部の電圧を上昇させる例が知られている(特開2004−304965号公報)が知られている。 As a countermeasure for the power supply voltage drop, an example is known in which the rotational energy of the motor is regenerated in the inverter at the time of a power failure, and this regeneration suppresses the voltage drop in the DC section in the inverter (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-2002). No. 374700). In addition, there is known an example in which the weak field control is switched between execution and non-execution according to whether or not the voltage of the DC section in the inverter is equal to or higher than a certain value (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-268304). Furthermore, an example is known in which the voltage control of the DC part in the inverter is increased by stopping speed control for the brushless DC motor at the time of an instantaneous power failure of the commercial AC power supply (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-304965). .
弱め界磁制御のための負の界磁成分電流は、相巻線から発せられる磁束を打消すように作用する。このため、弱め界磁制御を行うと、注入する負の界磁成分電流の2乗と相巻線抵抗との積に相当する損失が発生する。これは、消費電力の増大につながる。 The negative field component current for field weakening control acts to cancel the magnetic flux generated from the phase winding. Therefore, when field-weakening control is performed, a loss corresponding to the product of the square of the negative field component current to be injected and the phase winding resistance occurs. This leads to an increase in power consumption.
実施形態の目的は、消費電力の増大を抑えながら、モータに対する適切な速度制御を継続できるモータ駆動装置を提供することである。 The objective of embodiment is providing the motor drive device which can continue appropriate speed control with respect to a motor, suppressing the increase in power consumption.
実施形態のモータ駆動装置は、インバータと、平滑コンデンサと、第1制御手段と、検出手段と、第2検出手段と、第3制御手段とを備える。インバータは、交流電源の電圧を直流に変換しその直流電圧を交流に変換してブラシレスDCモータへの駆動電圧として出力する。平滑コンデンサは、前記インバータにおける直流電圧を平滑する。第1制御手段は、前記ブラシレスDCモータに流れる電流から同ブラシレスDCモータの速度を推定し、その推定速度が目標速度となるよう前記インバータを駆動制御する。検出手段は、前記交流電源における障害の発生を検出する。第2制御手段は、前記検出手段で障害の発生が検出された場合に、前記目標速度を前記インバータにおける直流電圧に対応する上限速度と予め定めた下限速度の範囲内に維持する。第3制御手段は、前記第2制御手段による制御の実行後、前記平滑コンデンサの電圧が設定値以下に低下した場合に、前記目標速度を前記ブラシレスDCモータの実際の速度低下率より大きい低下率でかつ前記下限速度を限度として下降方向に補正することにより、前記ブラシレスDCモータの回転エネルギーを回生電圧として前記平滑コンデンサに充電し、その平滑コンデンサの電圧が前記設定値より高い値まで上昇した場合に、前記第2制御手段の制御に復帰する。 The motor drive device according to the embodiment includes an inverter, a smoothing capacitor, first control means, detection means, second detection means, and third control means . The inverter converts the voltage of the AC power source into DC, converts the DC voltage into AC, and outputs it as a drive voltage to the brushless DC motor. The smoothing capacitor smoothes the DC voltage in the inverter. The first control means estimates the speed of the brushless DC motor from the current flowing through the brushless DC motor, and drives and controls the inverter so that the estimated speed becomes a target speed. The detecting means detects the occurrence of a failure in the AC power supply. The second control means maintains the target speed within a range between an upper limit speed corresponding to a DC voltage in the inverter and a predetermined lower limit speed when occurrence of a fault is detected by the detection means. The third control means reduces the target speed to a reduction rate larger than the actual speed reduction rate of the brushless DC motor when the voltage of the smoothing capacitor drops below a set value after execution of the control by the second control means. And by correcting the rotational energy of the brushless DC motor as a regenerative voltage to the smoothing capacitor by correcting the lower limit speed as a limit, and the voltage of the smoothing capacitor increases to a value higher than the set value. Then, the control returns to the control of the second control means.
以下、一実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、商用交流電源1にリアクトル2を介してインバータ10が接続され、そのインバータ10の出力端に例えばヒートポンプ式冷凍機の圧縮機モータとして使用されるブラシレスDCモータ(永久磁石同期モータともいう)3が接続される。Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an
インバータ10は、商用交流電源1の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路11、この整流回路11から出力される直流電圧を平滑する平滑コンデンサ12、この平滑コンデンサ12の電圧をスイッチング素子のオン,オフにより所定周波数の三相交流電圧に変換するスイッチング回路13を有する。このスイッチング回路13の出力が、ブラシレスDCモータ3に、駆動電圧として供給される。
The
ブラシレスDCモータ3は、複数の相巻線が装着されたステータおよび複数の永久磁石が埋設されたロータを有し、圧縮機ケース内に収容されてヒートポンプ式冷凍サイクルにおける冷媒の吸込み・圧縮・吐出を行うとともに、圧縮機ケース内の潤滑油ポンプを駆動する。潤滑油ポンプは、圧縮機ケースの底部に溜まる潤滑油をブラシレスDCモータ3の摺動部へ供給する。この供給により、ブラシレスDCモータ3の摺動部に油膜が形成される。 The brushless DC motor 3 has a stator on which a plurality of phase windings are mounted and a rotor in which a plurality of permanent magnets are embedded, and is housed in a compressor case to suck, compress, and discharge refrigerant in a heat pump refrigeration cycle. And the lubricating oil pump in the compressor case is driven. The lubricating oil pump supplies lubricating oil accumulated at the bottom of the compressor case to the sliding portion of the brushless DC motor 3. By this supply, an oil film is formed on the sliding portion of the brushless DC motor 3.
上記スイッチング回路13の出力端とブラシレスDCモータ3との間のU相通電路に、ブラシレスDCモータ3のU相巻線に流れる電流(相電流)を検知する電流センサ4が配置される。上記スイッチング回路13の出力端とブラシレスDCモータ3との間のV相通電路に、ブラシレスDCモータ3のV相巻線に流れる電流(相電流)を検知する電流センサ5が配置される。この電流センサ4,5の出力が、モータ制御部20に供給される。ブラシレスDCモータ3のW相巻線に流れる電流は、電流センサ4,5の検知電流から算出することが可能である。
A
モータ制御部20は、電流センサ4,5の検知電流からブラシレスDCモータ3の速度(ロータ速度ともいう)を推定し、その推定速度ωmを空調制御部(図示せず)からの速度指令に応じた目標速度ωrefに到達させるための駆動電圧をインバータ10から出力させるべく同インバータ10のスイッチング素子をオン,オフ駆動するセンサレス・ベクトル制御(第1制御手段)を行うもので、座標変換部21、速度推定部22、速度制御部23、電流制御部24、座標変換部25、電圧検出回路26、出力デューティ算出部27、PWM変換部28、電源障害検出部29を含む。
The
座標変換部21は、電流センサ4,5の検知電流を、ブラシレスDCモータ3におけるロータ軸上の界磁軸(d軸)座標およびトルク軸(q軸)座標にそれぞれ換算された界磁成分電流(d軸電流ともいう)Idおよびトルク成分電流(q軸電流ともいう)Iqに変換する。速度推定部22は、座標変換部21で得られた界磁成分電流Idおよびトルク成分電流IqとブラシレスDCモータ3の等価方程式とに基づく演算により、ブラシレスDCモータ3の速度を推定する。速度制御部23は、速度指令に応じた上記目標速度ωrefと上記推定速度ωmとの差を求める。電流制御部24は、上記座標変換部21で変換されたトルク成分電流Iqに対する目標値および上記界磁成分電流Idに対する目標値を、速度制御部23で求められた差(=ωref−ωm)に応じて設定する。
The
座標変換部25は、電流制御部24で設定されたトルク成分電流Iqに対する目標値および界磁成分電流Idに対する目標値を、ブラシレスDCモータ3におけるロータ軸上のd軸座標に換算された界磁成分電圧Vdおよびq軸座標に換算されたトルク成分電圧Vqに変換する。電圧検出回路26は、平滑コンデンサ12の電圧を、インバータ10における直流部の直流電圧Vinとして、検出する。出力デューティ算出部27は、座標変換部25で変換された界磁成分電圧Vdとトルク成分電圧Vqおよび電圧検出回路26の検出電圧Vinに基づき、スイッチング回路13の各スイッチング素子に対するオン,オフデューティDを算出する。PWM変換部28は、出力デューティ算出部27で算出されたオン,オフデューティDに応じたパルス幅の駆動信号(PWM信号)を生成する。この駆動信号により、スイッチング回路13の各スイッチング素子がオン,オフする。このオン,オフにより、ブラシレスDCモータ3を駆動するための三相交流電圧がスイッチング回路13から出力される。
The
また、速度制御部23は、出力デューティ算出部27で算出されるオン,オフデューティDが100%に達しないよう、そのオン,オフデューティDが100%に近いほど増加する負の界磁成分電流(負のd軸電流ともいう)−Idを、電流制御部24における界磁成分電流Idの目標値に加える弱め界磁制御を行う(弱め界磁制御手段)。
The
電源障害検出部29は、電圧検出回路26の検出電圧Vinが設定値Vdip以下に低下した場合に、それを商用交流電源1における障害の発生(異常発生ともいう)として検出する。この障害の発生のことを、以下、電源障害の発生という。また、電源障害検出部29は、電圧検出回路26の検出電圧Vinの単位時間当たりの低下幅Vrが一定幅Vdr以上の場合に、それを電源障害の発生として検出する。さらに、電源障害検出部29は、電源障害の発生を検出した後で、電圧検出回路26の検出電圧Vinが上記設定値Vdipを超えてその状態が所定時間以上にわたり継続した場合に、それを電源障害の復旧として検出する。この電源障害検出部29の検出結果が速度制御部23および電流制御部24に供給される。
When the detection voltage Vin of the voltage detection circuit 26 drops below the set value Vdip, the power
電圧検出回路26および電源障害検出部29により、電源障害の発生および復旧をそれぞれ検出する電源監視システム(電源監視手段)が構成される。
The voltage detection circuit 26 and the power
速度制御部23は、上記第1制御手段および上記弱め界磁制御手段のほかに、次の(1)〜(6)の手段を有する。
The
(1)電源障害検出部29で電源障害の発生が検出された場合に、電圧検出回路26の検出電圧Vinに対応する上限速度ωhをその検出電圧Vinから算出し、目標速度ωrefをその上限速度ωhと予め定めた下限速度ωlの範囲内に維持する速度維持モード制御を実行する第2制御手段。下限速度ωlは、ブラシレスDCモータ3が圧縮機内の潤滑油ポンプを駆動するのに必要な最低限の速度である。検出電圧Vinに対応する上限速度ωhは、検出電圧Vinが低いほど低くなる値である。
(1) When the occurrence of a power failure is detected by the
(2)第2制御手段による速度維持モード制御の実行後、電圧検出回路26の検出電圧Vinが設定値Vreg(<Vdip)以下に低下した場合に、目標速度ωrefをブラシレスDCモータ3の実際の速度低下率より大きい低下率でかつ下限速度ωlを限度として下降方向に補正し、これによりブラシレスDCモータ3の回転エネルギーを回生電圧として平滑コンデンサ12に充電する回生モード制御を実行し、この回生モード制御により平滑コンデンサ12の電圧が上昇して電圧検出回路26の検出電圧Vinが設定値Vkp(>Vreg)以上に上昇した場合に、回生モード制御を終了して第2制御手段の速度維持モード制御に復帰する第3制御手段。 (2) After the speed maintaining mode control by the second control means, when the detection voltage Vin of the voltage detection circuit 26 drops below the set value Vreg (<Vdip), the target speed ωref is set to the actual speed of the brushless DC motor 3. A regenerative mode control is executed in which the smoothing capacitor 12 is charged with the rotational energy of the brushless DC motor 3 as a regenerative voltage, with a reduction rate larger than the speed reduction rate and with a lower limit speed ωl as a limit. When the voltage of the smoothing capacitor 12 rises due to the control and the detection voltage Vin of the voltage detection circuit 26 rises above the set value Vkp (> Vreg), the regeneration mode control is terminated and the speed maintenance mode control of the second control means is performed. 3rd control means to return to.
(3)第3制御手段による速度維持モード制御への復帰後、商用交流電源1の電圧回復が生じて電圧検出回路26の検出電圧Vinが設定値Vregを超えるところまで上昇した場合に、目標速度ωrefを予め定めた通常の速度上昇率で上昇(復帰)させる復帰モード制御を先ず実行し、商用交流電源1の電圧回復が続いて電源障害検出部29で電源障害の復旧が検出された場合に、目標速度ωrefを速度指令に応じた本来の値へ向けて上記通常の速度上昇率より大きい上昇率で急上昇させる急上昇モード制御を実行する第4制御手段。
(3) After the return to the speed maintenance mode control by the third control means, when the voltage recovery of the commercial
(4)第3制御手段による速度維持モード制御への復帰後、商用交流電源1の電圧回復が生じないまま電圧検出回路26の検出電圧Vinが所定値Voff(<Vreg)以下に低下した場合に、モータ速度を下限速度ωlに維持できないとの判断の下に、目標速度ωrefを速度推定部22による速度推定処理に追従する速さで下降方向に補正してその補正によりブラシレスDCモータ3を停止させる停止モード制御を実行する第5制御手段。
(4) After the return to the speed maintenance mode control by the third control means, when the detection voltage Vin of the voltage detection circuit 26 falls below a predetermined value Voff (<Vreg) without causing voltage recovery of the commercial
(5)第5制御手段の停止モード制御の実行によりブラシレスDCモータ3が停止した後、商用交流電源1の電圧回復が生じて電圧検出回路26の検出電圧Vinが設定値Vregを超えるところまで上昇した場合に、ブラシレスDCモータ3を再起動し且つ目標速度ωrefを上記通常の速度上昇率で上昇させる再起動モード制御を先ず実行し、商用交流電源1の電圧回復が続いて電源障害検出部29で電源障害の復旧が検出された場合に、目標速度ωrefを速度指令に応じた本来の値へ向けて上記通常の速度上昇率より大きい上昇率で急上昇させる急上昇モード制御を実行する第6制御手段。
(5) After the brushless DC motor 3 is stopped by executing the stop mode control of the fifth control means, the voltage recovery of the commercial
(6)第4制御手段による急上昇モード制御の実行および第6制御手段による急上昇モード制御の実行に際し、電源障害検出部29で電源障害の復旧が検出されてからの一定時間Trtにおいて、検出電圧Vinの上昇に対する駆動信号生成制御の応答遅れから生じ得る脱調を防ぐためのモータ電流制限制御を実行する第7制御手段。モータ電流制限制御とは、具体的には、ブラシレスDCモータ3に流れる電流が予め定めた下限値を下回らないよう、正の界磁成分電流+Idを電流制御部24における界磁成分電流Idの目標値に加える制御のことである。駆動信号生成制御とは、出力デューティ算出部27のオン,オフデューティ算出処理およびPWM変換部28の駆動信号生成処理を含む。
(6) Upon execution of the sudden rise mode control by the fourth control means and execution of the sudden rise mode control by the sixth control means, the detection voltage Vin at a certain time Trt after the power
つぎに、モータ制御部20の制御を図2のフローチャート、図3のタイムチャート、図4のタイムチャートを参照しながら説明する。図3は、電源障害が発生した後でブラシレスDCモータ3が停止しない場合の直流電圧Vinの変化および各種制御の移り変わりの例である。図4は、電源障害が発生した後でブラシレスDCモータ3が停止する場合の直流電圧Vinの変化および各種制御の移り変わりの例である。
Next, the control of the
まず、図3の例で説明する。インバータ10における直流部の直流電圧Vinおよびその直流電圧Vinの単位時間当たりの低下幅Vrが、電圧検出回路26で検出される(ステップ101)。
First, an example of FIG. 3 will be described. The voltage detection circuit 26 detects the DC voltage Vin of the DC portion in the
電圧検出回路26の検出電圧Vinが低下していく場合に、その低下に伴い速度制御部23の弱め界磁制御が働く。この弱め界磁制御により、モータ電流が徐々に上昇する。
When the detection voltage Vin of the voltage detection circuit 26 decreases, the field weakening control of the
電圧検出回路26の検出電圧Vinが設定値Vdip以下に低下すると、それが電源障害検出部29により、電源障害の発生として検出される(ステップ102のYES)。このとき、速度制御部23は、障害検出フラグfが“0”であれば(ステップ103のYES)、その障害検出フラグfに“1”をセットするとともに(ステップ104)、電圧検出回路26の検出電圧Vinに対応する上限速度ωhをその検出電圧Vinから算出する(ステップ105)。検出電圧Vinに対応する上限速度ωhは、検出電圧Vinが低いほど低くなる値である。
When the detection voltage Vin of the voltage detection circuit 26 falls below the set value Vdip, this is detected by the
速度制御部23は、目標速度ωrefが上記算出した上限速度ωhより高い場合(ステップ106のYES)、目標速度ωrefを上限速度ωhに補正する(ステップ107)。こうして、目標速度ωrefの上昇が上限速度ωhに制限されることにより、モータ電流が低下する。
When the target speed ωref is higher than the calculated upper limit speed ωh (YES in step 106), the
速度制御部23は、目標速度ωrefが予め定めた下限速度ωlより低い場合(ステップ108のYES)、目標速度ωrefをその下限速度ωlに補正する(ステップ109)。
When the target speed ωref is lower than the predetermined lower limit speed ωl (YES in step 108), the
速度制御部23は、目標速度ωrefが上限速度ωh以下でかつ下限速度ωl以上の場合は(ステップ106のNO、ステップ108のNO)、目標速度ωrefを指令速度に応じた値にそのまま設定する(ステップ110)。こうして、目標速度ωrefの下降が下限速度ωlに制限されることにより、圧縮機内の潤滑油ポンプの駆動に必要な動力が確保される。
When the target speed ωref is equal to or lower than the upper limit speed ωh and equal to or higher than the lower limit speed ωl (NO in
これらステップ104〜110により、目標速度ωrefを上限速度ωhと下限速度ωlの範囲内に維持する速度維持モード制御が実行される。
Through these
速度制御部23は、電源障害検出部29で電源障害の発生が検出された後(ステップ102のYES)、障害検出フラグfが“1”であれば(ステップ103のNO)、速度維持モード制御が実行済みであるとの判断の下に、検出電圧Vinが所定値Voff以下であるか否かを判定する(ステップ11)。速度制御部23は、検出電圧Vinが所定値Voff以下でなければ(ステップ111のNO)、検出電圧Vinが設定値Vreg以下であるか否かを判定する(ステップ113)。
After the occurrence of the power failure is detected by the power failure detection unit 29 (YES in step 102), the
検出電圧Vinの低下が進むに従って、再び速度制御部23の弱め界磁制御が働いてモータ電流が徐々に上昇していく。
As the detection voltage Vin decreases, the field weakening control of the
速度制御部23は、検出電圧Vinが設定値Vreg以下に低下したところで(ステップ111のNO、ステップ113のYES)、回生モード制御を実行する(ステップ114)。すなわち、速度制御部23は、目標速度ωrefを、ブラシレスDCモータ3の実際の速度低下率より大きい低下率でかつ下限速度ωlを限度として、下降方向に補正する。これにより、ブラシレスDCモータ3の回転エネルギーが回生電圧として平滑コンデンサ12に充電される。
When the detected voltage Vin drops below the set value Vreg (NO in
速度制御部23は、回生モード制御の実行中、検出電圧Vinが設定値Vkp以上であるか否かを判定する(ステップ115)。速度制御部23は、検出電圧Vinが設定値Vkp未満の場合(ステップ115のNO)、回生モード制御の実行を継続する(ステップ114)。速度制御部23は、検出電圧Vinが設定値Vkp以上になると(ステップ115のYES)、回生モード制御を終了して速度維持モード制御に復帰するべく、障害検出フラグfを“0”にリセットする(ステップ116)。
The
障害検出フラグfが“0”であれば(ステップ103のYES)、速度制御部23は、ステップ104〜110の速度維持モード制御の実行を繰り返す。図3の例では、回生モード制御の実行後、目標速度ωrefが下限速度ωlに制限されている。
If the failure detection flag f is “0” (YES in step 103), the
その後、速度制御部23は、商用交流電源1の電圧回復が生じて検出電圧Vinが設定値Vregを超えるところまで上昇したとき(ステップ111のNO、ステップ113のNO)、この場合はブラシレスDCモータ3が停止していないので(ステップ117のNO)、復帰モード制御を実行する(ステップ118)。すなわち、速度制御部23は、目標速度ωrefを予め定めた通常の速度上昇率で上昇(復帰)させるとともに、速度維持モード制御に戻るべく障害検出フラグfを“0”にリセットする。
Thereafter, when the voltage recovery of the commercial
商用交流電源1の電圧回復が続いて、検出電圧Vinが設定値Vdipを超えてその状態が所定時間以上にわたり継続すると、それが電源障害検出部29により、電源障害の復旧として検出される(ステップ102のNO)。このとき、速度制御部23は、障害検出フラグfが“1”であれば(ステップ120のYES)、急上昇モード制御を実行する(ステップ121)。すなわち、速度制御部23は、目標速度ωrefを速度指令に応じた本来の値へ向け上記通常の速度上昇率より大きい上昇率で急上昇させるとともに、速度維持モード制御に戻るべく障害検出フラグfを“0”にリセットする。
When the voltage recovery of the commercial
速度制御部23は、この急上昇モード制御の実行に際し、電源障害検出部29で電源障害の復旧が検出されてからの一定時間Trtにおいて、モータ電流制限制御を実行する。すなわち、速度制御部23は、検出電圧Vinの上昇に対する駆動信号生成制御(出力デューティ算出部27のオン,オフデューティ算出処理およびPWM変換部28の駆動信号生成処理を含む)の応答遅れから生じ得る脱調を防ぐべく、ブラシレスDCモータ3に流れる電流が予め定めた下限値を下回らないよう、正の界磁成分電流+Idを電流制御部24における界磁成分電流Idの目標値に加える。一定時間Trtは、検出電圧Vinの上昇に対する制御の応答遅れより長い時間である。そして、速度制御部23は、一定時間Trtの経過後、急上昇モード制御を終了して通常制御へ移行する(ステップ122)。
When executing the rapid increase mode control, the
一方、図4の例では、検出電圧Vinの単位時間当たりの低下幅Vrが一定幅Vdr以上となった時点で、それが電源障害検出部29により、電源障害の発生として検出される(ステップ102のYES)。このとき、速度制御部23は、障害検出フラグfが“0”であれば(ステップ103のYES)、上記した速度維持モード制御を実行する(ステップ104〜110)。この速度維持モード制御の実行により、モータ速度が下限速度ωlに維持される。これにより、圧縮機内の潤滑油ポンプの駆動に必要な動力が確保される。
On the other hand, in the example of FIG. 4, when the decrease width Vr per unit time of the detection voltage Vin becomes equal to or greater than the constant width Vdr, this is detected by the power
速度制御部23は、電源障害検出部29で電源障害の発生が検出された後(ステップ102のYES)、障害検出フラグfが“1”であれば(ステップ103のNO)、速度維持モード制御が実行済みであるとの判断の下に、検出電圧Vinが所定値Voff以下であるか否かを判定する(ステップ111)。
After the occurrence of the power failure is detected by the power failure detection unit 29 (YES in step 102), the
速度制御部23は、検出電圧Vinが所定値Voff以下であれば(ステップ111のYES)、モータ速度を下限速度ωlに維持できないとの判断の下に、停止モード制御を実行する(ステップ112)。すなわち、速度制御部23は、目標速度ωrefを速度推定部22による速度推定処理に追従する速さで下降方向に補正してその補正によりブラシレスDCモータ3を停止させる。この場合、目標速度ωrefを速度推定処理に追従する速さで下降しながらブラシレスDCモータ3を停止させるので、その停止時のロータ位置を的確に把握することができる。ひいては、大きな起動トルクを確保できてブラシレスDCモータ3の再起動に要する時間を短縮できる。
If the detected voltage Vin is equal to or lower than the predetermined value Voff (YES in step 111), the
速度制御部23は、停止モード制御の実行によりブラシレスDCモータ3が停止した後、商用交流電源1の電圧回復が生じて検出電圧Vinが設定値Vregを超えるところまで上昇したとき(ステップ111のNO、ステップ113のNO)、この場合はブラシレスDCモータ3が停止しているので(ステップ117のYES)、再起動モード制御を実行する(ステップ119)。すなわち、速度制御部23は、ブラシレスDCモータ3を再起動し且つ目標速度ωrefを上記通常の速度上昇率で上昇させるとともに、速度維持モード制御に戻るべく障害検出フラグfを“0”にリセットする。
When the brushless DC motor 3 is stopped by executing the stop mode control, the
商用交流電源1の電圧回復が続いて、検出電圧Vinが設定値Vdipを超えてその状態が所定時間以上にわたり継続すると、それが電源障害検出部29により、電源障害の復旧として検出される(ステップ102のNO)。このとき、速度制御部23は、障害検出フラグfが“1”であれば(ステップ120のYES)、急上昇モード制御を実行する(ステップ121)。すなわち、速度制御部23は、目標速度ωrefを速度指令に応じた本来の値へ向け上記通常の速度上昇率より大きい上昇率で急上昇させるとともに、速度維持モード制御に戻るべく障害検出フラグfを“0”にリセットする。
When the voltage recovery of the commercial
速度制御部23は、この急上昇モード制御の実行に際し、電源障害検出部29で電源障害の復旧が検出されてからの一定時間Trtにおいて、モータ電流制限制御を実行する。すなわち、速度制御部23は、検出電圧Vinの上昇に対する駆動信号生成制御の応答遅れから生じ得る脱調を防ぐべく、ブラシレスDCモータ3に流れる電流が予め定めた下限値を下回らないよう、正の界磁成分電流+Idを電流制御部24における界磁成分電流Idの目標値に加える。一定時間Trtは、検出電圧Vinの上昇に対する制御の応答遅れより長い時間である。そして、速度制御部23は、一定時間Trtの経過後、急上昇モード制御を終了して通常制御へ移行する(ステップ122)。
When executing the rapid increase mode control, the
以上のように、電源障害が発生した場合に、目標速度ωrefをインバータ10における直流部の直流電圧Vinに対応する上限速度ωhと予め定めた下限速度ωlの範囲内に維持することにより、負の界磁成分電流を注入する弱め界磁制御の実行を減らすことができる。
As described above, when the power failure occurs, the target speed ωref is maintained within the range between the upper limit speed ωh corresponding to the DC voltage Vin of the DC unit in the
弱め界磁制御を実行すると、負の界磁成分電流の2乗と相巻線抵抗との積に相当する損失が発生するので、その弱め界磁制御の実行を減らすことにより、消費電力の増大を抑えることができる。したがって、消費電力の増大を抑えながら、ブラシレスDCモータ3に対する適切な速度制御を継続できる。 When field weakening control is executed, a loss corresponding to the product of the square of the negative field component current and the phase winding resistance occurs. Therefore, the increase in power consumption can be suppressed by reducing the execution of field weakening control. it can. Therefore, appropriate speed control for the brushless DC motor 3 can be continued while suppressing an increase in power consumption.
上限速度ωhとして商用交流電源1の電圧に対応する値を選定しているので、商用交流電源1からの供給エネルギーを最大限に活かした運転が可能である。これにより、ブラシレスDCモータ3により駆動されるヒートポンプ式冷凍サイクルの運転をできるだけ安定化させることができる。
Since the value corresponding to the voltage of the commercial
上限速度ωhとして商用交流電源1の電圧に対応する値を選定しているので、電源障害の復旧に際し、ブラシレスDCモータ3の速度を商用交流電源1の電圧低下からの回復に速やかに追従させることができる。これにより、ヒートポンプ式冷凍サイクルの能力不足を速やかに補うことができる。
Since the value corresponding to the voltage of the commercial
ブラシレスDCモータ3が圧縮機内の潤滑油ポンプを駆動するのに必要な最低限の速度を下限速度ωlとして定めているので、ブラシレスDCモータ3の摺動部等に対する潤滑油の供給をできるだけ継続することができる。よって、ブラシレスDCモータ3の安全を確保できる。 Since the minimum speed required for the brushless DC motor 3 to drive the lubricating oil pump in the compressor is set as the lower limit speed ω1, the supply of the lubricating oil to the sliding portion of the brushless DC motor 3 is continued as much as possible. be able to. Therefore, the safety of the brushless DC motor 3 can be ensured.
電源障害の発生を検出した場合に、ブラシレスDCモータ3の回転エネルギーを回生電圧として平滑コンデンサ12に回収し、その充電電圧を速度維持モード制御によるモータ駆動に利用するので、より長い時間にわたって電源障害に耐えながらモータ駆動を続けることができる。平滑コンデンサ12の定格によっては、目標速度ωrefを下降方向に補正する際の低下率を変えることで、回生電圧が平滑コンデンサ12の定格を超えない値に制限することができる。この制限により、平滑コンデンサ12の故障を防ぐことができる。 When the occurrence of a power failure is detected, the rotational energy of the brushless DC motor 3 is recovered as a regenerative voltage in the smoothing capacitor 12, and the charged voltage is used for driving the motor by speed maintenance mode control. The motor drive can be continued while enduring. Depending on the rating of the smoothing capacitor 12, the regenerative voltage can be limited to a value that does not exceed the rating of the smoothing capacitor 12 by changing the rate of decrease when the target speed ωref is corrected in the downward direction. Due to this limitation, failure of the smoothing capacitor 12 can be prevented.
直流電圧Vinの低下が所定値Voff以下まで進んだ場合は、モータ速度を下限速度ωlに維持できないとの判断の下に、ブラシレスDCモータ3を停止するので、平滑コンデンサ12の電圧がなくならずに残る。したがって、平滑コンデンサ12の電圧がモータ制御部20の動作電力として使用されている場合には、平滑コンデンサ12の残りの電圧によって以後のモータ制御部20の動作を継続することができる。仮に、平滑コンデンサ12の電圧が零になってしまうと、モータ制御部20内のそれまでの運転情報が消失したり、電源障害が復旧するまでブラシレスDCモータ3を再起動できないといった不具合が生じるが、そのような不具合を防ぐことができる。すなわち、電源障害の復旧が検出されたときに、ブラシレスDCモータ3を速やかに再起動することができる。
When the DC voltage Vin decreases to a value equal to or lower than the predetermined value Voff, the brushless DC motor 3 is stopped under the judgment that the motor speed cannot be maintained at the lower limit speed ωl. Remain in. Therefore, when the voltage of the smoothing capacitor 12 is used as the operating power of the
ブラシレスDCモータ3の停止に際しては、目標速度ωrefを速度推定処理に追従する速さで下降しながらブラシレスDCモータ3を停止させるので、その停止時のロータ位置を的確に把握することができ、ひいては大きな起動トルクを確保できてブラシレスDCモータ3の再起動に要する時間を短縮できる。 When the brushless DC motor 3 is stopped, the brushless DC motor 3 is stopped while the target speed ωref is lowered at a speed that follows the speed estimation process, so that the rotor position at the time of the stop can be accurately grasped. A large starting torque can be secured and the time required for restarting the brushless DC motor 3 can be shortened.
検出電圧Vinが設定値Vdipを超えたからといってそれをすぐに電源障害の復旧として検出することはせず、検出電圧Vinが設定値Vdipを超えてその状態が所定時間以上にわたり継続した場合にそれを電源障害の復旧として検出するので、回生エネルギーによって平滑コンデンサ12の電圧が上昇することに起因する電源障害復旧の誤検出を防ぐことができる。所定時間の具体的な値としては、ブラシレスDCモータ3が継続して動作していた場合は例えば1秒以上、ブラシレスDCモータ3が停止していた場合は再起動を急ぎたいために例えば1秒未満が設定される。仮に、回生エネルギーによって平滑コンデンサ12の電圧が上昇することに起因する電源障害復旧の誤検出が生じると、ブラシレスDCモータ3の速度を電源障害発生前の状態に早く戻そうとして平滑コンデンサ12に蓄えたエネルギーを余分に消費するので、電源障害に耐えられる時間が短くなる。このような誤検出を生じないことにより、平滑コンデンサ12に蓄えたエネルギーの余分な消費を抑えることができる。結果として、電源障害に耐えられる時間が長くなる。 If the detected voltage Vin exceeds the set value Vdip, it is not immediately detected as a recovery from the power failure, but if the detected voltage Vin exceeds the set value Vdip and the state continues for a predetermined time or more. Since this is detected as restoration of the power failure, it is possible to prevent erroneous detection of restoration of the power failure caused by the increase of the voltage of the smoothing capacitor 12 due to regenerative energy. The specific value of the predetermined time is, for example, 1 second or more when the brushless DC motor 3 is continuously operated, and for example 1 second when the brushless DC motor 3 is stopped in order to quickly restart. Less than is set. If there is a false detection of power failure recovery due to a rise in the voltage of the smoothing capacitor 12 due to regenerative energy, the speed of the brushless DC motor 3 is stored in the smoothing capacitor 12 in an attempt to quickly return to the state before the power failure occurred. The extra energy is consumed, so the time to withstand a power failure is shortened. By preventing such erroneous detection, it is possible to suppress excessive consumption of energy stored in the smoothing capacitor 12. As a result, the time that can withstand a power failure increases.
瞬時停電などの電源障害からの復旧に際しては、直流電圧Vinが急激に高くなる。このとき、直流電圧Vinを捕えて駆動信号(PWM信号)を生成するまでの駆動信号生成制御の応答遅れ(時間遅れ)により、実際のモータ電流が目標値より大きくなってしまい、これに伴い駆動信号のオン,オフデューティDが急激に小さくなる。こうなると、モータ電流が低下して制御が不安定になり、脱調が発生することがある。これに対し、本実施形態では、電源障害からの復旧に際し、検出電圧Vinの上昇に対する駆動信号生成制御の応答遅れより長い時間である一定時間Trtにわたってモータ電流制限制御を行うので、つまりブラシレスDCモータ3に流れる電流が予め定めた下限値を下回らないよう正の界磁成分電流+Idを電流制御部24における界磁成分電流Idの目標値に加えるので、検出電圧Vinの上昇に対する駆動信号生成制御の応答遅れから生じ得る脱調を防ぐことができる。
When recovering from a power failure such as an instantaneous power failure, the DC voltage Vin increases rapidly. At this time, the actual motor current becomes larger than the target value due to the response delay (time delay) of the drive signal generation control until the DC signal Vin is captured and the drive signal (PWM signal) is generated. The on / off duty D of the signal decreases rapidly. If this happens, the motor current decreases, the control becomes unstable, and step-out may occur. On the other hand, in the present embodiment, when recovering from a power failure, the motor current limit control is performed for a certain time Trt that is longer than the response delay of the drive signal generation control with respect to the rise in the detection voltage Vin, that is, the brushless DC motor Since the positive field component current + Id is added to the target value of the field component current Id in the
なお、上記実施形態では、電源障害検出部29は、電圧検出回路26の検出電圧Vinが設定値Vdip以下に低下した場合にそれを電源障害の発生として検出し、電圧検出回路26の検出電圧Vinの単位時間当たりの低下幅Vrが一定幅Vdr以上の場合にそれを電源障害の発生として検出したが、それに限らず、インバータ10に対する駆動信号のオン,オフデューティ(インバータ10のスイッチング素子に対するオン,オフデューティ)Dの大きさからインバータ10の直流部における直流電圧Vinを推定し、その推定電圧が設定値Vdip以下に低下したとき、それを電源障害の発生として検出してもよい。または、電源障害検出部29は、上記推定電圧の単位時間当たりの低下幅Vrが一定幅Vdr以上のとき、それを電源障害の発生として検出してもよい。または、電源障害検出部29は、上記オン,オフデューティDの単位時間当たりの増加幅が所定幅以上のとき、それを電源障害の発生として検出してもよい。
In the above embodiment, the power
また、上記実施形態では、電源障害検出部29は、電源障害の発生を検出した後、電圧検出回路26の検出電圧Vinが設定値Vdipを超えてその状態が所定時間以上にわたり継続した場合に、それを電源障害の復旧として検出したが、それに限らず、上記オン,オフデューティDからの推定電圧が設定値Vdipを超えてその状態が一定時間以上にわたり継続したとき、それを電源障害の復旧として検出してもよい。
In the above embodiment, the power
電源障害の発生および復旧の検出に推定電圧を用いる場合、電圧検出回路26を削減できるので、回路の小型化が図れるとともに、電圧検出回路26とモータ制御部20との間に存在する信号線がなくなる。信号線がなくなれば、モータ制御部20の絶縁性が高まり、モータ制御部20に手を触れても感電しなくなって保守サービス時の危険性が減少する。
When the estimated voltage is used to detect the occurrence and recovery of a power failure, the voltage detection circuit 26 can be reduced, so that the circuit can be reduced in size and a signal line existing between the voltage detection circuit 26 and the
商用交流電源の電圧の変動範囲は、日本では、標準電圧が100Vの場合に10V±6V、標準電圧が200Vの場合に202V±20Vである。配線での電圧降下を5%とすると、標準電圧が100Vの場合の下限値は91V、標準電圧が200Vの場合の下限値は172Vとなる。電源障害が発生していない場合は、この下限値以上の電圧が供給される。この下限値未満の電圧が検出された場合に電源障害が発生したと判断することで、確実に電源障害の発生を検出できる。 In Japan, the fluctuation range of the voltage of the commercial AC power source is 10V ± 6V when the standard voltage is 100V, and 202V ± 20V when the standard voltage is 200V. If the voltage drop at the wiring is 5%, the lower limit value is 91 V when the standard voltage is 100 V, and the lower limit value is 172 V when the standard voltage is 200 V. When no power failure has occurred, a voltage equal to or higher than this lower limit value is supplied. By determining that a power failure has occurred when a voltage less than the lower limit is detected, it is possible to reliably detect the occurrence of a power failure.
商用交流電源の電圧範囲は、標準電圧が100Vの場合に101V±6V、標準電圧が200Vの場合に202V±20Vであり、標準電圧が100Vの場合に12Vの幅を持ち、標準電圧が200Vの場合に40Vの幅を持っている。商用交流電源の電圧が供給される系統につながった機器の消費電力が変動して配線での電圧降下が変わることが、電源障害以外での電圧変動の要因であり、この通常発生する電圧変動よりも大きな電圧降下を検出した時に電源障害が起きたと判断することで、供給電圧が標準よりも高い時には早く電源障害を検出することができる。受電端からの配線で想定される最大の電圧変動以上の変動を基準とすることにより、標準電圧が100Vで上限値が107Vの場合は、107Vから5%下がった102Vとなったときに、それを電源障害と検出する。この場合、電圧値のみで検出する場合の91Vより11V分だけ早い時点で検出できるので、早くモータの回転を下げて消費電力を抑えることができる。ひいては、より長い時間にわたって、電源障害に耐えることができる。 The voltage range of the commercial AC power source is 101V ± 6V when the standard voltage is 100V, 202V ± 20V when the standard voltage is 200V, 12V when the standard voltage is 100V, and the standard voltage is 200V. The case has a width of 40V. The power consumption of the equipment connected to the system to which the commercial AC power supply voltage is supplied fluctuates and the voltage drop in the wiring changes, which is the cause of voltage fluctuations other than power supply failures. By determining that a power failure has occurred when a large voltage drop is detected, the power failure can be detected early when the supply voltage is higher than the standard. When the standard voltage is 100V and the upper limit is 107V by using the fluctuation more than the maximum voltage fluctuation assumed in the wiring from the power receiving end as reference, when the voltage reaches 102V, which is 5% lower than 107V, Is detected as a power failure. In this case, since the detection can be performed at a time earlier by 11V than 91V in the case of detection only by the voltage value, the motor rotation can be lowered quickly to reduce power consumption. As a result, the power failure can be tolerated for a longer time.
また、上記実施形態では、速度制御部23は、速度維持モード制御として、電圧検出回路26の検出電圧Vinに対応する上限速度ωhを算出する処理(ステップ105)、目標速度ωrefがその上限速度ωhより高いか否かを判定する処理(ステップ106)、目標速度ωrefが上限速度ωhより高い場合に目標速度ωrefを上限速度ωhに補正する処理(ステップ107)を実行したが、それに代えて、図5に示すように、電圧検出回路26の検出電圧Vinに対応する上限オン,オフデューティDhを算出する処理(ステップ105)、出力デューティ算出部27で算出されるオン,オフデューティDがその上限オン,オフデューティDhより高いか否かを判定する処理(ステップ106)、オン,オフデューティDが上限オン,オフデューティDhより高い場合に、目標速度ωrefを上限オン,オフデューティDhとオン,オフデューティDとの差に係数αを積算して得られる値[=ωref−(Dh−D)・α]に補正する処理(ステップ107)、を実行してもよい。オン,オフデューティDは、座標変換部25で変換された界磁成分電圧Vdとトルク成分電圧Vqおよび電圧検出回路26の検出電圧Vinに基づいて算出されるので、直流電圧Vinの変化をパラメータとして含んでいる。
In the above embodiment, the
その他、実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Other embodiments and modifications are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, rewrites, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. In these embodiments and modifications, the scope of the invention is included in the gist, and is included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
実施形態のモータ駆動装置は、例えばヒートポンプ式冷凍機の圧縮機モータとして使用されるブラシレスDCモータの駆動に利用可能である。 The motor drive device of the embodiment can be used for driving a brushless DC motor used as a compressor motor of a heat pump refrigerator, for example.
Claims (8)
前記インバータにおける直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記ブラシレスDCモータに流れる電流から同ブラシレスDCモータの速度を推定し、その推定速度が目標速度となるよう前記インバータを駆動制御する第1制御手段と、
前記交流電源における障害の発生を検出する検出手段と、
前記検出手段で障害の発生が検出された場合に、前記目標速度を前記インバータにおける直流電圧に対応する上限速度と予め定めた下限速度の範囲内に維持する第2制御手段と、
前記第2制御手段による制御の実行後、前記平滑コンデンサの電圧が設定値以下に低下した場合に、前記目標速度を前記ブラシレスDCモータの実際の速度低下率より大きい低下率でかつ前記下限速度を限度として下降方向に補正することにより、前記ブラシレスDCモータの回転エネルギーを回生電圧として前記平滑コンデンサに充電し、その平滑コンデンサの電圧が前記設定値より高い値まで上昇した場合に、前記第2制御手段の制御に復帰する第3制御手段と、
を備えることを特徴とするモータ駆動装置。 An inverter that converts the voltage of the alternating current power source into direct current, converts the direct current voltage into alternating current, and outputs the drive voltage to the brushless DC motor;
A smoothing capacitor for smoothing the DC voltage in the inverter;
A first control means for estimating a speed of the brushless DC motor from a current flowing in the brushless DC motor and driving the inverter so that the estimated speed becomes a target speed;
Detecting means for detecting occurrence of a fault in the AC power source;
Second control means for maintaining the target speed within a range between an upper limit speed corresponding to a DC voltage in the inverter and a predetermined lower limit speed when occurrence of a fault is detected by the detection means;
After execution of the control by the second control means, when the voltage of the smoothing capacitor drops below a set value, the target speed is set to a reduction rate larger than the actual speed reduction rate of the brushless DC motor and the lower limit speed is set. When the smoothing capacitor is charged as a regenerative voltage to the smoothing capacitor by correcting in the downward direction as a limit, the second control is performed when the voltage of the smoothing capacitor rises to a value higher than the set value. Third control means for returning to control of the means;
A motor drive device comprising:
前記第3制御手段による前記第2制御手段の制御への復帰後、前記交流電源の電圧回復が生じて前記平滑コンデンサの電圧が前記設定値を超えた場合に、前記目標速度を予め定めた通常の速度上昇率で先ず上昇させ、続いて、前記検出手段で障害の復旧が検出された場合に、前記目標速度を本来の値へ向け前記通常の速度上昇率より大きい上昇率で急上昇させる第4制御手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載のモータ駆動装置。 The detection means detects the occurrence and recovery of a fault in the AC power supply;
After the return to the control of the second control means by the third control means, when the voltage recovery of the AC power supply occurs and the voltage of the smoothing capacitor exceeds the set value, the target speed is set to A first speed increase rate, and then when the detection means detects a failure recovery, the target speed is increased to an original value at a speed higher than the normal speed increase rate. Control means,
The motor drive apparatus according to claim 1 , further comprising:
をさらに備えることを特徴とする請求項2記載のモータ駆動装置。 After the return to the control of the second control means by the third control means, the brushless DC motor is stopped when the voltage of the smoothing capacitor drops below a predetermined value without causing the voltage recovery of the AC power supply. Fifth control means,
The motor drive device according to claim 2 , further comprising:
ことを特徴とする請求項3記載のモータ駆動装置。 When the voltage of the smoothing capacitor is reduced to a predetermined value or less without voltage recovery of the AC power supply after the return to the control of the second control means by the third control means, the fifth control means, Correcting the target speed in a descending direction at a speed following the estimation of the speed, and stopping the brushless DC motor by the correction;
The motor driving device according to claim 3 .
をさらに備えることを特徴とする請求項3記載のモータ駆動装置。 After the brushless DC motor is stopped by the control of the fifth control means, when the voltage recovery of the AC power supply occurs and the voltage of the smoothing capacitor exceeds the set value, the brushless DC motor is restarted and The target speed is first increased at the normal speed increase rate, and then, when recovery from a fault is detected by the detection means, the target speed is increased to an original value and increased above the normal speed increase rate. Sixth control means for rapidly increasing at a rate;
The motor drive device according to claim 3 , further comprising:
をさらに備えることを特徴とする請求項5記載のモータ駆動装置。 When the target speed suddenly rises by the fourth control means and the target speed suddenly rises by the sixth control means, a current flowing through the brushless DC motor is constant for a certain period of time after failure detection is detected by the detection means. Seventh control means for performing motor current limit control so as not to fall below a predetermined lower limit;
The motor drive device according to claim 5 , further comprising:
前記第1制御手段は、前記ブラシレスDCモータに流れる電流から同ブラシレスDCモータの速度を推定し、その推定速度が目標速度となるよう前記インバータのスイッチング素子をオン,オフ駆動制御する、
前記検出手段は、前記インバータにおける直流電圧を検出しその検出電圧が設定値以下に低下したとき、またはその検出電圧の単位時間当たりの低下幅が一定幅以上のとき、または前記インバータのスイッチング素子に対するオン,オフデューティの大きさから前記インバータにおける直流電圧を推定しその推定電圧が前記設定値以下に低下したとき、またはその推定電圧の単位時間当たりの低下幅が前記一定幅以上のとき、または前記インバータのスイッチング素子に対するオン,オフデューティの単位時間当たりの増加幅が所定幅以上のとき、それを前記交流電源における障害の発生として検出する、
ことを特徴とする請求項1記載のモータ駆動装置。 The inverter converts the voltage of the AC power source to DC, converts the DC voltage to AC by turning on and off the switching element, and outputs it as a drive voltage to the brushless DC motor.
The first control means estimates the speed of the brushless DC motor from a current flowing through the brushless DC motor, and controls the switching element of the inverter to be turned on and off so that the estimated speed becomes a target speed.
The detecting means detects a DC voltage in the inverter, and when the detected voltage drops below a set value, or when a drop width per unit time of the detected voltage is a certain width or more, or for the switching element of the inverter When the DC voltage in the inverter is estimated from the size of the on / off duty and the estimated voltage drops below the set value, or when the reduced width per unit time of the estimated voltage is greater than or equal to the certain width, or the When the increase width per unit time of the on / off duty with respect to the switching element of the inverter is equal to or greater than a predetermined width, it is detected as a failure in the AC power supply
The motor driving apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項7記載のモータ駆動装置。 The detection means detects the occurrence of a fault in the AC power supply, and when the detected voltage or the estimated voltage exceeds the set value and the state continues for a certain period of time or more, it detects the fault in the AC power supply. Detect as recovery,
The motor driving apparatus according to claim 7 .
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