JP7283923B2 - 制御装置、モータシステム、制御方法及びプログラム - Google Patents
制御装置、モータシステム、制御方法及びプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP7283923B2 JP7283923B2 JP2019042654A JP2019042654A JP7283923B2 JP 7283923 B2 JP7283923 B2 JP 7283923B2 JP 2019042654 A JP2019042654 A JP 2019042654A JP 2019042654 A JP2019042654 A JP 2019042654A JP 7283923 B2 JP7283923 B2 JP 7283923B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- field
- switching motor
- inverter
- rotation speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
特許文献1には、関連する技術として、ブラシレスDCモータについて弱め界磁制御(弱め磁束制御)を行う前にPWMコンバータの出力電圧を昇圧させて回転数を上げることに関する技術が開示されている。
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
本発明の一実施形態による巻線切替モータシステム1の構成について説明する。
巻線切替モータシステム1は、図1に示すように、交流電源10、コンバータ20、インバータ30、巻線切替スイッチ40、巻線切替モータ50、圧縮機60、第1電圧検出部70、第2電圧検出部80、制御部90を備える。
巻線切替モータシステム1は、巻線切替モータ50における巻線どうしの接続を切り替えることによって、巻線切替モータ50の回転数の広い範囲で高い効率を実現するシステムである。また、巻線切替モータシステム1は、例えば、図2に示すように、巻線切替モータ50が弱め界磁領域(図2における、第1の弱め界磁領域、第2の弱め界磁領域)で動作しているときに、コンバータ20の出力電圧を昇圧し、インバータ30が出力できる電圧を上昇させることによって、巻線切替モータ50が弱め界磁領域で動作するときの効率をさらに高くするシステムである。
巻線切替モータシステム1は、例えば、空気調和機の圧縮機などで使用されるモータシステムである。
コンバータ20は、生成した電圧をインバータ30に出力する。
コンバータ20が出力電圧を昇圧することによって、インバータ30に入力される電圧が高くなる(すなわち、コンバータ20によってPAM(Pulse Amplitude Modulation)制御が行われる)。このため、インバータ30の出力できる電圧が高くなる。その結果、巻線切替モータシステム1は、巻線切替モータ50が弱め界磁領域で動作しているときに、巻線切替モータ50を動作させる効率を高くすることができる。
ブリッジ回路201は、交流電力を直流電力に整流する回路である。例えば、ブリッジ回路201は、図3に示すように、ダイオード2011、2012、キャパシタ2013、2014、抵抗2015、2016、スイッチング素子2017、2018を備える。
キャパシタ203は、ブリッジ回路201が出力する直流電力を平滑化するキャパシタである。キャパシタ203によって、電圧値の変動の少ない直流電圧がコンバータ20からインバータ30へ供給される。キャパシタ203は、例えば、電解コンデンサである。
例えば、コンバータ20は、制御部90が出力する制御信号sig1に基づいてスイッチング素子2017、2018がオン状態とオフ状態の間で切り替わることにより、交流電源10から供給される交流電力から直流電力を生成する。なお、制御信号sig1は、例えば、スイッチング素子2017、2018をオン状態とオフ状態の間で切り替えるPWM(Pulse Width Modulation)信号である。
例えば、コンバータ20は、制御部90が出力する弱め界磁領域におけるオン状態が長い制御信号sig1に基づいてスイッチング素子2017、2018がオン状態とオフ状態の間で切り替わることにより、弱め界磁領域におけるコンバータ20の出力電圧を昇圧させる。
インバータ30は、生成した交流電圧を、巻線切替スイッチ40を介して巻線切替モータ50に出力する。
巻線切替スイッチ40におけるスイッチのそれぞれが、制御信号sig3に基づいてオン状態とオフ状態とで切り替わることによって、巻線切替モータ50における巻線どうしの接続を切り替えることができる。なお、巻線どうしの接続の切り替えには、Δ結線とY結線との間の切り替え、直列、並列、及び、直並列の間の切り替え、巻線の巻数の切り替えなどが含まれる。
例えば、巻線どうしの接続が切り替わることによって、図5に示すように、巻線切替モータ50の回転数が比較的低い領域では巻線切替モータ50における巻線がY結線となり、巻線切替モータ50の回転数が比較的高い領域では巻線切替モータ50における巻線がΔ結線となる。また、例えば、巻線どうしの接続が切り替わることによって、図6に示すように、巻線切替モータ50の回転数が比較的低い領域では巻線切替モータ50における巻線が高ターンとなり(巻線の巻数が大きくなり)、巻線切替モータ50の回転数が比較的高い領域では巻線切替モータ50における巻線が低ターンとなる(巻線の巻数が小さくなる)。これらのように、巻線どうしの接続が切り替わることによって、巻線切替モータ50の効率を向上させることができる。なお、図には示していないが、巻線切替モータ50の回転数が比較的低い領域で巻線切替モータ50における巻線を直列に接続し、巻線切替モータ50の回転数が比較的高い領域で巻線切替モータ50における巻線を並列に接続する場合も同様に巻線切替モータ50の効率を向上させることができる。
第1制御部901は、第1電圧検出部70から受ける情報inf1に基づいて、コンバータ20に入力される電圧の波形を取得する。
第1制御部901は、取得した電圧の波形に基づいて、コンバータ20がインバータ30へ供給する電圧を生成するための制御信号sig1を生成する。第1制御部901は、生成した制御信号sig1をコンバータ20に出力する。なお、コンバータ20がインバータ30へ供給する電圧は、第1の弱め界磁領域と第2の弱め界磁領域における電圧が昇圧される図3に示したコンバータ20の出力電圧である。
第2制御部902は、取得した電圧の波形と、現在の巻線の接続状態(すなわち、インバータ30の負荷の状態)とに基づいて、インバータ30が巻線切替モータ50へ供給する電圧を生成するための制御信号sig2を生成する。第2制御部902は、生成した制御信号sig2をインバータ30に出力する。なお、制御信号sig2は、現在の巻線の接続状態に応じたパラメータを用いて決定される制御信号である。ここでのパラメータは、例えば、巻線切替モータ50の巻線の抵抗値やその巻線によって励起される電圧値などである。インバータ30が巻線切替モータ50へ供給する電圧は、三相交流電圧であり、第1の弱め界磁領域と第2の弱め界磁領域における電圧の振幅がコンバータ20の昇圧された出力電圧に応じて大きくなるインバータ30の出力電圧である。
例えば、巻線切替モータ50の回転数は、インバータ30の出力電圧と現在の巻線の接続状態とから推定することができる。また、インバータ30の出力電圧は、インバータ30に入力される直流電圧(すなわち、情報inf2が示す電圧)と制御信号sig2とから推定できる。そのため、第3制御部903は、第2電圧検出部80から受ける検出電圧の値と制御信号sig2とに基づいて、巻線切替モータ50の回転数を推定する。そして、第3制御部903は、推定した巻線切替モータ50の回転数が所定のしきい値以下である場合に巻線切替モータ50の巻線の巻数が実効的に大きくなる結線とし、推定した巻線切替モータ50の回転数が所定のしきい値を超える場合に巻線切替モータ50の巻線の巻数が実効的に小さくなる結線とする制御信号sig3を、巻線切替スイッチ40に出力する。
ここでは、図8に示す巻線切替モータシステム1の処理フローについて説明する。
なお、第3制御部903は、第2電圧検出部80から受ける検出電圧の値を示す情報inf2と制御信号sig2とに基づいて、巻線切替モータ50の回転数を推定し、推定した巻線切替モータ50の回転数に応じた結線となるように制御信号sig3を巻線切替スイッチ40に出力しているものとする。
第1制御部901は、取得した電圧の波形に応じて、コンバータ20がインバータ30へ供給する電圧を生成するための制御信号sig1を生成する(ステップS4)。第1制御部901は、生成した制御信号sig1をコンバータ20に出力する(ステップS5)。
第2制御部902は、取得した電圧の波形と、現在の巻線の接続状態(すなわち、インバータ30の負荷の状態)とに基づいて、制御信号sig2を生成する(ステップS8)。第2制御部902は、生成した制御信号sig2をインバータ30に出力する(ステップS9)。
本発明の一実施形態による巻線切替モータシステム1において、第1制御部901は、巻線切替モータ50における第1の弱め界磁領域と第2の弱め界磁領域において、巻線切替モータ50を駆動するインバータ30へ供給する直流電力を上昇させる制御をコンバータ20に行う。
このように巻線切替モータシステム1において第1制御部901がコンバータ20を制御することによって、弱め界磁領域において巻線切替モータシステム1を駆動する電圧を上昇させることができる。その結果、巻線切替モータシステム1の制御部90は、弱め界磁領域における巻線切替モータ50の運転効率を高くすることができる。つまり、巻線切替モータシステム1の制御部90は、回転数の広い範囲で巻線切替モータ50を効率よく運転することができる。
巻線切替制御及びインバータ30の入力電圧を昇圧するPAM制御に加えて、弱め界磁制御を行うことで、さらに巻線切替モータ50の運転効率を高くすることができる。
図9は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ5は、図9に示すように、CPU6、メインメモリ7、ストレージ8、インターフェース9を備える。
例えば、上述の制御部90、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ5に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ8に記憶されている。CPU6は、プログラムをストレージ8から読み出してメインメモリ7に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU6は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ7に確保する。
5・・・コンピュータ
6・・・CPU
7・・・メインメモリ
8・・・ストレージ
9・・・インターフェース
10・・・交流電源
20・・・コンバータ
30・・・インバータ
40・・・巻線切替スイッチ
50・・・巻線切替モータ
60・・・圧縮機
70・・・第1電圧検出部
80・・・第2電圧検出部
90・・・制御部
201・・・ブリッジ回路
202・・・リアクタ
203、2013、2014・・・キャパシタ
301、302、303、304、305、306・・・トランジスタスイッチ
2011、2012・・・ダイオード
2015、2016・・・抵抗
2017、2018・・・スイッチング素子
2017a、2018a・・・トランジスタ部
2017b、2018b・・・寄生ダイオード
901・・・第1制御部
902・・・第2制御部
903・・・第3制御部
904・・・記憶部
Claims (6)
- 巻線どうしの接続を切り替え可能な巻線切替モータにおける第1回転数以下の回転数における第1の弱め界磁領域、及び前記第1回転数を超える回転数である第2回転数以上の回転数における第2の弱め界磁領域の両方において、前記巻線切替モータを駆動するインバータに供給される電圧を昇圧させる制御を実行可能な第1制御部であって、前記第1の弱め界磁領域及び前記第2の弱め界磁領域のうちの少なくとも前記第1の弱め界磁領域において、前記インバータに供給される電圧を昇圧させる制御を行う第1制御部、
を備える制御装置。 - 前記巻線切替モータの回転数に基づいて、前記巻線切替モータにおける巻線どうしの接続を制御する第2制御部、
を備える請求項1に記載の制御装置。 - 前記インバータの出力電力を制御する第3制御部、
を備える請求項1または請求項2に記載の制御装置。 - 請求項1から請求項3の何れか一項に記載の制御装置と、
前記巻線切替モータと、
を備えるモータシステム。 - 巻線どうしの接続を切り替え可能な巻線切替モータにおける第1回転数以下の回転数における第1の弱め界磁領域、及び前記第1回転数を超える回転数である第2回転数以上の回転数における第2の弱め界磁領域の両方において、前記巻線切替モータを駆動するインバータに供給される電圧を昇圧させる制御を実行可能な制御装置が実行する制御方法であって、
前記第1の弱め界磁領域及び前記第2の弱め界磁領域のうちの少なくとも前記第1の弱め界磁領域において、前記インバータに供給される電圧を昇圧させる制御を行うこと、
を含む制御方法。 - 巻線どうしの接続を切り替え可能な巻線切替モータにおける第1回転数以下の回転数における第1の弱め界磁領域、及び前記第1回転数を超える回転数である第2回転数以上の回転数における第2の弱め界磁領域の両方において、前記巻線切替モータを駆動するインバータに供給される電圧を昇圧させる制御を実行可能な制御装置のコンピュータに、
前記第1の弱め界磁領域及び前記第2の弱め界磁領域のうちの少なくとも前記第1の弱め界磁領域において、前記インバータに供給される電圧を昇圧させる制御を行うこと、
を実行させるプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019042654A JP7283923B2 (ja) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 制御装置、モータシステム、制御方法及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019042654A JP7283923B2 (ja) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 制御装置、モータシステム、制御方法及びプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020145893A JP2020145893A (ja) | 2020-09-10 |
JP7283923B2 true JP7283923B2 (ja) | 2023-05-30 |
Family
ID=72354718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019042654A Active JP7283923B2 (ja) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 制御装置、モータシステム、制御方法及びプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7283923B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008022665A (ja) | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Sharp Corp | モータ駆動装置、圧縮機駆動装置及び空調・冷凍装置 |
JP2014138520A (ja) | 2013-01-17 | 2014-07-28 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置及びモータ制御方法 |
JP2018129997A (ja) | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社コロナ | モータ制御回路、モータ制御方法、及びプログラム |
WO2019021374A1 (ja) | 2017-07-25 | 2019-01-31 | 三菱電機株式会社 | 駆動装置、空気調和機および駆動方法 |
-
2019
- 2019-03-08 JP JP2019042654A patent/JP7283923B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008022665A (ja) | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Sharp Corp | モータ駆動装置、圧縮機駆動装置及び空調・冷凍装置 |
JP2014138520A (ja) | 2013-01-17 | 2014-07-28 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置及びモータ制御方法 |
JP2018129997A (ja) | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社コロナ | モータ制御回路、モータ制御方法、及びプログラム |
WO2019021374A1 (ja) | 2017-07-25 | 2019-01-31 | 三菱電機株式会社 | 駆動装置、空気調和機および駆動方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020145893A (ja) | 2020-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107306104B (zh) | 控制具有可重配绕组的电驱动装置的设备和方法 | |
US9203330B2 (en) | Motor control device and air conditioner | |
JP2011188674A (ja) | 電力変換装置 | |
JP5906971B2 (ja) | モータ駆動装置 | |
JP2009225631A (ja) | インバータの駆動装置 | |
WO2018078851A1 (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP6384316B2 (ja) | 電力変換装置及び電力変換装置の制御方法 | |
JP2015019478A (ja) | モータ制御装置及び空気調和機 | |
JP4491670B2 (ja) | インバータ装置 | |
US20190199268A1 (en) | Motor control device | |
JP6802126B2 (ja) | インバータ制御装置 | |
JP6543872B2 (ja) | 制御装置、制御方法及びプログラム | |
JP6344500B1 (ja) | マトリクスコンバータ及び交流電動機の定数決定方法 | |
JP7283923B2 (ja) | 制御装置、モータシステム、制御方法及びプログラム | |
EP3386093A1 (en) | Motor drive device and method for controlling motor drive device | |
JP6305495B1 (ja) | インバータ制御装置及びインバータ制御方法 | |
WO2020012787A1 (ja) | コンバータ装置、制御信号特定方法及びプログラム | |
JP7250570B2 (ja) | 制御装置、モータシステム、制御方法及びプログラム | |
JP7265838B2 (ja) | コンバータ装置、制御方法及びプログラム | |
US20170163025A1 (en) | Method for operating an at least generator-operable electric motor and means for the implementation thereof | |
JP2020174426A (ja) | 制御装置、モータシステム、制御方法及びプログラム | |
WO2022209318A1 (ja) | 制御装置、インバータシステム、制御方法及びプログラム | |
JP2020150766A (ja) | 制御装置、モータシステム、制御方法及びプログラム | |
EP3041121B1 (en) | Converter control device and control method, and air conditioner | |
JP7080121B2 (ja) | コンバータ装置、制御信号特定方法及びプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20220131 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221129 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230328 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230425 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230518 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7283923 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |