JP7473440B2 - Motor drive device and refrigeration equipment using the same - Google Patents
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Description
本発明は、モータと負荷の合成イナーシャを推定するモータ駆動装置、および、それを用いた冷凍機器に関する。 The present invention relates to a motor drive device that estimates the combined inertia of a motor and a load, and a refrigeration device that uses the same.
家庭用電気機器分野や産業機器分野では、インバータと制御器を備えるモータ駆動システムが広く普及している。一般的に、制御器の各制御部(速度制御部や電流制御部など)に制御定数を設定する場合、モータ定数や負荷の機械定数が必要となる。しかし、機械定数の一種であるイナーシャは、回転機構や被駆動体(例えば、搬送装置の搬送物)などの負荷に依存するため、実稼働条件が未定である時点で正確に事前設定することは困難である。そこで、モータの実運転中にイナーシャを推定する技術が提案されている。 Motor drive systems equipped with inverters and controllers are widely used in the fields of household electrical appliances and industrial equipment. In general, when setting control constants for each control section of a controller (such as the speed control section or current control section), the motor constant and the mechanical constant of the load are required. However, inertia, which is one type of mechanical constant, depends on the load of the rotating mechanism and the driven body (for example, the transported goods of a transport device), and it is difficult to set it accurately in advance when the actual operating conditions are not yet determined. Therefore, a technology has been proposed to estimate the inertia during the actual operation of the motor.
例えば、特許文献1の請求項1では、「電動機の制御装置において、前記電動機へのトルク指令に正弦波状指令を加える手段と、前記電動機に流れる電流値を取得する手段と、前記電動機の加速度値を取得する手段と、前記正弦波状指令の複数周期にわたる、同一の動作状態での、複数の前記電流値と複数の前記加速度値から得た電流代表値と加速度代表値、及び前記電動機のトルク定数から前記電動機による被駆動体のイナーシャを推定する手段と、を有することを特徴とする制御装置」が開示されており、トルク指令に正弦波状指令を加えることで得た、電流代表値、加速度代表値、電動機(モータ)のトルク定数から電動機(モータ)による被駆動体のイナーシャを推定する方法が提案されている。
For example,
特許文献1では、トルク指令に正弦波状指令を加えて電動機(モータ)に一定動作をさせた時のフィードバック信号(電流値や加速度値)からイナーシャを推定する。
In
しかし、圧縮機用のモータでは、回転位置によって負荷トルクが変化するという圧縮機構の特性によって、モータのフィードバック信号に圧縮機構に起因する周期変化が混入するため、フィードバック信号に基づいてイナーシャを推定すると、イナーシャの推定精度が低下する恐れがある。また、モータの回転速度をフィードバック制御する速度制御器では、フィードバック動作によって、トルク指令に加えた正弦波状指令が打ち消されてしまうため、特許文献1の技術の適用対象はフィードバック制御を行わない制御器に限られるという問題もある。
However, in a compressor motor, due to the characteristics of the compression mechanism that the load torque changes depending on the rotational position, periodic changes caused by the compression mechanism are mixed into the motor feedback signal, so if the inertia is estimated based on the feedback signal, the accuracy of the inertia estimation may decrease. Also, in a speed controller that feedback controls the motor rotation speed, the feedback operation cancels out the sinusoidal command added to the torque command, so there is a problem that the technology of
そこで、本発明は、フィードバック制御を行い、かつ、モータの負荷が周期変化する環境であっても、複雑な信号処理を使用せず、モータと負荷の合成イナーシャを高精度に推定できるモータ駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a motor drive device that performs feedback control and can estimate the combined inertia of the motor and load with high accuracy without using complex signal processing, even in an environment where the motor load changes periodically.
上記課題を解決するために、本発明によるモータ駆動装置は、負荷を駆動するモータと、該モータに交流電力を供給するインバータと、該インバータを介して前記モータの回転速度を制御する制御部と、を具備するものであって、前記制御部は、所定周波数ωaの正弦波信号と余弦波信号を生成する信号生成器と、外部からの速度指令値に前記正弦波信号を加算した指令に基づいて前記モータの回転速度を制御する速度制御器と、モータ回転速度を推定する速度推定器と、モータトルクを演算するトルク演算器と、前記モータ回転速度と前記モータトルクから抽出した前記所定周波数ωaの成分に基づいて、前記モータと前記負荷の合成イナーシャを推定するイナーシャ演算器と、を有するものとした。 In order to solve the above-mentioned problems, a motor drive device according to the present invention includes a motor for driving a load, an inverter for supplying AC power to the motor, and a control unit for controlling the rotational speed of the motor via the inverter, the control unit having a signal generator for generating a sine wave signal and a cosine wave signal of a predetermined frequency ωa , a speed controller for controlling the rotational speed of the motor based on a command obtained by adding the sine wave signal to an external speed command value, a speed estimator for estimating the motor rotational speed, a torque calculator for calculating motor torque, and an inertia calculator for estimating a combined inertia of the motor and the load based on the motor rotational speed and a component of the predetermined frequency ωa extracted from the motor torque.
本発明のモータ駆動装置によれば、フィードバック制御を行い、かつ、モータの負荷が周期変化する環境であっても、複雑な信号処理を使用せず、モータと負荷の合成イナーシャを高精度に推定することができる。 The motor drive device of the present invention performs feedback control and can estimate the combined inertia of the motor and load with high accuracy without using complex signal processing, even in an environment where the motor load changes periodically.
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Issues, configurations, and advantages other than those described above will become clear from the description of the embodiments below.
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
<装置構成>
図1は、本発明の実施例1に係るモータ駆動装置10の全体構成図である。ここに示すように、モータ駆動装置10は、直流電力を出力する直流電源1と、直流電力を交流電力に変換するインバータ2と、交流電力によって駆動される永久磁石同期モータ(以下、「モータ3」と称する)と、モータ3によって駆動される負荷4と、インバータ2を介してモータ3を制御する制御部5と、直流電源1とインバータ2の間に設置したシャント抵抗6と、シャント抵抗6の出力信号を増幅して出力する増幅器7と、を備えた装置である。
<Device Configuration>
1 is an overall configuration diagram of a
直流電源1は、具体的には、商用交流電源などの交流電源から受電した交流電力を直流電力に変換する電力変換装置(例えば、ダイオード整流器や安定化電源など)、または、電池である。
Specifically, the
インバータ2は、半導体スイッチング素子(IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やパワーMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor))とダイオードを逆並列に接続したアーム回路を二つ直列に接続し、直流電源1の正負端子間に配置した電力変換装置である。以下では、直列接続したアーム回路のうち、高電位側のものを上アームと称し、低電位側のものを下アームと称する。図1では、駆動対象のモータ3が三相モータであるため、インバータ2は、上アームと下アームの直列接続回路を3個備えた3相インバータである。上下アームの直列接続点はインバータ2の交流端子に接続され、それらの交流端子にはモータ3が接続される。
The
インバータ2の低電位側の母線は、電流検出用のシャント抵抗6を介して直流電源1の負端子に接続される。シャント抵抗6が検出した電流信号は、増幅器7で増幅され制御部5に入力される。ここで、シャント抵抗6に代えて、電流センサなどの他の電流検出手段を用いても良い。なお、制御部5におけるデジタル演算のために、増幅器7の出力信号である母線電流信号Ishは、サンプリングおよびホールド回路とA/D変換器などにより、デジタル信号に変換される。
The busbar on the low potential side of the
なお、本実施例では、制御部5が位置センサレス制御を実行するため、モータ3には、回転子や回転軸の位置を検出するホール素子などの磁極位置検出手段は設けていない。
In this embodiment, the
<全体制御の説明>
図2は、制御部5の機能ブロック図である。この制御部5は、マイクロコンピュータやDSP(Digital Signal Processor)等の半導体演算装置が用いられ、演算装置が所定のプログラムを実行することで、図示する各ブロックの機能を実現したものである。
<Explanation of overall control>
2 is a functional block diagram of the
制御部5は、d-q軸ベクトル制御により、モータ3に印加する電圧指令信号を演算し、インバータ2のPWM(Pulse Width Modulation)制御信号を生成するものであり、モータ3の回転速度(以下、単に「速度」と称する)を制御する速度制御器51と、d軸電流指令発生器52と、電圧制御器53と、2軸/3相変換器54と、速度・位相推定器55と、3相/2軸変換器56と、電流再現演算器57と、PWM制御器58と、イナーシャ推定器59とを備える。なお、イナーシャ推定器59の詳細については後述する。
The
電流再現演算器57は、増幅器7が出力した母線電流信号Ishと、2軸/3相変換器54が出力した三相電圧指令(Vu
*,Vv
*,Vw
*)を用いて、インバータ2が出力する三相モータ電流(Iu,Iv,Iw)を再現する。母線電流信号Ishから三相モータ電流を再現する方法は公知技術であるため、詳細説明は省略する。なお、図1では、コスト低減のために、シャント抵抗6が検出した母線電流信号Ishから三相電流を再現しているが、電流センサなどの電流検出手段を用いてインバータ2の出力である交流電流を検出しても良く、この場合は、その電流検出手段が検出した三相電流を3相/2軸変換器56に入力すれば良い。
The
3相/2軸変換器56は、電流再現演算器57が再現した三相モータ電流(Iu,Iv,Iw)と、速度・位相推定器55が推定した推定位相θdcを用い、式1と式2とに基づいて、dc軸電流検出値Idcとqc軸電流検出値Iqcを演算する。なお、式1は、いわゆる3相/2軸変換を表し、式2は回転座標系への変換を表す。
The three-phase/two-
dc-qc軸は推定位相θdcに基づく制御系の推定軸であり、d-q軸はモータ3の回転子軸である。ここでは、dc-qc軸とd-q軸の軸誤差をΔθcと定義する。
The dc-qc axes are estimated axes of a control system based on the estimated phase θdc , and the dq axes are rotor axes of the
速度制御器51は、外部からの速度指令値ω*と、速度・位相推定器55が推定した推定速度ωの偏差を零に近づけるように、すなわち推定速度ωを速度指令値ω*に近づけるように、qc軸電流指令値Iqc
*を作成する。
The
また、d軸電流指令発生器52は、モータ電流を最小化するように、dc軸電流指令値Idc
*を作成する。
Moreover, the d-axis
電圧制御器53は、速度制御器51からのqc軸電流指令値Iqc
*と、d軸電流指令発生器52からのdc軸電流指令値Idc
*と、3相/2軸変換器56からのdc軸電流検出値Idcおよびqc軸電流検出値Iqcと、モータ定数を用いて、dc軸電圧指令値Vdc
*とqc軸電圧指令値Vqc
*を演算する。
The
2軸/3相変換器54は、電圧制御器53からのdc軸電圧指令値Vdc
*,qc軸電圧指令値Vqc
*と、速度・位相推定器55からの推定位相θdcを用いて、式3と式4に基づいて、三相電圧指令(Vu
*,Vv
*,Vw
*)を算出して出力する。なお、式3は、回転座標系から固定座標系への変換を表し、式4は、いわゆる2軸/3相変換を表す。
The two-axis/three-
なお、速度・位相推定器55は、dc軸電流検出値Idc,qc軸電流検出値Iqc,dc軸電圧指令値Vdc
*,qc軸電圧指令値Vqc
*を用いて、モータ3の回転子の位置や回転速度を推定し、推定位相θdcおよび推定速度ωとして出力する。
In addition, the speed/
これにより、本実施例では、モータ3のセンサレス制御が可能になり、駆動システム全体のコストが低減できる。なお、速度・位相推定器55における具体的な推定手段は公知であるため、ここでの詳細説明は省略する。
As a result, in this embodiment, sensorless control of the
<イナーシャ推定器59の説明>
図3は、イナーシャ推定器59の制御構成を示す機能ブロック図である。このイナーシャ推定器59は、正弦波状の速度指令加算量Δω*を出力する機能と、イナーシャ推定値Jaを演算する機能を実現できるように、SinCos信号生成器59aと、振幅生成器59bと、トルク演算器59cと、周期積分器59d、59eと、イナーシャ演算器59fを備える。
<Explanation of the
3 is a functional block diagram showing the control configuration of the
SinCos信号生成器59aでは、所定周波数ωaの正弦波信号sin(ωat)と余弦波信号cos(ωat)を生成する。生成された正弦波信号sin(ωat)は、振幅生成器59bが生成した振幅値ΔΩ*と乗算され、速度指令加算量Δω*(=ΔΩ*×sin(ωat))として出力される。そして、出力された速度指令加算量Δω*は、図2に示すように、速度指令値ω*に加算される。
The sine wave signal sin( ωat ) and cosine wave signal cos( ωat ) of a predetermined frequency ωa are generated in the sine wave signal generator 59a. The generated sine wave signal sin( ωat ) is multiplied by an amplitude value ΔΩ * generated by the
トルク演算器59cでは、3相/2軸変換器56から入力されたdc軸電流検出値Idcとqc軸電流検出値Iqcを用い、式5に基づいて、モータトルクτmを演算する。
The
ここで、Keはモータ3の誘起電圧定数、Nppはモータの極対数である。また、Ldはモータ3のd軸インダクタンス値であり、Lqはq軸インダクタンス値である。
Here, K e is the induced voltage constant of the
以下、イナーシャ推定器59によるイナーシャ推定原理を説明する。
The principle of inertia estimation by the
モータ駆動装置10では、モータトルクτmと負荷トルクτLの差分Δτmが存在すると、式6と式7に示すように、モータの速度変動Δωmが生じる。
In the
ここで、Jはモータ3と負荷4の合成イナーシャである。
Here, J is the combined inertia of the
式7によると、定常状態では、モータトルクの差分Δτmに所定の周波数の周期変動があれば、速度にも同じ周期の変動が発生する。更に、二つの周期変動の位相差が90°であり、変動の大きさ(振幅値)に比例関係がある。
According to
具体的には、トルクの差分Δτmを式8で定義すると、式7により、速度変動が式9で計算できる。
Specifically, when the torque difference Δτ m is defined by
ここで、ΔΤmはモータトルクの差分Δτmの変動成分の振幅値である。 Here, ΔT m is the amplitude value of the fluctuation component of the motor torque difference Δτ m .
ここで、速度変動の振幅値をΔΩm=ΔΤm/(J・ωa)とする。 Here, the amplitude value of the speed fluctuation is represented as ΔΩ m = ΔT m /(J·ω a ).
ゆえに、所定周波数ωaの速度変動の振幅値ΔΩmと、モータトルクτmの差分Δτmの変動成分の振幅値ΔΤmを検出できれば、合成イナーシャJは式10で演算できる。
Therefore, if the amplitude value ΔΩm of the speed fluctuation of a predetermined frequency ωa and the amplitude value ΔTm of the fluctuation component of the difference Δτm of the motor torque τm can be detected, the composite inertia J can be calculated by
従って、モータトルクτmとモータ速度の所定周波数ωaの成分の振幅値を高精度に検出できれば、合成イナーシャJを計算できる。 Therefore, if the amplitude values of the motor torque τm and the component of the motor speed at the predetermined frequency ωa can be detected with high accuracy, the composite inertia J can be calculated.
<簡易フーリエ変換処理>
実際には、イナーシャ推定器59では、SinCos信号生成器59aからの正弦波信号sin(ωat)と余弦波信号cos(ωat)を用いて、簡易的なフーリエ変換処理を実行し、トルク演算器59cで演算されたモータトルクτmの所定周波数ωaの成分を検出する。具体的には、モータトルクτmを余弦波信号cos(ωat)と乗算し、乗算結果の直流成分を取り出して、モータトルクτmの所定周波数ωaの成分の振幅値を算出する。同様に、推定速度ωを正弦波信号sin(ωat)と乗算し、所定周波数ωaの成分を検出する。
<Simple Fourier transform processing>
In practice, the
周期積分器59d、59eは、上記乗算結果の直流成分を取り出すための処理である。具体的には、所定周波数ωaに対応する周期の整数倍の時間で積分処理して、直流成分を算出する。積分処理する時間が長くすれば、直流成分の算出精度が良いが、合成イナーシャJの推定時間が長くなる。一般的に、積分処理する時間が所定周波数ωaに対応する周期の5倍より長くすれば、実用的な精度を確保できる。
The
<イナーシャ算出>
イナーシャ演算器59fでは、周期積分器59d、59eの出力から、式11を用いて、合成イナーシャJを演算する。以下では、ここで演算した合成イナーシャJをイナーシャ推定値Jaと称する。
<Inertia calculation>
The inertia calculator 59f calculates a composite inertia J from the outputs of the
ここで、ΣTmは周期積分器59dの出力、ΣΩmは周期積分器59eの出力である。
Here, ΣT m is the output of the
<波形説明>
図4は、検出電流に基づいてトルク演算器59cで計算したモータトルクτmの波形30と、一定の速度指令値ω*(例えば、600rpm)に速度指令加算量Δω*を加算した波形31と、速度推定値ωの波形32の関係を示すシミュレーション結果の一例である。波形31に含まれる正弦波状の変動に対して、負荷4による負荷トルクには周期変動(レシプロ圧縮機の負荷)があるため、速度推定値ωの波形32には所定周波数ωaより短周期のリップルが重畳する。また、モータトルクτmにも同様なリップルが重畳する。
<Waveform explanation>
4 is an example of a simulation result showing the relationship between a
図5は、簡易的なフーリエ変換の乗算結果を積分処理した波形である。波形33は、周期積分器59dが出力するモータトルクの周期積分結果であり、図4の波形30からリップルを除去したものに相当する。同様に、波形34は、周期積分器59eが出力する速度推定値の周期積分結果であり、図4の波形32からリップルを除去したものに相当する。これらの積分処理によって、図4のモータトルクの波形30と速度推定値ωの波形32からリップルの影響を除去することができる。周期積分処理完了時点(例えば、時間10秒)の積分値は図4に示す長い周期変動(すなわち、所定周波数ωaの周期変動)の振幅値に対応する。
Fig. 5 shows waveforms obtained by integrating the multiplication results of the simple Fourier transform.
<定数設定について>
イナーシャ推定器59でイナーシャを推定する前に、所定周波数ωaと、速度指令加算量Δω*の振幅値ΔΩ*を設定する必要である。所定周波数ωaは、図4のモータトルクの波形30と速度推定値ωの波形32に含まれる短い周期のリップルの影響を取り除くために、モータ3の回転速度と十分に離れて設定することで、負荷トルクの周期脈動の影響を抑制することができる。具体的には、所定周波数ωaを、モータ3の速度指令値ω*の1/10以下にすれば良い。また、モータ3の実速度に所定周波数ωaの周期変動が発現するように、所定周波数ωaは速度制御器51の応答周波数以下に設定することを望ましい。
<About constant settings>
Before estimating the inertia with the
また、速度指令加算量Δω*の振幅値ΔΩ*は、装置の振動や騒音を考慮して、小さく設定した方が良いが、推定精度を確保するために、速度指令値ω*の1/10程度で良い。 Furthermore, the amplitude value ΔΩ * of the speed command addition amount Δω * should be set small in consideration of vibration and noise of the device, but in order to ensure estimation accuracy, it may be about 1/10 of the speed command value ω * .
<イナーシャから制御定数設定>
イナーシャ演算器59fが推定したイナーシャ推定値Jaは、制御部5の各制御器に使われる制御定数の演算に代入される。これにより、本実施例のモータ駆動装置10では、実稼働環境に応じて、制御定数を自動調整することができる。
<Setting control constants from inertia>
The inertia estimate value J a estimated by the inertia calculator 59 f is substituted into the calculation of the control constants used in each controller of the
<結言>
以上説明したように、本実施例のモータ駆動装置10によれば、モータ3の速度指令値ω*に所定周波数ωaの正弦波状成分を加算して、モータの速度の周期的な変動を発生させることで、複雑な信号処理を使用せず、モータ3と負荷4による合成イナーシャJを高精度に推定することができる。
<Conclusion>
As described above, according to the
図8は、本発明の実施例2である冷凍機器100の構成図である。この冷凍機器100は、温度を調和する装置であり、空気調和機や冷凍機や冷蔵庫などである。本実施例では、上述した実施例1のモータ駆動装置10によって、圧縮機106とファンモータ105が駆動される。
Figure 8 is a configuration diagram of a
図8に示すように、冷凍機器100は、熱交換器101、102と、これらに送風するファン103、104と、ファン103、104を駆動するファンモータ105と、冷媒を圧縮して循環させる圧縮機106と、熱交換器101と熱交換器102との間、並びに圧縮機106と熱交換器101および102との間に配設され、冷媒が流れる配管107と、モータ駆動装置10から構成されている。ファン103,104を回転駆動するファンモータ105として、実施例1のモータ3が用いられる。モータ駆動装置10は、商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換する直流電源回路、この直流電源回路からの直流電力を交流電力に変換してファンモータ105に供給するモータ駆動用インバータ、を備えている。
As shown in FIG. 8, the
本実施例においては、モータ駆動装置10におけるモータ制御が実施例1による制御部によって制御される。
In this embodiment, motor control in the
本実施例によれば、モータ3が圧縮機に内蔵されたままで、モータ3と負荷4のイナーシャを高精度に推定することができるため、制御定数の自動調整ができ、制御性能も向上する。
According to this embodiment, the inertia of the
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and the present invention is not necessarily limited to those having all of the configurations described. In addition, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.
例えば、電流検出手段は、シャント抵抗に代えて、電流トランス(CT)によって検出しても良い。この場合、電流検出箇所をインバータ出力部としても良い。また、モータ3は、埋め込み磁石型でも良いし、表面磁石型でも良い。
For example, the current detection means may be a current transformer (CT) instead of a shunt resistor. In this case, the current detection point may be the inverter output section. Also, the
10 モータ駆動装置
1 直流電源
2 インバータ
3 モータ
30 モータトルクの波形
31 速度指令値の波形
32 速度推定値の波形
33 モータトルクの周期積分結果
34 速度推定値の周期積分結果
4 負荷
5 制御部
51 速度制御器
52 d軸電流指令発生器
53 電圧制御器
54 2軸3相変換器
55 速度・位相推定器
56 3相2軸変換器
57 電流再現演算器
58 PWM制御器
59 イナーシャ推定器
59a SinCos信号生成器
59b 振幅生成器
59c トルク演算器
59d 周期積分器
59e 周期積分器
59f イナーシャ演算器
6 シャント抵抗
7 増幅器
100 冷凍機器
101,102 熱交換器
103,104 ファン
105 ファンモータ
106 圧縮機
107 配管
10
Claims (6)
該モータに交流電力を供給するインバータと、
該インバータを介して前記モータの回転速度を制御する制御部と、
を具備するモータ駆動装置であって、
前記制御部は、
所定周波数ω a の正弦波信号と余弦波信号を生成する信号生成器と、
外部からの速度指令値に前記正弦波信号を加算した指令に基づいて前記モータの回転速度を制御する速度制御器と、
モータ回転速度を推定する速度推定器と、
モータトルクを演算するトルク演算器と、
前記モータ回転速度と前記モータトルクから抽出した前記所定周波数ω a の成分に基づいて、前記モータと前記負荷の合成イナーシャを推定するイナーシャ演算器と、
を有し、
前記制御部は、
前記モータ回転速度に前記正弦波信号を乗算して、前記モータ回転速度から前記所定周波数ωaの成分を抽出する第一乗算器と、
前記モータトルクに前記余弦波信号を乗算して、前記モータトルクから前記所定周波数ωaの成分を抽出する第二乗算器と、
を更に有することを特徴とするモータ駆動装置。 A motor that drives a load;
an inverter for supplying AC power to the motor;
A control unit that controls the rotation speed of the motor via the inverter;
A motor drive device comprising:
The control unit is
a signal generator for generating a sine wave signal and a cosine wave signal of a predetermined frequency ωa ;
a speed controller that controls the rotation speed of the motor based on a command obtained by adding the sine wave signal to an external speed command value;
a speed estimator for estimating a motor rotation speed;
a torque calculator that calculates a motor torque;
an inertia calculator that estimates a combined inertia of the motor and the load based on the motor rotation speed and the component of the predetermined frequency ωa extracted from the motor torque ;
having
The control unit is
a first multiplier that multiplies the motor rotation speed by the sine wave signal to extract the component of the predetermined frequency ωa from the motor rotation speed;
a second multiplier that multiplies the motor torque by the cosine wave signal to extract the component of the predetermined frequency ωa from the motor torque;
A motor drive device further comprising:
前記イナーシャ演算器は、下記式を用いて、前記合成イナーシャを演算することを特徴とするモータ駆動装置。
合成イナーシャJ = ΔTm/(ΔΩm・ωa)
ΔTm:モータトルクの所定周波数ωaの成分の振幅値
ΔΩm:モータ回転速度の所定周波数ωaの成分の振幅値 2. The motor drive device according to claim 1 ,
The motor drive device according to the present invention, wherein the inertia calculator calculates the composite inertia using the following formula:
Combined inertia J = ΔT m / (ΔΩ m ω a )
ΔT m : Amplitude value of the component of the motor torque at a predetermined frequency ω a ΔΩ m : Amplitude value of the component of the motor rotation speed at a predetermined frequency ω a
前記ΔTmは、前記第一乗算器の出力を周期積分する第一周期積分器で検出され、
前記ΔΩmは、前記第二乗算器の出力を周期積分する第二周期積分器で検出されることを特徴とするモータ駆動装置。 3. The motor drive device according to claim 2 ,
The ΔT m is detected by a first periodic integrator that periodically integrates an output of the first multiplier,
The motor drive device according to claim 1, wherein the ΔΩm is detected by a second periodic integrator that performs periodic integration of an output from the second multiplier.
前記イナーシャ演算器が推定した合成イナーシャを用いて、前記制御部の制御定数を調
整することを特徴とするモータ駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 1 to 3 ,
A motor drive device, comprising: a control unit that adjusts a control constant of the control section using a composite inertia estimated by the inertia calculator.
前記モータ駆動装置は、請求項1~4のいずれか1項に記載のモータ駆動装置であることを特徴とする冷凍機器。 A refrigeration appliance including a heat exchanger, a compressor that compresses and circulates a refrigerant, a first motor that drives the compressor, a fan that blows air to the heat exchanger, a second motor that drives the fan, and a motor drive device that drives the first motor and the second motor,
The motor drive device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the motor drive device is a refrigeration appliance.
該モータに交流電力を供給するインバータと、
該インバータを介して前記モータの回転速度を制御する制御部と、
を具備するモータ駆動装置の制御方法であって、
所定周波数ωaの正弦波信号と余弦波信号を生成するステップと、
外部からの速度指令値に前記正弦波信号を加算した指令に基づいて前記モータの回転速度を制御するステップと、
モータ回転速度を推定するステップと、
モータトルクを演算するステップと、
前記モータ回転速度と前記モータトルクから抽出した前記所定周波数ωaの成分に基づいて、前記モータと前記負荷の合成イナーシャを推定するするステップと、
推定した合成イナーシャを用いて、前記制御部の制御定数を調整するステップと、
を有し、
前記合成イナーシャを推定する際に利用する所定周波数ω a の成分は、前記モータ回転速度に前記正弦波信号を乗算することで、前記モータ回転速度から抽出した成分、または、前記モータトルクに前記余弦波信号を乗算することで、前記モータトルクから抽出した成分であることを特徴とするモータ駆動装置の制御方法。 A motor that drives a load;
an inverter for supplying AC power to the motor;
A control unit that controls the rotation speed of the motor via the inverter;
A method for controlling a motor drive device comprising:
generating sine and cosine signals of a predetermined frequency ωa ;
controlling the rotation speed of the motor based on a command obtained by adding the sine wave signal to an external speed command value;
estimating a motor rotation speed;
calculating a motor torque;
estimating a combined inertia of the motor and the load based on the component of the predetermined frequency ωa extracted from the motor rotation speed and the motor torque;
adjusting a control constant of the control unit using the estimated composite inertia;
having
a component of a predetermined frequency ωa utilized when estimating the composite inertia is a component extracted from the motor rotation speed by multiplying the motor rotation speed by the sine wave signal, or a component extracted from the motor torque by multiplying the motor torque by the cosine wave signal .
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