JPH01133585A - Torque control type rotary electric machine - Google Patents

Torque control type rotary electric machine

Info

Publication number
JPH01133585A
JPH01133585A JP63190630A JP19063088A JPH01133585A JP H01133585 A JPH01133585 A JP H01133585A JP 63190630 A JP63190630 A JP 63190630A JP 19063088 A JP19063088 A JP 19063088A JP H01133585 A JPH01133585 A JP H01133585A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotation
torque
rotational
rotating
acceleration
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.)
Granted
Application number
JP63190630A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2669540B2 (en
Inventor
Mitsuru Nakamura
満 中村
Yozo Nakamura
中村 庸藏
Yuuzou Kadomukai
裕三 門向
Tsunehiro Endo
常博 遠藤
Kenichi Iizuka
健一 飯塚
Hiroaki Hatake
裕章 畠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63190630A priority Critical patent/JP2669540B2/en
Publication of JPH01133585A publication Critical patent/JPH01133585A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2669540B2 publication Critical patent/JP2669540B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To permit the reduction of an oscillating torque surely and quickly, by a method wherein the amount of control, necessary for making the oscillating torque zero, is operated from rotary accelerations in respective rotating angular positions during one turn of a main rotary shaft. CONSTITUTION:A rotating speed omegaR is fluctuated in accordance with a remaining difference TM-TG= Tr between the electromagnetic torque TM of an electromotive element and the load torque TG of a compressor. The time interval of a rotating pulse signal, obtained by sampling the rotating angular position phiR of a rotor based on the rotating speed omegaR, is obtained while the speed NF of rotation and the acceleration N'F of the rotation are obtained from the time interval. The speed NF and the acceleration N'F of the rotation, thus obtained, are compared with a commanding speed NC and a commanding acceleration N'C to obtain N and N'. A torque control system effects proportional and integral operation with respect to respective amounts of difference and determines a current command (ic) so as to nullify respective differences.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動要素によって負荷要素が駆動される回転
電動機械全般に係り、特に回転電動機械に振動を低減さ
せるに好適なトルク制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates generally to rotary electric machines in which load elements are driven by electric elements, and particularly to a torque control device suitable for reducing vibration in rotary electric machines. .

〔従来の技術〕 電動要素によって駆動される回転機械の一例として、密
閉型ロータリ圧縮機について説明する。
[Prior Art] A hermetic rotary compressor will be described as an example of a rotating machine driven by an electric element.

第22図および第23図は、密閉型ロータリ圧縮機の従
来構造を示す縦断面図およびA−A横断面である。これ
らの図において、符号1は容器であり、内部に電動要素
および圧縮要素を収納している。符号2は電動要素のス
テータ(固定子)であり、容器1内周に固定されている
。このステータ2の内側には、主軸4に嵌着され、主軸
4と一体に回転する電動要素のロータ(回転子);3が
配置されている。主軸4は、主軸受5および端部軸受6
により支承されている。これらの軸受5,6は、シリン
ダブロック7に締結されている。シリンダブロック7は
容器1に固定されている。このシリンダブロック7内に
は圧縮室12が形成されており、この圧縮室12内には
主軸4と偏心して一体化されたローラ8が設けられ、バ
ネ10によってローラ8表面に押圧付勢されたベーン9
が配設されており、これらが圧縮要素を構成している。
FIGS. 22 and 23 are a longitudinal cross-sectional view and an A-A cross-sectional view showing the conventional structure of a hermetic rotary compressor. In these figures, reference numeral 1 is a container that houses an electric element and a compression element therein. Reference numeral 2 denotes a stator of an electric element, which is fixed to the inner periphery of the container 1. Inside the stator 2, a rotor 3, which is an electric element that is fitted onto the main shaft 4 and rotates together with the main shaft 4, is arranged. The main shaft 4 has a main bearing 5 and an end bearing 6.
Supported by These bearings 5 and 6 are fastened to a cylinder block 7. Cylinder block 7 is fixed to container 1. A compression chamber 12 is formed in the cylinder block 7, and a roller 8 which is eccentrically integrated with the main shaft 4 is provided in the compression chamber 12, and is biased against the surface of the roller 8 by a spring 10. Vane 9
are arranged, and these constitute the compression element.

このような構成のもとて上記電動要素により主軸4が回
転駆動され、ると、冷媒ガスが容器1の外部に設けられ
た吸入アキュムレータ11から吸入され、圧縮室12に
おいてローラ8により所定の圧力まで加圧され、矢印方
向に沿ってケース外に吐出される。
With this configuration, when the main shaft 4 is rotationally driven by the electric element, refrigerant gas is sucked in from the suction accumulator 11 provided outside the container 1, and is brought to a predetermined pressure by the roller 8 in the compression chamber 12. It is pressurized to a maximum of 100 mL and is discharged out of the case in the direction of the arrow.

このような構造のロータリ圧縮機は特開昭58−187
635号公報に開示されている。
A rotary compressor with such a structure was disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-187.
It is disclosed in Japanese Patent No. 635.

ところで、このような構造の圧縮機においては。By the way, in a compressor with such a structure.

電動要素が時間に対してほぼ一定のトルクを出力するの
に対し、圧縮要素内のガス吸収トルクは、主軸4が1回
転する間に非常に大きな変動が生じている。そして、こ
のガス吸収トルクと電磁トルクとの差、すなわち残差ト
ルクが容器1に対して加振トルクとして働き、圧縮機全
体では回転方向に対して大きな回転方向振動を誘起され
るという問題が生じる。
While the electric element outputs a substantially constant torque over time, the gas absorption torque within the compression element varies significantly during one rotation of the main shaft 4. Then, the difference between this gas absorption torque and the electromagnetic torque, that is, the residual torque, acts as an excitation torque on the container 1, causing a problem that large vibrations in the rotational direction are induced in the entire compressor. .

第24図は、−例としてロータリ圧縮機における振動の
発生原因について概略的に示したものである。圧縮要素
および電動要素の各々の回転系(回転子3.ローラ8.
主軸4)と固定系(固定子2.ブロック7、容器1)に
対して、ガス圧縮トルクTGと電磁トルクTMはそれぞ
れ図中に示すごとく作用する。なお、図中におい゛C時
計回りを正とし、反時計回りを負として示し”〔いる。
FIG. 24 schematically shows, as an example, the causes of vibration in a rotary compressor. Each rotation system of the compression element and the electric element (rotor 3. roller 8.
Gas compression torque TG and electromagnetic torque TM act on the main shaft 4) and the fixed system (stator 2, block 7, container 1) as shown in the figure, respectively. In addition, in the figure, clockwise rotation is shown as positive, and counterclockwise rotation is shown as negative.

このときの回転系および固定系の運動方程式は、および れぞれ回転系および固定系の慣性トルクであり。In this case, the equations of motion of the rotating system and fixed system are: These are the inertia torques of the rotating system and fixed system, respectively.

JR,Jsは夫々回転系および固定系の慣性モーメント
であり、T a−’r Mが残差トルク(=加振トルク
)に相当し、Kは圧縮機支持バネのバネ定数、φRは回
転系の回転角であり1回転系の回転角速dt そこで、回転系の回転速度ω8を検出して、これが一定
の回転速度指令値に常に等しくなるよう(1)式からT
s−Ta=Oとなり、電磁トルクTMと負荷トルクTa
がつり合うことにより、(2)式における加振トルクが
なくなり、回転機械の振動、騒音の発生原因である容器
の回転方向振動が抑制できる。
JR and Js are the moments of inertia of the rotating system and fixed system, respectively, T a-'r M corresponds to the residual torque (= excitation torque), K is the spring constant of the compressor support spring, and φR is the moment of inertia of the rotating system is the rotation angle and the rotational angular velocity dt of one rotation system. Therefore, the rotation speed ω8 of the rotation system is detected, and from equation (1), T
s-Ta=O, and the electromagnetic torque TM and load torque Ta
By being balanced, the excitation torque in equation (2) is eliminated, and vibration in the rotational direction of the container, which is a cause of vibration and noise in rotating machinery, can be suppressed.

さらに、時開60−223181号に示されるように、
圧縮機の負荷トルクTaは一回転中で大きく変動するが
、一回転を周期として繰返される周期脈動負荷であり、
ある回転角度に着目すれば負荷トルク値はあまり変化し
ないという事実に注目して。
Furthermore, as shown in Jikai No. 60-223181,
The load torque Ta of the compressor varies greatly during one rotation, but it is a periodic pulsating load that is repeated over one rotation,
Focus on the fact that the load torque value does not change much if you focus on a certain rotation angle.

各回転角度において検出した回転速度を1回転後の同一
角度においてフィードバックさせる方法によりトルク制
御を行う従来例もある。
There is also a conventional example in which torque control is performed by a method in which the rotation speed detected at each rotation angle is fed back at the same angle after one rotation.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、回転速度の変動曲線と負荷トルクTaの
変動曲線は一般に位相が異なる。第25図は、ロータリ
圧縮機における負荷トルク曲線とロータの回転速度変動
曲線を併記して示したものである。図かられかるように
、回転速度の変動は。
However, the rotational speed variation curve and the load torque Ta variation curve generally have different phases. FIG. 25 shows a load torque curve and a rotor rotational speed fluctuation curve in a rotary compressor. As you can see from the figure, the rotation speed changes.

トルク変動に対し遅れ位相となり、負荷トルクのピーク
値に対して、回転速度が最小になる点は数十度おくれで
いる。
The phase lags behind the torque fluctuation, and the point where the rotational speed becomes minimum is several tens of degrees behind the peak value of the load torque.

したがって、ロータの回転速度を検出して、検出速度が
指令速度より小さいときはモータ出力を増大させ、検出
速度が指令速度より大きいときにはモータ出力を減少さ
せる前述のようなトルク制御をしたのでは、この位相遅
れのため負荷トルクにモータ出力トルクを完全に同期化
させることができないという問題があり、何らかの位相
補正手段が必要になる。
Therefore, if the rotational speed of the rotor is detected and the motor output is increased when the detected speed is lower than the commanded speed, and the motor output is decreased when the detected speed is higher than the commanded speed, the torque control as described above is performed. Due to this phase delay, there is a problem that the motor output torque cannot be completely synchronized with the load torque, and some kind of phase correction means is required.

しかしながら、この位相補正は次に述べる理由により実
現が困難である。即ち、ロータリ圧縮機のトルク成分は
、第26図に示されるように、圧縮機の運転周波数に対
応した回転1次成分の他に、2次、3次・・・等の高調
波成分を含んでおり、それらは互いに一定の位相差を有
している。(1)式を参照して、回転速度ωRは加振ト
ルクΔTrに対して積分の関係にある。ここで、回転n
 次(7) 加振トルク成分ΔTnに着目すると、 ΔTn=ΔT n osinn ωtを積分してより、
回転速度のn次成分は、トルクのn次成分に対し□の位
相遅れがあることがわかる。実際n のロータ回転速度は、このn次成分全てを合成したもの
であり、またこれらの成分比は運転条件によっても異な
るものであるため、最適な位相補正角度を簡単に決定で
きない問題がある。
However, this phase correction is difficult to implement for the following reasons. That is, as shown in FIG. 26, the torque component of the rotary compressor includes harmonic components such as second order, third order, etc., in addition to the rotational first order component corresponding to the operating frequency of the compressor. They have a certain phase difference from each other. Referring to equation (1), the rotational speed ωR has an integral relationship with the excitation torque ΔTr. Here, rotation n
Next (7) Focusing on the excitation torque component ΔTn, by integrating ΔTn=ΔT no sinn ωt,
It can be seen that the n-order component of the rotational speed has a phase delay of □ with respect to the n-order component of the torque. In fact, the rotor rotational speed of n 2 is a combination of all of these n-order components, and since the ratio of these components varies depending on the operating conditions, there is a problem that the optimum phase correction angle cannot be easily determined.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、その
目的は、ロータの各回転角度において位相遅れなくモー
タ出力トルクを負荷トルクに同期させて加振トルクを無
くシ、確実に且つ速やかに低振動化を達成し得る回転電
動機械のトルク制御装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to synchronize the motor output torque with the load torque at each rotation angle of the rotor without phase delay, thereby eliminating excitation torque, and reliably and promptly. An object of the present invention is to provide a torque control device for a rotating electric machine that can achieve low vibration.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、電動要素とこの電動要素に回転主軸を介して
連結され電動要素によって回転駆動される負荷要素とか
らなる回転電動機械のトルク制御装置であって1回転主
軸の1回転中の各回転角度での回転加速度を検出し、こ
れをフィードバックして1回転主軸の各回転角度におい
て電動要素の電磁トルクと負荷要素の負荷トルクとの差
を零にするように、電動要素の電磁トルクを制御するよ
うにしたことを特徴とするものである。
The present invention is a torque control device for a rotary electric machine, which includes an electric element and a load element connected to the electric element via a rotating main shaft and rotationally driven by the electric element, in which each rotation of the rotating main shaft during one rotation is performed. The electromagnetic torque of the electric element is controlled so that the difference between the electromagnetic torque of the electric element and the load torque of the load element is zero at each rotation angle of the spindle by detecting the rotational acceleration in angle and feeding it back. It is characterized by the fact that it is made to do so.

〔作用〕[Effect]

回転速度を微分して得られる回転加速度wn=t ルク変動と同相に変化しておりこれを本発明はトルク制
御に用いるので、前記問題点の項で述べたような位相補
正を必要としない。
The rotational acceleration wn=t obtained by differentiating the rotational speed changes in the same phase as the torque fluctuation, and the present invention uses this for torque control, so there is no need for phase correction as described in the section regarding the problem.

すなわち1本発明によれば、回転主軸の1回転中の各回
転角度位置における回転加速度から、加振トルクを零と
するに必要な制御量を算出し、位相遅れなく各回転角度
で負荷トルクの変動に電動要素の出力トルクを追従させ
ることができるので。
In other words, according to the present invention, the control amount necessary to make the excitation torque zero is calculated from the rotational acceleration at each rotational angle position during one rotation of the rotating main shaft, and the load torque is calculated at each rotational angle without phase delay. This allows the output torque of the electric element to follow fluctuations.

加振トルクを確実かつ速やかに小さくできる。Excitation torque can be reduced reliably and quickly.

〔実施例〕〔Example〕

以下、電動要素(直流モータ)により駆動される回転機
械の一種であるロータリ圧縮機をインバータ駆動させる
場合に本発明を適用した実施例について説明する6第2
図は本実施例に係る圧縮機を示し、これは第22図、第
23図に示した従来の圧縮機とその構造がほとんど同じ
であるから、異なる部分のみを説明し、同一部は同一の
符号を付すことにより、その説明は省略する。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied when an inverter drives a rotary compressor, which is a type of rotating machine driven by an electric element (DC motor), will be described.
The figure shows a compressor according to this embodiment, which has almost the same structure as the conventional compressor shown in Figs. 22 and 23, so only the different parts will be explained, and the same parts will be By attaching the reference numerals, the explanation thereof will be omitted.

第2図において、電動要素20のロータ3と圧縮要素2
1のローラ8とを直結する回転主軸4の一端が延長され
て回転位置検出部材である歯車22が固着され、この歯
車22は主@4とは一体に回転するようになっている。
In FIG. 2, the rotor 3 of the electric element 20 and the compression element 2
One end of the rotating main shaft 4, which is directly connected to the main roller 8, is extended and a gear 22, which is a rotational position detecting member, is fixed, and this gear 22 rotates integrally with the main shaft 4.

容器1には位置検出センサ(例えば電極ピックアップや
ギャップセンサなど)23が固定されており、歯車22
の歯列を検知して主軸4の回転角度位置に応じた正弦波
状信号を出力するようになっている。
A position detection sensor (for example, an electrode pickup, a gap sensor, etc.) 23 is fixed to the container 1, and a gear 22
The tooth arrangement is detected and a sinusoidal signal corresponding to the rotational angular position of the main shaft 4 is output.

第3図から第7図は、位置検出センサ23より検出され
た正弦波状信号から回転主軸4の回転速度および回転加
速度を求める一連の過程を示したものである。今、第3
図に示すように歯車22が回転すると位置検出センサ2
3からは同第4図に示すような正弦波状の検出波形24
が出力される。
3 to 7 show a series of processes for determining the rotational speed and rotational acceleration of the rotating main shaft 4 from the sinusoidal signal detected by the position detection sensor 23. Now, the third
As shown in the figure, when the gear 22 rotates, the position detection sensor 2
From 3 onwards, a sinusoidal detection waveform 24 as shown in FIG.
is output.

これをスレショルド車圧27を基準に波形整形してパル
ス列に変換したものが第5図に示す回転パルス信号25
である。このパルス時系列25の各パルス幅T1g T
el・・・T、を測定し、その逆数N I= 1 / 
”1’ t から各時刻での回転速度N、が求まる。1
回転中の各回転角度における回転速度28を示したもの
が第6図である。一方、各時刻での回転加速度合叢は1
回転パルス信号25の1パルス時の回転速度NIと(i
 −1)パルス時の回転速度Ni−1より、食r = 
(Nt  Nt−i ) /T、として得られる。ある
いは、(i + 1)パルス時の回転速度N * + 
t を得てから良、=(Nl+1−Ni−x ) / 
(Ts +T1+1 )より求めることもできるし、又
はN1−□* Ni 、Nt+tの3点補間より同様に
求めることもできる。1回転中の各回転角度における回
転加速度101を示したものが第7図である。
The rotation pulse signal 25 shown in FIG. 5 is converted into a pulse train by shaping the waveform based on the threshold vehicle pressure 27.
It is. Each pulse width T1g T of this pulse time series 25
el...T, is measured, and its reciprocal N I= 1/
``1' The rotation speed N at each time can be found from t.1
FIG. 6 shows the rotation speed 28 at each rotation angle during rotation. On the other hand, the rotational acceleration combination at each time is 1
Rotation speed NI at one pulse of rotation pulse signal 25 and (i
-1) From the rotation speed Ni-1 during pulse, the eclipse r =
(NtNt-i)/T. Alternatively, the rotation speed N * + at the time of (i + 1) pulses
Good after obtaining t = (Nl+1-Ni-x) /
It can be obtained from (Ts +T1+1), or it can be similarly obtained from three-point interpolation of N1-□*Ni and Nt+t. FIG. 7 shows the rotational acceleration 101 at each rotation angle during one rotation.

第8図は、検出パルスから回転速度及び回転加速度を演
算する別の方法を示している。検出パルス25の1周期
間隔のパルス幅を測定し、測定位置を半周期ずつずらし
ながら各パルス幅T□、T2゜・・・TIを測定してい
る。その逆数N + = 1 / T 。
FIG. 8 shows another method of calculating rotational speed and rotational acceleration from detected pulses. The pulse width of the detection pulse 25 at one cycle interval is measured, and each pulse width T□, T2°, . . . TI is measured while shifting the measurement position by half a cycle. Its reciprocal N + = 1/T.

から各点の回転速度を求め、さらに両隣りの速度N1−
x 、 Ni+z及びパルス幅T1より″”Nt=(N
 I+I  N 1−1 ) / T s として求め
ることもできる。
Find the rotational speed of each point from
x, Ni+z and pulse width T1, “”Nt=(N
It can also be obtained as I+IN 1-1 )/T s .

第9図は本実施例のトルク制御装置の全体構成を示して
いる。即ち、位置検出センサ23で得た検出信号24は
波形整形回路29にて回転パルス信号25に変換され、
インターフェイス30を介してマイコン38のCPU3
1に送られる。この回転パルス信号25によりマイコン
38の割込み起動し、検出−演算−指令の一連の動作を
実行する。即ち1回転パルス信号25のパルス間隔をマ
イコン内蔵タイマーにてクロックして前記の時間間隔T
Iを求め、これより回転速度N+、回転加速度航 を演
算する。そしてこの回転加速度合1がOで、かつ回転速
度Nlが指令速度Ncに等しくなるために必要な、圧縮
機の電動要素20に与える電流指令値を演算し出力する
。そしてこの制御信号は制御部34に送られてペースド
ライバ35を駆動するチョッパ信号を形成する。このペ
ースドライバ35の電流制御動作によりインバータ36
は電動要素20へ供給する巻線電流を制御してトルク制
御を行い、圧縮機回転速度を常にある許容値以下の変動
で指令速度に等しくなるよう。
FIG. 9 shows the overall configuration of the torque control device of this embodiment. That is, the detection signal 24 obtained by the position detection sensor 23 is converted into a rotation pulse signal 25 by the waveform shaping circuit 29,
CPU 3 of microcomputer 38 via interface 30
Sent to 1. The rotation pulse signal 25 interrupts and activates the microcomputer 38, and executes a series of detection-calculation-command operations. That is, the pulse interval of the one-rotation pulse signal 25 is clocked by a microcomputer built-in timer to obtain the above-mentioned time interval T.
Find I, and calculate the rotational speed N+ and rotational acceleration from this. Then, the current command value to be applied to the electric element 20 of the compressor, which is necessary for this rotational acceleration 1 to be O and for the rotational speed Nl to be equal to the commanded speed Nc, is calculated and output. This control signal is then sent to the control section 34 to form a chopper signal that drives the pace driver 35. This current control operation of the pace driver 35 causes the inverter 36 to
performs torque control by controlling the winding current supplied to the electric element 20, so that the compressor rotational speed is always equal to the command speed with fluctuations below a certain allowable value.

かつ、ロータ回転加速度が各回転角度にて最小となるよ
う、絶えず制御し続ける。これら一連の制御ループはR
OM33に書き込まれている。
Further, the rotor rotational acceleration is constantly controlled so as to be minimized at each rotation angle. These series of control loops are R
It is written in OM33.

このトルク制御装置の制御フローを第1図に示したブロ
ックi図にて詳細に説明する。なお1図中に示したSは
ラプラス作用素であり、−は積分S 要素を示している。電動要素の電磁トルクTM(105
)に対し、圧縮機の負荷トルクToは外乱として作用し
、その残差トルクT M−T a =ΔT、が加振トル
クとなり1回転速度ωRはωR=□ΔT、にしたがって
変動する。
The control flow of this torque control device will be explained in detail with reference to the block i diagram shown in FIG. Note that S shown in Figure 1 is a Laplace operator, and - indicates an integral S element. Electromagnetic torque TM (105
), the load torque To of the compressor acts as a disturbance, the residual torque T M - T a =ΔT becomes the excitation torque, and the one rotational speed ωR varies according to ωR = □ΔT.

R8 この回転速度ωRに基づくロータの回転角度位置φRを
前述の歯車23等によりサンプリングして得た前記の回
転パルス信号25のにパルス時の時間t F(’)をマ
イコン38の内蔵タイマーを用いて測定する。マイコン
38はにパルス時時間t F(’)と(k−1)パルス
時時間tF (k−工)の間隔ΔTF(k)=tF(’
)  tF(“−1)を求める。そして、第2図にて説
明した方法により、kパルス時の回転速度NF(”) 
(28)、回転加速度々F(’)(101)を求める。
R8 Using the built-in timer of the microcomputer 38, the pulse time tF(') of the rotation pulse signal 25 obtained by sampling the rotational angular position φR of the rotor based on the rotational speed ωR using the gear 23, etc. Measure. The microcomputer 38 has an interval ΔTF(k)=tF(') between the pulse time tF(') and (k-1) pulse time tF(k-k).
) Find tF("-1). Then, by the method explained in Fig. 2, the rotation speed NF(") at the time of k pulse
(28), calculate the rotational acceleration F(')(101).

なお、第1図ではにパルス時の回転加速度N F C’
 )を得る演算として、kパルス時の回転速度NF(k
)と(k−1)パルス時の回転速度NFC’−”)を用
いる前進差分方式NFC’) = (NF(”)−NF
(k−”)) /ΔTp(”)を利用しているが、この
代りに、前述したように(k+1)パルス時の回転速度
Np(’+”)と(k−1)パルス時の回転速度NFC
’−”)を用いる中心差分方式NFC’)=(NF(ゝ
+’) −N FC’−”)) / (ΔTF(’)+
ΔTF(’−”))を利用してもよいし、又は後退差分
方式や3点補間などを利用してもよい。
In addition, in Fig. 1, the rotational acceleration at the time of pulse N F C'
), the rotation speed NF(k
) and (k-1) Forward differential method NFC') using pulse rotation speed NFC'-") = (NF(")-NF
(k-")) /ΔTp("), but instead of this, as mentioned above, the rotation speed Np('+") during the (k+1) pulse and the rotation during the (k-1) pulse Speed NFC
NFC') = (NF(ゝ+') -N FC'-")) / (ΔTF(')+
ΔTF('-'')) may be used, or a backward difference method, three-point interpolation, or the like may be used.

又は、前述した第8図に係る検出方式を採用し、(k+
1)パルス時の回転速度N F (″÷1)と(k−1
)パルス時の回転速度NFC’−”)及びにパルス時間
隔ΔT p (’ )を用いてNFC”) = (NF
(”+’)−NFC’−”)) /ΔT F (ゝ)と
演算しても良い。但し、注意すべきことは、Kパルス時
回転加速度NF(k)が確定するのは、(k+1)パル
ス時の回転速度NF(”+”)が確定した後であること
であり、1回転分のむだ時間を有する制御系であっては
じめて可能になることである。
Alternatively, by adopting the detection method according to FIG. 8 described above, (k+
1) Rotation speed during pulse N F (″÷1) and (k-1
) = (NFC') = (NF
It may be calculated as ("+')-NFC'-"))/ΔT F (ゝ). However, it should be noted that the rotational acceleration NF(k) during K pulse is determined only after the rotational speed NF("+") during (k+1) pulse is determined. This is only possible if the control system has a dead time of

このようにして求めたNp(’) (28) 、及び−
NFC’) (101)は各々フィードバックされて、
各々指令速度Nc及び指令加速度N c (N c =
一定のときはN c = 0である。)と比較されて、
偏差ΔN(’)(102)及びΔN(k)(103)を
得る。
Np(') (28) obtained in this way, and -
NFC') (101) are each fed back,
Commanded speed Nc and commanded acceleration Nc (Nc =
When constant, N c =0. ) compared to
Obtain the deviations ΔN(') (102) and ΔN(k) (103).

トルク制御系は、この各々の偏差量に対しPI(比例・
積分)制御動作により、各々の偏差が零に等しくなるよ
うに動作する。すなわち、電動要素の電磁出力トルクを
決定するマイコンのにパルス時の電流指令値1c(k)
 (104)は、次式に従って計算される。
The torque control system uses PI (proportional) for each deviation amount.
(integral) control operation so that each deviation becomes equal to zero. In other words, the current command value 1c (k) at the pulse time of the microcomputer that determines the electromagnetic output torque of the electric element
(104) is calculated according to the following formula.

 I n i c(k)= Knc ・(Kpn+   )ΔN 
(’) +ここで、第1項は速度偏差ΔN(’)に対す
る操作量であり、第2項は加速度偏差ΔN(k)に対す
る操作量である。Kpn、 Kpa* K1n+ Kt
aは各々速度偏差、加速度偏差の比例ゲイン及び積分ゲ
インであり、K fi Cp K II aは各々、速
度偏差、加速度偏差の比例+積分値を電流指令値に変換
する変換定数である。このようにして得た電流指令値i
c(’)からにパルス時の電動要素の電磁トルクTM(
ゝ)(105)はT’M(’)= KDA ・KT−i
 c(”)として決定される。ここで、KDAはマイコ
ン内のデジタル量とアナログ出力のD/A変換定数であ
りに丁は電流−トルクの変換定数(トルク定数)である
I n i c (k) = Knc ・(Kpn+ ) ΔN
(') +Here, the first term is the manipulated variable for the speed deviation ΔN('), and the second term is the manipulated variable for the acceleration deviation ΔN(k). Kpn, Kpa* K1n+ Kt
a is a proportional gain and an integral gain of the speed deviation and acceleration deviation, respectively, and K fi Cp K II a is a conversion constant that converts the proportional + integral value of the speed deviation and acceleration deviation, respectively, into a current command value. Current command value i obtained in this way
From c(') to electromagnetic torque TM(
ゝ) (105) is T'M(') = KDA ・KT-i
c(''). Here, KDA is a D/A conversion constant between digital quantity and analog output in the microcomputer, and NI is a current-torque conversion constant (torque constant).

ここで上式の物理的意味を考えると次の様である。第1
3図は、1回転中の負荷トルクTaの曲線とトルク制御
しない場合の電磁トルクTHの曲線とを示している。こ
の曲線TMと継横軸によって囲まれる斜線部で示した領
域が1回転中に圧縮機を駆動するに要するエネルギーで
ある。今、圧縮機の回転速度を平均的に指令速度Ncに
等しくさせるには、この電磁トルク曲線の囲む面積が負
荷トルク曲線の囲む面積と等しくなるようにすれば良い
、上式の第1項はこの大きさに相当し、いわば電動要素
に供給する電流の直流成分に相当する。これに対し、各
回転角度で回転脈動を生じさせないためには負荷トルク
曲線にfft磁トルク曲線を等しくさせる必要があり、
上式の第2項はこのだめの大きさ(従って各回転角度で
正負に変化すル)テアリ、いわば電流の交流成分に相当
する(第14図参照)。
Considering the physical meaning of the above equation, it is as follows. 1st
FIG. 3 shows a curve of the load torque Ta during one rotation and a curve of the electromagnetic torque TH when no torque control is performed. The shaded area surrounded by the curve TM and the horizontal axis is the energy required to drive the compressor during one rotation. Now, in order to make the rotation speed of the compressor equal to the command speed Nc on average, the area surrounded by this electromagnetic torque curve should be made equal to the area surrounded by the load torque curve.The first term of the above equation is It corresponds to this magnitude, so to speak, and corresponds to the DC component of the current supplied to the electric element. On the other hand, in order to prevent rotational pulsation at each rotation angle, it is necessary to make the fft magnetic torque curve equal to the load torque curve.
The second term in the above equation corresponds to the size of this reservoir (therefore, it changes from positive to negative at each rotation angle), which is the alternating current component of the current (see FIG. 14).

第10図は本発明に基づくトルク制御装置の第2の実施
例を示す・回転速度の制御については1回転の平均速度
が指令速度と等しくなればよい訳であるから、第6図で
は回転速度に関しては1回転に1回の検出および制御を
行うようにしている。
FIG. 10 shows a second embodiment of the torque control device based on the present invention. As for controlling the rotational speed, it is sufficient that the average speed of one rotation is equal to the commanded speed, so in FIG. Detection and control are performed once per rotation.

すなわち1回転速度に関してはロータの1回転中に発生
する前記の回転パルス信号25をカウンタ39で分周し
て1回転1パルスの入力とし、この1回転1パルスの入
力のnパルス時(すなわちロータのn回転時)時間1.
1と(n−1)パルス時(すなわち(n−1)回転時)
時間t1−1との差ΔTnより、1回転の平均速度に相
当する検出速度NFnを演算し、この検出速度Np、(
100)をフィードバックして指令速度Nc と比較し
て1回転速度偏差ΔN、(108)を求め、これにより
速度制御を行うようにしている。加速度の検出−制御系
に関しては第1図の場合と同様である。
In other words, regarding one rotation speed, the rotation pulse signal 25 generated during one rotation of the rotor is frequency-divided by the counter 39 to input one pulse per rotation. n rotations) time 1.
1 and (n-1) pulses (i.e. (n-1) rotations)
The detected speed NFn corresponding to the average speed of one revolution is calculated from the difference ΔTn from the time t1-1, and this detected speed Np, (
100) is fed back and compared with the command speed Nc to obtain a one-rotation speed deviation ΔN, (108), thereby controlling the speed. The acceleration detection and control system is the same as that shown in FIG.

第11図は本発明の第3の実施例を示している。FIG. 11 shows a third embodiment of the invention.

これは、1回転中の前記回転パルス信号25のパルス数
がnパルスのとき、加速度偏差に対する積分制御用の積
分器(109)をn個用意し、回転パルス信号25のパ
ルス入力毎に切替えて使用する。これにより各積分器(
109)は、各回転角度毎に対応したものとなり、各角
度独立で過去の同一角度での回転加速度偏差人力を積分
していく動作をする。これは、負荷トルクの変動が周期
的性質をもつ場合に対しては効果的な方法である。
This means that when the number of pulses of the rotation pulse signal 25 during one rotation is n pulses, n integrators (109) for integral control for acceleration deviation are prepared and switched every time a pulse of the rotation pulse signal 25 is input. use. This allows each integrator (
109) corresponds to each rotation angle, and operates to integrate the past rotational acceleration deviation manual force at the same angle independently for each angle. This is an effective method when fluctuations in load torque have a periodic nature.

第12図は第4の実施例を示し、これは第11図におい
て検出回転速度NFC”) (28)のフィードバック
の代りに、第5図における一回転平均検出回転速度(1
00)のフィードバックを用いたものである。その他の
部分は第11図の実施例と同様である。
FIG. 12 shows a fourth embodiment, in which instead of the feedback of the detected rotational speed NFC'') (28) in FIG. 11, the one-rotation average detected rotational speed (1
00) using feedback. Other parts are similar to the embodiment shown in FIG.

以上の各実施例では、1回転中の各回転角度での回転加
速度を同じ1回転中の各回転角度においてフィードバッ
クするもの、換iすれば、現在の1回転中の各回転角度
での回転加速度を現在の1回転中の同じ各回転角度にお
いてフィードバックするものであり、いわばリアルタイ
ムでのフィードバックを行うものであった。これに対し
、下記に述べる実施例は、周期的な変動を繰返す負荷ト
ルクの場合、1回転中の各回転角度での回転加速度を1
回転後の同じ各回転角度においてフィードバックするも
のである。
In each of the above embodiments, the rotational acceleration at each rotational angle during one rotation is fed back at each rotational angle during the same one rotation, in other words, the rotational acceleration at each rotational angle during the current one rotation. is fed back at the same rotation angle during one current rotation, so to speak, feedback is performed in real time. In contrast, in the embodiment described below, in the case of a load torque that repeats periodic fluctuations, the rotational acceleration at each rotation angle during one rotation is
Feedback is provided at each rotation angle after rotation.

この実施例のトルク制御装置の全体構成を第9図を用い
て説明する0位置検出センサ23で得た検出信号24は
波形整形回路29にて回転パルス信号25に変換されイ
ンターフェイス30を介してマイコン38のCPU31
に送られる。この回転パルス信号25によりマイコン3
8は割込み起動し検出−演算−指令の一連の動作を実行
する。
The overall configuration of the torque control device of this embodiment will be explained with reference to FIG. 9. A detection signal 24 obtained by a zero position detection sensor 23 is converted into a rotation pulse signal 25 by a waveform shaping circuit 29 and sent to a microcomputer via an interface 30. 38 CPUs 31
sent to. This rotation pulse signal 25 causes the microcomputer 3 to
8 is activated by an interrupt and executes a series of detection-calculation-command operations.

即ち1回転パルス信号25のパルス間隔をマイコン内蔵
タイマーにてクロックして第2図の時間間隔Ts を求
め、これより回転速度Ns、回転加速Oで、かつ回転速
度N1が指令速度Ncに等しくなるために必要な圧縮機
の電動要素20に与える電流指令値を演算し、RAM3
2にそのデータが必要なる時点まで記憶させておく。次
に、1回転前にRAM32に記憶されたデータは、CP
U31に読み出され、制御信号として制御部34に送ら
れてペースドライバ35を駆動するチョッパ信号を形成
する。このペースドライバ35のf8.流制御動作によ
り、インバータ36は電動要素20への供給巻線電流量
を制御してトルク制御を行い、圧縮機回転速度が常にあ
る許容値以下の変動内で指令速度に等しくなるように、
かつ、ロータ回転加速度が最小になるよう絶えず制御し
続ける。これら一連の制御ループはROM33に書き込
まれている。
That is, the pulse interval of the one-rotation pulse signal 25 is clocked by a microcomputer built-in timer to obtain the time interval Ts shown in FIG. The current command value to be given to the electric element 20 of the compressor necessary for
2, store the data until it is needed. Next, the data stored in the RAM 32 one revolution before is stored in the CP
The chopper signal is read out by U31 and sent to the control unit 34 as a control signal to drive the pace driver 35. f8 of this pace driver 35. Through the flow control operation, the inverter 36 controls the amount of winding current supplied to the electric element 20 to perform torque control so that the compressor rotational speed is always equal to the command speed within a certain tolerance value or less.
Moreover, the rotor rotational acceleration is constantly controlled so as to be minimized. These series of control loops are written in the ROM 33.

この制御回路系の制御フローを第15図に示したブロッ
ク線図にしたがって詳細に説明する。なお、図中に示し
たSはラプラス作用素であり、−は積分要素 、−ST
は時間Tのむだ時間要素を示している。電動要素の電磁
トルクTMに対し、圧縮機の負荷トルクTOは外乱とし
て作用し、その残差トルクT H−T a =ΔTr 
が加振トルクとなり。
The control flow of this control circuit system will be explained in detail with reference to the block diagram shown in FIG. In addition, S shown in the figure is a Laplace operator, - is an integral element, -ST
indicates the dead time element of time T. The load torque TO of the compressor acts as a disturbance to the electromagnetic torque TM of the electric element, and the residual torque T H - T a =ΔTr
becomes the excitation torque.

回転速度ωRは、ωR=□ΔTrにしたがってR8 変動する。この回転速度ωRに基づくロータの回転速度
位置φRを前述の歯車22等によりサンプリングして得
た前記の回転パルス信号25のにパルス時の時間tF(
’)を測定する。マイコン38はにパルス時時間t F
(’)と、(k −1)パルス時時間tF (k 1 
)の間隔ΔTp(’) = t F(’) −t F(
’−1)を求める。そして第3図から第7図を用いて説
明した方法によりにパルス時の回転速度Np(’)を求
め、これを用いてにパルス時の回転加速度NFC’)を
求める。なお、第13図、第14図ではにパルス時の加
速度NFC’)を得るために(k+1)パルス時回転速
度NFC’+”)と(k−1)パルス時回転速度N F
(k−1)とを用いた中心差分式NF(”) = (N
F(”+”)NF(’−1)) / (A TF(’)
 + A Tp(’−″1))を用いているが、前述し
たように前進差分式N F C’ ) =(NF(’)
−NF(’−”)) /ΔT F (’ )あるいは、
後退差分式、3点補間などを用いても良い。あるいは、
第8図で述べた方法を用いてにパルス時回転加速度1’
JF(’)を用いても良い。他方、第10図の実施例で
述べたと同様に、ロータの1回転中のパルス数nをカウ
ンタ39により分周して1回転1パルスのサンプリング
を行ない、n回転時のパルス計時時刻tnと(n −1
)回転時の時刻j n−1よりΔTn= t、 n −
t n−t を求め、1回転の平均速度に相当する回転
速度NFn=60/ΔTF−(100)を算出する。
The rotation speed ωR varies by R8 according to ωR=□ΔTr. The pulse time tF(
') to measure. The microcomputer 38 outputs a pulse time t F
(') and (k −1) pulse time tF (k 1
) interval ΔTp(') = t F(') - t F(
'-1). Then, the rotational speed Np(') during the pulse is determined by the method explained using FIGS. 3 to 7, and the rotational acceleration NFC') during the pulse is determined using this. In addition, in FIGS. 13 and 14, in order to obtain the acceleration (NFC') during the pulse, (k+1) the rotational speed during the pulse NFC'+") and (k-1) the rotational speed during the pulse N F
(k-1) using the central difference formula NF('') = (N
F("+")NF('-1)) / (A TF(')
+ A Tp('-''1)), but as mentioned above, the forward difference formula NFC') = (NF(')
-NF('-”)) /ΔT F(') or,
A backward difference formula, three-point interpolation, etc. may also be used. or,
Using the method described in Fig. 8, the rotational acceleration 1' during the pulse is calculated.
JF(') may also be used. On the other hand, in the same way as described in the embodiment of FIG. 10, the number of pulses n during one rotation of the rotor is divided by the counter 39 to sample one pulse per rotation, and the pulse clock time tn at n rotations and ( n-1
) From the time j n-1 during rotation, ΔTn = t, n -
t n-t is determined, and a rotational speed NFn=60/ΔTF-(100) corresponding to the average speed of one rotation is calculated.

このようにして求めた回転速度NFn(100)および
回転加速度1”JF(’) (101)はフィードバッ
クされて、夫々、指令速度Ncおよび指令加速度Nc(
Ne”一定の定常運転時にはMc=o)と比較され、夫
々、速度偏差ΔN□ (108)、加速度偏差Δ役F(
k)(103)を得る。但し、この実施例においては、
第n回転におけるにパルス目の加速度Np(’)は、変
動の周期性を利用して、1回転後の同一角度(第(n+
1)回転におけるにパルレス目)にてフィードバックさ
れるように、第10図に示すn個のむだ時間要素e−”
(106)を経てフィードバックされる。さらに、加速
度偏差ΔNF(’)に対して第15図に示すようにn個
のこれらを第11図の実施例と同様にパルス入力毎に切
替えて動作させることにより、各積分器は1回転の各回
転角度に対応して各々独立に動作させることかできる。
The rotational speed NFn (100) and rotational acceleration 1''JF(') (101) obtained in this way are fed back, and the commanded speed Nc and commanded acceleration Nc (
During steady operation with a constant Ne'', it is compared with Mc=o), and the speed deviation ΔN□ (108) and the acceleration deviation ΔF (
k) (103) is obtained. However, in this example,
The acceleration Np(') of the pulse in the n-th rotation is determined by using the periodicity of the fluctuation at the same angle ((n+)
1) n dead time elements e-'' shown in FIG.
It is fed back via (106). Furthermore, as shown in FIG. 15 for the acceleration deviation ΔNF('), each integrator is operated by switching for each pulse input, as in the embodiment shown in FIG. 11, as shown in FIG. They can be operated independently corresponding to each rotation angle.

その結果、第n回転におけるにパルス時の電流指令値i
c(’) (104)は次式に従って計算される。
As a result, the current command value i at the time of pulse in the nth rotation is
c(') (104) is calculated according to the following equation.

ここで、第1項は速度偏差ΔNnに対する操作量であっ
てPI(比例・積分)制御によって制御するものであり
、第2項は第(n −1)回転時にあって■ (積分)
制御により制御するものである。
Here, the first term is the manipulated variable for the speed deviation ΔNn, which is controlled by PI (proportional/integral) control, and the second term is at the (n - 1)th rotation and is controlled by ■ (integral).
It is controlled by control.

なお、第15図において加速度制御系に更に比例制御の
項を付加してもよい。図中で、Kpn、 Kr。。
Note that in FIG. 15, a proportional control term may be added to the acceleration control system. In the figure, Kpn, Kr. .

K n cは夫々、速度フィードバック系の比例ゲイン
、積分ゲイン及び速度偏差の比例+積分値と電流指令値
の変換定数である。同様に、K I a t・・・K1
.、は1パルス目〜nパルス目の1責分ゲイン、KaC
はノ用速度偏差の積分値と電流指令値の変換定数である
K n c is a conversion constant between the proportional gain, the integral gain, the proportional + integral value of the speed deviation, and the current command value of the speed feedback system, respectively. Similarly, K I a t...K1
.. , is the gain for the first to nth pulses, KaC
is a conversion constant between the integral value of the speed deviation and the current command value.

次に第16図は第8図にて示した加速度検出方法を用い
て制御系を構成した例である。ここで前述したようにに
パルス時の回転加速度f’JF(’)が確定するのが(
k+1)パルス時の回転速度NF(’+1)= 1 /
 t t = (’+’)の確定する後であり、実際に
マイコンで演算するには更に演算時間を要するので、第
16図では、 NF(k)がフィードバックされるのは
(k+2)パルスのサンプリング時になっている。そし
て、第16図ではNFC’)がフィードバックされる時
点で、n分割積分器の(k+2)番目の積分器出力がな
され、これが平均速度ループ出力と加算されてにパルス
時電流指令値1c(k)が得られる。
Next, FIG. 16 shows an example of a control system configured using the acceleration detection method shown in FIG. 8. Here, as mentioned above, the rotational acceleration f'JF(') during the pulse is determined by (
k+1) Rotational speed during pulse NF('+1)=1/
This is after t t = ('+') has been determined, and further calculation time is required to actually calculate it on the microcomputer, so in Fig. 16, NF(k) is fed back after (k+2) pulses. It's sampling time. Then, in Fig. 16, at the time when NFC') is fed back, the (k+2)th integrator output of the n-divided integrator is made, and this is added to the average speed loop output, and the pulse current command value 1c (k ) is obtained.

ここで、回転加速度NFC’)と電流指令値iC(’)
の位置関係を示したのが第17図である・回転速度NF
C’)及び回転加速度NFC’)が差分法の関係がらに
パルス検出時点での測定値であるに対し、電流指令値1
c(k)は(k−1)パルス検出時からにパルス検出時
までの区間出力値である。したがって。
Here, rotational acceleration NFC') and current command value iC(')
Figure 17 shows the positional relationship of ・Rotational speed NF
C') and rotational acceleration NFC') are measured values at the time of pulse detection due to the difference method, whereas the current command value 1
c(k) is the interval output value from the time of (k-1) pulse detection to the time of pulse detection. therefore.

例えば電流指令値1c(k)に反映させる検出加速度に
はN F (k−1)とNFC’)の2種類が考えられ
る。
For example, there are two possible types of detected acceleration to be reflected in the current command value 1c(k): N F (k-1) and NFC').

第1の方法としては、電流指令値ic(’)に反映され
る加速度は(k−1)時とに時の平均値として のように決定する方法である。
The first method is to determine the acceleration reflected in the current command value ic(') as an average value between times (k-1) and (k-1).

第2の方法としては、kパルス時加速度Np(”)(加
速度偏差6食(’)=−Mゝ)に着目したとき、これに
条件をつけてic(”)及びi c(k + 1 )の
どちらかに反映するよう決定する方法である。
The second method is to focus on the k-pulse acceleration Np ('') (acceleration deviation 6 times (') = -Mゝ), add a condition to this, and calculate ic ('') and ic (k + 1 ).

例えば、NF(’)>0とNF(’)<Oの2通りに分
け、 NF(”)> O; i c(’)/ i c(”)の
大ぎい方に(ΔN(’)<O)  ΔN (”)を加え
る。
For example, divide it into two ways, NF(')>0 and NF(')<O, and set NF('')>O; i c(')/i c('') to the larger one (ΔN(')< O) Add ΔN (”).

NF(’)< O; i c(’)/ i c(”+”
)の小さい方に(Δ勺(’)> O)  Δ内(’)を
加える。
NF (') <O; i c (') / i c ("+"
) to the smaller one of (Δ勺(')>O) Δ内(') is added.

とする方法が考えられる。この方法は特に検出パルスに
検出誤差が含まれている場合、この誤差軽減に有効であ
る。
One possible method is to do this. This method is particularly effective in reducing detection errors when the detection pulses include detection errors.

第18図、第19図は、この2通りのノJ法を示したも
のである。
FIG. 18 and FIG. 19 show these two types of NoJ method.

このようにして得たn回転にパルス時の電流指令値ic
(’)(104)から電動要素の電磁トルクTM(”)
(105)はTM(k) = KO/A ・Kr−1c
(k)より決定される。ここで、Ko/^はマイコン内
のディジタル量とアナログ出力のD/A変換定数であり
、KTは電流−トルクの変換定数(トルク定数)である
Current command value ic at pulse time for n rotations obtained in this way
(') (104) to electromagnetic torque TM ('') of the electric element
(105) is TM(k) = KO/A ・Kr-1c
(k) is determined. Here, Ko/^ is a D/A conversion constant between a digital quantity in the microcomputer and an analog output, and KT is a current-torque conversion constant (torque constant).

ここで上式の物理的意味を考えると次の様である。1回
転中の負荷トルクToの曲線トルク制御しない場合の電
磁トルクTMの曲線を示している第13図において、曲
線TMと縦横軸によって囲まれる領域が1回転中に圧縮
機を駆動するに要するエネルギーである。今、圧縮機の
回転速度を平均的に指令速度Ncに等しくさせるには、
この電磁トルク曲線の囲む面積が負荷トルク曲線の囲む
面積と等しくなるようにすれば良い。上式の第1項はこ
の大きさに相当し、いわば電動要素に供給する電流の直
流成分に相当する。これに対し、各回転角度で回転脈動
を生じさせないためには負荷トルク曲線にて電磁トルク
曲線を等しくさせる必要があり、上式の第2項はこのた
めの大きさ(従って各回転角度で正負に変化する)であ
り、いわば電流の交流成分に相当する(第14図参照)
Considering the physical meaning of the above equation, it is as follows. The curve of the load torque To during one rotation In Fig. 13, which shows the curve of the electromagnetic torque TM without torque control, the area surrounded by the curve TM and the vertical and horizontal axes represents the energy required to drive the compressor during one rotation. It is. Now, in order to make the rotation speed of the compressor equal to the command speed Nc on average,
The area covered by this electromagnetic torque curve may be made equal to the area covered by the load torque curve. The first term in the above equation corresponds to this magnitude, so to speak, and corresponds to the DC component of the current supplied to the electric element. On the other hand, in order to prevent rotational pulsation at each rotation angle, it is necessary to equalize the electromagnetic torque curves in the load torque curve, and the second term in the above equation is the size for this purpose (therefore, the positive and negative at each rotation angle). ), which corresponds to the AC component of the current (see Figure 14).
.

そして第2項における積分項は、各パルス検出位置に対
応したトルク脈動分の電流出力を示しており、第2項は
周期的な負荷トルク変動に対し繰り返し学習制御を行い
、電流指令値は次第に脈動負荷パターンに漸近していく
ことになる。
The integral term in the second term indicates the current output for the torque pulsation corresponding to each pulse detection position, and the second term performs repeated learning control for periodic load torque fluctuations, and the current command value gradually changes. The load pattern will gradually approach a pulsating load pattern.

第20図は本発明の他の実施例を示すもので、これは、
第15図において一回転平均回転速度NFl、(100
)をフィードバックする代りに、1回転の各回転角度位
置における回転速度NFC’)(28)を求め、これを
フィードバックするようにしたものであり、加速度の検
出−制御系については第15図の場合と同様である。
FIG. 20 shows another embodiment of the present invention, which includes:
In Fig. 15, the average rotational speed NFl per rotation is (100
), the rotational speed NFC') (28) at each rotational angle position during one rotation is calculated and fed back, and the acceleration detection and control system is as shown in Fig. It is similar to

第21図は、圧縮機が増速、減速状態にあるときの加速
度指令Ncの決定JJ法を示している。kパルス時の速
度指令Nc(k)が(k−1)パルス時の速度指令Nc
(”)と異なる場合は、増速または減速モードである。
FIG. 21 shows the JJ method for determining the acceleration command Nc when the compressor is in an accelerating or decelerating state. The speed command Nc (k) at the time of k pulses is the speed command Nc at the time of (k-1) pulses.
If it is different from (''), it is speed increase or deceleration mode.

この場合、その差分ΔNC(’)= NC(’)−NC
(’−”)を求め、他方、にパルス時の速度指令Nc(
”)より周期T’c(’) = 60 / Nc(”)
を算出して、Nc(’)=ΔNC(’)/Tc(’)よ
り、加速度指令食c(k)が得られる。
In this case, the difference ΔNC(') = NC(') - NC
('-''), and on the other hand, the speed command Nc ('-'') at the time of pulse
”), the period T'c(') = 60/Nc('')
is calculated, and the acceleration command eclipse c(k) is obtained from Nc(')=ΔNC(')/Tc(').

以上、電動要素をインバータ駆動させて密閉型回転圧縮
機を運転する場合に1ヘルク制御を行う実施例について
説明したが、本発明は、これに限定されるものでなく、
電動要素によって駆動される回転電動機械全般に対し有
効なトルク制御手段となり得るものである。
Above, an embodiment has been described in which 1-herc control is performed when the electric element is driven by an inverter to operate a hermetic rotary compressor, but the present invention is not limited to this.
This can be an effective torque control means for all rotary electric machines driven by electric elements.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電動
要素により駆動される負荷要素を有する回転電動機械に
対し、電動要素の電磁トルクと負荷トルク変動のミスマ
ツチをなくし、加振トルクの大幅な減少、ひいては機械
の回転方向振動の大幅な低減が達成される。さらに制御
系の応答をより高速化できるので、トルク制御実施領域
をより高速領域に拡大でき、広い回転速度領域を低振動
化することができる。そのため、システム全体の小型化
、広範囲の可変速運転による省電力化、快適性の向上に
も貢献できる。
As is clear from the above description, according to the present invention, in a rotary electric machine having a load element driven by an electric element, mismatch between the electromagnetic torque of the electric element and the load torque fluctuation can be eliminated, and the excitation torque can be significantly reduced. This results in a significant reduction in the rotational vibrations of the machine. Furthermore, since the response of the control system can be made faster, the torque control execution range can be expanded to a higher speed range, and vibrations can be reduced over a wider rotational speed range. As a result, it can contribute to downsizing the entire system, saving power through variable speed operation over a wide range, and improving comfort.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の1実施例の制御ブロック図、第2図は
本発明の1実施例に係る圧縮機の縦断面図、第3図、第
4図、第5図、第6図、第7図。 第8図は回転検出信号より回転速度および回転加速度を
求める方法を示す図、第9図は本発明の1実施例に係る
トルク制御装置の概要構成図、第10図、第11図およ
び第12図は夫々本発明の第2.第3および第4の実施
例の制御ブロック図、第13図、第14図は本発明の詳
細な説明するための図、第15図は本発明の他の実施例
の制御ブロック図、第16図、第20図は本発明の更に
他の実施例を示す制御ブロック図、第17図、第18図
、第19図は電流指令値を決定する一方法を示す図、第
21図は増減速時の指令加速度の決定手段を示す図、第
22図はおよび第23図は従来の圧縮機の縦断面図およ
びA−A横断面図、第24図は圧縮機に生ずるトルクを
説明する図、第25図は1回転中のトルクおよび回転速
度の変動を示す図、第26図はトルク波形の回転次数成
分を示す図である。 4・・・回転主軸、20・・・電動要素、21・・・圧
縮要素。 第 Z 図 4 回転主軸 23、キー7ブPつi≠ 第3図  第4図 策 5 図 策 2 図 第 7 図 冨 g 図 遁 q 図 茅 13  図 葛 14  図 第 17  図 第 73 図 フ一し1dフレシ[ンJミ 万 I9   図 不Zf)1決 ! 不 2θ 第 21  図 ¥Jzz図 12 圧搾室 第24図 、/−日)き
FIG. 1 is a control block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical sectional view of a compressor according to an embodiment of the present invention, FIGS. 3, 4, 5, 6, Figure 7. FIG. 8 is a diagram showing a method for determining rotational speed and rotational acceleration from a rotation detection signal, FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a torque control device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 10, 11, and 12. The figures are respectively shown in Section 2 of the present invention. 13 and 14 are diagrams for explaining the present invention in detail. FIG. 15 is a control block diagram of another embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a control block diagram of the third and fourth embodiments. 20 are control block diagrams showing still another embodiment of the present invention, FIGS. 17, 18, and 19 are diagrams showing one method of determining the current command value, and FIG. 21 is a control block diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 22 and FIG. 23 are longitudinal cross-sectional views and A-A cross-sectional views of a conventional compressor, and FIG. 24 is a diagram illustrating the torque generated in the compressor. FIG. 25 is a diagram showing fluctuations in torque and rotational speed during one rotation, and FIG. 26 is a diagram showing rotational order components of the torque waveform. 4...Rotating main shaft, 20...Electric element, 21... Compression element. Z Fig. 4 Rotating main shaft 23, key 7 key P ≠ Fig. 3 Fig. 4 Measure 5 Measure 2 Fig. 7 Fig. g Fig. q Fig. 13 Fig. 14 Fig. 17 Fig. 73 Fig. F1 Shi1d Fresci[NJMiman I9 Not shown Zf) 1 decision! Figure 21 Figure 12 Pressing room Figure 24, /-day)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電動要素と、この電動要素に回転主軸を介して連結
され電動要素によつて回転駆動される負荷要素とからな
る回転電動機械のトルク制御装置であって、回転主軸の
1回転中の各回転角度での回転加速度を検出し、これを
フィードバックして、回転主軸の各回転角度において電
動要素の電磁トルクと負荷要素の負荷トルクとの差を零
にするように、電動要素の電磁トルクを制御するように
したことを特徴とする回転電動機械のトルク制御装置。 2、回転主軸の1回転中の各回転角度での回転加速度を
検出し、これを回転主軸の上記の1回転と同一の1回転
中の各回転角度において、フィードバックして指令回転
加速度と比較し、その偏差を零にするように電動要素の
電磁トルクを制御するようにした特許請求の範囲第1項
記載の回転電動機械のトルク制御装置。 3、回転主軸の1回転中の各回転角度での回転加速度を
検出し、これを回転主軸の次の1回転中の同じ各回転角
度においてフィードバックして指令回転加速度と比較し
、その偏差を零にするように電動要素の電磁トルクを制
御するようにした特許請求の範囲第1項記載の回転電動
機械のトルク制御装置。 4、回転主軸の1回転をn等分に分割したn分割角度毎
に位置検出パルスを発生させ、そのパルス間隔から各分
割角度区間中の回転加速度を検出し、これを回転主軸の
上記の1回転と同一の1回転の各分割角度区間中におい
てフィードバックして指令回転加速度と比較するように
した特許請求の範囲第2項記載の回転電動機械のトルク
制御装置。 5、回転主軸の1回転をn等分したn分割角度毎に位置
検出パルスを発生させ、そのパルス間隔から各分割角度
区間中の回転加速度を検出し、これを回転主軸の次の1
回転の同じ各分割角度区間中においてフィードバックし
て指令回転加速度と比較するようにした特許請求の範囲
第3項記載の回転電動機械のトルク制御装置。 6、各分割区間に夫々対応したn個の加速度制御演算領
域を有し、これらの制御演算領域を位置検出パルスの検
出毎に切替えて他の制御演算領域とは独立に作動させる
ようにした特許請求の範囲第4項又は第5項記載の回転
電動機械のトルク制御装置。 7、前記の回転加速度情報の他に、回転主軸の現在の回
転角度での回転速度または1回転中の平均回転速度の情
報に基づいて電動要素の電磁トルクを制御するようにし
た特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記載
の回転電動機械のトルク制御装置。
[Scope of Claims] 1. A torque control device for a rotating electric machine comprising an electric element and a load element connected to the electric element via a rotating main shaft and rotationally driven by the electric element, the rotating main shaft Detects the rotational acceleration at each rotation angle during one rotation of the rotary main shaft, and feeds this back to make the difference between the electromagnetic torque of the electric element and the load torque of the load element zero at each rotation angle of the rotating main shaft, A torque control device for a rotating electric machine, characterized in that the electromagnetic torque of an electric element is controlled. 2. Detect the rotational acceleration at each rotational angle during one rotation of the rotational spindle, feed it back and compare it with the commanded rotational acceleration at each rotational angle during the same one rotation as the above-mentioned one rotation of the rotational spindle. 2. The torque control device for a rotating electric machine according to claim 1, wherein the electromagnetic torque of the electric element is controlled so as to reduce the deviation to zero. 3. Detect the rotational acceleration at each rotational angle during one rotation of the rotational spindle, feed it back at each rotational angle during the next rotation of the rotational spindle, compare it with the commanded rotational acceleration, and set the deviation to zero. 2. The torque control device for a rotating electric machine according to claim 1, wherein the electromagnetic torque of the electric element is controlled so as to achieve the following. 4. One rotation of the rotating spindle is divided into n equal parts, and a position detection pulse is generated every n dividing angles, and the rotational acceleration in each divided angle section is detected from the pulse interval. 3. The torque control device for a rotating electric machine according to claim 2, wherein the torque is fed back and compared with the commanded rotational acceleration during each divided angle section of one rotation, which is the same as the rotation. 5. One revolution of the rotating spindle is divided into n equal parts, and a position detection pulse is generated every n dividing angles. The rotational acceleration in each divided angle section is detected from the pulse interval, and this is used to calculate the rotational acceleration for the next one of the rotating spindle.
4. The torque control device for a rotating electric machine according to claim 3, wherein the torque is fed back and compared with the command rotational acceleration during each divided angle section of the same rotation. 6. A patent that has n acceleration control calculation areas corresponding to each divided section, and these control calculation areas are switched each time a position detection pulse is detected to operate independently of other control calculation areas. A torque control device for a rotating electric machine according to claim 4 or 5. 7. In addition to the rotational acceleration information, the electromagnetic torque of the electric element is controlled based on information on the rotational speed at the current rotational angle of the rotating main shaft or the average rotational speed during one rotation. The torque control device for a rotating electric machine according to any one of Items 1 to 6.
JP63190630A 1987-08-04 1988-08-01 Rotary compressor controller Expired - Fee Related JP2669540B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63190630A JP2669540B2 (en) 1987-08-04 1988-08-01 Rotary compressor controller

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-194613 1987-08-04
JP19461387 1987-08-04
JP63190630A JP2669540B2 (en) 1987-08-04 1988-08-01 Rotary compressor controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01133585A true JPH01133585A (en) 1989-05-25
JP2669540B2 JP2669540B2 (en) 1997-10-29

Family

ID=26506215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63190630A Expired - Fee Related JP2669540B2 (en) 1987-08-04 1988-08-01 Rotary compressor controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2669540B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004343993A (en) * 2003-04-22 2004-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor controller, compressor, air conditioner, and refrigerator
JP2007029326A (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Washing machine
US8129933B2 (en) 2002-02-25 2012-03-06 Daikin Industries, Ltd. Motor controlling method and apparatus thereof
JP2017155609A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 Process of manufacture of compressor
JP2018188015A (en) * 2017-05-08 2018-11-29 いすゞ自動車株式会社 Vehicle control apparatus

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101693380B1 (en) * 2010-02-08 2017-01-05 엘지전자 주식회사 Apparatus for driving motor of compressor for air conditioner and method for driving the same
CN103967794B (en) * 2013-02-05 2016-01-20 广东美的制冷设备有限公司 A kind of method for compensating vibration of single-rotor compressor and controller

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5686083A (en) * 1979-12-13 1981-07-13 Trio Kenwood Corp Controlling device for motor
JPS61164494A (en) * 1985-01-16 1986-07-25 Hitachi Ltd Torque control type sealed compressor
JPS6271483A (en) * 1985-09-24 1987-04-02 Hitachi Ltd Torque control type external vibrationproof type rotary compressor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5686083A (en) * 1979-12-13 1981-07-13 Trio Kenwood Corp Controlling device for motor
JPS61164494A (en) * 1985-01-16 1986-07-25 Hitachi Ltd Torque control type sealed compressor
JPS6271483A (en) * 1985-09-24 1987-04-02 Hitachi Ltd Torque control type external vibrationproof type rotary compressor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8129933B2 (en) 2002-02-25 2012-03-06 Daikin Industries, Ltd. Motor controlling method and apparatus thereof
US8339083B2 (en) 2002-02-25 2012-12-25 Daikin Industries, Ltd. Motor controlling method and apparatus thereof
US8587241B2 (en) 2002-02-25 2013-11-19 Daikin Industries, Ltd. Motor controlling method and apparatus thereof
JP2004343993A (en) * 2003-04-22 2004-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor controller, compressor, air conditioner, and refrigerator
JP4575704B2 (en) * 2003-04-22 2010-11-04 パナソニック株式会社 Motor control device, compressor, air conditioner, and refrigerator
JP2007029326A (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Washing machine
JP2017155609A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 Process of manufacture of compressor
JP2018188015A (en) * 2017-05-08 2018-11-29 いすゞ自動車株式会社 Vehicle control apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2669540B2 (en) 1997-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0302493B1 (en) Torque control apparatus for rotating motor machine
EP2492057B1 (en) Robot, robot system, and rotating electrical machine
JP4565034B2 (en) Control device and control system for inertia estimation
JP3234177B2 (en) Position control device
JPS6283530A (en) Torque control type rotary machine
US20030034751A1 (en) Method and system for controlling a permanent magnet machine
JPS63212723A (en) Torque control device of internal combustion engine
EP2800269A1 (en) Permanent magnet motor controller
JPH01133585A (en) Torque control type rotary electric machine
JP3540300B2 (en) Rotation detection device
JP4367411B2 (en) Motor control device
CN106330036A (en) Identification control method of rotational inertia of motor
JPH0519858A (en) Servo actuator
JPS63290182A (en) Torque control type rotary motor machine
Eremeikin et al. Experimental analysis of the operability of a system to control the oscillations of a mechanical system with self-synchronizing vibration exciters
CN100486103C (en) Control device and method for motor speed
JP4289275B2 (en) Control method for articulated robot
JPS6323585A (en) Torque control rotary motor
US5122716A (en) Apparatus for reversibly controlling a motor
US11726446B2 (en) Drive controller with self-contained correction function of position errors
JPH07122439B2 (en) Vibration reduction device for rotary compressor
JPH0254315A (en) Torque control type motor-driven machine
JPH01222677A (en) Torque control type rotary motor-driven machine
NAKAMURA et al. Vibration Reduction in Rolling Piston-Type Compressors through Motor Torque Control: Basic Study on Theoretical Analysis and Computer Simulation
JPH04217889A (en) Controller for servo motor

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees