JPH01222677A - Torque control type rotary motor-driven machine - Google Patents

Torque control type rotary motor-driven machine

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JPH01222677A
JPH01222677A JP63048471A JP4847188A JPH01222677A JP H01222677 A JPH01222677 A JP H01222677A JP 63048471 A JP63048471 A JP 63048471A JP 4847188 A JP4847188 A JP 4847188A JP H01222677 A JPH01222677 A JP H01222677A
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torque
rotation
speed
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main shaft
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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
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Abstract

PURPOSE:To eliminate a shaking torque and to effectively and rapidly reduce a vibration by calculating a control amount on the basis of rotary speed information at respective rotating angles during one revolution of a rotary main shaft, and correcting to lead the phase of obtained control amount before 90 degrees from the same rotary angle after one revolution CONSTITUTION:A detection signal 24 obtained from a gap sensor 23 is converted by a waveform shaping circuit 29 to a rotary pulse signal 25, and supplied through an interface 30 to a microcomputer 31. The microcomputer 31 obtains the pulse interval of the signal 25, thereby calculating a rotating speed. Then it supplies a current command responsive to a deviation between the rotating speed and a command speed to an inverter 36. On the other hand, a current command obtained at this time is output as that at the time of (360-90) degrees phase-corrected at 90 degrees from the same angle after one revolution delayed at 360 degrees.

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
機械全般に係り、特に負荷(吸収)トルクが一定周期を
もって変動する場合に回転主軸の回転速度変動を抑える
ことにより回転機械の振動を低減させるに好適な1〜シ
ルク御式回転機械に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to rotating machines in general in which load elements are driven by electric elements, and in particular to rotary machines in which a load element is driven by an electric element, and in particular, when the load (absorbed) torque fluctuates with a certain period, The present invention relates to a silk type rotating machine suitable for reducing vibrations of a rotating machine by suppressing rotational speed fluctuations.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

゛電動要素[こよって1駆動される回転機械の一例とし
て、密閉型圧縮機を例にとって説明する。第10図およ
び第11図は、ロータリ圧縮機の従来構造を示すもので
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は容
器1に固定されたステータ(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および部軸
受6により支承されている。そして、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は容器に固定されており、このシリンダブロ
ック7内には、圧縮室12が成形されている。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。このような構成のも
とて主軸4が回転すると、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。
``Electric element [Thus, a hermetic compressor will be explained as an example of a rotating machine that is driven once. 10 and 11 show the conventional structure of a 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 fixed to the container 1, and is fixed to the inner circumference of the container 1. A rotor 3 that is fitted onto the main shaft 4 and rotates together with the main shaft 4 is disposed inside the stator 2 . The main shaft 4 is supported by a main bearing 5 and a partial bearing 6. And these bearings 5,
6 is fastened to the cylinder block 7. The cylinder block 7 is fixed to the container, and a compression chamber 12 is formed within the cylinder block 7. Inside this compression chamber 12 is a roller 8 which is eccentrically integrated with the main shaft 4.
A vane 9 is provided which is urged against the surface of the roller 8 by a spring 10. With this configuration, when the main shaft 4 rotates, refrigerant gas is sucked in from the suction accumulator 11 provided outside the container 1, is pressurized to a predetermined pressure by the compression chamber 12, and is released into the case along the direction of the arrow. It is discharged outside.

前述のような構造の圧縮機は、例えば特開昭58−18
7635号公報に開示されている。
A compressor having the above-mentioned structure is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-18
It is disclosed in Japanese Patent No. 7635.

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

ところで、圧縮要素内のガス吸収トルクは主軸4の1回
転中に大きく変動し、これと電動要素との電磁l−ルク
の差、すなわち残差トルクにより、主軸4を含む回転系
には回転速度変動、容器1と防振支持材13とからなる
固定側には回転方向振動が誘起されているという問題が
生じる。
By the way, the gas absorption torque within the compression element fluctuates greatly during one rotation of the main shaft 4, and due to the difference in electromagnetic l-lux between this and the electric element, that is, the residual torque, the rotating system including the main shaft 4 has a rotational speed. A problem arises in that rotational direction vibration is induced on the fixed side consisting of the container 1 and the vibration-proof support member 13.

第12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14.15と主
軸16)との固定系(固定子17.18と容器19)に
対して、ガス圧縮トルクTc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、図中において時計
回りを正とし、反時計回りを負として示している。
FIG. 12 schematically shows, as an example, the causes of vibration in a rotary compressor. For the rotating system (rotor 14.15 and main shaft 16) and the fixed system (stator 17.18 and container 19) of each of the compression element and electric element, the gas compression torque Tc and the electromagnetic torque TM are as shown in the figure, respectively. It works as shown below. In addition, in the figure, clockwise direction is shown as positive, and counterclockwise direction 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 それぞれ回転系および固定系の慣性トルクであり、Ta
−Tsが残差トルク(加振トルク)ΔTrkこ相当し、
Kは圧縮機支持バネのノくネ定数、φRLま、回d φ
R 転角であり、回転系の回転角速度ωR=t の関係がある。
The equations of motion of the rotating system and fixed system at this time are and the inertia torque of the rotating system and fixed system, respectively, and Ta
-Ts corresponds to the residual torque (excitation torque) ΔTrk,
K is the spring constant of the compressor support spring, φRL, times dφ
R is the rotation angle, and there is a relationship of rotational angular velocity ωR=t of the rotating system.

したがって、回転系の回転速度ωRを検出して、これが
、時間的に零にになるようにフィートノくツt TH−Tc=Oとなり、モータトルクTMと負荷トルク
Tcがつり合うことにより、(2)式しこお(する−4
= 加振トルクがなくなり、回転機械の振動、騒音の発生原
因であるチャンバ回転方向振動が抑制できる。
Therefore, by detecting the rotational speed ωR of the rotating system and making it zero in time, TH-Tc=O, and the motor torque TM and load torque Tc being balanced, (2) Shikishikoo (Suru-4
= Excitation torque is eliminated, and vibration in the chamber rotation direction, which is the cause of vibration and noise in rotating machinery, can be suppressed.

さらに、特開昭62−83530号公報に示されるよう
に、圧縮機の負荷トルクTcは1回転中で大きく変動す
るが、1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が負荷トルク値はあまり変
化しない。そこで、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出力させる方法により
確実性があり制御安定度の高いトルク制御が可能である
Furthermore, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-83530, the load torque Tc of the compressor fluctuates greatly during one rotation, but it is a periodic pulsating load that is repeated over one rotation, so we focused on a certain rotation angle. However, the load torque value does not change much. Therefore, reliable torque control with high control stability is possible by outputting the rotation speed detected at each rotation angle at the same angle after one rotation.

しかしながら、回転速度の変動曲線と負荷トルクT6の
変動曲線は一般に位相が異なる。第13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。図から示されるよう
に、回転速度の変動は、トルク変動に対し遅れ位相であ
る。
However, the rotational speed variation curve and the load torque T6 variation curve generally have different phases. FIG. 13 shows both a load torque curve and a rotor rotational speed fluctuation curve in a rotary compressor. As shown in the figure, the rotational speed variation is in a delayed phase with respect to the torque variation.

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太きいときには、モータ出力を減少
させるトルク制御機械においてはこの位相遅れのため負
荷トルクにモータ出力1ヘ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
を必要としていた。
Therefore, in a torque control machine that detects the rotational speed of the rotor and increases the motor output when the detected speed is smaller than the commanded speed, and decreases the motor output when the detected speed is greater than the commanded speed, this phase lag is Therefore, there is a problem in that it is not possible to completely synchronize one herk of motor output with the load torque, and some kind of phase correction means is required.

ここで、ロータリ圧縮機のトルク成分は、第14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−火成
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i〜ルク△Trに対して積
分の関係にある。
Here, as shown in Fig. 14, the torque component of the rotary compressor includes, in addition to the rotation-fire component corresponding to the operating frequency of the compressor, second-order, third-order, etc. harmonic components. have a certain phase difference with each other. Referring to equation (1), the rotational speed ωR has an integral relationship with respect to the excitation i to the torque ΔTr.

ここで、加振トルク△Trが、次のように回転n次成分
までの周期的変動成分から成ると仮定して、とおく。但
しω。は平均速度、γRはR次成分の位相差、△TrR
はR次成分の振幅の大きさである。
Here, it is assumed that the excitation torque ΔTr is composed of periodic fluctuation components up to the nth-order rotational component as follows. However, ω. is the average speed, γR is the phase difference of the R-order component, △TrR
is the amplitude of the R-order component.

(3)式を(1)式に代入して積分すると、=□ Σ 
−5in(Rω。1−−+γR)+ω。
Substituting equation (3) into equation (1) and integrating, =□ Σ
−5in(Rω.1−−+γR)+ω.

JR・ω。 R=I  R2R ・・・(4) が得られる。(4)式から判るように、回転R次成分の
速度変動成分は、残差トルク変動の同次成分に対し、−
遅れ位相となっている。そして実際R のロータ回転速度は、このn次成分までを合成したもの
であり、またこれらの成分比は運転条件によっても異な
り、位相遅れ角度もその都度変動する。
JR・ω. R=I R2R (4) is obtained. As can be seen from equation (4), the speed fluctuation component of the rotation R-order component is -
The phase is delayed. In reality, the rotor rotational speed of R is a combination of up to the n-th order components, and the ratio of these components also varies depending on the operating conditions, and the phase delay angle also varies each time.

しかし、第15図に示されるように変動振幅は回転1火
成分が最も大きく、高次成分はどその大きさが急速に減
衰する。さらに、回転1次とn次成分では、トルク振幅
が同一であっても速度振幅はi / Rになる。
However, as shown in FIG. 15, the fluctuation amplitude is largest in the one-rotation component, and the magnitude of the higher-order components rapidly attenuates. Furthermore, for the rotational first-order and n-order components, even if the torque amplitude is the same, the speed amplitude will be i/R.

したがって、1回転中の速度検出パルス数が比較的少な
く高調波成分の影響を考慮しなくて良い系では、回転1
火成分のみ着目して、その位相遅れ分90°を1回転中
で進み補正してやることにより回転速度変動位相をトル
ク変動位相にほぼ一致させることができる。
Therefore, in a system where the number of speed detection pulses per revolution is relatively small and there is no need to consider the influence of harmonic components,
By focusing only on the ignition component and correcting its phase delay by 90 degrees during one rotation, it is possible to make the rotational speed fluctuation phase almost coincide with the torque fluctuation phase.

本発明は、上記問題点の性質に鑑みなされたもので、そ
の目的は、負荷トルク変動により生じるロータの各回転
角度での回転速度を検出し、各回転角度での回転速度が
指令速度に等しくなるように必要な電動要素の電磁トル
ク制御量を演算して、その演算に基づく制御量を次回転
時において同一角度より90°進み、補正した角度にて
出力することにより、加振トルクを無くし、確実かつ速
やかに低振動化させることの可能なトルク制御式回転電
動機械を提供することにある。
The present invention was made in view of the nature of the above-mentioned problems, and its purpose is to detect the rotational speed at each rotational angle of the rotor caused by load torque fluctuation, and to make the rotational speed at each rotational angle equal to the commanded speed. By calculating the necessary electromagnetic torque control amount of the electric element so that The object of the present invention is to provide a torque-controlled rotary electric machine that can reliably and quickly reduce vibration.

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

上記目的を達成するために本発明は、トルク制御式回転
電動機械を、電動要素と、この電動要素に回転主軸を介
して連結され、電動要素によって駆動される負荷要素と
、電動要素の発生する電磁トルクと負荷要素の発生する
負荷(吸収)トルクの差(残差トルク)を0とするべく
電動要素の電磁トルクを制御するトルク制御装置と、を
備えてなるトルク制御式回転電動機械であって、前記ト
ルク制御装置は、回転主軸の1回転中の各回転角度にお
ける回転速度情報に基づいて電動要素の電磁トルクを制
御しその出力位置を1回転後の同一回転角度より90℃
手前に位相進み補正した構成としたものである。
To achieve the above object, the present invention provides a torque-controlled rotary electric machine including an electric element, a load element connected to the electric element via a rotating main shaft and driven by the electric element, and a load element that is driven by the electric element. A torque control type rotary electric machine comprising: a torque control device that controls the electromagnetic torque of the electric element so that the difference (residual torque) between the electromagnetic torque and the load (absorption) torque generated by the load element is zero. The torque control device controls the electromagnetic torque of the electric element based on rotation speed information at each rotation angle during one rotation of the rotating main shaft, and adjusts the output position by 90 degrees from the same rotation angle after one rotation.
This is a configuration in which the phase lead is corrected toward the front.

また、本発明は回転主軸の1回転をn等分に分割して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
隔から各分割区間中の回転速度を検出してフィードバッ
クし、これと指令回転速度の各偏差速度を求め、この偏
差斌を最小とするに要する電磁トルク出力量を演算し、
得られた制御量を回転主軸の次の1回転の同じ各分割角
度区間より90’に相当する検出パルス数だけ手前で出
力するようにしたこと、前記トルク制御装置は、偏差速
度がOに近くなったときには90°位相補正を行わない
ようにすることができること、を夫々望ましい構成とす
るものである。
In addition, the present invention divides one rotation of the rotating main shaft into n equal parts.
Generate a position detection pulse for each division angle, detect the rotation speed in each division section from the pulse interval, feed it back, find each deviation speed between this and the command rotation speed, and calculate the speed required to minimize this deviation. Calculate the electromagnetic torque output amount,
The torque control device outputs the obtained control amount a number of detected pulses corresponding to 90' from each of the same divided angle sections of the next revolution of the rotating main shaft, It is preferable that the 90° phase correction is not performed when the 90° phase correction occurs.

〔作用〕[Effect]

このような構成とすれば、回転主軸の1回転中の各回転
角度位置において検出し、その位置より90’進み補正
した回転速度を用いて加振トルクをOにするに必要な制
御量を算出し、各回転角度で負荷1ヘルクの変動に同期
させて電動要素の電磁トルクを出力させることができる
ので、その残差トルクを確実かつ速やかに小さくするこ
とが可能となる。
With this configuration, the control amount required to bring the excitation torque to O can be calculated by detecting each rotational angle position during one rotation of the rotating main shaft and using the rotational speed corrected by advancing 90' from that position. However, since the electromagnetic torque of the electric element can be outputted in synchronization with the fluctuation of one herk of the load at each rotation angle, the residual torque can be reliably and quickly reduced.

また、位相補正について、偏差速度がOに近くなったと
きには90°位相補正を行なわないようにすれば、系が
トルク制御開始し充分整定した後の制御安定性を乱すお
それがない。
Furthermore, regarding phase correction, if the 90° phase correction is not performed when the deviation speed approaches O, there is no risk of disturbing the control stability after the system starts torque control and is sufficiently stabilized.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は電動要素(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
る場合について本発明を適用した例である。ここで、本
実施例に係る圧縮機は、第11図、第12図に示した従
来の圧縮機とその構成がほとんど同しであるため、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。
FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a case where a rotary compressor, which is a type of rotating machine driven by an electric element (DC motor), is driven by an inverter. Here, since the compressor according to this embodiment has almost the same configuration as the conventional compressor shown in FIGS. 11 and 12, only the different parts will be explained, and the same parts will have the same reference numerals. By adding , the explanation will be omitted.

第1図において、電動要素20のロータ3と圧縮要素2
1のロータ8とを直結する回転主軸4の一端が延長され
て被回転検出部材である歯車22か固着され、この歯車
22と主軸4とは一体に回転するようになっている。容
器1にはギャップセンサ23が固定されており、歯車2
2の歯列を検知して主軸4の回転速度に応したパルス信
号を出力するようになっている。
In FIG. 1, 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 rotor 8 of 1, is extended, and a gear 22, which is a rotation detection member, is fixed, so that the gear 22 and the main shaft 4 rotate together. A gap sensor 23 is fixed to the container 1, and a gear 2
2 is detected and a pulse signal corresponding to the rotational speed of the main shaft 4 is output.

第2図は、ギャップセンサ23より検出されたパルス信
号から回転主軸4の回転速度変動を求める一連の過程を
示したものである。
FIG. 2 shows a series of processes for determining the rotation speed fluctuation of the rotating main shaft 4 from the pulse signal detected by the gap sensor 23.

今、第2図(a)に示すように歯車22が回転するとギ
ャップセンサ23には同図(b)に示すような正弦波状
の検出波形24が表われる。これをスレショル1−電圧
27を基準に波形整形してパルス列に変換したものが同
図(c)である。このパルス時系列データの各パルス幅
T□、T2・・Tnを測定し、その逆数N、=1/Tユ
から各時刻での回転速度変数Nよ(28)が求まり、こ
の1回転中の各回転角度の変化を示したものが同図(d
)である。
Now, when the gear 22 rotates as shown in FIG. 2(a), a sinusoidal detection waveform 24 as shown in FIG. 2(b) appears on the gap sensor 23. This is converted into a pulse train by waveform shaping based on threshold 1-voltage 27, as shown in FIG. 3(c). Measure each pulse width T□, T2...Tn of this pulse time series data, and calculate the rotation speed variable N at each time (28) from its reciprocal N, = 1/T. The same figure (d
).

第3図は、トルク制御装置の全体構成を示している。即
ち、ギャップセンサ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CPU31に送られる
。この回転パルス信号25によりマイコン38は割込み
起動し、検出−演算−指令の一連の動作を実行する。即
ち、回転パルス間隔をマイコン内蔵タイマーにてクロッ
クして時間T1を求め、これより回転速度Niを演算す
る。
FIG. 3 shows the overall configuration of the torque control device. That is, the detection signal 24 obtained by the gap sensor 23 is converted into a rotation pulse signal 25 by the waveform shaping circuit 29 and sent to the microcomputer CPU 31 via the interface 30. The microcomputer 38 is activated by the rotation pulse signal 25 and executes a series of detection-calculation-command operations. That is, the rotation pulse interval is clocked by a microcomputer built-in timer to obtain time T1, and the rotation speed Ni is calculated from this.

そして、1回転中の各回転角度で回転速度N」が指令速
度Ncに等し、くするために必要な圧縮機の電動要素2
0に与える電流指令値を演算し、上記Njを90°位相
角度分進み補正し、次回転時において出力する。そして
この制御信号は制御部に送られてペースドライバ35の
電流制御動作によりインバータ36は圧縮機回転速度を
常にある許容値以下の変動に納まるよう絶えず制御し続
ける。そして、これら一連の制御ループはROM33に
書き込まれる。
Then, the electric element 2 of the compressor necessary to make the rotation speed N'' equal to the command speed Nc at each rotation angle during one rotation.
0 is calculated, the above Nj is advanced by 90° phase angle, and is output at the next rotation. This control signal is then sent to the control section, and by the current control operation of the pace driver 35, the inverter 36 continuously controls the compressor rotational speed so that the fluctuation is always within a certain tolerance value. These series of control loops are then written into the ROM 33.

この制御回路の制御フローを第4図に示したブロック線
図にて詳細に説明する。なお、図中にて示したSはラプ
ラス作用素であり、−は積分要素を示している。電動要
素20の電磁トルクTMに対し圧縮機の負荷トルク′r
Gは外乱として作用し、その残差トルクT 1.l −
T c =△Trが加振トルクとなり、回転速度 ωR=□・△T”r  にしたがって変動する。
The control flow of this control circuit will be explained in detail with reference to the block diagram shown in FIG. Note that S shown in the figure is a Laplace operator, and - indicates an integral element. Load torque 'r of the compressor with respect to the electromagnetic torque TM of the electric element 20
G acts as a disturbance, and its residual torque T1. l −
T c =△Tr becomes the excitation torque, which varies according to the rotational speed ωR=□·△T”r.

、JR−8 この回転速度ω■くによる回転角度19Rを前述の歯車
22等によりサンプリングしてにパルス目の時間、・1
測定する。
, JR-8 The rotation angle 19R due to this rotation speed ω is sampled by the gear 22, etc., and the time of the pulse is ・1
Measure.

(k) マイコン38はにパルス時間tF   と(k−1)(
k−]、)           (k)   Ot−
+、)パルス時間t「   の間隔 ΔTr=tF −
tF   をもとめる。そして第2図にて説明した方法
によりにパルス時(k) 回転速度NF28をもとめる。
(k) The microcomputer 38 calculates the pulse time tF and (k-1) (
k-], ) (k) Ot-
+,) Interval of pulse time t' ΔTr=tF −
Find tF. Then, the pulse (k) rotational speed NF28 is determined by the method explained in FIG.

(k) 一方、検出速度NF28をフィードバックして指令回転
速度N・どの偏差速度△IJ”(41)をもとめ、PI
(比例積分)制御より偏差△(k)が零になるように電
流指令値・・(k)を決定する。ここで、図中に示され
るように、1回転中の検出パルス数がn個ある場合、積
分器をn個用意し、各積分器(42)に対してパルス入
力毎に切替えて動作させることにより、各パルス検出角
度に対し各々独立に積分動作を実行させる。
(k) On the other hand, the detected speed NF28 is fed back to find the command rotation speed N and which deviation speed △IJ'' (41), and the PI
The current command value (k) is determined by (proportional integral) control so that the deviation Δ(k) becomes zero. Here, as shown in the figure, if the number of detected pulses during one rotation is n, then n integrators are prepared and each integrator (42) is operated by switching for each pulse input. As a result, an integral operation is performed independently for each pulse detection angle.

そして、得られた制御量を360°遅らせた1回転後の
同一角度から90’ に位相補正した(360’−90
″)変時において電流指令値として出力させる。
Then, the phase of the obtained control amount was corrected to 90' from the same angle after one rotation delayed by 360° (360'-90
″) output as a current command value when the time changes.

この手段としては、第5図に示すように、偏差速度入力
スイッチ(47)がn個あり(1回転nパルスに相当す
る)、切替位置がR番目であるとき、積分容器出カスイ
ンチ(48)の切替位置を90°手前、 360” すなわち−細手前(−)=4にすることに90’ よって行なうことができる。
As shown in FIG. 5, this means includes n deviation speed input switches (47) (corresponding to n pulses per rotation), and when the switching position is R, the integral container output cass inch (48) This can be done by setting the switching position to 90 degrees to the front, 360'', that is, - narrow front (-) = 4.

(デジタル景をD/A変換(D/A変換定数kn八)へ
トルク定数kTを乗じたものが電動要素の電磁本発明に
関するトルク制御系は以上のように構成されており、こ
の制御ループに従って常時動作し続ける。この位相差9
0’補正は、充分にトルク制御されていないときは有効
であるが、系がトルク制御開始充分整定した後では、換
言すれば偏差ΔN=Oとなったときは、逆に90a位相
遅れでない高調波変動を検出することにより、誤った位
相補正がなされ制御安定性を乱す危険がある。
(Digital scene is D/A converted (D/A conversion constant kn8) multiplied by torque constant kT) The electric element is electromagnetic The torque control system related to the present invention is configured as described above, and according to this control loop Continues to operate at all times.This phase difference 9
0' correction is effective when torque control is not sufficient, but after the system has sufficiently stabilized to start torque control, in other words, when the deviation ΔN=O, conversely, it is necessary to correct the harmonics without a 90a phase lag. By detecting wave fluctuations, there is a risk that incorrect phase correction will be made and control stability will be disturbed.

このようなときは、偏差速度が0に近くなったときには
90°位相補正を行なわないのも1つの方法である。
In such a case, one method is not to perform the 90° phase correction when the deviation speed approaches 0.

第6図は、位相補正を行なった場合の効果を示した図で
ある。縦軸に回転速度変動の大きさ、横軸にトルク制御
時間をとって示している。図示ように90°位相補正を
行なっ場合と位相補正を行なわない場合では収束性に大
きな差が生ずる。
FIG. 6 is a diagram showing the effect of phase correction. The vertical axis shows the magnitude of rotational speed fluctuation, and the horizontal axis shows torque control time. As shown in the figure, there is a large difference in convergence between when 90° phase correction is performed and when no phase correction is performed.

このトルク制御時のモータトルク出力の時間的推移を第
7図に示す。なお、第7図中■、■、■。
FIG. 7 shows the time course of the motor torque output during this torque control. In addition, ■, ■, ■ in Figure 7.

■は夫々第6図中の時間の■、■、■、■での状態を示
している。
■ indicates the states at times ■, ■, ■, and ■ in FIG. 6, respectively.

図から明らかなように、90°位相補正により千〜タト
ルク出力を負荷トルクの変動に常に一致させながら成長
していく様子が分かる。これに対し、位相補正を行なわ
ない場合は、モータトルク出力が誤った位置に集中して
発生し、負荷トルク位相になかなか一致させることがで
きない様子が分かる。
As is clear from the figure, it can be seen that the 90° phase correction causes the torque output to grow while always matching the fluctuations in the load torque. On the other hand, it can be seen that when phase correction is not performed, the motor torque output is generated concentrated at the wrong position, and it is difficult to match the phase of the load torque.

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トルク制御を行なう方法について説
明したが、本発明の性質上、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、負喬吸収トルクが周期
的に変動する回転機−16= 械全般に対し有効な手段となり得るものである。
The method for controlling torque when operating a hermetic rotary compressor by driving an electric element with an inverter has been described above, but due to the nature of the present invention, the method is not limited to this. This can be an effective means for all rotating machines in which the negative absorption torque periodically fluctuates.

さらに、本発明の概念を発展させれば、自動車用内燃機
関において使用される補機(AcG)にも使用させるこ
とができる。
Furthermore, if the concept of the present invention is developed, it can also be used for auxiliary machines (AcG) used in internal combustion engines for automobiles.

即ち、第8図に示される如く、内燃機関では、混合気の
吸入圧縮、燃焼ガスの膨張等による気筒内圧力の変化と
クランク軸に対するコネクティングロッドの角度の変化
とによって、ガストルクが変動する。そして、このトル
ク変動の反作用がシリンダブロックから内燃機関を支持
する部材へ伝達され、その部材を振動させる。したがっ
て、こ−の振動を低減させるには、内燃機関の駆動トル
クの変動に一致させてACGの発電量を増減させて負荷
トルクを増減させれば良い。第9図はこの考えに基づ〈
実施例を示している。即ち、ディストリビュータ53に
内蔵されたクランク角センサ58の出力をもとにクラン
クシャフトの回転速度変動をマイコン56により演算し
、これが一定になるよう負荷制御部57にてACG55
の発電量を制御する。このような負荷トルク制御におい
ても、駆動トルクと負荷トルクの残差トルクをなくすた
めに各回転角度での回転速度フィードバックを用いるこ
とができ、本発明における90°位相補正方式を適用す
るのが適切である。
That is, as shown in FIG. 8, in an internal combustion engine, gas torque fluctuates due to changes in cylinder pressure due to suction and compression of air-fuel mixture, expansion of combustion gas, etc., and changes in the angle of the connecting rod with respect to the crankshaft. The reaction of this torque fluctuation is then transmitted from the cylinder block to the member supporting the internal combustion engine, causing that member to vibrate. Therefore, in order to reduce this vibration, the load torque can be increased or decreased by increasing or decreasing the power generation amount of the ACG in accordance with fluctuations in the driving torque of the internal combustion engine. Figure 9 is based on this idea.
An example is shown. That is, the microcomputer 56 calculates the rotational speed fluctuation of the crankshaft based on the output of the crank angle sensor 58 built into the distributor 53, and the load control unit 57 adjusts the ACG 55 to keep it constant.
control the amount of power generated. Even in such load torque control, rotation speed feedback at each rotation angle can be used to eliminate the residual torque between the drive torque and the load torque, and it is appropriate to apply the 90° phase correction method of the present invention. It is.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したことから明らかなように、本発明は以下の
効果を奏するものである。
As is clear from the above explanation, the present invention has the following effects.

回転主軸の1回転中の各回転角度位置において、検出し
、その位置より90°進み補正した回転速度を用いて、
加振トルクをOにするに必要な制御量を算出し、各回転
角度で負荷トルクの変動に同期させて電動要素の電磁ト
ルクを出力させることができるので、その残差トルク即
ち加振トルクを確実かつ速やかに小さくできる。したが
って、電動要素により駆動され、周期的な負荷トルク変
動を有する全ての回転機械に対し、チャンバ加振トルク
の大幅な減少、換言すれば容器全体のチャン八回転方向
振動の大幅な低減が達成され、共振点以下での低速運転
、あるいは防振構造の大幅な簡略化を実現できる。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
で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。
Using the rotation speed detected at each rotational angle position during one rotation of the rotating main shaft and corrected by advancing 90 degrees from that position,
The control amount required to bring the excitation torque to O can be calculated, and the electromagnetic torque of the electric element can be output in synchronization with the fluctuation of the load torque at each rotation angle, so the residual torque, that is, the excitation torque, can be Can be made smaller reliably and quickly. Therefore, for all rotating machines that are driven by electric elements and have periodic load torque fluctuations, a significant reduction in chamber excitation torque, in other words, a significant reduction in chamber rotational vibration of the entire container, is achieved. , low-speed operation below the resonance point, or significant simplification of the vibration isolation structure can be realized. Furthermore, since the response of the control system can be made faster, the torque control implementation range can be expanded to a higher speed range, and vibration 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.

また、位相補正について、偏差速度がOに近くなったと
きには90°位相補正を行なわないようにすれば、系が
1ヘルク制御開始し充分整定した後の制御安定性を乱す
おそれがない。
Further, regarding phase correction, if the 90° phase correction is not performed when the deviation speed approaches O, there is no risk of disturbing the control stability after the system starts 1-herk control and is sufficiently stabilized.

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

第1図は本発明の一実施例に係る圧縮機の縦断面図、第
2図(a)〜(d)は検出信号より回転速度変動を求め
る一連の過程を示す図、第3図はトルク制御装置の全体
構成を示す図、第4図は制御フローを示すブロック線図
、第5図は偏差入力と積分出力間の90°位相進み補正
を説明する図、第6図及び第7図は夫々90°位相補正
の効果を説明する図、第8図及び第9図は夫々本発明の
応用として自動車用ACGに適用した実施例を示す図、
第10図は従来の密閉形圧縮機の縦断面図、第11図は
第10図のxl−x1矢視断面図、第12図は回転機械
における残差トルク発生メカニズムを説明する一部縦断
面図、第13図は1回転中のトルク変動及び速度変動を
説明する図、第14図はトルク波形の回転法数比分析を
行なった結果を示す頭である。 4・回転主軸、20・電動要素、21・・・圧縮要素、
28・・・回転速度変動、38・・・マイコン、41速
度偏差、42・nパルス積分器、45・・電流指令値、
47・入力切替スイッチ、48・・・出力切替スイッチ
。 代理人 弁理士   鵜 沼 辰 之 第1図 1:容 器          7 シヮンタ゛フロッ
ク2:ステータ         +3:l’H展支を
斗を才3:ローク       20:%f!初量素4
:ロ量云土軸      21.圧縮要斎5°主軸受 
      22゛歯 車6 娼郭寺由臂      
  23キ°ヤ、フ゛セソサ第2図(a) 第2図(C) 第2 図(d) 第3図 J贋ヰ41出イ言号24 第7図 4S’−−u〜“ILJ−′/(J−51>IJ−トル
ク卸)徨p鱒間()             Fルク
帽J徨p84間■第9図 第10図 51 内ゾ゛烈岑競間        54.アープ5
2)大間本イ本           55 : AC
G53°デ≧スト1ノどユータ 第11図 第12図 第13図 主軸回転角θ(rυd) 第14図
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a compressor according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2(a) to 2(d) are diagrams showing a series of processes for determining rotational speed fluctuations from detection signals, and FIG. 3 is a diagram showing torque FIG. 4 is a block diagram showing the control flow; FIG. 5 is a diagram explaining 90° phase advance correction between deviation input and integral output; FIGS. 6 and 7 are diagrams showing the overall configuration of the control device. FIGS. 8 and 9 are diagrams each illustrating the effect of 90° phase correction; FIGS. 8 and 9 are diagrams illustrating an example in which the present invention is applied to an automobile ACG;
Fig. 10 is a longitudinal sectional view of a conventional hermetic compressor, Fig. 11 is a sectional view taken along the xl-x1 arrow in Fig. 10, and Fig. 12 is a partial longitudinal sectional view illustrating the residual torque generation mechanism in a rotating machine. 13 is a diagram for explaining torque fluctuations and speed fluctuations during one rotation, and FIG. 14 is a diagram showing the results of rotation modulus ratio analysis of the torque waveform. 4. Rotating main shaft, 20. Electric element, 21... Compression element,
28... Rotation speed fluctuation, 38... Microcomputer, 41 Speed deviation, 42.n pulse integrator, 45... Current command value,
47. Input selector switch, 48... Output selector switch. Agent Patent Attorney Tatsuyuki Unuma Figure 1 1: Container 7 Terminal Flock 2: Stator +3: l'H exhibition support 3: Rourke 20:%f! initial mass 4
:Ro quantity and soil axis 21. Compression 5° main bearing
22゛Tooth Wheel 6 Yukakuji Temple
23 key, file selection Figure 2 (a) Figure 2 (C) Figure 2 (d) Figure 3 J False 41 No. 24 Figure 7 4S'--u ~ "ILJ-'/ (J-51>IJ-Torque Wholesaler) 徨p Trout () F Rukuka J 徨 p84 ■Figure 9Figure 10Figure 51 Inner Zoretsusha Race 54. Arp 5
2) Omamoto Book 55: AC
G53°D≧1 Node User Fig. 11 Fig. 12 Fig. 13 Main shaft rotation angle θ (rυd) Fig. 14

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、電動要素によって駆動される負荷要素と、電動要
素の発生する電磁トルクと負荷要素の発生する負荷(吸
収)トルクの差(残差トルク)を0とするべく電動要素
の電磁トルクを制御するトルク制御装置と、を備えてな
るトルク制御式回転電動機械であって、前記トルク制御
装置は、回転主軸の1回転中の各回転角度における回転
速度情報に基づいて電動要素の電磁トルクを制御しその
出力位置を1回転後の同一回転角度より90°手前に位
相進み補正したことを特徴とするトルク制御式回転電動
機械。 2、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
割区間中の回転速度を検出してフィードバックし、これ
と指令回転速度の各偏差速度を求め、この偏差量を最小
とするに要する電磁トルク出力量を演算し、得られた制
御量を回転主軸の次の1回転の同じ各分割角度区間より
90°に相当する検出パルス数だけ手前で出力するよう
にした請求項1記載のトルク制御式回転電動機械。 3、前記トルク制御装置は、偏差速度が0に近くなった
ときには90°位相補正を行わないようにすることがで
きる請求項1記載のトルク制御式回転電動機械。
[Scope of Claims] 1. An electric element, a load element connected to the electric element via a rotating main shaft and driven by the electric element, and an electromagnetic torque generated by the electric element and a load (absorbed) generated by the load element. ) a torque control device for controlling electromagnetic torque of an electric element so as to make a torque difference (residual torque) zero; A torque control type characterized in that the electromagnetic torque of the electric element is controlled based on the rotation speed information at each rotation angle during one rotation, and the output position is phase-advanced by 90 degrees before the same rotation angle after one rotation. Rotating electric machine. 2. One revolution of the rotating spindle is divided into n equal parts, and a position detection pulse is generated every n division angles. From the pulse interval, the rotation speed in each division section is detected and fed back, and this is combined with the command rotation speed. Determine each deviation speed, calculate the electromagnetic torque output amount required to minimize this deviation amount, and apply the obtained control amount to the detection pulse corresponding to 90° from the same divided angle section of the next rotation of the rotating main shaft. 2. The torque-controlled rotary electric machine according to claim 1, wherein the torque control type rotary electric machine outputs the output by a number of points in front of each other. 3. The torque-controlled rotary electric machine according to claim 1, wherein the torque control device is capable of not performing the 90° phase correction when the deviation speed approaches zero.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8587241B2 (en) 2002-02-25 2013-11-19 Daikin Industries, Ltd. Motor controlling method and apparatus thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6115589A (en) * 1984-06-28 1986-01-23 Daikin Ind Ltd Vibration reducing unit of rotary compressor
JPS61173690A (en) * 1985-01-28 1986-08-05 Hitachi Ltd Speed controller of motor
JPS6271483A (en) * 1985-09-24 1987-04-02 Hitachi Ltd Torque control type external vibrationproof type rotary compressor
JPS6283530A (en) * 1985-10-07 1987-04-17 Hitachi Ltd Torque control type rotary machine
JPS62138091A (en) * 1985-12-10 1987-06-20 Daikin Ind Ltd Control method of inverter for driving induction machine
JPS6323585A (en) * 1986-07-15 1988-01-30 Hitachi Ltd Torque control rotary motor
JPS6348177A (en) * 1986-08-13 1988-02-29 Hitachi Ltd Torque control type rotary motor-driven machine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6115589A (en) * 1984-06-28 1986-01-23 Daikin Ind Ltd Vibration reducing unit of rotary compressor
JPS61173690A (en) * 1985-01-28 1986-08-05 Hitachi Ltd Speed controller of motor
JPS6271483A (en) * 1985-09-24 1987-04-02 Hitachi Ltd Torque control type external vibrationproof type rotary compressor
JPS6283530A (en) * 1985-10-07 1987-04-17 Hitachi Ltd Torque control type rotary machine
JPS62138091A (en) * 1985-12-10 1987-06-20 Daikin Ind Ltd Control method of inverter for driving induction machine
JPS6323585A (en) * 1986-07-15 1988-01-30 Hitachi Ltd Torque control rotary motor
JPS6348177A (en) * 1986-08-13 1988-02-29 Hitachi Ltd Torque control type rotary motor-driven machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8587241B2 (en) 2002-02-25 2013-11-19 Daikin Industries, Ltd. Motor controlling method and apparatus thereof

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