JPH0279793A - Compressor driving apparatus - Google Patents

Compressor driving apparatus

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JPH0279793A
JPH0279793A JP63226665A JP22666588A JPH0279793A JP H0279793 A JPH0279793 A JP H0279793A JP 63226665 A JP63226665 A JP 63226665A JP 22666588 A JP22666588 A JP 22666588A JP H0279793 A JPH0279793 A JP H0279793A
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亨 北山
Minoru Kobayashi
実 小林
Hiroshi Shinozaki
弘 篠崎
Satoshi Hojo
北條 聡
Tsunehiro Endo
常博 遠藤
Motoo Futami
基生 二見
Mitsuru Nakamura
満 中村
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Abstract

PURPOSE:To prevent vibrations and noises by computing acceleration by correcting the detected value of position change obtained with the rotational- position detecting circuit in a compressor motor with time, and making the output of the motor approximately equal to the torque of a changing load based on said acceleration. CONSTITUTION:A commercial power source 3 is rectified 4, and a DC voltage Ed is obtained. An inverter 6 is driven with said DC voltage Ed, and AC voltages VA to VC are generated. Thus a compressor motor 7-1 is rotated. A position detecting signal 10S for a rotor is obtained in a phase detector 10 out of the voltages VA to VC by using a filter circuit. The signal 10S is inputted into a microcomputer 9. The microcomputer 9 has a CPU 9-1, a ROM 9-2, a RAM 9-3 and high speed input/output ports HSI and HSO. The data in the RAM 9-3 are operated in the CPU 9-1 using the program in the ROM 9-2, and a rotating speed is obtained. The result is outputted through a current control part 11 and a base driver 12, and the gates of transistors TR1 to TR6 are controlled. In this way, the output of the motor is made approximately equal to the torque of a changing load, and the vibration and the noises of the compressor are prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧縮機を備えた装置において、特に圧縮機の
振動抑制と、低速回転を行なうことが可能な圧縮機駆動
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an apparatus equipped with a compressor, and particularly to a compressor drive device capable of suppressing vibrations of the compressor and rotating the compressor at low speed.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のこの種の装置は、特開昭60−60286号に記
載のように、回転子位置毎に同期電動機の出力トルクを
負荷トルクに合せるとなっていた。
In a conventional device of this kind, the output torque of the synchronous motor is adjusted to the load torque for each rotor position, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 60-60286.

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

上記従来技術は、無整流子電動機を用いて電動機の端子
電圧をフィルタ回路によつて位置検出信号を形成し、こ
れによって電流パターンを作成し。
The above-mentioned prior art uses a non-commutator motor to form a position detection signal using a filter circuit for the terminal voltage of the motor, thereby creating a current pattern.

振動を抑制する方法である。しかし、電動機の端子゛(
圧よりフィルタ回路で得られる位置検出信号には、フィ
ルタ回路の回路定数によって生じる位相遅れが存在し、
これが振動抑制の効果を防げる点については十分配慮さ
れていなかった。即ち、位置検出信号によって作成した
電流パターンを出力する際、電動機の端子電圧波形が友
化し、回転子の位置検出誤差が前記電流パターンに誤差
を生じさせ、振動抑制効果を減少させる。また、電動機
の回転数が低速になると回転子の慣性トルクが小さくな
るため、特に負荷が1回転の範囲で大きり く麦麹るロータリー形の圧縮機等においては圧縮機に加
わる1回転当たりの変動負荷トルクの影響が大きくなる
。前記変動負荷トルクの影響は、前記回転子の位置検出
誤差を増大させ圧縮機の低速運転の妨げとなっている。
This is a method of suppressing vibration. However, the terminal of the motor (
The position detection signal obtained by the filter circuit from the pressure has a phase delay caused by the circuit constant of the filter circuit.
Sufficient consideration was not given to the fact that this could prevent the effect of vibration suppression. That is, when outputting the current pattern created by the position detection signal, the terminal voltage waveform of the motor becomes uniform, and the rotor position detection error causes an error in the current pattern, reducing the vibration suppressing effect. In addition, as the rotational speed of the electric motor decreases, the inertia torque of the rotor decreases, so the fluctuation per rotation applied to the compressor, especially in rotary type compressors where the load is large in the range of one rotation. The influence of load torque increases. The influence of the fluctuating load torque increases the rotor position detection error and impedes low-speed operation of the compressor.

また、圧縮機の回転数が低速になる程、応答性の速い制
御にする必要がある点についても配慮されておらず、低
速時において電流パターンの作成を完了する前にモータ
の回転が脈動し、無整流子電動機は脱調し、低速におけ
る運転可能な回転数範囲を狭めていた。
Furthermore, there is no consideration given to the need for faster responsive control as the rotation speed of the compressor becomes lower. , non-commutated motors would lose synchronization, narrowing the range of rotational speeds that could be operated at low speeds.

本発明の目的は前記圧縮機の振動抑制効果を向上させる
と共に、低速時の圧縮機の運転可能な回転数範囲を拡大
する制御方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a control method that improves the vibration suppression effect of the compressor and expands the rotational speed range in which the compressor can operate at low speeds.

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

上記目的は、位置検出手段である電動機の端子電圧から
フィルタ回路を用いて作成される位置検出信号に含まれ
る回転子の位置検出誤差の発生原因を解析し、前記電動
機の巻線インピーダンス降下と、前記フィルタ回路の過
去において蓄えられた蓄積電荷による残留電圧とを前記
マイクロコンの ピユータによって算出し、前記位置検出誤差を補償を行
なった後、速度と加速度を計算し、電動機の出力トルク
を圧縮機に加わる1回転当たりの変動負荷トルクに略等
しくすることにより達成される。
The above purpose is to analyze the cause of the rotor position detection error included in the position detection signal created from the terminal voltage of the electric motor, which is the position detection means, using a filter circuit, and to analyze the cause of the rotor position detection error, The computer of the microcomputer calculates the residual voltage due to the accumulated charge in the filter circuit in the past, compensates for the position detection error, calculates the speed and acceleration, and calculates the output torque of the motor to the compressor. This is achieved by making the variable load torque approximately equal to the variable load torque applied per rotation.

〔作 用〕[For production]

電動機は圧縮機に加わる1回転当たりの変動負荷トルク
に略等しいトルクを出力する。これによって電動機の出
力トルクが大のとき、電動機の端子電圧も大となり、圧
縮機1回転中に端子電圧は変動し、前記位置検出手段で
あるフィルタ回路の波形も圧縮機1回転中において変動
する。前記フィルタ回路の波形は位置検出信号の誤差の
原因となり圧縮機の各回転位置における圧縮機負荷トル
クと電動機出力トルクの間には位置誤差が生じ振動抑制
効果を阻害する結果となる。上記位置検出誤差は、電動
機の巻線インピーダンス降下とフィルタ回路の蓄積電圧
によるものであるから、マイクロコンピュータによって
前記位置検出誤差を算くジ 出し誤差補償を行なう。これによって、マイコン内部で
は、電動機の回転子の正確な回転位置を検出することが
できるので前記撮動抑制効果を向上することが可能であ
る。
The electric motor outputs a torque approximately equal to the variable load torque per revolution applied to the compressor. As a result, when the output torque of the motor is large, the terminal voltage of the motor also becomes large, and the terminal voltage fluctuates during one revolution of the compressor, and the waveform of the filter circuit, which is the position detection means, also fluctuates during one revolution of the compressor. . The waveform of the filter circuit causes an error in the position detection signal, and a position error occurs between the compressor load torque and the motor output torque at each rotational position of the compressor, resulting in inhibiting the vibration suppression effect. Since the position detection error is caused by the winding impedance drop of the motor and the accumulated voltage of the filter circuit, the microcomputer calculates the position detection error and performs offset error compensation. As a result, the accurate rotational position of the rotor of the electric motor can be detected inside the microcomputer, so that the photographing suppression effect can be improved.

また、圧縮機回転数が低速になる程、圧縮機の変動負荷
トルクと電動機の出力トルクの残差トルクによる圧縮機
の加振トルクが大きくなり、電動機は税調する危険が増
大するが、上記位置検出誤差の補償によって位置検出誤
差が少なくなるので圧縮機を低速で運転することが可能
となる。
Additionally, as the compressor rotation speed becomes lower, the excitation torque of the compressor due to the residual torque between the fluctuating load torque of the compressor and the output torque of the electric motor increases, and the risk of tax adjustment for the electric motor increases. Since the position detection error is reduced by compensation of the detection error, it becomes possible to operate the compressor at low speed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図〜第6図により説明す
る。第1図は圧縮機駆動装置に係る制御装置の構成図で
あり、インバータ装置1と制御部2からなる。インバー
タ装置1は交流電源3と全波整流回路4と、平滑コンデ
ンサ5と、スイッチング素子であるトランジスタT14
.〜TR,と、還流ダイオードD1〜D、により形成さ
れるインバータ主回路6とから成る。インバータ主回路
6は120゜通流形インバータであり、前記交流電源3
から全波整流回路4と平滑コンデンサ5を介して得られ
る直流電圧E4  の正電位側トランジスタTR,〜T
R,の通流期間(電気角120°)がパルス幅変調を受
けてチョッパ動作することにより制御されるものである
。また前記インバータ主回路6のトランジスタT Ra
〜’I’FL、の共通エミッタと平滑コンデンサ5の間
には、低抵抗R,が接続されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. 1 is a block diagram of a control device related to a compressor drive device, which includes an inverter device 1 and a control section 2. As shown in FIG. The inverter device 1 includes an AC power source 3, a full-wave rectifier circuit 4, a smoothing capacitor 5, and a transistor T14 as a switching element.
.. ~TR, and an inverter main circuit 6 formed by freewheeling diodes D1 to D. The inverter main circuit 6 is a 120° current type inverter, and the AC power supply 3
The positive potential side transistors TR, ~T of the DC voltage E4 obtained through the full-wave rectifier circuit 4 and the smoothing capacitor 5 from
The conduction period (electrical angle 120°) of R is controlled by chopper operation under pulse width modulation. Further, the transistor T Ra of the inverter main circuit 6
A low resistance R, is connected between the common emitter of ~'I'FL, and the smoothing capacitor 5.

7は圧縮機であり、例えば4極の永久磁石を界磁とした
無整流子電動機7−1と、その負荷体である圧縮機7−
2とより成る。無整流子電動機7−1の電機子巻線に流
れる巻線電流は、前記低抵抗)tl にも流れ、この低
抵抗a、の電圧降下として、巻線電流■、が検出できる
ものである。
7 is a compressor, for example, a commutatorless motor 7-1 whose field is a four-pole permanent magnet, and a compressor 7-1 which is its load body.
Consists of 2. The winding current flowing through the armature winding of the commutatorless motor 7-1 also flows through the low resistance (tl), and the winding current (2) can be detected as a voltage drop across this low resistance (a).

−力制御部2はマイクロコンピュータ9と、無整流子、
、[動機7−1のロータの磁極位置を検出する磁極位置
検出回路10、無整流子電動機7−1の電機子巻線電流
を制御する電流制御部11、トランジスタTR,〜’r
rL、に対するペースドライバ12により構成される。
-The force control unit 2 includes a microcomputer 9, a non-commutator,
, [a magnetic pole position detection circuit 10 that detects the magnetic pole position of the rotor of the motor 7-1, a current control unit 11 that controls the armature winding current of the commutatorless motor 7-1, and transistors TR, ~'r
It is composed of a pace driver 12 for rL.

前記の磁極位置検出回路10は、無整流子電動機7−1
の電機子巻線端子電圧■え〜vcよりフィルタ回゛路を
用いて、回転子位置に対応した位置検出信号103を形
成する回路である。この位置検出信号108を用いて、
無整流子電動機7−1の回転速度N、をマイクロコンピ
ュータ9を用いて求めるものである。
The magnetic pole position detection circuit 10 described above includes a non-commutator motor 7-1.
This circuit uses a filter circuit to form a position detection signal 103 corresponding to the rotor position from the armature winding terminal voltage (vc). Using this position detection signal 108,
The rotational speed N of the commutatorless motor 7-1 is determined using the microcomputer 9.

前記マイクロコンピュータ9は、0PU9−1、ル0M
9−2、ルAM9−3、高速出力ポート(H80)9−
4、高速入力ポート(H8I)9−5などから構成され
、それぞれアドレスバス、データパス及びコントロール
バス(図示セス)ニよって接続されるものである。前記
ROM9−2には無整流子電動機7−1を駆動するのに
必要な各種処理プログラムが記憶されている。一方前記
のルAM9−3には各種処理プログラムを実行するに際
して必要となる各種データを読み書きするための主記憶
部9−3aと、回転子位置毎に通流すべき巻線電流値に
関連した12個の電流データを記憶した電流パターン記
憶部9−3bとから成るものである。前記高速出力ポー
ト(H80)9−4は出力時のデータと出力する時刻を
0PU9−1によって設定し、データ出力時には0PU
9−1を介在させずに独立にデータの出力を行なう。
The microcomputer 9 is 0PU9-1, 0M
9-2, AM9-3, high speed output port (H80) 9-
4, a high-speed input port (H8I) 9-5, etc., and are connected to each other by an address bus, a data path, and a control bus (not shown). The ROM 9-2 stores various processing programs necessary to drive the commutatorless motor 7-1. On the other hand, the AM9-3 has a main memory section 9-3a for reading and writing various data necessary for executing various processing programs, and a main memory section 9-3a for reading and writing various data necessary for executing various processing programs, and a memory section 9-3a for reading and writing various data necessary for executing various processing programs, and a and a current pattern storage section 9-3b that stores current data. The high speed output port (H80) 9-4 sets the output data and output time using 0PU9-1, and when outputting data, 0PU
Data is output independently without intervening 9-1.

前記高速入カポ−)(H8I)9−5は入力発生時の入
力データと入力された時刻を0PU9−1を介在させず
に記録するものであり、共にCPU9−1を介在させな
いため高速の入出力を可能としたものである。
The high-speed input capo (H8I) 9-5 records the input data at the time of input generation and the input time without the intervention of the 0PU 9-1. This enables output.

電流制御部11はマイクロコンピュータ9の電流パター
ン記憶部9−3b内の電流出力データに基づいて、回転
位置毎に出力された電流出力信号9S1に従い、巻線電
流■1 を制御するものである。
The current control unit 11 controls the winding current 1 based on the current output data in the current pattern storage unit 9-3b of the microcomputer 9 and in accordance with the current output signal 9S1 output for each rotational position.

ペースドライバ12は、位置検出信号108に同期して
、マイクロコンピュータ9から無整流子電動機7−1の
a−夕位置に対応して出力するドライバ駆動信号982
と、電流制御部11から出力されるチョッパ信号118
に従い、インバータ主回路6内のトランジスタTR,〜
TFL、を制御するものである。
The pace driver 12 receives a driver drive signal 982, which is output from the microcomputer 9 in synchronization with the position detection signal 108, corresponding to the a position of the non-commutated motor 7-1.
and the chopper signal 118 output from the current control section 11.
Accordingly, transistors TR, ~ in the inverter main circuit 6
It controls the TFL.

即ち、無整流子電動機では、電機子巻線に流れる巻線電
流は、その電動機の出力トルクに対応し、巻線電流を回
転位置毎に制御が可能となるものである。
That is, in a commutatorless motor, the winding current flowing through the armature winding corresponds to the output torque of the motor, and the winding current can be controlled for each rotational position.

第2図は、無整流子電動機の回転角に対する負荷トルク
T1、電動機の出力トルクTM 及び回転数Nの変化を
示した図であり、負荷トルクT、の脈動パターンに近似
して出力トルクT1 を回転子位置毎に発生させること
によって、回転数Nを−に保つことが可能となるもので
ある。
FIG. 2 is a diagram showing changes in the load torque T1, the output torque TM of the motor, and the rotational speed N with respect to the rotation angle of the non-commutated motor.The output torque T1 is approximated to the pulsation pattern of the load torque T. By generating this at each rotor position, it is possible to maintain the rotational speed N at -.

第3図は、位置検出信号10i9と電流出力信号9i9
1との時間関係を示す動作説明図である。例1サイクル
は、機械角で180° に対応し、回転子の1回転36
0° に対して、図示のモード11″から“12″まで
、30°毎に12個のモードに分割される。これらの各
モード毎に作成され、前記の電流パターン記憶部9−3
bに記憶された12個の電流データを各モードに応じて
読み出し、電流出力信号981として出力した後、電流
制御部15によりチョッパ信号118が作成され巻線電
流■、が制御される。
Figure 3 shows the position detection signal 10i9 and the current output signal 9i9.
1 is an operation explanatory diagram showing a time relationship with 1. Example 1 cycle corresponds to 180 degrees in mechanical angle, and one revolution of the rotor is 36 degrees.
With respect to 0°, it is divided into 12 modes every 30° from mode 11'' to “12” shown in the figure.The current pattern storage section 9-3 is created for each of these modes.
After reading the 12 pieces of current data stored in b according to each mode and outputting it as a current output signal 981, the current control section 15 creates a chopper signal 118 and controls the winding current (2).

第4図は位置検出回路図とその出力波形を示す図である
。位置検出回路10は無整流子電動機7−1の端子電圧
からvA 相電圧より抵抗C1、r。
FIG. 4 is a diagram showing a position detection circuit and its output waveform. The position detection circuit 10 detects vA from the terminal voltage of the non-commutated motor 7-1 and from the resistor C1, r from the phase voltage.

とコンデンサC8よりなるローパスフィルタとコンデン
サcl、抵抗r、よりなるバイパスフィルタによって波
形整形された端子電圧波形vA′と、同様のフィルタに
よって作成されたVs 、Vc相の波形整形された波形
v、′、vc′  を抵抗r1、「6、r。
The terminal voltage waveform vA' is shaped by a low-pass filter consisting of a capacitor C8 and a bypass filter consisting of a capacitor cl and a resistor r, and the waveforms v,' of the Vs and Vc phases are shaped by a similar filter. , vc′ with resistance r1, “6, r.

によって平均化された仮想中性点電位V、とのコて位置
検出信号10Ia−10zcを作成する動作を行なう。
An operation is performed to generate the iron position detection signals 10Ia-10zc with the virtual neutral point potential V averaged by .

ここで、前記電動機出力を圧縮機負荷トルクに合せると
回転子の回転角度に応じてインバータ主回路6内のトラ
ンジスタのチョッパのパルス幅が変化するので、電動機
端子電圧が回転子の回転角度に応じて変化する。第4図
(b)は、上記電動機が変動負荷を出力した場合のフィ
ルタ回路の動作を示す波形である。電動機の端子電圧V
A、V、、vcに対して波形整形されたフィルタ出力v
A′、■、′、■c′は脈動し中性点電位Vあ との比
較によって得られる位置検出信号108は図中の矩形波
の立上り立下がりエツジ部分の角度を検出し、実際の回
転角度(縦の点線)との間に誤差(Δθで表わす)が生
じる。この位置検出の誤作が圧縮機の振動抑制の効果を
著しく阻害するものである。
Here, when the motor output is adjusted to the compressor load torque, the pulse width of the chopper of the transistor in the inverter main circuit 6 changes according to the rotation angle of the rotor, so that the motor terminal voltage changes according to the rotation angle of the rotor. and change. FIG. 4(b) is a waveform showing the operation of the filter circuit when the electric motor outputs a variable load. Motor terminal voltage V
Filter output v waveform-shaped for A, V, , vc
A', ■, ', ■c' are pulsating, and the position detection signal 108 obtained by comparison with the neutral point potential V is obtained by detecting the angle of the rising and falling edges of the rectangular wave in the figure, and detecting the actual rotation. An error (represented by Δθ) occurs between the angle (vertical dotted line). This position detection error significantly impairs the effectiveness of compressor vibration suppression.

上記位置出誤差はマイクロコンピュータ9で誤゛差補償
を行なうが、これは次の演算式に基づく。
The above-mentioned positioning error is compensated for by the microcomputer 9, which is based on the following arithmetic expression.

即ち、7に動機の端子電圧V、は、電動機巻線のインダ
クタンス51巻線抵抗「とし、無負荷時の誘起電圧をe
o、巻線電流1.とすると、V、==r is +L 
9+ e@      (11となり、フィルタ回路を
初段のローパスフィルタのみ考慮し、その時定数をRO
とおく。よって、フィルタ回路の波形整形した電圧v、
′は、V、′=表7”V、dt =工 (r/’ i@d t+Lf” ” 十f’ 5
eat) 十V@OR@         6 dt 
   5ここで、積分定数V、はフィルタ内の各コンデ
ンサに過去蓄積された電荷による電圧V、  の放電し
た後の残留電圧の和として計算される。
That is, the terminal voltage V of the motor at 7 is the inductance 51 of the motor winding, and the winding resistance is 51, and the induced voltage at no load is e.
o, winding current 1. Then, V,==r is +L
9+ e @ (11, considering only the first-stage low-pass filter of the filter circuit, and its time constant as RO
far. Therefore, the waveform-shaped voltage v of the filter circuit,
' is V,' = Table 7"V, dt = 工 (r/' i@d t+Lf"10f' 5
eat) 10V@OR@6 dt
5 Here, the integral constant V is calculated as the sum of the residual voltages after discharge of the voltage V due to the charges accumulated in each capacitor in the filter in the past.

vの=上Vl e−”              (
3)以上のことから、実際の回転位置と、位置検出回路
によって得られる位置の検出誤差角Δθは無負荷時の誘
起゛電圧e、をe、 tap Ke cosθとおき、
(2)式においてv、’=oとおいた式(3B  (’
 7;’ + a d t 十Lクー;jI”−11+
 V”r K e s i nΔθ〕+ΣVl e−”
 =O(4) をΔθについて解くことにより、検出誤差角を求めるこ
とかできる。
v = upper Vl e-” (
3) From the above, the detection error angle Δθ between the actual rotational position and the position obtained by the position detection circuit is expressed as
In equation (2), v,'=o (3B ('
7;' + a d t 10L Ku;jI"-11+
V”r K e sin Δθ〕+ΣVl e−”
=O(4) By solving for Δθ, the detection error angle can be obtained.

また、(4)式を変形して(5)式を得る。Furthermore, equation (5) is obtained by transforming equation (4).

−y/T −s + nΔθ 第7図は、(5)式においてΔθを求めるための解説図
である。(5)式左辺はΔθによって変化する第7図に
示す正弦波である。この正弦波のゼロクロス点が電動機
回転子の正確な位置であると共に、前記トランジスタT
r+〜Tr、  が転流を行なうタイミングである。ま
た右辺は何回の正確な位置を1=0とした時の積分で表
現されている。(5)式の方程式の解lθは、ttxo
から角度θだけ遅れた時刻1 = 1.  に発生する
フィルタ回路の位置検出信号と正確な回転子の位置との
誤差角度を示すことになる。従って、フィルタ回路の位
置検出信号がマイコンに入力されてから角度Δθ後に転
流を行なうことによって、電動機の回転脈動を最小限に
することが可能となる。
−y/T −s + nΔθ FIG. 7 is an explanatory diagram for determining Δθ in equation (5). The left side of equation (5) is the sine wave shown in FIG. 7 that changes with Δθ. The zero crossing point of this sine wave is the exact position of the motor rotor, and the transistor T
r+~Tr, is the timing at which commutation is performed. The right-hand side is expressed as an integral of how many times the exact position is set to 1=0. The solution lθ of equation (5) is ttxo
Time 1 delayed by angle θ from 1 = 1. This indicates the angle of error between the position detection signal of the filter circuit generated in 1 and the accurate rotor position. Therefore, by performing commutation after an angle Δθ after the position detection signal of the filter circuit is input to the microcomputer, rotational pulsation of the motor can be minimized.

上記位置検出回路の誤差を求める計算は角度でθ’  
(J低角)で少なくとも終了していなければならないが
、前記マイクロコンピュータに、位置検出信号の入力変
化が発生した時間を記録するタイマを備えた機能を有し
ていることにより最大60° (を気胸)以内に前記誤
差計算を終了していればよい。また、前記転流において
、位置検出信号が入力された後、Δθの補償期間内に新
たに位置検出信号がマイコンに入力される場合があるが
、この場合、電動機の転流するための出力を制御する出
力信号を最少のCPUオーバーヘッドをもって指定時間
に出力変化を起こさせる機能を持ったマイコンを使用し
ていれば、正確な位置で転流するための信号を出力する
ことができるので、電動機の回転脈動は最少限に止める
ことが可能である。
The calculation to find the error of the above position detection circuit is θ' in angle.
(J low angle), but if the microcomputer is equipped with a timer that records the time when the input change of the position detection signal occurs, the angle can be up to 60 degrees (J low angle). It is sufficient that the error calculation is completed within the time period (pneumothorax). In addition, in the commutation, after the position detection signal is input, a new position detection signal may be input to the microcomputer within the compensation period of Δθ, but in this case, the output for commutation of the motor is If you use a microcontroller that has the ability to change the output signal to be controlled at a specified time with minimal CPU overhead, you can output a signal for commutation at a precise position, making it easier to control the motor. Rotational pulsation can be minimized.

第5図は、本制御の動作を説明する制御ブロック図であ
る。本制御図の動作はすべてマイクロコンピュータ9に
よって行なわれるものである。前記位置検出回路10に
よって作成された位置検出信号10i9の位置検出誤差
は電流出力信号981と、前記位置検出回路10の位相
特性と、無整流子電動機7−1の電動機定数に従って時
間補正を行なわれることにより前記補正演算式(4)の
Δθで補償され、補正後位置検出信号108′ が作成
される。ドライブ信号982は、補正後位置検出信号1
08′ に基づいて電動機の回転角度である位相に換算
することによって作成される。前記電流パターンは、補
正後位置検出信号108′ から加速度を算出し、加速
度指令9C1(本制御では、電動機の回転脈動を0にす
るため指令値は0である。)との偏差に基づいて前記の
1回転当り12個のモードに分割された形で作成される
。ここで加速度のp、出方法を述べる。補正後位置検出
信号108′ によって得られる時間的に相異なる回転
数、N、 、N、から加速度αを a−(Nr  Nr ) /Δ1  [r pm/ s
 e C)として算出する。
FIG. 5 is a control block diagram explaining the operation of this control. All operations in this control diagram are performed by the microcomputer 9. The position detection error of the position detection signal 10i9 generated by the position detection circuit 10 is time-corrected according to the current output signal 981, the phase characteristics of the position detection circuit 10, and the motor constant of the non-commutated motor 7-1. As a result, it is compensated by Δθ in the correction calculation formula (4), and a corrected position detection signal 108' is created. The drive signal 982 is the corrected position detection signal 1
It is created by converting into a phase which is the rotation angle of the electric motor based on 08'. The current pattern is calculated based on the deviation from the acceleration command 9C1 (in this control, the command value is 0 in order to set the rotational pulsation of the motor to 0) by calculating the acceleration from the corrected position detection signal 108'. It is created in a form divided into 12 modes per rotation. Here, we will explain how to calculate the acceleration p. From the temporally different rotational speeds N, , N, obtained by the corrected position detection signal 108', the acceleration α is calculated as a-(Nr Nr)/Δ1 [r pm/s
Calculated as eC).

ここで前記電流パターン作成のために加速度を用いる理
由を述べる。前記圧縮機が低速になる程、前記圧縮機の
1回転当たりの変動負荷トルクと1先 動機の出力トルクの差である残存トルクが圧縮機の加振
力となり振動を増大し、加振力が電動機の回転子に振動
を与える。回転子の振動によって、電動機の端子電圧か
ら得られる位置検出信号と実際の回転子の位置との間に
誤動が生じるので、最悪の場合税調に至る。これは、制
御の応答が遅いためであり、前記電流パターンの収束が
遅く、電流パターンが収束する前に電動機は税調し、停
止するためである。従って、圧縮機の回転数が低い場合
、前記電流パターンの作成を速く行ない、即ち制御系の
応答を速くして電動機が停止する前に前記電流パターン
を収束させる必要がある。本制御では、制御系の応答を
速くするために位置の2同機分形である加速度を用いて
いるので制御系の応答が速くなり電動機が脱調し、停止
する前に前記電流パターンの作成が可能である。これは
加速度が速度の微分形であるため、回転子の速度偏差に
応じて前記電流パターンを作成するよりも加速度偏差に
よって電流パターンを作成した方が、電流パターンを作
成し、収束させる時間が短かいためである。また、無整
流子電動機の回転数は、補正後位置検出信号108′ 
から1回転の平均速度を算出し、これと、マイクロコン
ピュータ9内部で設定した内部速度指令902とによっ
て比例−積分された形で一定に維持される。電流重力信
号981は、前記1回転平均速度の情報と電流パターン
の情報に従って出力される。
Here, the reason for using acceleration to create the current pattern will be described. As the speed of the compressor decreases, the residual torque, which is the difference between the variable load torque per rotation of the compressor and the output torque of the first engine, becomes an excitation force of the compressor, increasing the vibration, and the excitation force increases. Gives vibration to the rotor of an electric motor. The vibration of the rotor causes an error between the position detection signal obtained from the terminal voltage of the motor and the actual position of the rotor, resulting in a tax adjustment in the worst case. This is because the control response is slow, the current pattern converges slowly, and the motor adjusts and stops before the current pattern converges. Therefore, when the rotational speed of the compressor is low, it is necessary to quickly create the current pattern, that is, to speed up the response of the control system so that the current pattern converges before the motor stops. In this control, in order to speed up the response of the control system, we use acceleration, which is a two-machine division of position, so the response of the control system becomes faster, and it is possible to create the current pattern before the motor steps out and stops. It is. This is because acceleration is a differential form of speed, so it takes less time to create a current pattern and converge it than to create the current pattern based on the speed deviation of the rotor. It's for a reason. Further, the rotation speed of the non-commutated motor is determined by the corrected position detection signal 108'
The average speed for one revolution is calculated from the above, and is maintained constant in a proportional-integral manner using this and an internal speed command 902 set inside the microcomputer 9. The current gravity signal 981 is output according to the information on the average speed per rotation and the information on the current pattern.

第8図は前記マイクロコンピュータの処理を示すフロー
図である。前記位置回路からの位置検出信号によって本
ルーチンが始まる。まず、位置検出信号発生時刻1./
をマイクロコンピュータ内のタイマから読み出し、記憶
部であるRAM上に記憶する。次に、位置検出誤差とし
て角度lθを前記計算式に基づいて算出し、誤差時間Δ
電をΔt=Δθ/ωより求める。そして、計算されたl
tと位置検出信号発生時刻tl′との加算によってドラ
イブ信号出力時刻t、が求まり、この時刻にトランジス
タ主回路のトランジスタのオン、オフを切替えて転流を
行なう。次に速度、加速度の計算を行なう。圧縮機の1
回転当たり12回発生する位置検出回路の発生順番iに
おける時刻から回転数N、  を定数0と、i番目とi
 + 2番目の時刻からNl =a/ (IIes +
t+ )  として求める。また加速度αは、となり合
う2つの回転位置における速度Nl5N1.I と、そ
の時の時刻型6、電1+  からα= (N14.−N
1 ) / (t s −1* )として求める。この
加速度αに比例定数をかけたものを前回の′1流パター
ンの値に加算することによって電流パターンを決定する
。以上のようにマイクロコンピュータが動作することに
より、圧縮機の1回転当たりの変動負荷に略等しい電動
機出力を出力するための電流パターンを作成することが
可能である。
FIG. 8 is a flow diagram showing the processing of the microcomputer. This routine starts with a position detection signal from the position circuit. First, position detection signal generation time 1. /
is read from a timer in the microcomputer and stored in RAM, which is a storage unit. Next, the angle lθ is calculated as the position detection error based on the above calculation formula, and the error time Δ
Find the electric current from Δt=Δθ/ω. And the calculated l
The drive signal output time t is determined by adding t and the position detection signal generation time tl', and commutation is performed by switching the transistor of the main transistor circuit on and off at this time. Next, calculate velocity and acceleration. compressor 1
The number of rotations N from the time in the generation order i of the position detection circuit that occurs 12 times per rotation, is a constant 0, and the i-th and i
+ From the second time Nl = a/ (IIes +
t+). Further, the acceleration α is the velocity Nl5N1. I, time type 6, electric 1+ at that time, α= (N14.-N
1)/(ts-1*). The current pattern is determined by multiplying this acceleration α by a proportionality constant and adding it to the value of the previous '1 flow pattern. By operating the microcomputer as described above, it is possible to create a current pattern for outputting a motor output approximately equal to the variable load per revolution of the compressor.

このようにして、無整流子電動fa?−1の1回転36
0°を30’毎の12個の回転位置に分割し、この分割
された位置に対応して、それぞれ独立な電流データを読
み書き可能なRAM9−3bの領域に設け、各回転位置
における電流データをその回転位置における加速度から
作成する結果、12個の電流データによって形成される
1回転360°のパターンは、圧縮機負荷トルクの脈動
パターンに略等しくなったものとする。
In this way, commutatorless electric fa? -1 rotation 36
0° is divided into 12 rotational positions every 30', and corresponding to the divided positions, independent current data is provided in the readable/writable area of RAM9-3b, and the current data at each rotational position is stored. As a result of creating the acceleration at the rotational position, it is assumed that the pattern of one rotation of 360° formed by the 12 pieces of current data is approximately equal to the pulsation pattern of the compressor load torque.

第6図は、本制御の効果を示す圧縮機振動効果である。FIG. 6 shows the compressor vibration effect showing the effect of this control.

横軸は回転数、縦軸は振動加速度であり、圧縮機の振動
が大なる程、振動加速度は大きくなる。データは上から
上流パターン一定の場合、位置検出回路大の場合、本制
御の場合であるが、この順に振動抑制効果か大となるこ
とかわかる。これは、ed流パターン作成時に加速度を
用いているため、前記位置検出誤差が加速度に重畳され
る誤差分が小さ(なったためである。
The horizontal axis is the rotational speed, and the vertical axis is the vibration acceleration, and the vibration acceleration increases as the vibration of the compressor increases. From the top, the data are for the case of a constant upstream pattern, the case of a large position detection circuit, and the case of this control, and it can be seen that the vibration suppression effect increases in this order. This is because acceleration is used when creating the ED style pattern, so the position detection error superimposed on the acceleration is small.

以上により圧縮機モータである無整流子電動機の回転位
置検出回路から得られる位置変動検出値に時間補正を行
なった後、速度及び加速度を算出し、この加速度によっ
て1程動機の出力を変動負荷トルクに略等しくしたこと
により、圧縮機の振動、騒音の抑制効果を向上させるこ
とが可能となる。
After time-correcting the position fluctuation detection value obtained from the rotational position detection circuit of the non-commutator motor, which is the compressor motor, as described above, the speed and acceleration are calculated, and the output of the motor is adjusted by approximately 1 to the variable load torque. By making it substantially equal to , it is possible to improve the effect of suppressing vibration and noise of the compressor.

また、トルクパターン作成時に加速度を用いたことによ
り、従来技術の速度偏差を用いた方式に比べ応答性が速
くなる。これは、速度偏差は回転子の回転位置の1回微
分であるのに対し、加速度は2回微分形であるためであ
る。
Furthermore, by using acceleration when creating the torque pattern, the response becomes faster than the conventional method using speed deviation. This is because the speed deviation is a one-time differential of the rotational position of the rotor, whereas the acceleration is a two-time differential.

一般に無整流子電動機を圧縮機に用いた場合、低速時の
脈動負荷の影響が回転脈動を発生し、脱調し停止するこ
とが知られている。本実施例によると、回転脈動を抑制
することが可能となるので、圧縮機の低速における運転
可能な回転数範囲を拡大することが可能である。
Generally, when a non-commutator motor is used in a compressor, it is known that the influence of pulsating load at low speeds causes rotational pulsation, which causes the motor to step out and stop. According to this embodiment, since it is possible to suppress rotational pulsation, it is possible to expand the rotational speed range in which the compressor can be operated at low speed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、圧縮機電動機の回転位置検出回路から
得られる位置変動検出値に時間補正を行なった後、加速
度を算出し、この加速度によって電動機の出力を変動負
荷トルクに略等しくしたこ工 &゛ゝにより、圧縮機の振動、騒音を抑制効果を向上・
□ノ させる効果がある。また、低速時の圧縮機モータの税調
を防止し、運転可能範囲を拡大する効果がある。
According to the present invention, after time correction is performed on the position fluctuation detection value obtained from the rotational position detection circuit of the compressor motor, acceleration is calculated, and the output of the motor is made approximately equal to the fluctuating load torque using this acceleration. &゛ゝ improves the effect of suppressing compressor vibration and noise.
□It has the effect of making you swollen. It also has the effect of preventing the compressor motor from adjusting at low speeds and expanding the operable range.

【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制御装置の構成図、
第2図は7L動機の回転角に対する負荷トルク、電動機
の出力トルク及び回転数の変化を説明する図、第3図は
、電動機の1回転に対する電流制御方式の動作説明図、
名4図は、位置検出回路図(、)と出力波形(b)を示
す図、第5図は、本制御の動作を説明する制御ブロック
図、第6図は、本制御の圧縮機振動抑制の効果を示す図
、第1・・・インバータ装置、2・・・制御部、3・・
・交流電源、4・・・全波整流回路、5・・・平滑コン
デンサ、6・・・インバータ主回路、7・・・圧縮機部
、7−1・・・無整流子電動機、7−2・・・圧縮機、
9・・・マイクロコンピュータ、10・・・位置検出回
路、11・・・電流制御部、12・・・ペースドライバ
。 乎 l  口 第 2  口 第 3 口 早 4 目 <Q−) (bつ 回に両度(屋) 第 5 口 電、*tXプーン / 第 6  の 圧縮櫂回転飲 第 7 の も・も− ] 尤+LztsL番L5 ts−1+ ムーt2 N2−N+ B−1z
FIG. 1 is a configuration diagram of a control device according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a diagram illustrating changes in load torque, motor output torque, and rotational speed with respect to the rotation angle of the 7L motor, and Fig. 3 is a diagram illustrating the operation of the current control method with respect to one revolution of the motor.
Fig. 4 shows the position detection circuit diagram (,) and output waveform (b), Fig. 5 is a control block diagram explaining the operation of this control, and Fig. 6 shows compressor vibration suppression of this control. 1. Inverter device, 2. Control unit, 3.
- AC power supply, 4... Full-wave rectifier circuit, 5... Smoothing capacitor, 6... Inverter main circuit, 7... Compressor section, 7-1... Non-commutator motor, 7-2 ...compressor,
9... Microcomputer, 10... Position detection circuit, 11... Current control unit, 12... Pace driver.乎 l Mouth 2nd Mouth 3rd Fast Mouth 4th<Q-) (Ryodo(ya) in b times) 5th Mouth Den, *t尤+LztsL number L5 ts-1+ Mut2 N2-N+ B-1z

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、圧縮機電動機の回転数を複数段に変速させる手段と
、電動機の端子電圧からフィルタ回路を用いて回転子の
回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段
から得られる位置検出信号に基づいて電動機の出力トル
クを制御するマイクロコンピュータとを備えた圧縮機制
御装置において、前記位置検出信号に生じる検出誤差を
前記電動機の巻線インピーダンス降下と前記フィルタ回
路の過去において蓄えられた蓄積電荷による残留電圧と
を前記マイクロコンピュータによって算出し、誤差補償
を行なった後、速度と加速度を計算し、電動機の出力ト
ルクを圧縮機に加わる1回転当たりの変動負荷トルクに
略等しくしたことを特徴とする圧縮機駆動装置。 2、特許請求の範囲1記載のマイクロコンピュータは、
位置検出信号の入力変化が発生した時間を記録するタイ
マと、電動機の出力を制御する出力信号を最少のopu
オーバーヘッドをもって指定時間に出力変化を起こさせ
る機能をもったことを特徴とする圧縮機駆動装置。
[Scope of Claims] 1. means for changing the rotational speed of the compressor motor into multiple stages; position detecting means for detecting the rotational position of the rotor from the terminal voltage of the motor using a filter circuit; and the position detecting means A compressor control device includes a microcomputer that controls the output torque of an electric motor based on a position detection signal obtained from a position detection signal obtained from The microcomputer calculates the residual voltage due to the accumulated charge stored in the microcomputer, performs error compensation, calculates the speed and acceleration, and converts the output torque of the motor into approximately the variable load torque per rotation applied to the compressor. A compressor drive device characterized by equal parts. 2. The microcomputer according to claim 1,
A timer that records the time when the input change of the position detection signal occurs and an output signal that controls the output of the motor to the minimum opu
A compressor drive device characterized by having a function of causing an output change at a specified time with overhead.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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