JPH0822150B2 - トルク制御式回転電動機械 - Google Patents
トルク制御式回転電動機械Info
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- JPH0822150B2 JPH0822150B2 JP61188468A JP18846886A JPH0822150B2 JP H0822150 B2 JPH0822150 B2 JP H0822150B2 JP 61188468 A JP61188468 A JP 61188468A JP 18846886 A JP18846886 A JP 18846886A JP H0822150 B2 JPH0822150 B2 JP H0822150B2
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- torque
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- gear
- rotating
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動要素によつて負荷要素が駆動される回
転電動機械全般に係り、特にその回転側の回転脈動を検
出してこれを低減させ、ひいては回転機械全体の振動を
低減させるに好適なトルク制御式回転電動機械に関す
る。
転電動機械全般に係り、特にその回転側の回転脈動を検
出してこれを低減させ、ひいては回転機械全体の振動を
低減させるに好適なトルク制御式回転電動機械に関す
る。
電動要素によつて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つて説明する。第７図および第８
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および端子軸受６に
より支承されている。そして、これらの軸受5,6は、シ
リンダブロツク７に締結されている。シリンダブロツク
７は容器に固定されており、このシリンダブロツク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によつてローラ８表面に押圧付勢されたベー
ン９が配設されている。このような構成のもとで主軸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
入アキユムレータ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、矢印方向に沿つてケース外に吐出
される。
密閉型圧縮機を例にとつて説明する。第７図および第８
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および端子軸受６に
より支承されている。そして、これらの軸受5,6は、シ
リンダブロツク７に締結されている。シリンダブロツク
７は容器に固定されており、このシリンダブロツク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によつてローラ８表面に押圧付勢されたベー
ン９が配設されている。このような構成のもとで主軸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
入アキユムレータ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、矢印方向に沿つてケース外に吐出
される。
このような構造の圧縮機は、特開昭58−187635号公報
に開示されているが、圧縮要素内のガス吸入トルクは主
軸４の１回転中に大きく変動し、これと電動要素の電磁
トルクの差、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るという問題が
生じる。
に開示されているが、圧縮要素内のガス吸入トルクは主
軸４の１回転中に大きく変動し、これと電動要素の電磁
トルクの差、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るという問題が
生じる。
この場合、回転側の回転速度変動と固定側の回転方向
振動は発生要因が同じであることから、逆に回転系の回
転速度変動を検出して、これが零になるように制御すれ
ば、前述した残差トルクも零になり結果として回転機械
の振動・騒音の発生原因である回転方向振動を抑制でき
る。
振動は発生要因が同じであることから、逆に回転系の回
転速度変動を検出して、これが零になるように制御すれ
ば、前述した残差トルクも零になり結果として回転機械
の振動・騒音の発生原因である回転方向振動を抑制でき
る。
ここで、回転速度変動を検出するためには、第１図，
第２図に示すように、回転主軸４に回転速度検出用歯車
22を直結して、固定側（容器１）に取付けたギヤツプセ
ンサ等の外部センサ23で回転パルス信号を検出する手段
などもとられる。
第２図に示すように、回転主軸４に回転速度検出用歯車
22を直結して、固定側（容器１）に取付けたギヤツプセ
ンサ等の外部センサ23で回転パルス信号を検出する手段
などもとられる。
しかしながら、外部センサは容器１に固定されて取付
けられているため、容器１が回転方向振動すると外部セ
ンサ取付位置も振動する。その結果、歯車からのパルス
時系列検出の際に影響が出る。この検出した回転速度変
動データが受ける影響を示したもの第９図である。すな
わち、回転方向振動と回転速度変動が逆位相にあるとき
は実測される回転速度変動はN1のように真の回転速度変
動N0よりも大きく測定され、同相にあるときはN2のよう
に実際より小さく測定される。
けられているため、容器１が回転方向振動すると外部セ
ンサ取付位置も振動する。その結果、歯車からのパルス
時系列検出の際に影響が出る。この検出した回転速度変
動データが受ける影響を示したもの第９図である。すな
わち、回転方向振動と回転速度変動が逆位相にあるとき
は実測される回転速度変動はN1のように真の回転速度変
動N0よりも大きく測定され、同相にあるときはN2のよう
に実際より小さく測定される。
特に、ケース側の防振支持系の共振点などで過大な回
転方向振動が誘起されると、その振動角度振幅αが歯車
の１歯面の間の角度（最小分解角度θｍ）よりも大きく
なる可能性が生じる。このとき、第10図（ａ），（ｂ）
に示すように、センサの回転方向振幅角度αが最小分解
角度θｍ以上になるとセンサの「歯とび」による誤つた
パルスが測定され、全く誤つた回転速度変動値が得られ
るのみならず、パルス数をカウントして１周期を得る際
にずれが生じ、脈動パターンにトルク制御指令を同期化
させることができないという点でも問題である。
転方向振動が誘起されると、その振動角度振幅αが歯車
の１歯面の間の角度（最小分解角度θｍ）よりも大きく
なる可能性が生じる。このとき、第10図（ａ），（ｂ）
に示すように、センサの回転方向振幅角度αが最小分解
角度θｍ以上になるとセンサの「歯とび」による誤つた
パルスが測定され、全く誤つた回転速度変動値が得られ
るのみならず、パルス数をカウントして１周期を得る際
にずれが生じ、脈動パターンにトルク制御指令を同期化
させることができないという点でも問題である。
一方、回転主軸の回転速度変動の変動周波数成分に対
し、より高調波の成分まで検出し、この変動成分を抑制
することができる高精度の制御を行うためには、出来る
だけ歯数もしくはパルス数を多くして最小分解角度を小
さくすることが望ましい。ここで、第11図は回転速度変
動１周期に対し、パルス数を変えたときの検出データを
示したものである。図から明らかなように、変動１周期
に対しパルス数を多くすればするほど正確なデータが得
られる。
し、より高調波の成分まで検出し、この変動成分を抑制
することができる高精度の制御を行うためには、出来る
だけ歯数もしくはパルス数を多くして最小分解角度を小
さくすることが望ましい。ここで、第11図は回転速度変
動１周期に対し、パルス数を変えたときの検出データを
示したものである。図から明らかなように、変動１周期
に対しパルス数を多くすればするほど正確なデータが得
られる。
本発明は上記問題点の性質に鑑みなされたものであ
り、その目的は、回転電動機械の固定ケース側の回転方
向振動による外部センサの「歯とび」によつて生じる誤
つた検出信号に対し、回転主軸１回転中のパルス数をカ
ウントするカウンタと主軸１回転を正確に測定できるタ
イマーを用いて、これを補正して正しい回転パルス列デ
ータが常に得られるようにし、より信頼性が高く高精度
に制御することが可能なトルク制御式回転機械を提供す
ることにある。
り、その目的は、回転電動機械の固定ケース側の回転方
向振動による外部センサの「歯とび」によつて生じる誤
つた検出信号に対し、回転主軸１回転中のパルス数をカ
ウントするカウンタと主軸１回転を正確に測定できるタ
イマーを用いて、これを補正して正しい回転パルス列デ
ータが常に得られるようにし、より信頼性が高く高精度
に制御することが可能なトルク制御式回転機械を提供す
ることにある。
上記目的を達成するために、本発明のトルク制御式回
転電動機械は、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）トルクとの差（残差トルク）を０にする
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、残差トルク情報の検出手段とし
て回転主軸の回転速度変動を回転主軸に直結した歯車も
しくはエンコーダと、これによる回転時に得る回転パル
ス列を検出する外部センサで構成された回転速度変動検
出器を有するとともに、回転速度検出時に１回転中の回
転パルス列をカウントして１回転周期を求めるカウンタ
と、これらとは別に回転主軸１回転の周期を正確に測定
できる基準信号を発生するタイマーを有し、該タイマー
により得る１回転もしくは1/N回転においてカウンタに
より得る１回転もしくは1/N回転に対応したパルス数よ
りも多くカウントされた場合、そのパルス時系列データ
を比較して、パルス間隔が最も小さいものから順に、カ
ウンタで余分にカウントされた数だけ除去して、新しい
回転パルス時系列データを作成し、これに基づいて回転
主軸の各回転角度での回転速度変動を算出するものであ
る。
転電動機械は、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）トルクとの差（残差トルク）を０にする
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、残差トルク情報の検出手段とし
て回転主軸の回転速度変動を回転主軸に直結した歯車も
しくはエンコーダと、これによる回転時に得る回転パル
ス列を検出する外部センサで構成された回転速度変動検
出器を有するとともに、回転速度検出時に１回転中の回
転パルス列をカウントして１回転周期を求めるカウンタ
と、これらとは別に回転主軸１回転の周期を正確に測定
できる基準信号を発生するタイマーを有し、該タイマー
により得る１回転もしくは1/N回転においてカウンタに
より得る１回転もしくは1/N回転に対応したパルス数よ
りも多くカウントされた場合、そのパルス時系列データ
を比較して、パルス間隔が最も小さいものから順に、カ
ウンタで余分にカウントされた数だけ除去して、新しい
回転パルス時系列データを作成し、これに基づいて回転
主軸の各回転角度での回転速度変動を算出するものであ
る。
本発明によれば、回転速度変動検出時に、外部センサ
の回転方向振動による「歯とび」による検出ミスが生じ
ても、カウンタによつてカウントされたパルス数とタイ
マーによる回転主軸１回転周期の比較により、これを補
正して正しいパルス列時系列データを得ることができ
る。したがつて、誤まつた検出データに基づく誤動作の
恐れがない。さらに、ケース側の回転方向振動の振幅の
大きさに拘らず、歯車の歯数もしくはエンコーダのパル
ス数を多くすることができ、トルク制御を高精度化でき
る。
の回転方向振動による「歯とび」による検出ミスが生じ
ても、カウンタによつてカウントされたパルス数とタイ
マーによる回転主軸１回転周期の比較により、これを補
正して正しいパルス列時系列データを得ることができ
る。したがつて、誤まつた検出データに基づく誤動作の
恐れがない。さらに、ケース側の回転方向振動の振幅の
大きさに拘らず、歯車の歯数もしくはエンコーダのパル
ス数を多くすることができ、トルク制御を高精度化でき
る。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
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12図，第13図に示した従来
の圧縮機とその構成がほとんど同じであるため、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。
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12図，第13図に示した従来
の圧縮機とその構成がほとんど同じであるため、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。
第１図において、電動要素20のロータ３と圧縮要素21
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が固着され、この歯車22と
主軸４とは一体に回転するようになつている。容器１に
はギヤツプセンサ23が固定されており、歯車22の歯列を
検知して主軸４の回転速度に応じたパルス信号を出力す
るようになつている。
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が固着され、この歯車22と
主軸４とは一体に回転するようになつている。容器１に
はギヤツプセンサ23が固定されており、歯車22の歯列を
検知して主軸４の回転速度に応じたパルス信号を出力す
るようになつている。
第２図は、ギヤツプセンサ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。
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。
今、第２図（ａ）に示すように歯車22が回転するとギ
ヤツプセンサ23には同図（ｂ）に示すような正弦波状の
検出波形24が現われる。これをスレシヨルド電圧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T1,T2,…
Tnを測定し、その逆数Ni＝1/Tiから各時刻での回転速度
変動Ni（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。
ヤツプセンサ23には同図（ｂ）に示すような正弦波状の
検出波形24が現われる。これをスレシヨルド電圧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T1,T2,…
Tnを測定し、その逆数Ni＝1/Tiから各時刻での回転速度
変動Ni（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。
センサ23の信号は、第３図に示すように、制御回路28
に送られ、この制御回路28によつて電動要素20の電磁ト
ルクを制御するようになつている。すなわち、ギヤツプ
センサ23で得た検出信号24は、波形整形プリアンプ29に
より回転速度変動に関するデジタル信号に変換され、イ
ンタフエイス30を介してCPU31に送られる。ここで、時
々刻々の速度変動量から１回転後の回転速度変動を０に
するために必要な圧縮機の電動要素20に与える電流値を
演算し、RAM32にそのデータが必要になる時点まで記憶
させておく。次に、RAM32に書き込まれたデータはCPU31
に読み出され、制御部34に送られてベースドライバ35を
駆動するチヨツパ信号を形成する。同時にCPU31は、各
回転角度において所要の電流値をインバータ36が発生す
るようにインタフエイス30を介してベースドライバ35に
タイミング信号を送る。そして、ベースドライバ35によ
つて駆動されるインバータ36は、主軸４の回転速度変動
が各回転角度において０になるように電動要素に与えら
れる電流量を増減させて制御を行う。そして、主軸４の
回転速度が常にある一定の許容値以下の変動に納まるよ
う、絶えず制御し続ける。また、これら一連の制御ルー
プは、ROM33に書き込まれている。
に送られ、この制御回路28によつて電動要素20の電磁ト
ルクを制御するようになつている。すなわち、ギヤツプ
センサ23で得た検出信号24は、波形整形プリアンプ29に
より回転速度変動に関するデジタル信号に変換され、イ
ンタフエイス30を介してCPU31に送られる。ここで、時
々刻々の速度変動量から１回転後の回転速度変動を０に
するために必要な圧縮機の電動要素20に与える電流値を
演算し、RAM32にそのデータが必要になる時点まで記憶
させておく。次に、RAM32に書き込まれたデータはCPU31
に読み出され、制御部34に送られてベースドライバ35を
駆動するチヨツパ信号を形成する。同時にCPU31は、各
回転角度において所要の電流値をインバータ36が発生す
るようにインタフエイス30を介してベースドライバ35に
タイミング信号を送る。そして、ベースドライバ35によ
つて駆動されるインバータ36は、主軸４の回転速度変動
が各回転角度において０になるように電動要素に与えら
れる電流量を増減させて制御を行う。そして、主軸４の
回転速度が常にある一定の許容値以下の変動に納まるよ
う、絶えず制御し続ける。また、これら一連の制御ルー
プは、ROM33に書き込まれている。
ここで、磁極位置検出回路37は、特開昭52−80415号
公報で開示されているように、電動要素の電機子巻線電
圧よりフイルタ回路を用いてロータ位置に対応した位置
検出信号を形成する回路であり、インバータを駆動させ
るタイミングに関係している。
公報で開示されているように、電動要素の電機子巻線電
圧よりフイルタ回路を用いてロータ位置に対応した位置
検出信号を形成する回路であり、インバータを駆動させ
るタイミングに関係している。
本実施例においては、波形整形回路29を得て矩形波に
変換された回転パルス信号25をカウンタ38によりカウン
トし、インタフエイス30を介してCPU31に送る。そして
前述した磁極位置検出回路37のロータ位置検出信号26よ
りタイマー39が回転主軸１回転に相当する規準信号を作
成し、インタフエイス30を介してCPU31に送られる。
変換された回転パルス信号25をカウンタ38によりカウン
トし、インタフエイス30を介してCPU31に送る。そして
前述した磁極位置検出回路37のロータ位置検出信号26よ
りタイマー39が回転主軸１回転に相当する規準信号を作
成し、インタフエイス30を介してCPU31に送られる。
次に、第４図は、このようにしてカウンタ38及びタイ
マー39より得た信号をもとに、パルス時系列データの修
正を行う手順をフローチヤートで示したものである。
マー39より得た信号をもとに、パルス時系列データの修
正を行う手順をフローチヤートで示したものである。
まず、ステツプ110において回転パルス列検出後、個
々のパルス間隔を測定し（ステツプ120）、パルス時系
列データ130を作成していく（ステツプ130）と共に、カ
ウンタ38によりパルス数をカウントする。（ステツプ12
2） ここで、同時にステツプ210,220において、タイマー3
9からの信号を検出し、１回転時において割込をかけて
その時点でのカウンタのカウントしたパルス数を取り込
む。（ステツプ230）そして、ステツプ124において、カ
ウントされたパルス数ｎと１回転中の正確なパルス数
（歯車の歯数）ｎ＊を比較して、これが等しければセン
サの「歯とび」による余分なカウントはなかつたとし
て、ステツプ130はステツプ140にそのまま移り、これを
もとに回転速度を算出する。（ステツプ150） 一方、パルス数ｎがｎ＊に比べて多ければその差Δｎ
＝ｎ−ｎ＊をステツプ126にて算出し、ステツプ128にて
パルス時系列データ｛T1,T2……Tn｝の中で最小のもの
をΔｎ個分修正してステツプ140に移る。そして、この
修正された時系列データよりステツプ150にて回転速度
を算出する。
々のパルス間隔を測定し（ステツプ120）、パルス時系
列データ130を作成していく（ステツプ130）と共に、カ
ウンタ38によりパルス数をカウントする。（ステツプ12
2） ここで、同時にステツプ210,220において、タイマー3
9からの信号を検出し、１回転時において割込をかけて
その時点でのカウンタのカウントしたパルス数を取り込
む。（ステツプ230）そして、ステツプ124において、カ
ウントされたパルス数ｎと１回転中の正確なパルス数
（歯車の歯数）ｎ＊を比較して、これが等しければセン
サの「歯とび」による余分なカウントはなかつたとし
て、ステツプ130はステツプ140にそのまま移り、これを
もとに回転速度を算出する。（ステツプ150） 一方、パルス数ｎがｎ＊に比べて多ければその差Δｎ
＝ｎ−ｎ＊をステツプ126にて算出し、ステツプ128にて
パルス時系列データ｛T1,T2……Tn｝の中で最小のもの
をΔｎ個分修正してステツプ140に移る。そして、この
修正された時系列データよりステツプ150にて回転速度
を算出する。
次に、第５図は、この検出されたパルス時系列データ
を修正して真のパルス時系列データを得るための手順を
示している。
を修正して真のパルス時系列データを得るための手順を
示している。
まず、ステツプ310にてｋ番目の時系列データTkを検
出した後、ステツプ320でそれまでの時系列データ｛T1
……Tk-1｝の最小限Ｔ＊と比較して、Tkがこれより小さ
ければステツプ410でＴ＊＝Tkとし、同時にこのときパ
ルス番号ｋを記憶する。これより大きいときはそのまま
ステツプ330に移り、ステツプ330でｋと１回転中に検出
されたパルス数ｎを比較する。ここで、ｋ＜ｎのときは
ステツプ340に移りｋ＝ｋ＋１としてステツプ310に戻り
ｋ＝ｎのときは、ステツプ420に移り、ステツプ410で保
持したパルス番号ｋの時系列データTkを｛T1……Tn｝か
ら消去し、Tk＝Tk+1−Tk-1をステツプ430にて演算す
る。そしてステツプ440にてｋ番目以降のパルス番号を
１つずつ減らし、ステツプ450にて修正された真の時系
列データ｛T1,T2……Tn＊｝を得る。
出した後、ステツプ320でそれまでの時系列データ｛T1
……Tk-1｝の最小限Ｔ＊と比較して、Tkがこれより小さ
ければステツプ410でＴ＊＝Tkとし、同時にこのときパ
ルス番号ｋを記憶する。これより大きいときはそのまま
ステツプ330に移り、ステツプ330でｋと１回転中に検出
されたパルス数ｎを比較する。ここで、ｋ＜ｎのときは
ステツプ340に移りｋ＝ｋ＋１としてステツプ310に戻り
ｋ＝ｎのときは、ステツプ420に移り、ステツプ410で保
持したパルス番号ｋの時系列データTkを｛T1……Tn｝か
ら消去し、Tk＝Tk+1−Tk-1をステツプ430にて演算す
る。そしてステツプ440にてｋ番目以降のパルス番号を
１つずつ減らし、ステツプ450にて修正された真の時系
列データ｛T1,T2……Tn＊｝を得る。
ここで、この場合は１周期に対して歯とびが１回だけ
起こる場合の処理であるが、Δｎ回起こる場合はステツ
プ410における記憶部を複数個用意し、同一の手順Δｎ
回繰り返せるようにしておく。
起こる場合の処理であるが、Δｎ回起こる場合はステツ
プ410における記憶部を複数個用意し、同一の手順Δｎ
回繰り返せるようにしておく。
以上説明した一連の処理ルーチンを行うには、ある一
定の処理時間が必要であるのは当然であるが、本実施例
のように１回転前のデータを用いて制御する場合は、パ
ルス検出−制御指令の処理と並行して行うことが可能で
あるのでリアルタイムに処理する場合と異なり、問題に
はならない。
定の処理時間が必要であるのは当然であるが、本実施例
のように１回転前のデータを用いて制御する場合は、パ
ルス検出−制御指令の処理と並行して行うことが可能で
あるのでリアルタイムに処理する場合と異なり、問題に
はならない。
また、タイマーに１回転の規準信号を与える手段は、
本実施例のような磁極位置検出回路以外のものであつて
もよい。
本実施例のような磁極位置検出回路以外のものであつて
もよい。
第６図は、本発明に係る第２の実施例であり、１回転
の基準信号作成のためにタイマー用歯車を用意した例で
ある。ここでタイマー用歯車の歯数は、センサ及び容器
の回転方向振動が問題とならない程度に十分少ない（最
小分解角度が大きい）ものである。
の基準信号作成のためにタイマー用歯車を用意した例で
ある。ここでタイマー用歯車の歯数は、センサ及び容器
の回転方向振動が問題とならない程度に十分少ない（最
小分解角度が大きい）ものである。
また、規準信号としては必ずしも主軸１回転に対応す
る必要はなく、タイマー用歯車の歯数Ｎとして、1/N回
転を１周期として前述したパルス時系列データの修正を
行つてもよい。
る必要はなく、タイマー用歯車の歯数Ｎとして、1/N回
転を１周期として前述したパルス時系列データの修正を
行つてもよい。
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、周期的な負荷トルク変動を有
し、かつこれによつて生じる回転主軸の回転速度変動を
外部センサによつて検出して、これが０になるべく制御
するトルク制御式回転電動機械にあつて、検出時のエラ
ーが生じてもこれを補正することができるので、検出エ
ラーによる誤動作の恐れがなく、信頼性の高い制御がで
きる。また、外部センサの回転方向振動の大きさに拘ら
ず、回転速度変動検出用歯車もしくはエンコーダのパル
ス数を多くとることができるので、制御の高精度化を図
ることが可能である。
動要素により駆動され、周期的な負荷トルク変動を有
し、かつこれによつて生じる回転主軸の回転速度変動を
外部センサによつて検出して、これが０になるべく制御
するトルク制御式回転電動機械にあつて、検出時のエラ
ーが生じてもこれを補正することができるので、検出エ
ラーによる誤動作の恐れがなく、信頼性の高い制御がで
きる。また、外部センサの回転方向振動の大きさに拘ら
ず、回転速度変動検出用歯車もしくはエンコーダのパル
ス数を多くとることができるので、制御の高精度化を図
ることが可能である。
第１図は本発明の一実施例である圧縮機の縦断面図、第
２図（ａ），第２図（ｂ），第２図（ｃ），第２図
（ｄ）は検出信号より回転速度変動を求める方法を示す
図、第３図はトルク制御装置の概要図、第４図は検出し
た回転パルス列を補正するフローを示す図、第５図はそ
の修正方法の詳細を示す図、第６図は本発明の第２実施
例を示す図、第７図，第８図は従来の密閉形回転電動機
械の縦断面図、第９図はセンサの回転方向振動による測
定データの受ける影響を示した図、第10図はセンサの歯
とびによるパルス列の受ける影響を示した図、第11図
は、パルス数を変えたときの回転速度変動の検出精度を
示した図である。 ４……回転主軸、20……電動要素、21……圧縮要素、22
……歯車、23……ギヤツプセンサ、28……制御回路、30
……インタフエイス、31……CPU、36……インバータ、3
7……磁極位置検出回路、38……カウンタ、39……タイ
マー、40……タイマー用歯車。
２図（ａ），第２図（ｂ），第２図（ｃ），第２図
（ｄ）は検出信号より回転速度変動を求める方法を示す
図、第３図はトルク制御装置の概要図、第４図は検出し
た回転パルス列を補正するフローを示す図、第５図はそ
の修正方法の詳細を示す図、第６図は本発明の第２実施
例を示す図、第７図，第８図は従来の密閉形回転電動機
械の縦断面図、第９図はセンサの回転方向振動による測
定データの受ける影響を示した図、第10図はセンサの歯
とびによるパルス列の受ける影響を示した図、第11図
は、パルス数を変えたときの回転速度変動の検出精度を
示した図である。 ４……回転主軸、20……電動要素、21……圧縮要素、22
……歯車、23……ギヤツプセンサ、28……制御回路、30
……インタフエイス、31……CPU、36……インバータ、3
7……磁極位置検出回路、38……カウンタ、39……タイ
マー、40……タイマー用歯車。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 直行 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 門向 裕三 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−60286（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−15589（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項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）トルクとの差（残差トルク）を０にする
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、残差トルク情報の検出手段とし
て回転主軸の回転速度変動を回転主軸に直結した歯車も
しくはエンコーダと、これによる回転時に得る回転パル
ス列を検出する外部センサで構成された回転速度変動検
出器を有するとともに、回転速度検出時に１回転中の回
転パルス列をカウントして１回転周期を求めるカウンタ
と、これらとは別に回転主軸１回転の周期を正確に測定
できる基準信号を発生するタイマーを有し、該タイマー
により得る１回転もしくは1/N回転においてカウンタに
より得る１回転もしくは1/N回転に対応したパルス数よ
りも多くカウントされた場合、そのパルス時系列データ
を比較して、パルス間隔が最も小さいものから順に、カ
ウンタで余分にカウントされた数だけ除去して、新しい
回転パルス時系列データを作成し、これに基づいて回転
主軸の各回転角度での回転速度変動を算出することを特
徴とするトルク制御式回転電動機械。 - 【請求項２】前記トルク制御装置は、回転主軸の回転周
期を求めるタイマーとして、回転主軸に直結した回転速
度変動測定用の歯車もしくはエンコーダと同軸に、それ
と比べて、回転電動機械のケース側の回転方向振動に伴
う外部センサの振動が問題にならない程度に、歯数もし
くはパルス数の少ない歯車もしくはエンコーダを使用し
た特許請求の範囲第１項記載のトルク制御式回転電動機
械。 - 【請求項３】前記トルク制御装置は、回転主軸の回転周
期を求めるタイマーとして、回転主軸の回転に伴い、電
動要素回転子の磁極の通過により電動要素固定子に発生
する逆起電圧発生位置を検出して磁極位置を検出する磁
極位置検出回路により回転周期を求めるものである特許
請求の範囲第１項記載のトルク制御式回転電動機械。 - 【請求項４】前記外部センサが回転機械のケース側に取
り付けられるものであって、前記回転速度変動検出器の
回転主軸に対する最小分解角度が、回転電動機械のケー
ス側に生じる回転方向振動の振動角度の最大値よりも大
きくなるように、かつ、回転主軸の回転速度変動の支配
的な周波数成分に対し検出可能であるように、歯車の歯
数もしくはエンコーダのパルス数を選んだことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のトルク制御式回転電動
機械。 - 【請求項５】前記トルク制御装置は、回転速度変動検出
器として、歯数もしくはパルス数の異なる複数の歯車も
しくはエンコーダを有し、負荷条件や指令回転速度の差
異による回転主軸の回転速度変動の大小を判別して、回
転速度変動が大きいときは歯車もしくはパルス数の少な
い歯車もしくはエンコーダを用い、回転速度変動が小さ
いときは歯車もしくはパルス数の多いものを用いるよう
に、切り替えて検出することもできる特許請求の範囲第
１項記載のトルク制御式回転電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188468A JPH0822150B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | トルク制御式回転電動機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188468A JPH0822150B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | トルク制御式回転電動機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348177A JPS6348177A (ja) | 1988-02-29 |
| JPH0822150B2 true JPH0822150B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=16224248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61188468A Expired - Lifetime JPH0822150B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | トルク制御式回転電動機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822150B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2594451B2 (ja) * | 1988-03-01 | 1997-03-26 | 株式会社日立製作所 | トルク制御式回転電動機械 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0758069B2 (ja) * | 1983-09-09 | 1995-06-21 | 株式会社日立製作所 | 圧縮機のモータ制御装置 |
| JPS6115589A (ja) * | 1984-06-28 | 1986-01-23 | Daikin Ind Ltd | 回転圧縮機の振動低減装置 |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP61188468A patent/JPH0822150B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6348177A (ja) | 1988-02-29 |
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