JPH11127589A - Speed control device for motor - Google Patents
Speed control device for motorInfo
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- JPH11127589A JPH11127589A JP10240435A JP24043598A JPH11127589A JP H11127589 A JPH11127589 A JP H11127589A JP 10240435 A JP10240435 A JP 10240435A JP 24043598 A JP24043598 A JP 24043598A JP H11127589 A JPH11127589 A JP H11127589A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電動機の速度制御装
置に係り、特に昇圧チョッパ回路と電力変換装置を備え
た電動機の速度制御に好適な速度制御装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor speed control device, and more particularly to a speed control device suitable for speed control of a motor having a boost chopper circuit and a power converter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、交流電源を整流して直流電源に変
換する整流回路であつて、電源電流の高調波を抑制する
回路を備えたものとして、特開昭59−198873 号公報に
記載された回路があり、整流回路の出力端に昇圧チョッ
パ回路としてリアクトルとスイツチング素子とを接続
し、直流出力電圧と設定電圧との差の交流電源の電圧信
号を乗算した同期誤差信号と電流波形とを比較し、その
差の極性に応じて上記のスイツチング素子をオン・オフ
させるようになつていた。2. Description of the Related Art Conventionally, a rectifier circuit for rectifying an AC power supply and converting it into a DC power supply, which is provided with a circuit for suppressing harmonics of the power supply current, is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-198873. A rectifier circuit is connected to a reactor and a switching element as a boost chopper circuit at the output end, and a synchronous error signal obtained by multiplying a voltage signal of an AC power supply having a difference between a DC output voltage and a set voltage and a current waveform are obtained. In comparison, the switching element is turned on and off according to the polarity of the difference.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、直流
電源に接続される負荷が電力変換装置であつて、この電
力変換装置により電動機を駆動する場合についての配慮
がなされていなかつた。すなわち、回転速度を変化する
のに、電力変換装置に加える直流入力電圧を変化すれ
ば、回転速度が変化する特性の電動機への上記従来技術
の適用にあたつては、直流出力電圧に対する設定電圧を
上記速度とこの速度に対する指令速度とにより作成する
ための速度制御回路を追加する必要があるなど、回路規
模が複雑化するといつた問題があつた。さらに昇圧チョ
ッパ回路を用いる従来技術では、電力変換装置に加えら
れる直流入力電圧の大きさを交流入力電圧の波高値以下
の値に制御することができず、電動機の速度制御範囲が
限定されるという問題があつた。In the above prior art, the load connected to the DC power supply is a power converter, and no consideration is given to the case where the electric motor is driven by the power converter. That is, if the DC input voltage applied to the power converter is changed to change the rotation speed, in applying the above-described conventional technology to a motor having a characteristic in which the rotation speed changes, the set voltage with respect to the DC output voltage is changed. It is necessary to add a speed control circuit for generating the above-mentioned speed and the command speed for this speed, and the circuit scale becomes complicated. Further, in the conventional technology using the boost chopper circuit, the magnitude of the DC input voltage applied to the power converter cannot be controlled to a value equal to or less than the peak value of the AC input voltage, and the speed control range of the motor is limited. There was a problem.
【０００４】本発明の目的は、上記した従来技術のもつ
欠点をなくし、電動機を広範囲にわたつて速度制御する
ことができる電動機の速度制御装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a motor speed control device capable of eliminating the above-mentioned disadvantages of the prior art and controlling the speed of the motor over a wide range.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的は、所定値以上
の高速領域では、昇圧チョッパ回路を用いるとともに電
動機に対する指令速度と検出速度との偏差速度により上
記昇圧チョッパ回路のスイツチング素子の断続動作を制
御する第１の速度制御機能と、上記所定値以下の低速領
域では、電力変換装置において上記電動機に対する指令
速度と検出速度との偏差速度が零となるようにパルス幅
変調制御を行う第２の速度制御機能とを具備する構成と
して達成するようにした。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to use a step-up chopper circuit in a high-speed region of a predetermined value or more and to control the intermittent operation of a switching element of the step-up chopper circuit by a deviation speed between a command speed and a detection speed for an electric motor. A first speed control function for controlling, and a second pulse width modulation control for performing a pulse width modulation control so that a deviation speed between a command speed and a detection speed for the electric motor is zero in the power converter in a low speed region equal to or less than the predetermined value. This is achieved as a configuration having a speed control function.
【０００６】高速領域では指令速度を高めれば偏差速度
が増加し、これによつて電流指令及び同期電流指令信号
が増大し、それにともない電源電流との差が増え、その
結果、スイツチング素子のオン時間が長くなり、電源電
流が増大する。これにより電力変換装置に加えられる直
流電圧が高まり、電動機の速度が上昇する。そして偏差
速度が零になるまで以上の動作が繰り返され、電源電流
の大きさを偏差速度に応じて変えることにより電動機の
速度を制御することができる。また、低速領域では指令
速度を高めれば偏差速度が増加し、電力変換装置におけ
るＰＷＭ(PulseWidth modulation パルス幅変調)制御に
よつて電動機へ加えられる電圧が高まり、電動機の速度
が上昇する。そして偏差速度が零になるまで以上の動作
が繰り返され、電動機の速度を制御することができる。[0006] In the high-speed region, if the command speed is increased, the deviation speed increases, whereby the current command and the synchronous current command signal increase, and the difference from the power supply current increases accordingly. As a result, the ON time of the switching element is increased. And the power supply current increases. As a result, the DC voltage applied to the power converter increases, and the speed of the motor increases. The above operations are repeated until the deviation speed becomes zero, and the speed of the electric motor can be controlled by changing the magnitude of the power supply current according to the deviation speed. In the low-speed region, if the command speed is increased, the deviation speed increases, and the voltage applied to the motor by PWM (Pulse Width Modulation) control in the power converter increases, so that the speed of the motor increases. The above operation is repeated until the deviation speed becomes zero, and the speed of the electric motor can be controlled.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下本発明を図１、図４に示した
実施例及び図２、図３を用いて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the embodiment shown in FIGS. 1 and 4 and FIGS.
【０００８】図１は本発明の電動機の速度制御装置の一
実施例を示す回路構成図で、ブラシレス直流電動機用の
ものを示してある。図１において、交流電源１は、整流
回路２，昇圧チョッパ回路３を介して直流電圧Ｅdに変
換され、インバータ４に直流電力を供給し、このインバ
ータ４によつて同期モータ５を駆動する。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a motor speed control device according to the present invention, which is for a brushless DC motor. In FIG. 1, an AC power supply 1 is converted into a DC voltage Ed via a rectifier circuit 2 and a step-up chopper circuit 3, supplies DC power to an inverter 4, and drives a synchronous motor 5 by the inverter 4.
【０００９】同期モータ５の速度を制御する制御回路
は、マイクロコンピユータ６、同期モータ５の回転子５
ａの磁極位置をモータ端子電圧７から検出するための位
置検出回路８、インバータ４を構成するトランジスタ４
ａ〜４ｆに対するインバータ制御部９、電源電流１０の
波形と大きさを制御する電源電流制御部１１、低速モー
ドと高速モードの切り換えのための直流電圧比較部１２
及び直流電流を検出する直流電流検出部１３からなる。A control circuit for controlling the speed of the synchronous motor 5 includes a microcomputer 6 and a rotor 5 of the synchronous motor 5.
a position detecting circuit 8 for detecting the position of the magnetic pole a from the motor terminal voltage 7;
Inverter control unit 9 for a to 4f, power supply current control unit 11 for controlling the waveform and magnitude of power supply current 10, DC voltage comparison unit 12 for switching between low-speed mode and high-speed mode
And a DC current detector 13 for detecting a DC current.
【００１０】マイクロコンピユータ６は、同期モータ５
を駆動するのに必要な各種プログラム、例えば、速度制
御処理、位置検出回路８からの位置検出信号１４、速度
指令１５、直流電圧比較信号１６及び検出直流電流１７
の取り込み、また、インバータ用ドライバ９ａへのイン
バータドライブ信号１８、電源電流制御部１１への電流
指令１９やインバータ制御部９への電圧信号２０の出力
などの処理が実行される。[0010] The micro computer 6 includes a synchronous motor 5.
, Such as speed control processing, position detection signal 14 from position detection circuit 8, speed command 15, DC voltage comparison signal 16, and detected DC current 17.
In addition, processing such as taking an inverter drive signal 18 to the inverter driver 9a, outputting a current command 19 to the power supply current control unit 11, and outputting a voltage signal 20 to the inverter control unit 9 is executed.
【００１１】昇圧チヨッパ回路３は、リアクトル３ａ、
トランジスタ３ｂ、ダイオード３ｃおよび平滑コンデン
サ３ｄで構成され、トランジスタ３ｂに対するドライブ
信号が電源電流制御部１１にて作成され、トランジスタ
３ｂのオン時間及びオフ時間を変えることにより電源電
流１０の瞬時瞬時の大きさを変えるものとしている。The step-up chopper circuit 3 includes a reactor 3a,
A drive signal for the transistor 3b is created by the power supply current control unit 11, and the instantaneous magnitude of the power supply current 10 is changed by changing the on-time and off-time of the transistor 3b. Is to be changed.
【００１２】図２は図１の電源電圧２１と電源電流１０
の波形図で、図２（ａ）と（ｂ）に示すように、電源電
流制御部１１と昇圧チョッパ回路３により電源電流１０
の波形を電源電圧２１と同位相の正弦波とするととも
に、その大きさである実効値をマイクロコンピユータ６
から出力される電流指令１９に応じて制御するようにし
てある。FIG. 2 shows the power supply voltage 21 and the power supply current 10 of FIG.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the power supply current controller 11 and the boost chopper circuit 3
Is a sine wave having the same phase as that of the power supply voltage 21, and the magnitude of the sine wave is represented by the micro computer 6.
Is controlled in accordance with the current command 19 output from the controller.
【００１３】電源電流制御部１１は、整流回路２の出力
電圧から電源電圧２１と同期した全波整流波形となる電
圧信号２２を作成する電源電圧検出回路１１a、この電
圧信号２２とデイジタル信号である電流指令１９とを掛
け合せ、アナログ信号である同期電流指令信号２３を作
成する乗算付Ｄ−Ａ変換器１１ｂ、電源電流１０の全波
整流波形を抵抗11ｃにて検出して増幅する電源電流増幅
器１１ｄ、この出力である検出電源電流２４と同期電流
指令信号２３とを比較し、その差電圧を零とするように
動作する電流制御増幅器１１ｅ、この出力である誤差信
号２５と三角波発振器１１ｆの出力である三角波２６を
比較してトランジスタ３ｂに対するチョッパ信号２７を
作成するコンパレータ１１ｇ及びトランジスタ３ｂに対
するチョッパ用ドライバ１１ｈから構成してある。The power supply current control unit 11 generates a voltage signal 22 having a full-wave rectified waveform synchronized with the power supply voltage 21 from the output voltage of the rectifier circuit 2. A multiplying D / A converter 11b for generating a synchronous current command signal 23 which is an analog signal by multiplying the current command 19 by a current command 19, and a power supply current amplifier 11d for detecting and amplifying a full-wave rectified waveform of the power supply current 10 with a resistor 11c. A current control amplifier 11e that compares the output of the detected power supply current 24 with the synchronous current command signal 23 and operates so that the difference voltage becomes zero, and outputs the error signal 25 and the output of the triangular wave oscillator 11f. A comparator 11g for generating a chopper signal 27 for the transistor 3b by comparing a certain triangular wave 26 and a chopper driver for the transistor 3b. It is composed of a bus 11h.
【００１４】インバータ制御部９は、デイジタル信号で
ある電圧信号２０をアナログ信号に変換するＤ−Ａ変換
器９ｂ、この出力である電圧信号２８と三角波発振器９
ｃの出力である三角波２９を比較してインバータ４に対
するチョッパ信号３０を作成するコンパレータ９ｄ及び
インバータ４に対するインバータ用ドライバ９ａから構
成してある。The inverter control unit 9 includes a DA converter 9b for converting a voltage signal 20 as a digital signal into an analog signal, a voltage signal 28 as an output of the DA converter 9b, and a triangular wave oscillator 9
It is composed of a comparator 9d for generating a chopper signal 30 for the inverter 4 by comparing the triangular wave 29, which is the output of c, and an inverter driver 9a for the inverter 4.
【００１５】直流電流検出部１３は、直流電流Ｉd を抵
抗３１にて検出して増幅する直流電流増幅器１３ａ、こ
の出力をデイジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換器１３ｂ
から構成してある。The DC current detector 13 includes a DC current amplifier 13a for detecting and amplifying the DC current Id by the resistor 31, and an A / D converter 13b for converting the output to a digital signal.
It consists of.
【００１６】直流電圧比較部１２は、直流設定電圧Ｅdc
を増幅する設定電圧増幅器１２ａ、この出力を、直流電
圧Ｅd を抵抗３２，３３によつて検出した信号と比較す
るコンパレータ１２ｂから構成してある。本発明の実施
例の速度制御装置を備えた構成のブラシレス直流モータ
において、本発明では高速領域と低速領域で異なつた制
御法を用い、それを切り換えることに特徴があり、高速
領域と低速領域で異なつた制御法を用いる理由及びその
切り換の手法について以下に説明する。The DC voltage comparing section 12 has a DC setting voltage Edc.
And a comparator 12b for comparing the output of the set voltage amplifier 12a with the signal detected by the resistors 32 and 33. In the brushless DC motor having the speed control device according to the embodiment of the present invention, the present invention uses a different control method in the high-speed region and the low-speed region, and is characterized by switching between them. The reason for using different control methods and the method of switching between them will be described below.
【００１７】ブラシレス直流モータは、インバータの出
力電圧を変えることにより速度制御を行うことができる
が、その手法としては直流電圧Ｅd を変化させる手法と
インバータによるＰＷＭ制御とがある。直流電圧Ｅd を
変える手法として昇圧チョッパ回路を用いる手法がある
が、この手法では昇圧チョッパ回路を用いるため、直流
電圧Ｅd が電源電圧２１の波高値よりも低くする場合で
は、電源電圧の波高値の付近で昇圧チョッパが動作せ
ず、電源電流１０を正弦波に制御できなくなる。The speed of the brushless DC motor can be controlled by changing the output voltage of the inverter. The methods include a method of changing the DC voltage Ed and a PWM control by the inverter. As a method of changing the DC voltage Ed, there is a method using a boost chopper circuit. In this method, since the boost chopper circuit is used, when the DC voltage Ed is lower than the peak value of the power supply voltage 21, the peak value of the power supply voltage 21 is reduced. The boost chopper does not operate in the vicinity, and the power supply current 10 cannot be controlled to a sine wave.
【００１８】従つて、このような領域で速度制御を行う
には、インバータでＰＷＭ制御を行う必要があり、この
ため高速領域と低速領域で異なつた速度制御法を用いる
必要が生じる。そこで、常に直流電圧Ｅdが電源電圧２
１よりも大きい領域、すなわち、直流電圧Ｅdが電源電
圧２１の波高値よりも大きい領域では、昇圧チョッパ回
路を用いて直流電圧制御を、インバータではＰＷＭ制御
を行わない高速制御モードを行い、それ以外の領域では
昇圧チョッパ回路では直流電圧Ｅd が一定電圧となるよ
うな制御を、インバータではＰＷＭ制御を行う低速制御
モードを行うようにすればよいことがわかる。Therefore, in order to perform speed control in such a region, it is necessary to perform PWM control using an inverter. Therefore, it is necessary to use different speed control methods in a high-speed region and a low-speed region. Therefore, the DC voltage Ed is always equal to the power supply voltage 2
In an area larger than 1, that is, an area in which the DC voltage Ed is larger than the peak value of the power supply voltage 21, the DC voltage control is performed using the boost chopper circuit, and the inverter performs the high-speed control mode in which the PWM control is not performed. It can be seen that in the region (1), the boost chopper circuit should perform control so that the DC voltage Ed becomes a constant voltage, and the inverter should perform low-speed control mode in which PWM control is performed.
【００１９】両モードの切り換えは、インバータのＰＷ
Ｍ制御のデユテイ（duty）が１００％となれば低速モー
ドから高速モードへ、直流電圧Ｅdが電源電圧２１の波
高値より大きな値を取るように選ばれた設定電圧Ｅdcよ
り小さくなれば、高速モードから低速モードへ切り換え
ればよいことがわかる。以下、図３と図４を用いて具体
的な実現手法を説明する。Switching between the two modes is performed by the inverter PW
When the duty of the M control becomes 100%, the mode is changed from the low speed mode to the high speed mode. When the DC voltage Ed becomes smaller than the set voltage Edc selected to take a value larger than the peak value of the power supply voltage 21, the high speed mode is set. It can be seen that it is only necessary to switch from the low speed mode to the low speed mode. Hereinafter, a specific implementation method will be described with reference to FIGS.
【００２０】図３は位置検出信号１４の波形図で、６０
°毎に３相の信号の状態が変化する。そして、60°毎の
時間ｔ1〜ｔ6を測定し、１サイクルの時間Ｔを求めるこ
とにより同期モータ５の速度を検出するようにする。FIG. 3 is a waveform diagram of the position detection signal 14, and FIG.
The state of the three-phase signal changes every degree. Then, the times t 1 to t 6 are measured at every 60 °, and the speed T of the synchronous motor 5 is detected by obtaining the time T of one cycle.
【００２１】図４は図１のマイクロコンピユータ６にお
いて実行される速度制御処理の一実施例を示すフローチ
ヤートで、電流指令１９とインバータ制御部９への電圧
信号２０の作成手順を表わしている。処理Ｉにおいて、
マイクロコンピユータ６の外部から与えられた速度指令
１５により指令速度Ｎrを算出し、処理IIにおいて、位
置検出信号１４の１サイクルの時間Ｔを求め、処理III
おいて、１サイクルの時間Ｔと比例定数Ｋより速度Ｎを
算出する。FIG. 4 is a flow chart showing one embodiment of the speed control processing executed in the microcomputer 6 of FIG. 1, and shows a procedure for generating a current command 19 and a voltage signal 20 to the inverter control unit 9. In process I,
A command speed Nr is calculated based on a speed command 15 given from outside the microcomputer 6, and in a process II, a time T of one cycle of the position detection signal 14 is obtained.
The speed N is calculated from the time T of one cycle and the proportional constant K.
【００２２】その後、現在のモードを判定し、高速モー
ドであれば、直流電圧Ｅdが電源電圧２１の波高値より
大きな値を取るように選ばれた設定電圧Ｅdcより小さい
場合には処理IVを、大きい場合には処理Ｖを行うように
し、また、現在のモードが低速モードあれば、インバー
タ制御部９への電圧信号２０がデユテイ１００％となる
ときに＄ＦＦ（１６進数でＦＦを示す）となるように定
めたとき、電圧信号２０が＄ＦＦとなる場合には処理V
を、そうでない場合には処理IV行うようにする。Thereafter, the current mode is determined. If the high-speed mode is selected, if the DC voltage Ed is smaller than the set voltage Edc selected to take a value larger than the peak value of the power supply voltage 21, the processing IV is performed. If it is larger, the processing V is performed. If the current mode is the low-speed mode, when the voltage signal 20 to the inverter control unit 9 becomes 100% duty, it is set to $ FF (FF in hexadecimal). When the voltage signal 20 becomes ＄ FF, the processing V
Otherwise, processing IV is performed.
【００２３】処理IVは、電流指令１９であるところのＩ
rは直流電流信号１７であるところのＩdと比例定数ＫL
の積として、電圧信号２０であるところのＥrは指令速
度Ｎrと速出速度Ｎとの偏差速度ΔＮ＝Ｎr−Ｎより比例
項ＰLと積分項ＩLを作成し、その和としてそれぞれ決定
される。ここに、比例項ＰLは、比例ゲインＫPLと偏差
速度ΔＮの積として、また、積分項ＩHは、積分ゲイン
ＫILと偏差速度ΔＮとの積をその時点における積分項に
加えて作成する。The process IV is a process in which the current command 19
r is Id, which is the DC current signal 17, and the proportionality constant K L
As the product, Er where a voltage signal 20 creates a deviation velocity .DELTA.N = Nr-N from the proportional term P L and the integral term I L between the command speed Nr and speed output speed N, each determined as the sum You. Created here, the proportional term P L, as a product of the proportional gain K PL and deviation velocity .DELTA.N, also integral term I H, in addition the product of the integral gain K IL and deviation velocity .DELTA.N the integral term at that time I do.
【００２４】その後、電流指令値Ｉr，電圧信号Ｅrを出
力し、低速モードとする。処理Vでは、電圧信号２０は
＄ＦＦとして、電流指令１９は比例項ＰHと積分項ＩHの
和としてそれぞれ出力される。ここに、比例項ＰHは比
例ゲインＫPHと偏差速度ΔＮの積として、また、積分項
ＩHは積分ゲインＫIHと偏差速度ΔＮとの積をその時点
における積分項に加えて作成する。その後、電流指令値
Ｉr、電圧信号Ｅrを出力し、高速モードとする。After that, the current command value Ir and the voltage signal Er are output to set the low speed mode. In the process V, the voltage signal 20 as $ FF, the current command 19 is output as the sum of the proportional term P H and the integral term I H. Here, the proportional term P H as the product of the proportional gain K PH and deviation velocity .DELTA.N, also integral term I H is prepared by adding the product of the integral gain K the IH and deviation velocity .DELTA.N the integral term at that time. After that, the current command value Ir and the voltage signal Er are output, and the high-speed mode is set.
【００２５】以上の速度制御処理を繰り返し実行するこ
とにより、指令速度Ｎrと検出速度Ｎが等しくなるよう
に制御される。なお、上記した実施例では、ブラシレス
直流モータに適用した場合について説明したが、他の同
期モータにも適用可能であることはいうまでもない。By repeatedly executing the above speed control processing, control is performed such that the command speed Nr and the detected speed N become equal. In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a brushless DC motor has been described. However, it is needless to say that the present invention can be applied to other synchronous motors.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、高速領域
では昇圧チョッパ回路を用いて電動機の速度制御を行う
ため電力変換装置でのＰＷＭ制御を行う必要がなく電力
変換装置での損失低減及び電動機の巻線電流の高調波成
分を少なくすることが可能となり、また、電力変換装置
に加えられる直流入力電圧の大きさが交流入力電圧の波
高値よりも小さくなるような領域、すなわち、昇圧チョ
ッパ回路のみでは速度制御が不可能であるような低速領
域では、電力変換装置でＰＷＭ制御を行うように構成し
たことにより低速領域での速度制御を可能とし、広範囲
にわたる速度制御が可能となるという効果がある。According to the present invention described above, in the high-speed region, the speed control of the motor is performed by using the step-up chopper circuit, so that it is not necessary to perform the PWM control in the power converter, and the loss in the power converter can be reduced. A region where the harmonic component of the winding current of the motor can be reduced and the magnitude of the DC input voltage applied to the power converter becomes smaller than the peak value of the AC input voltage, that is, a step-up chopper In a low-speed region in which speed control cannot be performed only by a circuit, the power converter performs PWM control, thereby enabling speed control in a low-speed region and enabling speed control over a wide range. There is.
【図１】本発明の電動機の速度制御装置の一実施例を示
す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing one embodiment of a motor speed control device of the present invention.
【図２】図１における電源電圧と電源電流の波形図であ
る。FIG. 2 is a waveform diagram of a power supply voltage and a power supply current in FIG.
【図３】位置検出信号の波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram of a position detection signal.
【図４】図１のマイクロコンピユータにおける速度制御
処理の一実施例を示すフローチヤートである。FIG. 4 is a flowchart showing one embodiment of a speed control process in the microcomputer of FIG. 1;
１…交流電源、２…整流回路、３…昇圧チョッパ回路、
４…インバータ、５…同期モータ、６…マイクロコンピ
ユータ、８…位置検出回路、９…インバータ制御部、９
ａ…インバータ用ドライバー、９ｂ…Ｄ−Ａ変換器、９
ｃ…三角波発振器、９ｄ…コンパレータ、１１…電源電
流制御部、１１ａ…電源電圧検出回路、１１ｂ…乗算付
Ｄ−Ａ変換器、１１ｄ…電源電流増幅器、１１ｅ…電流
制御増幅器、１１ｆ…三角波発振器、１１ｇ…コンパレ
ータ、１１ｈ…チョッパ用ドライバー、１２…直流電圧
比較器、１２ａ…設定電圧増幅器、12ｂ…コンパレー
タ、１３…直流電流検出部、１３ａ…直流電流増幅器、
１３ｂ…Ａ−Ｄ変換器。1: AC power supply, 2: Rectifier circuit, 3: Boost chopper circuit,
4 ... Inverter, 5 ... Synchronous motor, 6 ... Microcomputer, 8 ... Position detection circuit, 9 ... Inverter control unit, 9
a ... Driver for inverter, 9b ... DA converter, 9
c: triangular wave oscillator, 9d: comparator, 11: power supply current control unit, 11a: power supply voltage detection circuit, 11b: DA converter with multiplication, 11d: power supply current amplifier, 11e: current control amplifier, 11f: triangular wave oscillator, 11g: Comparator, 11h: Chopper driver, 12: DC voltage comparator, 12a: Setting voltage amplifier, 12b: Comparator, 13: DC current detector, 13a: DC current amplifier,
13b ... AD converter.
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【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年９月２５日[Submission date] September 25, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００５[Correction target item name] 0005
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的は、高速領域で
は、昇圧チヨツパ回路を用いるとともに電動機に対する
指令速度と検出速度との偏差速度により上記昇圧チョッ
パ回路のスイツチング素子の断続動作を制御する機能
と、低速領域では、電力変換装置において上記電動機に
対する指令速度と検出速度との偏差速度が零となるよう
にパルス幅変調制御を行う機能と、全領域において交流
電源の出力電流を検出し、その位相を制御する機能を具
備することにより達成される。 SUMMARY OF THE INVENTION The above object is achieved in a high speed region.
Uses a booster chopper circuit and
The step-up choke is determined by the deviation speed between the command speed and the detection speed.
Function to control the intermittent operation of the switching element of the power circuit
In the low-speed region, the electric motor
So that the deviation speed between the command speed and the detected speed becomes zero.
Pulse width modulation control and AC
A function to detect the output current of the power supply and control its phase
It is achieved by providing.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２６[Correction target item name] 0026
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
速領域では昇圧チョッパ回路を用いて電動機の速度制御
を行うことが可能であり、また、電力変換装置に加えら
れる直流入力電圧の大きさが交流入力電圧の波高値より
も小さくなるような領域、すなわち、昇圧チョッパ回路
のみでは速度制御が不可能であるような低速領域では、
電力変換装置でＰＷＭ制御を行うように構成したことに
より低速領域での速度制御を可能とし、広範囲にわたる
速度制御が可能となるという効果がある。さらに、全速
度領域で電源電流を検出し、昇圧チョッパ回路を構成す
るスイッチング素子の断続動作を制御することにより、
前記交流電源の出力電流の位相を制御することが出来、
電源電流の波形を電源電圧と同じ位相にできる。 As described above, according to the present invention, a high
Speed control of motor using boost chopper circuit in speed range
It is also possible to add
Is smaller than the peak value of the AC input voltage.
, The boost chopper circuit
In a low-speed region where speed control is impossible with only
The power converter is configured to perform PWM control.
Enables speed control in a lower speed range, covering a wide range
There is an effect that speed control becomes possible. In addition, full speed
Power supply current in the temperature range to form a boost chopper circuit.
By controlling the intermittent operation of the switching element,
It is possible to control the phase of the output current of the AC power supply,
The power supply current waveform can be in the same phase as the power supply voltage.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏崎 進 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 飯塚 健一 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Susumu Kashiwazaki, 800, Tomita, Ohira-machi, Ohira-machi, Shimotsuga-gun, Tochigi Prefecture Within the Cooling and Refrigerating Business Dept., Hitachi, Ltd. Within Hitachi, Ltd.
Claims (2)
整流回路に接続され直流出力電圧の大きさが変化できる
昇圧チョッパ回路と、前記昇圧チョッパ回路の直流出力
電力を交流電力に変換するパルス幅変調制御が可能な電
力変換装置と、前記電力変換装置の出力側に接続された
ブラシレス直流電動機と、前記ブラシレス直流電動機に
対する速度指令と前記ブラシレス直流電動機の回転子位
置検出信号を入力信号とし、前記ブラシレス直流電動機
の速度を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、
前記昇圧チョッパ回路を構成するスイッチング素子の断
続動作を制御することにより、前記昇圧チョッパ回路の
出力直流電圧の大きさを変える第１の機能と、前記昇圧
チョッパ回路を構成するスイッチング素子の断続動作を
制御することにより、前記交流電源の出力電流の位相を
制御する第２の機能と、前記電力変換装置をパルス幅変
調制御する第３の機能を持ち、前記ブラシレス直流電動
機の高速領域では前記昇圧チョッパ回路の直流出力電圧
が大きくなるように前記スイッチング素子の断続動作を
制御する第１の機能を選択し、前記ブラシレス直流電動
機の低速領域では前記電力変換装置をパルス幅変調制御
する第３の機能を選択し、前記ブラシレス直流電動機の
速度指令と、前記ブラシレス直流電動機の回転子位置検
出信号とから形成される偏差速度が零となるように制御
することを特徴とする電動機の速度制御装置。1. A rectifier circuit connected to an AC power supply, a boost chopper circuit connected to the rectifier circuit and capable of changing a DC output voltage, and a pulse for converting DC output power of the boost chopper circuit into AC power A power conversion device capable of width modulation control, a brushless DC motor connected to the output side of the power conversion device, a speed command for the brushless DC motor and a rotor position detection signal of the brushless DC motor as input signals, A control device for controlling the speed of the brushless DC motor, the control device,
The first function of changing the magnitude of the output DC voltage of the boost chopper circuit by controlling the intermittent operation of the switching element forming the boost chopper circuit, and the intermittent operation of the switching element forming the boost chopper circuit. Controlling the phase of the output current of the AC power supply, and a third function of controlling the pulse width modulation of the power converter. In the high-speed region of the brushless DC motor, the step-up chopper is provided. A third function of controlling the intermittent operation of the switching element so as to increase the DC output voltage of the circuit is selected, and a third function of performing pulse width modulation control of the power converter in the low speed region of the brushless DC motor is provided. Selected and formed from a speed command of the brushless DC motor and a rotor position detection signal of the brushless DC motor. Speed control device for motor deviation velocity which is characterized by controlling so as to zero.
整流回路に接続され直流出力電圧の大きさが変化できる
昇圧チョッパ回路と、前記昇圧チョッパ回路の直流出力
電力を交流電力に変換するパルス幅変調制御が可能な電
力変換装置と、前記電力変換装置の出力側に接続された
ブラシレス直流電動機と、前記ブラシレス直流電動機に
対する速度指令と前記ブラシレス直流電動機の回転子位
置検出信号を入力信号とし、前記ブラシレス直流電動機
の速度を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、
前記昇圧チョッパ回路を構成するスイッチング素子の断
続動作を制御することにより、前記昇圧チョッパ回路の
出力直流電圧の大きさを変える第１の機能と、前記昇圧
チョッパ回路を構成するスイッチング素子の断続動作を
制御することにより、前記交流電源の出力電流の位相を
制御する第２の機能と、前記電力変換装置をパルス幅変
調制御する第３の機能と、前記ブラシレス直流電動機の
高速領域では前記昇圧チョッパ回路の直流出力電圧が大
きくなるように前記スイッチング素子の断続動作を制御
する第１の機能を選択し、前記ブラシレス直流電動機の
低速領域では前記電力変換装置をパルス幅変調制御する
第３の機能を選択する機能を持ち、かつ前記選択により
前記電力変換装置のデユーティが所定の値に達したとき
前記第３の機能から前記第１の機能へ切替え、前記ブラ
シレス直流電動機の速度指令と、前記ブラシレス直流電
動機の回転子位置検出信号とから形成される偏差速度が
零となるように制御することを特徴とする電動機の速度
制御装置。2. A rectifier circuit connected to an AC power supply, a boost chopper circuit connected to the rectifier circuit and capable of changing a DC output voltage, and a pulse for converting DC output power of the boost chopper circuit into AC power. A power conversion device capable of width modulation control, a brushless DC motor connected to the output side of the power conversion device, a speed command for the brushless DC motor and a rotor position detection signal of the brushless DC motor as input signals, A control device for controlling the speed of the brushless DC motor, the control device,
The first function of changing the magnitude of the output DC voltage of the boost chopper circuit by controlling the intermittent operation of the switching element forming the boost chopper circuit, and the intermittent operation of the switching element forming the boost chopper circuit. A second function of controlling the phase of the output current of the AC power supply, a third function of controlling the pulse width modulation of the power converter, and the step-up chopper circuit in a high-speed region of the brushless DC motor. A first function of controlling the intermittent operation of the switching element so that the DC output voltage of the brushless DC motor increases, and a third function of controlling the pulse width modulation of the power converter in the low-speed region of the brushless DC motor. The third function when the duty of the power converter reaches a predetermined value by the selection. Switching to the first function, and controlling so that a deviation speed formed from a speed command of the brushless DC motor and a rotor position detection signal of the brushless DC motor becomes zero. Control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10240435A JP3114866B2 (en) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | Motor speed control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10240435A JP3114866B2 (en) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | Motor speed control device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10-210842A Division JP3007611B2 (en) | 1987-03-14 | Motor speed control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11127589A true JPH11127589A (en) | 1999-05-11 |
| JP3114866B2 JP3114866B2 (en) | 2000-12-04 |
Family
ID=17059460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10240435A Expired - Lifetime JP3114866B2 (en) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | Motor speed control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114866B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8004220B2 (en) | 2004-07-10 | 2011-08-23 | Trw Limited | Motor drive voltage-boost control |
| CN104038114A (en) * | 2014-06-09 | 2014-09-10 | 江苏仁源电气有限公司 | Sine-wave voltage driving system of single-winding brushless direct current motor and control method thereof |
| CN104734578A (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-24 | 南京沃特电机有限公司 | Brushless direct current motor water pump |
| CN107769632A (en) * | 2017-11-22 | 2018-03-06 | 魏海峰 | A kind of brushless dc tachometer |
-
1998
- 1998-08-26 JP JP10240435A patent/JP3114866B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8004220B2 (en) | 2004-07-10 | 2011-08-23 | Trw Limited | Motor drive voltage-boost control |
| CN104734578A (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-24 | 南京沃特电机有限公司 | Brushless direct current motor water pump |
| CN104038114A (en) * | 2014-06-09 | 2014-09-10 | 江苏仁源电气有限公司 | Sine-wave voltage driving system of single-winding brushless direct current motor and control method thereof |
| CN107769632A (en) * | 2017-11-22 | 2018-03-06 | 魏海峰 | A kind of brushless dc tachometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3114866B2 (en) | 2000-12-04 |
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