JPH11356081A - Inverter device - Google Patents

Inverter device

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Publication number
JPH11356081A
JPH11356081A JP10160123A JP16012398A JPH11356081A JP H11356081 A JPH11356081 A JP H11356081A JP 10160123 A JP10160123 A JP 10160123A JP 16012398 A JP16012398 A JP 16012398A JP H11356081 A JPH11356081 A JP H11356081A
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JP
Japan
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voltage
rotation speed
motor
inverter device
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP10160123A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keizo Matsui
敬三 松井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP10160123A priority Critical patent/JPH11356081A/en
Publication of JPH11356081A publication Critical patent/JPH11356081A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To materialize stable start and rotation control even if ripple of load, input voltage, etc., exists. SOLUTION: This inverter device is equipped with a reference voltage storage means 15 which stores the reference value of the relation between the output voltage to be applied to a motor and the output frequency, and in this device a revolution control means 12 outputs the output voltage based on this reference voltage, and changes it on occasion whereby even in case that the operation conditions fluctuate, the revolutions of a motor quickly becomes stable, and it is controlled to be the desired objective revolutions. Furthermore, this is equipped with an input voltage detection means 14, and the revolution control means 12 smooths the start of the motor by changing the output pulse width according to the fluctuation, even if the detected input voltage fluctuates, and the revolutions is controlled stably. Furthermore, the compatibility of stable start and calm operation is materialized by switching the carrier frequency when the revolutions gets over the predetermined revolutions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、センサレスブラシ
レスモータを任意の周波数で駆動するインバータ装置の
駆動安定性向上および回転数制御の精度向上に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in driving stability of an inverter device for driving a sensorless brushless motor at an arbitrary frequency and an improvement in accuracy of rotation speed control.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、空調機の圧縮機などのブラシレス
モータを任意の周波数で駆動するインバータ装置におけ
る回転数制御方法では、検出されたモータの回転数と与
えられた目標回転数との差を演算し、その差に従い印可
する電圧を増減させることにより回転数を制御するのが
一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a rotation speed control method in an inverter device for driving a brushless motor such as a compressor of an air conditioner at an arbitrary frequency, a difference between a detected rotation speed of the motor and a given target rotation speed is determined. Generally, the number of rotations is controlled by calculating and increasing or decreasing the applied voltage according to the difference.

【0003】また、さらに精度向上する手段として、例
えば、特開平10−32994公報に示されているブラ
シレスモータの制御方法では、ブラシレスモータの印加
電圧を操作するに際し、その可変幅を適切に可変し、回
転数制御の応答性向上,回転数制御の精度向上を図って
いた。
As a means for further improving the accuracy, for example, in a method of controlling a brushless motor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-32994, when the applied voltage of the brushless motor is operated, its variable width is appropriately varied. In addition, the responsiveness of the rotation speed control was improved, and the accuracy of the rotation speed control was improved.

【0004】また、従来ブラシレスモータを任意の周波
数で駆動するインバータ装置においてモータに印可する
電圧は、所定の通電率に従いパルス幅チョッピングを実
施するなどして実現し、その場合、一定のチョッピング
の周波数(以降キャリア周波数と呼ぶ)により駆動を行
っていた。また、駆動の安定性を実現するために、例え
ば、特開平9−219990公報に示されているブラシ
レスモータの制御駆動装置では、デューティー比の制御
分解能の悪化による起動不良の防止と、ONデューティ
ーの減少による過電流保護の設定ずれを防止するために
同期運転,センサ運転の運転モードに従ってキャリア周
波数を変化させていた。
In a conventional inverter device for driving a brushless motor at an arbitrary frequency, a voltage applied to the motor is realized by performing pulse width chopping according to a predetermined duty ratio. In this case, a constant chopping frequency is used. (Hereinafter referred to as carrier frequency). In addition, in order to realize driving stability, for example, in a brushless motor control driving device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-21991, prevention of start-up failure due to deterioration of duty ratio control resolution and ON duty In order to prevent the setting deviation of the overcurrent protection due to the decrease, the carrier frequency is changed according to the operation mode of the synchronous operation and the sensor operation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなインバータ装置においては、印加する電圧を目標回
転数が一定の間に操作し、加減速時には、予め定められ
た変化率で電圧変化させていたため、負荷が大きく異な
った環境の元では加減速時の回転数の収束性が悪かっ
た。
However, in such an inverter device, the applied voltage is operated while the target rotational speed is constant, and the voltage is changed at a predetermined rate during acceleration / deceleration. However, the convergence of the rotation speed during acceleration / deceleration was poor under the environment where the load was greatly different.

【0006】また、インバータ装置への電源入力電圧は
検出していないため、電源電圧が変動した場合、起動の
不安定化,回転数の不安定化を招いていた。
Further, since the power input voltage to the inverter device is not detected, when the power supply voltage fluctuates, the startup becomes unstable and the rotation speed becomes unstable.

【0007】また、静音化を実現するためにキャリア周
波数を高くした場合などには、パルス幅の減少に伴い、
起動時の回転が不安定となる現象が発生していた。
Further, when the carrier frequency is increased in order to reduce noise, the pulse width decreases,
The phenomenon that rotation at the time of starting became unstable occurred.

【0008】また、提案されているモータ制御駆動装置
では、一定の周期の交流でモータを駆動する同期運転
と、回転によりモータから発生する誘起電圧を検出する
ことによりモータのロータ位置を推定しその位置に合わ
せてモータに印加する交流の周期を制御するセンサ運転
とでキャリア周波数を変化させることにより安定な運転
を実現しようとするものであったが、モータ起動後に即
座にセンサ運転に切り替えようとする場合、その切り替
わるタイミングが早すぎるために不安定運転となる可能
性があった。
Further, in the proposed motor control driving device, a synchronous operation for driving the motor with an alternating current having a constant period and a motor induced position generated by detecting the induced voltage generated by the rotation of the motor are used to estimate the rotor position of the motor. The aim was to achieve stable operation by changing the carrier frequency with the sensor operation that controls the period of the AC applied to the motor in accordance with the position. In such a case, there is a possibility that the operation may be unstable because the switching timing is too early.

【0009】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、モータの負荷によらず安定した回転数制御を実現
し、さらに電源電圧が変動した場合でも安定した起動お
よび回転数制御を実現することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and realizes stable rotation speed control irrespective of the motor load, and also realizes stable startup and rotation speed control even when the power supply voltage fluctuates. The purpose is to:

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のインバータ装置は、モータに印加する出力電
圧と出力周波数の基準となる関係を記憶する基準電圧記
憶手段と、前記モータの回転数を検出する回転数検出手
段と、前記基準電圧記憶手段の基準電圧に基づき出力電
圧を操作し前記回転数検出手段により検出されたモータ
の回転数が所望の目標回転数となるよう制御する回転数
制御手段とを備えるものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an inverter device according to the present invention comprises: a reference voltage storage means for storing a reference relationship between an output voltage applied to a motor and an output frequency; Rotation speed detection means for detecting the number of rotations, and rotation for controlling an output voltage based on the reference voltage of the reference voltage storage means and controlling the rotation speed of the motor detected by the rotation speed detection means to a desired target rotation speed. Number control means.

【0011】また、さらにインバータ装置の入力電圧を
検出する入力電圧検出手段と、前記入力電圧検出手段に
より検出された入力電圧が、所定の公称電圧より低い、
もしくは高い場合には、その入力電圧に応じてインバー
タ装置の出力パルス幅を変更することにより所定の出力
電圧と出力周波数関係を実現し、前記ブラシレスモータ
の起動をスムーズにし、回転数を安定に制御する回転数
制御手段を備えるものである。
[0011] Further, an input voltage detecting means for detecting an input voltage of the inverter device, and an input voltage detected by the input voltage detecting means is lower than a predetermined nominal voltage.
Alternatively, when the output voltage is high, a predetermined output voltage and output frequency relationship is realized by changing the output pulse width of the inverter device according to the input voltage, so that the brushless motor starts smoothly and the number of revolutions is controlled stably. The rotation speed control means is provided.

【0012】また、さらに前記回転数検出手段が検出し
た回転数が所定の回転数を超えた場合に、キャリア周波
数を切り換える機能を有したキャリア周波数制御手段を
備えるものである。
Further, the apparatus further comprises a carrier frequency control means having a function of switching a carrier frequency when the rotation speed detected by the rotation speed detection means exceeds a predetermined rotation speed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】上記課題を解決するために本発明
のインバータ装置は、モータに印加する出力電圧と出力
周波数の基準となる関係を記憶する基準電圧記憶手段
と、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記基準電圧記憶手段の基準電圧に基づき出力電圧を操
作し前記回転数検出手段により検出されたモータの回転
数が所望の目標回転数となるよう制御する回転数制御手
段を備えたので、モータに印加する出力電圧と出力周波
数の記憶された基準となる関係に従い、モータの回転数
が所望の目標回転数となるよう制御され、さらにモータ
の負荷などが変化した場合には、その出力電圧と出力周
波数の関係を自動的に変化させ記憶するため、負荷変動
時にもスムーズな回転数変更と安定した回転数制御が実
現される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to solve the above-mentioned problems, an inverter device according to the present invention comprises: a reference voltage storage means for storing a relationship between an output voltage applied to a motor and a reference of an output frequency; Rotation speed detecting means for detecting,
Since the output voltage is controlled based on the reference voltage of the reference voltage storage means, and the rotation speed of the motor detected by the rotation speed detection means is controlled to a desired target rotation speed, the motor is provided with a rotation speed control means. According to the stored reference relationship between the output voltage to be applied and the output frequency, the motor speed is controlled to a desired target speed, and when the load of the motor changes, the output voltage and the output Since the relationship between the frequencies is automatically changed and stored, a smooth rotation speed change and stable rotation speed control are realized even when the load changes.

【0014】また、さらにインバータ装置の入力電圧を
検出する入力電圧検出手段と、前記入力電圧検出手段に
より検出された入力電圧が、所定の公称電圧より低い、
もしくは高い場合には、その入力電圧に応じてインバー
タ装置の出力パルス幅を変更することにより所定の出力
電圧と出力周波数関係を実現し、前記ブラシレスモータ
の起動をスムーズにし、回転数を安定に制御する回転数
制御手段を備えたので、インバータ装置の入力電圧が変
化した場合でも、検出された入力電圧の値に従って出力
パルス幅を修正するため、スムーズな起動,安定した回
転数制御が達成される。
[0014] Further, an input voltage detecting means for detecting an input voltage of the inverter device, and an input voltage detected by the input voltage detecting means is lower than a predetermined nominal voltage.
Alternatively, when the output voltage is high, a predetermined output voltage and output frequency relationship is realized by changing the output pulse width of the inverter device according to the input voltage, so that the brushless motor starts smoothly and the number of revolutions is controlled stably. Since the rotation speed control means is provided, even if the input voltage of the inverter device changes, the output pulse width is corrected according to the value of the detected input voltage, so that a smooth start and stable rotation speed control are achieved. .

【0015】また、さらに前記回転数検出手段が検出し
た回転数が所定の回転数を超えた場合に、キャリア周波
数を切り換える機能を有したキャリア周波数制御手段を
備えたので、さらに静音化のためにキャリア周波数を通
常運転時には大きくしたい場合でも起動時とある回転数
以上でのキャリア周波数を切り換えることが出来るた
め、パルス幅を大きくすることによる安定した起動が達
成される。
Further, when the rotation speed detected by the rotation speed detection means exceeds a predetermined rotation speed, there is provided a carrier frequency control means having a function of switching a carrier frequency. Even if it is desired to increase the carrier frequency during normal operation, the carrier frequency can be switched at the time of startup and at a certain rotational speed or more, so that stable startup can be achieved by increasing the pulse width.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明によるインバータ装置の一実施
例を図に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the inverter device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明によるインバータ装置の一実
施例のブロック構成図である。交流電源1を整流回路2
で整流して得られた直流電源は、インバータ装置3に入
力される。外部から与えられた目標回転数に対し、イン
バータ装置3は、ブラシレスモータ4の回転数が一致す
るような交流を出力しブラシレスモータ4を駆動する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an inverter device according to the present invention. AC power supply 1 to rectifier circuit 2
The DC power obtained by the rectification is input to the inverter device 3. The inverter device 3 drives the brushless motor 4 by outputting an AC such that the rotation speed of the brushless motor 4 matches the target rotation speed given from the outside.

【0018】インバータ装置3には、直流を交流に変換
するために必要なスイッチング素子(IGBT絶縁ゲー
ト形バイポーラトランジスタ)5a〜5fと、これと逆
並列接続されたフライホイールダイオード6a〜6fか
らなる6個のアームを備え、これらを直流母線の正極側
と負極側の間にブリッジ接続して形成した三相のインバ
ータ回路で構成されており、また3カ所のトランジスタ
直列接続点から三相交流が出力される。また、さらに直
流部の電圧から基準電圧を出力する基準電圧発生回路7
と、モータ巻線の電圧を分圧し電圧を下げるモータ電圧
抵抗回路8とからブラシレスモータ4の誘起電圧を検出
し、ロータの位置を推定するロータ位置推定手段9を備
え、これにより検出されるロータ位置に従い、波形生成
手段10により作り出されるスイッチング素子の駆動信
号に従い、ドライバ回路11を通してスイッチング素子
5a〜5fの駆動がなされる。
The inverter device 3 includes switching elements (IGBT insulated gate bipolar transistors) 5a to 5f necessary for converting DC to AC, and flywheel diodes 6a to 6f connected in anti-parallel to the switching elements. It is composed of a three-phase inverter circuit formed by bridging these arms between the positive and negative sides of the DC bus, and outputs three-phase AC from three transistor series connection points. Is done. Further, a reference voltage generating circuit 7 for outputting a reference voltage from the voltage of the DC section
And a rotor voltage estimating means 9 for detecting the induced voltage of the brushless motor 4 from the motor voltage resistance circuit 8 for dividing the voltage of the motor winding and reducing the voltage, and estimating the position of the rotor. The switching elements 5a to 5f are driven through the driver circuit 11 in accordance with the position, in accordance with the switching element driving signal generated by the waveform generating means 10.

【0019】また、ブラシレスモータ4の回転数の制御
は、ロータ位置推定手段9により求められたロータ位置
情報を用いて回転数検出手段12が求めたブラシレスモ
ータ4の実回転数と、外部から与えられる目標回転数を
回転数制御手段13が比較し、加速する必要があれば出
力電圧を増加させ、減速する必要があれば出力電圧を減
少させる指令を波形生成手段10に出力することにより
実現される。このように制御することで、モータを目標
回転数に安定させることができる。
The rotation speed of the brushless motor 4 is controlled by providing the actual rotation speed of the brushless motor 4 obtained by the rotation speed detecting means 12 using the rotor position information obtained by the rotor position estimating means 9 and externally. The rotation speed control means 13 compares the target rotation speeds, and outputs a command to the waveform generation means 10 to increase the output voltage if acceleration is required and decrease the output voltage if acceleration is required. You. By performing such control, the motor can be stabilized at the target rotation speed.

【0020】また、入力電圧検出手段14は、インバー
タ装置に入力される電圧を検出し、その情報を回転数制
御手段13に出力する。回転数制御手段13において
は、その情報に従いインバータ装置3の出力電圧が制御
され、それによって入力電圧が変動した場合でも、安定
な運転が実現される。また、基準電圧記憶手段15に
は、インバータ装置3が出力する出力周波数と出力電圧
の基準値が記憶され、加減速時にはこの情報に従ってイ
ンバータ装置3からの出力電圧が制御されるものであ
る。
The input voltage detecting means 14 detects the voltage input to the inverter device and outputs the information to the rotational speed control means 13. In the rotation speed control means 13, the output voltage of the inverter device 3 is controlled in accordance with the information, whereby stable operation is realized even when the input voltage fluctuates. The reference voltage storage means 15 stores the output frequency output from the inverter device 3 and the reference value of the output voltage, and controls the output voltage from the inverter device 3 according to this information during acceleration / deceleration.

【0021】波形生成手段10において生成されるスイ
ッチング素子5a〜5fのON−OFF切り換え信号
は、一般的なPWM(Pulse Width Mod
ulation)方式などに従い行うが、ここでは詳細
説明は省く。このパルス信号の駆動キャリア周波数は、
キャリア周波数制御手段16により制御され、起動時の
安定性を確保するために起動時は低いキャリア周波数
で、通常運転時の静音性を確保するために、ある回転数
以上では起動時よりも高いキャリア周波数にて運転する
よう制御される。
The ON / OFF switching signal of the switching elements 5a to 5f generated by the waveform generating means 10 is a general PWM (Pulse Width Mod).
The method is performed in accordance with a method such as the above method, but detailed description is omitted here. The driving carrier frequency of this pulse signal is
The carrier frequency is controlled by the carrier frequency control means 16. The carrier frequency is low at the time of start-up in order to secure stability at the time of start-up. It is controlled to operate at the frequency.

【0022】次に本発明による基準電圧記憶手段15お
よび回転数制御手段13の作動原理について説明する。
回転数制御手段13は、加減速時には基準電圧記憶手段
15に記憶された現在の出力周波数に対する基準電圧値
に従い出力電圧を制御し、さらに目標回転数が一定の場
合には、ブラシレスモータ4の実回転数と、外部から与
えられる目標回転数を比較し、加速する必要があれば出
力電圧を増加させ、減速する必要があれば出力電圧を減
少させる。このように制御することで、モータを目標回
転数に安定させることができる。
Next, the operating principle of the reference voltage storage means 15 and the rotation speed control means 13 according to the present invention will be described.
The rotation speed control means 13 controls the output voltage according to the reference voltage value for the current output frequency stored in the reference voltage storage means 15 during acceleration / deceleration, and when the target rotation speed is constant, the actual speed of the brushless motor 4 is controlled. The number of revolutions is compared with a target number of revolutions given from the outside, and the output voltage is increased if it is necessary to accelerate, or decreased if it is necessary to decelerate. By performing such control, the motor can be stabilized at the target rotation speed.

【0023】図2は基準電圧記憶手段15に記憶される
基準電圧の一例を表した図である。出力周波数に対する
出力電圧の関係は、直線的に変化する一般的なVF(電
圧周波数)直線の形で表現され記憶される。回転数制御
手段13は、目標回転数が一定のタイミングにおいて、
モータの実回転数が目標回転数に安定するように出力電
圧を増減させ、さらにその情報は、基準電圧記憶手段1
5が記憶する基準電圧情報に反映される。例えば、モー
タ負荷が軽い場合には、出力電圧が低いところで目標回
転数が実現できるため、基準電圧直線は、通常よりも低
い電圧を示し、逆に負荷が重い場合には、出力電圧が高
くないと目標回転数が実現できないため、基準電圧直線
は、通常よりも高い電圧を示す。これにより、モータ負
荷によらず、スムーズな加減速が実現される。例えば、
起動時の基準電圧が直線X0の値であった場合には、初
めは現在の出力周波数f0に対する電圧V0を出力する
が、もしモータの負荷が変動していて電圧の変更が必要
であった場合、回転数制御手段13は出力電圧をV1に
まで下げ回転数を目標回転数に一致させる。その際に、
基準電圧記憶手段15が記憶する基準電圧情報も基準電
圧直線X1に変更される。以降は、新しい負荷に対応し
た基準電圧に従い回転数制御がスムーズに実行される。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the reference voltage stored in the reference voltage storage means 15. The relationship between the output voltage and the output frequency is expressed and stored in the form of a general VF (voltage frequency) line that changes linearly. The rotation speed control means 13 outputs the target rotation speed at a constant timing.
The output voltage is increased or decreased so that the actual rotation speed of the motor is stabilized at the target rotation speed.
5 is reflected in the reference voltage information stored. For example, when the motor load is light, the target rotation speed can be realized at a low output voltage, so that the reference voltage straight line indicates a lower voltage than usual, and conversely, when the load is heavy, the output voltage is not high. Since the target rotation speed cannot be realized, the reference voltage straight line indicates a higher voltage than usual. As a result, smooth acceleration / deceleration is realized regardless of the motor load. For example,
When the reference voltage at the time of starting is the value of the straight line X0, the voltage V0 for the current output frequency f0 is output at first, but if the load of the motor fluctuates and the voltage needs to be changed. The rotation speed control means 13 lowers the output voltage to V1 and makes the rotation speed coincide with the target rotation speed. At that time,
The reference voltage information stored in the reference voltage storage means 15 is also changed to the reference voltage straight line X1. Thereafter, the rotation speed control is smoothly performed according to the reference voltage corresponding to the new load.

【0024】次に本発明による入力電圧検出手段14お
よび回転数制御手段13の作動原理について説明する。
入力電圧検出手段14はインバータ装置3に供給される
入力電圧を検出する。回転数制御手段13は、この入力
電圧に従いインバータ装置3の出力電圧に補正を加える
が、その原理を表したのが図3,図4である。まず、回
転数制御手段13における入力電圧補正がなかった場合
について説明する。出力周波数に対する基準電圧の値は
上記に説明したように例えば、出力周波数に対する出力
電圧の関係が直線的に変化する一般的なVF(電圧周波
数)直線の形で与えられる。いま、出力周波数がf1
で、その時の出力電圧がV1であったときに、インバー
タ装置3の入力電圧が予め定められた公称電圧からVh
ighに瞬時に上昇した場合、インバータ出力電圧はV
1からV2に上昇する。そのため、電圧上昇によるモー
タ回転数の変動が発生する。
Next, the operating principle of the input voltage detecting means 14 and the rotation speed controlling means 13 according to the present invention will be described.
The input voltage detecting means 14 detects an input voltage supplied to the inverter device 3. The rotation speed control means 13 corrects the output voltage of the inverter device 3 according to the input voltage. FIGS. 3 and 4 show the principle. First, a case where there is no input voltage correction in the rotation speed control means 13 will be described. As described above, the value of the reference voltage with respect to the output frequency is given, for example, in the form of a general VF (voltage frequency) straight line in which the relationship between the output voltage and the output frequency changes linearly. Now, if the output frequency is f1
When the output voltage at that time is V1, the input voltage of the inverter device 3 is changed from a predetermined nominal voltage to Vh.
When it instantaneously rises to high, the inverter output voltage becomes V
It rises from 1 to V2. As a result, the motor rotation speed fluctuates due to the voltage rise.

【0025】一方、入力電圧補正を有する本発明の回転
数制御手段13においては、検出された入力電圧をあら
かじめ定められた公称電圧と比較し、その偏差を出力電
圧に反映させ、出力電圧の入力電圧による変動を抑え
る。例えば、図4に示すように、インバータ出力周波数
f1の場合、本来出力したい電圧V1となるように(V
2−V1)分だけ補正を加えた電圧指令を波形生成手段
10に出力することにより、入力電圧変動分を補う形で
電圧が出力されるため、インバータ出力電圧は、入力電
圧変動,負荷変動に対して、一定(電圧V1)に保たれ
る。従って、それに伴う回転数の変動は非常に少なく抑
えられ、安定したインバータ駆動が可能となる。さら
に、モータ起動時の電圧を入力電圧が変動してもほぼ一
定に保たれるため、安定なブラシレスモータの起動が実
現される。
On the other hand, in the rotation speed control means 13 of the present invention having the input voltage correction, the detected input voltage is compared with a predetermined nominal voltage, the deviation is reflected on the output voltage, and the output voltage is input. Suppress voltage fluctuations. For example, as shown in FIG. 4, in the case of the inverter output frequency f1, (V
By outputting a voltage command corrected by 2-V1) to the waveform generating means 10, a voltage is output in a form that compensates for the input voltage fluctuation, so that the inverter output voltage is affected by input voltage fluctuation and load fluctuation. On the other hand, it is kept constant (voltage V1). Therefore, the fluctuation of the rotation speed accompanying the fluctuation is very small, and stable inverter driving is possible. Further, since the voltage at the time of starting the motor is kept substantially constant even if the input voltage fluctuates, stable starting of the brushless motor is realized.

【0026】次に本発明によるキャリア周波数制御手段
16の作動原理について説明する。まず、本インバータ
装置3の動作原理について説明する。インバータ装置
は、6個のスイッチング素子5a〜5fを高速でON−
OFFさせることにより、直流を任意の周波数,電圧,
位相の交流に変換している。図5に示したのは、スイッ
チング素子のON−OFF(以降チョッピングと呼ぶ)
の約1周期のパターンを表したものである。このよう
に、6個のスイッチング素子(U相,V相,W相,X
相,Y相,Z相)をある区間においては、高速にチョッ
ピングすることにより、任意の電圧を作り出している。
このチョッピングの周波数をキャリア周波数と呼ぶ。
Next, the operation principle of the carrier frequency control means 16 according to the present invention will be described. First, the operation principle of the inverter device 3 will be described. The inverter device turns on the six switching elements 5a to 5f at high speed.
By turning OFF, DC can be changed to any frequency, voltage,
It is converted to phase alternating current. FIG. 5 shows ON-OFF of the switching element (hereinafter referred to as chopping).
Is a pattern of about one cycle. Thus, the six switching elements (U phase, V phase, W phase, X
(Phase, Y-phase, Z-phase) in a certain section, an arbitrary voltage is created by high-speed chopping.
This chopping frequency is called a carrier frequency.

【0027】このキャリア周波数により、出力されるパ
ルス幅が決定される。例えば、図6に示すように、キャ
リア周波数2.5KHzの場合と、5KHzの場合とで
は、同じ電圧を出力するためにデューティ40%とした
場合、パルス幅は、160マイクロ秒と80マイクロ秒
というようにパルス幅が変化する。ブラシレスモータの
回転起動時には、誘起電圧は低いレベルであるため、図
1の点Aにおける電圧は低い。さらにローター位置推定
手段9にはアナログフィルタ要素が存在するため、パル
ス幅により、図1の点Aにおける信号は、図7のように
なり、パルス幅が低いと誘起電圧を検出し難くなる。そ
のため、起動時の迅速な起動が難しくなる。
The output pulse width is determined by the carrier frequency. For example, as shown in FIG. 6, when the carrier frequency is 2.5 KHz and when the carrier frequency is 5 KHz, the pulse width is 160 microseconds and 80 microseconds when the duty is 40% in order to output the same voltage. The pulse width changes as follows. When the rotation of the brushless motor is started, the voltage at the point A in FIG. 1 is low because the induced voltage is at a low level. Further, since the rotor position estimating means 9 has an analog filter element, the signal at the point A in FIG. 1 becomes as shown in FIG. 7 due to the pulse width. If the pulse width is small, it becomes difficult to detect the induced voltage. For this reason, it is difficult to start quickly at the time of startup.

【0028】それに対し、本発明によるキャリア周波数
制御手段16では、ブラシレスモータ4が起動後、その
回転数がある所定の回転数以下の間は、比較的低いキャ
リア周波数で運転し、回転数がその所定の切り換え回転
数を超えたら、比較的高いキャリア周波数に切り換え
る。図8に示すように、キャリア周波数を切り換えるこ
とにより、低いキャリア周波数による起動時の安定な迅
速立ち上げと、高いキャリア周波数による通常運転時の
静音性を両立するような運転が可能となる。
On the other hand, in the carrier frequency control means 16 according to the present invention, after the brushless motor 4 is started, it operates at a relatively low carrier frequency while the rotation speed is lower than a predetermined rotation speed. When the number of rotations exceeds a predetermined switching speed, the frequency is switched to a relatively high carrier frequency. As shown in FIG. 8, by switching the carrier frequency, it is possible to perform a stable quick start-up at the time of startup with a low carrier frequency and an operation that achieves a quiet operation at the time of normal operation with a high carrier frequency.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明によるインバータ装
置では、モータに印加する出力電圧と出力周波数の基準
となる関係を記憶する基準電圧記憶手段と、前記モータ
の回転数を検出する回転数検出手段と、前記モータの回
転数を制御する回転数制御手段とを備え、前記基準電圧
記憶手段の基準電圧に基づいて出力電圧を出力すること
により、負荷などの運転条件が変動した場合でも、モー
タの回転数が迅速に安定して所望の目標回転数となるよ
う制御されるものである。
As described above, in the inverter device according to the present invention, the reference voltage storage means for storing the relationship between the output voltage applied to the motor and the output frequency, and the rotation speed detection for detecting the rotation speed of the motor. Means, and a rotation speed control means for controlling the rotation speed of the motor, by outputting an output voltage based on the reference voltage of the reference voltage storage means, even when operating conditions such as load fluctuate, Is controlled so that the desired rotation speed is quickly and stably attained.

【0030】また、さらにインバータ装置の入力電圧を
検出する入力電圧検出手段を備え、回転数制御手段が、
前記入力電圧検出手段により検出された入力電圧が、所
定の公称電圧より低い、もしくは高い場合には、その入
力電圧に応じてインバータ装置が出力するパルス幅を変
更することにより所定の出力電圧と出力周波数の関係を
維持することにより、前記ブラシレスモータの起動をス
ムーズにし、回転数が安定に制御される。
Further, the apparatus further comprises input voltage detecting means for detecting an input voltage of the inverter device, wherein the rotational speed control means comprises:
When the input voltage detected by the input voltage detecting means is lower or higher than a predetermined nominal voltage, the pulse width output by the inverter device is changed according to the input voltage to thereby obtain a predetermined output voltage and output. By maintaining the frequency relationship, the brushless motor is started smoothly, and the rotation speed is controlled stably.

【0031】また、さらに前記回転数検出手段が検出し
た回転数が所定の回転数を超えた場合に、キャリア周波
数を切り換える機能を有したキャリア周波数制御手段を
備えることにより、静音化のためにキャリア周波数を通
常運転時には大きくしたい場合でも、起動時と所定の回
転数以上でのキャリア周波数を切り換えることが出来る
ため、安定した起動が実現できるものである。
Further, when the number of revolutions detected by the number of revolutions detecting means exceeds a predetermined number of revolutions, a carrier frequency control means having a function of switching a carrier frequency is provided, so that the carrier frequency can be reduced for noise reduction. Even if it is desired to increase the frequency during normal operation, the carrier frequency can be switched between at startup and at a predetermined rotational speed or higher, so that stable startup can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるインバータ装置の一実施例のブロ
ック構成図
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an inverter device according to the present invention.

【図2】本発明によるインバータ装置の基準電圧記憶手
段および回転数制御手段の作動原理を表した特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an operation principle of a reference voltage storage unit and a rotation speed control unit of the inverter device according to the present invention.

【図3】インバータ装置の入力電圧補正のなし時の特性
を表した特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing characteristics of the inverter device without input voltage correction.

【図4】本発明によるインバータ装置の回転数制御手段
における入力電圧補正あり時の特性を表した特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing characteristics when input voltage correction is performed in the rotation speed control means of the inverter device according to the present invention.

【図5】本発明によるインバータ装置のチョッピング方
式の一例を表した図
FIG. 5 is a diagram showing an example of a chopping method of the inverter device according to the present invention.

【図6】本発明によるインバータ装置のチョッピングに
よるパルス幅の一例を表した図
FIG. 6 is a diagram showing an example of a pulse width by chopping of the inverter device according to the present invention.

【図7】本発明によるインバータ装置の誘起電圧信号の
一例を表した図
FIG. 7 is a diagram showing an example of an induced voltage signal of the inverter device according to the present invention.

【図8】本発明によるインバータ装置のキャリア周波数
切り替え方法の一例の原理を表した原理図
FIG. 8 is a principle view showing the principle of an example of a carrier frequency switching method of the inverter device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 整流回路 3 インバータ装置 4 ブラシレスモータ 5a〜5f スイッチング素子 6a〜6f フライホイールダイオード 7 基準電圧発生回路 8 モータ電圧発生回路 9 ロータ位置推定手段 10 波形生成手段 11 ドライバ回路 12 回転数検出手段 13 回転数制御手段 14 入力電圧検出手段 15 基準電圧記憶手段 16 キャリア周波数制御手段 REFERENCE SIGNS LIST 1 AC power supply 2 Rectifier circuit 3 Inverter device 4 Brushless motor 5 a to 5 f Switching element 6 a to 6 f Flywheel diode 7 Reference voltage generating circuit 8 Motor voltage generating circuit 9 Rotor position estimating means 10 Waveform generating means 11 Driver circuit 12 Rotation speed detecting means 13 rotation speed control means 14 input voltage detection means 15 reference voltage storage means 16 carrier frequency control means

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流電源をスイッチングしてブラシレスモ
ータの電機子巻線に印加し、その印加電圧を操作して回
転数制御を行うブラシレスモータのインバータ装置にお
いて、前記モータに印加する出力電圧と出力周波数の関
係の基準値を記憶する基準電圧記憶手段と、前記モータ
の回転数を検出する回転数検出手段と、出力電圧を操作
し前記回転数検出手段により検出された前記モータの回
転数が所望の目標回転数となるよう制御する回転数制御
手段とを備え、前記回転数制御手段は、前記基準電圧記
憶手段が記憶する前記モータの回転数に対応する基準電
圧値を初期値として出力電圧を増減操作することにより
回転数制御を行い、さらにこの増減操作により得られた
出力電圧値を用いて前記基準電圧記憶手段に記憶された
出力電圧と出力周波数関係を修正し、目標回転数が変更
された場合には、修正された出力電圧,出力周波数関係
に従い出力電圧を決定する機能を有したことを特徴とす
るインバータ装置。
An inverter device for a brushless motor that switches a DC power supply to apply it to an armature winding of a brushless motor, and controls the applied voltage to control the number of revolutions. A reference voltage storage unit for storing a reference value of a frequency relationship, a rotation speed detection unit for detecting a rotation speed of the motor, and a rotation speed of the motor detected by the rotation speed detection unit by operating an output voltage. Rotation speed control means for controlling so as to be the target rotation speed of the motor, wherein the rotation speed control means sets an output voltage with a reference voltage value corresponding to the rotation speed of the motor stored in the reference voltage storage means as an initial value. The number of rotations is controlled by performing the increase / decrease operation, and the output voltage and the output frequency stored in the reference voltage storage means are further used by using the output voltage value obtained by the increase / decrease operation. Fixed number relationship, when the target rotational speed is changed, the inverter apparatus characterized by having modified output voltage, the function of determining the output voltage in accordance with the output frequency relationship.
【請求項2】直流電源をスイッチングしてブラシレスモ
ータの電機子巻線に印加し、その印加電圧を操作して回
転数制御を行うブラシレスモータのインバータ装置にお
いて、前記インバータ装置の入力電圧を検出する入力電
圧検出手段と、前記モータの回転数を検出する回転数検
出手段と、出力電圧を増減操作し前記モータの回転数が
所望の目標回転数となるよう制御する回転数制御手段を
備え、前記回転数制御手段は、前記入力電圧検出手段に
より検出された入力電圧が、所定の公称電圧より低い、
もしくは高い場合には、その入力電圧に応じてインバー
タ装置の出力パルス幅を変更することにより所定の出力
電圧と出力周波数関係を実現し、前記モータの回転数を
安定に制御する機能を有したことを特徴とするインバー
タ装置。
2. An inverter device for a brushless motor, in which a DC power source is switched and applied to an armature winding of a brushless motor, and the applied voltage is operated to control the number of revolutions, wherein an input voltage of the inverter device is detected. Input voltage detection means, rotation number detection means for detecting the rotation number of the motor, and rotation number control means for increasing or decreasing the output voltage and controlling the rotation number of the motor to a desired target rotation number, Rotation speed control means, the input voltage detected by the input voltage detection means is lower than a predetermined nominal voltage,
Or, when the output voltage is high, the output pulse width of the inverter device is changed in accordance with the input voltage to realize a predetermined output voltage-output frequency relationship, and a function of stably controlling the rotation speed of the motor is provided. An inverter device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】直流電源をスイッチングしてブラシレスモ
ータの電機子巻線に印加し、その印加電圧を操作して回
転数制御を行うブラシレスモータのインバータ装置にお
いて、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段
と、前記モータに印加する電圧の駆動キャリア周波数を
切り換える機能を有するキャリア周波数制御手段を有
し、前記回転数検出手段が検出した回転数が所定の回転
数を超えた場合に、キャリア周波数制御手段がキャリア
周波数を切り換える機能を有したことを特徴とするイン
バータ装置。
3. A brushless motor inverter device that switches a DC power supply to apply the voltage to an armature winding of a brushless motor and controls the applied voltage to control the number of rotations. Number detection means, and carrier frequency control means having a function of switching a drive carrier frequency of a voltage applied to the motor, and when the rotation number detected by the rotation number detection means exceeds a predetermined rotation number, the carrier An inverter device, wherein the frequency control means has a function of switching a carrier frequency.
【請求項4】前記ブラシレスモータの回転数が低い領域
では前記キャリア周波数を低くし、前記ブラシレスモー
タの回転数が高い領域では前記キャリア周波数を高くす
るようにした請求項3記載のインバータ装置。
4. The inverter device according to claim 3, wherein the carrier frequency is lowered in a region where the rotation speed of the brushless motor is low, and the carrier frequency is raised in a region where the rotation speed of the brushless motor is high.
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