JPS6348177A - Torque control type rotary motor-driven machine - Google Patents

Torque control type rotary motor-driven machine

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JPS6348177A
JPS6348177A JP61188468A JP18846886A JPS6348177A JP S6348177 A JPS6348177 A JP S6348177A JP 61188468 A JP61188468 A JP 61188468A JP 18846886 A JP18846886 A JP 18846886A JP S6348177 A JPS6348177 A JP S6348177A
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rotation
torque
main shaft
timer
pulse
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Mitsuru Nakamura
満 中村
Tsunehiro Endo
常博 遠藤
Yozo Nakamura
中村 庸蔵
Naoyuki Tanaka
直行 田中
Yuuzou Kadomukai
裕三 門向
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Abstract

PURPOSE:To enable the control of high reliability to be performed, by using a counter for counting the number of pulse during one rotation of a rotary main shaft, and a timer for enabling one rotation of the rotary main shaft to be exactly measured, and by obtaining pulse-train-time system data. CONSTITUTION:One end of a rotary main shaft 4 connecting the rotor 3 of a motor element 20 directly to the rotor 8 of a compression element 21 is extended, and a toothed gear 22 is firmly fitted. On a vessel 1, a gap sensor 23 detecting the tooth train of the toothed gear 22 and generating the output of pulse signal is fixed. In the meantime, by a magnetic pole position detection circuit 37, rotor position signal is formed through the armature winding voltage of the motor element and is applied to a timer 39. By a CPU 31, an inverter 36 is controlled according to a counter 38 for counting the pulse signal of the gap sensor 23, and rotational speed signal computed based on the output signal of the timer 39 and the rotor position signal.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動要素によって負荷要素が駆動される回転
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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates generally to rotary electric machines in which load elements are driven by electric elements, and in particular to detecting and reducing rotational pulsation on the rotating side thereof, The present invention also relates to a torque-controlled rotating electric machine suitable for reducing vibrations of the entire rotating machine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電動要素によっ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って説明する。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および端部軸受6によ
り支承されている。そして、これらの軸受5,6は、シ
リンダブロック7に締結されている。シリンダブロック
7は容器に固定されており、このシリンダブロック7内
には、圧縮室12が成形されている。この圧縮室12内
には、主軸4と偏心して一体化されたローラ8が設けら
れ、バネ10によってローラ8表面に押圧付勢されたベ
ーン9が配設されている。このような構成のもとて主軸
4が回転すると、冷媒ガスが容器1の外部に設けられた
吸入アキュムレータ11から吸入され、圧縮室12によ
り所定の圧力まで加圧され、矢印方向に沿ってケース外
に吐出される。
A hermetic compressor will be described as an example of a rotating machine driven by an electric element. 7 and 8 show the conventional structure of a rotary compressor. In these figures, reference numeral 1 is a container that houses an electric element and a compression element therein. Reference numeral 2 denotes a stator fixed to the container 1, and is fixed to the inner circumference of the container 1. A rotor 3 that is fitted onto the main shaft 4 and rotates together with the main shaft 4 is disposed inside the stator 2 . The main shaft 4 is supported by a main bearing 5 and an end bearing 6. These bearings 5 and 6 are fastened to a cylinder block 7. The cylinder block 7 is fixed to the container, and a compression chamber 12 is formed within the cylinder block 7. A roller 8 eccentrically integrated with the main shaft 4 is provided in the compression chamber 12, and a vane 9 urged against the surface of the roller 8 by a spring 10 is provided. With this configuration, when the main shaft 4 rotates, refrigerant gas is sucked in from the suction accumulator 11 provided outside the container 1, is pressurized to a predetermined pressure by the compression chamber 12, and is released into the case along the direction of the arrow. It is discharged outside.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

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収トル
クは主軸4の1回転中に大きく変動し、これと電動要素
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1
.3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。
A compressor with such a structure is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-187635.
As disclosed in the above publication, the gas absorption torque within the compression element fluctuates greatly during one rotation of the main shaft 4, and due to the difference between this and the electromagnetic torque of the electric element, that is, the residual torque, the main shaft 4
The rotating system includes rotating speed fluctuations, a container 1 and a vibration-proof support member 1.
.. A problem arises in that vibrations in the rotational direction are induced on the fixed side consisting of 3 and 3.

に回転系の回転速度変動を検出して、これが零番こなる
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。
If the rotational speed fluctuation of the rotating system is detected and controlled so that it becomes zero, the residual torque mentioned above will also become zero, and as a result, rotational direction vibration, which is the cause of vibration and noise in rotating machinery, will be suppressed. can.

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2
2を直結して、固定側(容器1)に取付けたギャップセ
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。
Here, in order to detect rotational speed fluctuations, as shown in FIGS. 1 and 2, a rotational speed detection gear 2 is attached to the rotating main shaft 4.
2 may be directly connected to detect rotation pulse signals using an external sensor 23 such as a gap sensor attached to the stationary side (container 1).

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。
However, since the external sensor is fixedly attached to the container 1, when the container 1 vibrates in the rotational direction, the external sensor mounting position also vibrates. As a result, the pulse time series detection from the gear is affected.

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1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W
lのように真の回転速度変動Noよりも大きく測定され
、同相にあるときはX2のように実際より小さく測定さ
れる。
FIG. 9 shows the influence on the detected rotational speed fluctuation data. In other words, when the vibration in the direction of one rotation and the rotational speed fluctuation are in opposite phases, the actual rotational speed fluctuation is W.
Like l, it is measured to be larger than the true rotational speed variation No, and when it is in the same phase, it is measured to be smaller than the actual rotation speed variation like X2.

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01以上になるとセンサの「歯とび」による誤った
パルスが測定され、全く誤っ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。
In particular, when excessive rotational vibration is induced at the resonance point of the vibration isolation support system on the case side, the vibration angle amplitude α becomes larger than the angle between one tooth surface of the gear (minimum resolution angle θm). A possibility arises. At this time, FIGS. 10(a) and (b)
As shown in , when the rotational direction amplitude angle α of the sensor exceeds the minimum resolution angle 01, erroneous pulses are measured due to the "tooth skip" of the sensor, and not only a completely erroneous rotational speed fluctuation value is obtained, but also the number of pulses There is also a problem in that a deviation occurs when counting and obtaining one cycle, making it impossible to synchronize the torque control command with the pulsation pattern.

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
け結数もしくはパルス数を多くして最/J%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。
On the other hand, in order to perform high-precision control that can detect even higher harmonic components of the fluctuation frequency component of the rotational speed fluctuation of the rotating spindle and suppress this fluctuation component, it is necessary to increase the number of pulses or pulses as much as possible. It is desirable to increase the maximum/J% resolution angle to make it smaller. Here, FIG. 11 shows detection data when the number of pulses is changed for one period of rotational speed fluctuation. As is clear from the figure, fluctuation 1
The greater the number of pulses per cycle, the more accurate data can be obtained.

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」によって生じる誤った
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1−ルウ制御式回転機械を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the nature of the above problems,
The purpose of this is to use a counter to count the number of pulses during one rotation of the rotating spindle and to accurately calculate one rotation of the spindle, in order to prevent false detection signals caused by "skipping teeth" of the external sensor caused by vibrations in the rotational direction of the fixed case of the rotating electric machine. To provide a 1-Rue controlled rotating machine that can be controlled with higher reliability and high precision by correcting this using a timer that can measure the rotational pulse train so that correct rotational pulse train data is always obtained. be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

このように本発明に係る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1ヘ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O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、回転速度検出時
に、回転速度検出用の歯車またはエンコーダのパルス数
をカウントして1回転周期を求めるカウンタと、これと
は別に回転主軸1回転の周期を正確に測定できるタイマ
ーにより、パルス時系列データを補正することを特徴と
するものである。
As described above, the torque-controlled rotary electric machine according to the present invention has the following features:
An electric element, a load element connected to this electric element via a rotating main shaft and driven by the electric element, and the difference (residual A torque control type rotary electric machine comprising: a torque control device that controls electromagnetic torque of an electric element to make the difference torque (differential torque) O; The pulse time series data is corrected by a counter that calculates the period of one rotation by counting the number of rotations, and a timer that can accurately measure the period of one rotation of the rotating main shaft.

〔作用〕[Effect]

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、カウンタによっ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。
According to the present invention, even if a detection error occurs due to "tooth skipping" due to vibration in the rotational direction of the external sensor when detecting rotational speed fluctuation, the number of pulses counted by the counter and the period of one rotation of the rotating main shaft by the timer are compared. By correcting this, correct pulse train time series data can be obtained.

したがって、誤まった検出データに基づく誤動作の恐れ
がない。
Therefore, there is no risk of malfunction based on erroneous detection data.

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。
Furthermore, regardless of the magnitude of the amplitude of rotational direction vibration on the case side, the number of gear teeth or the number of encoder pulses can be increased, and torque control can be made more precise.

〔実施例〕〔Example〕

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

第1図は電動要素(直流モータ)により駆動される回転
機械の一種であるロータリ圧縮機をインバータ駆動させ
る場合について本発明を適用した例である。ここで、本
実施例に係る圧縮機は、第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。
FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a case where a rotary compressor, which is a type of rotating machine driven by an electric element (DC motor), is driven by an inverter. Here, since the compressor according to this embodiment has almost the same configuration as the conventional compressor shown in FIGS. 12 and 13, only the different parts will be explained, and the same parts will be given the same reference numerals. The explanation thereof will be omitted.

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

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

ような正弦波状の検出波形24が現われる。これをスレ
ショルド電圧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Ti、T2 、・・・・・・Tnを測定し
、その逆数N + = 1 / T t 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
A sinusoidal detection waveform 24 appears. This is converted into a pulse train by waveform shaping using the threshold voltage 27 as a reference, as shown in FIG. 3(C). Each pulse width Ti, T2, ......Tn of this pulse time series data is measured, and the rotational speed fluctuation Ni (28) at each time is determined from its reciprocal N + = 1 / T t , and this 1 The figure (d) shows changes in each rotation angle during rotation.

センサ23の信号は、第3図に示すように、制御回路2
8に送られ、この制御回路28によって電動要素20の
電磁トルクを制御するようになっている。すなわち、ギ
ャップセンサ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、インタフェイス30を介してCPU31に送
られる。
The signal from the sensor 23 is transmitted to the control circuit 2 as shown in FIG.
8, and this control circuit 28 controls the electromagnetic torque of the electric element 20. That is, the detection signal 24 obtained by the gap sensor 23 is converted into a digital signal related to rotational speed fluctuation by the waveform shaping preamplifier 29 and sent to the CPU 31 via the interface 30.

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O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。
Here, the current value to be applied to the electric element 20 of the compressor necessary to reduce the rotational speed fluctuation after one rotation to O is calculated from the momentary speed fluctuation amount, and the data is stored in the RAM 32 until the time it is needed. I'll let it happen.

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に送られてペースドライバ35
を駆動するチョッパ信号を形成する。
Next, the data written in the RAM 32 is read out by the CPU 31, sent to the control unit 34, and sent to the pace driver 35.
form the chopper signal that drives the.

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ェイス30
を介してペースドライバ35にタイミング信号を送る。
At the same time, the CPU 31 controls the interface 30 so that the inverter 36 generates the required current value at each rotation angle.
A timing signal is sent to the pace driver 35 via the pace driver 35.

そして、ペースドライバ35によっ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
−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。
The inverter 36 driven by the pace driver 35 performs control by increasing/decreasing the amount of current given to the electric element so that the fluctuation in the rotational speed of the main shaft 4 becomes 0 at each rotation angle. Then, the rotational speed of the main shaft 4 is continuously controlled so that the fluctuation is always within a certain permissible value. Moreover, these series of control loops are written in the ROM 33.

ここで、磁極位置検出回路37は、特開昭52−804
15号公報で開示されているように、電動要素の電機子
巻線電圧よりフィ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。
Here, the magnetic pole position detection circuit 37 is
As disclosed in Publication No. 15, this is a circuit that uses a filter circuit to form a position detection signal corresponding to the rotor position from the armature winding voltage of the electric element, and is related to the timing of driving the inverter. .

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、インタフェイス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、インタフェイス30を介してC
P U31に送られる。
In this embodiment, the rotation pulse signal 25 converted into a rectangular wave by the waveform shaping circuit 29 is counted by the counter 38 and sent to the CPU 31 via the interface 30. Then, a timer 39 creates a reference signal corresponding to one rotation of the rotating main shaft from the rotor position detection signal 26 of the magnetic pole position detection circuit 37 described above, and sends the signal to the C through the interface 30.
Sent to PU31.

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ャートで示したものである。
Next, FIG. 4 is a flowchart showing the procedure for correcting the pulse time series data based on the signals obtained from the counter 38 and timer 39 in this manner.

まず、ステップ1]−〇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くステップ120)、パルス
時系列データ130を作成していく (ステップ130
)と共に、カウンタ38によりパルス数をカウントする
。(ステップ122)ここで、同時にステップ210,
220において、タイマー39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。(ステップ230)そ
して、ステップ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)n11
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ったとして、ステップ130は
ステップ140にそのまま移り、これをもとに回転速度
を算出する。
First, after detecting the rotational pulse train in step 1]-〇,
Measure individual pulse intervals (step 120) and create pulse time series data 130 (step 130)
), the counter 38 counts the number of pulses. (Step 122) Here, at the same time, step 210,
At 220, a signal from timer 39 is detected and 1
An interrupt is made during rotation to capture the number of pulses counted by the counter at that time. (Step 230) Then, in step 124, the counted number of pulses n and the exact number of pulses in one rotation (number of gear teeth) n11
are compared, and if they are equal, it is assumed that there is no extra count due to the "tooth skipping" of the sensor, and step 130 directly proceeds to step 140, where the rotational speed is calculated based on this.

(ステップ150) 一方、パルス数nがnIに比べて多ければその差Δn=
n−n傘をステップ126にて算出し、ステップ128
にてパルス時系列データ(T1゜T2・・・・・・Tn
)の中で最小のものを61個分修正してステップ140
に移る。そして、この修正された時系列データよりステ
ップ150にて回転速度を算出する。
(Step 150) On the other hand, if the number of pulses n is greater than nI, the difference Δn=
nn umbrella is calculated in step 126, and step 128
Pulse time series data (T1゜T2...Tn
), modify the smallest one by 61 and proceed to step 140.
Move to. Then, in step 150, the rotation speed is calculated from this corrected time series data.

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。
Next, FIG. 5 shows a procedure for correcting the detected pulse time series data to obtain true pulse time series data.

まず、ステップ310にてに番目の時系列データTkを
検出した後、ステップ320でそれまでの時系列データ
(T t・・・・・・Tk−1)の最小限T傘と比較し
て、Tbがこれより小さければステップ410で’r*
=’rk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ップ330に移り
、ステップ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のときはステップ3
40に移りに=に+1としてステップ310に戻りk 
= nのときは、ステップ420に移り、ステップ41
0で保持したパルス番号にの時系列データTkを(T 
x・・・・・・Tn)から消去し、T k= T ka
t  T k−xをステツブ430にて演算する。そし
てステップ440にてに番目以降のパルス番号を1つず
つ減るし、ステップ450にて修正された真の時系列デ
ータ(Tx+ Tz・・・・・・T−)を得る。
First, in step 310, after detecting the th time series data Tk, in step 320, it is compared with the minimum T umbrella of the previous time series data (Tt...Tk-1), If Tb is smaller than this, 'r*
='rk, and at the same time, the pulse number k is stored. If it is larger than this, the process moves directly to step 330, where k is compared with the number n of pulses detected during one rotation. Here, if k < n, step 3
40, set = to +1 and return to step 310 k
When = n, the process moves to step 420, and step 41
The time series data Tk for the pulse number held at 0 is (T
x...Tn), T k = T ka
t T k-x is calculated in step 430 . Then, in step 440, the pulse numbers subsequent to the pulse number are decreased by one, and in step 450, corrected true time series data (Tx+Tz...T-) is obtained.

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ップ
410における記憶部を複数個用意し、同一の手順をΔ
n回繰り返せるようにしておく。
Here, in this case, the process is performed when tooth skipping occurs only once per cycle, but if it occurs Δn times, multiple storage units in step 410 are prepared and the same procedure is performed Δn times.
Make sure it can be repeated n times.

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1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。
It goes without saying that a certain amount of processing time is required to perform the series of processing routines explained above, but when controlling using data from one revolution before, as in this embodiment, pulse detection Since it can be performed in parallel with the processing of control commands, this does not pose a problem, unlike when processing in real time.

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っても
よい。
Further, the means for supplying the reference signal of one rotation to the timer may be other than the magnetic pole position detection circuit as in this embodiment.

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。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, and is an example in which a timer gear is prepared for creating a reference signal for one rotation. Here, the number of teeth of the timer gear is sufficiently small (minimum resolution angle is large) to such an extent that vibrations in the rotational direction of the sensor and the container do not pose a problem.

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、一回転を
1周期として前述したパルス時系列データの修正を行っ
てもよい。
Further, the reference signal does not necessarily have to correspond to one rotation of the main shaft, and the pulse time series data described above may be corrected by setting one rotation as one period as the number of teeth N of the timer gear.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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1〜ルク変動を有し
、かつこれによって生じる回転主軸の回転速度変動を外
部センサによって検出して、これがOになるべく制御す
るトルク制御式回転電動機械にあって、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。
As is clear from the above description, according to the present invention, the rotating main shaft is driven by an electric element, has periodic load fluctuations of 1 to 100 mph, and detects the rotational speed fluctuations caused by this by an external sensor. , in a torque-controlled rotary electric machine that controls this as much as possible, and even if an error occurs during detection, it can be corrected, so there is no risk of malfunction due to detection error, and highly reliable control can be achieved. .

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。
Furthermore, regardless of the magnitude of the vibration in the rotational direction of the external sensor, the number of pulses of the rotational speed variation detection gear or encoder can be increased, so that it is possible to achieve high precision control.

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

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・・・ギャップセンサ、
28・・・制御回路、30・・・インタフェイス、31
・・・CPU、36・・・インバータ、37・・・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。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a compressor which is an embodiment of the present invention, FIG. 2(a), FIG. 2(b), and FIG. 2(C). Fig. 2(d) is a diagram showing a method for determining rotational speed fluctuation from a detection signal, Fig. 3 is a schematic diagram of a torque control device, Fig. 4 is a diagram showing a flow for correcting a detected rotational pulse train, and Fig. 5
The figure shows the details of the correction method, FIG. 6 shows the second embodiment of the present invention, FIGS. 7 and 8 are longitudinal cross-sectional views of a conventional closed type rotary electric machine, and FIG. 9 shows the details of the correction method. FIG. 10 is a diagram showing the influence of measurement data due to vibration in the rotational direction of the sensor, and FIG. 10 is a diagram showing the influence of pulse train due to tooth skipping of the sensor.
FIG. 11 is a diagram showing the detection accuracy of rotation speed fluctuation when the number of pulses is changed. 4...Rotating main shaft, 20...Electric element, 21...Compression element, 22...Gear, 23...Gap sensor,
28... Control circuit, 30... Interface, 31
...CPU, 36...Inverter, 37...Magnetic pole position detection circuit, 38...Counter, 39...Timer, 40...Timer gear.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電動要素と、この電動要素に回転主軸を介して連結
され、電動要素によつ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つて、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、回転機械のケース側に固定されて取付けられ、
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し、かつ回転速度検出時
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規準信号を発生するタイマーを有
することを特徴とするトルク制御式回転電動機械。 2、前記トルク制御装置はタイマーにより得る1回転も
しくは1/N回転時において、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
、パルス間隔がもつと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、これをもとに回転主軸の各
回転角度での回転速度変動を算出するようにしたことを
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。 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することが
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
動機械。 4、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械。
[Claims] 1. An electric element, a load element connected to the electric element via a rotating main shaft and driven by the electric element, an electromagnetic torque generated by the electric element, and a load generated by the load element. (absorption) torque and a torque control device that controls the electromagnetic torque of the electric element so as to make the difference (residual torque) zero, the torque control device comprising: As a means for detecting residual torque information, a gear or an encoder is connected directly to the rotational spindle to measure rotational speed fluctuations of the rotational spindle, and a gear or encoder is fixedly attached to the case side of the rotating machine.
Separately from these, it has a rotation speed fluctuation detector composed of an external sensor that detects a rotation pulse train obtained during rotation, and a counter that counts the rotation pulse train during one rotation to obtain one rotation period when detecting the rotation speed. A torque-controlled rotating electric machine characterized by having a timer that generates a reference signal that can accurately measure the period of one revolution of a rotating main shaft. 2. If the torque control device counts more pulses during one rotation or 1/N rotation obtained by the timer than the number of pulses corresponding to one rotation or 1/N rotation obtained by the counter, the torque control device compares the pulse time series data. Then, from the smallest pulse interval, remove the number counted by the counter in order to create new rotation pulse time series data, and based on this, calculate the rotation speed at each rotation angle of the rotating spindle. The torque-controlled rotary electric machine according to claim 1, characterized in that the fluctuation is calculated. 3. The torque control device serves as a timer for determining the rotation period of the rotating main shaft, and is coaxial with a gear or encoder for measuring rotational speed fluctuations directly connected to the rotating main shaft. 2. The torque-controlled rotary electric machine according to claim 1, in which a gear or an encoder with a small number of teeth or pulses can be used to the extent that vibration of an external sensor caused by vibration does not become a problem. 4. The torque control device serves as a timer for determining the rotation period of the rotating main shaft, and detects a position where a back electromotive force is generated in the electric element stator due to the passage of the magnetic poles of the electric element rotor as the rotating main shaft rotates. The torque-controlled rotary electric machine according to claim 1, wherein the rotation period can also be determined by a magnetic pole position detection circuit that detects the magnetic pole position.
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JPH01222677A (en) * 1988-03-01 1989-09-05 Hitachi Ltd Torque control type rotary motor-driven machine

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JPS6060286A (en) * 1983-09-09 1985-04-06 Hitachi Ltd Torque control system for enclosed type compressor
JPS6115589A (en) * 1984-06-28 1986-01-23 Daikin Ind Ltd Vibration reducing unit of rotary compressor

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