KR20180105074A

KR20180105074A - 동기 전동기의 회전 위치 장치, 공조기 및 세탁기

Info

Publication number: KR20180105074A
Application number: KR1020180027798A
Authority: KR
Inventors: 사리 마에카와
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2018-09-27
Also published as: JP2018153027A; CN108574431A

Abstract

실시 형태의 동기 전동기의 회전 위치 추정 장치는, 직류를 3상 교류로 변환하여 동기 전동기를 구동하는 인버터 회로, 동기 전동기의 상전류를 검출하는 전류 검출부, 동기 전동기의 회전 위치에 추종하도록 3상 PWM 신호 패턴을 생성하는 PWM 생성부, PWM 신호의 반송파에 기초하여 검출 타이밍 신호를 생성하는 검출 타이밍 신호 생성부, 검출 타이밍 신호에 따라 전류 검출부에 의하여 검출되는 상전류의 변화량을 구하는 전류 변화량 검출부, 상전류의 변화량에 기초하여 동기 전동기의 회전 위치를 추정하는 회전 위치 추정부를 구비한다. PWM 생성부는 반송파의 주파수를 2종류 이상으로 전환하여 설정하고, 전류 검출부는 주파수가 최저인 반송파가 설정되어 있는 기간에 상전류를 검출한다. PWM 생성부는, 반송파의 1주기 내에서 검출 타이밍 신호 생성부에 의하여 생성되는 고정된 적어도 4점의 검출 타이밍 신호에 따라 전류 변화량 검출부가 적어도 2종류의 전압 벡터 기간에 대응하는 상전류 변화량을 검출할 수 있도록 3상 PWM 신호 패턴을 생성한다.

Description

동기 전동기의 회전 위치 장치, 공조기 및 세탁기{ROTATING POSITION DEVICE OF SYNCHRONOUS MOTOR, AIR CONDITIONER, AND WASHING MACHINE}

본 발명의 실시 형태는, 동기 전동기의 회전 위치를 추정하는 장치, 및 그 장치를 구비한 공조기 그리고 세탁기에 관한 것이다.

종래, 동기 전동기의 회전 위치를 추정하는 방법으로서, 예를 들어 동기 전동기의 속도에 비례하는 유기 전압을 동기 전동기로의 입력 전압과 전류로부터 연산하고, 그 유기 전압에 기초하여 추정하는 방법이 널리 이용되고 있다. 그러나, 이 방법은, 동기 전동기가 고속으로 운전되는 영역에서는 충분한 정밀도가 얻어지지만, 유기 전압 정보가 적어지는 극저속으로 운전되는 영역에서는, 정확한 추정을 할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 구동 주파수에 관계되지 않는 센싱을 위한 교류 신호를 동기 전동기에 인가하고, 전압 전류의 관계로부터 회전 위치를 추정하는 방법도 제안되어 있다. 그러나, 교류 신호의 주파수가 캐리어 주파수 이하로 되는 수백 ㎐ 내지 수 ㎑ 정도인 경우, 모터의 전류 리플 주파수가 인간의 가청역에 들기 때문에, 모터의 구동 소음이 악화되게 된다. 이에 대하여, 일본 특허 제3454212호 공보에서는, 캐리어 주기의 반주기마다 각 상 PWM 신호의 펄스 폭을 제어함으로써 캐리어 주파수와 동 주파수의 고주파 전류를 발생시켜, 소음을 억제하면서 회전 위치를 추정하는 방법이 제안되어 있다.

또한, 일본 특허 제4670045호 공보에서는, 캐리어의 1주기를 기준으로 하여 위상을 120도씩 어긋나게 한 3종류의 삼각파 캐리어를 이용하여 3상의 PWM 신호를 생성함으로써, 등가적으로 특허문헌 1과 마찬가지의 캐리어 주파수와 동 주파수의 고주파 전류를 발생시키고, 그 전류 미분에 의하여 회전 위치를 추정하는 방법이 제안되어 있다.

인버터 출력에 포함되는 고주파 성분이나 캐리어 주파수 성분의 고주파 전류를 이용하여 회전 위치를 추정하는 방법에서는, 고주파 전압에 따라 흐르는 고주파 전류가 인버터 출력의 기본파 성분의 전압에 대하여 외란으로 된다. 그러나, 캐리어 주파수는 동기 전동기의 회전 속도에 비하여 충분히 높으므로, 토크에 대한 외란으로는 되지 않는다. 또한 이 방법은, 회전 위치 추정에 있어서는 전류 귀환값에 저역 통과 필터를 부가하거나 할 필요가 없고, 제어 시스템으로서의 응답성이 양호해지는 이점이 있다.

그러나, 실용화의 관점에서 보면, 캐리어 주파수에 대응하는 고주파 전류의 크기는 동기 전동기의 파라미터에 의존하여 정해지기 때문에, 그 영향은 사용하는 동기 전동기에 따라 상이하여, 다양한 시스템에 대하여 범용적으로 적용할 수 없다. 구체적으로는, 돌극성이 작거나, 또는 인덕턴스가 큰 전동기에서는, 캐리어 주파수의 전류 리플 성분이 작고, 회전 위치 추정의 SN비가 저하되는 문제가 있다. 또한, 고정밀도의 회전 위치 추정을 행할 목적으로, 캐리어 주파수의 전류 리플 성분을 크게 하기 위해서는, 주파수를 낮게 설정할 필요가 있다. 그 경우, 모터의 구동 소음이 증가해 버린다.

일본 특허 제3454212호 공보 일본 특허 제4670045호 공보

본 발명은, 주파수를 낮게 설정하더라도 모터의 구동 소음이 증가하지 않는, 동기 전동기의 회전 위치를 추정하는 방법을 이용한 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은,

동기 전동기의 상전류를 검출하는 전류 검출부와,

상기 동기 전동기의 회전 위치에 추종하도록 3상의 PWM 신호 패턴을 생성하는 PWM 생성부와,

상기 PWM 신호의 반송파에 기초하여, 검출 타이밍 신호를 생성하는 검출 타이밍 신호 생성부와,

상기 검출 타이밍 신호에 따라, 상기 전류 검출부에 의하여 검출되는 상전류의 변화량을 구하는 전류 변화량 검출부와,

상기 상전류의 변화량에 기초하여, 상기 동기 전동기의 회전 위치를 추정하는 회전 위치 추정부를 구비하고,

상기 PWM 생성부는, 상기 반송파의 주파수를 2종류 이상으로 전환하여 설정하고,

상기 전류 검출부는, 상기 주파수가 최저인 반송파가 설정되어 있는 기간에 상기 상전류를 검출하고,

상기 PWM 생성부는, 상기 반송파의 1주기 내에 있어서 상기 검출 타이밍 신호 생성부에 의하여 생성되는 고정된 적어도 4점의 검출 타이밍 신호에 따라, 상기 전류 변화량 검출부가 적어도 2종류의 전압 벡터 기간에 대응하는 상전류 변화량을 검출할 수 있도록 3상의 PWM 신호 패턴을 생성하는 동기 전동기의 회전 위치 추정 장치에 의해 상기 과제를 해결하는 것이다.

본 발명에 따르면, 고가의 연산 능력을 갖는 연산기를 사용하지 않고, 검출한 전류 변화량의 대소 관계만을 기초로 하는 간이한 알고리즘에 의한 저렴한 연산기를 사용하여, 모터(2)의 정지 또는 저속 영역에 있어서의 센서리스 구동이 가능해진다.

도 1은, 제1 실시 형태에 있어서, 모터 구동 제어 장치의 구성을 도시하는 기능 블록도.
도 2는, 인버터 회로를 구성하는 스위칭 소자의 온 상태를 공간 벡터로 나타낸 도면.
도 3은, 각 상의 전류 변화량과 회전 위치의 관계를 나타내는 도면.
도 4는, 회전 위치 추정부의 구성을 도시하는 기능 블록도.
도 5는, 각 상의 PWM 캐리어 및 펄스 신호와, 전류 검출 타이밍을 나타내는 도면.
도 6은, 캐리어 생성부의 구성을 도시하는 기능 블록도.
도 7은, 캐리어 주파수를 전환하는 상태를 설명하는 도면.
도 8은, 모터 회전수와 전류 변화량 검출 캐리어 주파수를 삽입하는 상한 주파수와의 관계를 설명하는 도면.
도 9는, 기준 캐리어 주파수 16㎑에 전류 변화량 검출용 캐리어 주파수 8㎑를 1회 삽입한 경우의 3상의 PWM 신호 파형을 나타내는 도면.
도 10은, 제2 실시 형태에 있어서, 각 상의 PWM 캐리어 및 펄스 신호와, 전류 검출 타이밍을 나타내는 도면.
도 11은, 제3 실시 형태에 있어서, 모터 구동 제어 장치의 구성을 도시하는 기능 블록도.
도 12는, 각 상의 전류 변화량과 회전 위치의 관계를 나타내는 도면.
도 13은, 각 상의 PWM 캐리어 및 펄스 신호와, 전류 검출 타이밍을 나타내는 도면.
도 14는, 제4 실시 형태에 있어서, 모터 구동 제어 장치를 공기 조화기의 압축기 모터에 적용한 경우를 도시하는 도면.
도 15는, 제5 실시 형태에 있어서, 모터 구동 제어 장치를 세탁 건조기의 드럼 모터 및/또는 압축기 모터에 적용한 경우를 도시하는 도면.
도 16은, 세탁 건조기에 사용되는 히트 펌프의 구성을 도시하는 도면.

실시 형태의 동기 전동기의 회전 위치 추정 장치는, 동기 전동기의 상전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 동기 전동기의 회전 위치에 추종하도록 3상의 PWM 신호 패턴을 생성하는 PWM 생성부와, 상기 PWM 신호의 반송파에 기초하여, 검출 타이밍 신호를 생성하는 검출 타이밍 신호 생성부와, 상기 검출 타이밍 신호에 따라, 상기 전류 검출부에 의하여 검출되는 상전류의 변화량을 구하는 전류 변화량 검출부와, 상기 상전류의 변화량에 기초하여, 상기 동기 전동기의 회전 위치를 추정하는 회전 위치 추정부를 구비한다.

그리고, 상기 PWM 생성부는, 상기 반송파의 주파수를 2종류 이상으로 전환하여 설정하고, 상기 전류 검출부는, 상기 주파수가 최저인 반송파가 설정되어 있는 기간에 상기 상전류를 검출한다. 또한, 상기 PWM 생성부는, 상기 반송파의 1주기 내에 있어서 상기 검출 타이밍 신호 생성부에 의하여 생성되는 고정된 적어도 4점의 검출 타이밍 신호에 따라, 상기 전류 변화량 검출부가 적어도 2종류의 전압 벡터 기간에 대응하는 상전류 변화량을 검출할 수 있도록 3상의 PWM 신호 패턴을 생성한다.

(제1 실시 형태)

이하, 제1 실시 형태에 대하여 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 도 1은, 모터 구동 제어 장치의 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 직류 전원(1)은, 회전자에 영구 자석을 구비하는 영구 자석 동기 모터(이하, 간단히 모터라 칭함)(2)를 구동하는 전력원이다. 직류 전원(1)은, 교류 전원을 직류로 변환한 것이어도 된다. 인버터 회로(3)는, 6개의 스위칭 소자, 예를 들어 N 채널 MOSFET(4U+, 4Y+, 4W+, 4U-, 4Y-, 4W-)을 3상 브리지 접속하여 구성되어 있으며, 후술하는 PWM 생성부(5)에서 생성되는 3상분 6개의 스위칭 신호에 기초하여, 모터(2)를 구동하는 전압을 생성한다.

전압 검출부(6)는, 직류 전원(1)의 전압 V_dc를 검출한다. 전류 검출부(7)는, 인버터 회로(3)의 마이너스측 전원선과 직류 전원(1)의 마이너스측 단자 사이에 접속되어 있다. 전류 검출부(7)는, 일반적으로 션트 저항이나 홀 CT 등을 이용한 전류 센서 및 신호 처리 회로로 구성되며, 모터(2)에 흐르는 직류 전류 I_dc를 검출한다.

전류 변화량 검출부(8)는, 후술하는 검출 타이밍 신호 생성부(9)로부터 입력되는 검출 타이밍 신호 t1 내지 t6에 기초하여 직류 전류 I_dc를 6회 검출하고, 2회 마다의 검출값의 차분값을 변화량 dI_u _{_V1}, dI_v _{_V3}, dI_w _{_V5}로서 산출한다. 회전 위치 연산부(10)는, 상기 변화량 dI_u _{_V1}, dI_v _{_V3}, dI_w _{_V5}로부터 모터(2)의 회전 위치 검출값 θ_c를 산출한다. 3상 전압 명령값 생성부(11)는, 명령값인 전압 진폭 명령값 V_amp와 전압 위상 명령값 φ_v로부터, 3상의 전압 명령값 V_u, V_v, V_w를 생성한다.

듀티 생성부(12)는, 3상 전압 명령값 V_u, V_v, V_w를 직류 전압 Vdc로 나눔으로써 각 상의 변조 명령 D_u, D_v, D_w를 연산한다. PWM 생성부(5)는, 3상 변조 명령 D_u, D_v, D_w와, 캐리어 생성부(13)로부터 입력되는 각 상의 PWM 캐리어, 반송파를 비교하여 각 상의 PWM 신호 펄스를 생성한다. 1상당 펄스에는 데드 타임이 부가되며, 각각 3상 상하의 N 채널 MOSFET(4)에 출력하는 스위칭 신호 U+, U-, V+, V-, W+, W-를 생성한다.

또한, 캐리어 생성부(13)는, 후술하는 바와 같이 캐리어 주파수를 변경 설정한다. 그 캐리어 주파수의 정보는, 검출 타이밍 신호 생성부(9)에 입력되어 있다.

이상의 구성에 있어서, 모터(2) 및 인버터 회로(3)를 제외한 것이 회전 위치 검출 장치(14)를 구성하고 있다. 그리고, 회전 위치 검출 장치(14)에 인버터 회로(3)를 추가한 것이 모터 구동 제어 장치(15)를 구성하고 있다.

여기서, 본 실시 형태에 있어서의 회전 위치 검출 방법의 원리를 설명한다. (1)식은, 돌극성을 갖는 동기 전동기의 3상 인덕턴스를 나타내고 있다.

(1)식에 나타낸 바와 같이, 각 상의 인덕턴스 L_u, L_v, L_w는 회전 위치 θ에 따라 변화된다. 이 인덕턴스의 회전 위치에 대한 의존성을 이용함으로써, 모터의 속도가 0 근방으로 되는 조건 하에서도 회전 위치를 추정할 수 있다.

도 2는, 인버터 회로를 구성하는 스위칭 소자의 온 상태를, 공간 벡터라 칭해지는 방법으로 나타낸 것이다. 예를 들어 (1, 0, 0)은, U상 상측의 스위칭 소자가 온, V상 및 W상의 상측 스위칭 소자가 오프인 상태를 나타내고 있으며, 전압 벡터는 V₀ 내지 V₇의 8개의 패턴이 존재한다.

여기서, 전압 벡터 V₁(1, 0, 0)을 인가하고 있을 때의 모터의 상간 전압 방정식을 (2)식에 나타낸다. 위에서부터 UV선 간 전압, VW선 간 전압, WU선 간 전압을 나타내고 있다.

단, V_dc는 직류 전압, E_u, E_v, E_w는 각 상의 유기 전압, R은 권선 저항, I_u _{_V1}, I_{v_V1}, I_w _{_V1}은, 전압 벡터 V₁을 인가했을 때의 3상 전류값이다. 여기서 모터 회전수가 극저속이고, 권선 저항에 의한 전압 강하와 유기 전압이 직류 전압 V_dc에 비하여 매우 작은 경우, (2)식 중의 각 상의 전류 미분값은 (3)식을 이용하여 (4)식에 근사시킬 수 있다.

여기서, 인덕턴스 값 L₀, L₁과 직류 전압 V_dc를 (5)식과 같이 A로 놓으면, (4)식은 (6)식으로 변형할 수 있다.

마찬가지로, 전압 벡터 V₃ 인가 중의 V상 전류 미분값 dI_v _{_V3}/dt, 전압 벡터 V₅ 인가 중의 W상 전류 미분값 dI_w _{_V5}/dt는 (7)식에서 나타난다. 전압 벡터 V₁, V₃, V₅ 인가 중의 U, V, W상의 전류 미분값에 미분 시간 dt를 곱하여 전류 변화량으로 하여, 정리한 것이 (8)식이다.

이들 3개의 전류 변화량은, 도 3에 나타낸 바와 같이 직류 오프셋양 2dt/A를 가지며, 진폭 L₁dt/(AL₀)로 회전 위치 2θ에 따라, 각각의 위상차 2π/3으로 변화되는 교류 신호이다. 이들은 교류 신호이지만, 그 오프셋양 2dt/A나 진폭 L₁dt/(AL₀)에는 모터의 파라미터가 포함되어 있다. 그래서, 파라미터를 이용하지 않는 간이한 회전 위치 연산을 행하기 위하여, 3개의 신호의 차분값의 제로크로스 신호를 생성하고, 그것에 기초하여 추정 회전 위치 θc를 구한다. (8)식에서 나타내는 3상의 전류 변화량이 각각 교차하는 회전 위치는 (9)식과 같게 된다.

각각의 교차 위치가 각각 2종류의 회전 위치θ를 나타내는 것은, (8)식의 전류 변화량이 2θ로 변화되기 때문이다.

또한, 이들 교차 위치에 기초하면, 각 상의 대소 관계에 따라서 6개의 섹터로 나눌 수 있다.

여기서, 회전 위치의 분해능을 「12」라 하면, 상기 섹터 내에 있어서의 회전 위치는, 각 상전류 변화량의 교차 각도를 평균한 각도로서 () 안과 같이 나타낼 수 있다.

다음으로, 섹터마다 2종류의 회전 위치 중 어느 것을 선택할지를 결정하는 알고리즘에 대하여 설명한다. 모터가 회전하면, 전기각 1주기 중에 상기 섹터는 1에서부터 6까지 변화된 후, 다시 1에서부터 6까지 변화된다. 그래서, 맨 처음 섹터 1 내지 6까지를 섹터의 제1 주기로 하고, 뒤이은 제2 주기는 다른 섹터로서 생각한다. 즉, 하기에 나타낸 바와 같이, 섹터수를 「12」로 하고 각각에 회전 위치를 할당한다. 이는, 섹터가 1→6까지 변화된 후에 카운트 업하는 카운터를 사용함으로써 용이하게 실현할 수 있다.

또한, 다른 실현 방법으로서, (9)식에서 나타낸 각 상전류 변화량의 교차 각도를 이용하여, 전류 변화량이 교차한 경우에 회전 위치를 교차 각도로 갱신하는 방법이어도 된다.

이들 방법을 이용하는 경우, 모터가 회전하기 전, 즉, 초기 회전 위치에 있어서는, 상기 카운터가 카운트를 개시하기 전이기 때문에, 각 상의 전류 변화량으로부터 어느 위치가 올바른지 판정할 필요가 있다. 예를 들어, 검출한 전류 변화량의 대소 관계가 dI_v _{_V3}>dI_u _{_V1}>dI_w _{_V5}일 때, 해당하는 섹터는 1 또는 7이며, 회전 위치는 75° 또는 -105°로 된다.

모터 구동 전의 정지 상태에 있어서 상기 중 어느 것인지를 판정하기 위해서는, 초기 위치의 동정 알고리즘이 필요해진다. 이에 대해서는, 종래의 공지 기술인 자기 포화의 특성을 이용한 방식으로 판정을 행한다. 본 공지 기술에 대해서는, 예를 들어 하기 문헌 등의 방법이 있다.

전기 학회 논문지 D(산업 응용 부문지) Vol. 125(2005), No. 3 「펄스 전압을 이용한 표면 자석 동기 모터의 초기 회전 위치 추정법」, 야마모토 슈, 아라 다카히로

이상의 알고리즘에 의하여, 검출한 전류 변화량으로부터 동기 전동기의 회전 위치를 추정할 수 있다.

도 4에 회전 위치 연산부(10)의 구성을 도시한다. 비교기(21u)는, 입력되는 전류 변화량 dI_u _{_V1}과 dI_v _{_V3}을 비교한다. 비교기(21v)는, 입력되는 전류 변화량 dI_{v_V3}과 dI_w _{_V5}를 비교한다. 비교기(21w)는, 입력되는 전류 변화량 dI_w _{_V5}와 dI_u _{_V1}을 비교한다. 비교기(21u 내지 21w)의 출력 신호는, 2θ_c 연산부(22)에 입력된다. 2θ_c 연산부(22)는, 비교기(21)에 의하여 입력되는 각 신호의 2치 레벨의 조합으로부터 6개의 섹터에 기초하는 회전 위치 2θ_c를 연산하여, 카운터 연산부(23)에 출력한다. 카운터 연산부(23)는, 상술한 바와 같이 섹터수 섹터가 1→6까지 변화된 후에 카운트 업하는 카운터이며, 「12」의 섹터에 따른 회전 위치 θ_c를 출력한다.

다음으로, (8)식에서 나타낸 3종류의 전압 벡터 인가 중의 전류 변화량의 검출 방법에 대하여 설명한다. 각각, 전압 벡터 V₁인가 중의 U상 전류, V₃ 인가 중의 V상 전류, V₅ 인가 중의 W상 전류를 검출할 필요가 있다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이 각 상의 PWM 신호를 생성하기 위한 캐리어를, 각각 파형이 상이한 3종류 사용한다. 예를 들어 U상은 삼각파 캐리어, V상은 역톱니파 캐리어, W상은 톱니파 캐리어이다. 이들과 같은 캐리어를 이용하여 PWM 신호를 생성하면, U상의 삼각파 캐리어를 기준으로 한 경우,

U상 PWM 펄스: 삼각파의 골을 기준으로 양측에 발생

V상 PWM 펄스: 삼각파의 산을 기준으로 좌측에 발생

W상 PWM 펄스: 삼각파의 산을 기준으로 우측에 발생

으로 된다. 그리고, 6회의 전류의 검출 타이밍 신호 t1 내지 t6을, 도 5에 나타낸 바와 같이 부여한다.

·직류 전류 I_dc로부터 U상의 전류 변화량 dI_u _{_V1}을 검출하기 위한 신호 t1, t2는, 삼각파의 골을 기준으로 그 전후로 ΔT/2 어긋난 시각

·직류 전류 I_dc로부터 V상의 전류 변화량 dI_v _{_V3}을 검출하기 위한 신호 t3, t4는, 삼각파의 산보다도 ΔT 전의 시각 및 삼각파의 산의 시각

·직류 전류 I_dc로부터 W상의 전류 변화량 dI_w _{_V5}를 검출하기 위한 신호 t5, t6은, 삼각파의 산의 시각 및 삼각파의 산보다도 ΔT 지연된 시각

상기를 기준으로 한다.

또한, 실제로는 펄스가 발생한 직후에는 노이즈에 의한 전류 검출값으로의 영향이 큰 경우도 있으므로, 검출 타이밍을 상기의 기준값으로부터 수 ㎲ 정도 어긋하게 하는 경우도 있다. 그리고, 이들 t1 내지 t6의 검출 타이밍은, 인버터 회로에 입력되는 PWM 신호에 구애되지 않고 항상 일정, 즉, 고정된 6점의 타이밍으로 된다.

이들 고정 타이밍에서 검출하는 전류값이, 각각 벡터 V₁ 인가 중의 U상 전류, 벡터 V₃ 인가 중의 V상 전류, 벡터 V₅인가 중의 W상 전류로 되기 위해서는, 각 상의 펄스 폭에 이하와 같은 일정한 제한을 설정할 필요가 있다.

<dI_u _{_V1}의 검출 가능 조건>

·U상 듀티 D_u>ΔT

·V상 듀티 D_v<50%-ΔT/2

·W상 듀티 D_w<50%-ΔT/2

<dI_v _{_V3}의 검출 가능 조건>

·U상 듀티 D_u<100%-2ΔT

·V상 듀티 D_v>ΔT

·W상 듀티 D_w<100%-ΔT

<dI_w _{_V5}의 검출 가능 조건>

·U상 듀티 D_u<100%-2ΔT

·V상 듀티 D_v<100%-ΔT

·W상 듀티 D_w>ΔT

이 때문에, 본 실시 형태와 같이 회전 위치를 추정하는 경우, 인버터 회로(3)가 출력 가능한 변조율이 제한되지만, 일반적으로 모터의 정지·저속 시에는 변조율이 낮기 때문에, 문제가 되기는 어렵다.

다음으로, 본 실시 형태의 특징인, 캐리어 주파수를 변경함으로써 회전 위치의 검출 정밀도 향상과 소음 저감을 하는 방법에 대하여 설명한다. (8)식에서 나타낸 특정한 전압 벡터를 인가한 기간 중의 전류 변화량은, 우변에 나타내는 전류 변화량을 측정하는 미소 시간 dt가 증가하면 증가하게 된다. 여기서, 미소 시간 dt를 증가시키기 위해서는 2개의 방법이 생각된다. 제1 방법은, 어느 주파수, 예를 들어 16㎑의 캐리어에서 PWM 신호를 출력 중인 전압 벡터에 있어서의 미소 시간 dt의 비율을 증가시키는 것이다. 즉, 캐리어 주파수 16㎑의 주기는 62.5㎲인데, 이 중 몇%를 전류 변화량 측정 시간에 할당하는지이다. 5%로 하면 3.1㎲ 정도로 되고, 10%로 하면 6.25㎲로 된다. 편의상, 이 비율을 전류 변화량 측정 변조율이라 칭한다.

제2 방법은, 상술한 전류 변화량 측정 변조율은 변화시키지 않고, 캐리어 주파수를 저하시키는 방법이다. 예를 들어, 전류 변화량 측정 변조율을 5%라 하면, 캐리어 주파수 16㎑의 경우, 전류 변화량 측정 시간은 3.1㎲이지만, 캐리어 주파수를 8㎑로 하면, 6.25㎲로 된다.

제1 방법은, 모터에 인가하는 전압의 크기에 따라서는, 할당하는 변조율을 증가시킬 수 없다는 제약이 있다. 제2 방법은 변조율의 제약은 없지만, 캐리어 주파수를 저하시킴으로써 구동 소음이 증가한다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 캐리어 주파수를 저하시키는 방법을 베이스로 하고, 소음의 증가를 억제시키도록 캐리어 주파수를 선택한다.

도 6에 각 상의 캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(13)의 구성을 도시한다. 캐리어 생성부(13)는, 3상의 캐리어 주파수를 결정하는 캐리어 주파수 생성부(13a)와, 결정된 캐리어 주파수에 기초하여 3상의 캐리어를 생성하는 각 상 캐리어 생성부(13b)를 구비하고 있다. 캐리어 주파수 생성부(13a)에는, 기준으로 되는 캐리어 주파수와, 전류 변화량 검출용의 캐리어 주파수의 2종의 주파수가 입력된다. 여기서,

(기준 캐리어 주파수)>(전류 변화량 검출용 캐리어 주파수)

로 되도록 설정한다. 상술한 것과 마찬가지로, 예를 들어 전자를 16㎑, 후자를 8㎑로 한다.

이들 2개의 캐리어 주파수를, 도 7에 도시한 바와 같이 전환하면서 추이시킨다. 즉, 기준 캐리어 주파수의 계속 기간 중에, 전류 변화량 검출용 캐리어 주파수로 전환하는 기간을 간헐적으로 삽입한다. 이때, 삽입되는 전류 변화량 검출용 캐리어 주파수를, 1세트당 몇번 계속시킬 것인가를 전류 변화량 검출용 캐리어 계속 횟수로 설정하고, 기준 캐리어 주파수의 계속 횟수는 의사 난수를 이용하여 설정한다. 이때, 의사 랜덤적으로 결정되는 횟수의 상한과 하한을, 각각 기준 캐리어 주파수 계속 상한 횟수, 하한 횟수로 제한한다.

여기서, 의사 난수를 이용하는 방식에 있어서는, 예를 들어 간이한 방법으로는 선형 합동법 등이 있다. 이는 (12)식과 같이 상수 A, B, M 및 초기값 X₀을 정의하여 구하는 방법이다.

예를 들어, A=19, B=11, M=222, X0=10이라 하면,

X_n ₊₁=201, 56, 187, 12, 17, 112, 141, 26, 61, 60, 41, 124, 147, 140, 7, 144, 83, 34, 213…

하는 식으로 의사 랜덤적인 수열이 이어져 간다. 이는 주기성을 갖기 때문에, 주기 중의 최댓값 X_max가 이 예에서는 213인데, 이를 기초로 하여 주기를 결정한다.

예를 들어, 기준 캐리어 주파수 계속 상한 횟수 100이고 난수에 의하여 201이 선택된 경우, X_max=213을 대입하여, 기준 캐리어 계속 횟수 N_basePWM=94로 된다. 하한 횟수를 정하고 있는 경우에 하한 횟수 미만의 값이 선택되면, 리미트 처리를 한다.

또한, 상한 횟수, 하한 횟수의 제한에 있어서는, 상한 횟수는 모터 회전수와의 관계로 규정된다. 예를 들어 도 8은,

모터의 전기각 주파수: 10㎐, 주기 100㎳

기준 캐리어 주파수: 16㎑, 주기 62.5㎲

전류 변화량 검출용 캐리어 주파수: 8㎑, 주기 125㎲

하한 횟수:1, 상한 횟수:100

으로 한 경우를 나타낸다. 이때, 최대 100주기, 6.25㎳의 기간은 기준 캐리어 주파수에 의하여 통전하지만, 그 동안에 전류 변화량은 검출할 수 없기 때문에 모터의 회전 위치도 검출할 수 없다. 이 경우, 모터의 회전 위치 검출 분해능은,

100㎳/6.25㎳=16(22.5deg)

으로 된다. 이 분해능을 향상시키고자 하는 경우에는, 상한 횟수 「100」을 저감시킴으로써 실현할 수 있다.

그리고, 각 상 캐리어 생성부(13b)는, 캐리어 주파수 생성부(13a)에 있어서 선택된 주파수에 기초하여, 상술한 바와 같이 각 상마다 상이한 캐리어를 생성한다. 또한, 검출 타이밍 생성부(9)는, 캐리어 주파수가 8㎑로 되었을 때, 상술한 바와 같이 검출 타이밍 신호 t₁ 내지 t₆을 생성하고, 출력한다.

도 9는, 기준 캐리어 주파수 16㎑에 전류 변화량 검출용 캐리어 주파수 8㎑를 1회 삽입한 경우의 3상의 PWM 신호 파형이다. 주파수 8㎑를 삽입했을 때 모터 전류의 변화 주파수가 저하되기 때문에, 전류 변화량의 주기도 길어져 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 측정 시간 dt를 길게 할 수 있다.

이상과 같이 본 실시 형태에 의하면, 검출 타이밍 신호 생성부(9)는, PWM 신호의 반송파에 기초하여 검출 타이밍 신호 t1 내지 t6을 생성하고, 전류 변화량 검출부(8)는, 검출 타이밍 신호 t1 내지 t6에 따라 전류 검출부(7)에 의하여 검출되는 상전류의 변화량을 구한다. 회전 위치 연산부(10)는, 상전류의 변화량에 기초하여 모터(2)의 회전 위치를 추정한다.

그리고, PWM 생성부(5)는, PWM 캐리어의 1주기 내에 있어서, 고정된 6점의 검출 타이밍 신호 t1 내지 t6에 따라, 전류 변화량 검출부(8)가 3종류의 전압 벡터 기간 V₁, V₃, V₅에 대응하는 상전류 변화량 dI_u _{_V1}, dI_v _{_V3}, dI_w _{_V5}를 검출할 수 있도록 3상의 PWM 신호 패턴을 생성한다.

구체적으로는, PWM 생성부(5)는, 3상의 PWM 신호 중 U상은, PWM 캐리어 주기의 임의의 위상을 기준으로 하여 지상측, 진상측의 쌍방향으로 듀티 D_u를 증감시키고, V상은 상기 임의의 위상을 기준으로 하여 지상측, 진상측 중 일방향으로 듀티 D_v를 증감시키고, W상은, 상기 임의의 위상을 기준으로 하여 상기 방향과는 역방향으로 듀티 D_w를 증감시키도록 하였다. 이것에 의하여, 고가의 연산 능력을 갖는 연산기를 사용하지 않고, 검출한 전류 변화량의 대소 관계만을 기초로 하는 간이한 알고리즘에 의한 저렴한 연산기를 사용하여, 모터(2)의 정지 또는 저속 영역에 있어서의 센서리스 구동이 가능해진다.

또한, PWM 생성부(5)는, 각 상의 PWM 펄스를 발생시키는 기준을, 캐리어의 진폭이 최대 또는 최소로 되는 위상에 기초하여 설정하므로, 기준의 설정이 간단해진다. 또한, PWM 생성부(5)는, U상에 대해서는 삼각파를, V상에 대해서는 상기 삼각파의 진폭이 최대 또는 최소를 나타내는 위상에 진폭이 최대를 나타내는 위상이 일치하는 톱니형파를, W상에 대해서는 상기 톱니형파에 대하여 역상으로 되는 톱니형파를 각각 캐리어로서 사용한다. 그때, 각 상의 기준을, 각 캐리어 진폭의 최댓값 또는 최솟값이 모두 일치하는 위상에 기초하여 설정한다. 이것에 의하여, 각 상의 PWM 펄스의 신장 방향을 간단히 설정할 수 있다.

그리고, 캐리어 생성부(13)가 캐리어 주파수를 저하시켰을 때 전류 변화량을 검출함으로써, 소음 발생 레벨은, 대부분을 차지하는 기준 캐리어 주파수에 의하여 규정된다. 기준 캐리어 주파수를 예를 들어 16㎑ 정도로 높게 설정함으로써, 캐리어 주파수의 소음을 저감시킬 수 있다. 또한, 전류 변화량의 측정을 보다 낮게 설정한 캐리어 주파수, 예를 들어 8㎑로 설정한 기간의 전압 벡터 발생 중에 검출함으로써, 측정 시간 dt를 크게 할 수 있어서 고정밀도의 회전 위치 검출을 할 수 있다. 게다가, 전류 변화량 검출용 캐리어 주파수의 삽입 간격 및 계속 시간을 의사 랜덤적으로 결정함으로써, 전류 변화량 검출용 캐리어 주파수의 삽입에 의한 저주파의 특징적인 소음의 피크를 저감시켜, 저소음을 실현하면서, 정지 시 및 저속 영역에서의 모터(2)의 센서리스 구동이 가능해진다.

(제2 실시 형태)

이하, 제1 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략하고, 상이한 부분에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 각 상에 사용하는 PWM 캐리어를 도 10에 나타낸 바와 같이 설정한다. 각 상에 대하여 사용하는 캐리어의 파형은 동일하지만, 제2 실시 형태에서는, U상의 삼각파의 골과 V, W상의 톱니형파의 제로점을 일치시키고 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 회전 위치를 추정하기 위하여 필요한 전류 변화량에 대해서도, 전압 벡터의 패턴이 이하와 같이 상이하다.

·전압 벡터 V₂ 인가 시의 W상 전류 변화량: dI_w _{_V2}

·전압 벡터 V₄ 인가 시의 U상 전류 변화량: dI_u _{_V4}

·전압 벡터 V₆ 인가 시의 V상 전류 변화량: dI_v _{_V6}

으로 된다.

이상과 같은 제2 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

(제3 실시 형태)

도 11에 도시하는 제3 실시 형태의 회전 위치 검출 장치(24)는, 제1 실시 형태와 이하의 점이 상이하다.

·전류 검출부(7) 대신, 인버터 회로(3)의 각 상 출력 단자와 모터(2)의 각 상 권선 사이에 전류 검출부(25U, 25, 25W)가 삽입되어 있다.

·전류 변화량 검출부(8)→전류 변화량 검출부(26)

·검출 타이밍 생성부(9)→검출 타이밍 생성부(27)

·회전 위치 연산부(10)→회전 위치 연산부(28)

·모터 구동 제어 장치(14)→모터 구동 제어 장치(29)

제3 실시 형태에서는, 전류 검출부(25U, 25, 25W)에 의하여 각 상전류 I_u, I_v, I_w를 검출함으로써, (8)식에 나타낸 전류 변화량이, 상이한 전압 벡터의 출력 기간에 얻어지는, 이하의 (14)식에 나타내는 전류 변화량 dI_w _{_V6}, dI_u _{_V2}, dI_u _{_V6}을 이용한다.

도 12는, 회전 위치 θ와, 전류 변화량 dI_w _{_V6}, dI_u _{_V2}, dI_u _{_V6}의 관계를 나타낸다. 검출 타이밍 생성부(27)는, 상기 각 전류 변화량을 검출하기 위하여, 도 13에 나타낸 바와 같이, 고정된 4점의 검출 타이밍 신호 t1 내지 t4를 생성하여, 전류 변화량 검출부(26)에 입력한다.

그리고, 이들 전류 변화량을 이용하여, 회전 위치 연산부(28)는, 기본적으로는 제1 실시 형태에서 설명한 원리와 마찬가지이지만, (15)식에 의하여 3상/2상 변환을 행하고, (16)식에 의하여 역정접 연산을 행함으로써 회전 위치 θ를 얻는다.

또한, (15)식으로 얻어지는 회전 위치 θ에 대해서도 제1 실시 형태와 마찬가지로, 초기 위치의 동정 알고리즘이 필요해진다.

이상과 같이 제3 실시 형태에 의하면, 인버터 회로(3)의 각 상 출력 단자와 모터(2)의 각 상 권선 사이에 전류 검출부(25U, 25, 25W)를 삽입한 구성에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 그리고, 제3 실시 형태에서는, 고정된 4점의 검출 타이밍 신호 t1 내지 t4에 따라, 전류 변화량 검출부(26)가 2종류의 전압 벡터 V₂, V₆을 인가하는 기간에 대응하는 상전류 변화량 dI_w, dI_u를 검출하여, 회전 위치 θ를 얻는다. 따라서, 보다 적은 처리 부담으로 회전 위치 θ가 얻어진다.

(제4 실시 형태)

도 14는 제4 실시 형태이며, 제1 내지 제3 실시 형태의 모터 구동 제어 장치를 공기 조화기의 압축기 모터에 적용한 경우를 도시한다. 히트 펌프 시스템(31)을 구성하는 압축기(32)는, 압축부(33)와 모터(34)를 동일한 철제 밀폐 용기(35) 내에 수용하여 구성되며, 모터(34)의 로터 샤프트가 압축부(33)에 연결되어 있다. 그리고, 압축기(32), 사방 밸브(36), 실내측 열교환기(37), 감압 장치(38), 실외측 열교환기(39)는, 열전달 매체 유로인 파이프에 의하여 폐루프를 구성하도록 접속되어 있다. 또한, 압축기(32)는, 예를 들어 로터리형의 압축기이며, 모터(34)는, 예를 들어 3상 IPM(Interior Permanent Magnet) 모터이다. 또한, 모터(34)는 브러시리스 DC 모터이다. 공기 조화기(30)는, 상기 히트 펌프 시스템(31)을 갖고 구성되어 있다.

난방 시에는, 사방 밸브(36)는 실선으로 나타내는 상태에 있으며, 압축기(32)의 압축부(33)에서 압축된 고온 냉매는, 사방 밸브(36)로부터 실내측 열교환기(37)에 공급되어 응축되고, 그 후, 감압 장치(38)에서 감압되고, 저온으로 되어 실외측 열교환기(39)로 흐르고, 여기서 증발하여 압축기(32)로 복귀된다. 한편, 냉방 시에는, 사방 밸브(36)는 파선으로 나타내는 상태로 전환된다. 이 때문에, 압축기(32)의 압축부(33)에서 압축된 고온 냉매는, 사방 밸브(6)로부터 실외측 열교환기(39)에 공급되어 응축되고, 그 후, 감압 장치(8)에서 감압되고, 저온으로 되어 실내측 열교환기(37)로 흐르고, 여기서 증발하여 압축기(32)로 복귀된다. 그리고, 실내측, 실외측의 각 열교환기(37, 39)에는, 각각 팬(40, 41)에 의하여 송풍이 행해지며, 그 송풍에 의하여 각 열교환기(37, 39)와 실내 공기, 실외 공기의 열교환이 효율적으로 행해지도록 구성되어 있다. 그리고, 모터(34)를 제1 내지 제3 실시 형태의 모터 구동 제어 장치에 의하여 구동 제어한다.

이상과 같이 구성되는 제4 실시 형태에 의하면, 공기 조화기(30)에 있어서의 히트 펌프 시스템(31)을 구성하는 압축기(32)의 모터(34)를, 실시 형태의 모터 구동 제어 장치에 의하여 구동 제어함으로써, 공기 조화기(30)의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.

(제5 실시 형태)

도 15 및 도 16에 도시하는 제5 실시 형태는, 모터 구동 제어 장치를 세탁 건조기의 드럼 모터 및/또는 압축기 모터에 적용한 경우를 나타낸다. 도 15는, 드럼식 세탁 건조기(51)의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 종단 측면도이다. 드럼식 세탁 건조기(51)의 외각을 형성하는 외부 상자(52)는, 전방면에 원 형상으로 개구되는 세탁물 출입구(53)를 갖고 있으며, 이 세탁물 출입구(53)는, 도어(54)에 의하여 개폐된다. 외부 상자(52)의 내부에는, 배면이 폐쇄된, 바닥이 있는 원통형의 수조(55)가 배치되어 있으며, 이 수조(45)의 배면 중앙부에는 모터(50)의 스테이터가 나사 고정에 의하여 고착되어 있다. 모터(50)의 회전축(56)은, 후단부, 즉 도 15에서는 우측의 단부가 모터(50)의 로터 축 설치부에 고정되어 있고, 전단부, 즉 도 15에서는 좌측의 단부가 수조(55) 내로 돌출되어 있다.

회전축(56)의 전단부에는, 배면이 폐쇄된, 바닥이 있는 원통형의 드럼(57)이 수조(55)에 대하여 동축상으로 되도록 고정되어 있으며, 이 드럼(57)은, 모터(50)의 구동에 의하여 로터 및 회전축(56)과 일체적으로 회전한다. 또한, 드럼(57)에는, 공기 및 물을 유통 가능한 복수의 유통 구멍(58)과, 드럼(57) 내의 세탁물의 끌어올리기와 풀어내기를 행하기 위한 복수의 배플(59)이 설치되어 있다. 수조(55)에는 급수 밸브(60)가 접속되어 있으며, 당해 급수 밸브(60)가 개방되면, 수조(55) 내에 급수된다. 또한, 수조(55)에는 배수 밸브(61)를 갖는 배수 호스(62)가 접속되어 있으며, 당해 배수 밸브(61)가 개방되면, 수조(55) 내의 물이 배출된다.

수조(55)의 하방에는, 전후 방향으로 연장되는 통풍 덕트(63)가 설치되어 있다. 이 통풍 덕트(63)의 전단부는 전방부 덕트(64)를 통하여 수조(55) 내에 접속되어 있고, 후단부는 후부 덕트(65)를 통하여 수조(55) 내에 접속되어 있다. 통풍 덕트(63)의 후단부에는, 송풍 팬(66)이 설치되어 있으며, 이 송풍 팬(66)의 송풍 작용에 의하여, 수조(55) 내의 공기가, 화살표로 나타낸 바와 같이, 전방부 덕트(64)로부터 통풍 덕트(63) 내로 보내지고, 후부 덕트(65)를 통하여 수조(55) 내로 복귀되도록 되어 있다.

통풍 덕트(63) 내부의 전단부측에는 증발기(67)가 배치되어 있고, 후단부측에는 응축기(68)가 배치되어 있다. 이들 증발기(67) 및 응축기(68)는, 도 16에 도시한 바와 같이 압축기(69) 및 스로틀 밸브(70)와 함께 히트 펌프(71)를 구성하고 있으며, 통풍 덕트(63) 내를 흐르는 공기는, 증발기(67)에 의하여 제습되고 응축기(68)에 의하여 가열되어, 수조(55) 내로 순환된다. 스로틀 밸브(70)는 팽창 밸브를 포함하며, 개방도 조정 기능을 갖고 있다.

외부 상자(52)의 전방면에는 도어(54)의 상방에 위치하여 조작 패널(72)이 설치되어 있으며, 이 조작 패널(72)에는 운전 코스 등을 설정하기 위한, 도시하지 않은 복수의 조작 스위치가 설치되어 있다. 조작 패널(72)은, 마이크로컴퓨터를 주체로 하여 구성되며 드럼식 세탁 건조기(51)의 운전 전반을 제어하는 제어 회로부(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 당해 제어 회로부는, 조작 패널(72)을 통하여 설정된 내용에 따라, 모터(50), 급수 밸브(60), 배수 밸브(61), 압축기(69), 스로틀 밸브(70) 등의 구동을 제어하면서 각종 운전 코스를 실행한다. 그리고, 모터(50) 및/또는 압축기(69)를 구성하는 압축기 모터를 제1 또는 제2 실시 형태의 모터 구동 제어 장치에 의하여 구동 제어한다.

이상과 같이 구성되는 제4 실시 형태에 의하면, 세탁 건조기(51)에 있어서의 드럼 회전용의 모터(50) 및/또는 히트 펌프 시스템(71)을 구성하는 압축기(69)의 모터를, 실시 형태의 모터 구동 제어 장치에 의하여 구동 제어함으로써, 세탁 건조기(51)의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.

(그 외의 실시 형태)

캐리어 주파수에 있어서는, 개별적인 설계에 따라 적절히 설정하면 된다. 또한, 캐리어 주파수는 3종류 이상으로 전환해도 되고, 전류 변화량의 검출은 최저의 주파수가 설정되는 기간에 행하면 된다.

3상의 PWM 신호를 각 실시 형태와 같이 발생시키기 위해서는, 3종류의 캐리어를 이용하는 것에 한정되지 않으며, 위상 시프트 기능 등을 이용해도 되고, 1종의 캐리어의 듀티 설정 타이밍이나, 펄스 발생의 비교 극성 등을 변경하는 등의 방법을 이용해도 된다.

전류 변화량 검출부(8)가, 캐리어 주기 내에서 3상의 전류를 검출하는 타이밍은, 반드시 캐리어의 레벨이 최소 또는 최대를 나타내는 위상을 기준으로 할 필요는 없으며, 3상의 전류를 검출 가능한 범위에서 캐리어의 임의의 위상에 기초하여 설정하면 된다.

또한, 전류를 검출하는 타이밍은, PWM 캐리어의 주기에 일치시킬 필요는 없으며, 예를 들어 캐리어 주기의 2배나 4배의 주기로 검출을 행해도 된다. 따라서, 전류 변화량 검출부(8)에 입력하는 전류 검출 타이밍 신호는, 캐리어로부터 얻어진 신호 자체일 필요는 없으며, 별개의 타이머에서 생성한 신호여도 된다.

전류 검출부는 션트 저항이어도 CT여도 된다.

스위칭 소자는 MOSFET, IGBT, 파워 트랜지스터, SiC, GaN 등의 와이드 갭 반도체 등을 사용해도 된다.

본 발명의 몇 가지 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균 등의 범위에 포함된다.

Claims

동기 전동기의 상전류를 검출하는 전류 검출부와,
상기 동기 전동기의 회전 위치에 추종하도록 3상의 PWM 신호 패턴을 생성하는 PWM 생성부와,
상기 PWM 신호의 반송파에 기초하여, 검출 타이밍 신호를 생성하는 검출 타이밍 신호 생성부와,
상기 검출 타이밍 신호에 따라, 상기 전류 검출부에 의하여 검출되는 상전류의 변화량을 구하는 전류 변화량 검출부와,
상기 상전류의 변화량에 기초하여, 상기 동기 전동기의 회전 위치를 추정하는 회전 위치 추정부를 구비하고,
상기 PWM 생성부는, 상기 반송파의 주파수를 2종류 이상으로 전환하여 설정하고,
상기 전류 검출부는, 상기 주파수가 최저인 반송파가 설정되어 있는 기간에 상기 상전류를 검출하고,
상기 PWM 생성부는, 상기 반송파의 1주기 내에 있어서 상기 검출 타이밍 신호 생성부에 의하여 생성되는 고정된 적어도 4점의 검출 타이밍 신호에 따라, 상기 전류 변화량 검출부가 적어도 2종류의 전압 벡터 기간에 대응하는 상전류 변화량을 검출할 수 있도록 3상의 PWM 신호 패턴을 생성하는 동기 전동기의 회전 위치 추정 장치.
제1항에 있어서,
상기 PWM 생성부는, 3상의 PWM 신호 중 1상에 대해서는, 상기 반송파 주기의 임의의 위상을 기준으로 하여 지상측, 진상측의 쌍방향으로 듀티를 증감시키고,
다른 1상에 대해서는, 상기 반송파 주기의 임의의 위상을 기준으로 하여 지상측, 진상측 중 일방향으로 듀티를 증감시키고,
나머지 1상에 대해서는, 상기 반송파 주기의 임의의 위상을 기준으로 하여 상기 방향과는 역방향으로 듀티를 증감시키는 동기 전동기의 회전 위치 추정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 PWM 생성부는, 상기 반송파의 주기를 의사 난수에 기초하여 설정되는 타이밍에 전환하는 동기 전동기의 회전 위치 추정 장치.
동기 전동기와,
3상 브리지 접속된 복수의 스위칭 소자를 소정의 PWM 신호 패턴에 따라 온/오프 제어함으로써, 직류를 3상 교류로 변환하여 상기 동기 전동기를 구동하는 인버터 회로와,
제1항에 기재된 회전 위치 추정 장치를 구비하고, 상기 동기 전동기가 발생시키는 회전 구동력에 의하여 공조 운전을 행하는 공조기.
동기 전동기와,
3상 브리지 접속된 복수의 스위칭 소자를 소정의 PWM 신호 패턴에 따라 온/오프 제어함으로써, 직류를 3상 교류로 변환하여 상기 동기 전동기를 구동하는 인버터 회로와,
제2항에 기재된 회전 위치 추정 장치를 구비하고, 상기 동기 전동기가 발생시키는 회전 구동력에 의하여 공조 운전을 행하는 공조기.
동기 전동기와,
3상 브리지 접속된 복수의 스위칭 소자를 소정의 PWM 신호 패턴에 따라 온/오프 제어함으로써, 직류를 3상 교류로 변환하여 상기 동기 전동기를 구동하는 인버터 회로와,
제3항에 기재된 회전 위치 추정 장치를 구비하고, 상기 동기 전동기가 발생시키는 회전 구동력에 의하여 공조 운전을 행하는 공조기.
동기 전동기와,
3상 브리지 접속된 복수의 스위칭 소자를 소정의 PWM 신호 패턴에 따라 온/오프 제어함으로써, 직류를 3상 교류로 변환하여 상기 동기 전동기를 구동하는 인버터 회로와,
제1항에 기재된 회전 위치 추정 장치를 구비하고, 상기 동기 전동기가 발생시키는 회전 구동력에 의하여 세탁 운전을 행하는 세탁기.
동기 전동기와,
3상 브리지 접속된 복수의 스위칭 소자를 소정의 PWM 신호 패턴에 따라 온/오프 제어함으로써, 직류를 3상 교류로 변환하여 상기 동기 전동기를 구동하는 인버터 회로와,
제2항에 기재된 회전 위치 추정 장치를 구비하고, 상기 동기 전동기가 발생시키는 회전 구동력에 의하여 세탁 운전을 행하는 세탁기.
동기 전동기와,
3상 브리지 접속된 복수의 스위칭 소자를 소정의 PWM 신호 패턴에 따라 온/오프 제어함으로써, 직류를 3상 교류로 변환하여 상기 동기 전동기를 구동하는 인버터 회로와,
제3항에 기재된 회전 위치 추정 장치를 구비하고, 상기 동기 전동기가 발생시키는 회전 구동력에 의하여 세탁 운전을 행하는 세탁기.