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JP4527596B2 - MOTOR CONTROL DEVICE AND ELECTRIC DEVICE USING THE SAME - Google Patents
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Description

本発明は、洗濯機、洗濯乾燥機等のモータ駆動される電気機器のモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device for an electric device driven by a motor such as a washing machine and a washing / drying machine.

洗濯機や洗濯乾燥機等の電気機器では、洗濯槽を回転させるためのモータとして、回転子に永久磁石を有する永久磁石型同期モータが使用される。このモータに対するベクトル制御インバータでは、トルク指令や回転数からd軸電流指令およびq軸電流指令を作成し、これらの指令から必要な電圧が得られるようなゲート信号が作られる。   In an electric device such as a washing machine or a washing / drying machine, a permanent magnet type synchronous motor having a permanent magnet in a rotor is used as a motor for rotating a washing tub. In the vector control inverter for this motor, a d-axis current command and a q-axis current command are created from the torque command and the rotational speed, and a gate signal is generated so that a necessary voltage can be obtained from these commands.

ここで、モータの回転数が高い場合は、負のd軸電流指令を設定し、モータの回転に伴って発生する逆起電力を減少させる弱め界磁制御を行うのが一般的である。この制御により、モータが高速回転して逆起電力が大きくなっても、モータへの印加電圧が増加する。したがって、逆起電力による電力不足を補うことができ、モータの回転数を上昇させることができる。   Here, when the rotational speed of the motor is high, it is common to set a negative d-axis current command and perform field-weakening control to reduce the counter electromotive force generated with the rotation of the motor. With this control, even if the motor rotates at high speed and the back electromotive force increases, the voltage applied to the motor increases. Therefore, the power shortage due to the counter electromotive force can be compensated, and the rotation speed of the motor can be increased.

d軸電流指令の生成には、演算して算出する方法やテーブルを参照する方法がある。演算による方法では、d軸電流指令の演算は計算が複雑なため、マイコン等の演算処理装置には高い能力を要求する。この結果、高価な演算処理装置を使用する必要があり、コストが高くなってしまう。一方、テーブルを参照する方法では、d軸電流指令を生成するための演算量を減らすことができ、演算処理装置の負荷が減る。その結果、演算処理装置を安価で低性能のものであっても使用可能となり、コストダウンが見込める。このようなテーブルを使用したモータ制御装置が、例えば特許文献1、2に開示されている。
特開2000−228892号公報 特開2000−32799号公報
There are a method of calculating and calculating a d-axis current command and a method of referring to a table. In the calculation method, since the calculation of the d-axis current command is complicated, a high capacity is required for an arithmetic processing unit such as a microcomputer. As a result, it is necessary to use an expensive arithmetic processing unit, which increases the cost. On the other hand, in the method of referring to the table, the amount of calculation for generating the d-axis current command can be reduced, and the load on the arithmetic processing device is reduced. As a result, the arithmetic processing device can be used even if it is inexpensive and has low performance, and cost reduction can be expected. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose motor control devices using such a table.
JP 2000-228892 A JP 2000-32799 A

弱め界磁制御を行うとき、d軸電流指令は回転数と直流電圧に応じた値に設定する必要がある。この制御のために参照するテーブルとして、図8に示すような回転数と直流電圧の2軸のテーブルが作成される。テーブルは、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに記憶される。図8のようにデータ量が多いと、大きな容量のメモリが必要となり、コストアップの要因となる。   When the field weakening control is performed, the d-axis current command needs to be set to a value corresponding to the rotation speed and the DC voltage. As a table to be referred for this control, a two-axis table of rotation speed and DC voltage as shown in FIG. 8 is created. The table is stored in a non-volatile memory such as a flash memory. If the amount of data is large as shown in FIG. 8, a large-capacity memory is required, which causes an increase in cost.

そこで、図9に示すような回転数のみに応じた1軸のテーブルを用いることにより、メモリ使用量は節約できる。しかし、直流電圧が変動した場合に、効率が悪化したり、所望の回転数で駆動できなくなるなどの問題が発生する。また、図10に示すような直流電圧のみに応じた1軸のテーブルを用いても、メモリ使用量は節約できるが、回転数が変化した場合に、効率が悪化したり、所望の回転数で駆動できなくなる。なお、直流電圧ごとにあるいは回転数ごとにテーブルを複数用いると、適切な弱め界磁制御が可能となるが、テーブルを検索するのに時間を要するとともに、メモリ容量も増える。   Therefore, the memory usage can be saved by using a one-axis table corresponding to only the rotation speed as shown in FIG. However, when the DC voltage fluctuates, problems such as efficiency deterioration and inability to drive at a desired rotational speed occur. Further, even if a uniaxial table corresponding to only the DC voltage as shown in FIG. 10 is used, the memory usage can be saved, but if the rotational speed changes, the efficiency deteriorates or the desired rotational speed is increased. It becomes impossible to drive. If a plurality of tables are used for each DC voltage or for each rotation speed, appropriate field-weakening control can be performed, but it takes time to search the table and the memory capacity increases.

本発明は、上記に鑑み、直流電圧が変動しても、常に所望の回転数で高効率の弱め界磁制御を実現できる低コストなモータ制御装置の提供を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a low-cost motor control device that can always realize high-efficiency field-weakening control at a desired rotational speed even when the DC voltage fluctuates.

本発明は、モータに電源からの電力をインバータ回路を通して供給するモータ制御装置であって、モータの回転数に基づいて電流指令を決定する電流決定部と、前記電流指令から電圧指令を演算する電圧演算部と、前記電圧指令に基づいてPWM信号を生成して前記インバータ回路に出力する変換部と、前記電源からインバータ回路に供給される直流電圧を検出する直流電圧検出部とを備え、前記回転数に対する電流指令を設定したテーブルが設けられ、前記電流決定部は、前記直流電圧の変動に応じて前記回転数を補正し、前記テーブルを参照して電流指令を決定する。   The present invention is a motor control device that supplies power from a power source to a motor through an inverter circuit, a current determination unit that determines a current command based on the number of rotations of the motor, and a voltage that calculates a voltage command from the current command The rotation unit includes a calculation unit, a conversion unit that generates a PWM signal based on the voltage command and outputs the PWM signal to the inverter circuit, and a DC voltage detection unit that detects a DC voltage supplied from the power source to the inverter circuit. A table in which a current command for the number is set is provided, and the current determination unit corrects the rotation speed in accordance with a change in the DC voltage, and determines the current command with reference to the table.

テーブルは、基準直流電圧における回転数に対して設定された電流指令を保有している。電流決定部は、基準直流電圧と検出された直流電圧とに基づいて前記回転数を補正する。そして、テーブルを参照して、補正後の回転数に応じた電流指令が決定され、この電流指令に基づいてモータが駆動制御される。これによって、インバータ回路に供給される直流電圧が変動しても、所望の回転数でモータを回転駆動することができ、確実に弱め界磁制御を行える。   The table has a current command set for the rotational speed at the reference DC voltage. The current determination unit corrects the rotational speed based on the reference DC voltage and the detected DC voltage. Then, with reference to the table, a current command corresponding to the corrected rotation speed is determined, and the motor is driven and controlled based on this current command. As a result, even if the DC voltage supplied to the inverter circuit fluctuates, the motor can be driven to rotate at a desired rotational speed, and field-weakening control can be performed reliably.

具体的な回転数の補正として、電流決定部は、検出された直流電圧が基準直流電圧より小のとき、回転数が大きくなるように補正し、直流電圧が基準直流電圧より大のとき、回転数が小さくなるように補正する。すなわち、基準直流電圧と検出された直流電圧との差が大きくなるほど、回転数の補正量が大きくなる。   As a specific correction of the rotation speed, the current determination unit corrects the rotation speed to be larger when the detected DC voltage is smaller than the reference DC voltage, and rotates when the DC voltage is larger than the reference DC voltage. Correct so that the number is smaller. That is, the greater the difference between the reference DC voltage and the detected DC voltage, the greater the amount of rotation speed correction.

補正後の回転数に対する閾値が設定され、補正後の回転数が前記閾値を超えるとき、電流指令は固定値とされる。回転数によっては、電流指令を必要としない場合や安全性の点から電流指令が制限される場合がある。これに基づいて閾値は設定される。   A threshold value for the corrected rotation speed is set, and when the corrected rotation speed exceeds the threshold value, the current command is set to a fixed value. Depending on the number of revolutions, the current command may not be required or the current command may be limited from the viewpoint of safety. Based on this, the threshold is set.

閾値としては、上限閾値が設定され、上限閾値に対する電流指令の固定値として最小制限値が決められる。また、下限閾値が設定され、下限閾値に対する電流指令の固定値が0とされる。なお、上限閾値および下限閾値の両方を設定するだけでなく、いずれか一方だけを設定してもよい。このように、回転数の閾値に応じて電流指令を固定値とすることにより、テーブルのデータ量を減らすことができる。   An upper limit threshold is set as the threshold, and a minimum limit value is determined as a fixed value of the current command with respect to the upper limit threshold. In addition, a lower limit threshold is set, and a fixed value of the current command with respect to the lower limit threshold is set to zero. Note that not only both the upper threshold and the lower threshold may be set, but either one may be set. Thus, the data amount of the table can be reduced by setting the current command to a fixed value according to the rotation speed threshold value.

そして、電源として交流電源が用いられ、該交流電源からの交流電圧が直流電圧に変換されてインバータ回路に供給され、直流電圧検出部の代わりに、前記交流電圧を検出する交流電圧検出部が設けられ、検出された交流電圧から直流電圧を算出する。   Then, an AC power source is used as a power source, an AC voltage from the AC power source is converted into a DC voltage and supplied to an inverter circuit, and an AC voltage detecting unit for detecting the AC voltage is provided instead of the DC voltage detecting unit. The DC voltage is calculated from the detected AC voltage.

例えば、回路レイアウトや測定部品の都合上、直流電圧を直接検出できない場合がある。インバータ回路に供給される直流電圧とこの直流電圧の変換前の交流電圧とは対応関係にあるので、直流電圧の変動は交流電圧の変動でもある。そこで、直流電圧を検出できなくても、交流電圧を検出すればよく、上記のように回転数を補正して、テーブルを参照しながらモータを駆動制御できる。   For example, the direct current voltage may not be directly detected due to the circuit layout or measurement components. Since the DC voltage supplied to the inverter circuit and the AC voltage before conversion of the DC voltage have a corresponding relationship, the fluctuation of the DC voltage is also the fluctuation of the AC voltage. Therefore, even if the DC voltage cannot be detected, it is only necessary to detect the AC voltage, and the motor can be driven and controlled with reference to the table by correcting the rotational speed as described above.

上記のモータ制御装置を電気機器が備えていると、テーブルを使用してモータの弱め界磁制御を行える。特に、電気機器として洗濯機あるいは洗濯乾燥機に適用すると、脱水運転のように高速でモータを回転駆動する必要があるので、適切な弱め界磁制御ができ、好適である。   When the electric apparatus includes the motor control device, the field weakening control of the motor can be performed using a table. In particular, when the present invention is applied to a washing machine or a washing / drying machine as an electric device, it is necessary to rotate the motor at a high speed as in a dehydrating operation.

本発明によると、テーブルを使用して、モータの駆動制御をする場合、複数のテーブルを用意したり、データの多いテーブルを用意する必要がなくなり、1つのテーブルだけでよく、メモリ使用量を低減でき、コストを減らせる。   According to the present invention, when controlling a motor using a table, it is not necessary to prepare a plurality of tables or a table with a lot of data, and only one table is required, and the memory usage is reduced. Can reduce costs.

本実施形態のモータ制御装置を使用したモータ駆動装置の概略構成を図1に示す。モータ駆動装置は、交流電源からの電力によって動作する電気機器に搭載され、3相永久磁石型同期モータであるモータ1をインバータ回路2によるインバータ制御によって駆動制御する。インバータ回路2には、モータ制御装置であるマイクロコンピュータ(マイコン)3から3相電圧信号Vu*、Vv*、Vw*が供給され、インバータ回路2は、この信号に基づいてモータ1に印加電圧を出力する。コンバータ回路4は、交流電源5から直流電源を形成し、インバータ回路2に電力を供給する。   A schematic configuration of a motor driving device using the motor control device of the present embodiment is shown in FIG. The motor driving device is mounted on an electric device that operates with electric power from an AC power supply, and drives and controls a motor 1 that is a three-phase permanent magnet type synchronous motor by inverter control by an inverter circuit 2. The inverter circuit 2 is supplied with three-phase voltage signals Vu *, Vv * and Vw * from a microcomputer 3 which is a motor control device. The inverter circuit 2 applies an applied voltage to the motor 1 based on this signal. Output. The converter circuit 4 forms a DC power supply from the AC power supply 5 and supplies power to the inverter circuit 2.

そして、モータ1の回転数を検出するためにロータ位置検出部6が設けられている。ロータ位置検出部6は、ホールセンサを用い、モータ1のロータ位置を検出して、マイコン3にロータ位置信号を出力する。また、インバータ回路2に供給される直流電圧を検出する直流電圧検出部7が設けられている。直流電圧検出部7は、コンバータ回路4とインバータ回路2との間に設けられ、抵抗の両端にかかる電圧から直流電圧を検出して、マイコン3に直流電圧信号Vdcを出力する。   A rotor position detector 6 is provided to detect the rotation speed of the motor 1. The rotor position detection unit 6 detects the rotor position of the motor 1 using a hall sensor and outputs a rotor position signal to the microcomputer 3. Further, a DC voltage detector 7 that detects a DC voltage supplied to the inverter circuit 2 is provided. The DC voltage detector 7 is provided between the converter circuit 4 and the inverter circuit 2, detects a DC voltage from the voltage applied to both ends of the resistor, and outputs a DC voltage signal Vdc to the microcomputer 3.

マイコン3は、ロータ位置検出部6からのロータ位置信号と直流電圧検出部7からの直流電圧信号Vdcを用いて、プログラムにしたがって3相電圧信号Vu*、Vv*、Vw*を演算して、これらの信号をインバータ回路2に出力する。   The microcomputer 3 calculates the three-phase voltage signals Vu *, Vv *, and Vw * according to the program using the rotor position signal from the rotor position detector 6 and the DC voltage signal Vdc from the DC voltage detector 7. These signals are output to the inverter circuit 2.

マイコン3は、モータ1の回転数に基づいて電流指令を決定する電流決定部と、前記電流指令から電圧指令を演算する電圧演算部と、前記電圧指令に基づいてPWM信号を生成して、PWM信号をインバータ回路2に出力する変換部とを有している。具体的には、図2に示すように、モータ回転数演算部11、減算部12、q軸電流演算部13、参照回転数補正部14、d軸電流演算部15、2相電圧演算部16、d軸電流テーブル17、角度演算部18、2相3相電圧変換部19を有する。電流決定部は、モータ回転数演算部11、減算部12、q軸電流演算部13、d軸電流演算部15によって構成される。電圧演算部は、2相電圧演算部16から構成され、変換部は、2相3相電圧変換部19から構成される。   The microcomputer 3 generates a PWM signal based on the current command, a current determination unit that determines a current command based on the rotational speed of the motor 1, a voltage calculation unit that calculates a voltage command from the current command, and generates a PWM signal. A converter that outputs a signal to the inverter circuit 2. Specifically, as shown in FIG. 2, the motor rotation number calculation unit 11, the subtraction unit 12, the q-axis current calculation unit 13, the reference rotation number correction unit 14, the d-axis current calculation unit 15, and the two-phase voltage calculation unit 16. A d-axis current table 17, an angle calculation unit 18, and a two-phase three-phase voltage conversion unit 19. The current determination unit includes a motor rotation number calculation unit 11, a subtraction unit 12, a q-axis current calculation unit 13, and a d-axis current calculation unit 15. The voltage calculation unit includes a two-phase voltage calculation unit 16, and the conversion unit includes a two-phase three-phase voltage conversion unit 19.

参照回転数補正部14は、検出された回転数を直流電圧の変動に応じて補正し、補正後の回転数をd軸電流演算部15に出力する。d軸電流演算部15は、補正後の回転数に対して、d軸電流テーブル17を参照しながらd軸電流指令を決定する。なお、その他の各部は、特許文献1、特開2001−204200号公報等に記載のように公知のものである。   The reference rotation speed correction unit 14 corrects the detected rotation speed according to the fluctuation of the DC voltage, and outputs the corrected rotation speed to the d-axis current calculation unit 15. The d-axis current calculation unit 15 determines a d-axis current command with reference to the d-axis current table 17 for the corrected rotational speed. In addition, each other part is a well-known thing as described in patent document 1, Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-204200, etc.

d軸電流テーブル17は、図3に示すように、モータの回転数に対するd軸電流指令を有している。このテーブルのd軸電流指令は、基準直流電圧における回転数ごとに予め決められたd軸電流指令のデータである。例えば、基準直流電圧を80Vとして、所望の回転数で高効率の弱め界磁制御を実現できるd軸電流指令をモータ回転数ごとに実験により、あるいはシミュレーションにより求めて、テーブルが作成される。   As shown in FIG. 3, the d-axis current table 17 has a d-axis current command with respect to the rotational speed of the motor. The d-axis current command in this table is d-axis current command data determined in advance for each rotation speed at the reference DC voltage. For example, the reference DC voltage is set to 80 V, and a table is created by obtaining a d-axis current command capable of realizing high-efficiency field-weakening control at a desired rotational speed by experiment or simulation for each motor rotational speed.

次に、上記のマイコン3によるの制御動作を説明する。図4のフローチャートに示すように、ロータ位置信号に基づいてモータ1の回転数をモータ回転数演算部11により演算する(S1)。モータ回転数演算部11から演算モータ回転数ωが出力され、減算部12により、演算モータ回転数ωと目標とする指令モータ回転数ω*との偏差Δωを算出する(S2)。この偏差Δωがq軸電流演算部13に入力される。q軸電流演算部13は、Δωからq軸電流指令Iqを決定する(S3)。   Next, the control operation by the microcomputer 3 will be described. As shown in the flowchart of FIG. 4, the rotational speed of the motor 1 is calculated by the motor rotational speed calculator 11 based on the rotor position signal (S1). The motor rotation number ω is output from the motor rotation number calculation unit 11, and the subtraction unit 12 calculates a deviation Δω between the calculation motor rotation number ω and the target command motor rotation number ω * (S 2). This deviation Δω is input to the q-axis current calculation unit 13. The q-axis current calculation unit 13 determines the q-axis current command Iq from Δω (S3).

また、参照回転数補正部14は、演算モータ回転数ωを直流電圧検出部7によって検出された直流電圧Vdcに応じて補正し、参照用回転数ωLを決定する(S4)。すなわち、検出された直流電圧Vdcが基準直流電圧より大きいとき、d軸電流指令の参照用回転数ωLが小さくなるように補正し、検出された直流電圧Vdcが基準直流電圧より小さいとき、参照用回転数ωLが大きくなるように補正する。d軸電流演算部15は、d軸電流テーブル17のデータを参照して、補正後の回転数ωLに基づいてd軸電流指令Idを決定する(S5)。   Further, the reference rotation speed correction unit 14 corrects the arithmetic motor rotation speed ω according to the DC voltage Vdc detected by the DC voltage detection unit 7, and determines the reference rotation speed ωL (S4). That is, when the detected DC voltage Vdc is larger than the standard DC voltage, the reference rotational speed ωL of the d-axis current command is corrected so as to be small, and when the detected DC voltage Vdc is smaller than the standard DC voltage, It correct | amends so that rotation speed (omega) L may become large. The d-axis current calculation unit 15 refers to the data in the d-axis current table 17 and determines the d-axis current command Id based on the corrected rotation speed ωL (S5).

d軸電流演算部15は、参照用回転数補正部14から入力された参照用回転数ωLに応じたd軸電流指令を決定し、2相電圧演算部16に出力する。2相電圧演算部16は、q軸電流指令Iq、d軸電流指令Idおよび演算モータ回転数ωに基づいて、q軸電圧指令Vqおよびd軸電圧指令Vdを演算する(S6)。   The d-axis current calculation unit 15 determines a d-axis current command corresponding to the reference rotation speed ωL input from the reference rotation speed correction unit 14 and outputs the d-axis current command to the two-phase voltage calculation unit 16. The two-phase voltage calculation unit 16 calculates the q-axis voltage command Vq and the d-axis voltage command Vd based on the q-axis current command Iq, the d-axis current command Id, and the calculation motor rotation speed ω (S6).

また、角度演算部18は、ロータ位置信号から回転角度θを演算する(S7)。2相3相電圧変換部19では、q軸電圧指令Vqとd軸電圧指令Vdを回転角度θに基づいて、3相電圧Vu、Vv、Vwに変換する(S8)。3相電圧Vu、Vv、Vwは、インバータ回路2に出力される(S9)。   Further, the angle calculator 18 calculates the rotation angle θ from the rotor position signal (S7). The two-phase three-phase voltage converter 19 converts the q-axis voltage command Vq and the d-axis voltage command Vd into three-phase voltages Vu, Vv, and Vw based on the rotation angle θ (S8). The three-phase voltages Vu, Vv, Vw are output to the inverter circuit 2 (S9).

ここで、回転数の補正において、検出された直流電圧Vdcの値に応じて次式により、参照用回転数ωLを算出する。
ωL=ω+k×(80−Vdc) ・・・(1)
kは計算用の係数であり、図8のテーブルを用いたモータと同様の特性のモータであれば、k=1とすればよい。
Here, in the correction of the rotational speed, the reference rotational speed ωL is calculated by the following equation according to the detected value of the DC voltage Vdc.
ωL = ω + k × (80−Vdc) (1)
k is a coefficient for calculation. If the motor has the same characteristics as the motor using the table of FIG. 8, k = 1 may be used.

演算モータ回転数100rpm、直流電圧60Vの場合、従来技術に示した図9のテーブルを用いると、d軸電流指令Id=−6となる。このd軸電流指令に応じて弱め界磁制御を行うと、モータ1は十分なトルクが得られず、効率が悪化したり、所望の回転数で駆動できない等の問題が発生する。しかし、(1)式に基づく補正後の回転数は120rpmとなり、図3のd軸電流テーブル17を参照すると、d軸電流指令Id=−8となる。直流電圧が基準直流電圧80Vから60Vに低下しても、モータ1の回転数を増大させることができ、十分なトルクが得られる。したがって、効率が悪化することなく、所望の回転数で駆動することが可能となる。   When the rotational speed of the arithmetic motor is 100 rpm and the DC voltage is 60 V, the d-axis current command Id = −6 when the table of FIG. 9 shown in the prior art is used. When field weakening control is performed according to the d-axis current command, the motor 1 cannot obtain a sufficient torque, resulting in problems such as inefficiency and inability to drive at a desired rotational speed. However, the rotation speed after correction based on the equation (1) is 120 rpm, and referring to the d-axis current table 17 in FIG. 3, the d-axis current command Id = −8. Even if the DC voltage decreases from the reference DC voltage 80V to 60V, the number of revolutions of the motor 1 can be increased and sufficient torque can be obtained. Therefore, it is possible to drive at a desired rotational speed without deteriorating the efficiency.

ところで、モータ1の起動時のように回転数が低い場合、界磁電流は0となる。図3に示すテーブル17では、参照用回転数ωLが低く、d軸電流指令を必要としない回転領域が存在する。すなわち、d軸電流指令Id=0となる領域がテーブル17に含まれることになる。   By the way, when the rotational speed is low, such as when the motor 1 is started, the field current becomes zero. In the table 17 shown in FIG. 3, there is a rotation region in which the reference rotation speed ωL is low and a d-axis current command is not required. That is, an area where the d-axis current command Id = 0 is included in the table 17.

また、インバータ回路2に過大な電流が流れて回路が劣化したり、破壊されることなどを回避するため、d軸電流指令の最小値は所定の値、例えば−10に制限されている。図3に示すテーブル17には、参照用回転数ωLが高く、d軸電流が最小値に制限されている回転領域が存在する。すなわち、d軸電流指令Id=−10となる領域がテーブル17に含まれることになる。   Further, in order to avoid an excessive current flowing through the inverter circuit 2 to deteriorate or destroy the circuit, the minimum value of the d-axis current command is limited to a predetermined value, for example, −10. The table 17 shown in FIG. 3 has a rotation region in which the reference rotation speed ωL is high and the d-axis current is limited to the minimum value. That is, the table 17 includes an area where the d-axis current command Id = −10.

そこで、補正後の回転数に対する閾値を設定する。閾値には、上限閾値ω1と下限閾値ω2とがあり、各閾値に対してd軸電流指令の値を固定値とする。下限閾値の固定値としては、d軸電流指令Id=0である。上限閾値の固定値としては、d軸電流指令Id=−10である。   Therefore, a threshold for the corrected rotation speed is set. The threshold includes an upper limit threshold ω1 and a lower limit threshold ω2, and the value of the d-axis current command is a fixed value for each threshold. The fixed value of the lower threshold is d-axis current command Id = 0. The fixed value of the upper limit threshold is d-axis current command Id = −10.

そのため、d軸電流テーブル17には、図5に示すように、下限閾値を40rpmとしたときは、40rpmより高いときのd軸電流指令のデータを記憶しておく。また、上限閾値を140rpmとしたとき、140rpmより低いときのd軸電流指令のデータを記憶しておく。   For this reason, the d-axis current table 17 stores d-axis current command data when the lower limit threshold is 40 rpm, as shown in FIG. Further, when the upper limit threshold is 140 rpm, d-axis current command data when lower than 140 rpm is stored.

このテーブル17を用いたときの制御動作を図6に示す。基本的な動作は、図4に示すものと同じである。d軸電流演算部13は、参照用回転数ωLが閾値ω1よりも大きいか否かを判定する(S10)。閾値ω1以下のときは、参照用回転数ωL=ω1を設定する(S11)。   A control operation when this table 17 is used is shown in FIG. The basic operation is the same as that shown in FIG. The d-axis current calculation unit 13 determines whether or not the reference rotation speed ωL is larger than the threshold value ω1 (S10). If it is equal to or less than the threshold value ω1, the reference rotational speed ωL = ω1 is set (S11).

参照用回転数ωLが閾値ω1より大きいとき、参照用回転数ωLが閾値ω2よりも小さいか否かを判定する(S12)。閾値ω2以上のときは、参照用回転数ωL=ω2を設定する(S13)。参照用回転数ωLが閾値ω1よりも大きく、かつ閾値ω2よりも小さいときは、参照用回転数ωLをそのまま使用する。d軸電流テーブル17から参照用回転数ωLに対する電流指令データを読出して、d軸電流指令Idを決定する(S5)。   When the reference rotational speed ωL is larger than the threshold ω1, it is determined whether or not the reference rotational speed ωL is smaller than the threshold ω2 (S12). If it is equal to or greater than the threshold ω2, the reference rotational speed ωL = ω2 is set (S13). When the reference rotational speed ωL is larger than the threshold ω1 and smaller than the threshold ω2, the reference rotational speed ωL is used as it is. Current command data for the reference rotational speed ωL is read from the d-axis current table 17 to determine the d-axis current command Id (S5).

このようなテーブル17を使用することにより、不揮発性メモリに記憶しておくデータ量を低減できる。したがって、記憶容量の少ないメモリを使用することが可能となり、コストを低減できる。   By using such a table 17, the amount of data stored in the nonvolatile memory can be reduced. Therefore, it is possible to use a memory with a small storage capacity, and the cost can be reduced.

上記の実施形態におけるモータ駆動装置では、直接直流電圧を検出している。直流電圧検出部7の代わりに、図7に示すように、交流電圧検出部20を設けてもよい。交流電圧検出部20は、交流電源5とコンバータ回路4との間に設けられ、交流電源5からの交流電圧を検出する。コンバータ回路4は、入力された交流電圧を整流して、直流電圧として出力する。そのため、入力される交流電圧の大きさと出力される直流電圧の大きさには対応関係がある。マイコン3は、検出された交流電圧から直流電圧を推定することができる。そして、この推定した直流電圧に応じてd軸電流テーブル17の参照時に使用する回転数を補正する。その他の構成は、上記の実施形態と同じであるため、省略する。   In the motor drive device in the above embodiment, a direct current voltage is directly detected. Instead of the DC voltage detector 7, an AC voltage detector 20 may be provided as shown in FIG. The AC voltage detection unit 20 is provided between the AC power supply 5 and the converter circuit 4 and detects an AC voltage from the AC power supply 5. The converter circuit 4 rectifies the input AC voltage and outputs it as a DC voltage. Therefore, there is a correspondence between the magnitude of the input AC voltage and the magnitude of the output DC voltage. The microcomputer 3 can estimate a DC voltage from the detected AC voltage. Then, the rotational speed used when referring to the d-axis current table 17 is corrected according to the estimated DC voltage. Other configurations are the same as those in the above-described embodiment, and thus are omitted.

次に、本実施形態のモータ駆動装置を洗濯機に適用する。洗濯機は、洗濯槽に直接モータ1を取付けたダイレクトドライブ方式とされ、モータ1の回数が直接洗濯槽の回転となる。洗濯機は、低速で洗濯槽を回転させて洗濯物の洗濯を行う洗い運転やすすぎ運転と、高速で洗濯槽を回転させて脱水を行う脱水運転とを行う。   Next, the motor drive device of this embodiment is applied to a washing machine. The washing machine is a direct drive system in which the motor 1 is directly attached to the washing tub, and the number of times of the motor 1 directly rotates the washing tub. The washing machine performs a washing operation and a rinsing operation in which the laundry tub is rotated at a low speed to wash the laundry, and a dehydration operation in which the laundry tub is rotated at a high speed to perform dehydration.

脱水運転では、洗濯物を早く乾かすために、水分を遠心分離により減らすことが要求される。そのため、洗濯槽の高速回転が必要となり、指定されたモータ回転数でモータが駆動制御される。このとき、十分なトルクを確保して、安定した回転駆動を行えるように、弱め界磁制御が行われる。   In the dehydration operation, it is required to reduce moisture by centrifugation in order to dry the laundry quickly. Therefore, it is necessary to rotate the washing tub at high speed, and the motor is driven and controlled at the designated motor rotation speed. At this time, field weakening control is performed so that sufficient torque is secured and stable rotation driving can be performed.

脱水運転において、指令モータ回転数ω*がマイコン3に入力されると、マイコン3は、この指令モータ回転数ω*に基づいてモータ1を駆動制御する。マイコン3は、直流電圧の変動に応じてd軸電流テーブル17を参照しながら弱め界磁制御を行う。これにより、モータ駆動装置は、洗濯槽の回転に伴ってモータ1にかかる負荷の変動等により直流電圧が変動した場合であっても、指令モータ回転数ω*で洗濯槽を高効率に回転させることができる。   When the command motor rotation speed ω * is input to the microcomputer 3 in the dehydration operation, the microcomputer 3 drives and controls the motor 1 based on the command motor rotation speed ω *. The microcomputer 3 performs field-weakening control while referring to the d-axis current table 17 according to the fluctuation of the DC voltage. As a result, the motor drive device rotates the washing tub with high efficiency at the command motor rotational speed ω * even when the DC voltage fluctuates due to fluctuations in the load applied to the motor 1 along with the rotation of the washing tub. be able to.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。上記のモータ制御装置は、電気自動車、エレベータ、ポンプ等の同期モータを使用した電気機器に適用してもよい。また、補正後の回転数に対して上限および下限の閾値を設定したが、いずれか一方のみの閾値を設定してもよく、これに合わせてd軸電流テーブルを作成しても、データ量を減らすことができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, many corrections and changes can be added to the said embodiment within the scope of the present invention. You may apply said motor control apparatus to the electric equipment which uses synchronous motors, such as an electric vehicle, an elevator, and a pump. In addition, although the upper and lower thresholds are set for the corrected number of revolutions, only one of the thresholds may be set. Even if a d-axis current table is created in accordance with this, the amount of data can be reduced. Can be reduced.

本発明のモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the motor drive device of this invention モータ駆動装置に使用されるモータ制御装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the motor control apparatus used for a motor drive device 本実施形態の回転数とd軸電流指令とのテーブルを示す図The figure which shows the table of the rotation speed of this embodiment, and d-axis current command マイコンの制御動作のフローチャートMicrocomputer control operation flowchart 他の実施形態の回転数とd軸電流指令とのテーブルを示す図The figure which shows the table of rotation speed and d-axis current command of other embodiment. 他の実施形態のテーブルを使用したときのマイコンの制御動作のフローチャートFlow chart of control operation of microcomputer when using table of other embodiment 他の実施形態のモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the motor drive device of other embodiment. 従来の回転数および直流電圧に対するd軸電流指令のテーブルを示す図The figure which shows the table of the d-axis current command with respect to the conventional rotation speed and DC voltage 従来の回転数とd軸電流指令のテーブルを示す図The figure which shows the table of the conventional rotation speed and d-axis current command 従来の直流電圧とd軸電流指令のテーブルを示す図The figure which shows the table of the conventional DC voltage and d-axis current command

符号の説明Explanation of symbols

1 モータ
2 インバータ回路
3 マイクロコンピュータ
4 コンバータ回路
5 交流電源
6 ロータ位置検出部
7 直流電圧検出部
11 モータ回転数演算部
12 減算部
13 q軸電流演算部
14 参照回転数補正部
15 d軸電流演算部
16 2相電圧演算部
17 d軸電流テーブル
18 角度演算部
19 2相3相電圧変換部
20 交流電圧検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Inverter circuit 3 Microcomputer 4 Converter circuit 5 AC power supply 6 Rotor position detection part 7 DC voltage detection part 11 Motor rotation speed calculation part 12 Subtraction part 13 q-axis current calculation part 14 Reference rotation speed correction part 15 d-axis current calculation Unit 16 two-phase voltage calculation unit 17 d-axis current table 18 angle calculation unit 19 two-phase three-phase voltage conversion unit 20 AC voltage detection unit

Claims (9)

モータに電源からの電力をインバータ回路を通して供給するモータ制御装置であって、モータの回転数に基づいて電流指令を決定する電流決定部と、前記電流指令から電圧指令を演算する電圧演算部と、前記電圧指令に基づいてPWM信号を生成して前記インバータ回路に出力する変換部と、前記電源からインバータ回路に供給される直流電圧を検出する直流電圧検出部とを備え、前記回転数に対する電流指令を設定したテーブルが設けられ、前記電流決定部は、前記直流電圧の変動に応じて前記回転数を補正し、前記テーブルを参照して電流指令を決定することを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device that supplies power from a power source to a motor through an inverter circuit, a current determination unit that determines a current command based on the number of rotations of the motor, a voltage calculation unit that calculates a voltage command from the current command, A current command for the rotational speed, comprising: a converter that generates a PWM signal based on the voltage command and outputs the PWM signal to the inverter circuit; and a DC voltage detector that detects a DC voltage supplied from the power source to the inverter circuit. A motor control device is provided, wherein the current determination unit corrects the rotation speed in accordance with a change in the DC voltage, and determines a current command with reference to the table. テーブルは、基準直流電圧における回転数に対して設定された電流指令を保有しており、前記電流決定部は、基準直流電圧と検出された直流電圧とに基づいて前記回転数を補正することを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。 The table holds a current command set for the rotational speed at the reference DC voltage, and the current determining unit corrects the rotational speed based on the reference DC voltage and the detected DC voltage. The motor control device according to claim 1, characterized in that: 電流決定部は、検出された直流電圧が基準直流電圧より小のとき、回転数が大きくなるように補正し、直流電圧が基準直流電圧より大のとき、回転数が小さくなるように補正することを特徴とする請求項2記載のモータ制御装置。 The current determining unit corrects the rotational speed to be increased when the detected DC voltage is smaller than the reference DC voltage, and corrects the rotational speed to be decreased when the DC voltage is larger than the reference DC voltage. The motor control device according to claim 2. 補正後の回転数に対する閾値が設定され、補正後の回転数が前記閾値を超えるとき、電流指令は固定値とされることを特徴とする請求項2または3記載のモータ制御装置。 4. The motor control device according to claim 2, wherein a threshold value for the corrected rotational speed is set, and the current command is set to a fixed value when the corrected rotational speed exceeds the threshold value. 補正後の回転数の上限閾値が設定され、上限閾値に対する電流指令の固定値として最小制限値が決められたことを特徴とする請求項4記載のモータ制御装置。 The motor control device according to claim 4, wherein an upper limit threshold value for the rotation speed after correction is set, and a minimum limit value is determined as a fixed value of the current command with respect to the upper limit threshold value. 補正後の回転数の下限閾値が設定され、下限閾値に対する電流指令の固定値が0とされたことを特徴とする請求項4記載のモータ制御装置。 5. The motor control device according to claim 4, wherein a lower limit threshold value of the rotation speed after correction is set, and a fixed value of the current command with respect to the lower limit threshold value is set to zero. 電源として交流電源が用いられ、該交流電源からの交流電圧が直流電圧に変換されてインバータ回路に供給され、直流電圧検出部の代わりに、前記交流電圧を検出する交流電圧検出部が設けられ、検出された交流電圧から直流電圧を算出することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のモータ制御装置。 An AC power source is used as a power source, an AC voltage from the AC power source is converted into a DC voltage and supplied to an inverter circuit, and instead of a DC voltage detection unit, an AC voltage detection unit for detecting the AC voltage is provided, The motor control device according to claim 1, wherein a DC voltage is calculated from the detected AC voltage. 請求項1〜7のいずれかに記載のモータ制御装置を備え、テーブルを使用してモータの弱め界磁制御を行うことを特徴とする電気機器。 An electric apparatus comprising the motor control device according to claim 1, wherein field weakening control of the motor is performed using a table. 電気機器は、洗濯機あるいは洗濯乾燥機であることを特徴とする請求項8記載の電気機器。 9. The electric device according to claim 8, wherein the electric device is a washing machine or a washing / drying machine.
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