JPH0697868B2 - Electric motor speed control device and electric motor speed control method - Google Patents
Electric motor speed control device and electric motor speed control methodInfo
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- JPH0697868B2 JPH0697868B2 JP63039438A JP3943888A JPH0697868B2 JP H0697868 B2 JPH0697868 B2 JP H0697868B2 JP 63039438 A JP63039438 A JP 63039438A JP 3943888 A JP3943888 A JP 3943888A JP H0697868 B2 JPH0697868 B2 JP H0697868B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電動機の速度制御装置に係り、特に周期性を有
して脈動する負荷を駆動するのに、その周期をn分割
し、それぞれ分割された領域毎に速度検出を行なって、
この検出値を基に回転脈動を減少する電動機の速度制御
装置および方法に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed control device for an electric motor, and in particular, for driving a pulsating load having a periodicity, the period is divided into n periods, and each period is divided. Perform speed detection for each area
The present invention relates to an electric motor speed control apparatus and method for reducing rotational pulsation based on the detected value.
周期性を有して脈動する負荷を駆動する電動機の速度制
御装置として、当発明者等は特開昭61-173690号公報記
載のものを提案している。これは上記周期をnを分割
し、それぞれ分割された領域毎に速度検出を行ない、こ
の速度検出値を用いて回転脈動を減じるように電動機に
加える電圧もしくは電流のn個のデータの少なくとも1
つのデータを修正するとともに、上記のn個のデータの
少なくとも1つのデータに応じて、電動機に加える電圧
もしくは電流を制御するものである。As a speed control device for an electric motor that drives a pulsating load having periodicity, the inventors of the present invention have proposed a speed control device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-173690. This is done by dividing the above cycle into n, detecting the speed for each divided region, and using this detected speed value, at least one of the n data of voltage or current applied to the motor so as to reduce the rotational pulsation.
One data is corrected, and the voltage or current applied to the electric motor is controlled according to at least one of the above n data.
上記の制御装置は、次の様に言いかえることができる。
すなわち、脈動する負荷の周期に対してn個に分割され
た領域毎の速度[N0,N1,…Nn]とn個の電圧もしくは
電流データ[I0,I1,…In]があり、i周期目の上記デ
ータ群を(i−1)周期目の上記データ群及び、指令速
度と(i−1)番目の分割速度群との差により作成する
制御手法である。1つの分割された領域に注目した時、
電圧もしくは電流の1つのデータ、例えばIKに対して1
つの領域の速度、例えばNKが指令速度と一致するように
繰り返し修正を行なう制御手法である。The above control device can be rephrased as follows.
That is, the speed [N 0 , N 1 , ... N n ] and n voltage or current data [I 0 , I 1 , ... I n ] for each region divided into n with respect to the cycle of the pulsating load. There is a control method for creating the i-th cycle data group based on the difference between the (i-1) -th cycle data group and the command speed and the (i-1) th divided speed group. Focusing on one divided area,
One data item of voltage or current, eg 1 for I K
This is a control method in which the speed in one region, for example N K, is repeatedly corrected so as to match the commanded speed.
したがって、分割された領域毎の速度に誤差が存在した
場合、その誤差を含む分割された領域毎の速度に基づい
て修正される電圧もしくは電流データには、誤差が重畳
され、指令速度と実速度が一致しない現象が生じる。Therefore, if there is an error in the speed for each divided area, the error is superimposed on the voltage or current data that is corrected based on the speed for each divided area that includes the error, and the command speed and the actual speed are The phenomenon that does not match occurs.
すなわち、上記従来技術は検出速度誤差についての配慮
がされておらず脈動する負荷を駆動するに際して、誤差
を含む分割領域速度に基づいて作成され、モータに印加
される電圧もしくは電動機に流れる電流は、正しい電圧
もしくは電流に対して大きすぎるか、もしくは小さすぎ
ることになり、負荷として例えば負荷トルクに対し電動
機出力トルクが一致しないまま運転が継続され、回転あ
るいは速度脈動が迅速かつ充分に低下しない場合があ
る。That is, the above-mentioned conventional technique does not consider the detection speed error, and when driving a pulsating load, it is created based on the divided region speed including an error, and the voltage applied to the motor or the current flowing in the electric motor is It may be too large or too small for the correct voltage or current, and the operation may be continued as the load output torque does not match the motor output torque, for example, and the rotation or speed pulsation may not decrease rapidly and sufficiently. is there.
本発明の目的は、分割された領域毎の速度に誤差が含ま
れている場合でも、周期性を有して脈動する負荷を駆動
するのに、この周期をn分割して電動機を制御する上述
の制御方法を適用して上記の周期を全期間にわたって速
度(回転)脈動を低減することができる電動機の速度制
御装置あるいは方法を提供することにある。The object of the present invention is to control the motor by dividing the cycle into n to drive a pulsating load having a periodicity even when the speed of each of the divided areas includes an error. It is an object of the present invention to provide a speed control device or method for an electric motor, which is capable of reducing the speed (rotation) pulsation over the entire period by applying the control method described in 1 above.
上記目的は、負荷の脈動する周期、もしくはそれより長
い周期の負荷の平均速度を検出し、速度と上記平均速度
の差により補正速度を作成し、この補正速度を用いて、
n個の電動機に加える電圧もしくは電流データの少なく
とも1つのデータを選び、このデータを作成する基とな
る分割領域の速度と上記の補正速度の2つの組み合せで
上記のデータを作成することにより達成される。The above-mentioned purpose is to detect the average speed of the load pulsating cycle or the load of a longer cycle, create a correction speed by the difference between the speed and the average speed, and use this correction speed,
It is achieved by selecting at least one data of voltage or current data to be applied to n motors, and creating the above data with two combinations of the speed of the divided area from which this data is created and the above correction speed. It
具体的には、前記負荷のトルク変動の周期あるいはこれ
より長い周期の平均速度を検出する平均速度検出手段
と、この平均速度検出手段から得れた平均速度と速度と
の差に応じて前記分割された領域の速度に対し補正速度
を生成する補正速度算出手段とを具備し、この補正速度
算出手段によって得られた補正データにより前記分割さ
れた領域毎に電流指令あるいは電圧指令を補正して前記
電動機に付与することによって達成される。Specifically, the average speed detecting means for detecting the average speed of the load torque fluctuation cycle or a cycle longer than the cycle, and the division according to the difference between the average speed and the speed obtained from the average speed detecting means. Correction speed calculating means for generating a correction speed for the speed of the divided area, and correcting the current command or the voltage command for each of the divided areas by the correction data obtained by the correction speed calculating means. It is achieved by applying to an electric motor.
脈動する負荷の周囲をn分割し、それぞれ分割された領
域毎のn個の速度の少なくとも1つに検出誤差を含まれ
る場合を考えると、先に示した様に、その分割された領
域の速度に基づいて作成され電動機に印刷される電圧も
しくは電動機に流れる電流は正しい値に対して誤差をも
つ。このため例えば負荷トルク以上に電動機出力トルク
が増加、もしくは以下に減少するため、その偏差トルク
によって、少なくとも脈動負荷周期に対する平均速度に
影響が現われる。Considering the case where the surroundings of the pulsating load are divided into n and at least one of the n speeds in each divided area includes a detection error, the speed of the divided area is as shown above. The voltage generated based on the above and printed on the motor or the current flowing through the motor has an error with respect to the correct value. Therefore, for example, the electric motor output torque increases or decreases below the load torque, and the deviation torque affects at least the average speed for the pulsating load cycle.
したがって、n個に分割された領域毎の速度が一致する
ようにn個のモータに印加する電圧もしくは電流データ
を修正する一方、前述の平均偏差速度より作成した補正
データを用いて、平均偏速度が0となるように、上記n
個のデータの少なくとも1つを修正すべく、このデータ
作成の基となる分割された領域毎の速度に補正を加える
ものである。Therefore, while correcting the voltage or current data to be applied to the n motors so that the speeds of the regions divided into n match, the average deviation speed is corrected by using the correction data created from the above-mentioned average deviation speed. So that n becomes 0
In order to correct at least one of the individual pieces of data, the speed is corrected for each divided area which is the basis of the data creation.
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第5図により説
明する。実施例は負荷として圧縮機を使用したブラシレ
ス直流電動機の例である。圧縮機は周期性を有して脈動
する負荷であり、1回転を周期として大きく変動する。
実施例ではこの変動する負荷トルクに対して、1回転を
12分割し、それぞれ分割された領域毎の速度を指令速度
に一致させるべく、モータ出力トルクを決定し、速度脈
動を低減するものとしている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5. The embodiment is an example of a brushless DC motor using a compressor as a load. The compressor is a load that has a periodicity and pulsates, and varies greatly with one rotation as a cycle.
In this embodiment, one rotation is required for this fluctuating load torque.
The motor output torque is determined in order to reduce the speed pulsation so that the speed of each divided area is made to match the command speed.
第4図は本発明が適用される例えば特開昭61-173690号
公報に記載されているブラシレス直流電動機の速度制御
装置の全体構成を示したものである。FIG. 4 shows the overall structure of a speed control device for a brushless DC motor, which is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-173690, to which the present invention is applied.
1は交流電源で、この交流電源1から、整流回路2及び
平滑コンデンサ3より図示の直流電圧Edを得て、インバ
ータ4を駆動するものである。Reference numeral 1 denotes an AC power supply, which drives the inverter 4 by obtaining the illustrated DC voltage E d from the rectifier circuit 2 and the smoothing capacitor 3 from the AC power supply 1.
このインバータ4は、トランジスタTR1〜TR6と還流ダイ
オードD1〜D6とから構成された120°通電形インバータ
であり、その交流出力電圧は、直流電圧Edの正電位側ト
ランジスタTR1〜TR6の通流期間(電気角120°)がパル
ス幅変調されてチョッパ動作をすることにより制御され
るものである。The inverter 4 is a 120 ° conduction inverter comprising the transistors TR 1 to Tr 6 and the reflux diode D 1 to D 6 Tokyo, the AC output voltage, the positive potential side transistors TR 1 ~ DC voltage E d The current flow period of TR 6 (electrical angle 120 °) is controlled by performing chopper operation by pulse width modulation.
また、トランジスタTR1〜TR6の共通エミッタ端子と還流
ダイオードD4〜D6との共通アノード端子間に低抵抗R1が
接続されている。Also, low resistance R 1 is connected between the common anode terminal of the common emitter terminal of the transistor TR 1 to Tr 6 and the reflux diode D 4 to D 6.
5は圧縮機部であり、ブラシレス直流電動機の4極の永
久磁石を界磁とした同期電動機5−1と、その負荷であ
る圧縮機5−2とより成る。Reference numeral 5 denotes a compressor section, which is composed of a synchronous motor 5-1 having a permanent magnet of four poles of a brushless DC motor as a field, and a compressor 5-2 as its load.
同期電動機5−1の電機子巻線に流れる巻線電流は、前
記の低抵抗R1にも流れ、この低抵抗R1の電圧降下とし
て、巻線電流ILが検出できるものである。The winding current flowing through the armature winding of the synchronous motor 5-1 also flows through the low resistance R 1 described above, and the winding current I L can be detected as the voltage drop of the low resistance R 1 .
速度制御回路は、マイクロコンピュータ7,同期電動機5
−1の回転子の磁極を検出する磁極位置検出回路6,同期
電動機5−1の電機子巻線電流を制御する電流制御部8,
トランジスタTR1〜TR6に対するベースドライバ9、及び
同期電動機5−1の速度を、図示の速度指令NCMDとして
マイクロコンピュータ7に伝える速度指令回路12とから
構成される。The speed control circuit consists of a microcomputer 7 and a synchronous motor 5.
-1, a magnetic pole position detection circuit 6 for detecting the magnetic pole of the rotor, a current controller 8 for controlling the armature winding current of the synchronous motor 5-1,
The base driver 9 for the transistors TR 1 to TR 6 and a speed command circuit 12 for transmitting the speed of the synchronous motor 5-1 to the microcomputer 7 as a speed command NCMD shown in the figure.
前記の磁極位置検出回路6は、同期電動機5−1の電機
子巻線端子電圧VA〜VCよりフィルタ回路を用いて、回転
子位置に対応した位置検出信号6Sを形成する回路であ
る。そして、この位置検出信号6Sを用いてマイクロコン
ピュータ7において、その時間間隔の測定と演算によ
り、同期電動機5−1の回転速度を求めるものである。The magnetic pole position detection circuit 6 is a circuit that forms a position detection signal 6S corresponding to the rotor position by using a filter circuit from the armature winding terminal voltages V A to V C of the synchronous motor 5-1. Then, using the position detection signal 6S, the microcomputer 7 obtains the rotational speed of the synchronous motor 5-1 by measuring and calculating the time interval.
また、前記のマイクロコンピュータ7は、 CPU7−1,ROM7−2,RAM7−3、時間測定用のタイマ(図示
せず)などから構成され、それぞれ、アドレスバス,デ
ータバス及びコントロールバス(図示せず)によって接
続されるものである。The microcomputer 7 is composed of a CPU 7-1, a ROM 7-2, a RAM 7-3, a timer (not shown) for measuring time, etc., and an address bus, a data bus and a control bus (not shown), respectively. ) Are connected by.
そして、前記のROM7−2は、ブラシレス直流電動機に係
る同期電動機5−1を駆動するのに必要な各種プログラ
ム、例えば速度演算処理,指令取込み処理及び速度制御
装置などに係るものが記憶されている。The ROM 7-2 stores various programs necessary for driving the synchronous motor 5-1 related to the brushless DC motor, such as those related to speed calculation processing, command fetch processing and speed control device. .
一方、前記のRAM7−3は、前記の各種処理プログラムを
実行するに際して必要となる各種データを読み書きする
ための主記憶部7−3aと、回転子位置毎に通流すべき巻
線電流値に関連した12個の電流データを記憶した転流パ
ターン記憶部7−3bとからなるものである。On the other hand, the RAM 7-3 is related to the main memory 7-3a for reading and writing various data necessary for executing the various processing programs, and the winding current value to be passed for each rotor position. The commutation pattern storage unit 7-3b stores the 12 current data.
電流制御部8は、マイクロコンピュータ7の電流パター
ン記憶部7−3b内の電流データに基づいて、回転位置毎
に出力された電流出力データ11に従い、巻線電流ILを制
御するものである。尚、10は後述するチョッパ信号であ
る。The current control unit 8 controls the winding current I L according to the current output data 11 output for each rotational position based on the current data in the current pattern storage unit 7-3b of the microcomputer 7. Incidentally, 10 is a chopper signal described later.
すなわち、ブラシレス直流電動機では、電機子巻線に流
れる巻線電流は、その電動機の出力トルクに対応し、巻
線電流を回転位置毎に制御することにより、出力トルク
の回転位置毎の制御が可能となるものである。That is, in the brushless DC motor, the winding current flowing through the armature winding corresponds to the output torque of the motor, and by controlling the winding current for each rotational position, the output torque can be controlled for each rotational position. It will be.
第5図は、前述の電流制御部8の詳細を示したものであ
る。FIG. 5 shows the details of the current control unit 8 described above.
すなわち、電流指令回路としてのD/A変換器17,電流検出
回路としての増幅器13,電流指令値11aと電流検出値VIL
とを比較する電流比較器14,三角波発振器15,前述のトラ
ンジスタTR1〜TR6をチョッパ動作するためのチョッパ信
号10を作成するコンパレータ16とから構成されるもので
ある。That is, the D / A converter 17 as the current command circuit, the amplifier 13 as the current detection circuit, the current command value 11a and the current detection value V IL.
It is composed of a current comparator 14 for comparing the above, a triangular wave oscillator 15, and a comparator 16 for producing a chopper signal 10 for chopper-operating the transistors TR 1 to TR 6 described above.
マイクロコンピュータ7の電流パターン記憶部7−3bに
記憶された12個の電流データの中から、回転位置に応じ
て1個毎に読み出された電流データを基づいて、マイク
ロコンピュータ7の外部に出力された8bitの電流出力デ
ータ11は、前記のD/A変換器17によってアナログ量に変
換され、図示の電流指令値11aとなるものである。From the 12 current data stored in the current pattern storage unit 7-3b of the microcomputer 7, output to the outside of the microcomputer 7 based on the current data read out one by one according to the rotational position. The 8-bit current output data 11 thus converted is converted into an analog amount by the D / A converter 17, and becomes the illustrated current command value 11a.
そして、さきの低抵抗R1の電圧降下として得られる巻線
電流ILは、増幅器13によって増幅器され、図示の電流検
出値VILとなり、電流比較器14により上記の電流指令値1
1aと比較され、その出力14Sと三角波発振器15の出力で
ある三角波信号15Sとがコンパレータ16によって比較さ
れ、その出力としてチョッパ信号10が形成されるもので
ある。Then, the winding current I L obtained as the voltage drop of the low resistance R 1 is amplified by the amplifier 13 and becomes the illustrated current detection value V IL , and the current command value 1
The output 14S is compared with 1a, the triangular wave signal 15S which is the output of the triangular wave oscillator 15 is compared with the comparator 16, and the chopper signal 10 is formed as the output.
しかして、第2図は、位置検出信号6Sと、各位置におけ
る分割された領域毎の速度Ni及び12個の電流データIiと
の時間関係を示す動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram showing the time relationship between the position detection signal 6S and the speed N i and twelve current data I i for each divided area at each position.
同期電動機5−1が4極機であることから、同図(1)
の回転子の磁極位置を表わす位置検出信号6Sの1サイク
ルは、機械角で180°に対応し、回転子の1回転360°に
対して、図示の位置“0"から位置“11"まで、30°毎に1
2個の領域に分割される。Since the synchronous motor 5-1 is a 4-pole machine, (1) in the figure.
One cycle of the position detection signal 6S representing the magnetic pole position of the rotor of corresponds to a mechanical angle of 180 °, and for one rotation of the rotor 360 °, from the illustrated position “0” to the position “11”, 1 every 30 °
It is divided into two areas.
そして、分割された領域毎に、前記の電流パターン記憶
部7−3bに記憶された12個の8bit電流データIi(i=0
〜11)を各位置に応じて読み出す。Then, for each of the divided areas, the 12 pieces of 8-bit current data I i (i = 0) stored in the current pattern storage unit 7-3b are stored.
~ 11) is read according to each position.
ここでは、第2図(3)に示すごとく、それぞれの領域
においては電流データIiが読み出され、この電流データ
Iiに基づいて電流出力データ11がマイクロコンピュータ
7より出力されるものである。Here, as shown in FIG. 2C, the current data I i is read out in each area, and the current data I i is read out.
The current output data 11 is output from the microcomputer 7 based on I i .
そして、分割された領域位置iと位置(i+1)の60°
の期間の位置検出信号のパルス間隔時間をマイクロコン
ピュータ7において測定すると共に、演算により、分割
された領域(位置)毎の速度Ni(i=0〜11)を求める
ものとしている。第2図(2)は、この分割された領域
毎の速度Niと位置iとの関連を閉している。Then, the divided region position i and position (i + 1) 60 °
The pulse interval time of the position detection signal during the period is measured by the microcomputer 7, and the speed N i (i = 0 to 11) for each divided area (position) is obtained by calculation. FIG. 2 (2) closes the relationship between the speed N i and the position i for each of the divided areas.
また、1つの電流指令Iiは後述の内部速度指令INCMDと
分割領域毎に検出された速度Niとにより次式に従って1
回転毎に修正される。Further, one current command I i is calculated according to the following equation by an internal speed command INCMD described later and a speed N i detected for each divided area.
It is corrected every rotation.
ここで、KIは修正ゲインである。例えば、第2図に示す
ように、領域“1"における速度N1が検出でき、この速度
N1より(1)式に従ってI1を修正し、次の回転周期にお
ける位置“1"において電流出力データ11として出力され
る電流データI1となる。 Where K I is the modified gain. For example, as shown in FIG. 2, the speed N 1 in the area “1” can be detected.
I 1 is corrected from N 1 according to the equation (1), and the current data I 1 is output as the current output data 11 at the position “1” in the next rotation cycle.
ここで、第2図に示したt=0の時点における位置検出
信号6Sの位相が毎回転毎にΔtだけ誤差をもっているも
のとする。この時、分割された領域の速度N4とN6は正し
て速度に対して誤差をもつことになる。例えば、分割さ
れた領域の速度N4は正しい速度より低い速度として検出
される。このため、分割された領域の速度N4に基づいて
(1)式より作成される電流データI4は、分割された領
域の速度N4に含まれる誤差が1回転毎に加算され、正し
い値より増加してしまう。この結果、電流データI4に基
づいて作成される電流出力データは必要以上に大きい値
となり、電動機の出力トルクが増大する。Here, it is assumed that the phase of the position detection signal 6S at the time of t = 0 shown in FIG. 2 has an error of Δt for each rotation. At this time, the velocities N 4 and N 6 of the divided regions are corrected and have an error with respect to the velocity. For example, the speed N 4 of the divided area is detected as a speed lower than the correct speed. Therefore, the current data I 4 created by the equation (1) based on the speed N 4 of the divided area is added with the error included in the speed N 4 of the divided area for each rotation to obtain a correct value. It will increase more. As a result, the current output data created on the basis of the current data I 4 has an unnecessarily large value, and the output torque of the electric motor increases.
以上の問題点を解決するために、本実施例ではマイクロ
コンピュータ7において、後述の分割領域における速度
補正処理20が実行されるようにしている。In order to solve the above problems, in the present embodiment, the microcomputer 7 executes the speed correction processing 20 in the divided areas, which will be described later.
すなわち、上述の例に従って説明するならば、位置検出
信号6Sに含まれる誤差Δtのために必要以上に増加した
電流データI4に基づき、領域(位置)“4"において処理
トルクが増大した結果、1回転を基準とした平均速度も
増大する。この現象を利用して、分割された領域の速度
N4に補正を加えるのが本実施例の手法である。That is, to explain according to the above example, as a result of the processing torque being increased in the region (position) “4”, based on the current data I 4 increased more than necessary due to the error Δt included in the position detection signal 6S, The average speed based on one rotation also increases. By utilizing this phenomenon, the speed of the divided area
The method of this embodiment is to add a correction to N 4 .
具体的には内部速度指令INCMDと1回転の平均速度AVRN
とにより次式に従って1回転毎に補正速度HOSENを作成
する。Specifically, the internal speed command INCMD and the average speed AVRN of one rotation
The corrected speed HOSEN is created for each rotation according to the following formula.
ここでKHは補正ゲインである。 Where K H is the correction gain.
一方、どの分割された領域で、速度に誤差が含まれるか
を探すにあたって、本実施例では次に述べる手法を行な
うものである。On the other hand, in order to find out in which divided area the speed includes an error, the following method is performed in this embodiment.
すなわち、任意の相隣り合う2つのデータIiとIi+1を比
較し、その差(Ii−Ii+1)が最大となる位置を補正対象
領域位置として、位置番号iをi=HNOと表わし、分割
された領域毎の速度NHNOに対して、補正後の検出速度CU
RNHNOを次式より算出する。That is, two pieces of adjacent data I i and I i + 1 are compared with each other, and the position where the difference (I i −I i + 1 ) becomes maximum is the correction target region position, and the position number i is i = Expressed as HNO, the detected speed CU after correction is applied to the speed N HNO of each divided area.
RN HNO is calculated from the following formula.
CURNHNO=NHNO−HOSEN…(3) ここにHOSENは(2)式で得られる補正速度である。CURN HNO = N HNO- HOSEN (3) Here, HOSEN is the correction speed obtained by the equation (2).
第2図に示した例では、(I4−I5)が最大となり補正対
象位置番号HNOはHNO=4となり、分割された領域の検出
速度N4に補正を加えるものを示している。In the example shown in FIG. 2, (I 4 −I 5 ) is maximum and the correction target position number HNO is HNO = 4, and correction is added to the detected speed N 4 of the divided areas.
第1図は、本実施例におけるマイクロコンピュータ7の
処理内容をブロック的に示した構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing the processing contents of the microcomputer 7 in the present embodiment in a block form.
その入力として、磁極位置検出回路6からの位置検出信
号6S及び速度指令回路12からの速度指令NCMDがある。The inputs are the position detection signal 6S from the magnetic pole position detection circuit 6 and the speed command NCMD from the speed command circuit 12.
分割速度演算処理18では、前記の位置検出信号6Sの30°
毎に60°期間の回転子の回転時間より分割された領域毎
の検出速度Niを演算して求めるものである。In the division speed calculation process 18, the position detection signal 6S of 30 °
The detection speed N i is calculated for each area divided from the rotation time of the rotor for each 60 ° period.
また、指令取込処理19では、前記速度指令,NCMDを読み
込み、先に述べた内部速度指令INCMDを作成するもので
ある。Further, in the command fetch processing 19, the speed command, NCMD is read and the internal speed command INCMD described above is created.
又、電流パターン記憶部7−3bは図示されている12個の
電流データIi(i=0〜11)から成り、その入力側,処
理側に設けた2つのソフトウェアによる切り換えスイッ
チSW1とSW2によって30°毎に選ばれて、(1)式に従っ
て修正されるとともに、比例項Pにより差引かれて電流
出力データ11としてD/A変換器17に出力される。The current pattern storage section 7-3b is composed of 12 pieces of current data I i (i = 0 to 11) shown in the figure, and is formed by two software-based changeover switches SW1 and SW2 provided on the input side and the processing side. It is selected every 30 °, corrected according to the equation (1), subtracted by the proportional term P, and output as current output data 11 to the D / A converter 17.
一方、分割された領域毎の速度補正処理部20は先にも述
べたように、12個の分割された領域毎の速度Niから誤差
をもつ分割領域毎の速度NHNOと選び出し、(2)式に従
って補正速度NOSENを算出すると共に、(3)式に従っ
て、補正対象位置の上記領域毎の検出速度NHNOを補正す
る処理を行なうものである。On the other hand, the speed correction processing unit 20 for each divided area selects the speed N HNO for each divided area having an error from the speed N i for each of the 12 divided areas as described above, and (2 ) The correction speed NOSEN is calculated according to the equation), and the detection speed N HNO of each area of the correction target position is corrected according to the equation (3).
第3図は、上述の分割速度補正処理部20の処理内容をブ
ロック的に示した詳細構成図である。FIG. 3 is a detailed block diagram showing in block form the processing contents of the above-described division speed correction processing unit 20.
入力として、内部速度指令INCMD,位置検出信号6S,分割
された領域毎の速度Ni及び電流パターン記憶部7−3bか
ら30°毎に選び出される2つの電流データIiとIi+1があ
り、補正後の検出速度CURNiを出力する。As input, the internal speed command INCMD, the position detection signal 6S, the speed N i for each divided area, and the two current data I i and I i + 1 selected every 30 ° from the current pattern storage unit 7-3b. Yes, the corrected detection speed CURN i is output.
分割領域毎の速度補正処理部20は、同図に示すように処
理Iから処理IVの4つの処理ブロックに分けられる。The speed correction processing unit 20 for each divided area is divided into four processing blocks, that is, processing I to processing IV as shown in FIG.
処理IIは1回転毎に実行され、位置検出信号6Sの連続し
た12個の30°パルス間隔時間t1(i=0〜11)の総和か
ら1回転に関する時間を算出し、次式に従って1回転の
平均速度AVRNを演算により求め、処理Iの補正速度演算
部に伝える処理である。The process II is executed for each rotation, and the time for one rotation is calculated from the sum of 12 consecutive 30 ° pulse interval times t 1 (i = 0 to 11) of the position detection signal 6S, and one rotation is performed according to the following formula. Is a process of obtaining the average speed AVRN of the above by calculation and transmitting it to the correction speed calculating unit of the process I.
上述の処理Iは、1回転毎に実行され内部速度指令INCM
Dと前述の平均速度AVRNより、先に示した(2)式に従
って補正速度を算出し、処理IIIの補正後の検出速度算
出処理18に伝える処理である。 The above process I is executed for each rotation and the internal speed command INCM
This is a process of calculating a correction speed from D and the above-described average speed AVRN according to the equation (2) shown above, and transmitting it to the corrected detection speed calculation processing 18 of the processing III.
この処理IIIは30°毎に実行される処理であり、上述の
補正速度HOSENと後述の処理IVより伝えられる補正対象
位置番号HNOに基づいて、補正すべき分割領域毎の速度
にのみ(3)式に従って補正後の検出速度CURNHNOを作
成するものである。すなわち、HOSEN<0の場合に限っ
て実行され、30°毎に検出される分割された領域毎の速
度Niに対して、i=HNOならば(3)式の補正を行な
い、i≠HNOならばCURNi=Niとして補正を行なわない
で、分割された領域毎の速度Niを直接、検出速度CURNi
として出力する。This process III is a process executed every 30 °, and based on the correction speed HOSEN described above and the correction target position number HNO transmitted from the process IV described later, only the speed for each divided area to be corrected (3) The corrected detection speed CURN HNO is created according to the formula. That is, it is executed only when HOSEN <0, and for the speed N i for each divided region detected at every 30 °, if i = HNO, the correction of equation (3) is performed, and i ≠ HNO If curN i = is not corrected as N i, a speed N i directly divided per area, the detected speed curN i
Output as.
次に、処理IVは30°毎に実行され、補正対象位置がどの
位置か、すなわち補正対象位置番号HNOを探し出す処理
である。このために、相隣り合う2つの電流データの差
の最大値MAXHLを30°毎に作成すると共に、どの位置で
最大になるかを補正対象位置HNOとして30°毎に確認す
る。Next, the process IV is executed every 30 ° and is a process of finding out which position is the correction target position, that is, the correction target position number HNO. For this reason, the maximum value MAXHL of the difference between the two current data adjacent to each other is created every 30 °, and which position is the maximum is checked as the correction target position HNO every 30 °.
具体的には次のような処理を行なう。ある時点における
2つの電流データの差Ii−Ii+1と、これまでの差の最大
値MAXHLとを比較し、 MAXHLIi−Ii+1の場合には、その時点における位置番
号iがi=HNOならばMAXHL=Ii−Ii-1としての差の最大
値を修正する。また逆に、MAXHL≦Ii−Ii-1ならばMAXHL
=Ii−Ii-1として差の最大値を修正すると共に、その時
点における位置番号iをもって対象位置番号HNOとし
て、これを修正するものである。Specifically, the following processing is performed. The difference I i −I i + 1 between the two current data at a certain time point is compared with the maximum value MAXHL of the difference so far. In the case of MAXHLI i −I i + 1 , the position number i at that time point is If i = HNO, the maximum value of the difference as MAXHL = I i −I i-1 is corrected. Conversely, if MAXHL ≤ I i −I i-1, then MAXHL
= I i −I i−1 , the maximum value of the difference is corrected, and the position number i at that time is corrected as the target position number HNO.
以上述べた実施例では、回転速度を検出するのに、電機
子巻線端子電圧VA〜VCよりフィルタ回路を用いて作成す
る位置検出信号を利用するものである。この位置検出信
号のパルス間隔は、上述の電機子巻線端子電圧の波形の
乱れなどによって誤差が大きくなるため、特に本発明の
ような分割された領域毎の速度の補正法は有効である。
これによって分割された領域の速度に含まれる誤差の影
響が取り除かれるために、所定の位置における巻線電流
が増大して速度脈動を招くことがない。更に、圧縮機の
脈動負荷トルクに電動機の出力トルクを一致させること
が容易となり、2つのトルク差が存在するために生じる
圧縮機部の機械的振動の抑制を効果的に行なうことがで
きる。In the embodiment described above, the position detection signal generated by using the filter circuit from the armature winding terminal voltages V A to V C is used to detect the rotation speed. The pulse interval of this position detection signal has a large error due to the above-mentioned disturbance of the waveform of the armature winding terminal voltage, and the speed correction method for each divided area as in the present invention is particularly effective.
As a result, the influence of the error contained in the speed of the divided areas is removed, so that the winding current at the predetermined position does not increase and the speed pulsation does not occur. Further, it becomes easy to match the output torque of the electric motor with the pulsating load torque of the compressor, and it is possible to effectively suppress the mechanical vibration of the compressor portion caused by the difference between the two torques.
先の実施例においては、平均速度として1回転を選び、
この平均速度が指令速度より高い場合についての補正を
対象として、補正対象位置を隣り合う2つの電流データ
の差(Ii−Ii+1)の最大値(>0)、すなわち、Ii>I
i+1となる位置としてiiを減じて修正する補正を示した
が本発明は、これに限定されるものではなく次に示す例
にも適用できるものである。In the previous example, one revolution was chosen as the average speed,
For the correction in the case where this average speed is higher than the command speed, the maximum value (> 0) of the difference (I i −I i + 1 ) between two current data adjacent to the correction target position, that is, I i > I
Although the correction in which i i is subtracted and corrected as the position to be i + 1 has been shown, the present invention is not limited to this and can be applied to the following example.
(1)補正対象位置を探すにあたっての相隣り合う2つ
の電流のデータの差としてIi−Ii-1(>0)を選ぶ方
法。(1) A method of selecting I i −I i-1 (> 0) as a difference between data of two currents adjacent to each other when searching for a correction target position.
(2)補正対象位置として先の実施例における(Ii−I
i+1)が最大値、及び上記(1)の(Ii−Ii-1)が最大
値とそれぞれ異なる2つの分割領域の速度に対して補正
を行なう方法。(2) As the correction target position, (I i −I) in the previous embodiment
i + 1) is the maximum value, and the above (1) (I i -I i -1) is a method of performing correction on the speed of the maximum value and different two divided regions.
(3)平均速度が指令速度より低くなる場合の補正とし
て、HOSEN>0の場合に、例えば、(Ii−Ii+1)が最大
となる位置として分割領域速度Ni+1に補正を加え電流デ
ータIi+1を増加して修正する方法。(3) As a correction when the average speed becomes lower than the command speed, when HOSEN> 0, for example, a correction is made to the divided area speed N i + 1 as the position where (I i −I i + 1 ) becomes maximum. A method for increasing and correcting the current data I i + 1 .
(4)更には、分割領域の速度に対して補正を行なう場
合を示したが、(INCMD−Ni)として表わされる分割領
域の速度偏差に対して連続補正を行なう方法。(4) Further, although the case where the speed of the divided area is corrected is shown, a method of continuously correcting the speed deviation of the divided area represented by (INCMD-N i ).
また、前記実施例では圧縮機駆動用のブラシレス直流電
動機に本発明を適用した場合を示したが、本発明はこれ
に限定されるものでなく、例えば周期性を有して脈動す
る負荷をもつ負荷体を駆動する電動機で、上述の周期を
n分割して各分割毎の速度を検出し、各分割毎に電動機
に加える電流もしくは電圧を制御することにより速度の
制御を行なう装置を備えた電動機の速度制御装置に適用
できる汎用的なものである。Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the brushless DC motor for driving the compressor has been shown, but the present invention is not limited to this, and for example, it has a pulsating load with periodicity. An electric motor for driving a load, the electric motor having a device for controlling the speed by detecting the speed of each division by dividing the cycle into n and controlling the current or voltage applied to the electric motor for each division. It is a general-purpose type that can be applied to the speed control device of.
以上述べたように本発明は、負荷トルクの変動周期ある
いはこれより長い周期の平均速度を検出する平均速度検
出手段と、この平均速度検出手段から得られた平均速度
データと指令速度から前記各領域毎に平均偏差速度デー
タ作成する平均偏差速度データ作成手段と、平均偏差速
度データ作成手段によって作成された平均偏差速度デー
タに基づいて前記で分割された少なくとも一つの領域の
平均偏差速度を減じるように電流指令データあるいは電
圧指令データを補正するようにしたので、負荷トルクが
大幅に変動する負荷を駆動する場合でも速度脈動がな
く、円滑に運転することができるものである。As described above, according to the present invention, the average speed detecting means for detecting the average speed of the fluctuation cycle of the load torque or the cycle longer than this, the average speed data obtained from the average speed detecting means, and the command speed are used for each of the regions. Average deviation speed data creating means for creating average deviation speed data for each, and to reduce the average deviation speed of at least one area divided by the above based on the average deviation speed data created by the average deviation speed data creating means Since the current command data or the voltage command data is corrected, there is no speed pulsation even when driving a load in which the load torque fluctuates significantly, and smooth operation is possible.
第1図は本発明の一実施例を示す速度制御装置の要部構
成を示すブロック図、第2図は同じく本発明の電流制御
手法を示すタイムチャート、第3図は本発明の処理手法
および工程を示すフロー図、第4図は本発明が適用され
る従来の開発例を示す図、第5図は第4図の電流制御部
分の詳細構成図である。 1……交流電源、4……インバータ、5−1……同期電
動機、5−2……圧縮機、6……磁極位置検出回路、7
……マイクロコンピュータ、7−3b……電流パターン記
憶部、8……電流制御部、12……速度指令回路、17……
D/A変換器、18……分割速度演算処理、20……分割速度
補正処理、I0〜I11……電流データ、Ni……分割速度、H
OSEN……補正速度、AVRN……平均速度、HNO……補正対
象位置番号。FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a speed control device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart showing a current control technique of the present invention, and FIG. 3 is a processing technique of the present invention. FIG. 4 is a flow chart showing the steps, FIG. 4 is a diagram showing a conventional development example to which the present invention is applied, and FIG. 5 is a detailed configuration diagram of a current control portion in FIG. 1 ... AC power supply, 4 ... Inverter, 5-1 ... Synchronous motor, 5-2 ... Compressor, 6 ... Magnetic pole position detection circuit, 7
...... Microcomputer, 7-3b ...... Current pattern storage unit, 8 ...... Current control unit, 12 ...... Speed command circuit, 17 ......
D / A converter, 18 ... division speed calculation processing, 20 ... division speed correction processing, I 0 to I 11 ... current data, N i ... division speed, H
OSEN …… correction speed, AVRN …… average speed, HNO …… correction target position number.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 繁 栃木県下都賀郡大平町富田800番地 株式 会社日立製作所栃木工場内 (56)参考文献 特開 昭61−173690(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeru Kishi 800 Tomita, Ohira-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi Inside the Tochigi factory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-61-173690 (JP, A)
Claims (3)
を駆動する電動機と、この負荷トルクの変動の一周期を
n分割して得られたn個の領域と、それぞれ分割された
領域毎の速度を検出する手段と、この手段によって検出
された速度データを使用して電動機の速度を指令速度に
合わせるように電動機に付与する電流あるいは電圧を調
整制御する制御装置を具備する電動機の速度制御装置に
おいて、 前記負荷トルクの変動の周期あるいはこれより長い周期
の平均速度を検出する平均速度検出手段と、この平均速
度検出手段から得られた平均速度データと指令速度から
前記各領域毎に平均偏差速度データ作成する平均偏差速
度データ作成手段と、平均偏差速度データ作成手段によ
って作成された平均偏差速度データに基づいて前記で分
割された少なくとも一つの領域の平均偏差速度を減じる
ように電流指令データあるいは電圧指令データを補正す
る補正手段とを有することを特徴とする電動機の速度制
御装置。1. An electric motor for driving a load in which load torque changes cyclically, n regions obtained by dividing one cycle of variation of the load torque into n regions, and regions divided respectively. The speed of the electric motor comprising means for detecting the speed of each electric motor, and a controller for adjusting and controlling the current or voltage applied to the electric motor so as to match the speed of the electric motor with the command speed by using the speed data detected by this means. In the control device, the average speed detection means for detecting the average speed of the load torque fluctuation cycle or a cycle longer than this, and the average speed data obtained from the average speed detection means and the command speed are averaged for each of the regions. Average deviation speed data creating means for creating deviation speed data, and the above-mentioned division based on the average deviation speed data created by the average deviation speed data creating means A speed control device for an electric motor, comprising: a correction unit that corrects the current command data or the voltage command data so as to reduce the average deviation speed of at least one region.
を駆動する電動機の速度制御方法であって、この負荷ト
ルクの変動の一周期をn分割し、それぞれ分割された領
域毎に速度を検出し、領域毎に検出された速度データを
使用して電動機の速度を指令速度に合わせるようにする
電動機の速度制御方法において、 前記負荷トルクの変動の周期あるいはこれより長い周期
の平均速度を求め、この平均速度と指令速度から前記各
領域毎に平均偏差速度を求め、最も大きい平均偏差速度
を示す少なくとも一つの領域の平均偏差速度を減じるよ
うに電流指令データあるいは電圧指令データを次の周期
で補正し、更にこの周期で平均偏差速度の最も大きい領
域の平均偏差速度を減じるように次の周期で補正するよ
うに、補正を順次繰り返して行うようにした電動機の速
度制御方法。2. A speed control method for an electric motor for driving a load in which load torque changes cyclically, wherein one cycle of fluctuation of the load torque is divided into n, and the speed is divided into respective divided areas. In the speed control method of the motor to match the speed of the motor to the command speed using the speed data detected for each region, the cycle of the fluctuation of the load torque or the average speed of the cycle longer than this The average deviation speed is calculated for each of the regions from the average speed and the command speed, and the current command data or the voltage command data is reduced to the next cycle so as to reduce the average deviation speed of at least one region showing the largest average deviation speed. In order to reduce the average deviation speed of the region with the largest average deviation speed in this cycle, and to correct it in the next cycle, repeat the correction in sequence. Speed control method for electric motors.
いて、 分割された各領域の速度に相当する電流データもしくは
電圧データを作成し、それぞれ相隣合う領域の電流デー
タあるいは電圧データの差を求め、この差の最も大きな
二つの領域の少なくとも一つの領域の電流指令データあ
るいは電圧指令データを次の周期で補正するようにした
電動機の速度制御方法。3. The method according to claim 2, wherein current data or voltage data corresponding to the speed of each divided area is created, and the difference between the current data or voltage data of adjacent areas is created. And the current command data or voltage command data of at least one of the two regions having the largest difference are corrected in the next cycle.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63039438A JPH0697868B2 (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Electric motor speed control device and electric motor speed control method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01218382A JPH01218382A (en) | 1989-08-31 |
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| JP63039438A Expired - Fee Related JPH0697868B2 (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Electric motor speed control device and electric motor speed control method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2542997Y2 (en) * | 1990-04-10 | 1997-07-30 | サンデン株式会社 | Rotary control device for electric compressor |
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1988
- 1988-02-24 JP JP63039438A patent/JPH0697868B2/en not_active Expired - Fee Related
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