JPH05292789A - ブラシレスｄｃモータの駆動装置 - Google Patents
ブラシレスｄｃモータの駆動装置Info
- Publication number
- JPH05292789A JPH05292789A JP4115530A JP11553092A JPH05292789A JP H05292789 A JPH05292789 A JP H05292789A JP 4115530 A JP4115530 A JP 4115530A JP 11553092 A JP11553092 A JP 11553092A JP H05292789 A JPH05292789 A JP H05292789A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- brushless
- voltage
- rotor
- rotation speed
- Prior art date
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- Withdrawn
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- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁石回転子を有するブラシレスＤＣモータの
駆動装置において、回転子の磁石が減磁したとき最高回
転数を制限して、回路部品へのストレスを軽減し、圧縮
機等の延命運転を行う。 【構成】 モータ回転数と出力電圧の比率を演算する。
この比率は、回転子の磁石の減磁状態によって変化す
る。このことから、回転子磁石の減磁を予測することが
でき、比率が所定値を下回った時、モータの最高回転数
を下げるように制御する。これにより、減磁時にモータ
電流が増大するのを防止できる。
駆動装置において、回転子の磁石が減磁したとき最高回
転数を制限して、回路部品へのストレスを軽減し、圧縮
機等の延命運転を行う。 【構成】 モータ回転数と出力電圧の比率を演算する。
この比率は、回転子の磁石の減磁状態によって変化す
る。このことから、回転子磁石の減磁を予測することが
でき、比率が所定値を下回った時、モータの最高回転数
を下げるように制御する。これにより、減磁時にモータ
電流が増大するのを防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可変能力型空気調和機
の圧縮機などに使用される、インバータ回路を用いたブ
ラシレスＤＣモータの駆動装置に係り、特に、磁石回転
子を有するブラシレスモータの電機子巻線に誘起される
電圧信号を検出して該回転子と電機子巻線との相対的位
置を検出し、それに基づいてモータを駆動制御する技術
に関する。
の圧縮機などに使用される、インバータ回路を用いたブ
ラシレスＤＣモータの駆動装置に係り、特に、磁石回転
子を有するブラシレスモータの電機子巻線に誘起される
電圧信号を検出して該回転子と電機子巻線との相対的位
置を検出し、それに基づいてモータを駆動制御する技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のブラシレスＤＣモータの駆動装
置において、固定子の電機子巻線と永久磁石の回転子と
の相対的位置を検出するのに、ホール素子等の位置検出
素子を用いることなく、電機子巻線に誘起される逆起電
力を検出する方式が知られている（例えば特開平２−１
９７２９１号公報参照）。
置において、固定子の電機子巻線と永久磁石の回転子と
の相対的位置を検出するのに、ホール素子等の位置検出
素子を用いることなく、電機子巻線に誘起される逆起電
力を検出する方式が知られている（例えば特開平２−１
９７２９１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この方式に
おいては、経年変化により、回転子の磁石が減磁状態に
なった場合、電機子巻線に誘起される逆起電力が低くな
り、その結果、モータ電流が増加する。これにより、ト
ルクも増え、速度が上昇する。この電流増加のために、
モータを駆動するインバータ回路等の回路部品にストレ
スを与え、これらを損傷し、さらには圧縮機自体の寿命
を短くする虞がある。本発明は、上述した問題点を解消
するもので、その目的とするところは、回転子の磁石が
減磁したとき最高回転数を制限して、回路部品へのスト
レスを軽減し、圧縮機等の延命運転を行うようにするこ
とにある。
おいては、経年変化により、回転子の磁石が減磁状態に
なった場合、電機子巻線に誘起される逆起電力が低くな
り、その結果、モータ電流が増加する。これにより、ト
ルクも増え、速度が上昇する。この電流増加のために、
モータを駆動するインバータ回路等の回路部品にストレ
スを与え、これらを損傷し、さらには圧縮機自体の寿命
を短くする虞がある。本発明は、上述した問題点を解消
するもので、その目的とするところは、回転子の磁石が
減磁したとき最高回転数を制限して、回路部品へのスト
レスを軽減し、圧縮機等の延命運転を行うようにするこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、磁石回転子を有するブラシレスＤＣモータ
の電機子巻線に誘起される電圧を検出して該回転子の位
置を検出する位置検出回路と、スイッチング素子を有し
直流電圧を交流電圧に変換して前記ブラシレスＤＣモー
タに電圧を供給するインバータ回路と、前記位置検出回
路からの信号を基にモータ回転数を演算し、この回転数
と外部速度指令とに応じて前記インバータ回路のスイッ
チング素子を駆動制御する制御回路を備えたブラシレス
ＤＣモータの駆動装置において、前記制御回路は、モー
タ回転数と出力電圧の比率を演算する手段を有し、この
比率から回転子の磁石の減磁を予測し、この値が所定値
を下回った時、最高回転数を下げるようにインバータ回
路を制御することを特徴としたものである。
に本発明は、磁石回転子を有するブラシレスＤＣモータ
の電機子巻線に誘起される電圧を検出して該回転子の位
置を検出する位置検出回路と、スイッチング素子を有し
直流電圧を交流電圧に変換して前記ブラシレスＤＣモー
タに電圧を供給するインバータ回路と、前記位置検出回
路からの信号を基にモータ回転数を演算し、この回転数
と外部速度指令とに応じて前記インバータ回路のスイッ
チング素子を駆動制御する制御回路を備えたブラシレス
ＤＣモータの駆動装置において、前記制御回路は、モー
タ回転数と出力電圧の比率を演算する手段を有し、この
比率から回転子の磁石の減磁を予測し、この値が所定値
を下回った時、最高回転数を下げるようにインバータ回
路を制御することを特徴としたものである。
【０００５】
【作用】上記の構成によれば、モータ回転数と出力電圧
の比率を演算する。この比率は、回転子の磁石の減磁状
態によって変化する。このことから、回転子磁石の減磁
を予測することができ、比率が所定値を下回った時、モ
ータの最高回転数を下げるように制御する。これによ
り、圧縮機等の延命運転が行われる。
の比率を演算する。この比率は、回転子の磁石の減磁状
態によって変化する。このことから、回転子磁石の減磁
を予測することができ、比率が所定値を下回った時、モ
ータの最高回転数を下げるように制御する。これによ
り、圧縮機等の延命運転が行われる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面とともに説明
する。図１は圧縮機駆動用のブラシレスＤＣモータの駆
動装置の構成を示す。図１において、直流電源１に直流
電圧を交流電圧に変換するインバータ回路２が接続さ
れ、このインバータ回路２の交流出力端にブラシレスＤ
Ｃモータ３の電機子巻線４が接続される。インバータ回
路２は、６個のスイッチング素子たるパワートランジス
タを３相ブリッジ接続し、各トランジスタに並列にダイ
オードを接続してなる。ブラシレスＤＣモータ３は、固
定子にスター結線された３相の電機子巻線４と、永久磁
石形の回転子５とからなる。位置検出回路６はブラシレ
スＤＣモータ３の電機子巻線４に誘起される逆起電力に
よる電圧を検出することにより磁石回転子５の磁極位置
を検出する。この位置検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃは、ブ
ラシレスＤＣモータ３を駆動制御する制御回路としての
マイクロコンピュータ７に入力されている。
する。図１は圧縮機駆動用のブラシレスＤＣモータの駆
動装置の構成を示す。図１において、直流電源１に直流
電圧を交流電圧に変換するインバータ回路２が接続さ
れ、このインバータ回路２の交流出力端にブラシレスＤ
Ｃモータ３の電機子巻線４が接続される。インバータ回
路２は、６個のスイッチング素子たるパワートランジス
タを３相ブリッジ接続し、各トランジスタに並列にダイ
オードを接続してなる。ブラシレスＤＣモータ３は、固
定子にスター結線された３相の電機子巻線４と、永久磁
石形の回転子５とからなる。位置検出回路６はブラシレ
スＤＣモータ３の電機子巻線４に誘起される逆起電力に
よる電圧を検出することにより磁石回転子５の磁極位置
を検出する。この位置検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃは、ブ
ラシレスＤＣモータ３を駆動制御する制御回路としての
マイクロコンピュータ７に入力されている。
【０００７】このマイクロコンピュータ７は、所定の起
動信号に基づいてインバータ回路２のＵ，Ｖ，Ｗ、及び
Ｕバー，Ｖバー，Ｗバーの各相の６個のトランジスタの
導通を所定の手順で制御する。Ｕ，Ｖ，Ｗ相の起動信号
ラインには、パルス幅変調回路８が介在されている。こ
のパルス幅変調回路８には、マイクロコンピュータ７か
ら出力されるチョッピング信号が与えられ、このチョッ
ピング信号により、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のトランジスタを導通
させるデューティを可変し、電圧を制御する。
動信号に基づいてインバータ回路２のＵ，Ｖ，Ｗ、及び
Ｕバー，Ｖバー，Ｗバーの各相の６個のトランジスタの
導通を所定の手順で制御する。Ｕ，Ｖ，Ｗ相の起動信号
ラインには、パルス幅変調回路８が介在されている。こ
のパルス幅変調回路８には、マイクロコンピュータ７か
ら出力されるチョッピング信号が与えられ、このチョッ
ピング信号により、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のトランジスタを導通
させるデューティを可変し、電圧を制御する。
【０００８】また、マイクロコンピュータ７は、所定の
プログラム処理を実行することにより次のような各種の
機能ブロックに相当する手段を構成する。パターン決定
部１１は、モータ各相を１２０度ずつ通電するための信
号を出力する。速度演算部１２は、前記位置検出信号Ｓ
ａ，Ｓｂ，Ｓｃを基にモータ速度（回転数）を演算する
機能を有する。比較部１３は、外気温や室温設定温度等
によって決まる圧縮機の外部負荷に対応した信号に応じ
て速度指令を出力する速度指令部２１からの指令と、演
算により求めた速度信号とを比較する。ＰＩ制御部１４
は、比較部１３の出力でＰＩ（比例微分）制御し、前記
デューティを決め、チョッピング信号を出力する。比率
計算部１５は、速度演算部１２の出力とＰＩ制御部１４
の出力に基づいて、モータ回転数とデューティすなわち
出力電圧との比率を演算し、この比率に基づいて運転モ
ードを決定し、所定の信号を前記速度指令部２１に出力
する。
プログラム処理を実行することにより次のような各種の
機能ブロックに相当する手段を構成する。パターン決定
部１１は、モータ各相を１２０度ずつ通電するための信
号を出力する。速度演算部１２は、前記位置検出信号Ｓ
ａ，Ｓｂ，Ｓｃを基にモータ速度（回転数）を演算する
機能を有する。比較部１３は、外気温や室温設定温度等
によって決まる圧縮機の外部負荷に対応した信号に応じ
て速度指令を出力する速度指令部２１からの指令と、演
算により求めた速度信号とを比較する。ＰＩ制御部１４
は、比較部１３の出力でＰＩ（比例微分）制御し、前記
デューティを決め、チョッピング信号を出力する。比率
計算部１５は、速度演算部１２の出力とＰＩ制御部１４
の出力に基づいて、モータ回転数とデューティすなわち
出力電圧との比率を演算し、この比率に基づいて運転モ
ードを決定し、所定の信号を前記速度指令部２１に出力
する。
【０００９】次に、本実施例でのマイクロコンピュータ
７の動作を図２のフローチャートを参照して説明する。
この処理は位置検出割込時に実行される。まず、パター
ン決定部１１により、現在の運転モードを判定し、モー
ドに応じた１２０度通電パターン出力を決定する（＃
１）。次いで、速度演算部１２によりモータの実際の速
度を演算により求める（＃２）。さらに、比較部１３に
て、速度指令部２１からの速度指令と実際の速度とを比
較し（＃３）、これらの誤差に応じてＰＩ制御部１４に
てＰＩ制御によりデューティを決める（＃４）。
７の動作を図２のフローチャートを参照して説明する。
この処理は位置検出割込時に実行される。まず、パター
ン決定部１１により、現在の運転モードを判定し、モー
ドに応じた１２０度通電パターン出力を決定する（＃
１）。次いで、速度演算部１２によりモータの実際の速
度を演算により求める（＃２）。さらに、比較部１３に
て、速度指令部２１からの速度指令と実際の速度とを比
較し（＃３）、これらの誤差に応じてＰＩ制御部１４に
てＰＩ制御によりデューティを決める（＃４）。
【００１０】次に、回転数ωに対するデューティの比率
を比率計算部１５により演算し、この比率が所定値、例
えば、正常時の（デューティ／回転数ω）の値をｋとし
た時、０．９ｋよりも下回っているかを調べる（＃
５）。回転子の磁石が減磁すると、この比率は小さくな
ることから、この比率を調べることで、減磁を予測でき
る。減磁が生じた時、正常時の運転モードのままでは、
電機子に誘起される逆起電力が低くなり電流が増大し、
回転数が増大する。これを避けるため、＃５の判定がＹ
ＥＳとなった時は減磁が予測されるので、最高回転数
（最大周波数ｆ）を制限する延命運転モードとし（＃
７）、それに応じたチョッピング信号を出力し、インバ
ータ回路２を制御する（＃６）。＃５の判定がＮＯと時
は、減磁は生じていないと判断し、通常運転モードにて
チョッピング信号を出力し、インバータ回路２を制御す
る。
を比率計算部１５により演算し、この比率が所定値、例
えば、正常時の（デューティ／回転数ω）の値をｋとし
た時、０．９ｋよりも下回っているかを調べる（＃
５）。回転子の磁石が減磁すると、この比率は小さくな
ることから、この比率を調べることで、減磁を予測でき
る。減磁が生じた時、正常時の運転モードのままでは、
電機子に誘起される逆起電力が低くなり電流が増大し、
回転数が増大する。これを避けるため、＃５の判定がＹ
ＥＳとなった時は減磁が予測されるので、最高回転数
（最大周波数ｆ）を制限する延命運転モードとし（＃
７）、それに応じたチョッピング信号を出力し、インバ
ータ回路２を制御する（＃６）。＃５の判定がＮＯと時
は、減磁は生じていないと判断し、通常運転モードにて
チョッピング信号を出力し、インバータ回路２を制御す
る。
【００１１】回転数ωとデューティ（電圧）の関係を図
３に示す。同図において、太線は、正常時であり、（デ
ューティ／ω）が或る値ｋとなる。細線は、減磁時であ
って、（デューティ／ω）が或る値ｋよりも小さくなっ
た時である。この特性から分かるように、減磁時に、正
常時と同じデューティ（電圧）にすると、回転数が極め
て大きくなることになり、そうなるとモータの寿命を短
くしてしまう。そこで、上記のように、減磁時には、許
容最高回転数に制限を設けるようにしている。
３に示す。同図において、太線は、正常時であり、（デ
ューティ／ω）が或る値ｋとなる。細線は、減磁時であ
って、（デューティ／ω）が或る値ｋよりも小さくなっ
た時である。この特性から分かるように、減磁時に、正
常時と同じデューティ（電圧）にすると、回転数が極め
て大きくなることになり、そうなるとモータの寿命を短
くしてしまう。そこで、上記のように、減磁時には、許
容最高回転数に制限を設けるようにしている。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁石回転
子を有するブラシレスＤＣモータにおいて、モータ回転
数と出力電圧の比率から回転子の磁石の減磁を予測し、
この値が所定値を下回った時、回転子の磁石が減磁した
として、最高回転数を制限するので、入力電流が制限さ
れ、主回路部品へのストレスを軽減でき、圧縮機等の延
命運転を行うことができる。
子を有するブラシレスＤＣモータにおいて、モータ回転
数と出力電圧の比率から回転子の磁石の減磁を予測し、
この値が所定値を下回った時、回転子の磁石が減磁した
として、最高回転数を制限するので、入力電流が制限さ
れ、主回路部品へのストレスを軽減でき、圧縮機等の延
命運転を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例によるブラシレスＤＣモータ
の駆動装置の構成図である。
の駆動装置の構成図である。
【図２】同装置の動作手順を示すフローチャートであ
る。
る。
【図３】同装置の回転数とデューティの関係図である。
２ インバータ回路 ３ ブラシレスＤＣモータ ６ 位置検出回路 ７ マイクロコンピュータ（制御回路） １２ 速度演算部 １５ 比率計算部
Claims (1)
- 【請求項１】 磁石回転子を有するブラシレスＤＣモー
タの電機子巻線に誘起される電圧を検出して該回転子の
位置を検出する位置検出回路と、スイッチング素子を有
し直流電圧を交流電圧に変換して前記ブラシレスＤＣモ
ータに電圧を供給するインバータ回路と、前記位置検出
回路からの信号を基にモータ回転数を演算し、この回転
数と外部速度指令とに応じて前記インバータ回路のスイ
ッチング素子を駆動制御する制御回路を備えたブラシレ
スＤＣモータの駆動装置において、前記制御回路は、モ
ータ回転数と出力電圧の比率を演算する手段を有し、こ
の比率から回転子の磁石の減磁を予測し、この値が所定
値を下回った時、最高回転数を下げるようにインバータ
回路を制御することを特徴とするブラシレスＤＣモータ
の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4115530A JPH05292789A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | ブラシレスｄｃモータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4115530A JPH05292789A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | ブラシレスｄｃモータの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05292789A true JPH05292789A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=14664816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4115530A Withdrawn JPH05292789A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | ブラシレスｄｃモータの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05292789A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100589531B1 (ko) * | 1998-03-02 | 2006-06-13 | 터보코 인코포레이티드 | 전동기 컨트롤러 |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP4115530A patent/JPH05292789A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100589531B1 (ko) * | 1998-03-02 | 2006-06-13 | 터보코 인코포레이티드 | 전동기 컨트롤러 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |