(57)【要約】【課題】低速時、過負荷時にピーク電流を低減し、駆動効率の悪化、熱の発生を抑えた脱調のないモータ駆動装置を提供する。【解決手段】疑似交流電圧をブラスレスＤＣモータ１に出力する直流交流変換手段２と、３相の電機子巻線の誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段５と、直流交流変換手段２のスイッチング素子を制御するＰＷＭ制御手段３とを有するモータ駆動装置において、ブラシレスＤＣモータ１を駆動させる直流交流変換手段２のＤＣ電圧のリップル量１１を検出し、モータのピーク電流値を所定値以下にするようにトルクゲインを設定するトルクゲイン設定手段１２を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスＤＣモータに連結された１ピストンロータリーコンプレッサと、スイッチング素子を含みスイッチング素子の開閉により直流電圧をＰＷＭ信号に基づき交流電圧に変換し前記ブラシレスＤＣモータに供給する直流交流変換手段と、前記ブラシレスＤＣモータの誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、前記誘起電圧検出手段から出力される磁極位置情報に基づいて電圧波形を出力する電圧制御手段と、前記電圧波形を前記ＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ制御手段とを備え、前記１ピストンロータリーコンプレッサの回転負荷トルク変動に対して、前記ブラシレスＤＣモータのトルクゲインをＤＣ電圧検出手段によって検出された前記直流交流変換手段のＤＣ電圧のリップル量に基づき設定し、モータのピーク電流を所定値以下にするトルクゲイン設定手段を有することを特徴とするトルク制御運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１ピストンロータリーコンプレッサの駆動制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスＤＣモータを回転数制御するモータ制御装置として、従来１２０゜通電制御の方式（特許文献１参照）と、正弦波１８０゜通電制御（特許文献２参照）があり、図３に示されるものがある。図３において、モータ駆動装置は、直流電圧を疑似交流電圧に変換し、ブラシレスＤＣモータ１に出力する直流交流変換手段２と、ブラシレスＤＣモータ１の回転子位置を検出する磁極位置情報７に基づいて所定の電圧波形を出力する電圧制御手段４とを備えている。ＰＷＭ制御手段３は、ブラシレスＤＣモータ１を回転数制御するための印加電圧・周波数・位相を制御するためのデューティ信号を出力する。直流交流変換手段２は、高速に開閉する６つのスイッチング素子から構成される。
【０００３】
このように、構成されたモータ駆動装置では、直流電圧は直流交流変換手段２にて周波数・位相可変の疑似交流電圧に変換されてブラシレスＤＣモータ１に出力される。ブラシレスＤＣモータ１の回転数は、直流交流変換手段２から出力される疑似交流電圧の周波数・位相（以下「インバータ周波数」という。）を変化させることにより制御される。このインバータ周波数は、ＰＷＭ制御手段３により制御される。ＰＷＭ制御手段３は直流交流変換手段２のスイッチング素子を開閉する６通りのベースパターンを出力する。それらのベースパターンによりスイッチング素子が開閉されることにより、直流交流変換手段２から出力されるインバータ周波数が制御される。
【０００４】
ブラシレスＤＣモータ１の回転数を変更するとき、ＰＷＭ制御手段３の回転位相情報に基づき、直流交流変換手段２のインバータ周波数を変化させながら、ブラシレスＤＣモータ１を回転数制御する。
【０００５】
ここで、磁極位置情報７の位相検知特性は、直流交流変換手段２の出力するインバータ周波数や、電圧振幅に依存せず、ブラシレスＤＣモータ１より発生する誘起電圧を誘起電圧検出手段５で直接検知し、ブラシレスＤＣモータ１の磁極位置を推定演算する。
【０００６】
ＰＷＭ制御手段３では、回転位相情報に基づき、６通りのベースパターンを出力する。直流交流変換手段２は、６個のスイッチング素子を有し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対して、それぞれ上アームにスイッチング素子１個、下アームにスイッチング素子１個具備している。
【０００７】
従来のブラシレスＤＣモータ駆動装置によるモータ駆動においては、ブラシレスＤＣモータ１に印加される負荷トルクが小トルクのもとでは、ブラシレスＤＣモータ１は本来のトルク性能を発揮し、良好な速度制御性能と、かなりの速度脈動に対しても速度追従性がよく、十分な高速応答性を確保することが可能である。制御回路の構成とモータ運転プログラムも簡単なため、制御回路を含めたシステム全体の低コストが図れるという大きなメリットがある。
【特許文献１】特許第２６４２３５７号公報
【特許文献２】特開平７−２４５９８２号公報
【特許文献３】特開平７−３３７０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ブラシレスＤＣモータ１が低速領域であったり、過負荷時には、モータの騒音・振動が増加してくるため、トルクゲインを大きく設定し、振動抑制を行うが、ゲインを大きくするとモータに流れる電流が増加してくる。このような状況下では駆動効率の悪化・熱の発生・パワー部品の燃損、最悪の場合は脱調し、モータ機器の破損へとつながる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明のトルク制御運転装置は、ブラシレスＤＣモータが低速領域や過負荷時に増加する騒音・振動を抑制するためにトルクゲインを調整し、ピーク電流を減少させ、高負荷トルク領域の使用においてもモータ本来の特性を発揮し、信頼性の高い１ピストンロータリーコンプレッサのトルク制御運転装置を提供することを目的とする。
【発明の効果】
【００１０】
ブラシレスＤＣモータを駆動させる直流交流変換手段のＤＣ電圧を検出し、その検出されたＤＣ電圧のリップル量を演算し、倍電圧整流用のアルミ電解コンデンサの温度寿命から目標とするＤＣ電圧リップル量を設定し、その目標値に近づくようにトルクゲインを適切に調整すれば、モータのピーク電流を低減させ、信頼性の高い１ピストンロータリーコンプレッサのトルク制御運転装置を提供できることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、ブラシレスＤＣモータが低速領域や過負荷時では、ブラシレスＤＣモータを駆動させる直流交流変換手段のＤＣ電圧を検出し、倍電圧整流用のアルミ電解コンデンサの温度寿命から、目標とするＤＣ電圧のリップル値を設定し、その値に近づくようにトルクゲインを調整し、ピーク電流の増加を防ぎ、モータの振動、熱を抑え、脱調を発生することなく、高負荷トルク領域の使用においてもモータ本来の特性を発揮し、信頼性の高い１ピストンロータリーコンプレッサのトルク制御運転装置を提供することができる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この
実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）  
図１、図２、図３を用いて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は本発明の制御ブロック図である。
【００１５】
従来例の図３の構成に直流交流変換手段２のＤＣ電圧を検出するためのＤＣ電圧検出手段８を設け、その検出されたＤＣ電圧９からリップル量を演算するＤＣ電圧リップル量演算手段１０を設け、ＤＣ電圧リップル演算手段１０から出力されるＤＣ電圧のリップル量１１に基づいてトルクゲインを調整するトルクゲイン設定手段１２を有し、そのトルクゲイン調整量１３は、電圧制御手段４へとフィードバックされる。
【００１６】
トルクゲイン設定手段１２では、トルクゲイン調整量１３を１ピストンロータリーコンプレッサのトルク制御や倍電圧を目的とするアルミ電解コンデンサの温度寿命から決定されたＤＣ電圧リップル量Ａ％を目標として、その目標値とリップル電圧演算手段１０から得られる現在のＤＣ電圧リップル量との差に比例するように調整する比例制御を用いる。その時、トルクゲイン調整量Ｇｎは、
Ｇｎ＋１＝Ｇｎ＝Ｇｍａｘ  （０≦Ａ＜Ａｎ）
Ｇｎ＋１＝Ｇｎ＋Ｋ（Ａｍａｘ−Ａｎ）  （Ａｎ≦Ａ）
と表される。Ａｎは直流電流検出手段８から得られる電流値。
【００１７】
図２（ａ）（ｂ）のようにＤＣ電圧リップル量の立ち上がりは、トルクゲイン調整量をＧｍａｘで一定にさせる。そして、ＤＣ電圧リップル量がある傾きＡｎ／Ｔ１で増加していき（Ｔ１＞Ｔ＞０、Ａｎ＞Ａ＞０）、Ａｎに達すると、図２（ａ）のようにトルクゲイン調整量を操作し、Ａ＝ｆ（ｔ）の関係で、ＤＣ電圧リップル量を調整していき、収束ポイントである時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１＞０）には、目標とするＤＣ電圧リップル量Ａｍａｘ（Ａｍａｘ＞Ａｎ＞０、Ａｍａｘ＝ｆ（Ｔ２））にスムーズに収束するように比例制御を行うことで、ピーク電流の増加を防ぎ、モータの振動、熱を抑え、脱調を発生することなく安定した１ピストンロータリーコンプレッサのトルク制御運転を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
この発明は空気調和機の圧縮機（コンプレッサ）等に用いるＤＣブラシレスモータの回転制御技術に係り、特に詳しくはより振動や騒音の軽減を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるトルク制御運転装置の制御ブロック図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１におけるトルク制御運転装置のトルクゲインの調整量の時間変化を示すグラフ（ｂ）同、直流交流変換手段のＤＣ電圧のリップル量の時間変化を示したグラフ
【図３】従来のモータ駆動装置の制御ブロック図
【符号の説明】
【００２０】
１  ブラシレスＤＣモータ
２  直流交流変換手段
３  ＰＷＭ制御手段
４  電圧制御手段
５  誘起電圧検出手段
６  １ピストンロータリーコンプレッサ
７  磁極位置情報
８  ＤＣ電圧検出手段
９  ＤＣ電圧値情報
１０  ＤＣ電圧リップル量演算手段
１１  ＤＣ電圧リップル量
１２  トルクゲイン設定手段
１３  トルクゲイン調整量
【図１】
2006081270.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006081270.tif 000005