JP2018148592A - Motor control device - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮機の振動を抑えることができるモータ制御装置を提供する。【解決手段】各圧縮機構部20、40は、それぞれの排除容積が互いにほぼ等しく、かつそれぞれの回転軸13、33がその軸方向に沿って互いに向き合う2つの圧縮機構部およびこれら圧縮機構部を駆動する2つのモータ10、30を1つの密閉ケース1aに収容してなる圧縮機のモータ制御装置であって、各モータを互いに逆回転駆動し、その各モータの回転位置を互いの差が所定値以下となるように制御する。【選択図】図1A motor control device capable of suppressing vibrations of a compressor is provided. Each of the compression mechanism sections 20 and 40 includes two compression mechanism sections whose displacement volumes are substantially equal to each other and whose rotation shafts 13 and 33 face each other along the axial direction, and the compression mechanism sections. A motor control device for a compressor in which two motors 10 and 30 to be driven are housed in a single sealed case 1a, wherein the motors are driven in reverse rotation to each other, and the rotational positions of the motors are different from each other by a predetermined difference. Control to be below the value. [Selection] Figure 1
Description
本発明の実施形態は、2つの圧縮機構部および2つのモータを1つの密閉ケースに収容してなる圧縮機のモータ制御装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a motor control device for a compressor in which two compression mechanisms and two motors are accommodated in a single sealed case.
2つの圧縮機構部およびこれら圧縮機構部を駆動する2つのモータを1つの密閉ケースに収容し、一方の圧縮機構部の単独運転と両方の圧縮機構部の同時運転とを選択できる多気筒型の圧縮機が知られている。 A multi-cylinder type in which two compression mechanism units and two motors that drive these compression mechanism units are housed in a single sealed case, and the single operation of one compression mechanism unit and the simultaneous operation of both compression mechanism units can be selected. Compressors are known.
上記多気筒型の圧縮機では、各々のモータが独立して運転されるため、一方の圧縮機構部の回転位置と他方の圧縮機構部の回転位置との関係により、密閉ケースに大きな振動が生じることがある。 In the above-described multi-cylinder compressor, each motor is operated independently, so that a large vibration is generated in the sealed case due to the relationship between the rotational position of one compression mechanism and the rotational position of the other compression mechanism. Sometimes.
本発明の実施形態の目的は、圧縮機の振動を抑えることができるモータ制御装置を提供することである。 The objective of embodiment of this invention is providing the motor control apparatus which can suppress the vibration of a compressor.
請求項1のモータ制御装置は、2つの圧縮機構部およびこれら圧縮機構部を駆動する2つのモータを1つの密閉ケースに収容してなる圧縮機のモータ制御装置であって、前記各モータを互いに逆回転駆動し、その各モータの回転位置を互いの差が所定値以下となるように制御する。
The motor control device according to
以下、一実施形態について図面を参照して説明する。空気調和機や熱源機に搭載される圧縮機および冷凍サイクルの構成を図1に示す。
圧縮機1は、横長円筒状の密閉ケース1aで覆われている。この密閉ケース1aの上部に吐出管2が取付けられ、下部に吸込口3a,3b,3c,3dが取付けられている。そして、吐出管2に高圧側配管を介して凝縮器(放熱器)51の一端が配管接続され、その凝縮器51の他端に膨張弁52を介して蒸発器(吸熱器)53の一端が配管接続される。蒸発器53の他端は、低圧側配管を介して吸込口3a,3b,3c,3dに配管接続される。高圧側配管と低圧側配管との間に負荷低減用のバイパス配管54が接続され、そのバイパス配管54の中途部に開閉弁55が配置される。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a compressor and a refrigeration cycle mounted on an air conditioner or a heat source device.
The
密閉ケース1a内には、吐出管2の取付け位置を境とする一方の側にモータ(ブラシレスDCモータ)10と圧縮機構部20が収容され、他方の側にモータ(ブラシレスDCモータ)30と圧縮機構部40が収容されている。圧縮機構部20,40は、それぞれの排除容積が互いにほぼ等しく、かつそれぞれの回転軸(回転軸13,33)がその軸方向に沿って互いに向き合う状態に配置されている。
In the sealed case 1a, a motor (brushless DC motor) 10 and a
モータ10は、密閉ケース1aの内周面に接する状態に配置された筒状のステータ11、このステータ11の内側に収容されたロータ12、このロータ12を回転自在に支持する回転軸(シャフト)13を含み、例えば4個の永久磁石をロータ12に埋設してなるいわゆる4極モータ、あるいは6個の永久磁石をロータ12に埋設してなるいわゆる6極モータとなる。回転軸13は、圧縮機構部20側に延びて圧縮機構部20の中心部を通る。、吸込口3a,3bに連通する2つの圧縮室(シリンダ)21a,21b、これら圧縮室21a,21b内を通る回転軸13に偏心状態で装着されたクランク14a,14b、これらクランク14a,14bの外周面に装着されたローラ22a,22bを有し、ローラ22a,22bの偏心回転により圧縮室21a,21b内のガス冷媒を圧縮して密閉ケース1a内に吐出する。吐出されたガス冷媒は、吐出管2を通って凝縮器51に流れる。
The
モータ30は、密閉ケース1aの内周面に接する状態に配置された筒状のステータ31、このステータ31の内側に収容されたロータ32、このロータ32を回転自在に支持する回転軸(シャフト)33を含み、例えば4個の永久磁石をロータ32に埋設してなるいわゆる4極モータ、あるいは6個の永久磁石をロータ12に埋設してなるいわゆる6極モータとなる。回転軸33は、圧縮機構部40側に延びて圧縮機構部40の中心部を通る。圧縮機構部40は、吸込口3a,3bに連通する2つの圧縮室(シリンダ)41a,41b、これら圧縮室41a,41b内を通る回転軸33に偏心状態で装着されたクランク34a,34b、これらクランク34a,34bの外周面に装着されたローラ42a,42bを有し、ローラ42a,42bの偏心回転により圧縮室41a,41b内のガス冷媒を圧縮して密閉ケース1a内に吐出する。吐出されたガス冷媒は、吐出管2を通って凝縮器51に流れる。圧縮機構部20及び圧縮機構部40は、それぞれ2つのシリンダを備えた、いわゆる2シリンダ式型ロータリ圧縮機である。
The
圧縮機構部20における回転軸13およびクランク14a(14b)をその軸方向に視た状態を図2に示す。圧縮機構部40における回転軸33およびクランク34a(34b)をその軸方向に視た状態を図3に示す。ΔQは、圧縮機構部20におけるクランク14aの回転位置である回転機械角Q1と、圧縮機構部40におけるクランク34aの回転位置である回転機械角Q2との差である。クランク14a,34aの回転機械角Q1,Q2は、モータ10,30におけるロータ12,32の回転機械角に相当する。
FIG. 2 shows a state in which the
モータ10,30の制御回路を図4に示す。
交流電源60にコンバータ61が接続され、そのコンバータ61の出力端にインバータ62が接続される。コンバータ61は、交流電源60の電圧を直流電圧に変換する。インバータ62は、コンバータ61の出力電圧をスイッチングにより所定周波数の3相交流電圧に変換する。このインバータ62の出力電圧により、モータ10が動作する。インバータ62とモータ10との間の通電ラインに、モータ10の各相巻線に流れる電流を検知する電流センサ63r,63s,63tが配置される。また、交流電源60にコンバータ64が接続され、そのコンバータ64の出力端にインバータ65が接続される。コンバータ64は、交流電源60の電圧を直流電圧に変換する。インバータ65は、コンバータ64の出力電圧をスイッチングにより所定周波数の3相交流電圧に変換する。このインバータ65の出力電圧により、モータ30が動作する。インバータ65とモータ30との間の通電ラインに、モータ30の各相巻線に流れる電流を検知する電流センサ66r,66s,66tが配置される。
A control circuit for the
A
制御部70は、センサレス・ベクトル制御部71,72を含み、主制御部100からの指令に応じてインバータ62,65のスイッチングを制御する。主制御部100は、制御部70を通してインバータ62,65を制御するもので、主要な機能として次の(1)〜(2)の手段を有する。
(1)圧縮機1におけるモータ10,30の運転台数および目標回転速度ωrefを冷凍サイクルの空調負荷(室内温度と設定温度との差など)に応じて設定する第1制御手段。
(1) First control means for setting the number of
(2)モータ10,30の同時運転時、モータ10,30を互いに逆回転駆動しながら、モータ10,30におけるロータ12,32の回転位置を互いの差が所定値以下となるように制御する第2制御手段。
(2) During simultaneous operation of the
なお、第2制御手段は、具体的には、モータ10,30を互いに逆回転駆動しながら、モータ10,30におけるロータ12,32の回転電気角θest1,θest2を検出し、その回転電気角θest1,θest2を回転機械角Q1,Q2に変換し、その回転機械角Q1,Q2の差ΔQが所定値以下となるようにインバータ62,65のスイッチングを制御する。また、第2制御手段は、モータ10,30の起動に際し、インバータ62,65の出力電圧に高周波電圧を重畳し、この高周波電圧の重畳によりモータ10,30に流れる高周波電流を検出し、この検出電流からモータ10,30におけるロータ12,32の回転電気角θest1,θest2を検出し、その回転電気角θest1,θest2に応じてインバータ62,65のスイッチングを制御することによりモータ10,30を起動する。
Specifically, the second control means detects the rotational electrical angles θest1 and θest2 of the
センサレス・ベクトル制御部71は、インバータ62のスイッチングを制御するもので、電流検出部81、速度推定演算部82、積分部83、変換部84、減算部85、速度制御部86、演算部87、減算部88,89,90、電流制御部91,92、加算部93,94、PWM信号生成部95、高周波重畳制御部96、速度変動検出部97、Iq補正部98を備える。
The sensorless
電流検出部81は、モータ10に流れる電流(モータ電流という)を電流センサ63r,63s,63tを介して検出し、この検出電流に基づき、モータ10におけるロータ軸上の界磁軸(d軸)座標およびトルク軸(q軸)座標にそれぞれ換算された界磁成分電流(d軸電流ともいう)Id1およびトルク成分電流(q軸電流ともいう)Iq1を検出する。また、電流検出部81は、高周波重畳制御部96による高周波電圧Vh1の重畳に際してモータ10の各相巻線に流れる高周波電流を検出する。
The
速度推定演算部82は、高周波重畳制御部96による高周波電圧Vh1の重畳に際し、電流検出部81で検出される高周波電流に基づいて高周波電圧Vh1の重畳に関する高周波重畳法の評価指標HYOを求め、この評価指標HYOを比例・積分(PI)制御演算することによりモータ10の回転速度ωest1を推定する。また、速度推定演算部82は、高周波電圧Vh1の非重畳時、電流検出部81で検出される通常のモータ電流における界磁成分電流Id1およびトルク成分電流Iq1を用いる演算により、モータ10の回転速度ωest1を推定する。
When the high frequency superimposition controller 96 superimposes the high frequency voltage Vh1, the speed
積分部83は、速度推定演算部82の推定回転速度ωest1を積分することにより、モータ10におけるロータ12の回転位置である回転電気角θest1を検出する。変換部84は、減算部89から供給される補正目標値Iqref1´の脈動パターンと回転電気角θest1との対比に基づき、回転電気角θest1を回転機械角Q1に変換する。この回転機械角Q1は、電流検出部81、PWM信号生成部95、主制御部100に供給される。減算部85は、主制御部100で設定される目標回転速度ωrefから推定回転速度ωest1を減算することにより、目標回転速度ωrefと推定回転速度ωest1との速度偏差を得る。
The
速度制御部86は、減算部85で得られた速度偏差を比例・積分制御(PI制御)演算することにより、トルク成分電流Iq1の目標値Iqref1を求める。演算部87は、トルク成分電流Iq1の目標値Iqref1から界磁成分電流Id1の目標値Idref1を求める。減算部88は、目標値Idref1から界磁成分電流Id1を減算することにより、目標値Idref1と界磁成分電流Id1との偏差ΔId1を得る。減算部89は、Iq補正部98から供給されるトルク成分電流補正値Iqx1をトルク成分電流Iq1の目標値Iqref1から減算することにより、補正目標値Iqref1´を得る。減算部90は、補正目標値Iqref1´からトルク成分電流Iq1を減算することにより、補正目標値Iqref1´とトルク成分電流Iq1との偏差ΔIq1を得る。
The
電流制御部91は、偏差ΔId1の比例・積分制御(PI制御)演算により、モータ10におけるロータ軸上のd軸座標に換算した界磁成分電圧Vd1を求める。電流制御部92は、偏差ΔIq1の比例・積分制御(PI制御)演算により、モータ10におけるロータ軸上のq軸座標に換算したトルク成分電圧Vq1を求める。加算部93は、高周波重畳制御部96から供給される高周波電圧Vh1の界磁成分Vdh1を界磁成分電圧Vd1に加算する。加算部94は、高周波重畳制御部96から供給される高周波電圧Vh1のトルク成分Vqh1をトルク成分電圧Vq1に加算する。
The
PWM信号生成部95は、界磁成分電圧Vd1、トルク成分電圧Vq1、および回転機械角Q1に応じて、インバータ62に対するスイッチング用のパルス幅変調信号(PWM信号という)を生成する。このPWM信号により、インバータ62の各スイッチング素子がオン,オフ動作し、モータ10の各相巻線に対する駆動電圧Vu,Vv,Vwがインバータ62から出力される。
The PWM
高周波重畳制御部96は、インバータ62からモータ10への駆動電圧Vu,Vv,Vwに重畳するための高周波電圧Vh1の界磁成分(d軸成分)Vdh1とトルク成分(q軸成分)Vqh1を生成する。具体的には、インバータ62をスイッチングするためのPWM信号の生成に用いるキャリア信号をPWM信号生成部95から取込み、取込んだキャリア信号の周期に合せた割込み処理により、その割込み処理の実行間隔に対応する周期の高周波電圧Vh1(界磁成分Vdh1とトルク成分Vqh1)を生成する。界磁成分Vdh1は加算部93に供給され、トルク成分Vqh1は加算部94に供給される。
The high-frequency superimposing control unit 96 generates a field component (d-axis component) Vdh1 and a torque component (q-axis component) Vqh1 of the high-frequency voltage Vh1 to be superimposed on the drive voltages Vu, Vv, Vw from the
速度変動検出部97は、圧縮機構部20の振動成分として、推定回転速度ωest1の変動を検出する。推定回転速度ωest1の変動の一例をモータ電流Iu,Iv,Iw、ロータ12の回転機械角Q1、回転軸13の振動変位と共に図5に示す。回転軸13の振動変位が推定回転速度ωest1の変動となって現われている。Iq補正部98は、速度変動検出部97で検出される“推定回転速度ωest1の変動”を最小にするためのトルク成分電流補正値Iqx1を求める。このトルク成分電流補正値Iqx1は、減算部89に供給される。減算部89は、トルク成分電流補正値Iqx1をトルク成分電流Iq1の目標値Iqref1から減算することにより、補正目標値Iqref1´を得る。この補正目標値Iqref1´は図6に示すように脈動し、その脈動は回転軸13の回転軸トルクT1の脈動と同期する。
The speed
このように、推定回転速度ωest1の変動が最小となるようにトルク成分電流Iq1の目標値Iqref1をフィードバック補正することにより、補正目標値Iqref1´の脈動と回転軸13の回転軸トルクT1の脈動とを同期させることができる。この同期により、変換部84での回転電気角θest1から回転機械角Q1への変換処理(演算)を、モータ10の極数(4極や6極)に影響を受けることなく、正確に行うことができる。
In this way, by performing feedback correction on the target value Iqref1 of the torque component current Iq1 so that the fluctuation of the estimated rotational speed ωest1 is minimized, the pulsation of the corrected target value Iqref1 ′ and the pulsation of the rotational shaft torque T1 of the
モータ10が例えば4極モータの場合、図6に示すように、回転電気角θest1=360°の2周期分が回転機械角Q1=360°(1回転)に相当し、補正目標値Iqref1´は回転電気角θest1の周期ごとに同じパターンで脈動する。この補正目標値Iqref1´の脈動パターンと回転電気角θest1の周期との関係に基づき、モータ10におけるロータ12の回転機械角Q1を正確に捕らえることができる。
When the
モータ10が例えば6極モータの場合、図6に示すように、回転電気角θest1=360°の3周期分が回転機械角Q1=360°(1回転)に相当し、補正目標値Iqref1´は回転電気角θest1の周期ごとに異なるパターンで脈動する。この周期ごとに異なる補正目標値Iqref1´の脈動パターンと回転電気角θest1の周期との関係に基づき、モータ10におけるにおけるロータ12の回転機械角Q1を正確に捕らえることができる。
When the
一方、インバータ65のスイッチングを制御するセンサレス・ベクトル制御部72は、センサレス・ベクトル制御部71と同様に、電流検出部81、速度推定演算部82、積分部83、変換部84、減算部85、速度制御部86、演算部87、減算部88,89,90、電流制御部91,92、加算部93,94、PWM信号生成部95、高周波重畳制御部96、速度変動検出部97、Iq補正部98を備える。
On the other hand, the sensorless
センサレス・ベクトル制御部72がセンサレス・ベクトル制御部71と異なるのは、界磁成分電流Id2、トルク成分電流Iq2、推定回転速度ωest2、回転電気角θest2、回転機械角Q2、目標値Idref2、目標値Iqref2、偏差ΔId2、トルク成分電流補正値Iqx2、補正目標値Iqref2´、偏差ΔIq2、界磁成分電圧Vd2、トルク成分電圧Vq2、高周波電圧Vh2(界磁成分Vdh2とトルク成分Vqh2)などを制御要素として扱う点である。
The sensorless
とくに、センサレス・ベクトル制御部72の速度変動検出部97は、圧縮機構部40の振動成分として、推定回転速度ωest2の変動を検出する。センサレス・ベクトル制御部72のIq補正部98は、速度変動検出部97で検出される“推定回転速度ωest2の変動”を最小にするためのトルク成分電流補正値Iqx2を求める。このトルク成分電流補正値Iqx2は、減算部89に供給される。減算部89は、トルク成分電流補正値Iqx2をトルク成分電流Iq2の目標値Iqref2から減算することにより、補正目標値Iqref2´を得る。この補正目標値Iqref2´は図6に示すように脈動し、その脈動は回転軸33の回転軸トルクT2の脈動と同期する。
In particular, the speed
このように、推定回転速度ωest2の変動が最小となるようにトルク成分電流Iq2の目標値Iqref2をフィードバック補正することにより、補正目標値Iqref2´の脈動と回転軸33の回転軸トルクT2の脈動とを同期させることができる。この同期により、変換部84での回転電気角θest2から回転機械角Q2への変換処理(演算)を、モータ30の極数(4極や6極)に影響を受けることなく、正確に行うことができる。
In this way, by performing feedback correction on the target value Iqref2 of the torque component current Iq2 so that the fluctuation of the estimated rotational speed ωest2 is minimized, the pulsation of the corrected target value Iqref2 ′ and the pulsation of the rotational shaft torque T2 of the
ところで、図6から分かるように、モータ10,30が同じ回転速度で動作しても、モータ10における回転軸トルクT1の脈動の位相とモータ30における回転軸トルクT2の脈動の位相とが一致するとは限らない。この位相差は、回転機械角Q1,Q2の差ΔQに相当する。また、この位相差は、密閉ケース1aの振動となって現われる。
As can be seen from FIG. 6, even if the
そこで、センサレス・ベクトル制御部71の積分部83で検出された回転電気角θest1がセンサレス・ベクトル制御部72の減算部85に供給される。センサレス・ベクトル制御部72の減算部85は、センサレス・ベクトル制御部71からの回転電気角θest1と当該センサレス・ベクトル制御部72の積分部83で検出される回転電気角θest2(ロータ32の回転位置)との電気角偏差を得る。センサレス・ベクトル制御部72の速度制御部86は、センサレス・ベクトル制御部72の減算部85で得られた電気角偏差を比例・積分制御(PI制御)演算することにより、トルク成分電流Iq2の目標値Iqref2を求める。
Therefore, the rotational electrical angle θest1 detected by the
このように、センサレス・ベクトル制御部71で検出された回転電気角θest1に基づいてセンサレス・ベクトル制御部72側のトルク成分電流Iq2の目標値Iqref2を設定することにより、モータ10,30の回転速度が互いに一致するとともに、センサレス・ベクトル制御部71側の補正目標値Iqref1´の脈動の位相とセンサレス・ベクトル制御部72側の補正目標値Iqref2´の脈動の位相との差が0°(または180°)となる。これにより、モータ10における回転軸トルクT1の脈動の位相とモータ30における回転軸トルクT2の脈動の位相との差(回転機械角Q1,Q2の差ΔQ)が0°(または180°)となる。これにより、密閉ケース1aの振動を防ぐことができる。
Thus, by setting the target value Iqref2 of the torque component current Iq2 on the sensorless
つぎに、主制御部100が制御部70を通して実行する制御を図7のフローチャートを参照しながら説明する。
モータ10,30の起動に際し(ステップS1のYES)、主制御部100は、高周波電圧の重畳による起動いわゆる高周波重畳制御を実行する(ステップS2)。すなわち、高周波重畳制御において、主制御部100は、インバータ62,65から所定周波数の駆動電圧Vu,Vv,Vwを出力させるとともにその駆動電圧Vu,Vv,Vwに高周波電圧Vhを重畳し、この重畳によってモータ10,30に流れる高周波電流を検出し、この検出電流からモータ10,30の回転電気角θest1,θest2を検出し、この回転電気角θest1,θest2に応じてインバータ62,63のスイッチングを制御することによりモータ10,30を互いに逆方向に回転駆動する。
Next, control executed by the
When the
高周波重畳制御に伴い、主制御部100は、起動用速度αを目標回転速度ωrefとして定めるとともに(ステップS3)、上記検出した回転電気角θest1,θest2を回転機械角Q1,Q2に変換する処理を実行する(ステップS4)。
Along with the high-frequency superposition control, the
なお、モータ10,30の起動に際し、主制御部100は、圧縮機1に大きな振動が生じないよう、冷凍サイクルの開閉弁55を予め開いて高圧側圧力と低圧側圧力との差を縮小し、圧縮機1の圧縮負荷を低減する制御を実行している。ただし、圧縮負荷が小さ過ぎると、回転軸トルクT1,T2の脈動が生じなくなる。回転軸トルクT1,T2の脈動が生じないと、回転機械角Q1,Q2への変換処理が完了しなくなってしまう。
When the
そこで、主制御部100は、回転機械角Q1,Q2への変換処理が完了しない場合(ステップS5のNO)、起動用速度αを所定値Δαだけ低減し(ステップS6)、低減後の起動用速度αが許容最小値αminに達しているか否かを判定する(ステップS7)。低減後の起動用速度αが許容最小値αminに達していない場合(ステップS7のNO)、主制御部100は、ステップS2に戻って高周波重畳制御を継続するとともに、低減後の起動用速度αを新たな目標回転速度ωrefとして定める(ステップS3)。起動用速度αを低減することで、回転機械角Q1,Q2への変換処理に必要な回転軸トルクT1,T2の脈動を生じさせるようにしている。
Therefore, when the conversion process to the rotating machine angles Q1, Q2 is not completed (NO in step S5), the
起動用速度αの低減にもかかわらず変換処理が完了しない場合(ステップS5のNO)、主制御部100は、起動用速度αを再び所定値Δαだけ低減し(ステップS6)、低減後の起動用速度αが許容最小値αminに達しているか否かを判定する(ステップS7)。低減後の起動用速度αが許容最小値αminに達していない場合(ステップS7のNO)、主制御部100は、ステップS2に戻って高周波重畳制御を継続するとともに、低減後の起動用速度αを新たな目標回転速度ωrefとして定める(ステップS3)。
When the conversion process is not completed in spite of the reduction of the startup speed α (NO in step S5), the
低減後の起動用速度αが許容最小値αminに達した場合(ステップS7のYES)、主制御部100は、開閉弁55を閉じて圧縮負荷を増加する(ステップS8)。圧縮負荷を増加することで、回転機械角Q1,Q2への変換処理に必要な回転軸トルクT1,T2の脈動を生じさせることができる。
When the starting speed α after the reduction reaches the allowable minimum value αmin (YES in step S7), the
圧縮負荷の増加後、主制御部100は、ステップS2に戻って高周波重畳制御を継続するとともに、低減後の起動用速度α(=αmin)を新たな目標回転速度ωrefとして定める(ステップS3)。
After the increase in the compression load, the
回転機械角Q1,Q2への変換処理が完了した場合(ステップS5のYES)、主制御部100は、センサレス・ベクトル制御部71の変換部84で得られた回転機械角Q1とセンサレス・ベクトル制御部72の変換部84で得られた回転機械角Q2との差ΔQ(回転軸トルクT1,T2の脈動の位相差)を所定値以下である例えば0°(または180°)に保つ同期制御を実行する(ステップS9)。主制御部100は、この同期制御を起動後も継続する。
When the conversion processing to the rotary machine angles Q1 and Q2 is completed (YES in step S5), the
モータ10,30を互いに逆方向に回転駆動しながらこの同期制御を実行した場合の回転軸トルクT1,T2およびその合成回転軸トルクT0の関係を図8に示す。回転軸トルクT1,T2の脈動が正側と負側に振れる相似の波形となって互いに同期するので、回転軸トルクT1,T2が互いに打ち消し合ってその合成回転軸トルクT0が零となる。これにより、密閉ケース1aの振動を抑えることができる。振動を抑えることができるので、騒音を低減できるとともに、圧縮機1と冷媒配管との接続部に生じるいわゆる配管応力を規定値内に抑えることができる。
FIG. 8 shows the relationship between the rotational shaft torques T1 and T2 and the combined rotational shaft torque T0 when the synchronous control is executed while the
同期制御については、回転機械角Q1,Q2の差ΔQ(回転軸トルクT1,T2の脈動の位相差)を所定値たとえば25°以下に保つものであればよい。回転機械角Q1,Q2の差ΔQを25°に保つ同期制御を行った場合の回転軸トルクT1,T2および合成回転軸トルクT0の関係を図9に示す。合成回転軸トルクT0に変動は生じるが、密閉ケース1aの振動をモータ10,30のいずれか一方の単独運転時の振動程度に抑えることができる。参考として図10に示すように、回転機械角Q1,Q2の差ΔQを90°に保つ同期制御では、合成回転軸トルクT0が大きく変動し、密閉ケース1aに大きな振動が生じる最悪の状態となる。
As for the synchronous control, the difference ΔQ (the phase difference between the pulsations of the rotating shaft torques T1, T2) between the rotating machine angles Q1, Q2 may be maintained at a predetermined value, for example, 25 ° or less. FIG. 9 shows the relationship between the rotational shaft torques T1 and T2 and the combined rotational shaft torque T0 when synchronous control is performed to keep the difference ΔQ between the rotational mechanical angles Q1 and Q2 at 25 °. Although fluctuation occurs in the combined rotational shaft torque T0, the vibration of the sealed case 1a can be suppressed to the level of vibration during the independent operation of either one of the
なお、上記実施形態では、圧縮機構部20,40がそれぞれ2つの圧縮室を持つ2シリンダ型である場合を例に説明したが、圧縮機構部20,40がそれぞれ1つの圧縮室を持つ1シリンダ型である場合も同様に実施可能である。回転軸トルクT1の脈動パターンが2シリンダの場合と1シリンダの場合でどのように異なるかを図11に対比して示している。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 The above embodiments and modifications are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, rewrites, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. In these embodiments and modifications, the scope of the invention is included in the gist, and is included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…圧縮機、1a…密閉ケース、10,30…モータ、11,31…ステータ、12,32…ロータ、13,33…回転軸、20,40…圧縮機構部、21a,21b…圧縮室、14a,14b…クランク、22a,22b…ローラ、41a,41b…圧縮室、34a,34b…クランク、42a,42b…ローラ、51…凝縮器、52…膨張弁、53…蒸発器、55…開閉弁、60…交流電源、61,64…コンバータ、62,65…インバータ、70…制御部、71,72…センサレス・ベクトル制御部、100…主制御部、81…電流検出部、82…速度推定演算部、83…積分部、84…変換部、86…速度制御部、87…演算部、91,92…電流制御部、95…PWM信号生成部、96…高周波重畳制御部、97…速度変動検出部、98…Iq補正部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記各モータを互いに逆回転駆動し、その各モータの回転位置を互いの差が所定値以下となるように制御する
ことを特徴とするモータ制御装置。 A compressor motor control device comprising two compression mechanism units and two motors for driving these compression mechanism units housed in a single sealed case,
The motor control device, wherein the motors are driven to rotate reversely to each other, and the rotational positions of the motors are controlled so that the difference between them is not more than a predetermined value.
ことを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。 2. The motor control device according to claim 1, wherein each of the compression mechanism sections has a mutually excluded volume that is substantially equal to each other, and the respective rotation shafts face each other along the axial direction.
ことを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。 The motors are driven in reverse rotation with respect to each other, the rotational electrical angles of the motors are detected, the rotational electrical angles are converted into rotational mechanical angles, and the rotational mechanical angles are controlled so that the difference between them is below a predetermined value. The motor control device according to claim 1.
前記各モータの起動に際し、前記各インバータの出力電圧に高周波電圧を重畳し、この高周波電圧の重畳により前記各モータに流れる高周波電流を検出し、この検出電流から前記各モータの回転電気角を検出し、検出した回転電気角に応じて前記各インバータを制御する
ことを特徴とする請求項3記載のモータ制御装置。 A plurality of inverters for outputting drive voltages to the motors;
When starting up each motor, a high-frequency voltage is superimposed on the output voltage of each inverter, a high-frequency current flowing through each motor is detected by the superposition of the high-frequency voltage, and a rotational electrical angle of each motor is detected from the detected current. The motor control device according to claim 3, wherein the inverters are controlled in accordance with the detected rotational electrical angle.
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