明 細 書 Specification
電動機の運転制御装置 Motor operation control device
技術分野 Technical field
[0001] 本発明は、電動機の卷線電流を検出して PWM制御により電動機を制御する電動 機の運転制御装置に関する。 The present invention relates to a motor operation control device that detects a winding current of a motor and controls the motor by PWM control.
背景技術 Background art
[0002] この種の運転制御装置として、電動機に電圧を印加する電圧印加回路と、 3本の電 動機配線のうち、 2本の電動機配線の電流をそれぞれ検出する 2個の電流センサと、 これら電圧と電流の関係に基づいてロータの電気角の推定値に含まれる誤差を逐次 補正しながら、該推定値に基づいて電動機に駆動用の電圧を印加する駆動制御手 段と、電動機の回転中に、所定のタイミングで回転子の極性を判定する極性判定手 段とを備え、極性判定手段が、所定の判定用電圧を印加するように電圧印加回路を 制御する判定用電圧印加手段と、電流センサで検出された電流の変化に基づいて 極性の判定を行う判定手段とを含んでなるものが開示されている(例えば、特開 2002-95282号公報参照)。 [0002] As this type of operation control device, a voltage application circuit that applies a voltage to a motor, two current sensors that respectively detect currents of two motor wires out of three motor wires, A drive control means for applying a driving voltage to the electric motor based on the estimated value while sequentially correcting an error included in the estimated electric angle of the rotor based on the relationship between the voltage and the current; and A polarity determining means for determining the polarity of the rotor at a predetermined timing, wherein the polarity determining means controls a voltage applying circuit so as to apply a predetermined determining voltage; Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-95282 discloses a device including a determination unit that determines the polarity based on a change in current detected by a sensor.
発明の開示 Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題 Problems to be solved by the invention
[0003] 空気調和機の圧縮機を能力制御運転する場合、圧縮機駆動電動機を、例えば、 1 Orpsというような低い回転数で運転している力 高効率ィ匕のためにさらに低速ィ匕が求 められている。そうすると、 5rpsや 3rpsという極低速で安定した運転が必要となる。ま た、圧縮機駆動電動機の回転方向は一方向であるため、これを逆方向に運転する必 要'性はなかった。 [0003] In the capacity control operation of the compressor of the air conditioner, the compressor drive motor is operated at a low rotation speed such as 1 Orps. It has been demanded. In that case, stable operation at extremely low speed of 5rps or 3rps is required. In addition, since the rotation direction of the compressor drive motor is one direction, there is no need to operate the compressor in the opposite direction.
[0004] しかし、空気調和機の室外機に設けられる送風機等においては、屋外の風の影響 等で電動機の回転方向が逆転している場合があるため、逆転中の電動機の回転数 をゼロに戻した後、正規の方向に回転させる必要がある。従って、これらの電動機は 、正転中の低速領域、あるいは、ゼロを含むその両側の低速領域において安定した 制御が要求される。
[0005] 上述した従来の運転制御装置は、電動機を駆動するに当たって、所定の回転数ま で加速するので、加速のためのトルクが必要であることから電流が比較的大きい範囲 で回転数を検出していたため、検出誤差は小さぐ安定した制御が可能であった。 [0004] However, in a blower or the like provided in an outdoor unit of an air conditioner, the rotation direction of the motor may be reversed due to the influence of outdoor wind or the like. After returning, it is necessary to rotate in the normal direction. Therefore, these motors are required to have stable control in a low-speed region during normal rotation or in low-speed regions on both sides including zero. [0005] The above-described conventional operation control device accelerates the motor up to a predetermined rotation speed when driving the electric motor. Therefore, since a torque for acceleration is required, the rotation control device detects the rotation speed in a relatively large current range. As a result, the detection error was small and stable control was possible.
[0006] しかし、この運転制御装置を、低速で運転する空気調和機の圧縮機を駆動する電 動機に適用しょうとしたり、駆動して ヽな ヽにもかかわらず自然風により低速で回転し たり、逆方向に回転したりする空気調和機の室外機の送風機を駆動する電動機に適 用しょうとすると、低速回転時には値の小さい卷線電流力 その回転数を推定しなけ ればならないため、検出精度が低下し、電動機の制御が不安定になるという問題が あった。また、逆方向に回転している電動機を正規の方向に転換させる際には、必ず 0を含む低回転数域を通過させなければならな 、ため、このような不安定な状態での 制御が不可避であった。 [0006] However, this operation control device is intended to be applied to an electric motor that drives a compressor of an air conditioner that operates at a low speed, or is rotated at a low speed by natural wind despite the fact that it is driven. However, if it is applied to a motor that drives a blower of an outdoor unit of an air conditioner that rotates in the opposite direction, the winding current force with a small value at low speed rotation must be estimated because its rotation speed must be estimated. There was a problem that the accuracy was reduced and the control of the motor became unstable. In addition, when the motor rotating in the reverse direction is turned to the normal direction, it must pass through a low rotation speed range including 0, so that control in such an unstable state is not performed. It was inevitable.
[0007] 明の開示 [0007] Ming disclosure
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的はゼロに近い 低速回転においても安定的に速度制御することのできる電動機の運転制御装置を 提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an operation control device for an electric motor capable of controlling the speed stably even at a low speed near zero.
[0008] 本発明の他の目的は、電動機が逆方向に回転していても順方向に安定的に方向 転換させることのできる電動機の運転制御装置を提供することにある。 [0008] Another object of the present invention is to provide a motor operation control device capable of stably turning in the forward direction even when the motor is rotating in the reverse direction.
課題を解決するための手段 Means for solving the problem
[0009] 上記の目的を達成するために、請求項 1に係る電動機の運転制御装置は、 [0009] In order to achieve the above object, an operation control device for an electric motor according to claim 1 includes:
直流を交流に変換して電動機に供給する電力変換部と、 A power conversion unit that converts DC to AC and supplies the AC to the motor;
電動機の卷線に流れる電流を検出する電流検出手段と、 Current detection means for detecting a current flowing through a winding of the motor;
電動機に供給する電圧指令値のトルク成分、励磁成分及び電流検出手段によって 検出された電流に基づいて電動機の回転数を推定するロータ速度推定演算手段と 電圧指令値のトルク成分、励磁成分及びロータ速度推定演算手段によって推定さ れた電動機の回転数に基づいて電力変換部を駆動するための駆動波形信号を生成 する波形生成手段と、 A rotor speed estimating means for estimating the number of revolutions of the motor based on a torque component and an exciting component of a voltage command value supplied to the motor and a current detected by the current detecting means; and a torque component, an exciting component and a rotor speed of the voltage command value. Waveform generation means for generating a drive waveform signal for driving the power conversion unit based on the rotation speed of the motor estimated by the estimation calculation means;
ロータ速度推定演算手段で推定された電動機の回転数が所定値以下の範囲で電
圧指令値の励磁成分を増大させる励磁補正制御手段と、 When the rotation speed of the motor estimated by the rotor speed Excitation correction control means for increasing the excitation component of the pressure command value,
を備えたものである。 It is provided with.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[0010] [図 1]は、本発明の第 1の実施形態の構成を部分的にブロックで示した回路図。 FIG. 1 is a circuit diagram partially showing a configuration of a first embodiment of the present invention by blocks.
[図 2]は、図 1に示す第 1の実施形態の動作を説明するために、励磁成分電流の目標 値の状態を電動機の推定回転数及びトルク成分電流の目標値と関係付けて表した タイムチャート。 FIG. 2 shows the state of the target value of the excitation component current in relation to the estimated rotation speed of the motor and the target value of the torque component current in order to explain the operation of the first embodiment shown in FIG. Time chart.
[図 3]は、本発明の第 2の実施形態の構成を部分的にブロックで示した回路図。 FIG. 3 is a circuit diagram partially showing a configuration of a second embodiment of the present invention by blocks.
[図 4]は、本発明の第 3の実施形態の構成を部分的にブロックで示した回路図。 FIG. 4 is a circuit diagram partially showing the configuration of a third embodiment of the present invention by blocks.
[図 5]は、本発明の各実施形態の変形例を説明するために、励磁成分電流の目標値 の状態を、電動機の推定回転数及びトルク成分電流の目標値と関係付けて表したタ ィムチャート。 FIG. 5 is a graph showing the state of the target value of the exciting component current in relation to the estimated rotational speed of the motor and the target value of the torque component current in order to explain a modification of each embodiment of the present invention. Sim chart.
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0011] 以下、本発明を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings.
図 1は、本発明の第 1の実施形態の構成を部分的にブロックで示した回路図である 。同図において、直流電源部 1の正側及び負側の出力端子間に、平滑コンデンサ 2 と電力変換部 3とが並列に接続されている。電力変換部 3は、還流用のダイオードが 逆並列接続された 6個のスイッチング素子を 3相ブリッジ接続したものでなり、正側の スイッチング素子と負側のスイッチング素子との相互接続点、すなわち、 3相交流電 圧の出力端に電動機 4の相卷線が接続されて 、る。 FIG. 1 is a circuit diagram partially showing the configuration of the first embodiment of the present invention by blocks. In FIG. 1, a smoothing capacitor 2 and a power converter 3 are connected in parallel between the positive and negative output terminals of the DC power supply 1. The power converter 3 is composed of six switching elements in which a reflux diode is connected in anti-parallel and connected in a three-phase bridge, and is an interconnection point between the positive switching element and the negative switching element, that is, The phase winding of the motor 4 is connected to the output terminal of the three-phase AC voltage.
[0012] また、直流電源部 1の負側と電力変換部 3の 3相分の負側アームとの間にそれぞれ 抵抗 6が接続され、さらに、平滑コンデンサ 2に直流電圧検出部 7が並列に接続され ており、抵抗 6に電圧として発生する電流検出値と、直流電圧検出部 7によって検出 される直流の電圧検出値とに基づいて、電力変換部 3を構成するスイッチング素子を オン、オフ制御するモータ制御部 101を備えている。 [0012] A resistor 6 is connected between the negative side of DC power supply unit 1 and the negative side arm for three phases of power conversion unit 3, and a DC voltage detection unit 7 is connected in parallel with smoothing capacitor 2. Connected, and controls the switching elements of the power conversion unit 3 to be turned on and off based on the current detection value generated as a voltage at the resistor 6 and the DC voltage detection value detected by the DC voltage detection unit 7. The motor control unit 101 is provided.
[0013] 次に、モータ制御部 101の詳細な構成について説明する。このモータ制御部 101 には、外部から目標回転数 co rel^与えられると共に、抵抗 6にそれぞれ発生した電 圧及び直流電圧検出部 7で検出された電圧の各検出値が加えられる。このうち、抵
抗 6にそれぞれ発生した電圧の検出値は、電流検出部 8に加えられる。この電流検 出部 8は、これらの電圧検出値と、後述する電動機のロータ推定位置 Θ estとに基づ いて、ロータ軸上の座標に換算されたトルク成分電流 Iqと励磁成分電流 Idとを演算 するものである。この電流検出部 8には、ロータ速度推定演算部 9が接続されている。 Next, a detailed configuration of the motor control unit 101 will be described. The motor control unit 101 is provided with a target rotation speed co rel ^ from the outside, and also adds the respective detection values of the voltage generated in the resistor 6 and the voltage detected by the DC voltage detection unit 7. Of these, The detected value of the voltage generated at each of the resistors 6 is applied to the current detector 8. The current detection unit 8 converts the torque component current Iq and the excitation component current Id converted into coordinates on the rotor shaft based on the detected voltage value and the estimated rotor position est of the electric motor described later. It is an operation. A rotor speed estimation calculation unit 9 is connected to the current detection unit 8.
[0014] ロータ速度推定演算部 9は、トルク成分電流 Iq及び励磁成分電流 Idと、直流電圧 検出部 7で検出された電圧と、後述する電圧指令値の d軸成分 Vd及び q軸成分 Vqと に基づ!/、てロータの推定回転数 ω estを演算するものである。このロータ速度推定演 算部 9の推定回転数 ω estは、積分部 10、減算器 21及び励磁補正制御部 16に加え られる。積分部 10は、推定回転数 w estを積分し電動機のロータ推定位置 Θ estとし て出力するものである。減算器 21は、目標回転数 co re も推定回転数 ω estを減算 して PI制御部 11に加えるものである。励磁補正制御部 16は、ロータ速度推定演算 部 9で推定された電動機の推定回転数 ω estが所定値以下の範囲で、電圧指令値の 励磁成分の補正値 Idre!2を出力するものである。 [0014] The rotor speed estimation calculation unit 9 includes a torque component current Iq and an excitation component current Id, a voltage detected by the DC voltage detection unit 7, a d-axis component Vd and a q-axis component Vq of a voltage command value described later. And the estimated rotational speed ω est of the rotor is calculated based on! The estimated rotation speed ω est of the rotor speed estimation calculation unit 9 is applied to the integration unit 10, the subtractor 21, and the excitation correction control unit 16. The integrator 10 integrates the estimated rotation speed w est and outputs it as the estimated rotor position 位置 est of the electric motor. The subtractor 21 subtracts the estimated rotational speed ω est from the target rotational speed core and adds the same to the PI control unit 11. The excitation correction control unit 16 outputs a correction value Idre! 2 of the excitation component of the voltage command value when the estimated rotation speed ω est of the motor estimated by the rotor speed estimation calculation unit 9 is within a predetermined value or less. .
[0015] PI制御部 11は、減算器 21の出力、すなわち、目標回転数 co refと推定回転数 co est との差分を比例、積分することによって、トルク成分電流の目標値 Iqre 出力するも のである。この PI制御部 11から出力されるトルク成分電流の目標値 Iqrefは、演算部 12と減算器 22とにカ卩えられる。このうち、演算部 12は、トルク成分電流の目標値 Iq re 励磁成分電流の目標値 Idreflに変換するものであり、減算器 22はトルク成分電 流の目標値 Iqre もトルク成分電流 Iqを減算するものである。この減算器 22の出力 、すなわち、トルク成分電流の目標値 Iqrefとトルク成分電流 Iqとの差分は PI制御部 1 3に加えられ、ここで、比例、積分演算されて電圧指令値の q軸成分 Vqが出力される The PI control unit 11 outputs the target value Iqr e of the torque component current by proportionally and integrating the output of the subtractor 21, that is, the difference between the target rotation speed co ref and the estimated rotation speed co est. It is. The target value Iqref of the torque component current output from the PI control unit 11 is calculated by the calculation unit 12 and the subtractor 22. The calculation unit 12 converts the target value Iqre of the torque component current into the target value Idrefl of the excitation component current, and the subtractor 22 subtracts the torque component current Iq from the target value Iqre of the torque component current. Things. The output of the subtracter 22, that is, the difference between the target value Iqref of the torque component current and the torque component current Iq is added to the PI control unit 13, where the proportional and integral operation is performed to calculate the q-axis component of the voltage command value. Vq is output
[0016] 演算部 12から出力される励磁成分電流の目標値 Idreflは加算器 23に加えられ、こ こで、電圧指令値の励磁成分の補正値 Idref2と加算され、その結果が、励磁成分電 流の目標値 Idrefとして減算器 24にカ卩えられる。減算器 24は、励磁成分電流の目標 値 Idre も励磁成分電流 Idを減算して PI制御部 14にカ卩えるものである。 PI制御部 1 4は、減算器 24の出力、すなわち、励磁成分電流の目標値 Idrefと励磁成分電流 Idと の差分を比例、積分演算することによって電圧指令値の q軸成分 Vqを出力するもの
である。 [0016] The target value Idrefl of the excitation component current output from the calculation unit 12 is added to the adder 23, where it is added to the correction value Idref2 of the excitation component of the voltage command value, and the result is added to the excitation component current. The flow target value Idref is supplied to the subtractor 24. The subtractor 24 subtracts the exciting component current Id from the target value Idre of the exciting component current, and outputs the result to the PI control unit 14. The PI control unit 14 outputs the q-axis component Vq of the voltage command value by calculating the output of the subtractor 24, that is, the difference between the target value Idref of the excitation component current and the excitation component current Id in proportion and integration. It is.
[0017] PI制御部 13から出力された電圧指令値の q軸成分 Vq及び PI制御部 14から出力さ れた電圧指令値の d軸成分 Vdは、前述のロータ速度推定演算部 9に加えられ、さら に、波形合成部 15にも加えられる。波形合成部 15は、電圧指令値の q軸成分 Vq、 d 軸成分 Vd、直流電圧検出部 7の電圧信号及びロータ推定位置 Θ estに基づいて電 動機 4のステータ軸上の駆動電圧 Vu, Vv, Vwを演算し、さらに、この駆動電圧に対 応させて電力変換部 3のスイッチング素子を駆動する駆動波形信号を生成するもの である。 The q-axis component Vq of the voltage command value output from the PI control unit 13 and the d-axis component Vd of the voltage command value output from the PI control unit 14 are added to the rotor speed estimation calculation unit 9 described above. Further, it is also applied to the waveform synthesizing unit 15. The waveform synthesizing unit 15 determines the driving voltages Vu, Vv on the stator shaft of the motor 4 based on the q-axis component Vq and the d-axis component Vd of the voltage command value, the voltage signal of the DC voltage detecting unit 7 and the estimated rotor position estest. , Vw, and further generates a drive waveform signal for driving the switching element of the power conversion unit 3 in accordance with the drive voltage.
[0018] 上記のように構成された第 1の実施形態の動作について、以下に説明する。直流 電源部 1から供給された電圧が、平滑コンデンサ 2で平滑されて電力変換部 3に供給 される。電力変換部 3は、モータ制御部 101によって駆動され、直流を 3相交流に変 換して電動機 4に供給する。 The operation of the first embodiment configured as described above will be described below. The voltage supplied from the DC power supply 1 is smoothed by the smoothing capacitor 2 and supplied to the power converter 3. The power conversion unit 3 is driven by the motor control unit 101, converts DC into three-phase AC, and supplies the three-phase AC to the electric motor 4.
[0019] このとき、電力変換部 3に供給される電圧が直流電圧検出部 7によって検出され、 電動機 4の卷線電流が抵抗 6を介して電流検出部 8によって検出される。この電流検 出部 8は、ロータ推定位置 Θ estに応じて、 3相分の電流をロータ軸上の座標で表さ れるトルク成分電流 Iqと励磁成分電流 Idとに変換して出力する。 At this time, the voltage supplied to power conversion unit 3 is detected by DC voltage detection unit 7, and the winding current of motor 4 is detected by current detection unit 8 via resistor 6. The current detector 8 converts the currents of the three phases into a torque component current Iq and an excitation component current Id represented by coordinates on the rotor axis according to the estimated rotor position est and outputs the converted current.
[0020] このとき、モータ制御部 101においては、目標回転数 co refと推定回転数 w estとが 減算器 21に加えられ、その差分が PI制御部 11によって比例、積分演算されてトルク 成分電流の目標値 Iqrefとして出力される。このトルク成分電流の目標値 Iqrefは演算 部 12に入力され、ここで所定の演算が行われ、励磁成分電流の目標値 Idreflに変 換される。また、ロータ速度推定演算部 9で推定された電動機の推定回転数 ω estが 、所定値以下の範囲で、励磁補正制御部 16が励磁成分電流の補正値 Idref2を出力 する。励磁成分電流の目標値 Idreflとその補正値 Idre!2とが加算器 23で加算されて 励磁成分電流の目標値 Idrefとして出力される。 At this time, in the motor control unit 101, the target rotation speed co ref and the estimated rotation speed w est are added to the subtractor 21, and the difference is proportionally and integratedly calculated by the PI control unit 11 to obtain the torque component current. Is output as the target value of Iqref. The target value Iqref of the torque component current is input to the calculation unit 12, where a predetermined calculation is performed, and the target value Iqref is converted into the target value Idrefl of the excitation component current. Also, the excitation correction control unit 16 outputs a correction value Idref2 of the excitation component current when the estimated rotational speed ω est of the electric motor estimated by the rotor speed estimation calculation unit 9 is equal to or less than a predetermined value. The target value Idrefl of the excitation component current and its correction value Idre! 2 are added by the adder 23 and output as the target value Idref of the excitation component current.
[0021] 次に、減算器 22によってトルク成分電流の目標値 Iqrefとトルク成分電流 Iqとの差分 が演算され、この差分が PI制御部 13で比例、積分演算されて電圧指令値の q軸成 分 Vqとして出力される。また、減算器 24によって励磁成分電流の目標値 Idrefと励磁 成分電流 Idとの差分が演算され、この差分が PI制御部 14で比例、積分演算されて
電圧指令値の d軸成分 Vdとして出力される。そして、これら q軸成分 Vq及び d軸成分 Vdがロータ速度推定演算部 9及び波形合成部 15に加えられる。また、推定回転数 w estが積分部 10によって積分されてロータ推定位置 Θ estとして出力され、電流検 出部 8及び波形合成部 15に加えられる。 Next, the difference between the target value Iqref of the torque component current and the torque component current Iq is calculated by the subtractor 22, and this difference is proportionally and integrated calculated by the PI control unit 13 to calculate the q-axis component of the voltage command value. Output as minute Vq. Further, a subtractor 24 calculates a difference between the target value Idref of the exciting component current and the exciting component current Id, and this difference is proportionally and integratedly calculated by the PI control unit 14. Output as d-axis component Vd of voltage command value. Then, the q-axis component Vq and the d-axis component Vd are added to the rotor speed estimation calculation section 9 and the waveform synthesis section 15. Further, the estimated rotation speed w est is integrated by the integration unit 10, output as the rotor estimated position est est, and applied to the current detection unit 8 and the waveform synthesis unit 15.
[0022] 波形合成部 15においては、電圧指令値の q軸成分 Vq、 d軸成分 Vd、ロータ推定 位置 Θ est及び直流電圧 Vdcに基づいて電動機 4のステータ軸上の駆動電圧 Vu, V V, Vwを演算し、さら〖こ、この駆動電圧に対応させて電力変換部 3のスイッチング素 子を駆動する駆動波形信号を生成する。 [0022] In the waveform synthesizing unit 15, the driving voltages Vu, VV, Vw on the stator shaft of the electric motor 4 are based on the q-axis component Vq, the d-axis component Vd, the rotor estimated position 及 び est, and the DC voltage Vdc of the voltage command value. Then, a driving waveform signal for driving the switching element of the power conversion unit 3 is generated in accordance with the driving voltage.
[0023] ここで、上述したロータ速度推定演算部 9は、電動機の卷線電流から電動機の回路 方程式により電動機の推定回転数 ω estを演算し、積分部 10はこの推定回転数 ω estを積分することによって、電動機のロータ推定位置 Θ estとして出力する。この場合 、電動機の回路方程式は次式で表される。 Here, the above-described rotor speed estimation calculation unit 9 calculates the estimated rotation speed ω est of the motor from the winding current of the motor by the circuit equation of the motor, and the integration unit 10 integrates the estimated rotation speed ω est. By doing so, the estimated rotor position estest of the motor is output. In this case, the circuit equation of the motor is represented by the following equation.
Vd= (R+PLd) X Id-ω X Lq X Iq …ひ) Vd = (R + PLd) X Id-ω X Lq X Iq… hi)
Vq= ω X LdX Id+ (R+PLq) X Iq+ ω X · ,· (2) Vq = ω X LdX Id + (R + PLq) X Iq + ω X
ただし、 However,
Ρ:微分演算子 Ρ: Differential operator
R:卷線抵抗 R: Winding resistance
Ld: d軸インダクタンス Ld: d-axis inductance
Lq : q軸インダクタンス Lq: q-axis inductance
ω :回転数 ω: rotation speed
Φ :誘起電圧係数 Φ: induced voltage coefficient
である。 It is.
[0024] この電動機の回路方程式から、回転数 ωが小さいとき、(1)式の右辺第 2項、 (2) 式の右辺第 1項及び第 3項の値は小さくなる。また、電動機の卷線抵抗 Rは、電動機 の損失になるため、電動機効率を高くするためにできるだけ小さく設計される。また、 励磁成分電流 Idは、電動機の駆動に直接寄与しないので、効率を向上させるために 小さな値となるように制御される。一方、トルク成分電流 Iqは電動機のトルクを発生す る電流で、電動機の回転数が低いときは電動機の負荷も小さいので小さな値となる。
[0025] 電流検出部 8の誤差には、検出値に比例した成分 (増幅回路のゲイン誤差等)と、 検出値に依存しない固定分 (オフセット電圧等)とがあり、電流値が小さいと固定分の ために相対的な誤差が大きくなる。上述のモータ制御部 101は電流値力も回転数を 推定しているので、電流値の誤差が大きくなればなるほど、回転数の誤差も大きくな る。そのため、回転数の低いところでは電動機を安定して回すことが難し力つた。 According to the circuit equation of the electric motor, when the rotation speed ω is small, the values of the second term on the right side of equation (1) and the first and third terms on the right side of equation (2) become small. In addition, the winding resistance R of the motor is a loss of the motor. Therefore, the winding resistance R is designed to be as small as possible to increase the motor efficiency. Also, the excitation component current Id does not directly contribute to the driving of the motor, so that it is controlled to a small value in order to improve efficiency. On the other hand, the torque component current Iq is a current that generates the torque of the motor, and has a small value when the rotation speed of the motor is low, since the load on the motor is small. The error of the current detection unit 8 includes a component proportional to the detected value (such as a gain error of an amplifier circuit) and a fixed component (such as an offset voltage) that does not depend on the detected value. Because of this, the relative error increases. Since the motor control unit 101 also estimates the rotational speed for the current value force, the error in the rotational speed increases as the error in the current value increases. Therefore, it was difficult to stably rotate the electric motor at a low rotation speed.
[0026] つまり、電動機を起動する場合、上述したように、所定の回転数まで加速するので 加速のためのトルクが必要であり、このとき電流が比較的大きいので推定した誤差は 少ないが、空気調和機の圧縮機を駆動する電動機のように、回転数が lOrps以下で 運転するような場合には安定して回すことが難しかった。また、空気調和機の室外機 の送風機にあっては、屋外の風によって逆回転して 、たものを正回転に戻すとき零 回転を含む所定の範囲で低速制御することを余儀なくされ、この場合にも電動機を 安定に制御することが難し力つた。 That is, when the electric motor is started, as described above, the motor is accelerated to a predetermined rotational speed, so that a torque for acceleration is required. At this time, the estimated error is small because the current is relatively large. It was difficult to rotate the motor stably when the rotation speed was less than lOrps, such as the electric motor that drives the compressor of the harmony machine. Also, in the case of an outdoor fan of an air conditioner, it is necessary to perform low-speed control in a predetermined range including zero rotation when the wind is rotated reversely by the outdoor wind and returned to normal rotation. In addition, it was difficult to control the electric motor stably, which made it difficult.
[0027] この実施形態では、ロータ速度推定演算部 9で推定された電動機の回転数 co estが 所定値以下の範囲で、励磁補正制御部 16が励磁成分電流の補正値 Idref2を出力し て電圧指令値の励磁成分 Vdを増大させることによって、零回転を含む正、逆両方の 低速回転数で安定に制御することができる。 In this embodiment, the excitation correction control unit 16 outputs the correction value Idref2 of the excitation component current and outputs the voltage when the rotation speed co est of the motor estimated by the rotor speed estimation calculation unit 9 is within a predetermined value or less. By increasing the excitation component Vd of the command value, it is possible to control stably at both forward and reverse low-speed rotations including zero rotation.
[0028] 図 2は、励磁補正制御部 16によって励磁成分電流の目標値 Idrefの状態を、ロータ 速度推定演算部 9の電動機の推定回転数 ω est及びトルク成分電流の目標値 Iqrefと 関係付けて表したタイムチャートである。これは、屋外の風の影響で逆方向に回って V、る送風機の回転方向を反転して正規の方向にする場合、ロータ速度推定演算部 9 力もの推定回転数 w estが励磁補正制御部 16に入力され、励磁補正制御部 16では 逆方向のある回転数 (低速の所定範囲の下限に相当する、例えば、 -lOOrpm)に到 達したときに励磁電流を、例えば、 1. 5Aだけ強めるための補正値 Idref2を発生し、 正方向のある回転数 (例えば、 + 80rpm)に到達したときに励磁電流を強めるための 補正値 Idref2を 0にするように制御して!/、る。 FIG. 2 shows that the state of the target value Idref of the excitation component current is related to the estimated rotational speed ω est of the motor of the rotor speed estimation calculation unit 9 and the target value Iqref of the torque component current by the excitation correction control unit 16. It is a time chart represented. This is because, if the direction of rotation of the blower is reversed to the normal direction by turning in the opposite direction due to the effect of outdoor wind, the rotor speed estimation calculation unit 9 The excitation current is input to 16 and the excitation correction control unit 16 increases the excitation current by 1.5 A, for example, when a certain rotational speed in the reverse direction is reached (corresponding to the lower limit of a predetermined range of low speed, for example, -lOOrpm). Value Idref2 for increasing the excitation current when a certain number of rotations in the positive direction (for example, +80 rpm) is reached.
[0029] これにより、逆転している電動機の回転数が低くなり、推定回転数 w estが低くなつ て推定回転数の精度が落ちて制御が不安定になる回転数 (例えば 60rpm)に到達 する前に、励磁成分電流の目
推定回転数 co est
の精度を確保することができ、制御が不安定になることを防止することができる。 [0029] Thus, the rotation speed of the motor that is rotating in reverse is reduced, and the estimated rotation speed west is reduced, and the accuracy of the estimated rotation speed is reduced to reach a rotation speed at which control becomes unstable (for example, 60 rpm). Before, the eye of the excitation component current Estimated rotational speed co est And the control can be prevented from becoming unstable.
[0030] また、推定回転数 ω estの精度が確保され、安定して制御できる回転数 (低速の所 定範囲の上限に相当する、例えば、 80rpm)に到達した後、励磁成分電流の目標値 Idrel^少なくしているので、励磁成分電流 Idによる損失の増加を抑えて効率の良い 運転をすることができる。ただし、圧縮機を駆動する電動機は逆転することはないの で、正転方向の低速領域 (例えば、 0— 80rpm)が本発明の低速の所定範囲に対応 する。 [0030] Also, after the accuracy of the estimated rotational speed ω est is ensured and the rotational speed reaches a stably controllable rotational speed (corresponding to the upper limit of a low-speed predetermined range, for example, 80 rpm), the target value of the excitation component current is increased. Since Idrel ^ is reduced, efficient operation can be achieved by suppressing an increase in loss due to the excitation component current Id. However, since the motor that drives the compressor does not rotate in the reverse direction, the low speed region in the forward rotation direction (for example, 0 to 80 rpm) corresponds to the predetermined low speed range of the present invention.
[0031] また、ロータ速度推定演算部 9の出力である推定回転数 ω estの精度が落ちるのは 、その正転中に回転数が下がり、電流の検出精度が相対的に低下することが原因で あるため、回転数が低下する場合には、精度は徐々に低下し、最終的に制御が不安 定となる。 The accuracy of the estimated rotation speed ω est, which is the output of the rotor speed estimation calculation unit 9, decreases because the rotation speed decreases during the forward rotation and the detection accuracy of the current relatively decreases. Therefore, when the rotational speed decreases, the accuracy gradually decreases, and eventually the control becomes unstable.
[0032] このため、励磁成分電流の目標値 1(1 1¾徐々に増加させることによって安定な制 御が可能になる。なお、励磁成分電流の目標値 Idref^急激に変化させた場合、電動 機に印加される電圧のベクトルが急激に変化するので制御が不安定になり易い、と いう問題がある。 [0032] For this reason, stable control is possible by gradually increasing the target value 1 (1 1 電流) of the excitation component current. If the target value Idref ^ of the excitation component current is rapidly changed, the motor However, there is a problem that the control is likely to be unstable because the vector of the voltage applied to the device changes rapidly.
[0033] 図 2に示したように、本実施形態においては逆転中の電動機を正転させるに当たり 、逆方向のある回転数 (例えば、— lOOrpm)に到達したときに、補正値 Idre!2を零か らある値 (例えば、 1. 5A)まで回転数の増大に応じて増やし、反対に、正方向のある 回転数 (例えば、 +60rpm)に到達したときに、補正値 Idre!2を回転数の増大に応じ て徐々に減らしてゼロにするように制御する。これによつて、電動機を安定して制御 することができる。 As shown in FIG. 2, in the present embodiment, when the motor during reverse rotation is rotated forward, when the rotation speed reaches a certain rotational speed in the reverse direction (for example, −100 rpm), the correction value Idre! It increases as the rotational speed increases from zero to a certain value (for example, 1.5 A), and conversely, when a certain rotational speed in the positive direction (for example, +60 rpm) is reached, the correction value Idre! 2 is rotated. Control is performed such that the number gradually decreases to zero as the number increases. Thereby, the electric motor can be controlled stably.
[0034] 一般に、励磁成分電流 Idを増やすと電動機での損失が増え、励磁成分電流 Idを少 なくすると電動機の効率が高められる。本実施形態においては、正方向のある回転 数 (例えば、 +60rpm)に到達したときに、補正値 Idre!2を回転数の増大に応じて徐 々に減らしてゼロにしているため、電動機を効率よく制御することができる。 [0034] In general, increasing the exciting component current Id increases the loss in the motor, and decreasing the exciting component current Id increases the efficiency of the motor. In the present embodiment, when a certain number of rotations in the positive direction (for example, +60 rpm) is reached, the correction value Idre! 2 is gradually reduced to zero as the number of rotations increases. It can be controlled efficiently.
[0035] なお、図 1及び図 2を用いて説明した第 1の実施形態の変形例として、トルク成分電 流の目標値 Iqrel^大きいときに、励磁補正制御部 16の励磁成分電流の補正値 Id ref2が小さくなるように補正することにより、励磁成分電流 Idによる損失の増加を抑え
、かつ、安定して電動機を制御することができる。すなわち、トルク成分電流の目標値 Iqrel^大きいと、電動機の卷線電流も増えるので、励磁成分電流 Idをそれほど大きく しなくても推定回転数 ω estの精度を確保することができる。 As a modification of the first embodiment described with reference to FIG. 1 and FIG. 2, when the target value Iqrel ^ of the torque component current is large, the excitation component current correction value of the excitation By correcting Id ref2 to be small, increase in loss due to excitation component current Id is suppressed. In addition, the motor can be stably controlled. That is, if the target value Iqrel ^ of the torque component current is large, the winding current of the motor also increases, so that the accuracy of the estimated rotational speed ωest can be secured without making the excitation component current Id so large.
[0036] なおまた、図 1及び図 2を用いて説明した第 1の実施形態のもう 1つの変形例として 、励磁補正制御部 16の出力を回転数に応じて変化させる代わりに、所定の回転数 に到達して力 の経過時間の関数として出力しても、電動機の回転数変化が大きく 変化しない場合には上述したと同様な効果が得られる。 As another modified example of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, instead of changing the output of the excitation correction control unit 16 in accordance with the rotation speed, a predetermined rotation is performed. Even if the number is reached and the force is output as a function of the elapsed time, the same effect as described above can be obtained if the change in the rotation speed of the motor does not change significantly.
[0037] 図 3は、本発明の第 2の実施形態の構成を、部分的にブロックで示した回路図であ る。図中、第 1の実施形態を示す図 1と同一の要素には同一の符号を付してその説 明を省略する。この実施形態は、図 1中の励磁補正制御部 16及び加算器 23を除去 し、その代わりにロータ速度推定演算部 9の出力経路に、その推定回転数 co estlが ある所定範囲(例えば、— lOOrpm— + 60rpm)に入った場合、低下する以前の回転 数から現在の回転数を推定して推定回転数 ω est2を出力するロータ速度推定制御 部 17と、推定回転数 co estlがある値以下の範囲で、ロータ速度推定演算部 9の推定 回転数 ω estlの代わりにロータ速度推定制御部 17の推定回転数 ω est2を選択して、 これを現在の推定回転数 ω estとして積分部 10及び減算器 21に加えるように構成し た点が第 1の実施形態と構成を異にし、これ以外は第 1の実施形態と同一に構成さ れている。なお、ロータ速度推定制御部 17及び速度選択部 18が本発明の回転数代 替推定演算手段に対応している。 FIG. 3 is a circuit diagram partially showing the configuration of the second embodiment of the present invention by blocks. In the figure, the same elements as those in FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, the excitation correction control unit 16 and the adder 23 in FIG. 1 are removed, and instead, the output path of the rotor speed estimation calculation unit 9 has its estimated rotation speed co estl within a predetermined range (for example, (100 rpm-+60 rpm), the rotor speed estimation control unit 17 that estimates the current rotation speed from the rotation speed before the decrease and outputs the estimated rotation speed ω est2, and the estimated rotation speed co estl is a certain value or less. In the range, the estimated rotation speed ω est2 of the rotor speed estimation control unit 17 is selected instead of the estimated rotation speed ω estl of the rotor speed estimation calculation unit 9, and this is set as the current estimated rotation speed ω est, and the integration unit 10 and The difference from the first embodiment lies in the point that it is configured to be added to the subtractor 21, and the remaining configuration is the same as that of the first embodiment. Note that the rotor speed estimation control unit 17 and the speed selection unit 18 correspond to the rotation speed substitution estimation calculation means of the present invention.
[0038] 次に、第 2の実施形態の動作について、特に、図 1に示す第 1の実施形態と構成を 異にする部分を中心にして、以下に説明する。前述した如ぐ空気調和機の圧縮機 を駆動する電動機のように回転数を lOrps以下で運転する場合には、安定して制御 することが難し力つた。また、空気調和機の室外機の送風機のように、屋外の風によ つて逆回転して!/、たものを正回転に戻すとき、零回転を含む所定の範囲で低速制御 することを余儀なくされ、この場合にも電動機を安定的に制御することが難しかった。 [0038] Next, the operation of the second embodiment will be described below, particularly focusing on parts different from the first embodiment shown in FIG. As described above, when operating at a rotational speed of lOrps or less, such as an electric motor for driving a compressor of an air conditioner, it was difficult to achieve stable control. Also, like an air conditioner outdoor unit blower, it is rotated in the reverse direction by the outdoor wind, and when returning the object to normal rotation, it is necessary to perform low-speed control within a predetermined range including zero rotation. However, also in this case, it was difficult to stably control the electric motor.
[0039] 本実施形態は、空気調和機の送風機など、電動機に接続された負荷の慣性が大き V、場合、推定回転数 ω estの誤差が大きくなると予測される低速域における推定回転 数 ω estを、この低速域に到達する前の高速域の時間変化率等に基づいて決定する
もので、前述の図 2に示したように逆回転中の電動機の回転速度を徐々に低くし、回 転数がゼロになる状態にして、その後に順方向に回転させてその速度を増大する場 合、ロータ速度推定制御部 17は逆転中の電動機の推定回転数 co estlが徐々に低 下してある値 (例えば、— lOOrpm)に到達するまでの推定回転数 co estl及びその時 間変化率に基づいて、これ以降の時間の経過に対応して変化する回転数を演算し て、推定回転数 co est2として出力する。 In the present embodiment, when the inertia of the load connected to the electric motor, such as a blower of an air conditioner, is large V, the estimated rotational speed ω est in the low speed region where the error of the estimated rotational speed ω est is predicted to increase. Is determined based on the time change rate of the high-speed region before reaching the low-speed region. As shown in Fig. 2 above, the rotation speed of the motor during reverse rotation is gradually reduced to bring the number of rotations to zero, and then the motor is rotated forward to increase its speed. In this case, the rotor speed estimation control unit 17 calculates the estimated rotation speed co estl until the estimated rotation speed co estl of the electric motor during reverse rotation gradually decreases to a certain value (for example, −100 rpm) and its time change rate. , And calculates a rotation speed that changes in accordance with the passage of time thereafter, and outputs it as an estimated rotation speed cost2.
[0040] 速度選択部 18は、推定回転数 co estlが負方向のある値 (例えば、— lOOrpm)にな るまで、ロータ速度推定演算部 9の推定回転数 ω estlを選択して推定回転数 ω estと して出力し、推定回転数 co estlが負方向のある値 (例えば、—lOOrpm)を過ぎてから 正方向のある値 (例えば、 + 80rpm)になるまで、ロータ速度推定制御部 17の推定 回転数 co est2を選択して推定回転数 ω estとして出力し、さらに、推定回転数 co estl が正方向のある値 (例えば、 + 80rpm)になった後は、ロータ速度推定演算部 9の推 定回転数 ω estlを選択して推定回転数 ω estとして出力する。 [0040] The speed selection unit 18 selects the estimated rotation speed ω estl of the rotor speed estimation calculation unit 9 until the estimated rotation speed co estl becomes a certain value in the negative direction (for example, −100 rpm). ω est, and the rotor speed estimating and controlling section 17 elapses after the estimated rotational speed co estl exceeds a certain value in the negative direction (for example, −100 rpm) until it reaches a certain value in the positive direction (for example, +80 rpm). The estimated rotation speed co est2 is selected and output as the estimated rotation speed ω est, and after the estimated rotation speed co estl becomes a certain value in the positive direction (for example, +80 rpm), the rotor speed estimation calculation unit 9 The estimated rotational speed ω estl is selected and output as the estimated rotational speed ω est.
[0041] これにより、逆転している電動機の回転数が低くなり、推定回転数の精度が落ちて 制御が不安定になる低速域で、推定回転数 ω estをより精度の高 、推定回転数 ω est2に切り換えるので、推定回転数 w estの精度を確保することができ、制御が不安 定になることを防ぐことができる。また、電流から計算された推定回転数 co estlの精度 が確保され安定して制御できる回転数に到達した後(例えば、 + 80rpm)、ロータ速 度推定演算部 9による推定回転数 ω estlに切り換えるので電動機を安定して制御す ることがでさる。 [0041] As a result, in the low-speed range where the rotation speed of the motor rotating in the reverse direction is reduced, the accuracy of the estimated rotation speed is reduced, and the control becomes unstable, the estimated rotation speed ω est is further improved. By switching to ω est2, the accuracy of the estimated rotational speed w est can be ensured, and the control can be prevented from becoming unstable. After the accuracy of the estimated rotational speed co estl calculated from the current is secured and reaches a rotational speed that can be controlled stably (for example, +80 rpm), the estimated rotational speed is switched to the estimated rotational speed ω estl by the rotor speed estimation calculation unit 9. Therefore, the motor can be controlled stably.
[0042] 図 4は、本発明の第 3の実施形態の構成を、部分的にブロックで示した回路図であ る。図中、第 2の実施形態を示す図 3と同一の要素には同一の符号を付してその説 明を省略する。この実施形態は、 PI制御部 11と減算器 22との間に、ロータ速度推定 演算部 9による推定回転数 co estlの誤差が大きいとき、すなわち、速度選択部 18が ロータ速度推定制御部 17の推定回転数 ω est2を選択して 、るとき、 PI制御部 11から 出力されて 、たそれ以前のトルク成分電流の目標値 Iqreflから現在のトルク成分電 流の目標値 Iqre 推定し、トルク電流成分の設定値 Iqref2を出力する Iqre戯定部 1 9と、速度選択部 18がロータ速度推定制御部 17の出力を選択した場合、 PI制御部 1
1のトルク成分電流の目標値 Iqreflの代わりに、 Iqre戯定部 19のトルク成分電流の 目標値 Iqref2を選択して、これを現在のトルク成分電流の目標値 Iqrefとして減算器 2 2に加える Iqre應択部 20とを備えた点が第 2の実施形態と構成を異にし、これ以外 は第 2の実施形態と同一に構成されている。なお、上述した Iqre戯定部 19及び Iqref 選択部 20が、本発明のトルク代替推定演算手段を構成している。 FIG. 4 is a circuit diagram partially showing the configuration of the third embodiment of the present invention by blocks. In the drawing, the same elements as those in FIG. 3 showing the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, when the error of the estimated rotation speed co estl by the rotor speed estimation calculation unit 9 is large between the PI control unit 11 and the subtractor 22, that is, the speed selection unit 18 When the estimated rotation speed ω est2 is selected, the target value Iqre of the current torque component current outputted from the PI control unit 11 and estimated from the previous target value Iqrefl of the torque component current, and the torque current component is estimated. When the speed selection unit 18 selects the output of the rotor speed estimation control unit 17 and the PI control unit 1 Instead of the target value Iqrefl of the torque component current of 1, the target value Iqref2 of the torque component current of the Iqre determination unit 19 is selected and added to the subtractor 22 as the current target value Iqref of the torque component current. The configuration of the second embodiment differs from that of the second embodiment in that the configuration is different from that of the second embodiment. It should be noted that the above-described Iqre determination section 19 and Iqref selection section 20 constitute a torque substitution estimation calculating means of the present invention.
[0043] 次に、第 3の実施形態の動作について、特に図 3に示す第 2の実施形態と構成を異 にする部分を中心にして以下に説明する。ここで、 Iqre戯定部 19は、 PI制御部 11か ら出力される現在のトルク成分電流の目標値 Iqreflを監視し、その結果に基づいてそ れ以降のトルク成分電流の目標値 Iqre 推定し、トルク電流成分の設定値 Iqre!2を 出力する。 Iqre應択部 20は、速度選択部 18が、ロータ速度推定制御部 17の推定 回転数 ω est2を選択して推定回転数 ω estとして出力して ヽる場合、 PI制御部 11が 出力しているトルク成分電流の目標値 Iqreflの代わりに、 Iqre戯定部 19のトルク成分 電流の設定値 Iqre!2を選択して、これを現在のトルク成分電流の目標値 Iqrefとして減 算器 22に加え、さらに、速度選択部 18がロータ速度推定演算部 9の推定回転数 ω estlを選択したとき、 Iqre戯定部 19のトルク電流成分の設定値 Iqref2の選択を停止 すると共に、 PI制御部 11のトルク電流成分の目標値 Iqreflを選択して、トルク電流成 分の目標値 Iqrefとして出力する。 Next, the operation of the third embodiment will be described below, particularly focusing on parts that differ from the second embodiment shown in FIG. Here, the Iqre determination unit 19 monitors the current target value Iqrefl of the torque component current output from the PI control unit 11 and estimates the subsequent target value Iqre of the torque component current based on the result. Outputs the torque current component setting Iqre! 2. If the speed selection unit 18 selects the estimated rotation speed ω est2 of the rotor speed estimation control unit 17 and outputs it as the estimated rotation speed ω est, the PI control unit 11 outputs Instead of the target value Iqrefl of the current torque component current, the set value Iqre! 2 of the torque component current of the Iqre determination unit 19 is selected and added to the subtractor 22 as the current target value Iqref of the torque component current. Further, when the speed selection unit 18 selects the estimated rotation speed ω estl of the rotor speed estimation calculation unit 9, the selection of the torque current component set value Iqref2 of the Iqre determination unit 19 is stopped, and the PI control unit 11 The target value Iqrefl of the torque current component is selected and output as the target value Iqref of the torque current component.
[0044] 図 2中に示した Iqrefは、速度選択部 18による推定回転数の選択状態に応じて、 Iq re戯定部 19が出力するトルク成分電流の設定値 Iqref2がトルク電流成分の目標値 I qrefとして使用される状態を示したものである。 Iqref shown in FIG. 2 is a set value of a torque component current output by Iqre determination unit 19 in accordance with a state of selection of the estimated rotation speed by speed selection unit 18, and Iqref2 is a target value of the torque current component. This shows the state used as I qref.
[0045] これにより、トルク電流成分の目標値 Iqrei¾安定し、発生トルクの変動を抑えること ができるので、推定回転数 ω estに推定回転数 ω est2を使用した場合の精度を高め、 電動機を安定して制御することができる。また、電動機の回転方向が正規の方向に なるまで、できるだけ大きなトルク発生電流を設定することができるので、電動機の回 転数を短時間で目標回転数 ω refに到達させることができる。 [0045] This makes it possible to stabilize the target value Iqrei 電流 of the torque current component and suppress fluctuations in the generated torque, thereby increasing the accuracy when the estimated rotation speed ω est2 is used as the estimated rotation speed ω est and stabilizing the motor. And can be controlled. Further, since the torque generation current can be set as large as possible until the rotation direction of the motor becomes the normal direction, the rotation speed of the motor can reach the target rotation speed ωref in a short time.
[0046] なお、図 3及び図 2を用いて説明した第 2の実施形態の変形例として、速度選択部 18の代わりに、ロータ速度推定演算部 9からの推定回転数 co estlと、ロータ速度推定 制御部 17からの推定回転数 ω est2を合成して推定するようにしても、低速域で安定
した運転制御をすることができる。推定回転数 ω estl及び ω est2を合成する方法とし て、これらを一定の比率で合成する方法や、合成する比率を回転数によって変更し、 低速の場合ほど推定回転数 co est2の比率を増やすようにしても良い。また、ロータ速 度推定制御部 17で上限値と下限値とを速度低下する前の速度力も計算し、ロータ速 度推定演算部 9の出力を制限、又は、補正するようにしても良い。 As a modified example of the second embodiment described with reference to FIGS. 3 and 2, instead of the speed selection unit 18, the estimated rotation speed co estl from the rotor speed estimation calculation unit 9 and the rotor speed Even if the estimated rotational speed ω est2 from the estimation control unit 17 is synthesized and estimated, Operation control can be performed. As a method of synthesizing the estimated rotation speeds ω estl and ω est2, a method of synthesizing them at a fixed ratio, or changing the synthesis ratio depending on the rotation speed, and increasing the ratio of the estimated rotation speed co est2 at lower speed You may do it. Further, the rotor speed estimation control unit 17 may also calculate the speed force before lowering the upper limit value and the lower limit value, and limit or correct the output of the rotor speed estimation calculation unit 9.
[0047] 一方、第 2の実施形態として示した図 3の構成、すなわち、ロータ速度推定制御部 1 7及び速度選択部 18を備えた構成に対して、第 1の実施形態を構成する励磁補正 制御部 16を付加し、励磁電流を強める制御を同時に行うことにより、電動機の制御を より安定させ、 Orpm付近でも安定して制御することができる。 On the other hand, the configuration of FIG. 3 shown as the second embodiment, that is, the configuration having the rotor speed estimation control unit 17 and the speed selection unit 18 is different from the excitation correction configuring the first embodiment. By adding the control unit 16 and simultaneously performing the control for increasing the exciting current, the control of the motor can be further stabilized, and the control can be stably performed even at around Orpm.
[0048] 図 5は、この関係を示したタイムチャートであり、逆転中の電動機を正規の方向に変 更してその速度を増加させる場合、低速域に当たる— lOOrpmから + 60rpmの間、 推定回転数 ω estをより精度の高 、推定回転数 ω est2に切り換え、この切換に併せて 励磁成分電流の目標値 Idre 時間的な変化を持たせて補正値 Idref2だけ大きくし、 正規の方向に回転して低速域を抜けるときに、時間的変化を持たせて補正値 Idref2 をゼロにして、元の励磁成分電流の目標値 Idrefに戻す制御を行う。これによつて、 Or pm付近でも安定して制御することができる。 [0048] Fig. 5 is a time chart showing this relationship. In the case where the speed of the rotating motor is changed to the normal direction to increase the speed, the motor falls in the low speed range—the estimated rotation speed between lOOrpm and + 60rpm. more precisely the high number omega est, switched to the estimated rotational speed omega est2, in conjunction with the changeover made to have a target value Idr e temporal change of the exciting component current is increased by the correction value Idref2, rotates in the direction of the normal When the vehicle exits the low-speed range, the correction value Idref2 is set to zero with a temporal change, and control is performed to return to the original target value Idref of the excitation component current. As a result, stable control can be achieved even near Or pm.
[0049] なお、これと同様に、第 3の実施形態として示した図 4の構成、すなわち、ロータ速 度推定制御部 17及び速度選択部 18、並びに、 Iqre戯定部 19及び Iqrefig択部 20 を備えた構成に対して、第 1の実施形態を構成する励磁補正制御部 16を付加し、励 磁電流を強める制御を同時に行うことにより、電動機の制御をより安定させ、 Orpm付 近でも安定して制御することができる。 Similarly to this, the configuration of FIG. 4 shown as the third embodiment, namely, the rotor speed estimation control unit 17 and the speed selection unit 18, the Iqre determination unit 19 and the Iqrefig selection unit 20 By adding the excitation correction control unit 16 that constitutes the first embodiment to the configuration equipped with the above, the control of increasing the excitation current is performed at the same time, so that the control of the motor is more stable, and even around Orpm And can be controlled.
[0050] また、上記の各実施形態では、電力変換部 3の各負側アームと直列に抵抗を接続 して電動機の卷線に流れる電流を検出した力 この代わりに、例えば、平滑コンデン サ 2と電力変換部 3との間の 1つの電流経路に抵抗を接続し、電力変換部 3の各スィ ツチング素子をオン状態にするタイミングで両端電圧を測定することによって、電動機 の卷線に流れる電流を検出することができる。 In each of the above embodiments, a resistor is connected in series with each negative arm of the power converter 3 to detect the current flowing through the winding of the electric motor. By connecting a resistor to one current path between the power converter 3 and the power converter 3, and measuring the voltage at both ends when each switching element of the power converter 3 is turned on, the current flowing through the winding of the motor is measured. Can be detected.
産業上の利用可能性 Industrial applicability
[0051] 本発明によれば、ゼロに近い低速回転においても安定的に速度制御することがで
きる。また、また、電動機が逆方向に回転していても順方向に安定的に方向転換させ ることがでさる。
According to the present invention, it is possible to control the speed stably even at a low-speed rotation close to zero. Wear. In addition, even when the motor is rotating in the reverse direction, the direction can be stably changed in the forward direction.