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JP3531563B2 - Brushless motor control device, brushless motor control method, and compressor - Google Patents

Brushless motor control device, brushless motor control method, and compressor

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Publication number
JP3531563B2
JP3531563B2 JP2000018740A JP2000018740A JP3531563B2 JP 3531563 B2 JP3531563 B2 JP 3531563B2 JP 2000018740 A JP2000018740 A JP 2000018740A JP 2000018740 A JP2000018740 A JP 2000018740A JP 3531563 B2 JP3531563 B2 JP 3531563B2
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JP
Japan
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brushless motor
phase
energization
rotor
control device
Prior art date
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和憲 坂廼辺
正明 矢部
功 川崎
仁 川口
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、空気調和機の圧
縮機等に用いられるブラシレスモータのセンサレス制御
における制御装置に関し、特に起動電流の低減および起
動確率の向上を図るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for sensorless control of a brushless motor used in a compressor of an air conditioner, and particularly to reduce the starting current and improve the starting probability.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4に示す空調機などの密閉型圧縮機に
使用される従来のブラシレスモータ制御装置は、例え
ば、特開平9−327194号公報に開示されており、
図5に示す。この種のブラシレスモータの場合、ホール
素子などの磁極位置検出素子を使わずに回転子の位置を
知る必要があり、その1つとしてブラシレスモータの非
通電相(非通電電機子巻線)に発生する誘起電圧を用い
て回転子の位置を検出し、このようにして検出した位置
検出をもとにしてブラシレスモータの電機子巻線電流の
通電を切り替える。また、このブラシレスモータの起動
開始時には回転子が停止しているために誘起電圧が発生
しないことから同期運転等を行う必要がある。
2. Description of the Related Art A conventional brushless motor control device used in a hermetic compressor such as an air conditioner shown in FIG. 4 is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-327194.
As shown in FIG. In the case of this type of brushless motor, it is necessary to know the rotor position without using a magnetic pole position detection element such as a Hall element. One of them is generated in the non-energized phase (non-energized armature winding) of the brushless motor. The detected induced voltage is used to detect the position of the rotor, and the energization of the armature winding current of the brushless motor is switched based on the detected position. Further, since the rotor is stopped at the start of starting the brushless motor, an induced voltage is not generated, so that it is necessary to perform synchronous operation or the like.

【0003】この制御装置は交流電源1をAC/DC変
換部2で所定の直流電源に変換し、この直流電源をイン
バータ部3のスイッチング素子Ua,Va,Wa,X,
Y,Zでスイッチングしてブラシレスモータ(DCM)
4の電機子巻線に供給する。
In this control device, an AC / DC converter 2 converts an AC power source 1 into a predetermined DC power source, and this DC power source is switched into switching elements Ua, Va, Wa, X, and X of an inverter unit 3.
Brushless motor (DCM) switching by Y, Z
4 armature windings.

【0004】ブラシレスモータ4をアナログ方式で制御
する場合、位置検出回路5はブラシレスモータ4の端子
電圧(チョッピングされた誘起電圧)を積分回路等に通
して三角波として基準レベルと比較し、この比較結果を
位置検出信号を制御回路(マイクロコンピュータ)6に
出力する。
When the brushless motor 4 is controlled by an analog system, the position detection circuit 5 passes the terminal voltage (chopped induced voltage) of the brushless motor 4 through an integrating circuit or the like and compares it with a reference level as a triangular wave. To output a position detection signal to the control circuit (microcomputer) 6.

【0005】制御回路6は位置検出信号により三角波と
基準レベルとの交点をタイミングとしてブラシレスモー
タ4の電機子巻線電流の通電を切り替える駆動信号(P
WM信号)を駆動回路7に出力し、インバータ部3のス
イッチング素子Ua,Va,Wa,X,Y,Zを所定に
駆動する。
The control circuit 6 switches the energization of the armature winding current of the brushless motor 4 with the position detection signal as the timing of the intersection of the triangular wave and the reference level.
WM signal) is output to the drive circuit 7 to drive the switching elements Ua, Va, Wa, X, Y, Z of the inverter unit 3 in a predetermined manner.

【0006】位置検出回路8は電機子巻線に発生する誘
起電圧と基準電圧とを直接に比較し、この比較結果(交
点;位置検出点)の位置検出信号を制御回路9に出力す
る。制御回路9は、位置検出信号により回転子の位置を
検出し、この位置検出を基準にして電機子巻線電流の通
電切り替えタイミングを算出し、この算出通電切り替え
タイミングでブラシレスモータ4の電機子巻線電流の通
電を切り替える駆動信号(PWM信号)を駆動回路7に
出力し、インバータ部3のスイッチング素子Ua,V
a,Wa,X,Y,Zを所定に駆動する。
The position detection circuit 8 directly compares the induced voltage generated in the armature winding with the reference voltage, and outputs a position detection signal of the comparison result (intersection point; position detection point) to the control circuit 9. The control circuit 9 detects the position of the rotor based on the position detection signal, calculates the energization switching timing of the armature winding current based on this position detection, and uses the calculated energization switching timing to calculate the armature winding of the brushless motor 4. A drive signal (PWM signal) for switching the energization of the line current is output to the drive circuit 7, and the switching elements Ua, V of the inverter unit 3 are output.
a, Wa, X, Y, Z are driven in a predetermined manner.

【0007】上記のように、空調機などの密閉型圧縮機
のモータを制御するには、ホール素子などの磁極位置検
出素子を使わずに制御する必要があり、その手段として
はブラシレスモータ4の非通電相に誘起される速度起電
力を用いて制御する方式が一般的である。この方式はこ
の速度起電力のゼロクロス点を検出することにより回転
子の位置を得、所望の回転方向へトルクが発生するよう
ブラシレスモータの固定子巻線への通電を切り替えるも
のである。
As described above, in order to control the motor of a hermetic compressor such as an air conditioner, it is necessary to control without using a magnetic pole position detecting element such as a Hall element. A general method is to control by using velocity electromotive force induced in the non-energized phase. In this method, the position of the rotor is obtained by detecting the zero cross point of the speed electromotive force, and the energization of the stator winding of the brushless motor is switched so that torque is generated in a desired rotation direction.

【0008】この方式は位置決め状態から所定の起動パ
ルスを発生することで回転子を電気角で120度回転さ
せるとともに非通電相の位置検出を許可し、位置検出が
できた時点(電気角π/6に相当)より位置検出運転に
移行するものである。以下上記方式の説明を図6から図
11を用いて行う。
In this method, a predetermined starting pulse is generated from the positioning state to rotate the rotor by an electrical angle of 120 degrees and permit the position detection of the non-energized phase, and when the position can be detected (electrical angle π / (Corresponding to 6), the operation shifts to the position detection operation. The above method will be described below with reference to FIGS. 6 to 11.

【0009】図7は従来のブラシレスモータ制御装置の
動作を示すフローチャートである。制御装置は、まず所
定の通電パターン(UV相→UW相→UV相)を行い回
転子の位置決めを行う(ステップ1〜3)。ステップ3
のUV相通電による位置決め状態(以下状態と称す
る)では、回転子11bおよび電機子11aの位置関係
は図7の様になる。すなわち、電機子11aの作る磁界
に相対した磁極が対向する位置関係となる。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the conventional brushless motor control device. The control device first performs a predetermined energization pattern (UV phase → UW phase → UV phase) to position the rotor (steps 1 to 3). Step 3
In the positioning state (hereinafter, referred to as a state) due to the UV phase energization, the positional relationship between the rotor 11b and the armature 11a is as shown in FIG. That is, the magnetic poles facing the magnetic field generated by the armature 11a face each other.

【0010】次に制御装置は状態から電気的に2π/
3進んだ位相に通電する(VW相通電、)とともに非通
電相(U相)の端子電圧の監視を開始する(ステップ
4,5、また以下この通電状態を状態と称する)。ス
テップ4の操作により電機子11aの磁界は2π/3進
んだ位置に方向を変えるため、回転子はこの方向に向か
って回転を開始する(図8参照)が、この時、一般的な
円筒型DCブラシレスモータ(図9参照)の場合、非通
電相(この場合U相)において下式(1)の速度起電力
が発生する。
Next, the control unit electrically changes the state to 2π /
3 The phase is advanced (VW phase energization), and the terminal voltage of the non-energized phase (U phase) is started to be monitored (steps 4 and 5, hereinafter, this energized state is referred to as a state). Since the magnetic field of the armature 11a changes its direction to the position advanced by 2π / 3 by the operation of step 4, the rotor starts to rotate in this direction (see FIG. 8). In the case of the DC brushless motor (see FIG. 9), the speed electromotive force of the following formula (1) is generated in the non-energized phase (U phase in this case).

【0011】 V=kωsin(θ+5π/6)・・・(1) ただし、V:U相に誘起される速度起電力 k:永久磁石の誘起電圧定数 ω:回転速度 θ:電気的回転角(状態での停止位置を基準とする)[0011] V = kωsin (θ + 5π / 6) (1) However, V: velocity electromotive force induced in U phase k: Induced voltage constant of permanent magnet ω: rotational speed θ: Electrical rotation angle (based on the stop position in the state)

【0012】すなわちθ=π/6を境にU相誘起電圧は
ゼロクロスし、ステップ5における誘起電圧検出がなさ
れる。、以後検出したタイミングより位置検出運転に移
行するものである(ステップ6)。
That is, the U-phase induced voltage crosses zero at the boundary of θ = π / 6, and the induced voltage is detected in step 5. The position detection operation is started from the timing detected thereafter (step 6).

【0013】同方式は、比較的短時間に位置検出運転に
移行できるため、起動にかかる時間が短く、また起動電
流も小さい等の利点を有する。これは電気角π/6だけ
の回転によって誘起電圧を検出するに十分な速度まで加
速される必要があるため、負荷イナーシャや負荷トルク
が大きい場合などでは使用できないという問題がある。
Since the system can shift to the position detecting operation in a relatively short time, it has advantages that the starting time is short and the starting current is small. This requires acceleration to a speed sufficient to detect the induced voltage by rotation of only the electrical angle π / 6, and thus there is a problem that it cannot be used when the load inertia or the load torque is large.

【0014】負荷イナーシャや負荷トルクが大きい場
合、加速度が相対的に小さくなるため、式(1)のωが
小さくなる。これはすなわち非通電相に誘起される電圧
の振幅が下がることとなるため、位置検出精度が低下
し、起動失敗する可能性が高くなる(図10参照、図1
0は起動時の非通電相の誘起電圧波形を示す図、図中の
、は上記状態、状態に相当)。また高回転まで
回す必要がある負荷ではモータの誘起電圧定数を小さく
する必要があるが、これは式(1)のkが小さくなるこ
とになるため、前記同様起動時の位置検出が困難にな
る。
When the load inertia and the load torque are large, the acceleration becomes relatively small, so that ω in the equation (1) becomes small. This means that the amplitude of the voltage induced in the non-energized phase decreases, so that the position detection accuracy decreases and the possibility of starting failure increases (see FIG. 10 and FIG. 1).
0 is a diagram showing the induced voltage waveform of the non-energized phase at the time of startup. Also, in the case of a load that needs to be rotated up to a high rotation speed, the induced voltage constant of the motor needs to be made small, but this means that k in the formula (1) becomes small, so that position detection at startup becomes difficult as in the above. .

【0015】また上記従来例における起動制御方式で
は、通電制御を2π/3進める処理があるが(ステップ
3→4)、この通電切替はV相の上アームスイッチのタ
ーンオンと下アームスイッチのターンオフを同時に行う
こととなる(図11参照)。たとえば回路バラツキなど
で上アーム駆動回路のターンオフが遅延するとインバー
タの素子が短絡を起こし、素子破壊に及ぶ等の問題もあ
る。
In the activation control method in the above conventional example, there is a process of advancing energization control by 2π / 3 (step 3 → 4), but this energization switching involves turning on the V-phase upper arm switch and turning off the lower arm switch. It will be performed simultaneously (see FIG. 11). For example, if the turn-off of the upper arm drive circuit is delayed due to circuit variations or the like, the elements of the inverter may be short-circuited and the elements may be destroyed.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記のように一般的な
円筒型DCブラシレスモータを上記従来起動制御方式に
て起動する場合、電気角π/6までの角度範囲の加速に
より得られる速度起電力を検出することとなるため、速
度起電力は非常に小さい振幅しか得られない。さらに、
イナーシャが大きな負荷の場合は電気角30度回転した
際の速度が相対的に小さくなるため、位置検出ができ
ず、位置検出運転に移行できないなどの問題が生じる。
また、誘起電圧定数(電気周波数1Hzあたりの速度起
電力の発生量)を小さくする必要がある高速回転負荷用
途および多極モータ用途でも、起動時の非通電相検出電
圧が小さくなるため起動性能が低下するなどの問題があ
った。
As described above, when the general cylindrical DC brushless motor is started by the conventional start control method, the speed electromotive force obtained by accelerating in the angular range up to the electrical angle π / 6. Therefore, the velocity electromotive force can obtain only a very small amplitude. further,
When the inertia is large, the speed at the time of rotating the electrical angle of 30 degrees becomes relatively small, so that there is a problem that the position cannot be detected and the position detection operation cannot be started.
In addition, even in high-speed rotating load applications and multi-pole motor applications where it is necessary to reduce the induced voltage constant (the amount of speed electromotive force generated per 1 Hz of electrical frequency), the non-energized phase detection voltage at startup is small, so the startup performance is low. There was a problem such as a drop.

【0017】また、起動時にインバータが短絡故障する
おそれもあった。また例えば負荷が圧縮機である場合、
吸入側・吐出側の圧力差が大きいと起動時の負荷トルク
は大となり、起動失敗する確率が増加するなどの問題が
あった。
Further, there is a possibility that the inverter may be short-circuited at the time of startup. Also, for example, if the load is a compressor,
When the pressure difference between the suction side and the discharge side is large, the load torque at startup becomes large, and there is a problem that the probability of startup failure increases.

【0018】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、イナーシャの大きい負荷でも
短時間に精度良く起動でき、起動時の素子短絡を防止す
るブラシレスモータ制御装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and provides a brushless motor control device capable of accurately starting in a short time even with a load having a large inertia and preventing element short circuit at the time of starting. The purpose is to

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】この発明に係るブラシレ
スモータ制御装置は、三相のブラシレスモータを起動し
た後、前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に
発生する誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置
検出をもとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替え
て位置検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレス
モータ制御装置において、前記起動制御手段の通電パタ
ーンは、特定位置に前記回転子を位置決めする通電パタ
ーンAと、前記通電パターンAから電気的にπ/3進ん
だ位相に微小時間通電する通電パターンBと、前記通電
パターンBから電気的に、さらにπ/3進んだ位相に通
電するとともに非通電相の誘起電圧の検出を行う通電パ
ターンCと、からなるものである。
A brushless motor control device according to the present invention starts a three-phase brushless motor, and then activates a rotor by an induced voltage generated in a non-energized phase of an armature winding of the brushless motor. In a brushless motor control device that detects a position and switches the energization of the armature winding current based on the position detection to perform a position detection operation, the energization pattern of the start control means is: An energization pattern A for positioning the rotor at a specific position, an energization pattern B for energizing for a minute time in a phase electrically advanced by π / 3 from the energization pattern A, and an electrically further π / from the energization pattern B. And the energization pattern C for energizing the advanced phase and detecting the induced voltage in the non-energized phase.

【0020】また、三相のブラシレスモータを起動した
後、前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発
生する誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検
出をもとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて
位置検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモ
ータ制御装置において、前記起動制御手段の通電パター
ンは、特定位置に前記回転子を位置決めする通電パター
ンDと、全ての相の通電を微小時間停止する通電パター
ンEと、前記通電パターンDから電気的に2π/3進ん
だ位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検出を
行う通電パターンFと、からなるものである。
Further, after starting the three-phase brushless motor, the position of the rotor is detected by the induced voltage generated in the non-energized phase of the armature winding of the brushless motor, and the position is detected based on the detected position. In a brushless motor control device including a start control means for switching the energization of armature winding current to perform position detection operation, the energization pattern of the start control means is an energization pattern D for positioning the rotor at a specific position, An energization pattern E for stopping the energization of all phases for a very short time, and an energization pattern F for energizing the phase electrically advanced by 2π / 3 from the energization pattern D and detecting the induced voltage of the non-energized phase. It is a thing.

【0021】また、ブラシレスモータは、q軸インダク
タンスがd軸インダクタンスより大きいもので構成され
るものである。
The brushless motor is composed of a q-axis inductance larger than the d-axis inductance.

【0022】また、ブラシレスモータは、電機子と、外
部に磁石を、内部に強磁性体からなるコアを配置した回
転子とからなり、前記磁石はd軸方向に厚く、q軸方向
に薄く構成されたものである。
The brushless motor comprises an armature, a rotor having a magnet on the outside and a core made of a ferromagnetic material inside, and the magnet is thick in the d-axis direction and thin in the q-axis direction. It was done.

【0023】また、この発明に係わる圧縮機は、ブラシ
レスモータ制御装置により駆動制御されるブラシレスモ
ータを備えたものである。
Further, the compressor according to the present invention comprises a brushless motor which is drive-controlled by a brushless motor control device.

【0024】また、この発明に係るブラシレスモータ制
御方法は、三相のブラシレスモータを起動した後、前記
ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発生する誘
起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検出をもと
にして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて位置検出
運転を行う起動制御を備えたブラシレスモータ制御方法
において、前記起動制御は、特定位置に前記回転子を位
置決めし、その後電気的にπ/3進んだ位相にて微小時
間通電し、さらに電気的にπ/3進んだ位相にて通電す
るとともに非通電相の誘起電圧の検出を行い、その後に
位置検出運転に移行する。
The brushless motor control according to the present invention
The method is as follows after starting the three-phase brushless motor.
Induction that occurs in the non-energized phase of the armature winding of a brushless motor
The position of the rotor is detected by the electromotive voltage, and based on this position detection
Position detection by switching energization of the armature winding current
Brushless motor control method with start control for driving
In the starting control, the rotor is positioned at a specific position.
When the position is set and then the phase is advanced π / 3 electrically
For a short period of time, and then electrically in a phase that leads π / 3
And the induced voltage of the non-energized phase is detected.
Move to position detection operation.

【0025】また、三相のブラシレスモータを起動した
後、前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発
生する誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検
出をもとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて
位置検出運転を行う起動制御 手段を備えたブラシレスモ
ータ制御方法において、前記起動制御は、特定位置に前
記回転子を位置決めし、その後全ての相の通電を微小時
間停止し、さらに電気的に2π/3進んだ位相にて通電
するとともに非通電相の誘起電圧の検出を行い、その後
に位置検出運転に移行する。
Also, the three-phase brushless motor was started.
Then, in the non-energized phase of the armature winding of the brushless motor,
The position of the rotor is detected by the induced voltage generated and the position is detected.
Switch the energization of the armature winding current based on the output
Brushless model equipped with start control means for position detection operation
In the data control method, the start control is performed at a specific position.
Position the rotor and then energize all phases at a minute
Stop for a while, then energize at a phase that is electrically advanced by 2π / 3
And the induced voltage in the non-energized phase is detected, and then
Move to position detection operation.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、この発明による実施の形態
を図について説明する。 実施の形態1. 図1は、この発明の実施の形態1によるブラシレスモー
タ制御装置におけるモータ形態の一例を示す構成図であ
る。同図において、11はDCブラシレスモータ、11
aは電機子、11bは回転子、11cは磁石、11dは
強磁性体からなる回転子のコアである。図において磁束
の方向をd軸、d軸から電気的に90度ずれた位相(図
は4極モータのため機械的には90/2=45度ずれた
位相)方向をq軸とする。このときd軸方向には磁石に
よる磁気的ギャップがあることから磁気抵抗が高く、す
なわちインダクタンスが小となる。一方q軸方向におい
ては磁石によるギャップが無いため磁気抵抗が低くイン
ダクタンスが大となる。以下このモータを突極型モータ
と称する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1. 1 is a configuration diagram showing an example of a motor form in a brushless motor control device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 11 is a DC brushless motor, 11
a is an armature, 11b is a rotor, 11c is a magnet, and 11d is a rotor core made of a ferromagnetic material. In the figure, the direction of the magnetic flux is defined as the d-axis, and the phase that is electrically deviated from the d-axis by 90 degrees (the phase that is mechanically deviated by 90/2 = 45 degrees in the figure) is the q-axis. At this time, since there is a magnetic gap due to the magnet in the d-axis direction, the magnetic resistance is high, that is, the inductance is small. On the other hand, in the q-axis direction, since there is no gap due to the magnet, the magnetic resistance is low and the inductance is large. Hereinafter, this motor is referred to as a salient pole type motor.

【0027】なお、従来例の説明で図9に示したブラシ
レスモータは、回転子の磁石の厚みが一様であることか
ら円筒型と呼ばれ、巻線インダクタンスが回転子位相に
因らず一定(Ld=Lq)となる特性を有する。
The brushless motor shown in FIG. 9 in the description of the conventional example is called a cylindrical type because the thickness of the rotor magnet is uniform, and the winding inductance is constant regardless of the rotor phase. It has a characteristic of (Ld = Lq).

【0028】上記の突極型モータを従来例の図5で示し
た制御装置で起動した場合の誘起電圧波形を図2に示
す。図2のように突極型モータは非通電相の端子電圧変
化が大きくなる。これはLd≠Lqであるので(すなわ
ち回転子の位置で電機子の磁束が異なる)ため、電機子
側の作る磁束が回転に因って変化し、非通電相に誘起電
圧として観測されることによる。またLd<Lqである
ならば、起動後π/6までの期間においては回転子の鉄
心と電機子の磁界との間に作用する磁気吸引力トルクが
モータ回転方向に働くため、モータの加速が促進され、
より誘起電圧が高くなる。
FIG. 2 shows a waveform of the induced voltage when the salient pole motor described above is started by the control device shown in FIG. 5 of the conventional example. As shown in FIG. 2, the salient-pole motor has a large terminal voltage change in the non-conduction phase. Since this is Ld ≠ Lq (that is, the magnetic flux of the armature differs depending on the position of the rotor), the magnetic flux generated on the armature side changes due to rotation and is observed as an induced voltage in the non-energized phase. by. If Ld <Lq, the magnetic attraction torque acting between the iron core of the rotor and the magnetic field of the armature acts in the motor rotating direction during the period up to π / 6 after starting, so that the motor is accelerated. Promoted,
The induced voltage becomes higher.

【0029】なおLd>Lqであってもモータの中性点
電圧が変化することになるが、その場合中性点電圧は速
度起電力に対して逆向きに働くことになるので、逆に検
出が困難となる。すなわちインダクタンスはLd<Lq
であることが位置検出精度改善向上のための必要条件と
なる。
Even if Ld> Lq, the neutral point voltage of the motor changes, but in that case, since the neutral point voltage acts in the opposite direction to the speed electromotive force, it is detected in reverse. Will be difficult. That is, the inductance is Ld <Lq
Is a necessary condition for improving the position detection accuracy.

【0030】以上により、この実施の形態においてモー
タを構成する材質の種類を複雑化することなく達成でき
るので、従来と同様な解体処理が可能となり、リサイク
ル性に優れる。
As described above, in the present embodiment, the type of the material forming the motor can be achieved without complicating it, so that the dismantling process similar to the conventional one can be performed and the recyclability is excellent.

【0031】実施の形態2. 図3は、この発明の実施の形態2によるブラシレスモー
タ制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、
従来のブラシレスモータ制御装置の動作と同一の機能に
ついては同一図番を付し説明を省略する。なおブラシレ
スモータ制御装置の構成はは従来例の図5と同一とす
る。
Embodiment 2. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the brushless motor control device according to the second embodiment of the present invention. In addition,
The same functions as those of the conventional brushless motor control device are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The configuration of the brushless motor control device is the same as that of the conventional example shown in FIG.

【0032】図3において、ステップ3による位置決め
通電後、電気的にπ/3進んだ通電パターン(U→W相
通電)を微小時間通電する(ステップ3a)。この微小
な通電時間は、通電によりモータ回転しないかあるいは
電気角で数度程度に収まる期間とする。この時V相は上
下アームともスイッチオフとなる。その後直ちにステッ
プ4以下の通電を行い、従来同様の起動制御を行う。ス
テップ3aの処理を挿入することで、V相の素子短絡が
回避される。
In FIG. 3, after the positioning energization in step 3, the energization pattern (U → W phase energization) electrically advanced by π / 3 is energized for a minute time (step 3a). This minute energization time is a period during which the motor does not rotate or the electrical angle is within several degrees due to the energization. At this time, the upper and lower arms of the V phase are switched off. Immediately after that, energization from step 4 onward is performed, and the startup control similar to the conventional one is performed. By inserting the process of step 3a, the V-phase element short circuit is avoided.

【0033】また、ステップ3aからステップ4への通
電切替においてもU相W相の素子短絡が無いことから、
通電ステップ全ての切替時において素子短絡のおそれが
ない安全な起動方式が実現される。
Also, since there is no short circuit of the U-phase and W-phase even when the energization is switched from step 3a to step 4,
A safe start-up method that does not cause a short circuit of the element when switching all the energization steps is realized.

【0034】なお上記実施の形態ではステップ3aの通
電パターンとしてπ/3進んだ通電パターンである例に
ついて説明したが、このパターンは全素子通電オフ状態
でも同様の効果が得られる。
In the above embodiment, an example in which the energization pattern of step 3a is a π / 3 advanced energization pattern has been described, but the same effect can be obtained even in the all-element energization off state.

【0035】すなわち、制御装置の通電パターンは、特
定位置に回転子を位置決めする通電パターンAと、通電
パターンAから電気的にπ/3進んだ位相に微小時間通
電する通電パターンBと、通電パターンBから電気的
に、さらにπ/3進んだ位相に通電するとともに非通電
相の誘起電圧の検出を行う通電パターンCと、からなる
ものでもよいし、また、制御装置の通電パターンは、上
記とは別に特定位置に前記回転子を位置決めする通電パ
ターンDと、全ての相の通電を微小時間停止する通電パ
ターンEと、前記通電パターンDから電気的に2π/3
進んだ位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検
出を行う通電パターンFと、からなるものでも同様な効
果が得られる。
That is, the energization pattern of the control device includes an energization pattern A for positioning the rotor at a specific position, an energization pattern B for energizing a phase electrically advanced by π / 3 from the energization pattern A for a minute time, and an energization pattern. And a conduction pattern C for electrically conducting a phase further advanced by π / 3 from B and detecting an induced voltage in a non-conduction phase, and the conduction pattern of the control device is as described above. Separately, an energization pattern D for positioning the rotor at a specific position, an energization pattern E for stopping energization of all phases for a very short time, and an electrical conduction of 2π / 3 from the energization pattern D.
The same effect can be obtained with the energization pattern F that energizes the advanced phase and detects the induced voltage of the non-energized phase.

【0036】また上記において位置決めを行うための通
電パターンとしてはステップ1〜3の工程により説明し
たが、これに限るものではなく、例えばステップ1を省
略しても良い。
In the above description, the energizing pattern for positioning has been described in the steps 1 to 3, but the present invention is not limited to this. For example, step 1 may be omitted.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、三相のブラシレスモータを起動した後、ブラシレス
モータの電機子巻線の非通電相に発生する誘起電圧によ
り回転子の位置を検出し、位置検出をもとにして電機子
巻線電流の通電を切り替えて位置検出運転を行う起動制
御手段を備えたブラシレスモータ制御装置において、起
動制御手段の通電パターンは、特定位置に回転子を位置
決めする通電パターンAと、前記通電パターンAから電
気的にπ/3進んだ位相に微小時間通電する通電パター
ンBと、通電パターンBから電気的に、さらにπ/3進
んだ位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検出
を行う通電パターンCと、からなることにより、起動時
の素子短絡を防止することができる。
As described above, according to the present invention, after the three-phase brushless motor is started, the position of the rotor is detected by the induced voltage generated in the non-energized phase of the armature winding of the brushless motor. In a brushless motor control device having a start control means for performing position detection operation by switching energization of armature winding current based on position detection, the energization pattern of the start control means positions the rotor at a specific position. Energization pattern A, energization pattern B that energizes a phase that is electrically advanced by π / 3 from the energization pattern A for a minute time, and energizes a phase that is electrically advanced by π / 3 from the energization pattern B and is non-energized. By including the energization pattern C for detecting the induced voltage of the energized phase, it is possible to prevent the element short circuit at the time of startup.

【0038】また、三相のブラシレスモータを起動した
後、ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発生す
る誘起電圧により回転子の位置を検出し、位置検出をも
とにして電機子巻線電流の通電を切り替えて位置検出運
転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモータ制御装
置において、起動制御手段の通電パターンは、特定位置
に回転子を位置決めする通電パターンDと、全ての相の
通電を微小時間停止する通電パターンEと、通電パター
ンDから電気的に2π/3進んだ位相に通電するととも
に非通電相の誘起電圧の検出を行う通電パターンFと、
からなることにより、起動時の素子短絡を防止すること
ができる。
After starting the three-phase brushless motor, the position of the rotor is detected by the induced voltage generated in the non-energized phase of the armature winding of the brushless motor, and the armature winding is detected based on the detected position. In a brushless motor control device provided with a start control means for switching the energization of a line current to perform a position detection operation, the energization pattern of the start control means includes an energization pattern D for positioning the rotor at a specific position and energization of all phases. An energization pattern E for stopping for a minute time, and an energization pattern F for energizing a phase electrically advanced by 2π / 3 from the energization pattern D and detecting an induced voltage in a non-energized phase,
By being composed of, it is possible to prevent element short circuit at the time of startup.

【0039】また、ブラシレスモータは、q軸インダク
タンスがd軸インダクタンスより大きいもので構成され
ることにより、イナーシャが大きい場合等における低速
での起動位置検知を精度良くを行うことができる。
Further, since the brushless motor is constituted by the q-axis inductance being larger than the d-axis inductance, it is possible to accurately detect the starting position at a low speed when the inertia is large.

【0040】また、ブラシレスモータは、電機子と、外
部に磁石を、内部に強磁性体からなるコアを配置した回
転子とからなり、磁石はd軸方向に厚く、q軸方向に薄
く構成されたことにより、ブラシレスモータは、q軸イ
ンダクタンスがd軸インダクタンスより大きいもので構
成される。
The brushless motor comprises an armature, a rotor having a magnet on the outside and a core made of a ferromagnetic material inside, and the magnet is thick in the d-axis direction and thin in the q-axis direction. Therefore, the brushless motor is configured with a q-axis inductance larger than the d-axis inductance.

【0041】また、この発明に係わる圧縮機は、ブラシ
レスモータ制御装置により駆動制御されるブラシレスモ
ータを備えたことにより、起動失敗の少ない圧縮機を実
現できる。
Further, since the compressor according to the present invention is provided with the brushless motor which is drive-controlled by the brushless motor control device, it is possible to realize a compressor with few start failures.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1によるブラシレスモ
ータ制御装置におけるモータ形態の一例を示す構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a motor form in a brushless motor control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1のブラシレスモータ制御装置におけるモ
ータの起動時の誘起電圧を示す波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing an induced voltage when the motor is started in the brushless motor control device of FIG.

【図3】 この発明の実施の形態2によるブラシレスモ
ータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the brushless motor control device according to the second embodiment of the present invention.

【図4】 一般の圧縮機を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a general compressor.

【図5】 ブラシレスモータ制御装置を示す構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a brushless motor control device.

【図6】 従来のブラシレスモータ制御装置の動作を示
すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of a conventional brushless motor control device.

【図7】 従来のブラシレスモータ制御装置の動作を説
明するための回転磁界と回転子との概略的関係図(1)
である。
FIG. 7 is a schematic relationship diagram (1) of a rotating magnetic field and a rotor for explaining the operation of a conventional brushless motor control device.
Is.

【図8】 従来のブラシレスモータ制御装置の動作を説
明するための回転磁界と回転子との概略的関係図(2)
である。
FIG. 8 is a schematic relationship diagram (2) of a rotating magnetic field and a rotor for explaining the operation of the conventional brushless motor control device.
Is.

【図9】 従来のブラシレスモータ制御装置におけるモ
ータ形態を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a motor configuration in a conventional brushless motor control device.

【図10】 従来のブラシレスモータ制御装置における
モータの起動時の誘起電圧を示す波形図である。
FIG. 10 is a waveform diagram showing an induced voltage when the motor is started in the conventional brushless motor control device.

【図11】 従来のブラシレスモータ制御装置における
V相アームの動作説明図である。
FIG. 11 is an operation explanatory diagram of a V-phase arm in the conventional brushless motor control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 DCブラシレスモータ、11a 電機子、11b
回転子、11c 磁石、11d 回転子コア。
11 DC brushless motor, 11a armature, 11b
Rotor, 11c magnet, 11d rotor core.

フロントページの続き (72)発明者 川口 仁 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−327194(JP,A) 特開 平5−137386(JP,A) 特開 昭56−38988(JP,A) 特開 昭63−144788(JP,A) 特開 平8−336269(JP,A) 特開 平10−23782(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/18 F04C 29/10 Front page continued (72) Inventor Hitoshi Kawaguchi 2-3-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (56) Reference JP-A-9-327194 (JP, A) JP-A-5-137386 ( JP, A) JP 56-38988 (JP, A) JP 63-144788 (JP, A) JP 8-336269 (JP, A) JP 10-23782 (JP, A) (58 ) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 6/18 F04C 29/10

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 三相のブラシレスモータを起動した後、
前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発生す
る誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検出を
もとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて位置
検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモータ
制御装置において、前記起動制御手段の通電パターン
は、特定位置に前記回転子を位置決めする通電パターン
Aと、前記通電パターンAから電気的にπ/3進んだ位
相に微小時間通電する通電パターンBと、前記通電パタ
ーンBから電気的に、さらにπ/3進んだ位相に通電す
るとともに非通電相の誘起電圧の検出を行う通電パター
ンCと、からなることを特徴とするブラシレスモータ制
御装置。
1. After starting a three-phase brushless motor,
The position of the rotor is detected by the induced voltage generated in the non-energized phase of the armature winding of the brushless motor, and the position detection operation is performed by switching the energization of the armature winding current based on the detected position. In the brushless motor control device including the start-up control unit, the energization pattern of the start-up control unit is an energization pattern A for positioning the rotor at a specific position, and a phase electrically advanced by π / 3 from the energization pattern A. An energization pattern B for energizing for a very short time, and an energization pattern C for electrically energizing a phase further advanced by π / 3 from the energization pattern B and detecting an induced voltage in a non-energized phase. Brushless motor controller.
【請求項2】 三相のブラシレスモータを起動した後、
前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発生す
る誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検出を
もとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて位置
検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモータ
制御装置において、前記起動制御手段の通電パターン
は、特定位置に前記回転子を位置決めする通電パターン
Dと、全ての相の通電を微小時間停止する通電パターン
Eと、前記通電パターンDから電気的に2π/3進んだ
位相に通電するとともに非通電相の誘起電圧の検出を行
う通電パターンFと、からなることを特徴とするブラシ
レスモータ制御装置。
2. After starting a three-phase brushless motor,
The position of the rotor is detected by the induced voltage generated in the non-energized phase of the armature winding of the brushless motor, and the position detection operation is performed by switching the energization of the armature winding current based on the detected position. In the brushless motor control device including the start control means, the energization pattern of the start control means includes an energization pattern D for positioning the rotor at a specific position, and an energization pattern E for stopping energization of all phases for a very short time. A brushless motor control device comprising: an energization pattern F for energizing a phase electrically advanced by 2π / 3 from the energization pattern D and detecting an induced voltage in a non-energization phase.
【請求項3】 ブラシレスモータは、q軸インダクタン
スがd軸インダクタンスより大きいもので構成されるこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載のブラシレ
スモータ制御装置。
3. The brushless motor control device according to claim 1, wherein the brushless motor is configured so that the q-axis inductance is larger than the d-axis inductance.
【請求項4】 ブラシレスモータは、電機子と、外部に
磁石を、内部に強磁性体からなるコアを配置した回転子
とからなり、前記磁石はd軸方向に厚く、q軸方向に薄
く構成されたことを特徴とする請求項3記載のブラシレ
スモータ制御装置。
4. A brushless motor comprises an armature, a rotor having a magnet outside and a core made of a ferromagnetic material inside, and the magnet is thick in the d-axis direction and thin in the q-axis direction. The brushless motor control device according to claim 3, wherein the brushless motor control device is provided.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかのブラシレス
モータ制御装置により駆動制御されるブラシレスモータ
を備えたことを特徴とする圧縮機。
5. A compressor comprising a brushless motor which is drive-controlled by the brushless motor control device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 三相のブラシレスモータを起動した後、
前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発生す
る誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検出を
もとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて位置
検出運転を行う起動制御を備えたブラシレスモータ制御
方法において、前記起動制御は、特定位置に前記回転子
を位置決めし、その後電気的にπ/3進んだ位相にて微
小時間通電し、さらに電気的にπ/3進んだ位相にて通
電するとともに非通電相の誘起電圧の検出を行い、その
後に位置検出運転に移行することを特徴とするブラシレ
スモータ制御方法。
6. After starting a three-phase brushless motor,
It occurs in the non-energized phase of the armature winding of the brushless motor.
The position of the rotor is detected by the induced voltage
Switch the energization of the armature winding current based on the position
Brushless motor control with start control for detection operation
In the method, the activation control is the rotor at a specific position.
Position, and then the phase is advanced by π / 3 electrically.
Energize for a short period of time, and then pass it in a phase that is electrically advanced by π / 3.
And the induced voltage of the non-energized phase is detected.
Brushless characterized by shifting to position detection operation later
Motor control method.
【請求項7】 三相のブラシレスモータを起動した後、
前記ブラシレスモータの電機子巻線の非通電相に発生す
る誘起電圧により回転子の位置を検出し、該位置検出を
もとにして前記電機子巻線電流の通電を切り替えて位置
検出運転を行う起動制御手段を備えたブラシレスモータ
制御方法において、前記起動制御は、特定位置に前記回
転子を位置決めし、その後全ての相の通電を微小時間停
止し、さらに電気的に2π/3進んだ位相にて通電する
とともに非通電相の誘起電圧の検出を行い、その後に位
置検出運転に移行することを特徴とするブラシレスモー
タ制御方法。
7. After starting a three-phase brushless motor,
It occurs in the non-energized phase of the armature winding of the brushless motor.
The position of the rotor is detected by the induced voltage
Switch the energization of the armature winding current based on the position
Brushless motor with start control means for detecting operation
In the control method, the activation control is performed at the specific position.
Position the trochanter and then stop energizing all phases for a short time
Stop and energize in a phase that is an electrical advance of 2π / 3
The induced voltage of the non-energized phase is detected along with the
Brushless motor characterized by shifting to position detection operation
Control method.
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