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公開番号2021058084
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2020162510
出願日20200928
発明の名称モータ駆動方法及びモータ駆動装置
出願人ダイキン工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H02P 23/03 20060101AFI20210312BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータを安定して運転可能にすること。
【解決手段】同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、前記インバータを制御するコントローラとを備えるモータ駆動装置が前記モータを駆動する方法であって、
前記モータを略一定の速度で運転可能な速度領域を、第1速度領域とし、前記第1速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域を、第2速度領域とするとき、前記モータの速度を前記第2速度領域から前記第1速度領域に脱調前に遷移させる、モータ駆動方法。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項1】
同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、前記インバータを制御するコントローラとを備えるモータ駆動装置が前記モータを駆動する方法であって、
前記モータを略一定の速度で運転可能な速度領域を、第1速度領域とし、前記第1速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域を、第2速度領域とするとき、
前記モータの速度を前記第2速度領域から前記第1速度領域に脱調前に遷移させる、
モータ駆動方法。
続きを表示(約 1,800 文字)【請求項2】
前記モータは、ポンプを駆動するものであり、
前記ポンプの吐出圧力を検出し、
前記第1速度領域は、少なくとも、前記モータが正転する正転領域を含み、
前記モータの速度が前記正転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が第1閾値を超えると、前記モータの速度を前記第2速度領域に遷移させる、
請求項1に記載のモータ駆動方法。
【請求項3】
前記第1閾値以下の閾値を第2閾値とするとき、
前記モータの速度が前記第2速度領域に遷移したのちに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第2閾値よりも低くなると、前記モータの速度を前記正転領域に脱調前に遷移させる、
請求項2に記載のモータ駆動方法。
【請求項4】
前記モータが前記第2速度領域において略一定の速度で運転することを禁止する、
請求項3に記載のモータ駆動方法。
【請求項5】
前記モータの速度が前記第2速度領域に遷移してから前記モータが脱調するまでの時間以内に、前記モータの速度を前記第2速度領域から前記第1速度領域に遷移させる、
請求項4に記載のモータ駆動方法。
【請求項6】
前記時間は、1秒である、
請求項5に記載のモータ駆動方法。
【請求項7】
前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、前記原指令速度が前記第2速度領域にいるあいだ前記原指令速度を前記第1速度領域に遷移させる、請求項3から6のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
【請求項8】
前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、
前記第1速度領域は、前記正転領域と、前記モータが逆転する逆転領域と、を含み、
前記モータの速度が前記正転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第1閾値を超えると、前記原指令速度を前記逆転領域に遷移させる、請求項3から7のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
【請求項9】
前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、
前記第1速度領域は、前記正転領域と、前記モータが逆転する逆転領域と、を含み、
前記モータの速度が前記第2速度領域あるいは前記逆転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第2閾値よりも低くなると、前記原指令速度を前記正転領域に遷移させる、請求項3から7のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
【請求項10】
前記モータ駆動装置が前記モータを駆動する際に前記モータから出力できる最大のトルクを最大出力トルクとすると、
前記モータの速度が前記第2速度領域において、前記モータの出力トルクを前記最大出力トルクよりも低下させる、
請求項1から9のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
【請求項11】
前記モータの電流あるいは電圧の高調波成分のうち、前記モータの回転に依存しない周波数は、前記第1速度領域と前記第2速度領域とで略一致する、
請求項10に記載のモータ駆動方法。
【請求項12】
前記モータの速度が前記第2速度領域において、前記モータのトルク定数は制御されている状態である、
請求項10又は11に記載のモータ駆動方法。
【請求項13】
前記モータの回転位置を検出する位置センサを使用せずに前記モータを制御する、請求項1から12のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
【請求項14】
同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、
前記インバータを制御するコントローラと、を備え、
前記モータを略一定の速度で運転可能な速度領域を、第1速度領域とし、前記第1速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域を、第2速度領域とするとき、
前記コントローラは、前記モータの速度を前記第2速度領域から前記第1速度領域に脱調前に遷移させる、モータ駆動装置。
【請求項15】
前記モータの回転位置を検出する位置センサを使用せずに前記モータを制御する、請求項14に記載のモータ駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、モータ駆動方法及びモータ駆動装置に関する。
続きを表示(約 3,700 文字)【背景技術】
【0002】
従来、モータの制御方式として、モータの回転位置を検出する位置センサを使用せずにモータを制御する位置センサレス制御が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2011−91976号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、モータの制御方式によっては、モータを低速領域で運転すると、モータを安定して運転することが難しい場合がある。
【0005】
本開示は、モータを安定して運転可能なモータ駆動方法及びモータ駆動装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様におけるモータ駆動方法は、
同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、前記インバータを制御するコントローラとを備えるモータ駆動装置が前記モータを駆動する方法であって、
前記モータを略一定の速度で運転可能な速度領域を、第1速度領域とし、前記第1速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域を、第2速度領域とするとき、
前記モータの速度を前記第2速度領域から前記第1速度領域に脱調前に遷移させる。
【0007】
上記の一態様におけるモータ駆動方法によれば、前記第1速度領域よりも低い前記第2速度領域で前記モータを運転しても、前記モータの速度は、前記第2速度領域から前記第1速度領域に脱調前に遷移する。これにより、前記モータの回転の安定性が確保されるので、前記モータを安定して運転できる。
【0008】
上記のモータ駆動方法において、
前記モータは、ポンプを駆動するものであり、
前記ポンプの吐出圧力を検出し、
前記第1速度領域は、少なくとも、前記モータが正転する正転領域を含み、
前記モータの速度が前記正転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が第1閾値を超えると、前記モータの速度を前記第2速度領域に遷移させてもよい。
【0009】
これにより、前記偏差が前記第1閾値を超えることに伴って、前記モータの速度が前記第2速度領域に遷移しても、前記モータの速度は、前記第2速度領域から前記第1速度領域に脱調前に遷移する。よって、前記モータの回転の安定性が確保され、前記モータを安定して運転できる。
【0010】
上記のモータ駆動方法において、
前記第1閾値以下の閾値を第2閾値とするとき、
前記モータの速度が前記第2速度領域に遷移したのちに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第2閾値よりも低くなると、前記モータの速度を前記正転領域に脱調前に遷移させてもよい。
【0011】
これにより、前記モータの速度が前記第2速度領域に遷移したのちに前記偏差が前記第2閾値よりも低くなると、前記モータの速度は、前記正転領域に脱調前に遷移する。よって、前記モータの回転の安定性は確保され、前記モータを安定して運転できる。
【0012】
上記のモータ駆動方法において、
前記モータが前記第2速度領域において略一定の速度で運転することを禁止してもよい。
【0013】
これにより、前記モータの速度は、前記第2速度領域から前記第1速度領域に脱調前に速やかに遷移する。よって、前記モータの回転の安定性が確保され、前記モータを安定して運転できる。
【0014】
上記のモータ駆動方法において、
前記モータの速度が前記第2速度領域に遷移してから前記モータが脱調するまでの時間以内に、前記モータの速度を前記第2速度領域から前記第1速度領域に遷移させてもよい。
【0015】
これにより、前記モータの速度は、前記第2速度領域に遷移してから前記モータの脱調前に前記第1速度領域に遷移する。よって、前記モータの回転の安定性が確保され、前記モータを安定して運転できる。
【0016】
上記のモータ駆動方法において、
前記時間は、1秒であってよい。
【0017】
これにより、前記モータの速度は、前記第2速度領域に遷移してから前記モータの脱調前の1秒以内に前記第1速度領域に遷移する。よって、前記モータの回転の安定性が確保され、前記モータを安定して運転できる。
【0018】
上記のモータ駆動方法において、
前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、前記原指令速度が前記第2速度領域にいるあいだ前記原指令速度を前記第1速度領域に遷移させてもよい。
【0019】
これにより、前記原指令速度が生成されても、前記原指令速度が前記第2速度領域にいるあいだ前記原指令速度は前記第1速度領域に遷移するので、前記モータの速度が前記第2速度領域に留まることを抑止できる。よって、前記モータの速度は、前記第2速度領域から前記第1速度領域に脱調前に速やかに遷移するので、前記モータの回転の安定性が確保され、前記モータを安定して運転できる。
【0020】
上記のモータ駆動方法において、
前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、
前記第1速度領域は、前記正転領域と、前記モータが逆転する逆転領域と、を含み、
前記モータの速度が前記正転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第1閾値を超えると、前記原指令速度を前記逆転領域に遷移させてもよい。
【0021】
これにより、前記モータの速度が前記正転領域のときに前記偏差が前記第1閾値を超えると、前記原指令速度は前記逆転領域に遷移するので、前記偏差が速やかに小さくなるように、前記モータを逆転させることができる。
【0022】
上記のモータ駆動方法において、
前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、
前記第1速度領域は、前記正転領域と、前記モータが逆転する逆転領域と、を含み、
前記モータの速度が前記第2速度領域あるいは前記逆転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第2閾値よりも低くなると、前記原指令速度を前記正転領域に遷移させてもよい。
【0023】
これにより、前記モータの速度が前記第2速度領域あるいは前記逆転領域のときに前記偏差が前記第2閾値よりも低くなると、前記原指令速度は前記正転領域に遷移するので、前記モータの速度を前記正転領域に速やかに上昇させることができる。
【0024】
上記のモータ駆動方法において、
前記モータ駆動装置が前記モータを駆動する際に前記モータから出力できる最大のトルクを最大出力トルクとすると、
前記モータの速度が前記第2速度領域において、前記モータの出力トルクを前記最大出力トルクよりも低下させてもよい。
【0025】
前記最大出力トルクは、前記モータの機器定数、前記コントローラの制御定数、前記モータの電流容量などによって定まる。一般に、経時変化や温度特性や個体ばらつきなどの要因のため(例えば、位置センサレス制御では、それらの要因によって位置推定誤差が発生するため)、前記最大出力トルクを出力した状態で前記モータを略一定の速度で安定して運転することは難しい。また、前記モータの出力トルクが低下すると、前記モータの回転の安定性が増す。上記のモータ駆動方法によれば、前記モータの速度が前記第2速度領域において、前記モータの出力トルクが前記最大出力トルクに留まらず(張り付かず)に、前記モータの出力トルクが前記最大出力トルクよりも下がる。したがって、前記モータの回転の安定性が増すので、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
【0026】
上記のモータ駆動方法において、
前記モータの電流あるいは電圧の高調波成分のうち、前記モータの回転に依存しない周波数は、前記第1速度領域と前記第2速度領域とで略一致してもよい。
【0027】
これにより、前記モータを更に安定して運転できる。
【0028】
上記のモータ駆動方法において、
前記モータの速度が前記第2速度領域において、前記モータのトルク定数は制御されている状態であってもよい。
【0029】
これにより、前記モータを更に安定して運転できる。
【0030】
上記のモータ駆動方法において、
前記モータの回転位置を検出する位置センサを使用せずに前記モータを制御してもよい。
(【0031】以降は省略されています)

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