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公開番号2021058085
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2020162511
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】位置センサレス制御において、モータを低速領域で安定して運転可能にすること。
【解決手段】位置センサレスの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制御信号を出力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、前記モータの回転が第1の速度よりも遅い速度領域で、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。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
位置センサレスの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制御信号を出力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、
前記モータの回転が第1の速度よりも遅い速度領域で、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、モータ駆動方法。
続きを表示(約 2,400 文字)【請求項2】
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の速度よりも遅い速度領域と前記第1の速度以上の速度領域とで略一致する、請求項1に記載のモータ駆動方法。
【請求項3】
前記第1の速度よりも遅い速度領域において、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1又は2に記載のモータ駆動方法。
【請求項4】
前記第1の速度よりも低い速度を第2の速度とすると、
前記第2の速度よりも遅い、ゼロ速度を含む速度領域では、前記モータを定常運転しない、請求項1から3のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
【請求項5】
前記モータ駆動装置は、前記モータの駆動によって動作する機器または前記モータが受ける負荷を検出する負荷検出部を備え、
前記モータの回転が前記第1の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が所定の大きさよりも重い負荷領域では、前記モータの回転が遅いほど、前記出力トルクを大きく低下させ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が重いほど、前記出力トルクを大きく低下させる、請求項1から4のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
【請求項6】
前記モータは、ポンプを駆動するものであり、
前記負荷は、前記ポンプの吐出圧力あるいは前記モータの負荷トルクである、請求項5に記載のモータ駆動方法。
【請求項7】
前記モータの加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する、請求項1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】
前記モータの加速度の上限値を下げることで、前記モータの加速度を制限する、請求項7に記載のモータ駆動方法。
【請求項9】
前記モータの加加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する、請求項1から6のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
【請求項10】
前記モータの加加速度の上限値を下げることで、前記モータの加加速度を制限する、請求項9に記載のモータ駆動方法。
【請求項11】
前記モータの電流を制限することで、前記出力トルクを抑制する、請求項1から6のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
【請求項12】
前記モータの電流の上限値を下げることで、前記出力トルクを抑制する、請求項11に記載のモータ駆動方法。
【請求項13】
位置センサレスの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制御信号を出力するコントローラとを備えるモータ駆動装置であって、
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、
前記コントローラは、前記モータの回転が第1の速度よりも遅い速度領域で、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、モータ駆動装置。
【請求項14】
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の速度よりも遅い速度領域と前記第1の速度以上の速度領域とで略一致する、請求項13に記載のモータ駆動装置。
【請求項15】
前記第1の速度よりも遅い速度領域において、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13又は14に記載のモータ駆動装置。
【請求項16】
前記第1の速度よりも低い速度を第2の速度とすると、
前記第2の速度よりも遅い、ゼロ速度を含む速度領域では、前記モータを定常運転しない、請求項13から15のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項17】
前記モータ駆動装置は、前記モータの駆動によって動作する機器または前記モータが受ける負荷を検出する負荷検出部を備え、
前記コントローラは、前記モータの回転が前記第1の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が所定の大きさよりも重い負荷領域では、前記モータの回転が遅いほど、前記出力トルクを大きく低下させ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が重いほど、前記出力トルクを大きく低下させる、請求項13から16のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項18】
前記モータは、ポンプを駆動するものであり、
前記負荷は、前記ポンプの吐出圧力あるいは前記モータの負荷トルクである、請求項17に記載のモータ駆動装置。
【請求項19】
前記コントローラは、前記モータの加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する、請求項13から18のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項20】
前記コントローラは、前記モータの加速度の上限値を下げることで、前記モータの加速度を制限する、請求項19に記載のモータ駆動装置。
【請求項21】
前記コントローラは、前記モータの加加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する、請求項13から18のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項22】
前記コントローラは、前記モータの加加速度の上限値を下げることで、前記モータの加加速度を制限する、請求項21に記載のモータ駆動装置。
【請求項23】
前記コントローラは、前記モータの電流を制限することで、前記出力トルクを抑制する、請求項13から18のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項24】
前記コントローラは、前記モータの電流の上限値を下げることで、前記出力トルクを抑制する、請求項23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 3,900 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】
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では、モータを低速領域で安定して運転することが難しい。
【0005】
本開示では、位置センサレス制御において、モータを低速領域で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】
本開示のモータ駆動方法は、
位置センサレスの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制御信号を出力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、
前記モータの回転が第1の速度よりも遅い速度領域で、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。
【0007】
本開示のモータ駆動装置は、
位置センサレスの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制御信号を出力するコントローラとを備えるモータ駆動装置であって、
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、
前記コントローラは、前記モータの回転が第1の速度よりも遅い速度領域で、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。
【0008】
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、位置センサレス制御では、経時変化や温度特性や個体ばらつきなど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。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの回転が第1の速度よりも遅い速度領域で、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。
【0009】
本開示のモータ駆動方法及びモータ駆動装置は、
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の速度よりも遅い速度領域と前記第1の速度以上の速度領域とで略一致する。
【0010】
本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、モータを低速領域で更に安定して運転できる。
【0011】
本開示のモータ駆動方法及びモータ駆動装置は、
前記第1の速度よりも遅い速度領域において、前記モータのトルク定数は制御されている状態である。
【0012】
本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、モータを低速領域で更に安定して運転できる。
【0013】
本開示のモータ駆動方法及びモータ駆動装置は、
前記第1の速度よりも低い速度を第2の速度とすると、
前記第2の速度よりも遅い、ゼロ速度を含む速度領域では、前記モータを定常運転しない。
【0014】
本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、モータを低速領域で更に安定して運転できる。
【0015】
本開示のモータ駆動方法は、
前記モータ駆動装置は、前記モータの駆動によって動作する機器または前記モータが受ける負荷を検出する負荷検出部を備え、
前記モータの回転が前記第1の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が所定の大きさよりも重い負荷領域では、前記モータの回転が遅いほど、前記出力トルクを大きく低下させ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が重いほど、前記出力トルクを大きく低下させる。
【0016】
本開示のモータ駆動装置は、
前記モータの駆動によって動作する機器または前記モータが受ける負荷を検出する負荷検出部を備え、
前記コントローラは、前記モータの回転が前記第1の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が所定の大きさよりも重い負荷領域では、前記モータの回転が遅いほど、前記出力トルクを大きく低下させ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が重いほど、前記出力トルクを大きく低下させる。
【0017】
前記モータの回転が遅いほど、前記モータの回転の安定性は低下する。前記負荷が重いほど、前記モータの回転の安定性は低下する。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの回転が前記第1の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が所定の大きさよりも重い負荷領域では、前記モータの回転が遅いほど、前記出力トルクの低下量は大きくなり、前記負荷検出部により検出された前記負荷が重いほど、前記出力トルクの低下量は大きくなる。したがって、前記モータの回転が前記第1の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が所定の大きさよりも重い負荷領域では、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。
【0018】
本開示のモータ駆動方法及びモータ駆動装置において、
前記モータは、ポンプを駆動するものであり、
前記負荷は、前記ポンプの吐出圧力あるいは前記モータの負荷トルクである。
【0019】
本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記ポンプを駆動する前記モータを低速領域で安定して運転できるので、前記ポンプを低速領域で安定して運転できる。
【0020】
本開示のモータ駆動方法は、
前記モータの加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する。
【0021】
本開示のモータ駆動装置は、
前記コントローラは、前記モータの加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する。
【0022】
前記モータの加速度が制限されると、前記モータの出力トルクが抑制されるので、前記モータの回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制するので、前記モータの回転の安定性が増し、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
【0023】
本開示のモータ駆動方法は、
前記モータの加速度の上限値を下げることで、前記モータの加速度を制限する。
【0024】
本開示のモータ駆動装置は、
前記コントローラは、前記モータの加速度の上限値を下げることで、前記モータの加速度を制限する。
【0025】
前記モータの加速度の上限値が下がると、前記モータの加速度が制限されるので、前記モータの出力トルクが抑制され、前記モータの回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの加速度の上限値を下げることで、前記モータの加速度を制限するので、前記出力トルクが抑制される。よって、前記モータの回転の安定性が増し、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
【0026】
本開示のモータ駆動方法は、
前記モータの加加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する。
【0027】
本開示のモータ駆動装置は、
前記コントローラは、前記モータの加加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する。
【0028】
前記モータの加加速度が制限されると、前記モータの出力トルクが抑制されるので、前記モータの回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの加加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制するので、前記モータの回転の安定性が増し、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
【0029】
本開示のモータ駆動方法は、
前記モータの加加速度の上限値を下げることで、前記モータの加加速度を制限する。
【0030】
本開示のモータ駆動装置は、
前記コントローラは、前記モータの加加速度の上限値を下げることで、前記モータの加加速度を制限する。
(【0031】以降は省略されています)

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