DE10156746B4

DE10156746B4 - Steuerungsverfahren eines Kompressors und eines Wechselrichters

Info

Publication number: DE10156746B4
Application number: DE10156746.4A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Hirono; Ichirou Kuwabara; Yuuji Yoshii
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2019-12-24
Anticipated expiration: 2021-11-20
Also published as: US20020117992A1; FR2818827B1; FR2818827A1; JP2002199773A; US6646411B2; DE10156746A1

Abstract

Steuerungsverfahren für einen Wechselrichter, aufweisend- Schaltelemente (21a - 21f), die einen dreiphasigen Gleichstrommotor (12) in Abhängigkeit von einem externen Drehfrequenzanweisungssignal antreiben;- eine Berechnungsvorrichtung zur Berechnung der Drehgeschwindigkeit und der Drehbeschleunigung des Motors (12) aus einem Signal der elektromotorischen Gegenkraft (back-emf signal) des Motors (12); und- eine Erfassungsvorrichtung (26) zur Erfassung einer Amplitude eines Phasenstroms (Ip) des Motors (12);- wobei das Verfahren vorsieht, dass wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) ein erstes Bewertungskriterium (I1) überschreitet, die Motoraktivierung gestoppt wird, und, wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) kleiner als das erste Bewertungskriterium (I1), aber größer als ein zweites Bewertungskriterium (αI2) ist, das kleiner als das erste Bewertungskriterium (I1) ist, die Drehgeschwindigkeit des Motors (12) in einem vorbestimmten Tempo verringert wird, und, wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) kleiner als ein drittes Bewertungskriterium (αI3) ist, das kleiner als das zweite Bewertungskriterium (αI2) ist, die Drehgeschwindigkeit des Motors (12) in einer vorbestimmten Geschwindigkeit beschleunigt, dadurch gekennzeichnet, dass α eine Konstante ist, mit der jedes von Bewertungskriterien (I2 - I5) multipliziert wird, um jeweils das Bewertungskriterium (αI2 - αI5) zu ergeben, und die ein numerischer Wert zwischen 0,9≤α≤1,0 ist, wobei die Konstante α aus einer vorbestimmten Tabelle in Übereinstimmung mit der Größe der Drehbeschleunigung ausgewählt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wechselrichter, der einen motorbetriebenen Kompressor zur Verwendung in einer Fahrzeugklimaanlage antreibt. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein Steuerungsverfahren eines Kompressormotors, das die Häufigkeit eines Motorstopps wirksam unterdrücken kann, und auf einen Wechselrichter, der mit demselben Verfahren betrieben wird.
In 1 sind ein bekannter motorbetriebener Kompressor und ein Wechselrichter 2 zur Verwendung in einer Fahrzeugklimaanlage als Blockschaltbild gezeigt. Der motorbetriebene Kompressor 1 weist einen Kompressor 11 und einen dreiphasigen Gleichstrommotor 12, der den Kompressor 11 antreibt, auf. Der Wechselrichter 2 weist einen Glättungskondensator 22, drei Paare an Schaltelementen 21a - 21f (NPN-Transistoren), einen Nebenschlußwiderstand 23 und eine Motorantriebssteuerung 24 auf. Der Wechselrichter 2 wird von einer Gleichstrombatterie 3 mit Gleichstrom versorgt. Die Motorantriebssteuerung 24 weist eine CPU 26, einen Analog-Digital-Umwandler 25, einen Speicher 27, einen Motorpositionsdetektor 29 und einen Steuersignalgenerator 28 auf. Wenn ein Drehfrequenzanweisungssignal 31 von einer externen Vorrichtung (nicht gezeigt) in die CPU 26 eingegeben wird, gibt die CPU 26 ein Signal 32 an den Steuersignalgenerator 28 in Abhängigkeit von einem in dem Speicher 27 gespeicherten Programm aus. Der Steuersignalgenerator 28 schaltet eine spezifische Kombination der Schaltelemente 21a - 21f sequentiell gemäß einer spezifischen Reihenfolge ein. Wenn die Kombinationen der Schaltelemente sequentiell eingeschaltet werden, fließt ein dreiphasiger Gleichstrom in die Spulen des Motors 12, und der Motor 12 beginnt anschließend zu drehen. Wenn sich der Motor 12 dreht, tritt an den Anschlüssen des Motors 11 eine elektromotorische Gegenkraft (back-emf) auf. Die back-emf wird in den Motorpositionsdetektor 29 eingegeben und anschließend in ein Signal 33 umgewandelt, das die Drehposition eines Läufers des Motors 12 angibt. Beim Empfang des Signals 33 von dem Motorpositionsdetektor 29 und der anschließenden Berechnung der Drehposition des Läufers gibt die CPU 26 ein neues Signal 32 zur Steuerung der Schaltelemente 21a - 21f ab. Somit kann die CPU 26 die tatsächliche Drehfrequenz der Motors 12 aus dem Signal 33, das von dem Motorpositionsdetektor 29 abgegeben wird, berechnen. Wenn ein Strom in den Motor 12 fließt, fließt er auch durch den Nebenschlußwiderstand 23, der sich in einer Rückleitung befindet. Dieser Strom Ip, der durch den Nebenschlußwiderstand 23 fließt, wird als Phasenstrom bezeichnet. Eine Potentialdifferenz, die zwischen beiden Enden des Nebenschlußwiderstandes 23 entwickelt wird, die proportional zum Phasenstrom ist, wird in den A/D-Umwandler 25 eingegeben. Somit kann die CPU 26 durch Überwachen der Amplituden des Phasenstroms Ip das Steuersignal 32, das die Schaltelemente 21a - 21f steuert, um den Phasenstrom einen bestimmten Pegel nicht überschreiten zu lassen, gesteuert werden.
Jedoch besitzt ein herkömmliches Steuerungsprogramm des Wechselrichters, nämlich ein in dem Speicher 27 der Motorantriebssteuerung 24 gespeichertes Programm, das folgende Problem.
Wie vorstehend erwähnt wurde, überwacht die CPU 26 die Amplitude des Phasenstroms Ip. Wenn eine Last hinsichtlich eines Klimatisierungsparameters zunimmt, beispielsweise wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, steigt auch die Last auf den Kompressor 11 und auf den Motor 12 an. Es ist allgemein bekannt, daß der Phasenstrom Ip, der durch den Motor 12 fließt, proportional zur Drehlast auf den Motor 12 ist. Die CPU 26 wird aus der Amplitude des Phasenstroms Ip feststellen, daß die Drehlast auf den Motor 12 zugenommen hat. Die maximale Amplitude des Phasenstroms, der durch den Motor und den Wechselrichter 2 fließen kann, wird durch den minimalen Wert unter dem Nennstrom der Schaltelemente 21a - 21f, dem Nennstrom des Motors 12, dem Nennstrom der Leitungsdrähte, die diese Geräte verwenden, und dem Nennstrom der verwendeten Anschlüsse begrenzt. Wenn sich die Amplitude des Phasenstroms diesem Nennstrom des Wechselrichters 2 annähert, wird anschließend die CPU 26 die Drehfrequenz des Motors senken. Da die Größe der Last auf den Motor nach einiger Verzögerungszeit in Reaktion auf die Änderung der Drehfrequenz des Motors variiert, wird jedoch die Motorlast für eine Weile weiter ansteigen, nachdem die Drehfrequenz des Motors gesenkt wurde. Als ein Ergebnis passiert es oft, daß die Amplitude des Phasenstroms weiter ansteigt und den Netzstrom des Wechselrichters 2 übersteigt. Wenn die Amplitude des Phasenstroms den Nennstrom des Wechselrichters 2 überstiegen hat, stoppt die CPU 26 die Aktivierung der Steuerung der Schaltelemente 21a - 21f und stoppt den Antrieb des Motors 12. Wenn der Motor 12 während des Betriebs der Fahrzeugklimaanlage gestoppt wird, strömt anschließend abrupt eine lauwarme Luft aus einer Luftaustrittsöffnung der Klimaanlage. Und nach einer vorbestimmten Periode, die von dem Augenblick des Motorstopps an verstreicht, wird der Motor erneut gestartet. Somit trat gemäß der herkömmlichen Steuerung des Wechselrichters ein Stopp des Motors häufig auf, wann immer sich die Amplitude des Phasenstroms dem Grenzwert nähert.
Zum Beispiel offenbart Patent Abstracts of Japan JP H09 - 135591A einen Überstromschutz in einem bürstenlosen Gleich- strommotor, wobei ein Wechselrichter aus einer Gleichspannungsquelle gespeist wird und der speisende Gleichstrom erfasst wird. Der Strom wird mit mehreren entsprechenden Referenzspannungen verglichen, wobei bei eine Einschaltdauer der Energiezufuhr entsprechend vorgegebener Referenzwerte geändert wird und bei einer Überlast des Motors die Energiezufuhr unterbrochen wird, um eine Beschädigung zu verhindern.
Die Patentschrift DE 44 25 547 C2 zeigt ein Verfahren zum Beeinflussen der Frequenz eines umrichtergespeisten Motors, wobei Eingangsdaten für eine Fuzzyregelung eine Differenz eines gemessenen Stroms und eines Stromgrenzwerts sind, und Berechnungsmittel zum Berechnung von Beschleunigungsraten in Abhängigkeit von den Differenzen vorgesehen sind, um den Motor vor Überlast zu schützen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungsverfahren für den Wechselrichter zu schaffen, das die Häufigkeit des Motorstopps unterdrückt, wenn sich ein Überlastzustand nähert. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wechselrichter zu schaffen, der mit diesem Steuerungsverfahren ausgestattet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch einen Wechselrichter gemäß Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß dem Steuerungsverfahren für den Wechselrichter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, sind fünf Bewertungskriterien für die Amplitude des Phasenstroms voreingestellt. Das größte Bewertungskriterium unter diesen Werten ist entweder der Nennstrom der Schaltelemente oder der Nennstrom des Motors oder der Nennstrom der Leitungen und Anschlüsse, die diese Geräte verbinden. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Aktivierung des Motors gestoppt, wenn die Amplitude des Phasenstroms das erste Bewertungskriterium übersteigt. Wenn die Amplitude des Phasenstroms kleiner als das kleinste Bewertungskriterium unter diesen Werten wird, wird die Drehfrequenz des Motors durch eine vorbestimmte Beschleunigung beschleunigt. Die verbleibenden drei dazwischenliegenden Bewertungskriterien befinden sich zwischen dem größten und dem kleinsten Bewertungskriterium. Wenn die Amplitude des Phasenstroms in eines der Intervalle, die durch diese drei Bewertungskriterien definiert werden, gelangt, wird der Motor durch eine negative Beschleunigung beschleunigt, d.h. der Motor wird durch die vorbestimmte Verlangsamung, die für jedes Intervall definiert ist, verlangsamt. D. h., da das Steuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Drehgeschwindigkeit mit einer bestimmten Verlangsamung stetig verringert, bevor die Amplitude des Phasenstroms das erste Bewertungskriterium übersteigt, kann es das Auftreten des Motorstopps wirksam unterdrücken, wenn sich der Überlastzustand nähert.
Andere Aufgabe, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden. anhand der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlich.
1 ist ein Blockschaltbild eines Wechselrichters und eines motorbetriebenen Kompressors.
Die 2a und 2b sind Steuerablaufdiagramme des Wechselrichters gemäß der vorliegenden Erfindung.
In den 2a-2b ist ein Algorithmus gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, der den Überlastzustand des Motors unterdrücken kann. Diese Überlastunterdrückungsroutine wird in ein Hauptprogramm des Wechselrichters eingesetzt. Das Hauptprogramm des Wechselrichters selbst ist aus dem Stand der Technik gut bekannt, so daß die Erläuterung des Hauptprogramms in der vorliegenden Beschreibung weggelassen wird.
Bezugnehmend auf 2a wird im Schritt S1 geprüft, ob der momentane Zustand ein Überlastunterdrückungsmodus ist oder nicht. Wenn der Unterdrückungsmerker auf 1 gesetzt ist, bedeutet dies, daß der momentane Zustand ein Überlastunterdrückungsmodus ist, und im Gegensatz dazu, wenn der Unterdrückungsmerker 0 ist, bedeutet das, daß der Überlastunterdrückungsmodus gelöscht ist. Die Steuerung schreitet zu Schritt S9 vor, wenn der Unterdrückungsmerker EIN ist und wenn die Motoraktivierung gestoppt wird. Im Schritt S9 wird der Unterdrückungsmerker nach einer vorbestimmten Periode vom Augenblick an, wenn die Motoraktivierung gestoppt wurde, zurückgesetzt. Die Steuerung eines Neustarts des Motors ist in dem Hauptprogramm enthalten. Die Erläuterung des erneuten Starts wird somit hier weggelassen. Und anschließend kehrt die Steuerung zum Schritt S1 zurück, der der Anfang der Überlastunterdrückungsroutine ist.
Im Schritt S1 schreitet die Steuerung dann, wenn der Unterdrückungsmerker 0 ist und wenn der Motor läuft, nacheinander zu Schritt S2, Schritt S3, Schritt S4 und Schritt S5. In diesen Schritten werden die Amplitude des Phasenstroms und die Drehgeschwindigkeit (Drehfrequenz) gemessen. Und die Drehbeschleunigung des Motors wird aus der temporären Änderung der Drehgeschwindigkeit des Motors berechnet. Im Schritt S5 wird eine Konstante α aus einer vorbestimmten Tabelle (nicht gezeigt) in Übereinstimmung mit der Größe der Drehbeschleunigung, die aber in Schritt S4 berechnet wurde, ausgewählt. Jedes der folgenden Bewertungskriterien 12-15 werden mit dieser Konstante α multipliziert. Die Größe dieser Konstante α liegt ungefähr zwischen 0,9≤α≤1.00. Und die relativen Größen der Bewertungskriterien sind I3<I2<I4<I5<I1.
Im Schritt S6 wird wieder geprüft, ob der Unterdrückungsmerker 1 ist oder nicht. Wenn der Unterdrückungsmerker 1 ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S10, wie in 2b gezeigt ist. Die Schritte S10 bis S18 sind Prozesse zur Verlangsamung der Drehgeschwindigkeit des Motors durch eine negative Beschleunigung oder durch Stoppen des Motors. Unter erneuter Bezugnahme auf 2a bedeutet das, wenn der Unterdrückungsmerker im Schritt S6 Null ist, daß der Motorzustand nicht in die Nähe des Überlastzustandes gelangt ist, oder daß der Motorzustand gerade jetzt in die Nähe des Überlastzustandes eingetreten ist. Ob der Motor sich in der Nähe des Überlastzustandes befindet oder nicht, wird durch einen Vergleich der Amplitude des Phasenstroms mit dem zweiten Bewertungskriterium αI2 festgestellt. Der Vergleich wird in Schritt S7 durchgeführt. Wenn die Amplitude des Phasenstroms größer als das zweite Bewertungskriterium αI2 ist, wird der Unterdrückungsmerker in Schritt S8 gesetzt. In dieser Situation bedeutet das, daß der Motorzustand gerade in die Nähe des Überlastzustandes gelangt ist, oder daß der Motorzustand sich bereits in der Nähe des Überlastzustandes befindet. Wenn beurteilt wird, daß die Amplitude des Phasenstroms kleiner als das zweite Bewertungskriterium αI2 ist, geht die Steuerung zurück zu S1, ohne irgendetwas zu tun. Nach dem Verarbeiten des Schritts S8 kehrt die Steuerung auch zu Schritt S1 zurück.
Die Steuerung schreitet wieder von Schritt S1 zu Schritt S2, Schritt S3, Schritt S4, Schritt S5 und Schritt S6 fort. In dieser Zeit nehmen wir eine Situation an, in der der Unterdrückungsmerker bereits gesetzt ist. Anschließend schreitet die Steuerung von Schritt S6 zu Schritt S10, der in 2b gezeigt ist. Im Schritt S10 wird die Amplitude des Phasenstroms mit dem dritten Bewertungskriterium αI3 verglichen, wobei αI3 <αI2 ist. Wenn die Amplitude des Phasenstroms geringer als das dritte Bewertungskriterium αI3 ist, ist die Amplitude des Phasenstroms selbstverständlich kleiner als das zweite Bewertungsmerkmal αI2. In diesem Fall bedeutet das, daß der Motorzustand ausreichend aus der Nähe des Überlastzustandes entkommen ist. Wenn dem so ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S11 fort. Im Schritt S11 wird die Drehgeschwindigkeit des Motors durch eine Beschleunigung +A (rpm bzw. U/min/sec) beschleunigt. Wenn im Schritt S11 das Drehfrequenzanweisungssignal N_set von außerhalb kleiner als eine Drehfrequenzgrenze N_limit ist, die variiert, wenn sich der Motorzustand anders als der Phasenstrom ändert, wird der Unterdrückungsmerker zurückgesetzt. Und die Steuerung kehrt zu Schritt S1 zurück, der den Anfang der Überlastunterdrückungsroutine darstellt.
Wenn beurteilt wird, daß die Amplitude des Phasenstroms größer als das dritte Bewertungskriterium αI3 im Schritt S10 ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S12. Im Schritt S12 wird die Amplitude des Phasenstroms mit dem vierten Bewertungskriterium αI4 verglichen, wobei αI2<aI4 ist. Wenn die Amplitude des Phasenstroms kleiner als das vierte Bewertungskriterium αI4 ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S13. Im Schritt S13 wird die momentane Drehgeschwindigkeit N_current für die Drehfrequenzgrenze N_limit ersetzt. Und anschließend kehrt die Steuerung zu S1 zurück, der den Anfang der Überlastunterdrückungsroutine darstellt.
Wenn die Amplitude des Phasenstroms größer als das vierte Bewertungsmerkmal αI4 ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S14. Im Schritt S14 wird die Amplitude des Phasenstroms mit dem fünften Bewertungskriterium αI5 verglichen, wobei αI4≤αI5 ist. Wenn die Amplitude des Phasenstroms kleiner als das fünfte Bewertungskriterium als ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S15. Dies bedeutet, daß sich der Motorzustand dem Überlastzustand genähert hat. Im Schritt S15 wird die Drehgeschwindigkeit des Motors durch eine negative Beschleunigung -B (rpm bzw. U/min/sec) verlangsamt. Und wenn die Drehfrequenzgrenze N_limit anschließend kleiner als die minimale Drehfrequenz N_MIN ist, die die niedrigste Grenzkonstante ist, beispielsweise 700 U/min. wobei der Motor gerade noch gleichmäßig drehen kann, wird die Motoraktivierung anschließend gestoppt. Und dann kehrt die Steuerung zu Schritt S1 zurück, der den Anfang der Überlastunterdrückungsroutine darstellt.
Wenn beurteilt wird, daß die Amplitude des Phasenstroms größer als das fünfte Bewertungskriterium αI5 im Schritt S14 ist, schreitet die Steuerung zum Schritt S16. Im Schritt S16 wird die Amplitude des Phasenstroms mit dem ersten Bewertungskriterium I1 verglichen, wobei αI5<I1 ist. Wenn die Amplitude des Phasenstroms kleiner als das erste Bewertungskriterium I1 ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S17. Dies bedeutet, daß sich der Motorzustand weiter dem Überlastzustand genähert hat. Im Schritt S17 wird die Drehgeschwindigkeit des Motors durch eine andere negative Beschleunigung -C (U/min/sec), wobei B<C ist, stärker verlangsamt. Und wenn die Drehfrequenzgrenze N_li-mit niedriger als die minimale Drehfrequenz NMIN ist, wird die Motoraktivierung anschließend gestoppt. Und dann kehrt die Steuerung zum Schritt S1 zurück, der den Anfang der Überlastunterdrückungsroutine darstellt. Wenn beurteilt wird, daß die Amplitude des Phasenstroms größer als das erste Bewertungskriterium I1 im Schritt S16 ist, wird die Motoraktivierung im Schritt S18 gestoppt, da es genau die Situation ist, in der sich der Motorzustand in dem Überlastzustand befindet. Und vom Schritt S18 kehrt die Steuerung zum Schritt S1 zurück, der den Beginn der Überlastunterdrückungsroutine darstellt.

Der gesamte Algorithmus der vorliegenden Erfindung kann durch die folgenden Tabellen zusammengefaßt werden.

Ip≦αI3	αI3<Ip≦I2	αI2<Ip≦αI4
Beschleunige den Motor um +A(U/min/sec), und wenn N_limit≧N_set ist, dann setze den Unterdrückungsmerker zurück.	Nichts unternehmen	Setze N_limit für N_current und halte den Unterdrückungsmerker aufrecht.

αI4<Ip≦αI5	αI5<Ip≦I1	I1<Ip
Setze den Unterdrückungsmerker und verlangsame den Motor um -B(U/min/sec), und wenn N_limit≧N_MIN ist, dann stoppe die Motoraktivierung.	Setze den Unterdrükkungsmerker und verlangsame den Motor um -C(U/min/sec) und wenn N_limit≦N_MIN ist, dann stoppe die Motoraktivierung.	Setze den Unterdrückungsmerker und stoppe die Motoraktivierung.

Somit definiert die Routine der vorliegenden Erfindung die Nähe des Überlastzustandes durch ein Intervall zwischen dem zweiten Bewertungskriterium αI2 und dem ersten Bewertungskriterium I1. Und innerhalb dieses Intervalls wird die Verlangsamung des Motors schrittweise verstärkt (0, -B, -C), wenn sich die Amplitude des Phasenstroms dem ersten Bewertungsmerkmal I1 nähert. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors verringert wird, nimmt im allgemeinen die Last auf den Motor, d.h. die Amplitude des Phasenstroms, auch mit einer gewissen Verzögerung ab. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Amplitude des Phasenstroms schnell auf ihren normalen Wert zurückkehren, da die Drehgeschwindigkeit des Motors in einem gewissen Tempo (Verlangsamung) verringert wird, wenn die Amplitude des Phasenstroms in das Intervall der Nähe des Überlastzustandes fällt. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Häufigkeit des Motorstopps zu unterdrücken, sogar wenn sich der Motorzustand dem Überlastzustand nähert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Arbeit der Routine stabil und es kann verhindert werden, daß ein fehlerhaftes Arbeiten der Routine auftritt, da ein beständiges Intervall zwischen dem dritten Bewertungskriterium αI3 und dem zweiten Bewertungskriterium αI2 vorgesehen ist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind drei Unterintervalle definiert, indem das vierte Bewertungskriterium αI4 und das fünfte Bewertungskriterium αI5 zwischen dem zweiten Bewertungskriterium αI2 und dem ersten Bewertungskriterium I1 angeordnet sind. Und jedem Unterintervall werden verschiedene Werte einer negativen Beschleunigung für die Drehfrequenz des Motors zugeordnet. Es ist möglich, die Anzahl der Intervalle zwischen dem zweiten Bewertungskriterium αI2 und dem ersten Bewertungskriterium I1 durch Einführen mehrerer Bewertungskriterien, wobei jeweils eine unterschiedliche negative Beschleunigung einem jeweiligen Unterintervall zugeordnet wird, zu erhöhen.
Für das erste Bewertungskriterium I1 kann der maximale Wert unter dem Nennstrom des Motors, dem Nennstrom des Schaltelementes, dem Nennstrom der Drähte und dem Netzstrom der Anschlüsse ersetzt werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf. 1 kann für den repräsentativen Wert der Amplitude des Phasenstroms Ip ein effektiver Wert des Phasenstromsignals, das von dem A/D-Wandler 25 an die CPU 26 ausgegeben wird, verwendet werden. Oder für den repräsentativen Wert der Amplitude des Phasenstroms Ip kann ein Spitzenwert des Phasenstromsignals, das von dem A/D-Wandler 25 an die CPU 26 ausgegeben wird, verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung beansprucht sowohl das soweit beschriebene Verfahren als auch einen Wechselrichter, der ein Hauptsteuerprogramm hat, in dem dieses Verfahren eingefügt ist.
Ein Steuerungsverfahren für einen Wechselrichter gemäß der vorliegenden Erfindung überwacht die Amplitude des Phasenstroms Ip. Wenn die Amplitude des Phasenstroms ansteigt, um in ein Intervall eines Überlastzustandes zu fallen, das nahe an dem zulässigen Strom für das gesamte Gerät einschließlich eines Motors 12 liegt, wird die Drehgeschwindigkeit des Motors um eine vorbestimmte Drehverzögerung verlangsamt. Da dieses Steuerungsverfahren die Drehgeschwindigkeit des Motors durch eine vorbestimmte Verzögerung verlangsamt, reduziert sich die Motorlast, d.h. der Phasenstrom schneller als bei einer herkömmlichen Steuerung. Durch diesen Beitrag ist es möglich, die Häufigkeit eines Motorstopps, der bislang durch eine übermäßige Zunahme des Phasenstroms hervorgerufen wurde, wirksam zu unterdrücken.

Claims

Steuerungsverfahren für einen Wechselrichter, aufweisend - Schaltelemente (21a - 21f), die einen dreiphasigen Gleichstrommotor (12) in Abhängigkeit von einem externen Drehfrequenzanweisungssignal antreiben; - eine Berechnungsvorrichtung zur Berechnung der Drehgeschwindigkeit und der Drehbeschleunigung des Motors (12) aus einem Signal der elektromotorischen Gegenkraft (back-emf signal) des Motors (12); und - eine Erfassungsvorrichtung (26) zur Erfassung einer Amplitude eines Phasenstroms (Ip) des Motors (12); - wobei das Verfahren vorsieht, dass wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) ein erstes Bewertungskriterium (I1) überschreitet, die Motoraktivierung gestoppt wird, und, wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) kleiner als das erste Bewertungskriterium (I1), aber größer als ein zweites Bewertungskriterium (αI2) ist, das kleiner als das erste Bewertungskriterium (I1) ist, die Drehgeschwindigkeit des Motors (12) in einem vorbestimmten Tempo verringert wird, und, wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) kleiner als ein drittes Bewertungskriterium (αI3) ist, das kleiner als das zweite Bewertungskriterium (αI2) ist, die Drehgeschwindigkeit des Motors (12) in einer vorbestimmten Geschwindigkeit beschleunigt, dadurch gekennzeichnet, dass α eine Konstante ist, mit der jedes von Bewertungskriterien (I2 - I5) multipliziert wird, um jeweils das Bewertungskriterium (αI2 - αI5) zu ergeben, und die ein numerischer Wert zwischen 0,9≤α≤1,0 ist, wobei die Konstante α aus einer vorbestimmten Tabelle in Übereinstimmung mit der Größe der Drehbeschleunigung ausgewählt wird.
Steuerungsverfahren für einen Wechselrichter gemäß Anspruch 1, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, daß ein Intervall zwischen dem zweiten Bewertungskriterium (aI2) und dem ersten Bewertungskriterium (I1) des Weiteren in drei Unterintervalle unterteilt wird, indem ein viertes und ein fünftes Bewertungskriterium (αI4, αI5) eingesetzt wird, und wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) zu einem Wert wird, der in eines der Unterintervalle fällt, die Drehgeschwindigkeit des Motors (12) durch eine Verzögerung verlangsamt wird, die unterschiedlich für jedes Unterintervall vorbestimmt ist.
Steuerungsverfahren für einen Wechselrichter gemäß Anspruch 1 oder 2, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, daß das Intervall zwischen dem zweiten Bewertungskriterium (αI2) und dem ersten Bewertungskriterium (I1) in mehr als drei Unterintervalle unterteilt wird, durch Anordnung von mehr als zwei Bewertungskriterium, und daß dann, wenn die Amplitude des Phasenstroms zu einem Wert wird, der in eines der Unterintervalle fällt, die Drehgeschwindigkeit des Motors (12) durch eine Verzögerung verlangsamt wird, die für jedes Unterintervall vorbestimmt ist.
Steuerungsverfahren für einen Wechselrichter gemäß Anspruch 2 oder 3, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, daß, je näher das Unterintervall an dem ersten Bewertungskriterium (I1) liegt, desto größer die Größenordnung der Verzögerung ist, die dem Unterintervall zugeordnet wird.
Steuerungsverfahren für einen Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Bewertungskriteriums (I1) der Nennstrom des Motors (12) ist.
Steuerungsverfahren für einen Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Bewertungskriteriums (I1) der Nennstrom des Schaltelementes (21a - 21f) ist.
Steuerungsverfahren für einen Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Bewertungskriteriums (I1) der Nennstrom des Drahtes ist, der den Motor (12) und die Schaltelemente (21a - 21f) verbindet.
Steuerungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Bewertungskriteriums (I1) der Nennstrom eines Anschlusses ist, der die Schaltelemente (21a - 21f) und den Motor (12) verbindet.
Ein Wechselrichter, der folgende Teile aufweist: - Schaltelemente (21a - 21f), die einen dreiphasigen Gleichstrommotor (12) gemäß einem externen Drehfrequenzanweisungssignal antreiben; - eine Berechnungsvorrichtung zur Berechnung der Drehgeschwindigkeit und der Drehbeschleunigung des Motors (12) aus einem elektromotorischen Gegenkraftsignal (back-emf signal) des Motors (12); - eine Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der Amplitude eines Phasenstroms (Ip) des Motors (12); - ein Steuerungsprogramm, das eine Überlastunterdrückungsroutine besitzt, wobei der Wechselrichter ausgebildet ist, dass wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) ein erstes Bewertungskriterium (I1) überschreitet, die Routine die Motoraktivierung stoppt, und dann, wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) kleiner als das erste Bewertungskriterium (I1) aber größer als ein zweites Bewertungskriterium (αI2), das kleiner als das erste Bewertungskriterium (I1) ist, die Routine die Drehgeschwindigkeit des Motors (12) mit einer vorbestimmten Verzögerung verlangsamt, und dann, wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) kleiner als ein drittes Bewertungskriterium (αI3), das kleiner als das zweite Bewertungskriterium (αI2) ist, die Routine die Drehgeschwindigkeit des Motors (12) mit einer vorbestimmten Beschleunigung beschleunigt, dadurch gekennzeichnet, dass α eine Konstante ist, mit der jedes der Bewertungskriterien (I2 - I5) multipliziert wird, um jeweils das Bewertungskriterium (αI2 - αI5) zu ergeben, und die einen numerischen Wert zwischen 0,9≤α≤1.0 besitzt, wobei die Konstante α aus einer vorbestimmten Tabelle in Übereinstimmung mit der Größe der Drehbeschleunigung ausgewählt wird.
Wechselrichter gemäß Anspruch 9, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß ein Intervall zwischen dem zweiten Bewertungskriterium (αI2) und dem ersten Bewertungskriterium (I1) des weiteren in drei Unterintervalle unterteilt ist, durch Anordnen von vierten und fünften Bewertungskriterien (αI4, αI5), und daß dann, wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) zu einem Wert wird, der in eines der Unterintervalle fällt, die Routine die Drehgeschwindigkeit des Motors (12) um eine für jedes Unterintervall vorbestimmte Verzögerung verlangsamt.
Wechselrichter gemäß Anspruch 9 oder 10, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß das Intervall zwischen dem zweiten Bewertungskriterium (αI2) und dem ersten Bewertungskriterium (I1) in mehr als drei Unterintervalle unterteilt ist, durch Anordnen von mehr als zwei Kriterien, und daß dann, wenn die Amplitude des Phasenstroms (Ip) zu einem Wert wird, der in eines der Unterintervalle fällt, die Routine die Drehgeschwindigkeit des Motors (12) durch eine Verzögerung, die für jedes Unterintervall vorbestimmt ist, verlangsamt.
Wechselrichter gemäß Anspruch 10 oder 11, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß, je näher das Unterintervall an dem ersten Bewertungskriterium (I1) ist, desto größer die Größenordnung der Verzögerung ist, die für jedes der Unterintervalle vorbestimmt ist.
Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Bewertungskriteriums (Il) der Nennstrom des Motors (12) ist.
Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Bewertungskriteriums (Il) der Nennstrom des Schaltelementes (21a - 21f) ist.
Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Bewertungskriteriums (I1) der Nennstrom eines Drahtes ist, der den Motor (12) und die Schaltelemente (21a - 21f) verbindet.
Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Bewertungskriteriums (I1) der Nennstrom eines Anschlusses ist, der die Schaltelemente (21a - 21f) und den Motor (12) verbindet.