DE112020006578T5

DE112020006578T5 - Engine control device and air conditioning device

Info

Publication number: DE112020006578T5
Application number: DE112020006578.2T
Authority: DE
Inventors: Akihiro TSUMURA; Junji Morimoto; Kenta Yuasa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2022-11-17
Also published as: JP7285969B2; JPWO2021149203A1; WO2021149203A1

Abstract

Eine Motorsteuervorrichtung umfasst eine Gleichrichterschaltung, einen Wechselrichter, eine Glättungsschaltung, eine Spannungserfassungsschaltung, die eine Spannung eines Busses erfasst, einen ersten Amplitudendetektor (40), einen Leistungskalkulator (41) und einen Schutzprozessor (43). Ein erster Amplitudendetektor (40) erfasst eine zeitliche Änderungsgröße einer Sechsfachkomponente einer Energieversorgungsfrequenz einer AC-Energieversorgung, die aus der Spannung des Busses extrahiert wird. Ein Leistungskalkulator (41) berechnet einen Leistungswert (Pinv) einer Ausgangsleistung des Wechselrichters. Ein Schutzprozessor (43) schätzt eine elektrostatische Kapazität (C) eines Glättungskondensators (5) unter Verwendung einer ersten Amplitude (ΔVdc (6f)) und des Leistungswerts, der durch einen Leistungskalkulator (41) berechnet wird, und stoppt einen Motor, wenn eine geschätzte Kapazität (C) kleiner oder gleich einem ersten Schwellenwert (Cth1) wird.

A motor control device includes a rectifier circuit, an inverter, a smoothing circuit, a voltage detection circuit that detects a voltage of a bus, a first amplitude detector (40), a power calculator (41), and a protection processor (43). A first amplitude detector (40) detects an amount of change over time of a 6-fold component of a power supply frequency of an AC power supply extracted from the voltage of the bus. A power calculator (41) calculates a power value (Pinv) of an output power of the inverter. A protection processor (43) estimates an electrostatic capacitance (C) of a smoothing capacitor (5) using a first amplitude (ΔVdc (6f)) and the power value calculated by a power calculator (41), and stops a motor when an estimated Capacitance (C) is less than or equal to a first threshold value (Cth1).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Motorsteuervorrichtung, die ein Antreiben eines Motors steuert, und eine Klimatisierungsvorrichtung.The present disclosure relates to a motor control device that controls driving of a motor and an air conditioning device.

TECHNOLOGISCHER HINTERGRUNDTECHNOLOGICAL BACKGROUND

Eine herkömmliche Klimatisierungsvorrichtung umfasst einen Wechselrichter, der eine AC-Spannung an einen Motor speist, um einen Kompressor und ein Gebläse anzutreiben. Der Wechselrichter speist eine AC-Spannung einer beliebigen Frequenz an den Motor, um eine Drehgeschwindigkeit des Motors zu steuern. Der Wechselrichter empfängt eine DC-Spannung und erzeugt eine AC-Spannung. Eine Gleichrichterschaltung zum Wandeln einer AC-Spannung einer Energieversorgung in eine DC-Spannung, ein Glättungskondensator zum Glätten einer Spannung und dergleichen sind stromaufwärts zum Wechselrichter vorgesehen.A conventional air conditioning device includes an inverter that supplies an AC voltage to a motor to drive a compressor and a fan. The inverter feeds an AC voltage of an arbitrary frequency to the motor to control a rotating speed of the motor. The inverter receives a DC voltage and generates an AC voltage. A rectifier circuit for converting an AC voltage of a power supply into a DC voltage, a smoothing capacitor for smoothing a voltage, and the like are provided upstream of the inverter.

Der Glättungskondensator muss eine elektrostatische Kapazität von ungefähr einigen Hundert µF bis einigen Tausend µF haben, um die Spannung zu glätten. Somit wird oft ein Elektrolytkondensator verwendet, der in der Lage ist, eine größere elektrostatische Kapazität als andere Kondensatoren mit dem gleichen Volumen sicherzustellen.The smoothing capacitor needs to have an electrostatic capacity of about several hundred µF to several thousand µF to smooth the voltage. Thus, an electrolytic capacitor capable of securing a larger electrostatic capacity than other capacitors of the same volume is often used.

Ein übermäßiger Welligkeitsstrom („ripple current“), der durch den Elektrolytkondensator fließt, erhöht eine innere Temperatur und einen inneren Druck des Kondensators. Oft wird in dem Elektrolytkondensator ein Druckventil zum Verhindern eines Fehlers bzw. Ausfalls aufgrund einer Druckerhöhung installiert. Wenn das Druckventil betätigt wird, verringert sich eine enthaltene Elektrolytlösung, und somit wird eine Verknappung einer elektrostatischen Kapazität zu einem Problem. Deshalb gibt es eine Klimatisierungsvorrichtung mit einer Funktion zum Erfassen einer Spannung (nachfolgend als DC-Busspannung bezeichnet) über beide Enden eines Elektrolytkondensators, um so einen inneren Druck oder eine innere Temperatur zu verhindern, bei denen ein Druckventil betätigt wird, und um eine Ausgangsleistung eines Wechselrichters zu niedrig zu halten, wenn eine Amplitude einer pulsierenden Welle („pulsating wave“) einen Bestimmungswert überschreitet (zum Beispiel PTL 1: offengelegtes japanisches Patent mit Nr. 2007-259629 ).Excessive ripple current flowing through the electrolytic capacitor increases an internal temperature and pressure of the capacitor. A pressure valve is often installed in the electrolytic capacitor for preventing a failure due to pressure increase. When the pressure valve is operated, an electrolytic solution contained decreases, and thus a shortage of an electrostatic capacity becomes a problem. Therefore, there is an air conditioning device having a function of detecting a voltage (hereinafter referred to as DC bus voltage) across both ends of an electrolytic capacitor so as to prevent an internal pressure or an internal temperature at which a pressure valve is operated and an output of a inverter too low when an amplitude of a pulsating wave exceeds a determination value (for example, PTL 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2007-259629 ).

ZITATLISTEQUOTE LIST

PATENTLITERATURPATENT LITERATURE

PTL 1: offengelegtes japanisches Patent mit Nr. 2007-259629 PTL 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2007-259629

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

TECHNISCHES PROBLEMTECHNICAL PROBLEM

Die Klimatisierungsvorrichtung, die in dem offengelegten japanischen Patent mit Nr. 2007-259629 offenbart ist, hindert einen übermäßigen Welligkeitsstrom daran, durch den Elektrolytkondensator in einem Zustand einer unausgeglichenen Energieversorgung zu fließen, bei der unterschiedliche Spannungen zwischen Phasen der dreiphasigen Energieversorgungsspannung angelegt werden. Somit wird lediglich die Amplitude der pulsierenden Welle der DC-Busspannung erfasst, und die Ausgangsleistung des Wechselrichters wird derart niedergehalten, dass die Amplitude der pulsierenden Welle der DC-Busspannung in einen Schwellenwert fällt.The air conditioning device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-259629 is disclosed prevents an excessive ripple current from flowing through the electrolytic capacitor in a state of an unbalanced power supply in which different voltages are applied between phases of the three-phase power supply voltage. Thus, only the amplitude of the pulsating wave of the DC bus voltage is detected, and the output power of the inverter is clamped down such that the amplitude of the pulsating wave of the DC bus voltage falls within a threshold value.

Aufgrund eines Resonanzphänomens zwischen einer Drossel zum Glätten eines Energieversorgungstroms und dem Glättungskondensator muss sich jedoch die Amplitude der pulsierenden Welle der DC-Busspannung nicht notwendigerweise erhöhen, obwohl sich eine Kapazität des Kondensators verringert. Selbst falls sich die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators verringert, hat das in dem offengelegten japanischen Patent mit der Nr. 2007-259629 offenbarte Verfahren deshalb ein Problem dahingehend, dass es schwierig ist, einen derartigen Zustand genau zu erfassen, und dass eine Schutzfunktion nicht funktioniert.However, due to a resonance phenomenon between a reactor for smoothing a power supply current and the smoothing capacitor, although a capacitance of the capacitor decreases, the amplitude of the pulsating wave of the DC bus voltage does not necessarily increase. Even if the electrostatic capacitance of the smoothing capacitor decreases, what is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-259629 therefore, disclosed methods have a problem that it is difficult to accurately detect such a state and a protection function does not work.

Wenn ein übermäßiger Welligkeitsstrom durch den Glättungskondensator fließt und das Druckventil betätigt wird, verringert sich außerdem die elektrostatische Kapazität in kürzester Zeit. Wenn das in dem offengelegten japanischen Patent mit der Nr. 2007-259629 offenbarte Verfahren in einer derartigen Situation angewendet wird, gibt es ein Problem dahingehend, dass, obwohl die Ausgangsleistung des Wechselrichters niedrig gehalten wird, eine zeitliche Änderung einer Abnahme einer Kapazität des Kondensators größer ist und dass die Ausgangsleistung nicht rechtzeitig niedrig gehalten werden kann.In addition, when an excessive ripple current flows through the smoothing capacitor and the pressure valve is operated, the electrostatic capacity decreases in a short time. If that in the Japanese Patent Laid-Open No. 2007-259629 is applied in such a situation, there is a problem that although the output power of the inverter is kept low, a change with time of a decrease in a capacitance of the capacitor is larger and that the Output power cannot be kept low in time.

Um die elektrostatische Kapazität des Kondensators genau zu erfassen, gibt es eine Technik, um einer herkömmlichen Spannungserfassungsschaltung einen Temperaturdetektor, einen Stromdetektor oder dergleichen hinzuzufügen, von denen jeder die Kosten erhöht.In order to accurately detect the electrostatic capacity of the capacitor, there is a technique to add a temperature detector, a current detector or the like to a conventional voltage detection circuit, each of which increases the cost.

Die vorliegende Offenbarung wurde getätigt, um die oben genannten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Motorsteuervorrichtung und eine Klimatisierungsvorrichtung vorzusehen, die zum Überwachen eines Glättungskondensators mit einer günstigen Konfiguration fähig sind, ohne ein zusätzliches Teil oder dergleichen in einer existierenden Motorsteuervorrichtung zu verlangen.The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide an engine control device and an air conditioning device capable of monitoring a smoothing capacitor with a favorable configuration without an additional part or the like in one to require existing engine control device.

LÖSUNG DES PROBLEMSTHE SOLUTION OF THE PROBLEM

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Motorsteuervorrichtung. Eine Motorsteuervorrichtung umfasst eine Gleichrichterschaltung zum Empfangen einer AC-Leistung von einer AC-Energieversorgung und zum Ausgeben einer DC-Leistung, einen Wechselrichter zum Wandeln der DC-Leistung in AC und zum Antreiben eines Motors, einen Bus zum Übertragen der DC-Leistung von der Gleichrichterschaltung an den Wechselrichter, eine Glättungsschaltung einschließlich einer Drossel und eines Glättungskondensators, die zum Unterdrücken einer Spannungsfluktuation des Busses eingerichtet ist, eine Spannungserfassungsschaltung zum Erfassen einer Spannung des Busses, einen ersten Detektor zum Erfassen einer zeitlichen Änderungsgröße einer Sechsfachkomponente einer Energieversorgungsfrequenz der AC-Energieversorgung, die aus der Spannung des Busses extrahiert wird, einen Leistungskalkulator zum Berechnen eines Leistungswerts einer Ausgangsleistung des Wechselrichters und einen Schutzprozessor zum Schätzen einer elektrostatischen Kapazität des Glättungskondensators unter Verwendung der zeitlichen Änderungsgröße, die durch den ersten Detektor erfasst wird, und des Leistungswerts, der durch den Leistungskalkulator berechnet wird, und zum Bestimmen, dass der Glättungskondensator in einem Fall nicht normal ist, wo die geschätzte elektrostatische Kapazität kleiner oder gleich einem ersten Schwellenwert ist.The present disclosure relates to an engine control device. A motor control device includes a rectifier circuit for receiving AC power from an AC power supply and outputting DC power, an inverter for converting the DC power into AC and driving a motor, a bus for transmitting the DC power from the rectifier circuit to the inverter, a smoothing circuit including a reactor and a smoothing capacitor configured to suppress a voltage fluctuation of the bus, a voltage detection circuit for detecting a voltage of the bus, a first detector for detecting an amount of change over time of a sixfold component of a power supply frequency of the AC power supply, extracted from the voltage of the bus, a power calculator for calculating a power value of an output power of the inverter, and a protection processor for estimating an electrostatic capacity of the smoothing capacitor using ng the amount of change over time detected by the first detector and the power value calculated by the power calculator, and determining that the smoothing capacitor is abnormal in a case where the estimated electrostatic capacitance is less than or equal to a first threshold .

VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNGADVANTAGEOUS EFFECTS OF THE INVENTION

In der vorliegenden Offenbarung wird eine Sechsfachkomponente der Energieversorgungsfrequenz aus der Spannung des Busses extrahiert, die an den Glättungskondensator angelegt wird, und die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators wird aus dem Wert und der Ausgangsleistung des Wechselrichters geschätzt. Im Ergebnis ist es möglich, die elektrostatische Kapazität abzuschätzen, ohne durch ein Energieversorgungsungleichgewicht beeinflusst zu sein. Deshalb kann ein Abfall einer elektrostatischen Kapazität genau erfasst werden, um die Vorrichtung zu schützen, und somit kann eine Zuverlässigkeit der Vorrichtung insgesamt verbessert werden.In the present disclosure, a 6-fold component of the power supply frequency is extracted from the voltage of the bus applied to the smoothing capacitor, and the electrostatic capacitance of the smoothing capacitor is estimated from the value and the output power of the inverter. As a result, it is possible to estimate the electrostatic capacity without being affected by power supply imbalance. Therefore, a drop in electrostatic capacity can be accurately detected to protect the device, and hence reliability of the device as a whole can be improved.

Figurenlistecharacter list

1 12 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioning device and a motor control device according to a first embodiment.
2 FIG. 12 is a waveform diagram illustrating a line voltage waveform between UV phases actually output from an inverter 6. FIG.
3 12 is a functional block diagram of a rotational speed control of a motor controller 10.
4 FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a capacitor monitor 20. FIG.
5 FIG. 12 is a waveform diagram illustrating a pulsating wave having a 6-fold component of a power supply frequency observed in a DC bus voltage Vdc.
6 12 illustrates a waveform diagram having a pulsating wave with a double component of a power supply frequency observed in a DC bus voltage Vdc.
7 FIG. 14 is a waveform diagram illustrating a 6f component pulsating wave in a case where an output power is 10 kW and a capacitance is 4000 μF.
8th FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacitance is 2000 μF.
9 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacitance is 1000 μF.
10 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 2 kW and the capacitance is 4000 μF.
11 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 2 kW and the capacitance is 2000 μF.
12 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 2 kW and the capacitance is 1000 μF.
13 FIG. 14 is a waveform diagram illustrating a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacity is 4000 μF when a power supply imbalance occurs.
14 FIG. 12 is a waveform diagram illustrating a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacity is 2000 μF when a power supply imbalance occurs.
15 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacity is 1000 μF when a power supply imbalance occurs.
16 FIG. 12 is a graph showing a relationship between an electrostatic capacity (horizontal axis) of a smoothing capacitor and an amplitude (vertical axis) of a pulsating wave of a bus voltage.
17 FIG. 12 is a graph showing a relationship between an amplitude of the 6f component, the output power, and a capacitance of a smoothing capacitor 5. FIG.
18 Figure 12 illustrates a diagram for describing a method for setting a threshold.
19 12 is a block diagram illustrating a configuration of a capacitor monitor 20A according to a second embodiment.
20 12 is a diagram illustrating a configuration of a protection processor 43A according to the second embodiment.
21 FIG. 12 is a diagram for describing determination of a drop in capacitance of the smoothing capacitor.
22 FIG. 12 is a flowchart for describing motor control processing executed in the second embodiment.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Obwohl eine Vielzahl der Ausführungsformen beschrieben werden wird, wurde zu Beginn der Anmeldung geplant, die in den Ausführungsformen beschriebene Konfigurationen auf eine geeignete Weise zu kombinieren. In den Zeichnungen werden die gleichen oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird nicht wiederholt werden. In den Zeichnungen kann sich das Verhältnis zwischen den Größen der Komponenten gegenüber dem tatsächlichen Verhältnis unterscheiden.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Although a variety of the embodiments will be described, it was planned at the beginning of the application to combine the configurations described in the embodiments in an appropriate manner. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated. In the drawings, the ratio between the sizes of the components may differ from the actual ratio.

Erste AusführungsformFirst embodiment

1 stellt ein Diagramm dar, das eine Konfiguration einer Klimatisierungsvorrichtung und einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 1 veranschaulicht, weist eine Klimatisierungsvorrichtung 300 einen Kühlkreislauf 301 einschließlich eines Kompressors 30, eines Kondensators 31, einer Expansionsvorrichtung 32 und eines Verdampfers 33 auf. Ein Motor 30M ist in den Kompressor 30 als Antriebsquelle eingebaut. Der Motor 30M wird durch eine Motorsteuervorrichtung 100 gesteuert. 1 12 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioning device and a motor control device according to a first embodiment. As in 1 illustrates For example, an air conditioning device 300 has a refrigeration cycle 301 including a compressor 30 , a condenser 31 , an expansion device 32 , and an evaporator 33 . A motor 30M is built in the compressor 30 as a driving source. The motor 30M is controlled by a motor controller 100 .

Die Motorsteuervorrichtung 100 umfasst eine Gleichrichterschaltung 2, eine Glättungsschaltung 3, einen Wechselrichter 6, eine Stromerfassungsschaltung 9, einen Motorregler 10 und eine Kondensatorüberwachungseinrichtung 20.The motor control device 100 comprises a rectifier circuit 2, a smoothing circuit 3, an inverter 6, a current detection circuit 9, a motor controller 10 and a capacitor monitor 20.

Die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 21, einen Speicher (einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM)) 22, eine Eingabe- und Ausgabevorrichtung (nicht veranschaulicht) zum Eingeben verschiedener Signale und dergleichen. Die CPU 21 entwickelt ein Programm, das in dem ROM in einem RAM oder dergleichen gespeichert ist, und führt das Programm aus. Das in dem ROM gespeicherte Programm ist ein Programm, das eine Verarbeitungsprozedur der Kondensatorüberwachungseinrichtung 20 enthält. Die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20 führt eine Schutzsteuerung des Wechselrichters 6 gemäß diesen Programmen aus. Die Steuerung ist nicht auf ein Verarbeiten durch Software beschränkt und kann durch eine zweckgebundene Hardware (elektronische Schaltung) verarbeitet werden. Der Motorregler 10 umfasst auf ähnliche Weise eine CPU und einen Speicher. Die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20 und der Motorregler 10 könnten eine Steuervorrichtung sein, die durch die gleiche CPU gesteuert werden.The capacitor monitor 20 includes a central processing unit (CPU) 21, a memory (a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM)) 22, an input and output device (not illustrated) for inputting various signals, and the like. The CPU 21 develops a program stored in the ROM in a RAM or the like and executes the program. The program stored in the ROM is a program including a processing procedure of the capacitor monitor 20 . The capacitor monitor 20 carries out protection control of the inverter 6 according to these programs. The control is not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit). The engine controller 10 similarly includes a CPU and memory. The capacitor monitor 20 and motor controller 10 could be a controller controlled by the same CPU.

In der Klimatisierungsvorrichtung 300 komprimiert ein Kompressor 30 ein Kühlmittelgas in ein Hochdruckgas, und das Hochdruckgas-Kühlmittel fließt in den Kondensator 31. Im Kondensator 31 wird Wärme aus dem Kühlmittel freigesetzt, und das Hochdruckgas-Kühlmittel wird zu einem Hochdruckflüssigkeits-Kühlmittel kondensiert. Das Hochdruckflüssigkeits-Kühlmittel strömt zur Expansionsvorrichtung 32. Das Hochdruckflüssigkeits-Kühlmittel wird in der Expansionsvorrichtung 32 dekomprimiert, und das Niederdruckflüssigkeits-Kühlmittel strömt zum Verdampfer 33. Im Verdampfer 33 verdampft das Flüssigkeits-Kühlmittel, und eine Kühlwirkung läuft ab, um einer Umgebung Wärme zu entziehen. Das verdampfte Gaskühlmittel kehrt zum Kompressor 30 zurück, um einen Kühlkreislauf zu errichten.In the air conditioning device 300, a compressor 30 compresses a refrigerant gas into a high-pressure gas, and the high-pressure gas refrigerant flows into the condenser 31. In the condenser 31, heat is released from the refrigerant, and the high-pressure gas refrigerant is condensed into a high-pressure liquid refrigerant. The high-pressure liquid refrigerant flows to the expander 32. The high-pressure liquid refrigerant is decompressed in the expander 32, and the low-pressure liquid refrigerant flows to the evaporator 33. In the evaporator 33, the liquid refrigerant evaporates and a cooling effect occurs to heat an environment revoke. The vaporized gas refrigerant returns to the compressor 30 to establish a refrigeration cycle.

Eine Kühlung wird durchgeführt, wenn sich der Kondensator 31 in einer Außeneinheit befindet und wenn sich der Verdampfer 33 in einer Inneneinheit befindet, und eine Erwärmung wird durchgeführt, wenn sich der Kondensator 31 in der Inneneinheit befindet und wenn sich der Verdampfer 33 in der Außeneinheit befindet. Die Klimatisierungsvorrichtung 300 kann zwischen einem Kühlen und Erwärmen umschalten, wenn eine Kreislaufrichtung des Kühlmittels durch ein Vierwegeventil (nicht veranschaulicht) oder dergleichen umgekehrt wird.Cooling is performed when the condenser 31 is in an outdoor unit and when the evaporator 33 is in an indoor unit, and heating is performed when the condenser 31 is in the indoor unit and when the evaporator 33 is in the outdoor unit . The air conditioning device 300 can switch between cooling and heating when a circulating direction of the refrigerant is reversed by a four-way valve (not illustrated) or the like.

Die Motorsteuervorrichtung 100 kann eine Drehgeschwindigkeit des Motors 30M so steuern, um eine beliebige Drehgeschwindigkeit aufzuweisen. Die Motorsteuervorrichtung 100 ist nicht auf den Kompressor der Klimatisierungsvorrichtung beschränkt und könnte mit einem lastseitigen Gebläse verbunden sein, das in der Inneneinheit vorgesehen ist, oder könnte mit einem wärmequellenseitigen Gebläse verbunden sein, das in der Außeneinheit vorgesehen ist. Bei der ersten Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, wo der Motor 30M, der durch die Motorsteuervorrichtung 100 gesteuert wird, in der Klimatisierungsvorrichtung vorgesehen ist, aber die Vorrichtung, die mit dem Motor versehen ist, ist nicht auf die Klimatisierungsvorrichtung beschränkt.The motor control device 100 can control a rotation speed of the motor 30M to have an arbitrary rotation speed. The motor control device 100 is not limited to the compressor of the air conditioning device, and may be connected to a load side fan provided in the indoor unit, or may be connected to a heat source side fan provided in the outdoor unit. In the first embodiment, a case where the motor 30M controlled by the motor control device 100 is provided in the air conditioning device is described, but the device provided with the motor is not limited to the air conditioning device.

Die Gleichrichterschaltung 2 wandelt eine AC-Leistung, die von einer AC-Energieversorgung 1 mit drei Phasen gespeist wird, in eine DC-Leistung. Die Gleichrichterschaltung 2 umfasst Diodenelemente 2a bis 2f zum Gleichrichten eines Stroms, der in einer Richtung fließt. Die durch die Gleichrichterschaltung 2 gleichgerichtete DC-Leistung wird durch eine Glättungsschaltung 3 geglättet und an einen Bus ausgegeben. Die Glättungsschaltung 3 umfasst eine Drossel bzw. Drosselspule 4, die zum Glätten eines Stroms vorgesehen ist, der durch die Energieversorgung fließt, und die zum Unterdrücken bzw. Nierhalten eines Oberschwingungsstroms und eines Einschaltstroms vorgesehen ist, und einen Glättungskondensator 5, der zum Glätten einer Schwingungs- bzw. Unförmigkeitskomponente einer DC-Busspannung, die durch die Gleichrichterschaltung 2 gleichgerichtet wird, und zum Erzeugen einer stabilen DC-Spannung vorgesehen ist.The rectifier circuit 2 converts AC power supplied from a three-phase AC power supply 1 into DC power. The rectifier circuit 2 includes diode elements 2a to 2f for rectifying a current flowing in one direction. The DC power rectified by the rectifying circuit 2 is smoothed by a smoothing circuit 3 and output to a bus. The smoothing circuit 3 includes a reactor 4 provided for smoothing a current flowing through the power supply and for suppressing a harmonic current and an inrush current, and a smoothing capacitor 5 for smoothing an oscillation - or irregularity component of a DC bus voltage which is rectified by the rectifier circuit 2 and is intended for generating a stable DC voltage.

Als Glättungskondensator 5 wird oft ein Aluminiumelektrolytkondensator (nachfolgend als Elektrolytkondensator bezeichnet) verwendet, der eine große elektrostatische Kapazität pro gleichem Volumen sicherstellen kann und der eine Spannungsfestigkeit aufweist. Der Elektrolytkondensator weist eine Struktur auf, in welcher eine Elektrolytlösung Ethylenglycol oder dergleichen als Hauptlösungsmittel enthält und in welcher ein mit der Elektrolytlösung imprägniertes Elektrolytpapier zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnet ist, und der Elektrolytkondensator weist eine große elektrostatische Kapazität bei einem kleinen Volumen auf.As the smoothing capacitor 5, an aluminum electrolytic capacitor (hereinafter referred to as an electrolytic capacitor) that can ensure a large electrostatic capacity per equal volume and has a withstanding voltage is often used. The electrolytic capacitor has a structure in which an electrolytic solution contains ethylene glycol or the like as a main solvent and in which an electrolytic paper impregnated with the electrolytic solution is interposed between an anode and a cathode, and the electrolytic capacitor has a large electrostatic capacity with a small volume.

Der Wechselrichter 6 empfängt als Eingabe eine DC-Busspannung Vdc, die eine Spannung über dem Glättungskondensator 5 darstellt. Der Wechselrichter 6 umfasst darin sechs Schaltelemente 6a bis 6f. Jedes der Schaltelemente 6a bis 6f ist zum Beispiel ein Leistungshalbleiterelement, wie zum Beispiel ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT). Der Spannungsausgang des Wechselrichters 6 wird bestimmt, indem die sechs Schaltelemente 6a bis 6f in einer Zeitdauer geschaltet werden, die durch eine Trägerfrequenz bestimmt ist. Der Motorregler 10 steuert einen Schaltablauf der Schaltelemente 6a bis 6f.The inverter 6 receives as an input a DC bus voltage Vdc representing a voltage across the smoothing capacitor 5 . The inverter 6 includes six switching elements 6a to 6f therein. Each of the switching elements 6a to 6f is, for example, a power semiconductor element such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT). The voltage output of the inverter 6 is determined by switching the six switching elements 6a to 6f in a time period determined by a carrier frequency. The engine controller 10 controls a switching sequence of the switching elements 6a to 6f.

Um die Drehgeschwindigkeit des Motors 30M auf einen beliebigen Wert zu steuern bzw. zu regeln, steuert der Motorregler 10 die Drehgeschwindigkeit, indem die Information verwendet wird, die durch die Spannungserfassungsschaltung 8 und die Stromerfassungsschaltung 9 erhalten wird. Die Spannungserfassungsschaltung 8 erfasst eine DC-Busspannung Vdc, die die Spannung über dem Glättungskondensator 5 darstellt. Die Stromerfassungsschaltung 9 (zum Beispiel ist eine U-Phase 9a, und eine W-Phase ist 9b) erfasst einen Strom, der durch den Motor 30M fließt. Eine derartige Berechnungsverarbeitung wird zum Beispiel durch einen Mikrocomputer oder dergleichen ausgeführt. Der Mikrocomputer umfasst einen Speicher, der ein Programm speichert, und eine CPU, die eine Verarbeitung in Übereinstimmung mit dem Programm ausführt.In order to control the rotation speed of the motor 30M at an arbitrary value, the motor controller 10 controls the rotation speed by using the information obtained by the voltage detection circuit 8 and the current detection circuit 9 . The voltage detection circuit 8 detects a DC bus voltage Vdc representing the voltage across the smoothing capacitor 5 . The current detection circuit 9 (for example, a U phase is 9a and a W phase is 9b) detects a current flowing through the motor 30M. Such calculation processing is carried out, for example, by a microcomputer or the like. The microcomputer includes a memory that stores a program and a CPU that executes processing in accordance with the program.

Ein Drehgeschwindigkeitsbefehlswert N_ref des Motors 30M, der zum Erhalten einer gewünschten Kühlkapazität eingestellt ist, wird in den Motorregler 10 eingegeben. Der Motorregler 10 bestimmt den Spannungsausgang aus dem Wechselrichter 6 in Übereinstimmung mit dem Drehgeschwindigkeitsbefehlswert N_ref. Eine Impulsbreitenmodulations-(PWM-)Steuerung wird zum Steuern des Schaltablaufs des Wechselrichters 6 ausgeführt.A rotation speed command value N_ref of the motor 30M set to obtain a desired cooling capacity is input to the motor controller 10 . The motor controller 10 determines the voltage output from the inverter 6 in accordance with the rotation speed command value N_ref. A pulse width modulation (PWM) control is performed to control the switching operation of the inverter 6 .

Bei der PWM-Steuerung werden, um eine beliebige Spannung an eine Dreiphasenspule des Motors 30M anzulegen, Breiten einer EIN-Zeit und einer AUS-Zeit in einem Schaltzyklus angepasst. In einem Fall einer Erhöhung einer Motorspannung Va, die in den Motor 30M eingegeben wird, gibt der Motorregler 10 einen Spannungsbefehlswert Va* zum Erhöhen einer Impulsbreite an den Wechselrichter 6 aus. Im Fall einer Verringerung der Motorspannung Va gibt der Motorregler 10 einen Spannungsbefehlswert Va* zum Verringern einer Impulsbreite an den Wechselrichter 6 aus. Der Spannungsbefehlswert Va* stellt einen Wert dar, der einen Spannungsbefehlswert Vu* einer U-Phase, einen Spannungsbefehlswert Vv* einer V-Phase und einen Spannungsbefehlswert Vw* einer W-Phase umfasst.In the PWM control, in order to apply an arbitrary voltage to a three-phase coil of the motor 30M, widths of an ON time and an OFF time are adjusted in one switching cycle. In a case of an increase in a motor voltage Va input to the motor 30M, the motor controller 10 outputs a voltage command value Va* to the inverter 6 for increasing a pulse width. In the case of a decrease in the motor voltage Va, the motor controller 10 outputs a voltage command value Va* to the inverter 6 for reducing a pulse width. The voltage command value Va* represents a value including a voltage command value Vu* of a U phase, a voltage command value Vv* of a V phase, and a voltage command value Vw* of a W phase.

2 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine Leitungsspannungs- bzw. Netzspannungswellenform zwischen U-V-Phasen veranschaulicht, die von dem Wechselrichter 6 tatsächlich ausgegeben werden. Die Leitungsspannung ist eine pulsartige Spannung, wie in 2 veranschaulicht, und ein Maximalwert der Leitungsspannung ist durch die Eingangsspannung in den Wechselrichter 6, das heißt den Wert der DC-Busspannung Vdc, begrenzt. Ein Spitze-Spitze-Wert der Leitungsspannung reicht von -Vdc bis +Vdc, wie in 2 veranschaulicht. 2 FIG. 12 is a waveform diagram illustrating a line voltage waveform between UV phases actually output from the inverter 6. FIG. The line voltage is a pulse-like voltage, as in 2 1, and a maximum value of the line voltage is limited by the input voltage into the inverter 6, that is, the value of the DC bus voltage Vdc. A peak-to-peak line voltage ranges from -Vdc to +Vdc, as in 2 illustrated.

Eine detaillierte Betriebsweise des Motorreglers 10 wird hier beschrieben werden. Der Motorregler 10 erzeugt ein PWM-Signal, das an den Wechselrichter 6 zu geben ist, um den Motor 30M mit einer beliebigen Drehgeschwindigkeit zu steuern, wie oben beschrieben. Der Motor 30 M stellt einen Permanentmagnet-Synchronmotor unter Verwendung eines Permanentmagneten als Rotor dar. Der Motorregler 10 ist eingerichtet, eine positionssensorlose Steuerung durchzuführen, bei der eine Magnetposition geschätzt und in der CPU berechnet wird und eine Drehgeschwindigkeitssteuerung in Übereinstimmung mit der Magnetposition durchgeführt wird.A detailed operation of the engine controller 10 will be described herein. The motor controller 10 generates a PWM signal to be given to the inverter 6 to control the motor 30M at an arbitrary rotation speed as described above. The motor 30M is a permanent magnet synchronous motor using a permanent magnet as a rotor. The motor controller 10 is configured to perform position sensorless control in which a magnet position is estimated and calculated in the CPU, and rotational speed control is performed in accordance with the magnet position.

Bei vielen positionssensorlosen Steuerungen wird ein Strom, der durch den Motor 30M fließt, vektoriell in eine d-Achsenkomponente, die mit einem Rotormagnetfluss verbunden ist, und in eine q-Achsenkomponente getrennt, die orthogonal zum Rotormagnetfluss ist, und eine Rückkopplungssteuerung wird so durchgeführt, dass jeder Stromwert mit einem Befehlswert übereinstimmt. Der d-Achsenkomponentenstrom bewirkt, dass ein Magnetfluss des Rotormagnetflusses angepasst wird, und ist auf einem beliebigen Wert unter Berücksichtigung einer Effizienz des Motors 30M und dergleichen eingestellt. Der q-Achsenkomponentenstrom stellt eine Komponente dar, die zu einem Ausgangsmoment des Motors 30M beiträgt, und kann ein Motorausgangsmoment erhöhen, wenn er einen großen Wert aufweist. Die Drehgeschwindigkeit des Motors 30M kann erhöht werden, indem ein Moment ausgegeben wird, das größer als ein Lastmoment des Motors 30M ist. Im umgekehrten Fall kann die Drehgeschwindigkeit verringert werden, wenn ein Moment, das kleiner als das Lastmoment ist, ausgegeben wird. Um die Drehgeschwindigkeit auf einen beliebigen Wert zu steuern, wird eine Rückkopplungssteuerung auf eine zeitige Weise derart durchgeführt, dass der q-Achsenkomponentenstrom einen geeigneten Wert aufweist.In many position sensorless controllers, a current flowing through the motor 30M is vectorially separated into a d-axis component associated with a rotor magnetic flux and a q-axis component orthogonal to the rotor magnetic flux, and feedback control is performed so that each current value corresponds to a command value. The d-axis component current causes a magnetic flux of the rotor magnetic flux to be adjusted, and is set to an arbitrary value considering an efficiency of the motor 30M and the like. The q-axis component current is a component that contributes to an output torque of the motor 30M, and can increase a motor output torque when it has a large value. The rotation speed of the motor 30M can be increased by outputting a torque larger than a load torque of the motor 30M is. Conversely, when a torque smaller than the load torque is output, the rotating speed can be reduced. In order to control the rotational speed to an arbitrary value, feedback control is performed in a timely manner such that the q-axis component current has an appropriate value.

3 stellt ein funktionales Blockdiagramm der Drehgeschwindigkeitssteuerung des Motorreglers 10 dar. Der Motorregler 10 umfasst Subtraktionseinrichtungen 11 und 13, einen Geschwindigkeitssteuer-PI-Prozessor 12 und einen Stromsteuer-PI-Prozessor 14. Um die Drehgeschwindigkeit des Permanentmagnet-Synchronmotors zu steuern, ist ein Verfahren bekannt, um die Drehgeschwindigkeit mit einem Befehlswert unter Verwendung einer proportionalen Integral-(PI-)Steuerung übereinstimmend zu machen. Bei der PI-Steuerung wird, wie in 3 veranschaulicht, eine Differenz zwischen einem DrehgeschwindigkeitsBefehlswert N_ref und einer tatsächlichen Drehgeschwindigkeit N (geschätzte Motordrehgeschwindigkeit bei sensorloser Steuerung) berechnet, und ein Wert, der durch Hinzufügen einer proportionalen Multiplikation und einer Zeitintegration der Differenz erhalten wird, wird als Befehlswert Iq_ref des q-Achsenkomponentenstroms eingestellt. 3 12 is a functional block diagram of the rotational speed control of the motor controller 10. The motor controller 10 includes subtractors 11 and 13, a speed control PI processor 12 and a current control PI processor 14. To control the rotational speed of the permanent magnet synchronous motor, a method is known to make the rotational speed consistent with a command value using proportional integral (PI) control. In PI control, as in 3 illustrates, a difference between a rotational speed command value N_ref and an actual rotational speed N (estimated motor rotational speed in sensorless control) is calculated, and a value obtained by adding proportional multiplication and time integration of the difference is set as the command value Iq_ref of the q-axis component current.

Auf ähnliche Weise wird bei einer stromabwärtigen Stromrückkopplungssteuerung eine Strominformation, die durch die Stromerfassungsschaltung 9 erhalten wird, in den d-Achsenstrom und den q-Achsenstrom in Bezug auf den d-Achsenstrom-Befehlswert und den q-Achsenstrom-Befehlswert getrennt, und die PI-Steuerung wird für eine Differenz gegenüber den Befehlswerten durchgeführt. Ein Strom Iq wird mit einem Befehlswert Iq_ref durch die PI-Steuerung übereinstimmend gemacht. Wie oben beschrieben, arbeiten die Drehgeschwindigkeit und der Stromwert so, dass sie mit dem Befehlswert übereinstimmen, und im Ergebnis kann die Drehgeschwindigkeitssteuerung des Motors 30M erhalten werden.Similarly, in downstream current feedback control, current information obtained by the current detection circuit 9 is separated into the d-axis current and the q-axis current with respect to the d-axis current command value and the q-axis current command value, and the PI -Control is performed for a difference from the command values. A current Iq is made coincident with a command value Iq_ref by the PI controller. As described above, the rotation speed and the current value work to match the command value, and as a result, the rotation speed control of the motor 30M can be obtained.

In der Klimatisierungsvorrichtung 300, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist, kann lediglich die Drehgeschwindigkeit des Motors 30M beliebig gesteuert werden. Das Lastmoment des Motors 30M wird durch einen Ansaugdruck und einen Auslassdruck des Kompressors 30 bestimmt.In the air conditioning device 300 described in the first embodiment, only the rotation speed of the motor 30M can be arbitrarily controlled. The load torque of the motor 30M is determined by an intake pressure and a discharge pressure of the compressor 30. FIG.

Zum Beispiel erhöht sich in einer Umgebung, die eine größere Kühlkapazität erfordert, das Lastmoment aufgrund eines Anstiegs des Ansaugdrucks und des Auslassdrucks. Wenn sich das Lastmoment erhöht, verringert sich eine tatsächliche Drehgeschwindigkeit. Der Motorregler 10 schätzt oder erfasst einen Abfall der tatsächlichen Drehgeschwindigkeit und führt die oben beschriebene Drehgeschwindigkeit-Rückkopplungssteuerung aus.For example, in an environment that requires a larger cooling capacity, the load torque increases due to an increase in suction pressure and discharge pressure. As the load torque increases, an actual rotating speed decreases. The motor controller 10 estimates or detects a drop in actual rotational speed and performs the rotational speed feedback control described above.

Diese Steuerung kann eine tatsächliche Drehgeschwindigkeit N des Motors 30M bei einem Drehgeschwindigkeitsbefehlswert N ref halten. Eine derartige Drehgeschwindigkeit-Rückkopplungssteuerung passt das Lastmoment und das Ausgangsmoment an, die sich abhängig von einer externen Umgebung ändern, damit sie ausgeglichen sind, und lässt die tatsächliche Drehgeschwindigkeit N des Motors 30M einem beliebigen Drehgeschwindigkeitsbefehlswert N_ref folgen.This control can keep an actual rotation speed N of the motor 30M at a rotation speed command value N ref . Such rotational speed feedback control adjusts the load torque and the output torque, which change depending on an external environment, to be balanced, and makes the actual rotational speed N of the motor 30M follow an arbitrary rotational speed command value N_ref.

Die durch den Motor 30M verbrauchte Leistung wird durch ein Produkt des Lastmoments und der Drehgeschwindigkeit des Motors 30M repräsentiert. Durch ein Verringern der Drehgeschwindigkeit kann ein Energieverbrauch des Motors 30M, das heißt eine Ausgangsleistung des Wechselrichters 6, verringert werden. Wie oben beschrieben, wird das Lastmoment des Motors durch den Ansaugdruck und den Auslassdruck des Kompressors 30 bestimmt. Da jedoch der Ansaugdruck und der Auslassdruck mit einer Betriebsbedingung der Klimatisierungsvorrichtung 300 verknüpft sind, kann das Lastmoment des Motors nicht mit irgendeinem Wert durch den Motorregler 10 betrieben werden. Deshalb verringert der Motorregler 10 die Drehgeschwindigkeit, um Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 anzupassen bzw. einzustellen. Das Lastmoment im Kompressor 30 ist so wie oben beschrieben. Bei anderen Motoren (zum Beispiel Gebläsen) ist es bekannt, dass das Lastmoment des Motors proportional zum Quadrat der Drehgeschwindigkeit ist. Durch ein Verringern der Drehgeschwindigkeit, wie im Kompressor 30, wird das Moment gesenkt und im Ergebnis kann die Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 abgesenkt werden.The power consumed by the motor 30M is represented by a product of the load torque and the rotational speed of the motor 30M. By reducing the rotation speed, power consumption of the motor 30M, that is, output of the inverter 6 can be reduced. As described above, the engine load torque is determined by the suction pressure and the discharge pressure of the compressor 30 . However, since the intake pressure and the discharge pressure are associated with an operating condition of the air conditioning device 300 , the load torque of the engine cannot be operated at any value by the engine controller 10 . Therefore, the motor controller 10 reduces the rotation speed to adjust the output power of the inverter 6. The load torque in the compressor 30 is as described above. For other motors (e.g. fans) it is known that the load torque of the motor is proportional to the square of the rotational speed. By reducing the rotating speed as in the compressor 30, the torque is lowered, and as a result, the output of the inverter 6 can be lowered.

Der Motorregler 10 wurde oben beschrieben. Als Nächstes betrifft die nachfolgende Beschreibung eine detaillierte Betriebsweise der Kondensatorüberwachungseinrichtung 20, die eine Verarbeitung in Bezug auf einen Schutz des Glättungskondensators 5 als Hauptziel der ersten Ausführungsform ausführt.The engine controller 10 has been described above. Next, the following description concerns a detailed operation of the capacitor monitor 20 that executes processing related to protection of the smoothing capacitor 5 as the main object of the first embodiment.

Zuerst wird eine Rolle des Glättungskondensators 5 beschrieben werden. Normalerweise ist die Spannung, die an den Glättungskondensator 5 angelegt wird, eine DC-Spannung, jedoch ist die Spannung nach einem Gleichrichten einer dreiphasigen AC-Energieversorgung eine DC-Spannung, bei der eine Unförmigkeitskomponente sechsmal so groß wie die Energieversorgungsfrequenz überlagert wird, wie in 5 veranschaulicht. Ein Strom i, der durch den Glättungskondensator 5 fließt, wird durch die nachfolgende Gleichung (1) erhalten und wird durch ein Multiplizieren einer zeitlichen Änderungsgröße der Spannung, die an den Glättungskondensator 5 angelegt ist, mit der elektrostatischen Kapazität des Glättungskondensators 5 erhalten. $Kondensatorstrom i = elektrostatische Kapzit \ddot{a} t C \times dv/dt$

First, a role of the smoothing capacitor 5 will be described. Normally, the voltage applied to the smoothing capacitor 5 is a DC voltage, but the voltage after rectification of a three-phase AC power supply is a DC voltage at which a disorder moderation component is superimposed six times as large as the power supply frequency, as in 5 illustrated. A current i flowing through the smoothing capacitor 5 is obtained by Equation (1) below, and is obtained by multiplying an amount of change with time in the voltage applied to the smoothing capacitor 5 by the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 .

capacitor current i = electrostatic capacitance \ddot{a} tc \times dv/dt

Wie aus der obigen Gleichung (1) zu sehen ist, fließt ein größerer Strom i durch den Glättungskondensator 5, je größer die zeitliche Änderungsgröße dv/dt der angelegten Spannung ist.As can be seen from the above equation (1), the larger the rate of change dv/dt of the applied voltage with time, the larger the current i flows through the smoothing capacitor 5 .

Wie in 5 veranschaulicht, erscheint, wenn die dreiphasige AC-Energieversorgung gleichgerichtet wird, eine Unförmigkeitskomponente, die sechsmal so groß wie die Energieversorgungsfrequenz ist. In dem Fall einer DC-Busspannung nach einer normalen Gleichrichtung beträgt die Amplitude der pulsierenden Welle jedoch ungefähr einige Vp-p, und selbst wenn sie in einen Strom gewandelt wird, können Teile so ausgewählt werden, dass sie kleiner oder gleich einem Nennstromwert des Glättungskondensators 5 sind. Wenn es jedoch ein Ungleichgewicht zwischen den Phasen der dreiphasigen AC-Energieversorgung gibt, erhöht sich die Ungleichförmigkeit der an den Glättungskondensator 5 angelegten Spannung, und auch der Strom tendiert dazu sich zu erhöhen, wie durch die Gleichung (1) repräsentiert. Wenn ein Strom größer oder gleich dem Nennstrom der Teile fließt, erzeugt Joulsche Wärme (Stromquadrat × Widerstand) aufgrund des äquivalenten Reihenwiderstands (als ESR bezeichnet) innerhalb des Glättungskondensator 5 eine Wärme im Inneren, und im schlimmsten Fall verdampft die enthaltene Elektrolytlösung, um den Druck zu erhöhen, was zu einem Fehler bzw. Ausfall führen könnte.As in 5 As illustrated, when the three-phase AC power supply is rectified, an irregularity component six times the power supply frequency appears. However, in the case of a DC bus voltage after normal rectification, the amplitude of the pulsating wave is about several Vp-p, and even if it is converted into a current, parts can be selected to be less than or equal to a rated current value of the smoothing capacitor 5 are. However, when there is an imbalance between the phases of the three-phase AC power supply, the non-uniformity of the voltage applied to the smoothing capacitor 5 increases and the current also tends to increase as represented by the equation (1). When a current greater than or equal to the rated current of the parts flows, Joule heat (current square × resistance) due to the equivalent series resistance (referred to as ESR) inside the smoothing capacitor 5 generates heat inside, and in the worst case, the contained electrolytic solution evaporates to reduce the pressure to increase, which could lead to an error or failure.

Nimmt man einen derartigen Fall an, ist im Allgemeinen ein Druckventil im Elektrolytkondensator als Maßnahme zum Abmildern einer Erhöhung des Innendrucks eingebaut. Viele Elektrolytkondensatoren weisen eine Struktur auf, bei der ein Druck nach außen freigesetzt wird, wenn sich ein Innendruck erhöht. Auf diese Weise ist es möglich, wenn der Innendruck bzw. innere Druck ansteigt, einen Bruch der Teile zu verhindern. Da die Elektrolytlösung jedoch zu dieser Zeit nach außen freigesetzt wird, verringert sich die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5.Assuming such a case, a pressure relief valve is generally installed in the electrolytic capacitor as a measure for mitigating an increase in internal pressure. Many electrolytic capacitors have a structure in which pressure is released to the outside when internal pressure increases. In this way, when the internal pressure increases, it is possible to prevent the parts from being broken. However, since the electrolytic solution is released to the outside at this time, the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 decreases.

Die Elektrolytlösung und andere Komponenten, die in dem Glättungskondensator 5 enthalten sind, umfassen oft eine brennbare Substanz. Somit wird ein Freisetzen der Elektrolytlösung in die äußere Umgebung, wo Sauerstoff vorkommt, das Risiko erhöhen, dass eine Vorrichtung brennt, wenn ein Kurzschluss oder dergleichen auftritt. Deshalb muss die Vorrichtung sofort gestoppt werden, wenn das Druckventil des Elektrolytkondensators arbeitet.The electrolytic solution and other components contained in the smoothing capacitor 5 often include a combustible substance. Thus, releasing the electrolytic solution into the external environment where oxygen exists will increase the risk of a device burning when a short circuit or the like occurs. Therefore, the device must be stopped immediately when the discharge valve of the electrolytic capacitor is working.

Ein möglicher Faktor einer Belastung, die auf den Elektrolytkondensator ausgeübt wird, stellt nicht nur ein übermäßiger Welligkeits- bzw. Rippelstrom aufgrund eines Energieversorgungsungleichgewichts dar, wie oben beschrieben, sondern auch eine Langzeitverwendung des Elektrolytkondensators. Diese Belastungen lassen den Elektrolytkondensator sich über die Zeit verschlechtern. Auf ähnliche Weise gibt es einen Fall, wo das Druckventil arbeitet und die Elektrolytlösung nach außen im Elektrolytkondensator freigesetzt wird, der ein Lebensende erreicht hat. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20, um das oben genannte Problem zu lösen, einen Abfall der elektrostatischen Kapazität des Glättungskondensators 5 und stoppt die Vorrichtung sicher. In PTL 1 wird, wenn die Amplitude der pulsierenden Welle der DC-Busspannung einen Bestimmungswert übersteigt, ein Betrieb durchgeführt, um die Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 nieder zu halten bzw. zu dämpfen. Andererseits unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform dahingehend, dass die Vorrichtung bei einer Bestimmung, dass das Druckventil betätigt wird, indem der Abfall der elektrostatischen Kapazität des Glättungskondensators 5 geschätzt wird, gestoppt wird.A possible factor of stress applied to the electrolytic capacitor is not only excessive ripple current due to power supply imbalance as described above, but also long-term use of the electrolytic capacitor. These stresses cause the electrolytic capacitor to degrade over time. Similarly, there is a case where the pressure valve operates and the electrolytic solution is released outside in the electrolytic capacitor which has reached end of life. In the present embodiment, in order to solve the above problem, the capacitor monitor 20 detects a drop in the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 and safely stops the device. In PTL 1, when the amplitude of the pulsating wave of the DC bus voltage exceeds a determination value, an operation to suppress the output power of the inverter 6 is performed. On the other hand, the present embodiment is different in that the device is stopped upon determination that the pressure valve is operated by estimating the drop in the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 .

4 stellt ein Blockdiagramm dar, das eine Konfiguration der Kondensatorüberwachungseinrichtung 20 veranschaulicht. Wie in 4 veranschaulicht, umfasst die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20 einen 6f-Amplitudendetektor 40, einen Leistungskalkulator 41, einen Kapazitätskalkulator 42 und einen Schutzprozessor 43. Der 6f-Amplitudendetektor 40 extrahiert lediglich eine Sechsfachkomponente der Energieversorgungsfrequenz aus der DC-Busspannung. Der Leistungskalkulator 41 berechnet eine Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6. Der Kapazitätskalkulator 42 schätzt die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5 auf Basis sowohl einer Information von dem 6f-Amplitudendetektor 40 als auch einer Information von dem Leistungskalkulator 41. Der Schutzprozessor 43 bestimmt, ob der Betrieb in Übereinstimmung mit einem geschätzten Wert der elektrostatischen Kapazität gestoppt wurde. 4 FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the capacitor monitor 20. FIG. As in 4 1, the capacitor monitor 20 includes a 6f amplitude detector 40, a power calculator 41, a capacitance calculator 42, and a protection processor 43. The 6f amplitude detector 40 extracts only a sixfold component of the power supply frequency from the DC bus voltage. The power calculator 41 calculates an output power Pinv of the inverter 6. The capacity calculator 42 estimates the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 based on both information from the 6f amplitude detector 40 and information from the power calculator 41. The protection processor 43 determines whether to operate in matched an estimated value of the electrostatic capacity.

5 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle mit einer Sechsfachkomponente einer Energieversorgungsfrequenz veranschaulicht, die in einer DC-Busspannung Vdc beobachtet wird. 6 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle mit einer Doppelkomponente der Energieversorgungsfrequenz veranschaulicht, die in der DC-Busspannung Vdc beobachtet wird. 5 FIG. 12 is a waveform diagram illustrating a pulsating wave having a 6-fold component of a power supply frequency observed in a DC bus voltage Vdc. 6 FIG. 12 is a waveform diagram illustrating a pulsating wave with a double component of the power supply frequency observed in the DC bus voltage Vdc.

Nachfolgend wird eine detaillierte Betriebsweise des 6f-Amplitudendetektors 40 beschrieben werden. Wie oben beschrieben, wenn es kein Ungleichgewicht in der dreiphasigen AC-Energieversorgung gibt, weist die DC-Busspannung Vdc, die an den Glättungskondensator 5 angelegt ist, eine Wellenform auf, bei der eine Sechsfachkomponente der Energieversorgungsfrequenz (nachfolgend als eine 6f-Komponente bezeichnet) überlagert wird, wie in 5 veranschaulicht. Wenn ein Zustand, wie zum Beispiel ein Energieversorgungsungleichgewicht oder eine Energieversorgung mit offener Phase auftritt, weist DC-Busspannung Vdc andererseits eine Wellenform auf, bei der eine Doppelkomponente der Energieversorgungsfrequenz (nachfolgend als eine 2f-Komponente bezeichnet), die in 6 veranschaulicht ist, zusätzlich zu einer Sechsfachkomponente der Energieversorgungsfrequenz überlagert ist.A detailed operation of the 6f amplitude detector 40 will be described below. As described above, when there is no imbalance in the three-phase AC power supply, the DC bus voltage Vdc applied to the smoothing capacitor 5 has a waveform in which a sixfold component of the power supply frequency (hereinafter referred to as a 6f component) is superimposed, as in 5 illustrated. On the other hand, when a condition such as a power supply imbalance or an open-phase power supply occurs, DC bus voltage Vdc has a waveform in which a double component of the power supply frequency (hereinafter referred to as a 2f component) is present in 6 illustrated is superimposed in addition to a sixfold component of the power supply frequency.

Der 6f-Amplitudendetektor 40 arbeitet so, dass er die 6f-Komponente aus der DC-Busspannung Vdc extrahiert. Insbesondere könnte der 6f-Amplitudendetektor 40 erhalten werden, indem ein Bandpassfilter verwendet wird, das es ermöglicht, lediglich eine gewisse Frequenzkomponente durchzulassen, oder durch ein Verfahren erhalten werden, wie zum Beispiel eine Fast-Fourier-Transformation-(FFT-)Analyse, die eine diskrete Fourier-Transformation oder dergleichen durchführt, um einen Überlagerungsbetrag jeder Frequenzkomponente zu extrahieren.The 6f amplitude detector 40 operates to extract the 6f component from the DC bus voltage Vdc. In particular, the 6f amplitude detector 40 could be obtained by using a bandpass filter that allows only a certain frequency component to pass, or obtained by a method such as Fast Fourier Transform (FFT) analysis that performs a discrete Fourier transform or the like to extract a beat amount of each frequency component.

Bei der ersten Ausführungsform wird eine Konfiguration, bei der die 6f-Komponente durch ein Bandpassfilter extrahiert wird, für eine einfachere Konfiguration beschrieben werden. Nach einem Extrahieren einer Wellenform der 6f-Komponente berechnet der 6f-Amplitudendetektor 40 eine Amplitude der Ungleichförmigkeitskomponete und schätzt die elektrostatische Kapazität. Für die Berechnung der Amplitude der pulsierenden Welle werden ein Maximalwert und ein Minimalwert einer Spannung innerhalb einer gewissen Zeitdauer einer Wellenform gespeichert, die in der CPU extrahiert wird.In the first embodiment, a configuration in which the 6f component is extracted by a band pass filter will be described for a simpler configuration. After extracting a waveform of the 6f component, the 6f amplitude detector 40 calculates an amplitude of the non-uniformity component and estimates the electrostatic capacity. For the calculation of the amplitude of the pulsating wave, a maximum value and a minimum value of a voltage within a certain period of time of a waveform extracted in the CPU are stored.

Insbesondere wird der zuvor gespeicherte Wert mit dem aktuell erfassten Wert in jedem Berechnungszyklus (Abtastzyklus) verglichen. Für den Maximalwert, wenn der aktuell erfasste Wert größer als der gespeicherte Wert ist, wird der gespeicherte Wert aktualisiert. Für den Minimalwert, wenn der aktuell erfasste Wert kleiner als der gespeicherte Wert ist, wird der gespeicherte Wert aktualisiert.In particular, the previously stored value is compared with the currently acquired value in each calculation cycle (sampling cycle). For the maximum value, when the current sensed value is greater than the stored value, the stored value is updated. For the minimum value, when the current sensed value is less than the stored value, the stored value is updated.

Durch ein Wiederholen dieser Verarbeitung für eine gewisse Erfassungsdauer wird die Amplitude der Spannung der 6f-Komponente erfasst. Die Erfassungsdauer muss ausreichend länger als ein Zyklus bei einer Ungleichförmigkeit eingestellt werden. Ein Zyklus ist ein Kehrwert von 6f. Wenn die Energieversorgungsfrequenz 50 Hz beträgt, beträgt ein Zyklus der 6f-Komponente 3,33 ms, und wenn die Energieversorgungsfrequenz 60 Hz beträgt, beträgt ein Zyklus der 6f-Komponente 2,77 ms. Durch ein Aktualisieren eines gespeicherten Werts innerhalb einer Zeitdauer, die ausreichend länger als ein Zyklus ist, kann die Amplitude der Spannung berechnet werden. In der oben angegebenen Beschreibung wird die Amplitude der Spannung der 6f-Komponente als ein Beispiel einer zeitlichen Änderungsgröße der 6f-Komponente erfasst. Alternativ kann auch eine Kondensatorkapazität geschätzt werden, indem eine Zeitdifferenzierungsverarbeitung der Spannung oder dergleichen durchgeführt wird. Deshalb könnte die Kondensatorkapazität unter Verwendung eines Zeitdifferenzierungswerts der Spannung der 6f-Komponente als die zeitliche Änderungsgröße der 6f-Komponente geschätzt werden.By repeating this processing for a certain detection period, the amplitude of the voltage of the 6f component is detected. The detection time must be set sufficiently longer than one cycle in the case of a non-uniformity. A cycle is an inverse of 6f. When the power supply frequency is 50 Hz, one cycle of the 6f component is 3.33 ms, and when the power supply frequency is 60 Hz, one cycle of the 6f component is 2.77 ms. By updating a stored value within a period of time sufficiently longer than one cycle, the amplitude of the voltage can be calculated. In the above description, the amplitude of the voltage of the 6f component is detected as an example of an amount of change over time of the 6f component. Alternatively, a capacitor capacitance can also be estimated by performing time differentiation processing of the voltage or the like. Therefore, the capacitor capacitance could be estimated using a time differentiation value of the voltage of the 6f component as the amount of change over time of the 6f component.

Wenn es kein Energieversorgungsungleichgewicht in der dreiphasigen AC-Energieversorgung gibt, wird lediglich die Spannung der 6f-Komponente der DC-Busspannung Vdc überlagert. Eine Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente wird durch die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6, einen Induktivitätswert der Drossel 4 und die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5 bestimmt. Eine Induktivität der Drossel 4 schwankt nicht arg gegenüber einem vorab eingestellten Induktivitätswert. Die Hauptschwankungsfaktoren sind die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 und die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5.When there is no power supply imbalance in the three-phase AC power supply, only the voltage of the 6f component is superimposed on the DC bus voltage Vdc. An amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component is determined by the output power Pinv of the inverter 6, an inductance value of the reactor 4, and the electrostatic capacitance of the smoothing capacitor 5. An inductance of the choke 4 does not vary greatly compared to a previously set inductance value. The main fluctuation factors are the output power Pinv of the inverter 6 and the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5.

Wenn es andererseits zusätzlich zur Spannung der 6f-Komponente ein Energieversorgungsungleichgewicht in der dreiphasigen AC-Energieversorgung gibt, wird die 2f-Komponente der DC-Busspannung Vdc überlagert. Eine Amplitude der 2f-Komponente wird durch eine Ungleichgewichtsrate der Energieversorgungsspannung (ein Index, der einen Grad eines Spannungsungleichgewichts zwischen den drei Phasen angibt), die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6, den Induktivitätswert der Drossel 4 und die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5 bestimmt. Die Hauptabweichungsfaktoren sind die Ungleichgewichtsrate, die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 und die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5.On the other hand, if there is a power supply imbalance in the three-phase AC power supply in addition to the 6f component voltage, the 2f component will be superimposed on the DC bus voltage Vdc. An amplitude of the 2f component is determined by an imbalance rate of the power supply voltage (an index indicating a degree of voltage imbalance between the three phases), the output power Pinv of the inverter 6, the inductance value of the reactor 4, and the elec rostatic capacitance of the smoothing capacitor 5 is determined. The main deviation factors are the imbalance rate, the output power Pinv of the inverter 6, and the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5.

Um jede Frequenzkomponente zu extrahieren, wird eine als eine Referenz dienende Energieversorgungsfrequenz benötigt. Im Allgemeinen beträgt die Frequenz der dreiphasigen AC-Energieversorgung oft entweder 50 Hz oder 60 Hz, und es wird somit vorab erfasst, dass die Frequenz eine dieser beiden Frequenzen ist. Verschiedene Verfahren wurden als ein Verfahren zum Erfassen der Energieversorgungsfrequenz vorgeschlagen. Jedoch ist es zum Beispiel möglich, eine Verarbeitung zum Definieren einer Frequenz zu verwenden, bei dem eine Zeit erfasst wird, zu der die AC-Energieversorgungsspannung null Volt wird (nachfolgend als Nulldurchgang bezeichnet) und indem ein Intervall zwischen einer Vielzahl von Nulldurchgängen durch die CPU oder dergleichen gemessen wird. In diesem Fall wird eine Erfassungsschaltung zum Erfassen eines Nulldurchgangs separat benötigt. Alternativ könnte die DC-Busspannung Vdc einer Filterverarbeitung in zwei Mustern eines Bandpassfilters unterworfen werden, das 300 Hz durchlässt, und eines Bandpassfilters unterworfen werden, das 360 Hz durchlässt, und die Frequenz könnte aus Größen von Ungleichförmigkeitskomponenten der erhaltenen zwei Wellenformen definiert werden. Wenn zum Beispiel die Energieversorgungsfrequenz 50 Hz beträgt, wird die Ungleichförmigkeitskomponente von 300 Hz, was das sechsfache der Energieversorgungsfrequenz ist, größer, und somit kann die Frequenz als 50 Hz definiert werden.In order to extract each frequency component, a power supply frequency serving as a reference is required. In general, the frequency of the three-phase AC power supply is often either 50 Hz or 60 Hz, and thus the frequency is pre-determined to be either of these two frequencies. Various methods have been proposed as a method of detecting the power supply frequency. However, for example, it is possible to use processing for defining a frequency by detecting a time when the AC power supply voltage becomes zero volts (hereinafter referred to as zero crossing) and by defining an interval between a plurality of zero crossings by the CPU or the like is measured. In this case, a detection circuit for detecting a zero crossing is required separately. Alternatively, the DC bus voltage Vdc could be subjected to filter processing in two patterns of a band-pass filter that passes 300 Hz and a band-pass filter that passes 360 Hz, and the frequency could be defined from magnitudes of non-uniformity components of the two waveforms obtained. For example, when the power supply frequency is 50 Hz, the non-uniformity component of 300 Hz, which is six times the power supply frequency, becomes larger, and thus the frequency can be defined as 50 Hz.

Um jedoch die Ungleichförmigkeit der DC-Busspannung Vdc zu beobachten, befindet sich der Motor 30M wünschenswerterweise in einem Betriebszustand, das heißt die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 ist wünschenswerterweise größer oder gleich einem gewissen Wert. Wenn die Ausgangsleistung Pinv null ist, ist der Glättungskondensator 5 nicht geladen oder entladen. Dies bedeutet, da es keine Ungleichförmigkeit der DC-Busspannung Vdc gibt, dass eine Ungleichförmigkeit nicht erfasst werden kann. Somit wird die Ungleichförmigkeit vorzugsweise unter Berücksichtigung des Werts der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 bestimmt, die durch den später beschriebenen Leistungskalkulator 41 erhalten wird. Indem die Frequenz innerhalb der Kondensatorüberwachungseinrichtung 20 auf diese Weise bestimmt wird, kann eine Konfiguration mit geringeren Kosten erhalten werden.However, in order to observe the non-uniformity of the DC bus voltage Vdc, the motor 30M is desirably in an operating state, that is, the output power Pinv of the inverter 6 is desirably greater than or equal to a certain value. When the output power Pinv is zero, the smoothing capacitor 5 is not charged or discharged. This means that since there is no non-uniformity in the DC bus voltage Vdc, non-uniformity cannot be detected. Thus, the non-uniformity is preferably determined considering the value of the output power Pinv of the inverter 6 obtained by the power calculator 41 described later. By determining the frequency within the capacitor monitor 20 in this manner, a lower cost configuration can be obtained.

Der Leistungskalkulator 41 ist eingerichtet, die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 zu berechnen. Wie oben beschrieben, tritt die Ungleichförmigkeit der DC-Busspannung Vdc signifikant auf, wenn die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 groß ist. Um ein Verhältnis zwischen der elektrostatischen Kapazität des Glättungskondensators 5 und einer Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente zu erhalten, muss die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 deshalb erfasst werden. Ein Verfahren zum Berechnen der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 kann durch die nachfolgende Gleichung (2) erhalten wird. $\begin{array}{l} Ausgangsleistung Pinv = \sqrt 3 \times Ausgangsleitungsspannung V \times Ausgangsstrom \\ I \times Leistungsfaktor cos0 \end{array}$

The power calculator 41 is set up to calculate the output power Pinv of the inverter 6 . As described above, the non-uniformity of the DC bus voltage Vdc occurs significantly when the output power Pinv of the inverter 6 is large. Therefore, in order to obtain a relationship between the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 and an amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component, the output power Pinv of the inverter 6 must be detected. A method of calculating the output power Pinv of the inverter 6 can be obtained by Equation (2) below.

\begin{array}{l} Output power Pinv = \sqrt 3 \times Output line voltage V \times output current \\ I \times power factor cos0 \end{array}

Die Ausgangsleitungsspannung V ist hier ein Spannungswert zwischen Leitungen (zum Beispiel zwischen U-V-Phasen), die vom Wechselrichter 6 ausgegeben wird, und kann aus einem Spannungsbefehlswert Va* erhalten werden, der durch den Motorregler 10 berechnet wird. Der Ausgangsstrom I kann aus den Ausgangsströmen erhalten werden, die durch die Stromdetektoren 9a und 9b erhalten werden. Da der Ausgangsstrom I, der ein effektiver Stromwert ist, und eine Information, die durch die Stromdetektoren 9a und 9b erhalten wird und die ein Momentanwert ist, verschieden sind, ist es erforderlich, eine Leistung nach einer Umwandlung des erhaltenen Momentanwerts des Stroms in einen effektiven Wert zu erhalten. Für den Leistungsfaktor cosθ wird eine Kosinus-Kalkulation für eine Differenz zwischen einer Spannungsphase und einer Stromphase durchgeführt. Für die Differenz zwischen der Spannungsphase und der Stromphase wird eine Phasendifferenz zwischen dem Spannungsbefehlswert Va* und dem momentanen Strom berechnet, der durch den Stromdetektor 9a (oder 9b) erhalten wird.Here, the output line voltage V is a voltage value between lines (for example, between U-V phases) output from the inverter 6 and can be obtained from a voltage command value Va* calculated by the motor controller 10 . The output current I can be obtained from the output currents obtained by the current detectors 9a and 9b. Since the output current I, which is an effective current value, and information obtained by the current detectors 9a and 9b and which is an instantaneous value are different, it is necessary to perform a performance after converting the obtained instantaneous value of current into an effective one to get value. For the power factor cosθ, a cosine calculation is performed for a difference between a voltage phase and a current phase. For the difference between the voltage phase and the current phase, a phase difference between the voltage command value Va* and the instantaneous current obtained by the current detector 9a (or 9b) is calculated.

Der Leistungskalkulator 41 berechnet eine Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 innerhalb der CPU unter Verwendung der Information über die Spannung, den Strom und den Leistungsfaktor, die wie oben beschrieben erhalten werden. Der Kapazitätskalkulator 42 berechnet die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5, indem die Information, die von dem 6f-Amplitudendetektor 40 erhalten wird, mit der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 kombiniert wird.The power calculator 41 calculates an output power Pinv of the inverter 6 within the CPU using the information on the voltage, current, and power factor obtained as described above. The capacity calculator 42 calculates the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 by combining the information obtained from the 6f amplitude detector 40 with the output power Pinv of the inverter 6. FIG.

Als Nächstes wird ein Verfahren zum Berechnen der Kapazität des Glättungskondensators 5 im Kapazitätskalkulator 42 beschrieben werden. Wie oben beschrieben, wird eine Änderung der Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente hauptsächlich durch eine Änderung der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 und eine Änderung der Kapazität des Glättungskondensators 5 verursacht.Next, a method of calculating the capacitance of the smoothing capacitor 5 in the capacitance calculator 42 will be described. As described above, a change in amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component mainly caused by a change in the output power Pinv of the inverter 6 and a change in the capacitance of the smoothing capacitor 5.

Die 7, 8 und 9 veranschaulichen eine pulsierende Welle der 6f-Komponente der DC-Busspannung, wenn die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 auf einen gewissen Wert (10 kW) eingestellt wird und die Kapazität des Glättungskondensators 5 abnimmt.the 7 , 8th and 9 illustrate a pulsating wave of the 6f component of the DC bus voltage when the output power Pinv of the inverter 6 is set to a certain value (10 kW) and the capacitance of the smoothing capacitor 5 decreases.

7 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle der 6f-Komponente in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung 10 kW beträgt und die Kapazität 4000 µF beträgt. 8 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle der 6f-Komponente in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung 10 kW beträgt und die Kapazität 2000 µF beträgt. 9 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle der 6f-Komponente in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung 10 kW beträgt und die Kapazität ist 1000 µF beträgt. 7 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacitance is 4000 μF. 8th FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacitance is 2000 μF. 9 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacitance is 1000 μF.

Wie in den 7, 8 und 9 veranschaulicht, nimmt in einem Fall, wo die Ausgangsleistung 10 kW beträgt, die Amplitude der pulsierenden Welle der 6f-Komponente zu, wenn die Kapazität des Glättungskondensators 5 abnimmt.As in the 7 , 8th and 9 1, in a case where the output power is 10 kW, the amplitude of the pulsating wave of the 6f component increases as the capacitance of the smoothing capacitor 5 decreases.

Die 10, 11 und 12 veranschaulichen eine pulsierende Welle der 6f-Komponente der DC-Busspannung, wenn die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 auf einen gewissen Wert (2 kW) eingestellt wird und die Kapazität des Glättungskondensators 5 abnimmt.the 10 , 11 and 12 illustrate a pulsating wave of the 6f component of the DC bus voltage when the output power Pinv of the inverter 6 is set to a certain value (2 kW) and the capacitance of the smoothing capacitor 5 decreases.

10 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle der 6f-Komponente in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung 2 kW beträgt und die Kapazität 4000 µF beträgt. 11 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle der 6f-Komponente in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung 2 kW beträgt und die Kapazität 2000 µF beträgt. 12 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle der 6f-Komponente in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung 2 kW beträgt und die Kapazität 1000 µF beträgt. 10 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 2 kW and the capacitance is 4000 μF. 11 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 2 kW and the capacitance is 2000 μF. 12 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 2 kW and the capacitance is 1000 μF.

Wie in den 10, 11 und 12 in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung 2 kW beträgt, nimmt die Amplitude der pulsierenden Welle der 6f-Komponente auch zu, wenn die Kapazität des Glättungskondensators 5 abnimmt.As in the 10 , 11 and 12 in a case where the output power is 2 kW, the amplitude of the pulsating wave of the 6f component also increases as the capacitance of the smoothing capacitor 5 decreases.

Ein Vergleich zwischen den 7 und 10, zwischen den 8 und 11 und zwischen den 9 und 12 zeigt, dass eine Ungleichförmigkeit der 6f-Komponente der Spannung abnimmt, wenn die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 trotz der gleichen elektrostatischen Kapazität abnimmt. Um die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5 aus der Spannung der Ungleichförmigkeit der 6f-Komponente zu schätzen, ist es deshalb nötig, eine Umwandlung der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 durchzuführen. Deshalb berechnet der Leistungskalkulator 41 in der vorliegenden Ausführungsform den Wert der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6.A comparison between the 7 and 10 , between 8th and 11 and between the 9 and 12 12 shows that non-uniformity of the 6f component of the voltage decreases as the output power Pinv of the inverter 6 decreases despite the same electrostatic capacity. Therefore, in order to estimate the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 from the voltage of the non-uniformity of the 6f component, it is necessary to perform conversion of the output power Pinv of the inverter 6 . Therefore, in the present embodiment, the power calculator 41 calculates the value of the output power Pinv of the inverter 6.

Als Nächstes veranschaulichen die 13, 14 und 15 Änderungen in der 6f-Komponente in einem Fall, wo sich die elektrostatische Kapazität ändert, wenn ein Ungleichgewicht der dreiphasigen AC-Energieversorgung oder dergleichen auftritt.Next, illustrate the 13 , 14 and 15 Changes in 6f component in a case where electrostatic capacity changes when imbalance of three-phase AC power supply or the like occurs.

13 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle der 6f-Komponente in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung 10 kW beträgt und die Kapazität 4000 µF beträgt, wenn ein Energieversorgungsungleichgewicht auftritt. 14 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle der 6f-Komponente in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung 10 kW beträgt und die Kapazität 2000 µF beträgt, wenn ein Energieversorgungsungleichgewicht auftritt. 15 stellt ein Wellenformdiagramm dar, das eine pulsierende Welle der 6f-Komponente in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung 10 kW beträgt und die Kapazität 1000 µF beträgt, wenn ein Energieversorgungsungleichgewicht auftritt. 13 FIG. 14 is a waveform diagram illustrating a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacity is 4000 μF when a power supply imbalance occurs. 14 FIG. 12 is a waveform diagram illustrating a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacity is 2000 μF when a power supply imbalance occurs. 15 FIG. 12 is a waveform diagram showing a pulsating wave of the 6f component in a case where the output power is 10 kW and the capacity is 1000 μF when a power supply imbalance occurs.

Wie in den 13, 14 und 15 in einem Fall veranschaulicht, wo die Ausgangsleistung konstant 10 kW beträgt, wenn ein Energieversorgungsungleichgewicht auftritt, erhöht sich die Amplitude der pulsierenden Welle der 6f-Komponente dennoch, wenn die Kapazität des Glättungskondensators 5 abnimmt.As in the 13 , 14 and 15 in a case where the output power is constantly 10 kW when a power supply imbalance occurs, the amplitude of the pulsating wave of the 6f component nevertheless increases as the capacitance of the smoothing capacitor 5 decreases.

Fokussierend auf die 6f-Komponente weisen die 7, 8 und 9 (Energieversorgungsungleichgewicht nicht vorhanden) und die 13, 14 und 15 (Energieversorgungsungleichgewicht vorhanden), wenn die Ausgangsleistung 10 kW beträgt, Wellenformen mit im Wesentlichen der gleichen Amplitude auf. Dementsprechend kann man sehen, dass lediglich die Änderung der Amplitude aufgrund einer Abnahme der Kapazität des Glättungskondensators 5 in der Wellenform auftritt, ohne durch das Energieversorgungsungleichgewicht beeinflusst zu werden. Das größte Kennzeichen der vorliegenden Ausführungsform ist, dass es durch ein Erfassen der Amplitude der Spannung von lediglich der 6f-Komponente möglich ist, die elektrostatische Kapazität zu schätzen, ohne durch externe Umgebungsfaktoren beeinflusst werden, wie z.B. ein Energieversorgungsungleichgewicht oder eine Energieversorgung mit offener Phase, wie in Vergleichsergebnissen zwischen den 7 und 13, den 8 und 14 und den 9 und 15 veranschaulicht.Focusing on the 6f component, the 7 , 8th and 9 (Non-existent energy supply imbalance) and the 13 , 14 and 15 (Energy supply imbalance before hand), when the output power is 10 kW, waveforms with substantially the same amplitude. Accordingly, it can be seen that only the change in amplitude due to a decrease in the capacitance of the smoothing capacitor 5 appears in the waveform without being affected by the power supply imbalance. The greatest feature of the present embodiment is that by detecting the amplitude of the voltage of only the 6f component, it is possible to estimate the electrostatic capacity without being influenced by external environmental factors such as power supply imbalance or open-phase power supply, as in comparison results between the 7 and 13 , the 8th and 14 and the 9 and 15 illustrated.

Hier wird ein detaillierter Grund beschrieben werden, warum die Abnahme der elektrostatischen Kapazität nicht genau lediglich durch ein Erfassen einer Amplitude ΔVdc der DC-Busspannung ohne Extrahieren der 6f-Komponente erfasst werden kann. 16 stellt ein Diagramm dar, das das Verhältnis zwischen der elektrostatischen Kapazität (horizontale Achse) des Glättungskondensators und der Amplitude (vertikale Achse) der pulsierenden Welle des Busspannung veranschaulicht. In 16 werden eine Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 und die Induktivität der Drossel 4 auf feste Werte eingestellt und die Amplitude ist gezeichnet, wenn die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5 unter der Bedingung geändert wird, dass ein Ungleichgewicht in der AC-Energieversorgung 1 der drei Phasen auftritt. Die Amplitude der DC-Busspannung, auf die sich hier bezogen wird, wird aus einer Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der DC-Busspannung Vdc während einer gewissen Dauer erhalten, die vorab gespeichert wird.Here, a detailed reason will be described why the decrease in electrostatic capacity cannot be accurately detected only by detecting an amplitude ΔVdc of the DC bus voltage without extracting the 6f component. 16 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the electrostatic capacity (horizontal axis) of the smoothing capacitor and the amplitude (vertical axis) of the pulsating wave of the bus voltage. In 16 an output power Pinv of the inverter 6 and the inductance of the reactor 4 are set to fixed values and the amplitude is plotted when the electrostatic capacitance of the smoothing capacitor 5 is changed under the condition that imbalance occurs in the AC power supply 1 of the three phases. The amplitude of the DC bus voltage referred to here is obtained from a difference between a maximum value and a minimum value of the DC bus voltage Vdc during a certain period, which is stored in advance.

In 16 erhöht sich die Amplitude in einem Fall, wo ein anfänglicher Zustand der elektrostatischen Kapazität des Glättungskondensators 5 ein Punkt A ist, wenn die elektrostatische Kapazität abnimmt, und somit kann die Abnahme der elektrostatischen Kapazität erfasst werden, indem lediglich die Amplitude erfasst wird. Wenn jedoch der anfängliche Zustand des Werts der elektrostatischen Kapazität des Glättungskondensators 5 ein Punkt B ist, tendiert die Amplitude zur Abnahme, selbst wenn die elektrostatische Kapazität abnimmt. Es ist deshalb schwierig, die Änderung der elektrostatischen Kapazität des Glättungskondensators 5 lediglich durch ein Erhöhen oder Absenken einer Amplitude ΔVdc der DC-Busspannung zu bestimmen.In 16 For example, the amplitude increases in a case where an initial state of the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 is point A when the electrostatic capacity decreases, and thus the decrease in the electrostatic capacity can be detected by detecting only the amplitude. However, when the initial state of the value of the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 is point B, the amplitude tends to decrease even if the electrostatic capacity decreases. It is therefore difficult to determine the change in the electrostatic capacitance of the smoothing capacitor 5 only by increasing or decreasing an amplitude ΔVdc of the DC bus voltage.

Dies ist so, weil als eine Äquivalentschaltung, wenn die Vorrichtung von der AC-Energieversorgung 1 aus betrachtet wird, eine LC-Schaltung durch Induktivitätskomponenten, wie z.B. ein Energieversorgungskabel und eine Drossel 4, und die elektrostatische Kapazitätskomponente des Glättungskondensators 5 gebildet wird. Allgemein weist die LC-Schaltung ein Phänomen auf, das Resonanz genannt wird, bei der sich eine Impedanz bei einer gewissen Frequenz verringert. Eine Resonanzfrequenz f wird durch die folgende Gleichung repräsentiert. $Resonanzfrequenz f = 1 \div (2 \times π \times \sqrt LC)$

This is because, as an equivalent circuit, when the device is viewed from the AC power supply 1, an LC circuit is formed by inductance components such as a power supply cable and a reactor 4 and the electrostatic capacity component of the smoothing capacitor 5. In general, the LC circuit has a phenomenon called resonance in which an impedance decreases at a certain frequency. A resonance frequency f is represented by the following equation.

resonant frequency f = 1 \div (2 \times π \times \sqrt LC)

Bei dieser Resonanzfrequenz wird die Impedanz klein, und ein übermäßiger Strom könnte durch L und C fließen, und ein Strom, der einen zulässigen Strom übersteigt, könnte durch jedes Teil fließen. Wenn ein übermäßiger Strom durch einen Glättungskondensator 5 oder dergleichen fließt, erhöht sich insbesondere ein Risiko, dass das Druckventil oder dergleichen aufgrund einer inneren Wärmeerzeugung betätigt bzw. betrieben wird, wie oben beschrieben. Zu dieser Zeit tendiert auch die Amplitude der DC-Busspannung Vdc des Glättungskondensators 5 dazu zuzunehmen.At this resonance frequency, the impedance becomes small, and an excessive current might flow through L and C, and a current exceeding an allowable current might flow through each part. In particular, when an excessive current flows through a smoothing capacitor 5 or the like, a risk that the discharge valve or the like is operated due to internal heat generation increases as described above. At this time, the amplitude of the DC bus voltage Vdc of the smoothing capacitor 5 also tends to increase.

In 16 nimmt die Amplitude der pulsierenden Welle 60V bei zwei Punkten eines Punkts P1 und eines Punkts P2 an, und die elektrostatische Kapazität ist nicht eindeutig für die Amplitude bestimmt, weil die Amplitude der 2f-Komponente zusätzlich zur 6f-Komponente in der DC-Busspannung Vdc erscheint, nachdem der dreiphasigen AC Strom gleichgerichtet ist, wenn das Energieversorgungsungleichgewicht auftritt.In 16 the amplitude of the pulsating wave takes 60V at two points of a point P1 and a point P2, and the electrostatic capacity is not uniquely determined for the amplitude because the amplitude of the 2f component appears in the DC bus voltage Vdc in addition to the 6f component , after the three-phase AC power is rectified when the power supply imbalance occurs.

Insbesondere wird ein Verfahren zum Schätzen der elektrostatischen Kapazität des Glättungskondensators 5 beschrieben werden. Eine Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente, die dem Wert einer Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 entspricht, wird vorab durch eine Simulation oder dergleichen erhalten. Dann vergleicht der Kapazitätskalkulator 42 den Wert der Ausgangsleistung Pinv, der durch den Leistungskalkulator 41 erhalten wird, mit einer Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente, die durch den 6f-Amplitudendetektor 40 erhalten wird. Auf diese Weise kann die elektrostatische Kapazität geschätzt werden.In particular, a method of estimating the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 will be described. An amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component corresponding to the value of an output power Pinv of the inverter 6 is obtained in advance through a simulation or the like. Then, the capacity calculator 42 compares the value of the output power Pinv obtained by the power calculator 41 with an amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component obtained by the 6f amplitude detector 40. FIG. In this way, the electrostatic capacity can be estimated.

17 stellt ein Diagramm dar, das das Verhältnis zwischen der Amplitude der 6f-Komponente, der Ausgangsleistung und der Kapazität des Glättungskondensators 5 veranschaulicht. Wie durch V1 bis V4 angegeben, ändert sich auch eine Amplitude ΔV (6f) der 6f-Komponente aufgrund der Änderung der elektrostatischen Kapazität in einem Punkt der Ausgangsleistung von 10 kW des gleichen Wechselrichters 6. 17 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the amplitude of the 6f component, the output power, and the capacitance of the smoothing capacitor 5. FIG. As through V1 to V4 indicated, an amplitude ΔV (6f) of the 6f component also changes due to the change in electrostatic capacity at a point of the output power of 10 kW of the same inverter 6.

Insbesondere kann, wie durch einen Punkt V1 angegeben, wenn eine Amplitude ΔV (6f) 20 V beträgt, die Kapazität auf 1000 µF geschätzt werden. Wie durch einen Punkt V2 angegeben, kann die Kapazität auf 2000 µF geschätzt werden, wenn eine Amplitude ΔV (6f) 6 V beträgt. Wie durch einen Punkt V3 angegeben, wenn eine Amplitude ΔV (6f) 2,5 V beträgt, kann die Kapazität auf 3000 µF geschätzt werden. Wie durch einen Punkt V4 angegeben, wenn eine Amplitude ΔV (6f) 2 V beträgt, kann die Kapazität auf 4000 µF geschätzt werden. Unter Verwendung eines derartigen Verhältnisses schätzt der Kapazitätskalkulator 42 die elektrostatische Kapazität.In particular, as indicated by a point V1, when an amplitude ΔV (6f) is 20V, the capacitance can be estimated at 1000 µF. As indicated by a point V2, the capacitance can be estimated at 2000 µF when an amplitude ΔV (6f) is 6V. As indicated by a point V3, when an amplitude ΔV (6f) is 2.5V, the capacitance can be estimated at 3000 µF. As indicated by a point V4, when an amplitude ΔV (6f) is 2V, the capacitance can be estimated at 4000 µF. Using such a ratio, the capacity calculator 42 estimates the electrostatic capacity.

Eine Rolle des Schutzprozessors 43 ist es, die Kapazität des Glättungskondensators 5, die durch den Kapazitätskalkulator 42 berechnet wird, mit einem Schwellenwert zu vergleichen, der vorab einstellt wird, um zu erfassen, dass das Druckventil betätigt wurde und um die Vorrichtung zu schützen. Ein Beispiel eines Verfahrens zum Einstellen eines Schwellenwerts wird unten beschrieben werden.A role of the protection processor 43 is to compare the capacitance of the smoothing capacitor 5 calculated by the capacitance calculator 42 with a threshold value that is preset in order to detect that the pressure valve has been operated and to protect the device. An example of a method for setting a threshold will be described below.

18 stellt ein Diagramm zum Beschreiben des Verfahrens des Einstellens des Schwellenwerts dar. Wenn das Druckventil zur Zeit t1 betätigt wird, nimmt die elektrostatische Kapazitätsmenge schrittweise mit einem Zeitablauf ab. Für die Kapazität des Glättungskondensators 5, die durch den Kapazitätskalkulator 42 erhalten wird, wird ein unterer Grenzschwellenwert (erster Schwellenwert Cth1) der elektrostatischen Kapazität unter der Berücksichtigung einer Variation in der Erfassungsschaltung, einer anfänglichen Variation der Kapazität des Glättungskondensators 5 und einer Änderung einer Umgebungstemperatur am Installationsort eingestellt. Zum Beispiel wird ein Wert von ungefähr einigen 10% eines normalen Werts des Glättungskondensators 5 als Schwellenwert Cth1 eingestellt. Wenn die geschätzte Kapazität unter den Schwellenwert Cth1 fällt, wird es bestimmt, dass das Druckventil betätigt wurde. Insbesondere wird der Schwellenwert Cth1 für den geschätzten Wert der elektrostatischen Kapazität wie bei einer Linie eingestellt, die in 18 veranschaulicht ist. Wenn die aus der Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente unter Verwendung des in 17 veranschaulichten Verhältnisses geschätzte Kapazität kleiner als die Kapazität wird, die durch den Schwellenwert Cth1 angegeben ist, wird es bestimmt, dass eine Abnormalität im Glättungskondensator 5 aufgetreten ist. 18 12 is a diagram for describing the method of setting the threshold value. When the pressure valve is operated at time t1, the electrostatic capacity amount decreases stepwise with a lapse of time. For the capacitance of the smoothing capacitor 5 obtained by the capacitance calculator 42, a lower limit threshold value (first threshold value Cth1) of electrostatic capacitance is set taking into account a variation in the detection circuit, an initial variation in the capacitance of the smoothing capacitor 5 and a change in an ambient temperature am Installation location set. For example, a value of about several 10% of a normal value of the smoothing capacitor 5 is set as the threshold value Cth1. When the estimated capacity falls below the threshold Cth1, it is determined that the pressure valve has been operated. Specifically, the threshold value Cth1 for the estimated value of the electrostatic capacity is set like a line shown in FIG 18 is illustrated. If the calculated from the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component using the in 17 When the estimated capacitance in the ratio illustrated becomes smaller than the capacitance indicated by the threshold value Cth1, it is determined that an abnormality has occurred in the smoothing capacitor 5.

Wie bei den oben genannten Problemen beschrieben, wenn das Druckventil betätigt wird und eine brennbare Elektrolytlösung in die äußere Umgebung freigesetzt wird, könnten die Glättungsschaltung 3 und der Wechselrichter 6 brennen. Es ist deshalb nötig, die Vorrichtung sofort zu stoppen. Wenn die geschätzte elektrostatische Kapazität C unter den ersten Schwellenwert Cth1 fällt, gibt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20 deshalb ein Stoppsignal der Motorsteuervorrichtung an den Motorregler 10. Wie oben beschrieben, ist es durch ein Einstellen des ersten Schwellenwerts Cth1 als den unteren Grenzwert möglich, die Vorrichtung sofort zu stoppen und zur gleichen Zeit eine Abnahme der elektrostatischen Kapazität aufgrund einer altersbedingten Verschlechterung des Glättungskondensators 5 oder dergleichen zu erfassen. Zusätzlich zum Stoppen der Vorrichtung könnte ein Teileaustausch mitgeteilt werden, indem ein Alarm als eine Vorrichtung ausgegeben wird.As described in the above problems, if the pressure valve is operated and a flammable electrolytic solution is released to the outside, the smoothing circuit 3 and the inverter 6 might burn. It is therefore necessary to stop the device immediately. Therefore, when the estimated electrostatic capacitance C falls below the first threshold value Cth1, the capacitor monitor 20 outputs a stop signal of the motor control device to the motor controller 10. As described above, by setting the first threshold value Cth1 as the lower limit value, it is possible to immediately shut down the device stop and at the same time detect a decrease in electrostatic capacity due to deterioration of the smoothing capacitor 5 with age or the like. In addition to stopping the device, part replacement could be notified by issuing an alarm as a device.

Es ist bekannt, dass sich die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5 auch abhängig von der Temperatur des Kondensators ändert. Der Hauptzweck der vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch, eine Abnahme der Kapazität aufgrund der Betätigung des Druckventils zu erfassen. Eine Rate bzw. Geschwindigkeit, mit der die elektrostatische Kapazität abnimmt, wenn das Druckventil betätigt wird, ist vermutlich höher als eine Rate, mit der sich die Kapazität in Übereinstimmung mit der Temperatur ändert. Deshalb ist ein Erfassen der 6f-Komponente unter der gleichen Bedingung der Ausgangsleistung zum Erfassen der Änderung ebenfalls ein effektives Mittel zum Bestimmen der Abnormalität der Vorrichtung.It is known that the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 also changes depending on the temperature of the capacitor. However, the main purpose of the present embodiment is to detect a decrease in capacity due to the operation of the pressure valve. A rate at which the electrostatic capacity decreases when the pressure valve is operated is presumably higher than a rate at which the capacity changes in accordance with temperature. Therefore, detecting the 6f component under the same condition of the output power to detect the change is also an effective means of determining the abnormality of the device.

Wenn zum Beispiel eine übermäßige elektrische Belastung auf den Glättungskondensator ausgeübt wird und das Druckventil betätigt wird, nimmt die elektrostatische Kapazität in kürzester Zeit ab. In einem derartigen Fall wird auf Basis einer zeitlichen Änderung ΔC/Δt der elektrostatischen Kapazität bestimmt, dass das Druckventil betätigt wurde, so dass eine Abnormalität sofort betimmt werden kann. In einem Zustand, wo der Wert nicht unter den ersten Schwellenwert Cth1 fällt, kann durch ein Einstellen eines zweiten Schwellenwerts ΔCth für die zeitliche Änderung (lediglich die Abnahmerichtung) der elektrostatischen Kapazität, wie in 18 veranschaulicht, und durch ein Erfassen eines Zustands, wo die elektrostatische Kapazität schneller als der zweite Schwellenwert ΔCth abnimmt, das Auftreten der Abnormalität der Vorrichtung schneller bestimmt werden. In diesem Fall arbeitet bzw. funktioniert der Schutzprozessor 43 auch, um ein Stoppsignal an den Motorregler 10 auszugeben und die Vorrichtung zu stoppen.For example, when an excessive electric load is applied to the smoothing capacitor and the pressure valve is operated, the electrostatic capacity decreases in a short time. In such a case, it is determined based on a time change ΔC/Δt of the electrostatic capacity that the pressure valve has been operated, so that an abnormality can be promptly determined. In a state where the value does not fall below the first threshold value Cth1, by setting a second threshold value ΔCth for the change with time (only the decreasing direction) of the electrostatic capacity as shown in FIG 18 illustrated, and by detecting a state where the electrostatic capacity decreases faster than the second threshold value ΔCth, the occurrence of the abnormality of the device can be determined more quickly. In this case, the protection processor 43 also functions to issue a stop signal to the engine controller 10 and stop the device.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde das Verfahren zum Einstellen der zwei Schwellenwerte beschrieben, jedoch stellt das Verfahren lediglich ein Beispiel dar und irgendein Schwellenwert könnte in Übereinstimmung mit der Umgebung, in welcher die Vorrichtung installiert ist, oder mit einer Verwendungsbedingung bestimmt werden.In the present embodiment, the method for setting the two threshold values has been described, but the method is merely an example, and any threshold value may be determined in accordance with the environment in which the device is installed or a usage condition.

Wie oben bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, wird lediglich die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente der DC-Busspannung, die an dem Glättungskondensator 5 anliegt, extrahiert und die elektrostatische Kapazität C des Glättungskondensators 5 gemäß dem Wert der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 wird geschätzt. Es ist somit möglich, die elektrostatische Kapazität C genau zu erfassen, ohne durch das Äußere, wie zum Beispiel das Energiequellenungleichgewicht, beeinflusst zu werden. Da eine Filterverarbeitung beim Sechsfachen der Energieversorgungsfrequenz durchgeführt wird, kann des Weiteren auch ein Schaltrauschen des Wechselrichters 6 entfernt werden und die Genauigkeit einer Erfassung der elektrostatischen Kapazität C kann verbessert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es auch möglich, eine kurzfristige Abnahme der elektrostatischen Kapazität zu erfassen, wenn das Druckventil bei einer günstigen Konfiguration betätigt wird, ohne eine zusätzliche Erfassungsschaltung zu erfordern.As described above in the present embodiment, only the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component of the DC bus voltage applied to the smoothing capacitor 5 is extracted and the electrostatic capacitance C of the smoothing capacitor 5 according to the value of the output power Pinv of the inverter 6 is estimated. It is thus possible to accurately detect the electrostatic capacity C without being influenced by the outside such as the power source imbalance. Furthermore, since filter processing is performed at six times the power supply frequency, switching noise of the inverter 6 can also be removed and the accuracy of detection of the electrostatic capacity C can be improved. In the present embodiment, it is also possible to detect a momentary decrease in electrostatic capacity when the pressure valve is actuated in a favorable configuration without requiring an additional detection circuit.

Zweite AusführungsformSecond embodiment

Bei einer zweiten Ausführungsform wird ein Fall beschrieben werden, wo eine Technik zum Unterdrücken bzw. Niedrighalten der Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 in Kombination mit der in der PTL 1 offenbarten Technik zum Steuern der Amplitude der pulsierenden Welle der DC-Busspannung verwendet wird. 19 stellt ein Blockdiagramm dar, das eine Konfiguration einer Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Konfigurationen, die sich von der in 19 veranschaulichten Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A unterscheiden, sind die gleichen bei der zweiten Ausführungsform wie bei Konfigurationen bei der ersten Ausführungsform und werden somit weggelassen und es werden nachfolgend lediglich Unterschiede beschrieben werden.In a second embodiment, a case where a technique for suppressing the output power of the inverter 6 is used in combination with the technique for controlling the amplitude of the pulsating wave of the DC bus voltage disclosed in the PTL 1 will be described. 19 12 is a block diagram illustrating a configuration of a capacitor monitor 20A according to the second embodiment. Configurations that differ from the in 19 Illustrated capacitor monitor 20A are the same in the second embodiment as configurations in the first embodiment and are thus omitted and only differences will be described below.

Die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A umfasst einen Schutzprozessor 43A anstatt des Schutzprozessors 43 in der Konfiguration der Kondensatorüberwachungseinrichtung 20 bei der ersten Ausführungsform und umfasst ferner einen Amplitudendetektor 44 und einen 2f-Amplitudendetektor 45.The capacitor monitor 20A includes a protection processor 43A instead of the protection processor 43 in the configuration of the capacitor monitor 20 in the first embodiment, and further includes an amplitude detector 44 and a 2f amplitude detector 45.

Der Amplitudendetektor 44 in 19 erfasst eine Amplitude ΔVdc der pulsierenden Welle der DC-Busspannung Vdc und gibt den Wert an den Schutzprozessor 43A aus. Der Amplitudendetektor 44 speichert den Maximalwert und den Minimalwert der DC-Busspannung Vdc, die durch die Spannungserfassungsschaltung 8 durch die CPU erhalten werden, während bzw. in einer vorbestimmten Dauer und erfasst eine Amplitude ΔVdc der pulsierenden Welle der DC-Busspannung Vdc, indem eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert gebildet wird.The amplitude detector 44 in 19 detects an amplitude ΔVdc of the pulsating wave of the DC bus voltage Vdc and outputs the value to the protection processor 43A. The amplitude detector 44 stores the maximum value and the minimum value of the DC bus voltage Vdc obtained by the voltage detection circuit 8 by the CPU during a predetermined period and detects an amplitude ΔVdc of the pulsating wave of the DC bus voltage Vdc by calculating a difference is formed between the maximum value and the minimum value.

Die vorbestimmte Dauer muss ausreichend länger als ein angenommener Ungleichförmigkeitszyklus eingestellt werden. Es reicht zum Beispiel aus, eine Zeit als die vorbestimmte Dauer einzustellen, die ungefähr ein Vielfaches eines Zyklus der 2f-Komponente der Energieversorgungsfrequenz ist. Der 6f-Amplitudendetektor 40 extrahiert lediglich die Sechsfachkomponente der Energieversorgungsfrequenz durch ein Bandpassfilter und erfasst die Amplitude der extrahierten Sechsfachkomponente. Andererseits berechnet der Amplitudendetektor 44 die Amplitude der Rohwellenform der erhaltenen DC-Busspannung Vdc, ohne eine Frequenzkomponente, wie z.B. die Sechsfachkomponente zu extrahieren.The predetermined duration must be set sufficiently longer than an assumed non-uniformity cycle. For example, it suffices to set a time that is approximately multiple of one cycle of the 2f component of the power supply frequency as the predetermined duration. The 6f amplitude detector 40 extracts only the hexadecimal component of the power supply frequency through a band-pass filter and detects the amplitude of the extracted hexadecimal component. On the other hand, the amplitude detector 44 calculates the amplitude of the raw waveform of the obtained DC bus voltage Vdc without extracting a frequency component such as the hexadecimal component.

Der 2f-Amplitudendetektor 45 extrahiert lediglich die Doppelkomponente der Energieversorgungsfrequenz (2f-Komponente) durch ein Bandpassfilter und erfasst die Amplitude der extrahierten Wellenform. Die 2f-Komponente ist eine Komponente, die zur Zeit eines Ungleichgewichts der dreiphasigen AC-Energieversorgung oder einer offenen Phase des Energieversorgungkabels erzeugt wird. Das Ziel der Erfassung der 2f-Komponente ist es, einen Einfluss auf die Energieversorgung zu erkennen, und insbesondere wird die 2f-Komponente zum Schutz in einem Fall verwendet, wo sich die Ungleichgewichtsrate der Energieversorgung verschlechtert. Ein spezifischer Betrieb wird später beschrieben werden.The 2f amplitude detector 45 extracts only the dual component of the power supply frequency (2f component) through a band-pass filter and detects the amplitude of the extracted waveform. The 2f component is a component generated at the time of an imbalance of the three-phase AC power supply or an open phase of the power supply cable. The aim of detecting the 2f component is to recognize an influence on the power supply, and in particular the 2f component is used for protection in a case where the imbalance rate of the power supply worsens. A specific operation will be described later.

In PTL 1 wird eine Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 niedergehalten, wenn der Wert, der durch den Amplitudendetektor 44 erhalten wird, einen Schwellenwert übersteigt, der vorab eingestellt wird. Auf ähnliche Weise weist der Schutzprozessor 43A gemäß der zweiten Ausführungsform eine Funktion zum Verringern eines Drehgeschwindigkeitsbefehlswerts N ref auf, der in dem Motorregler 10 gehalten wird, um die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 niedrig zu halten. Um eine Steuerstabilität des Motors 30M aufrechtzuerhalten, wird eine Stabilität als Klimatisierungsvorrichtung sichergestellt, indem die Drehgeschwindigkeit in einem Zyklus von zum Beispiel einigen Sekunden bis einigen zehn Sekunden verringert wird, anstatt die Drehgeschwindigkeit sofort zu verringern.In PTL 1, an output power Pinv of the inverter 6 is held down when the value obtained by the amplitude detector 44 exceeds a threshold value that is set in advance. Similarly, the protection processor 43A according to the second embodiment has a function of reducing a rotation speed command value N ref held in the motor controller 10 to keep the output power Pinv of the inverter 6 low. In order to maintain control stability of the motor 30M, stability as an air conditioning device is secured by rotating the rotary speed is reduced in a cycle of, for example, several seconds to several tens of seconds, instead of immediately reducing the rotation speed.

Ein Mechanismus zum Verringern einer Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6, indem die Drehgeschwindigkeit verringert wird, wurde bei der ersten Ausführungsform beschrieben und dessen Beschreibung wird somit weggelassen.A mechanism for reducing an output power Pinv of the inverter 6 by reducing the rotating speed has been described in the first embodiment, and the description thereof is thus omitted.

Hier werden Probleme in einem Fall beschrieben werden, wo die Konfigurationen der PTL 1 und der ersten Ausführungsform kombiniert werden. Bei der ersten Ausführungsform wird die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 berechnet, und die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5 wird aus der Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente geschätzt. In der PTL 1 gibt es eine Möglichkeit, dass sich die Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 konstant ändert, da die Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 niedergehalten wird, so dass die Amplitude der pulsierenden Welle der DC-Busspannung den Bestimmungswert nicht übersteigt.Here, problems in a case where the configurations of the PTL 1 and the first embodiment are combined will be described. In the first embodiment, the output power Pinv of the inverter 6 is calculated, and the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 is estimated from the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component. In the PTL 1, there is a possibility that the output power of the inverter 6 changes constantly since the output power of the inverter 6 is suppressed so that the amplitude of the pulsating wave of the DC bus voltage does not exceed the determination value.

Wenn zum Beispiel das Druckventil betätigt wird und die elektrostatische Kapazität C des Glättungskondensators 5 abnimmt, sollte sich die Amplitude der DC-Busspannung erhöhen. Unter Verwendung des in PTL 1 offenbarten Verfahrens wird jedoch die Steuerung so ausgeführt, dass die Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 verringert wird, und somit erhöht sich die Amplitude der DC-Busspannung nicht, sondern wird konstant gehalten. Bei der ersten Ausführungsform wird die elektrostatische Kapazität C aus dem Verhältnis zwischen der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 und der Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente geschätzt. Falls sich jedoch die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 konstant ändert, ist ein Schätzergebnis der elektrostatischen Kapazität C nicht stabil.For example, when the pressure valve is operated and the electrostatic capacitance C of the smoothing capacitor 5 decreases, the amplitude of the DC bus voltage should increase. However, using the method disclosed in PTL 1, the control is performed so that the output power of the inverter 6 is reduced, and thus the amplitude of the DC bus voltage does not increase but is kept constant. In the first embodiment, the electrostatic capacity C is estimated from the ratio between the output power Pinv of the inverter 6 and the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component. However, if the output power Pinv of the inverter 6 changes constantly, an estimation result of the electrostatic capacity C is not stable.

In einigen Fällen fluktuiert die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 konstant, und somit besteht eine Möglichkeit, dass eine Abnormalität fälschlicherweise erfasst wird, obwohl sich die elektrostatische Kapazität C nicht verringert. Deshalb ist es bei der ersten Ausführungsform wünschenswert, die Kapazität des Glättungskondensators 5 unter der Bedingung zu schätzen, dass die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 stabil ist. Die zweite Ausführungsform ist dazu gedacht, ein derartiges Problem zu lösen. Eine Aufgabe der zweiten Ausführungsform ist es, einen Abfall der elektrostatischen Kapazität genau zu erfassen, der die Betätigung des Druckventils des Glättungskondensators 5 zeigt, und den Betrieb der Vorrichtung zu stoppen, um eine Zuverlässigkeit der Vorrichtung zu verbessern, obwohl sie mit der Schutzfunktion eines Niederhaltens der Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 für die Amplitude der pulsierenden Welle versehen ist, wie in PTL 1 offenbart.In some cases, the output power Pinv of the inverter 6 constantly fluctuates, and thus there is a possibility that an abnormality is erroneously detected even though the electrostatic capacity C does not decrease. Therefore, in the first embodiment, it is desirable to estimate the capacitance of the smoothing capacitor 5 under the condition that the output power Pinv of the inverter 6 is stable. The second embodiment is intended to solve such a problem. An object of the second embodiment is to accurately detect a drop in electrostatic capacity showing the operation of the pressure valve of the smoothing capacitor 5 and to stop the operation of the device to improve a reliability of the device although it is provided with the protective function of hold down of the output power of the inverter 6 for the amplitude of the pulsating wave as disclosed in PTL 1.

20 stellt ein Diagramm dar, das eine Konfiguration des Schutzprozessors 43A gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Der Schutzprozessor 43A umfasst eine Drehgeschwindigkeitsbefehls-Anpasseinrichtung 51, eine Stoppeinheit 52 und eine Schutzauswahleinrichtung 50. Die Drehgeschwindigkeitsbefehls-Anpasseinrichtung 51 ist vorgesehen, um die Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 niederzuhalten, wie in PTL 1 offenbart. Die Stoppeinheit 52 führt eine Steuerung durch, um die Vorrichtung sofort zu stoppen. Die Schutzauswahleinrichtung 50 wählt entweder eine Funktion der Drehgeschwindigkeitsbefehls-Anpasseinrichtung 51 oder eine Funktion der Stoppeinheit 52 aus. 20 FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of the protection processor 43A according to the second embodiment. The protection processor 43A includes a rotation speed command adjuster 51, a stopping unit 52, and a protection selector 50. The rotation speed command adjuster 51 is provided to suppress the output of the inverter 6 as disclosed in PTL1. The stopping unit 52 performs control to stop the device immediately. The protection selector 50 selects either a function of the rotating speed command adjuster 51 or a function of the stop unit 52 .

Hier wird eine detaillierte Betriebsweise der Schutzauswahleinrichtung 50 beschrieben werden. Wie in PTL 1 beschrieben, wenn das Energieversorgungsungleichgewicht auftritt und die Amplitude der pulsierenden Welle der DC-Busspannung größer oder gleich dem Bestimmungswert wird, sollte die Drehgeschwindigkeit durch ein Auswählen der Drehgeschwindigkeitsbefehls-Anpasseinrichtung 51 niedergehalten werden. Andererseits wird bei der zweiten Ausführungsform die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente beim Start der Steuerung in der CPU gespeichert, und die gespeicherte Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente wird als ein Schwellenwert zum Betreiben der Drehgeschwindigkeitsbefehls-Anpasseinrichtung 51 verwendet, so dass die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente den Schwellenwert nicht übersteigt. In PTL 1 wird die Drehgeschwindigkeit derart angepasst, dass die Amplitude der pulsierenden Welle der erfassten DC-Busspannung den Schwellenwert nicht übersteigt, der vorab einstellt wird. Andererseits unterscheidet sich die zweite Ausführungsform dahingehend, dass die Drehgeschwindigkeit unter Verwendung, als den Schwellenwert, der Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente zu einem Zeitpunkt angepasst wird, wenn die Niederhaltsteuerung gestartet wird.Here, a detailed operation of the protection selector 50 will be described. As described in PTL 1 , when the power supply imbalance occurs and the amplitude of the pulsating wave of the DC bus voltage becomes greater than or equal to the determination value, the rotation speed should be suppressed by selecting the rotation speed command adjuster 51 . On the other hand, in the second embodiment, the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component is stored in the CPU at the start of the control, and the stored amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component is used as a threshold for operating the rotation speed command adjuster 51. so that the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component does not exceed the threshold. In PTL 1, the rotational speed is adjusted such that the amplitude of the pulsating wave of the sensed DC bus voltage does not exceed the threshold, which is preset. On the other hand, the second embodiment is different in that the rotating speed is adjusted using, as the threshold value, the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component at a timing when the holddown control is started.

Im Ergebnis wird die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 derart angepasst, dass die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente konstant wird. Wie oben beschrieben, gibt es ein Problem dahingehend, dass, falls sich die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 konstant ändert, ein Schätzergebnis des Kapazitätskalkulators 42 nicht stabil ist. Bei der zweiten Ausführungsform wird die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 so angepasst, um die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente konstant zu machen. Im Ergebnis kann, wenn der Wert der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 kleiner oder gleich dem Bestimmungswert ist, es bestimmt werden, dass die Kapazität des Glättungskondensators 5 abgenommen hat.As a result, the output power Pinv of the inverter 6 is adjusted so that the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component becomes constant. As described above, there is a problem that if the output power Pinv of the inverter 6 changes constantly, an estimation result of the Capacity calculator 42 is not stable. In the second embodiment, the output power Pinv of the inverter 6 is adjusted so as to make the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component constant. As a result, when the value of the output power Pinv of the inverter 6 is equal to or less than the determination value, it can be determined that the capacitance of the smoothing capacitor 5 has decreased.

21 stellt ein Diagramm zum Beschreiben einer Bestimmung einer Abnahme bzw. eines Abfalls der Kapazität des Glättungskondensators dar. Wie in 21 veranschaulicht, wenn die Kapazität des Glättungskondensators 5 zum Beispiel von 4000 µF auf 1000 µF bei der gleichen Leistung Pinv = 10 kW abnimmt, nimmt die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente von V4 auf V1 zu. Dieses Verhältnis wurde auch in 17 beschrieben. Andererseits wird in einem Fall, wo die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 derart gesteuert wird, dass die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente konstant ist, ein Verhältnis erhalten, bei dem die Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 abnimmt, wenn die Kapazität C des Glättungskondensators 5 abnimmt. Insbesondere in einem Zustand, wo die Kapazität des Glättungskondensators 5 2000 µF beträgt, wird eine Leistung von größer oder gleich 10 kW für eine Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente von 8 V verbraucht, wie durch den Punkt V2 angegeben. Falls die elektrostatische Kapazität C des Glättungskondensators 5 auf 1000 µF abnimmt, muss die Leistung Pinv hier auf 2,5 kW abgesenkt werden, damit die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente 8 V wird. 21 FIG. 12 is a diagram for describing a determination of a decrease in capacitance of the smoothing capacitor. As in FIG 21 1, when the capacitance of the smoothing capacitor 5 decreases from, for example, 4000 µF to 1000 µF at the same power Pinv = 10 kW, the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component increases from V4 to V1. This relationship was also 17 described. On the other hand, in a case where the output power Pinv of the inverter 6 is controlled such that the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component is constant, a relationship is obtained in which the output power of the inverter 6 decreases as the capacitance C of the smoothing capacitor 5 decreases. In particular, in a state where the capacitance of the smoothing capacitor 5 is 2000 μF, a power of 10 kW or more is consumed for an amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component of 8 V as indicated by the point V2. Here, if the electrostatic capacitance C of the smoothing capacitor 5 decreases to 1000 µF, the power Pinv must be lowered to 2.5 kW in order that the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component becomes 8V.

Deshalb wird die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 so angepasst, dass sie den Schwellenwert nicht übersteigt, der die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente zu dem Zeitpunkt ist, wenn die Steuerung beginnt. Wenn der Wert der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6, die durch den Leistungskalkulator 41 erhalten wird, kleiner als ein Leistungsschwellenwert wird, kann im Ergebnis bestimmt werden, dass die Kapazität C des Glättungskondensators 5 abgenommen hat.Therefore, the output power Pinv of the inverter 6 is adjusted not to exceed the threshold value, which is the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component at the time when the control starts. As a result, when the value of the output power Pinv of the inverter 6 obtained by the power calculator 41 becomes smaller than a power threshold value, it can be determined that the capacitance C of the smoothing capacitor 5 has decreased.

Wenn der Wert der Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 unter den Leistungsschwellenwert fällt, stoppt die Schutzauswahleinrichtung 50 die Unterdrückungssteuerung bzw. Niederhaltsteuerung durch die Drehgeschwindigkeitsbefehls-Anpasseinrichtung 51 und wählt die Stoppeinheit 52 aus, um die Vorrichtung zu stoppen. Der Leistungsschwellenwert könnte erhalten werden, indem das in 21 veranschaulichte Verhältnis vorab durch eine Analyse oder dergleichen erhalten wird, und der Leistungsschwellenwert könnte in Übereinstimmung mit dem Wert eingestellt werden.When the value of the output power Pinv of the inverter 6 falls below the power threshold, the protection selector 50 stops the suppression control by the rotation speed command adjuster 51 and selects the stop unit 52 to stop the device. The performance threshold could be obtained by using the in 21 illustrated ratio is obtained in advance through an analysis or the like, and the power threshold value could be set in accordance with the value.

Hier wird in der Funktion des Niederhaltens der Ausgangsleistung lediglich für die Amplitude ΔVdc der pulsierenden Welle der DC-Busspannung, wie in PTL 1 beschrieben, ein Fall beschrieben werden, wo ein Schwellenwert für die Leistung wie bei der zweiten Ausführungsform eingestellt wird.Here, in the function of holding down the output power only for the amplitude ΔVdc of the pulsating wave of the DC bus voltage as described in PTL 1, a case where a threshold value for the power is set as in the second embodiment will be described.

In einer Umgebung, wo ein Energiequellenungleichgewicht oder dergleichen aufgrund des Einflusses der Resonanzfrequenz durch die LC-Schaltung auftritt, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist, wird die 2f-Komponente überlagert. Selbst wenn die elektrostatische Kapazität C des Glättungskondensators 5 abnimmt, könnte die Amplitude ΔVdc der pulsierenden Welle somit nicht dazu tendieren zuzunehmen. Das bedeutet, dass, wenn die Ausgangsleistung Pinv so angepasst wird, um die Amplitude ΔVdc der pulsierenden Welle der DC-Busspannung konstant zu machen, selbst wenn die Ausgangsleistung Pinv unter den Leistungsschwellenwert fällt, es nicht zuverlässig bestimmt werden kann, dass die elektrostatische Kapazität C des Glättungskondensators 5 abgenommen hat. Andererseits wird bei der Konfiguration der zweiten Ausführungsform die Ausgangsunterdrückung für die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente durchgeführt, und der Schwellenwert für die Ausgangsleistung Pinv wird vorgesehen, und es kann deshalb nicht verlässig bestimmt werden, dass die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators abgenommen hat.In an environment where a power source imbalance or the like occurs due to the influence of the resonance frequency by the LC circuit described in the first embodiment, the 2f component is superimposed. Thus, even if the electrostatic capacitance C of the smoothing capacitor 5 decreases, the amplitude ΔVdc of the pulsating wave might not tend to increase. This means that if the output power Pinv is adjusted so as to make the amplitude ΔVdc of the DC bus voltage pulsating wave constant, even if the output power Pinv falls below the power threshold value, it cannot be reliably determined that the electrostatic capacitance C of the smoothing capacitor 5 has decreased. On the other hand, in the configuration of the second embodiment, the output suppression is performed for the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component and the threshold value for the output power Pinv is provided, and therefore it cannot be reliably determined that the electrostatic capacity of the smoothing capacitor has decreased .

Des Weiteren wird eine Rolle des 2f-Amplitudendetektors 45 beschrieben werden. In der dreiphasigen AC-Energieversorgung, wenn ein Ungleichgewicht oder eine offene Phase des Energieversorgungskabels auftritt, erhöht sich die Amplitude ΔVdc (2f) der 2f-Komponente. Der Strom, der durch den Glättungskondensator 5 fließt, wird im Wesentlichen durch eine zeitliche Änderungsgröße dv/dt der Spannung verursacht, die an dem Glättungskondensator 5 anliegt, wie in Gleichung (1) ausgedrückt. Deshalb versteht es sich von selbst, dass, selbst wenn lediglich die 6f-Komponente so gesteuert wird, dass sie kontant ist, der Strom, der durch den Glättungskondensator 5 fließt, sich erhöht, wenn sich die Ungleichförmigkeit der 2f-Komponente aufgrund einer Verschlechterung der Energieversorgungsumgebung erhöht.Furthermore, a role of the 2f amplitude detector 45 will be described. In the three-phase AC power supply, when an imbalance or an open phase of the power supply cable occurs, the amplitude ΔVdc (2f) of the 2f component increases. The current flowing through the smoothing capacitor 5 is mainly caused by an amount of change with time dv/dt of the voltage applied to the smoothing capacitor 5 as expressed in Equation (1). Therefore, it goes without saying that even if only the 6f component is controlled to be constant, the current flowing through the smoothing capacitor 5 increases when the non-uniformity of the 2f component increases due to deterioration of the Power supply environment increased.

Es wird ein derartiger Fall angenommen, dass der 2f-Amplitudendetektor 45 vorgesehen ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform passt die Drehgeschwindigkeitsbefehls-Anpasseinrichtung 51 die Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 derart an, dass die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente konstant wird. Wenn sich j edoch die Amplitude ΔVdc (2f) der 2f-Komponente trotz der gleichen Ausgangsleistung erhöht, wird es bestimmt, dass sich die Energieversorgungsumgebung verschlechtert hat. Um die Belastung auf den Glättungskondensator 5 zu verringern, verringert die Drehgeschwindigkeitsbefehls-Anpasseinrichtung 51 in diesem Fall den Schwellenwert für die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente, der in dem Speicher der CPU gespeichert ist, um die Ausgangsleistung Pinv niedrig zu halten.Suppose such a case that the 2f amplitude detector 45 is provided. In the present embodiment, the rotation speed command adjuster 51 adjusts the output of the inverter 6 so that the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component becomes constant. However, when the amplitude ΔVdc (2f) of the 2f component increases in spite of the same output power, it is determined that the power supply environment has deteriorated. In this case, to reduce the load on the smoothing capacitor 5, the rotation speed command adjuster 51 lowers the threshold value for the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component stored in the memory of the CPU to keep the output power Pinv low.

Im Ergebnis wird der Strom, der durch den Glättungskondensator 5 fließt, verringert, und die Belastung, die auf den Glättungskondensator 5 ausgeübt wird, kann verringert werden. Falls die Amplitude ΔVdc (2f) der 2f-Komponente bei der gleichen Ausgangsleistung abnimmt, könnte der Schwellenwert für die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente so gesteuert werden, dass er zum gespeicherten ursprünglichen Wert unter der Annahme zurückkehrt, dass die Energieversorgungsumgebung verbessert wurde.As a result, the current flowing through the smoothing capacitor 5 is reduced, and the stress applied to the smoothing capacitor 5 can be reduced. If the amplitude ΔVdc (2f) of the 2f component decreases at the same output power, the threshold value for the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component could be controlled to return to the stored original value, assuming that the power supply environment improves became.

22 stellt ein Flussdiagramm zum Beschreiben einer Verarbeitung eines Schutzes des Kondensators dar, die bei der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. Unter Bezugnahme auf 22 misst die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A in einem Schritt S1 die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente und schätzt die Kapazität C des Glättungskondensators 5 basierend auf dem Verhältnis zwischen der Amplitude und der Kapazität, die vorab gespeichert wird. Nachfolgend bestimmt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A in einem Schritt S2, ob die Kapazität C des Glättungskondensators 5 kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist. Wenn die Kapazität C kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist (NEIN in S2), bestimmt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A, ob die zeitliche Änderungsgröße ΔC/Δt der Kapazität C größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist. 22 FIG. 12 is a flowchart for describing processing of protection of the capacitor executed in the second embodiment. With reference to 22 At step S1, the capacitor monitor 20A measures the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component and estimates the capacitance C of the smoothing capacitor 5 based on the relationship between the amplitude and the capacitance stored in advance. Subsequently, in step S2, the capacitor monitor 20A determines whether the capacitance C of the smoothing capacitor 5 is less than or equal to a predetermined threshold value. If the capacitance C is less than or equal to the threshold value (NO in S2), the capacitor monitor 20A determines whether the rate of change ΔC/Δt with time of the capacitance C is greater than or equal to a predetermined threshold value.

Wenn die Kapazität C kleiner oder gleich dem Schwellenwert (JA in S2) ist oder wenn die zeitliche Änderungsgröße ΔC/Δt größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist (JA in S3), gibt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A einen Stoppbefehl an den Motorregler 10 aus. Im Ergebnis wird der Motor 30M gestoppt.When the capacitance C is less than or equal to the threshold (YES in S2) or when the rate of change ΔC/Δt over time is greater than or equal to the predetermined threshold (YES in S3), the capacitor monitor 20A issues a stop command to the motor controller 10. As a result, the motor 30M is stopped.

Wenn die zeitliche Änderungsgröße ΔC/Δt der Kapazität C nicht größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist (NEIN in S3), bestimmt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A in einem Schritt S5, ob die Amplitude ΔVdc, die einen Fluktuationsbereich bzw. Abweichungsbereich einer Spannung eines DC-Spannungbusses darstellt, kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.When the rate of change ΔC/Δt over time of the capacitance C is not greater than or equal to the predetermined threshold value (NO in S3), the capacitor monitor 20A determines in a step S5 whether the amplitude ΔVdc is a fluctuation range of a voltage of a DC voltage bus represents is less than a predetermined threshold.

Wenn die Amplitude ΔVdc kleiner als der vorbestimmter Schwellenwert ist (JA in S5), gibt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A einen Befehl zum Fortsetzen des Betriebs des Motors 30M an den Motorregler 10 in einem Schritt S6 aus.When the amplitude ΔVdc is smaller than the predetermined threshold value (YES in S5), the capacitor monitor 20A issues a command to continue operating the motor 30M to the motor controller 10 in a step S6.

Wenn die Amplitude ΔVdc größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist (NEIN in S5), besteht andererseits eine Möglichkeit, dass eine Rauschkomponente aufgrund eines Ungleichgewichts oder dergleichen auf dem DC-Spannungbus vorliegt und die Kapazität nicht korrekt geschätzt werden kann. Zum Beispiel wird bei der herkömmlich implementierten Technik die Drehgeschwindigkeit des Motors verringert, wenn ΔVdc kleiner als der Schwellenwert wird. In diesem Fall ändert sich die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters konstant. Es ist somit schwierig, die elektrostatische Kapazität aus dem Verhältnis zwischen der Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente und der Ausgangsleistung Pinv zu berechnen, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform wird ein Schwellenwert für die Ausgangsleistung in einem Schritt S10 eingestellt. Als Erstes speichert die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A in einem Schritt S7 die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente, die durch den 6f-Amplitudendetektor 40 zu dieser Zeit erfasst wird.On the other hand, when the amplitude ΔVdc is greater than or equal to the predetermined threshold value (NO in S5), there is a possibility that a noise component due to imbalance or the like is present on the DC voltage bus and the capacitance cannot be correctly estimated. For example, in the conventionally implemented technique, the rotation speed of the motor is reduced when ΔVdc becomes smaller than the threshold. In this case, the output power Pinv of the inverter changes constantly. It is thus difficult to calculate the electrostatic capacity from the relationship between the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component and the output power Pinv, as described in the first embodiment. In the second embodiment, an output power threshold value is set in a step S10. First, in a step S7, the capacitor monitor 20A stores the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component detected by the 6f amplitude detector 40 at that time.

Ein Ziel des Speicherns der Amplitude ΔVdc (6f) wird unten beschrieben werden. Wenn ΔVdc den Schwellenwert übersteigt, wird die Motordrehgeschwindigkeit verringert, um die Belastung abzuschwächen, problematisch ist jedoch, um wieviel die Drehgeschwindigkeit verringert werden sollte. Bei der zweiten Ausführungsform wird die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente zu einem Zeitpunkt gespeichert, wenn ΔVdc > der Schwellenwert ist (NEIN ist S5), und die Drehgeschwindigkeit wird unter Verwendung der Amplitude ΔVdc (6f) als Referenzwert angepasst. Selbst bei der gleichen Drehgeschwindigkeit, da sich ΔVdc und ΔVdc (6f) erhöhen, weil sich eine Motorbelastung erhöht, arbeitet die Steuerung zum Verringern der Drehgeschwindigkeit automatisch, und die Drehgeschwindigkeit wird derart angepasst, dass die Amplitude ΔVdc (6f) in den gespeicherten Wert (Referenzwert) fällt. Es ist festzustellen, dass zum Beispiel ein vorbestimmter Referenzwert für die Amplitude ΔVdc (6f) eingestellt werden könnte, ohne den gespeicherten Wert zu verwenden. Jedoch ist es in diesem Fall schwierig, den Referenzwert einzustellen. Wenn der Referenzwert zum Beispiel übermäßig klein ist, verringert sich die Drehgeschwindigkeit extrem, und ein Klimagerät kann nicht reibungslos arbeiten. Deshalb wird der gespeicherte Wert derart verwendet, dass sich die Drehgeschwindigkeit nicht plötzlich verringert.A goal of storing the amplitude ΔVdc (6f) will be described below. When ΔVdc exceeds the threshold, the motor rotation speed is reduced to alleviate the load, but the problem is how much the rotation speed should be reduced. In the second embodiment, the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component is stored at a time point when ΔVdc > the threshold (NO is S5), and the rotation speed is adjusted using the amplitude ΔVdc (6f) as a reference value. Even at the same rotation speed, since ΔVdc and ΔVdc (Fig. 6f) increase because a motor load increases, the rotation speed reduction control operates automatically, and the rotation speed is adjusted so that the amplitude ΔVdc (Fig. 6f) falls into the stored value ( reference value) falls. It is noted that, for example, a predetermined reference value for the amplitude ΔVdc (Figure 6f) could be set without using the stored value. However, in this case, it is difficult to set the reference value. For example, if the reference value is excessively small, the rotating speed extremely decreases, and an air conditioner cannot friction go to work Therefore, the stored value is used in such a way that the rotating speed does not suddenly decrease.

Zuerst führt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A in einem Schritt S8 eine Verarbeitung zum Einstellen eines Bestimmungsschwellenwerts für die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente aus.First, in step S8, the capacitor monitor 20A executes processing for setting a determination threshold for the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component.

In einem Schritt S8 wird zuerst ein Initialwert bzw. anfänglicher Wert, der vorab gespeichert wird, als der Bestimmungsschwellenwert eingestellt. Ein Verschlechterungszustand der Energieversorgungsumgebung wird aus der Amplitude ΔVdc (2f) der 2f-Komponente geschätzt, die durch den 2f-Amplitudendetektor 45 erfasst wird. Wenn sich die Amplitude ΔVdc (2f) der 2f-Komponente trotz der Ausgangsleistung des gleichen Wechselrichters 6 erhöht, senkt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A den gespeicherten Schwellenwert für die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente unter der Annahme ab, dass sich die Energieversorgungsumgebung verschlechtert hat. Im Ergebnis wird die Ausgangsleistung nach einer nachfolgenden Verarbeitung zum Anpassen eines Drehgeschwindigkeitsbefehls (S9) niedrig gehalten, und die auf den Glättungskondensator 5 ausgeübte Belastung wird abgemildert. Wenn die Amplitude ΔVdc (2f) unter der Annahme abnimmt, dass sich die Energieversorgungsumgebung verbessert hat, kehrt der Schwellenwert andererseits zum ursprünglich gespeicherten Initialwert in einem Fall zurück, wo der Schwellenwert verringert wurde.In step S8, first, an initial value stored in advance is set as the determination threshold. A deterioration state of the power supply environment is estimated from the amplitude ΔVdc (2f) of the 2f component detected by the 2f amplitude detector 45 . If the amplitude ΔVdc (2f) of the 2f component increases despite the output power of the same inverter 6, the capacitor monitor 20A lowers the stored threshold value for the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component, assuming that the power supply environment has deteriorated . As a result, the output power is kept low after subsequent processing for adjusting a rotation speed command (S9), and the load applied to the smoothing capacitor 5 is alleviated. On the other hand, when the amplitude ΔVdc (2f) decreases on the assumption that the power supply environment has improved, the threshold returns to the originally stored initial value in a case where the threshold has been reduced.

Nachdem der Bestimmungsschwellenwert für die Amplitude ΔV (6f) der 6f-Komponente im Schritt S8 eingestellt ist, wird eine Verarbeitung zum Anpassen des Drehgeschwindigkeitsbefehls in einem Schritt S9 ausgeführt.After the determination threshold for the amplitude ΔV (6f) of the 6f component is set in step S8, processing for adjusting the rotational speed command is executed in step S9.

Im Schritt S9 gibt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A einen Befehl an den Motorregler 10 zum Anpassen der Drehgeschwindigkeit des Motors 30M aus, so dass die Amplitude ΔV (6f) der 6f-Komponente mit dem Bestimmungsschwellenwert übereinstimmt.In step S9, the capacitor monitor 20A issues an instruction to the motor controller 10 to adjust the rotational speed of the motor 30M so that the amplitude ΔV (6f) of the 6f component matches the determination threshold.

Danach bestimmt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A in einem Schritt S10, ob die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 nach einer Drehgeschwindigkeitsanpassung kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Wie unter Bezugnahme auf 21 beschrieben, ist in einem Fall, wo die Drehgeschwindigkeit des Motors 30M derart angepasst wird, dass die Amplituden ΔV (6f) der 6f-Komponenten gleich zueinander sind, die Kapazität umso geringer je geringer der Ausgang Pinv ist.Thereafter, in a step S10, the capacitor monitor 20A determines whether the output power Pinv of the inverter 6 after rotation speed adjustment is smaller than a predetermined threshold value. As referring to 21 described, in a case where the rotation speed of the motor 30M is adjusted so that the amplitudes ΔV (6f) of the 6f components are equal to each other, the smaller the output Pinv, the smaller the capacitance.

In einem Fall, wo die Ausgangsleistung Pinv kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist (JA in S10), weil die Kapazität des Glättungskondensators 5 abgenommen hat, gibt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A einen Befehl zum Stoppen des Motors 30M an den Motorregler 10 in einem Schritt S12 aus.In a case where the output power Pinv is smaller than the predetermined threshold value (YES in S10) because the capacitance of the smoothing capacitor 5 has decreased, the capacitor monitor 20A issues a command to stop the motor 30M to the motor controller 10 in a step S12.

In einem Fall, wo die Ausgangsleistung Pinv größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist (NEIN in S10), weil die Kapazität des Glättungskondensators 5 abgenommen hat, gibt die Kondensatorüberwachungseinrichtung 20A einen Befehl zum Fortsetzen des Betriebs des Motors 30M an den Motorregler 10 in einem Schritt S11 aus.In a case where the output power Pinv is greater than or equal to the predetermined threshold value (NO in S10) because the capacitance of the smoothing capacitor 5 has decreased, the capacitor monitor 20A gives an instruction to continue the operation of the motor 30M to the motor controller 10 in one step S11 off.

Die Motorsteuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform berechnet die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente und die Amplitude ΔVdc (2f) der 2f-Komponente. Dann wird in Bezug auf die Belastung des Glättungskondensators 5 aufgrund der Verschlechterung der Energieversorgungsumgebung, die durch die 2f-Komponente erfasst wird, eine Steuerung so durchgeführt, um den Ausgang niedrig zu halten, ohne den Motor 30M zu stoppen (S7 bis S11). Wenn andererseits die Kapazität des Glättungskondensators 5 so rapide abnimmt, dass das Druckventil betätigt wird (JA in S3), wird der Abfall durch die Amplitude ΔVdc (6f) der 6f-Komponente erfasst (S2 und S3), eine Abnormalität der Vorrichtung wird bestimmt und der Betrieb wird gestoppt (S4).The motor control apparatus according to the second embodiment described above calculates the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component and the amplitude ΔVdc (2f) of the 2f component. Then, with respect to the load on the smoothing capacitor 5 due to the deterioration of the power supply environment detected by the 2f component, control is performed so as to keep the output low without stopping the motor 30M (S7 to S11). On the other hand, when the capacitance of the smoothing capacitor 5 decreases so rapidly that the pressure valve is operated (YES in S3), the decrease is detected by the amplitude ΔVdc (6f) of the 6f component (S2 and S3), an abnormality of the device is determined and the operation is stopped (S4).

Auf diese Weise ist es möglich, den Motor 30M daran zu hindern, häufig wegen eines Fehlers gestoppt zu werden, der durch einen externen Faktor verursacht wird, wie z.B. die Energieversorgungsumgebung, wohingegen es möglich ist, die Zuverlässigkeit der Vorrichtung insgesamt zu verbessern, indem der Motor 30M für einen Fehler eines Teils gestoppt wird, wie zum Beispiel die Betätigung des Druckventils.In this way, it is possible to prevent the motor 30M from being frequently stopped due to an error caused by an external factor such as the power supply environment, while it is possible to improve the reliability of the device as a whole by using the engine 30M is stopped for failure of a part, such as operation of the pressure valve.

(Zusammenfassung)(Summary)

Nachfolgend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erneut beschrieben werden.Hereinafter, embodiments will be described again with reference to the drawings.

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Motorsteuervorrichtung 100. Wie in den 1 und 4 veranschaulicht, umfasst die Motorsteuervorrichtung 100 eine Gleichrichterschaltung 2, einen Wechselrichter 6, den Bus, eine Glättungsschaltung 3, ein ersten Amplitudendetektor 40, einen Leistungskalkulator 41 und einen Schutzprozessor 43. Die Gleichrichterschaltung 2 empfängt eine AC-Leistung von einer AC-Energieversorgung 1 und gibt eine DC-Leistung aus. Der Wechselrichter 6 wandelt eine DC-Leistung in eine AC zum Antreiben des Motors 30M. Der Bus überträgt eine DC-Leistung von der Gleichrichterschaltung 2 an den Wechselrichter 6. Die Glättungsschaltung 3 umfasst eine Drossel 4 und einen Glättungskondensator 5, unterdrückt bzw. hält eine Spannungsfluktuation des Busses niedrig und glättet eine Stromfluktuation des Busses. Eine Spannungserfassungsschaltung 8 erfasst die Spannung des Busses. Ein erster Amplitudendetektor 40 erfasst die zeitliche Änderungsgröße der Sechsfachkomponente der Energieversorgungsfrequenz der AC-Energieversorgung, die aus der Spannung des Busses extrahiert wird. Ein Leistungskalkulator 41 berechnet einen Leistungswert Pinv der Ausgangsleistung des Wechselrichters 6. Ein Schutzprozessor 43 schätzt eine elektrostatische Kapazität C des Glättungskondensators 5 unter Verwendung der zeitlichen Änderungsgröße, die durch die Spannungserfassungsschaltung 8 erfasst wird, und des Leistungswerts, der durch den Leistungskalkulator 41 berechnet wird, und bestimmt, dass der Glättungskondensator 5 nicht normal ist, wenn die geschätzte elektrostatische Kapazität C kleiner oder gleich einem ersten Schwellenwert Cth1 ist (JA in S2). Beim Bestimmen, dass der Glättungskondensator 5 nicht normal ist, führt der Schutzprozessor 43 eine Schutzverarbeitung derart aus, um einen Alarm auszugeben, um eine Steuerung zum Absenken der Belastung des Motors 30M durchzuführen und um den Motor 30M zum Beispiel zu stoppen.The present disclosure relates to an engine control device 100. As shown in FIGS 1 and 4 As illustrated, the motor control device 100 comprises a rectifier circuit 2, an inverter 6, the bus, a smoothing circuit 3, a first amplitude detector 40, a power calculator 41 and a protection processor 43. The rectifier circuit 2 receives AC power from an AC power supply 1 and outputs a DC power off. The inverter 6 converts DC power into AC to drive the motor 30M. The bus transmits DC power from the rectifier circuit 2 to the inverter 6. The smoothing circuit 3 includes a reactor 4 and a smoothing capacitor 5, suppresses a voltage fluctuation of the bus, and smooths a current fluctuation of the bus. A voltage detection circuit 8 detects the voltage of the bus. A first amplitude detector 40 detects the amount of change over time of the 6-fold component of the power supply frequency of the AC power supply extracted from the voltage of the bus. A power calculator 41 calculates a power value Pinv of the output power of the inverter 6. A protection processor 43 estimates an electrostatic capacitance C of the smoothing capacitor 5 using the amount of change over time detected by the voltage detection circuit 8 and the power value calculated by the power calculator 41. and determines that the smoothing capacitor 5 is abnormal when the estimated electrostatic capacity C is less than or equal to a first threshold value Cth1 (YES in S2). Upon determining that the smoothing capacitor 5 is abnormal, the protection processor 43 performs protection processing such as to issue an alarm, to perform control to lower the load on the motor 30M, and to stop the motor 30M, for example.

Auf diese Weise wird eine Sechsfachkomponente der Energieversorgungsfrequenz aus der Spannung des Busses extrahiert, die an dem Glättungskondensator 5 anliegt, und die elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5 wird aus dem Wert und der Ausgangsleistung des Wechselrichters 6 geschätzt. Im Ergebnis ist es möglich, die elektrostatische Kapazität zu schätzen, ohne durch ein Energieversorgungsungleichgewicht beeinflusst zu sein. Deshalb kann eine Abnahme der elektrostatischen Kapazität genau erfasst werden, um die Vorrichtung zu schützen, und somit kann eine Zuverlässigkeit der Vorrichtung insgesamt verbessert werden.In this way, a 6-fold component of the power supply frequency is extracted from the voltage of the bus applied to the smoothing capacitor 5 , and the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 5 is estimated from the value and the output power of the inverter 6 . As a result, it is possible to estimate the electrostatic capacity without being affected by power supply imbalance. Therefore, a decrease in electrostatic capacity can be accurately detected to protect the device, and hence reliability of the device as a whole can be improved.

Wie unter Bezugnahme auf 18 beschrieben, stoppt Schutzprozessor 43 den Motor 30M vorzugsweise in einem Fall, wo eine Änderungsgröße ΔC/Δt der geschätzten Kapazität des Glättungskondensators 5 pro Zeiteinheit größer oder gleich einem zweiten Schwellenwert ΔCth (JA in S3) zusätzlich zu einem Fall ist, wo die geschätzte elektrostatische Kapazität des Glättungskondensators 5 kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert Cth1 ist (JA in S2).As referring to 18 described above, protection processor 43 preferably stops motor 30M in a case where an amount of change ΔC/Δt in the estimated capacitance of smoothing capacitor 5 per unit time is greater than or equal to a second threshold value ΔCth (YES in S3) in addition to a case where the estimated electrostatic capacitance of the smoothing capacitor 5 is equal to or less than the first threshold value Cth1 (YES in S2).

Wie oben beschrieben, da die Verschlechterung des Glättungskondensators 5 bestimmt wird, indem die Größe der Änderung der Kapazität zusätzlich zu dem Wert der elektrostatischen Kapazität überwacht wird, ist es möglich, das Auftreten einer Abnormalität in einer frühen Stufe zu erfassen und den Motor 30M zu schützen.As described above, since the deterioration of the smoothing capacitor 5 is determined by monitoring the amount of change in capacitance in addition to the value of the electrostatic capacitance, it is possible to detect the occurrence of an abnormality at an early stage and protect the motor 30M .

Der erste Amplitudendetektor 40 berechnet vorzugsweise eine erste Amplitude ΔVdc (6f), die einen Fluktuationsbereich der Sechsfachkomponente als die zeitliche Änderungsgröße darstellt.The first amplitude detector 40 preferably calculates a first amplitude ΔVdc (Fig. 6f) representing a range of fluctuation of the six-fold component as the amount of change over time.

Wie in 19 veranschaulicht, umfasst die Motorsteuervorrichtung 100 vorzugsweise ferner einen zweiten Amplitudendetektor 44, der eine zweite Amplitude ΔVdc berechnet, die einen Fluktuationsbereich der Spannung des Busses darstellt. Der Schutzprozessor 43A stellt die erste Amplitude ein, wenn die zweite Amplitude ΔVdc einen dritten Schwellenwert als einen vierten Schwellenwert (S8) übersteigt, und hält die Ausgangsleistung des Wechselrichters derart niedrig, dass die erfasste erste Amplitude ΔVdc (6f) den vierten Schwellenwert (S9) nicht übersteigt.As in 19 1, the motor controller 100 preferably further includes a second amplitude detector 44 that calculates a second amplitude ΔVdc representing a fluctuation range of the voltage of the bus. The protection processor 43A adjusts the first amplitude when the second amplitude ΔVdc exceeds a third threshold as a fourth threshold (S8), and keeps the output power of the inverter low so that the detected first amplitude ΔVdc (6f) exceeds the fourth threshold (S9). does not exceed.

Noch bevorzugter stoppt der Schutzprozessor 43A den Motor 30M, wenn die Ausgangsleistung Pinv des Wechselrichters 6 kleiner als ein fünfter Schwellenwert ist, der vorab eingestellt wird (JA in S10).More preferably, the protection processor 43A stops the motor 30M when the output power Pinv of the inverter 6 is less than a fifth threshold set in advance (YES in S10).

Noch bevorzugter umfasst die Motorsteuervorrichtung 100 ferner einen dritten Amplitudendetektor 45, der eine dritte Amplitude ΔVdc (2f) berechnet, die einen Fluktuationsbereich der Doppelkomponente der Energieversorgungsfrequenz der AC-Energieversorgung 1 darstellt, die aus der Spannung des Busses extrahiert wird. Der Schutzprozessor 43A verringert den vierten Schwellenwert, wenn sich die dritte Amplitude ΔVdc (2f) erhöht.More preferably, the motor control device 100 further includes a third amplitude detector 45 that calculates a third amplitude ΔVdc (2f) representing a fluctuation range of the double component of the power supply frequency of the AC power supply 1 extracted from the voltage of the bus. The protection processor 43A decreases the fourth threshold as the third amplitude ΔVdc (2f) increases.

Wie oben beschrieben, indem auch der der Fluktuationsbereich der Doppelkomponente der Energieversorgungsfrequenz überwacht wird, kann eine Verschlechterung der Energieversorgungsumgebung erfasst werden. Dann ist es möglich, die Ausgabe des Wechselrichters 6 so zu unterdrücken, um die Belastung auf den Glättungskondensator 5 zu verringern, wenn sich die Energieversorgungsumgebung verschlechtert.As described above, by also monitoring the fluctuation range of the double component of the power supply frequency, deterioration of the power supply environment can be detected will. Then, it is possible to suppress the output of the inverter 6 so as to reduce the load on the smoothing capacitor 5 when the power supply environment deteriorates.

Noch bevorzugter führt der Schutzprozessor 43A, wenn die erhöhte dritte Amplitude ΔVdc (2f) in einem Fall abnimmt, wo der vierte Schwellenwert abnimmt, den verringerten vierten Schwellenwert auf den gespeicherten ursprünglichen Wert zurück.More preferably, when the increased third amplitude ΔVdc (2f) decreases in a case where the fourth threshold decreases, the protection processor 43A returns the decreased fourth threshold to the stored original value.

Diese Steuerung lässt die niedergehaltene Ausgabe des Wechselrichters 6 in einen normalen Zustand zurückkehren, wenn sich die Energieversorgungsumgebung verbessert.This control returns the held-down output of the inverter 6 to a normal state when the power supply environment improves.

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung 300 gemäß einem anderen Aspekt. Die Klimatisierungsvorrichtung 300 umfasst einen Kühlkreislauf 301 einschließlich eines Kompressors 30, der das Kühlmittel komprimiert und auslässt, einen Kondensator 31, der das Kühlmittel durch einen Wärmeaustausch kondensiert, eine Expansionsvorrichtung 32, die das durch den Kondensator 31 kondensierte Kühlmittel dekomprimiert, einen Verdampfer 33, der Wärme zwischen dem durch die Expansionsvorrichtung 32 dekomprimierten Kühlmittel und Luft austauscht und der das Kühlmittel verdampft, die durch eine Rohrleitung verbunden sind, einen Motor 30M, der den Kompressor 30 antreibt, und eine Motorsteuervorrichtung 100 gemäß irgendeiner der oben genannten Motorsteuervorrichtungen.The present disclosure relates to an air conditioning device 300 according to another aspect. The air conditioning device 300 comprises a refrigeration cycle 301 including a compressor 30 that compresses and discharges the refrigerant, a condenser 31 that condenses the refrigerant through heat exchange, an expansion device 32 that decompresses the refrigerant condensed by the condenser 31, an evaporator 33 that heat-exchanging between the refrigerant decompressed by the expansion device 32 and air evaporating the refrigerant, which are connected by piping, a motor 30M driving the compressor 30, and an engine control device 100 according to any of the above engine control devices.

Bei der vorliegenden Ausführungsform überwacht die Steuervorrichtung, die den Motor 30M steuert, der den Kompressor der Klimatisierungsvorrichtung 300 antreibt, den Glättungskondensator 5, und somit kann die Zuverlässigkeit der Klimatisierungsvorrichtung verbessert werden.In the present embodiment, the control device that controls the motor 30M that drives the compressor of the air conditioning device 300 monitors the smoothing condenser 5, and thus the reliability of the air conditioning device can be improved.

Es versteht sich, dass die Ausführungsformen, die hier offenbart sind, in allen Belangen lediglich veranschaulichend und nicht beschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung wird nicht durch die oben wiedergegebene Beschreibung der Ausführungsformen sondern durch die Ansprüche definiert, und es ist beabsichtigt, Bedeutungen zu umfassen, die äquivalent zu den Ansprüchen und allen Modifikationen innerhalb des Umfangs sind.It is to be understood that the embodiments disclosed herein are in all respects only illustrative and not restrictive. The scope of the present disclosure is defined not by the above description of the embodiments but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and any modifications within the scope.

BezugszeichenlisteReference List

11: AC-Energieversorgung,ac power supply,
22: Gleichrichterschaltung,rectifier circuit,
2a bis 2f2a to 2f: Diodenelement, diode element,
33: Glättungsschaltung,smoothing circuit,
44: Drossel,Throttle,
55: Glättungskondensator,smoothing capacitor,
66: Wechselrichter,inverter,
6a bis 6f6a to 6f: Schaltelement,switching element,
88th: Spannungserfassungsschaltung,voltage sensing circuit,
99: Stromerfassungsschaltung,current sensing circuit,
9a, 9b9a, 9b: Stromdetektor,current detector,
1010: Motorregler,motor controller,
11, 1311, 13: Subtrahiereinrichtung,subtractor,
1212: Geschwindigkeitssteuer-PI-Prozessor,speed control PI processor,
1414: Stromsteuer-Pi-Prozessor,power control pi processor,
20, 20A20, 20A: Kondensatorüberwachungseinrichtung,capacitor monitoring device,
3030: Kompressor,Compressor,
30M30M: Motor,Engine,
3131: Kondensator,Capacitor,
3232: Expansionsvorrichtung,expansion device,
3333: Verdampfer,Evaporator,
40, 44, 4540, 44, 45: Amplitudendetektor,amplitude detector,
4141: Leistungskalkulator,performance calculator,
4242: Kapazitätskalkulator,capacity calculator,
43, 43A43, 43A: Schutzprozessor,protection processor,
5050: Schutzauswahleinrichtung,protection selector,
5151: Drehgeschwindigkeitsbefehls-Anpasseinrichtung,rotational speed command adjustment device,
5252: Stoppeinheit,stop unit,
100100: Motorsteuervorrichtung,engine control device,
300300: Klimatisierungsvorrichtung,air conditioning device,
301301: Kühlmittelkreislaufcoolant circuit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

JP 2007259629 [0004, 0005, 0006, 0007]

Claims

Engine control device comprising: a rectifier circuit for receiving AC power from an AC power supply and outputting DC power; an inverter for converting DC power to AC and driving a motor; a bus for transferring DC power from the rectifier circuit to the inverter; a smoothing circuit including an inductor and a smoothing capacitor configured to suppress a voltage fluctuation of the bus; a voltage detection circuit for detecting a voltage of the bus; a first detector for detecting an amount of change over time of a 6-fold component of a power supply frequency of the AC power supply extracted from the voltage of the bus; a power calculator for calculating a power value of an output power of the inverter; and a protection processor for estimating an electrostatic capacitance of the smoothing capacitor using the amount of change over time detected by the first detector and the power value calculated by the power calculator, and determining that the smoothing capacitor is abnormal in a case where the estimated electrostatic capacity is less than or equal to a first threshold.

engine control device claim 1 wherein the protection processor stops the motor in a case where an amount of change per unit time of the estimated electrostatic capacitance of the smoothing capacitor is greater than or equal to a second threshold in addition to the case where the estimated electrostatic capacitance of the smoothing capacitor is less than or equal to a first threshold.

engine control device claim 1 or 2 , wherein the first detector calculates, as the amount of change over time, a first amplitude representing a range of fluctuation of the six-fold component.

engine control device claim 3 further comprising a second detector for calculating a second amplitude representing a range of fluctuations in the voltage of the bus, the protection processor adjusting, as a fourth threshold, the first amplitude at a time when the second amplitude exceeds a third threshold, and the Output power of the inverter suppressed such that the first amplitude that was detected does not exceed the fourth threshold.

engine control device claim 4 wherein the protection processor stops the motor when the output power of the inverter is less than a fifth threshold that is preset.

engine control device claim 5 further comprising a third detector for calculating a third amplitude representing a fluctuation range of a double component of the power supply frequency of the AC power supply extracted from the voltage of the bus, wherein the protection processor decreases the fourth threshold as the third amplitude increases.

engine control device claim 6 , wherein if the third amplitude that was increased decreases in a case where the fourth threshold decreases, the protection processor returns to a stored original value where the fourth threshold has been decreased.

An air conditioning device comprising: a refrigerant circuit including a compressor for compressing and discharging a refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant through heat exchange, an expansion device for compressing the refrigerant condensed by the condenser, an evaporator for exchanging heat between the refrigerant decompressed by the expansion device, and air and for evaporating the refrigerant, connected by a pipe; a motor for driving the compressor; and the engine control device according to any one of Claims 1 until 7 .