JP2000333486A - モータの制御方法 - Google Patents

モータの制御方法

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JP2000333486A
JP2000333486A JP11136992A JP13699299A JP2000333486A JP 2000333486 A JP2000333486 A JP 2000333486A JP 11136992 A JP11136992 A JP 11136992A JP 13699299 A JP13699299 A JP 13699299A JP 2000333486 A JP2000333486 A JP 2000333486A
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circuit
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Sho Sato
祥 佐藤
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Fujitsu General Ltd
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Fujitsu General Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの制御方法において、モータに印加す
る直流電圧を昇圧する昇圧回路による電力損失の発生区
間を最大限に延ばし、システム効率の向上を図る。 【解決手段】 交流電源1をAC/DC変換回路2で全
波整流して直流電圧を得、この直流電圧を昇圧回路3を
介してインバータ回路4に供給するとともに、PWM制
御を行ってモータ5を制御する。制御回路10は、モー
タ5の起動時には昇圧回路3の動作を停止し、全波整流
した直流電圧をインバータ回路4に供給するとともに、
PWM制御によってモータ5の回転数を上げる。モータ
5の回転数が目標回転数に達していなければ、PWM制
御のデューティ比が100%に達した時点で昇圧回路3
の動作を開始して同昇圧回路3の出力直流電圧を一定の
値に上げ、再度PWM制御を行ってモータ5の回転数を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機(圧縮
機)等に用いるモータを少なくともPWM制御する制御
技術に係り、特に詳しくは、モータを駆動するインバー
タ回路の入力直流電圧を昇圧するモータの制御方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】モータを制御する場合、例えば図3に示
す装置を必要とし、交流電源(商用電源)1をAC/D
C変換回路(全波整流回路)2で直流に変換し、この全
波整流した直流電圧(DC電圧)を昇圧回路3で昇圧す
る。そして、この昇圧された直流電圧をインバータ回路
4でスイッチングし、例えば三相の矩形電圧波形として
モータ5に印加する。この昇圧回路3を備える理由は、
例えば空気調和機の圧縮機にあっては、室温を速やかに
設定値とするため、圧縮機をできるだけ早く高回転数に
する必要があるからである。
【0003】また、モータ5の制御にPWM制御方式を
採用している場合、制御回路(マイクロコンピュータ)
7はインバータ回路4の複数スイッチング素子を所定に
オン、オフするための駆動信号に所定通電率(デューテ
ィ比)のチョッピング信号を重ね、この信号をドライバ
回路8を介してインバータ回路4に出力し、モータ5を
PWM制御する一方、昇圧回路3のスイッチング素子を
制御する。さらに、昇圧電圧検出回路9で昇圧回路3の
出力を検出し、インバータ回路4に供給する直流電圧が
当該昇圧指令値に昇圧したか否かを判断し、昇圧回路3
の出力が昇圧指令値になるように制御する。なお、6は
平滑用コンデンサである。
【0004】図4を参照して具体的に説明すると、ま
ず、モータ5の起動時には昇圧回路3を動作させず、P
WM制御(デューティ比の可変)のみによってモータ5
の電流を大きくし、モータ5の回転数を上げる。つま
り、昇圧回路3は停止状態であり、インバータ回路4の
入力直流電圧は一定(全波整流電圧;例えば144V)
である(同図のa領域参照)。
【0005】しかる後、モータ5の回転数が予め設定さ
れている所定値(目標回転数より低い値)に達し、ある
いは入力電流が予め設定した所定値に達すると、昇圧回
路3を動作し、この昇圧回路3の出力が予め設定した昇
圧指令値となるようにパルスデューティ比を所定値に可
変して昇圧回路3を制御し、昇圧回路3の出力直流電圧
を一定の値に上げる。なお、入力電流をもとにして昇圧
回路3を動作させる場合には、その入力電流を検出する
電流検出手段を備えればよい。このように、上記インバ
ータ回路4の入力直流電圧を所定値(一定)とし、PW
M制御を行うことにより(同図のb領域参照)、モータ
5の回転数を制御する。
【0006】一方、上記PWM制御において、インバー
タ回路4のスイッチング素子の通電率が100%(デュ
ーティ比100%)に達したにもかかわらず、モータ5
の回転数が目標回転数に達しない場合には、該デューテ
ィ比を100%の状態のままとし、昇圧回路3のスイッ
チング素子を制御するパルスデューティ比を可変し、昇
圧回路3の出力直流電圧を上げてPAM制御を行い、モ
ータ5の回転数を目標回転数まで上げるように制御する
(同図のc領域参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記モータ
の制御方法においては、モータ5の回転数が目標回転数
に達するまで、インバータ回路4の入力電力が増加する
が、昇圧回路3が動作していなければ、この昇圧回路3
による電力損失分が発生しないため、インバータ回路4
の入力電力(昇圧回路3の出力電力)にはこの電力損失
分が含まれない。しかし、昇圧回路3が動作すると、イ
ンバータ回路4の入力電力にはその昇圧回路3による電
力損失分が含まれることになり(図4の二点鎖線参
照)、当該モータ制御のシステム効率を下げることにな
る。
【0008】低入出力領域(図4のa領域参照)、つま
りモータ5の低回転数領域においては、PWM制御のデ
ューティ比が100%に達しなくとも(100%未満で
も)、モータ5の回転数が予め設定されている所定値
(目標回転数より低い値)に達し、あるいは入力電流が
予め設定した所定値に達すると、昇圧回路3を動作させ
るため電力損失が発生する。しかも、その電力損失分は
無視できない程度に大きいものとなる。
【0009】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は昇圧回路による電力損失が発生しない
区間を最大限に延ばすことで低入出力領域における当該
制御装置のシステム効率の向上を図るようにしたモータ
の制御方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、直流電圧を昇圧手段を介してインバータ
手段に供給するとともに、該インバータ手段のスイッチ
ング素子を所定に駆動して当該モータをPWM制御する
モータの制御方法において、前記PWM制御のデューテ
ィ比が100%に達した場合に前記昇圧手段の動作を開
始し、該昇圧手段の出力直流電圧を上げ、再度前記PW
M制御を行って前記モータの回転数を制御するようにし
たことを特徴としている。
【0011】本発明は、入力交流電圧を全波整流して直
流電圧に変換し、該直流電圧を昇圧回路を介してインバ
ータ回路に供給するとともに、該インバータ回路のスイ
ッチング素子を所定に駆動して当該空気調和機の圧縮機
のモータをPWM制御する際、少なくとも前記モータの
低回転数領域では前記昇圧回路を停止状態として前記全
波整流した直流電圧をインバータ回路に供給し、前記P
WM制御によって前記モータの回転数を制御し、前記モ
ータの回転数が目標回転数に達しないときには前記昇圧
回路の動作を開始して前記インバータ回路に供給する直
流電圧を一定の値に上げ、前記PWM制御を行うモータ
の制御方法であって、前記PWM制御のデューティ比が
100%に達した場合に前記昇圧回路の動作を開始して
同昇圧回路の出力直流電圧を一定の値に上げ、再度前記
PWM制御を行って前記モータの回転数を制御し、しか
る後、前記PWM制御のデューティ比が100%に達し
ても、前記モータの回転数が目標回転数に達しないとき
には前記デューティ比を100%のままとしてPAM制
御を行い、前記モータの回転数を目標回転数にするよう
にしたことを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
および図2を参照して詳細に説明する。なお、図1中、
図3と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。また、図2は図4に対応している。
【0013】図1において、このモータの制御方法が適
用される制御装置は、モータ5の回転制御時に昇圧回路
3を動作させるに当たってPWM制御における通電率1
00%(デューティ比100%)を条件とした制御回路
(マイクロコンピュータ)10を備えている。なお、制
御回路10は他に、図3に示す制御回路7の機能も備え
ている。
【0014】次に、上記構成の制御装置の動作を図2の
グラフ図を参照して説明する。まず、制御回路10は、
従来同様に昇圧回路3の動作を停止した状態でインバー
タ回路4のスイッチング素子を駆動するとともに、PW
M制御のデューティ比を所定ステップで順次可変し(図
2のA領域参照)、モータ5の回転数を上げる。
【0015】続いて、PWM制御のデューティ比が10
0%に達しても、モータ5の回転数が目標回転数に達し
なければ、昇圧回路3の動作を開始してインバータ回路
4の入力直流電圧を一定の値に上げ、再度PWM制御の
デューティ比を所定ステップで順次可変し(図2のB領
域参照)、モータ5の回転数をさらに上げる。
【0016】続いて、PWM制御のデューティ比が10
0%に達しても、モータ5の回転数が目標回転数に達し
なければ、従来同様にそのデューティ比を100%とし
たままで、PAM制御を行い、回転数を目標回転数に制
御する(図2のC領域参照)。
【0017】このように、低入出力領域においては、予
め設定されている所定値(目標回転数より低い値)に達
しても、あるいは入力交流電流が予め設定した所定値に
達しても、PWM制御のデューティ比が100%に達し
ない限り、昇圧回路3を動作させない。したがって、昇
圧回路3の動作開始を従来よりも遅らせることになり、
昇圧回路3による電力損失の発生しない区間、つまり低
入出力領域の区間が延びる(図2の波線矢印k参照)。
言い替えると、低入出力領域におけるインバータ回路4
の入力電力には電力損失分が含まれず、当該モータ制御
のシステム効率が向上する。
【0018】ところで、上記モータ5を空気調和機の圧
縮機に用いた場合、運転開始時に圧縮機を高回転数に上
昇し、室温を設定値に速やかに近づけるが、本発明にあ
っては、モータ5の起動から所定の間(図2のA領域)
が多少長くなることから、圧縮機の回転数が目標とする
高回転数に達するまでの時間が従来より長くなる可能性
がある。この場合、例えば、その後に行う制御のPWM
制御やPAM制御によってその時間を短縮することも可
能である。一方、圧縮機を高回転数に制御して室温を速
やかに設定値に近づけた後は、室温が設定値に落ち着く
ために、圧縮機を低回転数領域で制御するようになり、
空気調和機の消費電力が抑えられる。
【0019】このようにして、再度モータ5が低回転数
領域(低入出力領域;図2のA領域)に入ると、昇圧回
路3を動作させずに済むことになり、昇圧回路3による
電力損失が発生することはない。したがって、当該シス
テムの効率が向上し、ひいては空気調和機の電力消費を
抑え、省エネルギ化を図ることができる。なお、本発明
はモータ5を負荷としているが、昇圧手段を備えている
他のシステムにも適用可能であることは明かである。
【0020】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、以下に述
べる効果を奏する。本発明は、モータを駆動するための
インバータ手段に供給する直流電圧を出力する昇圧回路
の動作開始条件を同モータのPWM制御のデューティ比
100%としていることから、昇圧回路による電力損失
が発生する区間を最大限に延ばすで低入出力領域におけ
る当該制御装置のシステム効率の向上を図るという効果
がある。
【0021】また、当該モータを空気調和機の圧縮機に
用いた場合、圧縮機が低回転数領域にある場合に空気調
和機の消費電力が抑えられ、特に、圧縮機を高回転数と
して室温を速やかに設定値に近づけた後、室温が設定値
に落ち着くと、圧縮機が低回転数に制御されることか
ら、昇圧回路を動作させずに済み、つまり昇圧回路によ
る電力損失が発生せず、当該システムの効率が向上しす
る。したがって、空気調和機の電力消費を抑え、省エネ
ルギ化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の形態を示し、モータの制御
方法が適用される制御装置の概略的ブロック線図。
【図2】図1に示す制御装置の動作を説明するための概
略的グラフ図。
【図3】従来のモータの制御装置の概略的ブロック線
図。
【図4】図3に示す制御装置の動作を説明するための概
略的グラフ図。
【符号の説明】
1 交流電源(商用電源) 2 AC/DC変換回路(全波整流回路) 3 昇圧回路 4 インバータ回路 5 モータ 7,10 制御回路(マイクロコンピュータ) 9 昇圧電圧検出回路 A,a PWM制御のみの領域 B,b 昇圧動作中およびPWM制御の領域 C,c 昇圧回路動作中およびPAM制御の領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧を昇圧手段を介してインバータ
    手段に供給するとともに、該インバータ手段のスイッチ
    ング素子を所定に駆動して当該モータをPWM制御する
    モータの制御方法において、前記PWM制御のデューテ
    ィ比が100%に達した場合に前記昇圧手段の動作を開
    始し、該昇圧手段の出力直流電圧を上げ、再度前記PW
    M制御を行って前記モータの回転数を制御するようにし
    たことを特徴とするモータの制御方法。
  2. 【請求項2】 入力交流電圧を全波整流して直流電圧に
    変換し、該直流電圧を昇圧回路を介してインバータ回路
    に供給するとともに、該インバータ回路のスイッチング
    素子を所定に駆動して当該空気調和機の圧縮機のモータ
    をPWM制御する際、少なくとも前記モータの低回転数
    領域では前記昇圧回路を停止状態として前記全波整流し
    た直流電圧をインバータ回路に供給し、前記PWM制御
    によって前記モータの回転数を制御し、前記モータの回
    転数が目標回転数に達しないときには前記昇圧回路の動
    作を開始して前記インバータ回路に供給する直流電圧を
    一定の値に上げ、前記PWM制御を行うモータの制御方
    法であって、前記PWM制御のデューティ比が100%
    に達した場合に前記昇圧回路の動作を開始して同昇圧回
    路の出力直流電圧を一定の値に上げ、再度前記PWM制
    御を行って前記モータの回転数を制御し、しかる後、前
    記PWM制御のデューティ比が100%に達しても、前
    記モータの回転数が目標回転数に達しないときには前記
    デューティ比を100%のままとしてPAM制御を行
    い、前記モータの回転数を目標回転数にするようにした
    ことを特徴とするモータの制御方法。
JP11136992A 1999-05-18 1999-05-18 モータの制御方法 Withdrawn JP2000333486A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001082466A1 (fr) * 2000-04-21 2001-11-01 Ebara Corporation Dispositif de commande a palier magnetique
JP2019165631A (ja) * 2013-03-26 2019-09-26 三菱電機株式会社 空気調和機

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WO2001082466A1 (fr) * 2000-04-21 2001-11-01 Ebara Corporation Dispositif de commande a palier magnetique
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Effective date: 20060801