JP2001016860A - Inverter controller - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機をパルス幅
変調を用いたインバータ方式により駆動制御するインバ
ータ制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter control device for driving and controlling an electric motor by an inverter system using pulse width modulation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】以下、電動機をパルス幅変調（ＰＷＭ）
を用いたインバータ方式により駆動制御する従来のイン
バータ制御装置について、図面を参照しながら説明す
る。図１０は従来のインバータ制御装置の一構成例を示
す回路ブロック図である。図１０において、１は交流電
源、２はコンバータ部、３は直流を交流に変換するため
のスイッチング素子、４はスイッチング素子３を駆動す
るスイッチング素子駆動回路部、５はマイコン、６は電
動機である。2. Description of the Related Art Hereinafter, pulse width modulation (PWM) is applied to an electric motor.
A conventional inverter control device that performs drive control by an inverter method using a computer will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a circuit block diagram showing one configuration example of a conventional inverter control device. In FIG. 10, 1 is an AC power supply, 2 is a converter, 3 is a switching element for converting DC to AC, 4 is a switching element drive circuit for driving the switching element 3, 5 is a microcomputer, and 6 is a motor. .
【０００３】ここで、コンバータ部２は交流電源１から
の交流電圧を直流電圧に整流するための整流回路であ
り、その出力は一定値である。一方、電動機６を効率的
に駆動するには、スイッチング素子３からの交流出力の
電圧と周波数の比を一定として（Ｖ／Ｆ＝一定制御）、
電動機６を駆動する磁束が一定となるように制御するな
ど、電動機６に入力する電圧を制御することが有効であ
る。Here, the converter unit 2 is a rectifier circuit for rectifying an AC voltage from the AC power supply 1 to a DC voltage, and its output is a constant value. On the other hand, in order to drive the motor 6 efficiently, the ratio between the voltage and the frequency of the AC output from the switching element 3 is fixed (V / F = constant control).
It is effective to control the voltage input to the motor 6 such as by controlling the magnetic flux for driving the motor 6 to be constant.
【０００４】図１１は従来のインバータ制御装置におけ
る電圧値の制御を説明するための概念図である。従来、
コンバータ部２からスイッチング素子３への直流入力電
圧（コンバータ出力）は図１１（ａ）のように一定値で
あり、マイコン５で変換するＰＷＭ変調率を、図１１
（ｂ）のように、モータ印加電圧に比例して変化させて
いる。FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining voltage value control in a conventional inverter control device. Conventionally,
The DC input voltage (converter output) from the converter unit 2 to the switching element 3 is a constant value as shown in FIG. 11A, and the PWM modulation rate converted by the microcomputer 5 is shown in FIG.
As shown in (b), the voltage is changed in proportion to the motor applied voltage.
【０００５】図１２は従来のインバータ制御装置の電圧
制御における波形図であり、図１２（ａ）は電動機印加
電圧が高くかつ変調率が高く設定された場合の例で、図
１２（ｂ）は電動機印加電圧が低くかつ変調率が低く設
定された場合の例である。図１２において、Ｈ８はＰＷ
Ｍ変調する前の信号波形、Ｈ９はキャリア周波数を生成
する三角波の信号波形、Ｈ１０は電動機６への印加電圧
の１相分の信号波形であり、信号波形Ｈ８と信号波形Ｈ
９とを比較してＰＷＭ変調した波形である。図１２で
は、信号波形Ｈ１０で示される電動機６への印加電圧
は、図１２（ａ）で高く、図１２（ｂ）で低くなってい
る。このように変調率を制御することによって、電動機
６に印加する電圧を制御することが可能である。FIG. 12 is a waveform diagram in the voltage control of the conventional inverter control device. FIG. 12 (a) shows an example in which the voltage applied to the motor is set high and the modulation factor is set high, and FIG. This is an example where the motor applied voltage is low and the modulation factor is set low. In FIG. 12, H8 is PW
H9 is a signal waveform of a triangular wave for generating a carrier frequency, H10 is a signal waveform for one phase of a voltage applied to the electric motor 6, and a signal waveform H8 and a signal waveform H
9 is a PWM-modulated waveform in comparison with FIG. In FIG. 12, the voltage applied to the motor 6 indicated by the signal waveform H10 is high in FIG. 12 (a) and low in FIG. 12 (b). By controlling the modulation rate in this way, it is possible to control the voltage applied to the electric motor 6.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来のインバータ制御装置では、前述のように電動
機への印加電圧を制御するために変調率を変化させてお
り、このことが一因となって電動機の漏れ電流が増加す
るという問題点を有していた。このような問題点につい
て、図１３および図１４を用いて以下に説明する。However, in the conventional inverter control device as described above, the modulation factor is changed in order to control the voltage applied to the motor as described above, which is one of the causes. Therefore, there is a problem that the leakage current of the motor increases. Such a problem will be described below with reference to FIGS.
【０００７】図１３は従来のインバータ制御装置におけ
るスイッチング素子（インバータ部）３の等価回路図で
あり、３はスイッチング素子（インバータ部）、６は電
動機、ＶuはＵ相端子電圧、ＶVはＶ相端子電圧、ＶWは
Ｗ相端子電圧、ＶCは電動機の中性点電圧である。この
中性点電圧ＶCが電動機６に印加され、アースＧ１との
間の浮遊容量（圧縮機の場合は冷媒）を経由して漏れ電
流が流れる。よって、電動機６の漏れ電流を考慮する際
には、インバータ部３のスイッチングパターンが全て現
れる中性点電圧ＶCに注目すればよい。FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of a switching element (inverter section) 3 in a conventional inverter control device, 3 is a switching element (inverter section), 6 is a motor, Vu is a U-phase terminal voltage, and V V is The V-phase terminal voltage, V W is the W-phase terminal voltage, and V C is the neutral point voltage of the motor. This neutral point voltage V C is applied to the electric motor 6, and a leakage current flows via a stray capacitance (a refrigerant in the case of a compressor) between the electric motor 6 and the ground G1. Therefore, when considering the leakage current of the motor 6 may be of interest to the neutral voltage V C to the switching pattern of the inverter unit 3 appears all.
【０００８】電動機６の各相の電圧は、各相の電流をｉ
u、ｉV、ｉWとすると、図１３より下式で与えられる。[0008] The voltage of each phase of the motor 6 is expressed by i
Assuming u , i V and i W , it is given by the following equation from FIG.
【０００９】[0009]
【数１】 上式を加え合わせると、(Equation 1) Adding the above formula,
【００１０】[0010]
【数２】 となる。一方、(Equation 2) Becomes on the other hand,
【００１１】[0011]
【数３】 であるから、中性点電圧ＶCは次式で与えられる。(Equation 3) Therefore, the neutral point voltage V C is given by the following equation.
【００１２】[0012]
【数４】 各相の出力電圧Ｖu、ＶV、ＶWは、直流入力電圧Ｅまた
は０のどちらかの電圧を出力する。よって、（１）式よ
り、中性点電圧ＶCはインバータ部３のある一相がスイ
ッチングする都度、Ｅ／３ずつ変化することになる。図
１４は（１）式より中性点電圧ＶCの波形をもとめた例
であり、図１４（ａ）は変調率が高い場合で、図１４
（ｂ）は変調率が低い場合の波形例である。この例で
は、信号波を正弦波としている。中性点電圧ＶCは、
（１）式より算出した波形であり、インバータ部３のス
イッチングパターンによって、Ｅ、２・Ｅ／３、Ｅ／
３、０の四種類の電圧を発生している。同図より、中性
点電圧ＶCの基本波は、変調率が低いと高くなり、変調
率が高いと低くなることがわかる。(Equation 4) The output voltages V u , V V , and V W of each phase output either the DC input voltage E or 0. Therefore, from equation (1), the neutral point voltage V C changes by E / 3 each time one phase of the inverter unit 3 switches. FIG. 14 shows an example in which the waveform of the neutral point voltage V C is obtained from the equation (1), and FIG.
(B) is a waveform example when the modulation rate is low. In this example, the signal wave is a sine wave. The neutral point voltage V C is
This is a waveform calculated from the equation (1), and E, 2 · E / 3, E /
Four types of voltages of 3, 0 are generated. From the figure, it can be seen that the fundamental wave of the neutral point voltage V C increases when the modulation rate is low, and decreases when the modulation rate is high.
【００１３】このように、電動機６の漏れ電流を低減す
る手段として、電動機６の中性点電圧ＶCを低くするた
めには、変調率を高く設定することが望ましいが、電動
機６に印加する電圧を低くする必要がある場合には変調
率を下げていた。本発明は、上記従来の問題点を解決す
るもので、変調率を高い値で一定に設定して、電動機の
中性点電圧を低く保つことができ、電動機に低い電圧を
印加する場合にも、漏れ電流を低減することができるイ
ンバータ制御装置を提供する。As described above, in order to reduce the neutral point voltage V C of the motor 6 as a means for reducing the leakage current of the motor 6, it is desirable to set a high modulation factor. When it is necessary to lower the voltage, the modulation rate is reduced. The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and it is possible to keep the neutral point voltage of the motor low by setting the modulation rate to a constant value at a high value, and also to apply a low voltage to the motor. And an inverter control device capable of reducing a leakage current.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明のインバータ制御装置は、電動機への印加電
圧を制御するために、直流電圧可変のコンバータを用い
て制御するものであり、コンバータ部からインバータ部
への直流入力電圧を電動機への印加電圧に比例して変化
させ、ＰＷＭ方式による変調率は、電動機への印加電圧
の変動に関わらず、高い値で一定値とすることを特徴と
する。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, an inverter control device according to the present invention uses a variable DC voltage converter to control a voltage applied to an electric motor. The DC input voltage from the converter section to the inverter section is changed in proportion to the voltage applied to the motor, and the modulation rate by the PWM method is set to a high value and a constant value regardless of the fluctuation of the voltage applied to the motor. Features.
【００１５】以上により、変調率を高い値で一定に設定
して、電動機の中性点電圧を低く保つことができ、電動
機に低い電圧を印加する場合にも、漏れ電流を低減する
ことができる。As described above, it is possible to keep the neutral point voltage of the motor low by setting the modulation rate to a constant value at a high value, and to reduce the leakage current even when a low voltage is applied to the motor. .
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のインバ
ータ制御装置は、電動機の電力源である交流電源を直流
に変換し、その直流電圧値が可変制御されるコンバータ
部と、前記コンバータ部からの直流電圧をパルス幅変調
方式により交流に変換して前記電動機に印加するインバ
ータ部とを備えたインバータ制御装置において、前記電
動機に印加する交流電圧値の制御を前記コンバータ部で
の前記直流電圧値の可変制御により行い、前記インバー
タ部でのパルス幅変調時の変調率は一定にするよう構成
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An inverter control device according to a first aspect of the present invention converts an AC power supply, which is a power source of an electric motor, into DC and variably controls a DC voltage value of the converter. And an inverter unit for converting a DC voltage from the unit into an AC by a pulse width modulation method and applying the AC voltage to the electric motor, wherein the control of the AC voltage value applied to the electric motor is controlled by the DC unit in the converter unit. The control is performed by the variable control of the voltage value, and the modulation rate at the time of pulse width modulation in the inverter unit is configured to be constant.
【００１７】請求項２に記載のインバータ制御装置は、
請求項１記載のインバータ部を、そのパルス幅変調時の
変調率を１以上の一定値にするよう構成する。請求項３
に記載のインバータ制御装置は、請求項１記載のインバ
ータ部を、そのパルス幅変調時の変調率を１にするよう
構成する。請求項４に記載のインバータ制御装置は、請
求項１記載のインバータ部を、そのパルス幅変調時の変
調率を交流電源の電圧値が高い場合は１で低い場合は１
以上とし、前記変調率を電動機に印加する交流電圧値の
変化に対しては一定値にするよう構成する。The inverter control device according to claim 2 is
The inverter unit according to claim 1 is configured so that the modulation rate during the pulse width modulation is set to a constant value of 1 or more. Claim 3
In the inverter control device described in (1), the inverter unit described in claim 1 is configured to set the modulation rate in pulse width modulation to 1. According to a fourth aspect of the present invention, in the inverter control device according to the first aspect, the modulation rate at the time of pulse width modulation is 1 when the voltage value of the AC power supply is high, and 1 when the voltage value of the AC power supply is low.
As described above, the modulation factor is configured to be a constant value with respect to a change in the AC voltage value applied to the electric motor.
【００１８】請求項５に記載のインバータ制御装置は、
請求項１から請求項４のいずれかに記載のインバータ制
御装置であって、空気調和機の圧縮機を駆動するための
電動機を制御するよう構成する。以上の構成によると、
電動機への印加電圧を制御するために、直流電圧可変の
コンバータを用いて制御するものであり、コンバータ部
からインバータ部への直流入力電圧を電動機への印加電
圧に比例して変化させ、ＰＷＭ方式による変調率は、電
動機への印加電圧の変動に関わらず、高い値で一定値と
する。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an inverter control device comprising:
The inverter control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the inverter control device controls an electric motor for driving a compressor of the air conditioner. According to the above configuration,
In order to control the voltage applied to the motor, the control is performed using a DC voltage variable converter. The DC input voltage from the converter section to the inverter section is changed in proportion to the voltage applied to the motor, and the PWM method is used. Is a constant value at a high value irrespective of the fluctuation of the voltage applied to the electric motor.
【００１９】以下、本発明の実施の形態を示すインバー
タ制御装置について、図面を参照しながら具体的に説明
する。図１は本実施の形態のインバータ制御装置の構成
を示す回路ブロック図である。図１において、１１は交
流電源、１２はコンバータ部、１３は直流を交流に変換
する複数のスイッチング素子から成るインバータ部、１
４はインバータ部１３の各スイッチング素子を駆動する
スイッチング素子駆動回路部、１５はマイコン、１６は
電動機、１７は直流電圧制御回路部である。Hereinafter, an inverter control device according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of the inverter control device according to the present embodiment. In FIG. 1, 11 is an AC power supply, 12 is a converter, 13 is an inverter comprising a plurality of switching elements for converting DC to AC, 1
Reference numeral 4 denotes a switching element drive circuit for driving each switching element of the inverter unit 13, reference numeral 15 denotes a microcomputer, reference numeral 16 denotes an electric motor, and reference numeral 17 denotes a DC voltage control circuit.
【００２０】このように構成されたインバータ制御装置
において、直流電圧制御回路部１７は、電動機１６への
印加電圧に応じて、コンバータ部１２に対してその出力
電圧でありインバータ部１３への入力電圧である直流電
圧Ｅを制御するものである。本実施の形態のインバータ
制御装置は、以上のように構成することにより、電動機
１６への印加電圧を制御するために、直流電圧可変のコ
ンバータ部１２を用いて制御するものであり、図１５
（ａ）に示すように、コンバータ部１２からインバータ
部１３への直流入力電圧Ｅを電動機１６への印加電圧に
比例して変化させ、ＰＷＭ方式による変調率は、図１５
（ｂ）に示すように、電動機１６への印加電圧の変動に
関わらず、高い値で一定値とするものである。 （実施の形態１）本発明の実施の形態１のインバータ制
御装置を説明する。In the inverter control device configured as described above, the DC voltage control circuit section 17 outputs the output voltage to the converter section 12 and the input voltage to the inverter section 13 in accordance with the voltage applied to the electric motor 16. Is controlled by the DC voltage E. With the above configuration, the inverter control device of the present embodiment is controlled by using the DC voltage variable converter unit 12 in order to control the voltage applied to the electric motor 16.
As shown in (a), the DC input voltage E from the converter section 12 to the inverter section 13 is changed in proportion to the voltage applied to the electric motor 16, and the modulation rate by the PWM method is shown in FIG.
As shown in (b), a high value is set to a constant value irrespective of the fluctuation of the voltage applied to the electric motor 16. Embodiment 1 An inverter control device according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
【００２１】図２は本実施の形態１のインバータ制御装
置における各相の出力電圧Ｖu、ＶV、ＶWおよび中性点
電圧ＶCの波形例であり、この例では信号波を正弦波と
している。図２（ａ）は電動機１６への印加電圧が高い
場合で、図２（ｂ）は電動機１６への印加電圧が低い場
合の波形例である。ここでは、図１に示す直流電圧制御
回路部１７を用いており、電動機１６の印加電圧制御の
際に、印加電圧が高い場合は直流電圧Ｅを高く、印加電
圧が低い場合は直流電圧Ｅを低く制御している。なお変
調率は１で一定である。FIG. 2 is a waveform example of the output voltages V u , V V , V W and the neutral point voltage V C of each phase in the inverter control device according to the first embodiment. In this example, the signal wave is a sine wave. And FIG. 2A shows a waveform example when the voltage applied to the motor 16 is high, and FIG. 2B shows a waveform example when the voltage applied to the motor 16 is low. Here, the DC voltage control circuit unit 17 shown in FIG. 1 is used. In controlling the applied voltage of the electric motor 16, the DC voltage E is increased when the applied voltage is high, and the DC voltage E is set when the applied voltage is low. Controlling low. The modulation rate is constant at 1.
【００２２】図２と従来例の図１４を比較すると分かる
ように、このような変調率一定の印加電圧制御を行うこ
とにより、中性点電圧ＶCをインバータ部１３への印加
電圧Ｅに関わらず低くすることができる。以上のように
本実施の形態１によれば、変調率一定の制御によって中
性点電圧ＶCを下げることができ、電動機１６の漏れ電
流を低減することができる。 （実施の形態２）本発明の実施の形態２のインバータ制
御装置を説明する。As can be seen from a comparison between FIG. 2 and FIG. 14 of the conventional example, by performing such an applied voltage control with a constant modulation factor, the neutral point voltage V C can be changed regardless of the applied voltage E to the inverter unit 13. Can be lowered. According to the first embodiment as described above, it is possible to lower the neutral voltage V C by the modulation factor constant control, it is possible to reduce the leakage current of the electric motor 16. (Embodiment 2) An inverter control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
【００２３】図３は本実施の形態２のインバータ制御装
置における各相の出力電圧Ｖu、ＶV、ＶW、中性点電圧
ＶCの波形例であり、この例では、信号波を誘導電動機
等の駆動に一般に使われる正弦波に３次高調波成分を合
成した波形としている。図３（ａ）は電動機１６への印
加電圧が高い場合で、図３（ｂ）は電動機１６への印加
電圧が低い場合の波形例である。FIG. 3 is a waveform example of the output voltages V u , V V , V W and neutral point voltage V C of each phase in the inverter control device according to the second embodiment. In this example, a signal wave is induced. The waveform is obtained by combining a sine wave generally used for driving an electric motor or the like with a third harmonic component. FIG. 3A is a waveform example when the voltage applied to the motor 16 is high, and FIG. 3B is a waveform example when the voltage applied to the motor 16 is low.
【００２４】本実施の形態２のインバータ制御装置は、
実施の形態１と同様に、電動機１６には、直流電圧Ｅの
制御によって印加電圧制御をしていて、変調率は１で一
定としている。図３から分かるように、信号波を本実施
の形態２のようにした場合にも、変調率一定の制御を行
うと、中性点電圧ＶCは印加電圧が低い場合でも低くな
り、電動機１６の漏れ電流を低減することができる。 （実施の形態３）本発明の実施の形態３のインバータ制
御装置を説明する。The inverter control device according to the second embodiment is
As in the first embodiment, the applied voltage control is performed on the electric motor 16 by controlling the DC voltage E, and the modulation factor is set to 1 and constant. As can be seen from FIG. 3, even when the signal wave is made as in the second embodiment, if the control at a constant modulation rate is performed, the neutral point voltage V C becomes low even when the applied voltage is low, and Leakage current can be reduced. Embodiment 3 An inverter control device according to Embodiment 3 of the present invention will be described.
【００２５】図４は本実施の形態３のインバータ制御装
置における各相の出力電圧Ｖu、ＶV、ＶW、中性点電圧
ＶCの波形例であり、この例は、信号波を実施の形態２
と同様の正弦波に３次高調波成分を合成した波形を２相
変調したものである。図４（ａ）は電動機１６への印加
電圧が高い場合で、図４（ｂ）は電動機１６への印加電
圧が低い場合の波形例である。FIG. 4 is a waveform example of the output voltages V u , V V , V W and neutral point voltage V C of each phase in the inverter control device according to the third embodiment. Form 2
This is a two-phase modulated waveform obtained by combining the third harmonic component with the sine wave similar to the above. FIG. 4A is a waveform example when the voltage applied to the motor 16 is high, and FIG. 4B is a waveform example when the voltage applied to the motor 16 is low.
【００２６】本実施の形態３のインバータ制御装置は、
実施の形態１と同様に、電動機１６には、直流電圧Ｅの
制御によって印加電圧の制御をしていて、変調率は１で
一定としている。図４から分かるように、信号波を本実
施の形態３のようにした場合にも、変調率一定の制御を
行うと、中性点電圧ＶCは印加電圧Ｅが低い場合でも低
くなり、漏れ電流を低減することができる。また、図３
と図４を比較すると分かるように、信号波を本実施の形
態３のように、２相変調とした場合の方が、漏れ電流は
少なくなる。 （実施の形態４）本発明の実施の形態４のインバータ制
御装置を説明する。The inverter control device according to the third embodiment is
As in the first embodiment, the applied voltage of the electric motor 16 is controlled by controlling the DC voltage E, and the modulation rate is fixed at 1. As can be seen from FIG. 4, even when the signal wave is made as in the third embodiment, if the control of the constant modulation rate is performed, the neutral point voltage V C becomes low even when the applied voltage E is low, and The current can be reduced. FIG.
4 and FIG. 4, the leakage current is smaller when the signal wave is subjected to two-phase modulation as in the third embodiment. (Embodiment 4) An inverter control apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described.
【００２７】図５、６、７は本実施の形態４のインバー
タ制御装置における各相の出力電圧Ｖu、ＶV、ＶW、中
性点電圧ＶCの波形例であり、この例では、信号波を正
弦波とし、変調率を１より大きくしている。図５は変調
率を１．１とし、図６は変調率を２．０とし、図７は変
調率を∞とした場合であり、図５、６、７の各（ａ）は
電動機１６への印加電圧が高い場合で、各（ｂ）は電動
機１６への印加電圧が低い場合の波形例である。他の実
施の形態と同様に、直流電圧Ｅの制御によって電動機１
６への印加電圧制御をしている。FIGS. 5, 6, and 7 are waveform examples of the output voltages V u , V V , V W and neutral point voltage V C of each phase in the inverter control device according to the fourth embodiment. The signal wave is a sine wave, and the modulation factor is greater than 1. FIG. 5 shows a case where the modulation rate is 1.1, FIG. 6 shows a case where the modulation rate is 2.0, and FIG. 7 shows a case where the modulation rate is 各. Each of FIGS. (B) are waveform examples when the applied voltage to the electric motor 16 is low. As in the other embodiments, the electric motor 1 is controlled by controlling the DC voltage E.
6 is controlled.
【００２８】図５、６、７の各図と従来例の図１４とを
比較すると分かるように、変調率一定の制御を行うと、
中性点電圧ＶCは印加電圧が低い場合でも低くなり、漏
れ電流を低減することができる。また、図５、６、７を
比較すると分かるように、変調率は大きいほど、中性点
電圧ＶCは低くなり、電動機１６の漏れ電流を低減する
ことができる。 （実施の形態５）本発明の実施の形態５のインバータ制
御装置を説明する。As can be seen by comparing each of FIGS. 5, 6, and 7 with FIG. 14 of the conventional example, when control at a constant modulation rate is performed,
The neutral point voltage V C becomes low even when the applied voltage is low, and the leakage current can be reduced. Also, as seen by comparing FIGS. 5, 6 and 7, as the modulation factor is large, the neutral point voltage V C is low, it is possible to reduce the leakage current of the electric motor 16. (Embodiment 5) An inverter control apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described.
【００２９】実施の形態４のインバータ制御装置を説明
する図５、６、７を比較すると分かるように、変調率が
大きいほど、中性点電圧ＶCは低く、漏れ電流を低減す
ることができる。しかし、同図から分かるように、変調
率が１より大きくなるほど、各相の出力電圧Ｖu、ＶV、
ＶWは信号波の波形を１周期の中の全時点において完全
に電動機１６に印加することができなくなり、台形波お
よび矩形波となってしまう。よって、場合によっては電
動機１６が最適に動作するように変調率を調整すること
が必要になる。本実施の形態５では、交流電源１１の電
圧の変動による直流電圧の低下時には変調率を１より大
きくして、通常時には変調率を１とするものである。[0029] As seen by comparing FIG. 5, 6 and 7 illustrating the inverter control device of the fourth embodiment, as the modulation rate is large, the neutral point voltage V C is low, it is possible to reduce the leakage current . However, as can be seen from the figure, as the modulation rate becomes larger than 1, the output voltages V u , V V ,
V W cannot completely apply the waveform of the signal wave to the motor 16 at all points in one cycle, resulting in a trapezoidal wave and a rectangular wave. Therefore, in some cases, it is necessary to adjust the modulation factor so that the electric motor 16 operates optimally. In the fifth embodiment, the modulation factor is set to be larger than 1 when the DC voltage is reduced due to the fluctuation of the voltage of the AC power supply 11, and the modulation factor is set to 1 in the normal case.
【００３０】図８、９は本実施の形態５のインバータ制
御装置における各相の出力電圧Ｖu、ＶV、ＶW、中性点
電圧ＶCの波形例であり、この例では、信号波を正弦波
とし、交流電源１１の電圧により変調率を変化させてい
る。図８は交流電源１１の電源電圧が低い場合で変調率
＝１．１としており、図９は交流電源１１が通常の電圧
値の場合で変調率を１にしている。図８、９の各（ａ）
は電動機１６への印加電圧が高い場合で、各（ｂ）は電
動機１６への印加電圧が低い場合の波形例である。他の
実施の形態と同様に、電動機１６には、直流電圧Ｅの制
御によって印加電圧制御を行い、変調率は印加電圧に対
して一定としている。FIGS. 8 and 9 show waveform examples of the output voltages V u , V V , V W and neutral point voltage V C of each phase in the inverter control device according to the fifth embodiment. Is a sine wave, and the modulation rate is changed by the voltage of the AC power supply 11. FIG. 8 shows the case where the power supply voltage of the AC power supply 11 is low, and the modulation rate is 1.1. FIG. 9 shows the case where the AC power supply 11 has a normal voltage value and the modulation rate is 1. Each of FIGS. 8 and 9 (a)
7A shows a waveform example when the voltage applied to the motor 16 is high, and FIG. 7B shows a waveform example when the voltage applied to the motor 16 is low. As in the other embodiments, the applied voltage control is performed on the electric motor 16 by controlling the DC voltage E, and the modulation rate is fixed with respect to the applied voltage.
【００３１】このように、本実施の形態５では、交流電
源１１の電源電圧が通常時には変調率を１にして電動機
１６にかかる電圧は正弦波とし、交流電源１１の電源電
圧の低下時には変調率を１より大きくして台形波にする
ことにより電圧を上げるという制御をする。このことに
よって、電動機１６にかかる電圧を、漏れ電流に関して
も効率に関しても最適に制御することができる。As described above, in the fifth embodiment, when the power supply voltage of the AC power supply 11 is normal, the modulation factor is 1 and the voltage applied to the motor 16 is a sine wave. Is controlled to increase the voltage by making the value larger than 1 to form a trapezoidal wave. As a result, the voltage applied to the motor 16 can be optimally controlled with respect to both leakage current and efficiency.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、電動機への印加電圧を変化させる際には、コン
バータ部で直流電圧を変化させる制御をして、インバー
タ部でのＰＷＭ変調率を一定にすることにより、従来制
御での変調率を低くすることによって発生していた漏れ
電流を低減することができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, when changing the voltage applied to the motor, the converter controls the DC voltage to change, and the inverter controls the DC voltage. By keeping the PWM modulation rate constant, it is possible to reduce the leakage current generated by lowering the modulation rate in the conventional control.
【００３３】請求項２に記載の発明によれば、変調率を
１以上の一定値に設定し、その変調率を１以上の大きい
値にしていくほど、漏洩電流を低減することができる。
請求項３に記載の発明によれば、変調率が１以下では、
正弦波等の信号波が一周期中の全時点においてキャリア
周波数波形と交差してＰＷＭ変調することができ、信号
波の波形を完全に電動機に印加することができるので、
変調率を１にすることによって、信号波を完全にＰＷＭ
変調して、さらに漏れ電流を低減することもできる。According to the second aspect of the present invention, the leakage current can be reduced by setting the modulation rate to a constant value of 1 or more and increasing the modulation rate to a value of 1 or more.
According to the invention described in claim 3, when the modulation rate is 1 or less,
Since a signal wave such as a sine wave crosses the carrier frequency waveform at all times during one cycle and can be PWM-modulated, and the waveform of the signal wave can be completely applied to the motor,
By setting the modulation factor to 1, the signal wave is completely PWM
Modulation can be used to further reduce leakage current.
【００３４】請求項４に記載の発明によれば、変調率
を、交流電源の電圧値が高い場合は１とし、低い場合は
１より大きな値とし、電動機の印加電圧の変化に対して
は一定値に保つことにより、入力電圧が低い場合には、
変調率を１より大きくすることによって電圧を上げ、電
動機を回転させる電圧を得る制御ができる。請求項５に
記載の発明によれば、電動機を空気調和機の圧縮機駆動
用に適用することにより、圧縮機の冷媒を経由して流れ
る漏れ電流を低減することができる。According to the fourth aspect of the present invention, the modulation factor is set to 1 when the voltage value of the AC power supply is high, is set to a value larger than 1 when the voltage value is low, and is constant with respect to a change in the voltage applied to the motor. If the input voltage is low,
By setting the modulation factor to be larger than 1, the voltage can be increased, and control for obtaining a voltage for rotating the motor can be performed. According to the fifth aspect of the invention, by applying the electric motor for driving the compressor of the air conditioner, it is possible to reduce the leakage current flowing through the refrigerant of the compressor.
【００３５】以上のように、電動機への印加電圧を制御
するために、直流電圧可変のコンバータを用いて制御す
るものであり、コンバータ部からインバータ部への直流
入力電圧を電動機への印加電圧に比例して変化させ、Ｐ
ＷＭ方式による変調率は、電動機への印加電圧の変動に
関わらず、高い値で一定値とすることができる。そのた
め、変調率を高い値で一定に設定して、電動機の中性点
電圧を低く保つことができ、電動機に低い電圧を印加す
る場合にも、漏れ電流を低減することができる。As described above, in order to control the voltage applied to the motor, the control is performed using a DC voltage variable converter. The DC input voltage from the converter section to the inverter section is converted to the voltage applied to the motor. Change proportionally, P
The modulation rate by the WM method can be a high value and a constant value irrespective of the fluctuation of the voltage applied to the electric motor. Therefore, by setting the modulation factor to a constant value at a high value, the neutral point voltage of the motor can be kept low, and the leakage current can be reduced even when a low voltage is applied to the motor.
【図１】本発明の実施の形態のインバータ制御装置の構
成を示す回路ブロック図FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of an inverter control device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態１のインバータ制御装置の
動作を示す波形図FIG. 2 is a waveform chart showing an operation of the inverter control device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態２のインバータ制御装置の
動作を示す波形図FIG. 3 is a waveform chart showing an operation of the inverter control device according to the second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の形態３のインバータ制御装置の
動作を示す波形図FIG. 4 is a waveform chart showing an operation of the inverter control device according to the third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施の形態４のインバータ制御装置に
おける変調率＝１．１の場合の動作を示す波形図FIG. 5 is a waveform chart showing an operation of the inverter control device according to the fourth embodiment of the present invention when the modulation factor is 1.1.
【図６】同実施の形態４のインバータ制御装置における
変調率＝２．０の場合の動作を示す波形図FIG. 6 is a waveform chart showing an operation when the modulation factor is 2.0 in the inverter control device of the fourth embodiment.
【図７】同実施の形態４のインバータ制御装置における
変調率＝∞の場合の動作を示す波形図FIG. 7 is a waveform chart showing an operation in the case where the modulation factor = ∞ in the inverter control device of the fourth embodiment.
【図８】本発明の実施の形態５のインバータ制御装置に
おける電源電圧が低い場合の動作を示す波形図FIG. 8 is a waveform chart showing an operation when the power supply voltage is low in the inverter control device according to the fifth embodiment of the present invention.
【図９】同実施の形態５のインバータ制御装置における
電源電圧が通常の場合の動作を示す波形図FIG. 9 is a waveform chart showing an operation when the power supply voltage is normal in the inverter control device of the fifth embodiment.
【図１０】従来のインバータ制御装置の構成を示す回路
ブロック図FIG. 10 is a circuit block diagram showing a configuration of a conventional inverter control device.
【図１１】同従来例のインバータ制御装置における電圧
制御の概念図FIG. 11 is a conceptual diagram of voltage control in the conventional inverter control device.
【図１２】同従来例のインバータ制御装置の電圧制御に
おける波形図FIG. 12 is a waveform chart in voltage control of the inverter control device of the conventional example.
【図１３】同従来例のインバータ制御装置におけるイン
バータ部の等価回路図FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of an inverter unit in the conventional inverter control device.
【図１４】同従来例のインバータ制御装置による電動機
の中性点電圧の波形図FIG. 14 is a waveform diagram of the neutral point voltage of the motor by the inverter control device of the conventional example.
【図１５】本発明の実施の形態のインバータ制御装置に
おける電圧制御の概念図FIG. 15 is a conceptual diagram of voltage control in the inverter control device according to the embodiment of the present invention.
１１ 交流電源 １２ コンバータ部 １３ インバータ部 １４ スイッチング素子駆動回路部 １５ マイコン １６ 電動機 １７ 直流電圧制御回路部 Ｈ８ ＰＷＭ変調する前の信号波形 Ｈ９ キャリア周波数を生成する三角波の信号波形 Ｈ１０ 電動機への印加電圧の１相分の信号波形 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 AC power supply 12 Converter part 13 Inverter part 14 Switching element drive circuit part 15 Microcomputer 16 Motor 17 DC voltage control circuit part H8 Signal waveform before PWM modulation H9 Triangular wave signal waveform which generates carrier frequency H10 Applied voltage to electric motor Signal waveform for one phase
Claims (5)
変換し、その直流電圧値が可変制御されるコンバータ部
と、前記コンバータ部からの直流電圧をパルス幅変調方
式により交流に変換して前記電動機に印加するインバー
タ部とを備えたインバータ制御装置において、前記電動
機に印加する交流電圧値の制御を前記コンバータ部での
前記直流電圧値の可変制御により行い、前記インバータ
部でのパルス幅変調時の変調率は一定にするよう構成し
たことを特徴とするインバータ制御装置。1. An AC power source, which is a power source of an electric motor, is converted into DC, a DC voltage value of the converter is variably controlled, and a DC voltage from the converter is converted into AC by a pulse width modulation method. In the inverter control device including an inverter unit applied to the motor, control of an AC voltage value applied to the motor is performed by variable control of the DC voltage value in the converter unit, and pulse width modulation in the inverter unit is performed. An inverter control device characterized in that a modulation rate at the time is made constant.
変調率を１以上の一定値にするよう構成したことを特徴
とする請求項１記載のインバータ制御装置。2. The inverter control device according to claim 1, wherein the inverter unit is configured to set a modulation rate at the time of pulse width modulation to a constant value of 1 or more.
変調率を１にするよう構成したことを特徴とする請求項
１記載のインバータ制御装置。3. The inverter control device according to claim 1, wherein the inverter unit is configured to set the modulation factor at the time of pulse width modulation to 1.
変調率を交流電源の電圧値が高い場合は１で低い場合は
１以上とし、前記変調率を電動機に印加する交流電圧値
の変化に対しては一定値にするよう構成したことを特徴
とする請求項１記載のインバータ制御装置。4. An inverter unit according to claim 1, wherein the modulation rate at the time of pulse width modulation is 1 when the voltage value of the AC power supply is high, and 1 or more when the voltage value is low, and the modulation rate is used to change the AC voltage value applied to the motor. The inverter control device according to claim 1, wherein the inverter control device is configured to have a constant value.
動機を制御するよう構成したことを特徴とする請求項１
から請求項４のいずれかに記載のインバータ制御装置。5. The air conditioner according to claim 1, wherein a motor for driving a compressor of the air conditioner is controlled.
The inverter control device according to any one of claims 1 to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11177565A JP2001016860A (en) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | Inverter controller |
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| JP11177565A JP2001016860A (en) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | Inverter controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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1999
- 1999-06-24 JP JP11177565A patent/JP2001016860A/en active Pending
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