JP2001145360A

JP2001145360A - 力率改善回路，モータ制御装置及び空調機

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Publication number: JP2001145360A
Application number: JP32501499A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Notohara; 保夫能登原; Yukio Kawabata; 幸雄川端; Kazuo Tawara; 和雄田原; Makoto Ishii; 誠石井; Yuhachi Takakura; 雄八高倉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】全波整流回路でも倍電圧整流回路でも電源力率
の改善や直流電圧制御ができる整流回路構成を提供する
こと。【解決手段】交流を直流に変換する整流回路と、前記交
流電源をインダクタンスを介して短絡し、前記インダク
タンスのエネルギー蓄積効果を利用して直流電圧の増減
と入力電流の波形制御を行うスイッチング素子と、前記
整流回路構成を全波整流と倍電圧整流のどちらかに切り
替える切替スイッチと、前記整流回路の出力整流電圧を
平滑する平滑回路と、前記平滑回路が前記スイッチング
素子のオン時に前記スイッチング素子を介して短絡する
のを防止する逆流防止素子と、前記スイッチング素子の
スイッチング動作を用いて前記交流電源からの入力電流
波形を前記交流電源電圧に関連して制御する力率改善制
御回路を備えた全波／倍電圧切替力率改善回路とするこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力電流を正弦波
状に制御し力率の改善と高調波電流ひずみ抑制を行いな
がらモータの回転数を所望の回転数に制御するモータ制
御装置及び、前記モータ制御装置を用いて圧縮機駆動用
モータを駆動し室内の空気調和を行う空調機もしくは冷
蔵庫に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、交流電源を整流して直流電源に変
換する整流回路にあって、昇圧チョッパ回路を用い入力
電流を正弦波状に制御し電源力率を改善する回路は、特
開昭56−150972号公報や特開昭59−198873号公報や特開
昭57−3579号公報記載の方式など多数発表されている。
特開昭56−150972号公報と特開昭59−198873号公報は全
波整流回路の場合、特開昭57−3579号公報は倍電圧整流
回路の場合である。上記記載の方式は昇圧機能を有し、
電源力率の改善と同時に直流電圧を整流電圧以上に昇圧
制御が可能である。

【０００３】また、全波整流回路と倍電圧整流回路を切
替スイッチで切り替え、電源力率の改善及び昇圧機能を
有する方式として、特開平3−65056号公報や特開昭58−
207870号公報記載の方式がある。本方式は全波整流時は
昇圧動作を行い、電源力率の改善と同時に直流電圧を整
流電圧以上に昇圧制御が可能である。

【０００４】さらに、整流回路の出力側にインバータ回
路及びモータを接続し、全波整流回路と倍電圧整流回路
を切り替えてモータを制御する方式として、特開平10−
174442号公報，特開平8−228487号公報，特開平6−1135
48号公報，特開平9−271191号公報，特開平9−182457
号公報等記載のものがある。本方式はモータの回転数指
令等に応じて全波整流と倍電圧整流を切り替えるもので
ある。

【０００５】また、整流方式は全波整流回路であるが、
昇圧を行い直流電圧を制御してモータの回転数制御を行
う方式として、特開昭61−10968号公報や特開昭59−198
897号公報や特開昭59−181973号公報記載の方式があ
る。本方式は、低速時はモータ駆動回路を用いたＰＷＭ
（Pulse Width Modulation）制御によりモータの速度制
御を行い、高速時は電源回路の直流電圧制御を用いてモ
ータの速度制御を行うＰＡＭ(Pulse Amplitude Modulat
ion)制御により速度制御を行っている。また、ＰＡＭ制
御に切り替わった場合、モータ駆動回路の通流率を１０
０％に変更する場合や切り替わり時点の通流率を維持す
る方式や、決まった通流率パターンに設定する方式があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方式では、全
波整流回路と倍電圧整流回路の個別の回路構成では、昇
圧機能を有し、電源力率の改善と同時に直流電圧の制御
が可能であるが、切替スイッチを設けてもどちらの整流
回路構成でも昇圧機能を有し、電源力率の改善と同時に
直流電圧の制御ができる回路構成ではない。

【０００７】また、切替スイッチを設けて全波整流回路
と倍電圧整流回路を切り替えられる方式とした場合、全
波整流回路時は電源力率の改善や直流電圧の制御が可能
であるが、倍電圧整流時は電源力率の改善や直流電圧の
制御ができない。

【０００８】言い換えれば、全波整流回路でも倍電圧整
流回路でも電源力率の改善や直流電圧の制御ができる回
路構成はない。

【０００９】次に、整流回路の出力側にインバータ回路
及びモータを接続し、全波整流回路と倍電圧整流回路を
切り替えてモータを制御する方式では、整流回路構成の
切り替え時に直流電圧の変動がありモータの回転数制御
に支障を来す可能性がある。また、上記従来技術の全波
整流回路と倍電圧整流回路の切替方式の全波整流回路時
に上記昇圧機能を有する整流回路を使用した場合、切り
替え時の直流電圧の変動は避けられるが、倍電圧整流時
は直流電圧制御ができないため、負荷の状態により直流
電圧が低下しモータの高出力化が困難である。

【００１０】ここで、上記従来技術の昇圧動作が可能な
全波整流回路及び倍電圧整流回路を別々に設ける方法も
あるが、回路規模が増加し実用的ではない。

【００１１】また高出力化を計れる方法として、モータ
制御法にＰＷＭ制御とＰＡＭ制御を用いる方式がある
が、全波整流回路を用いているため、高出力時に整流回
路の損失が増加しシステム効率が低下する可能性があ
る。

【００１２】本発明の目的は、全波整流回路でも倍電圧
整流回路でも電源力率の改善や直流電圧制御ができる整
流回路を提供することにある。また、本回路をモータ制
御に適用し、高力率で高効率で高出力化が容易なモータ
制御装置を提供することにある。また、高効率で高出力
化が容易な空調機や冷蔵庫を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、交流電
源からの交流を直流に変換する整流回路と、前記交流電
源からの交流をインダクタンスを介して短絡し、前記イ
ンダクタンスのエネルギー蓄積効果を利用して直流電圧
の増減と入力電流の波形制御を行うスイッチング部と、
前記整流回路構成を全波整流と倍電圧整流のどちらかに
切り替える切替スイッチと、前記整流回路の出力整流電
圧を平滑する平滑回路と、前記平滑回路が前記スイッチ
ング部のオン時に前記スイッチング部を介して短絡する
のを防止する逆流防止部と、前記スイッチング部のスイ
ッチング動作を用いて前記交流電源からの入力電流波形
を前記交流電源電圧に関連して制御する力率改善制御回
路を備えた全波／倍電圧切替力率改善回路とすることに
より達成できる。

【００１４】また、本発明の他の特徴は、前記平滑回路
の出力に接続されたパルス幅変調制御可能なインバータ
回路と、前記インバータ回路の出力側に接続されたモー
タと、前記モータに対する速度指令と前記モータの速度
検出信号から前記モータの速度を制御する制御装置を備
え、前記制御装置は前記インバータ回路のパルス幅変調
制御を行う機能と、前記スイッチング部の断続動作を制
御することにより前記平滑回路の出力直流電圧の大きさ
を制御する機能と前記交流電源電圧と関連して制御する
ことにより前記入力電流の波形を制御する機能を持ち、
前記モータの速度指令と速度検出信号とに応じて、前記
スイッチング部の断続動作制御及び前記インバータ回路
のパルス幅変調制御を行うモータ制御装置とすることに
より達成できる。スイッチング部は、例えば、その機能
を果たす一つまたは複数のスイッチング素子を有する。
逆流防止部は、例えば、その機能を果たす一つまたは複
数の逆流防止素子を有する。

【００１５】また、本発明のさらに他の特徴は、このモ
ータ制御装置を圧縮機へ用いることにより、空調機や冷
蔵庫などの電気機器の性能向上が可能となることであ
る。

【００１６】本願発明は、上記に限定されるものではな
く、以下の説明で更に明らかにされる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例を図
１から図６を用いて説明する。

【００１８】図１は、本発明に係る第１の実施例の力率
改善回路の全体構成図である。本力率改善回路は、交流
電源１からの交流を直流に変換する整流ダイオード３，
４，６，７を有する整流回路１６と、前記交流電源から
の交流をインダクタンス２を介して短絡し、前記インダ
クタンス（リアクトルとも称す。）２のエネルギー蓄積
効果を利用して直流電圧の増減と入力電流の波形制御を
行うスイッチング素子７，８と、前記整流回路構成を全
波整流と倍電圧整流のどちらかに切り替える切替スイッ
チ１４と、整流回路１６の出力整流電圧を平滑するコン
デンサー９，１０，１１を有する平滑回路１７と、前記
平滑回路１７が前記スイッチング素子７，８のオン時に
前記スイッチング素子を介して短絡するのを防止するダ
イオード１２と、前記スイッチング素子７，８のスイッ
チング動作を用いて前記交流電源１からの入力電流波形
を前記交流電源電圧に同期した正弦波状に制御する力率
改善制御回路２０及び、交流電源１からの入力電流を検
出する電流検出素子１５から構成されている。平滑回路
１７の出力は負荷１３へ出力される。電流検出素子１５
からの検出信号は信号線２１を介して力率改善制御回路
２０へ入力される。交流電源１に関する情報を信号線２
２を介して力率改善制御回路２０へ入力される。負荷１
３に並列に接続されたコンデンサー１１についての情報
は信号線２４を介して力率改善制御回路２０へ入力され
る。スイッチング素子７，８のスイッチング動作を制御
する信号は力率改善制御回路２０から信号線２８を介し
て伝達される。切替スイッチ１４のスイッチング動作を
制御する信号は力率改善制御回路２０から信号線２５を
介して伝達される。

【００１９】図２に、力率改善制御回路２０の内部構成
を示す。力率改善制御回路２０は外部からの直流電圧指
令２３と、前記平滑回路１７に信号線２４を介して接続
された直流電圧検出回路部１４３で直流電圧値を検出
し、その検出の出力に応じて、前記平滑回路１７の出力
直流電圧の制御と入力電流の波形制御を行っている。

【００２０】図２及び図３を用いて、入力電流の波形制
御について説明する。交流電源１の電源電圧波形を図３
（ａ）に示す。電源電圧は電源電圧検出回路部１４２に
入力され、図３（ｂ）に示す絶対値信号に変換される。
絶対値信号は、前記直流電圧指令２３と前記直流電圧値
とから演算器１４４及び直流電圧制御部１４５を介して
作成された直流電圧制御信号と乗算器１４６で乗算さ
れ、入力電流指令値として電流制御演算器１４７に出力
される。ここで、直流電圧制御部１４５は前記演算器１
４４からの直流電圧偏差信号から比例・積分制御を用い
て直流電圧制御信号を作成する回路構成である。入力電
流指令値は前記直流電圧制御信号に応じてピーク値が増
減する。図３（ｃ）に入力電流指令値を示す。前記入力
電流指令値は、前記電流検出素子１５からの出力を増
幅，絶対値化する入力電流検出回路部１４１からの電流
検出信号と電流制御演算器１４７で、上記直流電圧制御
部145同様に比例・積分制御演算され、前記スイッチン
グ素子７，８の動作信号としてＰＷＭ出力回路１４８へ
送られる。ＰＷＭ出力回路１４８は前記動作信号と三角
波を比較し、前記動作信号の値に応じたＰＷＭ信号を作
成する回路である。作成されたＰＷＭ信号はドライバ１
４９を介して前記スイッチング素子７，８を駆動する。
図３（ｄ）に入力電流波形を示す。

【００２１】上記により直流電圧の制御と入力電流の波
形制御が可能となる。本構成の場合、電源電圧波形を入
力電流制御の基準波形として用いているため、入力電流
波形は電源電圧に同期した正弦波状の電流波形となり力
率改善と高調波電流の抑制が可能である。

【００２２】図４に、全波／倍電圧切替回路１５０の動
作アルゴリズムを示す。全波／倍電圧切替回路１５０は
前記直流電圧検出値を用いて、前記切替スイッチ１４へ
の切替信号を出力する回路である。本回路は前記直流電
圧検出値Ｅｄを読み込み、直流電圧検出値Ｅｄが基準値
Ｖ１以上の場合倍電圧整流回路へ、直流電圧検出値Ｅｄ
が基準値Ｖ１未満の場合全波整流回路へ切り替える切替
信号を出力する。ここで、基準値Ｖ１としては倍電圧整
流時の整流電圧値もしくは前記整流電圧値より若干高い
値が望ましい。基準値Ｖ１を倍電圧整流時の整流電圧値
以上に設定すれば、全波整流と倍電圧整流の変更時に直
流電圧の急変動がなくスムーズな切り替えが可能とな
る。また、基準値Ｖ１を倍電圧整流時の整流電圧値より
若干高めに設定すると電源変動や負荷変動による整流電
圧値の変動が起きても対応が可能であり、効率の面から
も優位である。言い換えれば、電源変動や負荷変動を見
越して基準値Ｖ１を設定すればよい。

【００２３】図５に、上記実施例を用いたときの直流電
圧と切替スイッチの動作を時系列で示した。なお、切替
スイッチ１４は通常全波整流回路になるように初期設定
されているとする。時刻ｔ０で電源が入ったとすると直
流電圧は全波整流電圧値になる。電源電圧が１００Ｖの
場合は１４０Ｖ程度になる。時刻ｔ１で力率改善動作が
開始され昇圧動作が始まると直流電圧値は全波整流電圧
値よりも若干高めの値に制御される。ここで、力率改
善、言い換えると電流波形の制御を行うためには、本実
施例で用いている昇圧チョッパ回路構成では全波整流電
圧よりも１０Ｖ程度高めに設定する必要がある。本実施
例では１５０Ｖとする。

【００２４】力率改善回路は直流電圧を指令値通り制御
を行い、直流電圧を１５０Ｖに維持する。時刻ｔ２で負
荷１３の状態が変化し直流電圧の上昇が必要となったと
すると、直流電圧指令値が増加し、前記スイッチング素
子７，８通流率が増加し直流電圧値も増加して行く。

【００２５】時刻ｔ３で直流電圧値が設定値Ｖ１を超え
ると切替スイッチ１４が切り替わり、整流回路構成を倍
電圧整流回路構成に切り替える。切替スイッチ１４が切
り替わった瞬間に前記スイッチング素子７，８の通流率
が変化し、直流電圧を直流電圧指令値通りに制御する。
ここで、設定値Ｖ１は２９０Ｖに設定してある。この値
は電源電圧１００Ｖ時の倍電圧整流電圧２８０Ｖプラス
１０Ｖの値としている。このような値に設定しておけ
ば、直流電圧は急変動なく制御ができる。ここで、高負
荷で動作するシステムの場合は、設定値Ｖ１を２５０Ｖ
位に設定することが望ましい。

【００２６】時刻ｔ４以降では負荷１３の状態が変化し
直流電圧の降下が必要となった場合の動作を示してお
り、前記ｔ０からｔ３までの動作を反対に行っているの
で詳細は割愛する。

【００２７】時刻ｔ５では直流電圧が設定値Ｖ１を下回
ったので、整流回路構成を全波整流回路に切り替えてい
る。ここで、設定値付近での切替スイッチ１４の入り切
りが頻繁に行われないように、実際には設定値にヒステ
リシスを持たせるのが望ましい。

【００２８】図６に、全波整流力率改善回路及び倍電圧
整流力率改善回路を用いたときの入力電流に対する回路
効率を、直流電圧をパラメータにして示す。このように
回路効率は直流電圧の大きさで大きく変化する。特に直
流電圧が大きく成ればなるほど変化幅が大きくなる。モ
ータ制御など直流電圧を変更して動作する力率改善回路
の場合、高負荷になればなるほど直流電圧を増加する傾
向があり、実際の効率特性は太線で示す曲線で推移す
る。このため高負荷時（高電圧時）は回路効率が急激に
低下し、システム効率を向上できない原因となってい
る。

【００２９】そこで、図６に示す通り、回路効率が低下
してくる直流電圧値に成ったら、整流回路構成を倍電圧
整流力率改善回路にすることで回路効率の急激な低下を
抑えることができる。上記回路構成により、直流電圧が
低電圧時は全波整流形力率改善回路，高電圧時は倍電圧
形力率改善回路として動作し、全直流電圧領域で全波整
流形力率改善回路を用いた場合よりも高電圧時に回路効
率を向上できる。言い換えれば、全波整流形力率改善回
路を用いた場合、昇圧比が増加すると増加するだけスイ
ッチング損失が急増し回路効率が低下していく。通常全
波整流形力率改善回路の場合、昇圧比は２倍を超えると
損失の急増が確認できる。昇圧形の回路では昇圧比を低
減することが高効率化の重要な要素である。そこで、昇
圧比が２倍を超えるような直流電圧値になったら整流方
式を変更し、昇圧比を下げることは有効な手段である。

【００３０】また、上記実施例は直流電圧値を切替条件
としたが、これは直流電圧値に限らず、昇圧比，直流電
圧指令値，回路効率，入力電流及び負荷電流等、回路効
率が直接的，間接的に反映されている値を使用しても良
い。さらに、２種類以上の値を使用し、より的確に切り
替えを実現することもできる。

【００３１】次に図７から図９を用いて、その他の実施
例の力率改善回路を説明する。図７は前記第１の実施例
に対して、スイッチング素子７，８の接続する位置を整
流用ダイオード３，５に並列に接続し、スイッチング素
子７，８のオン時の平滑回路の短絡防止用にダイオード
１８を追加した回路構成とした。また、切替スイッチ１
４の制御を力率改善回路２００ではなく、上位のマイコ
ン３００で行っている。その他、同一符号は同一動作を
するものである。

【００３２】図８に、前記力率改善制御回路２００の回
路構成図を示す。図８における直流電圧制御及び、力率
改善制御の方法は図２に示す第１の実施例と変わりな
い。異なる所は、ＰＷＭ選択出力回路１６１と前記スイ
ッチング素子７，８を駆動するドライバ１６２，１６３
が２つあることである。ＰＷＭ選択出力回路１６１は電
源の極性を検出し、スイッチング動作を行うスイッチン
グ素子７，８を選択し、スイッチング動作を行う素子が
接続されているドライバ１６２，１６３へＰＷＭ信号を
出力している。

【００３３】図７でリアクトル２側を正とすると、電源
電圧が正の時スイッチング素子８を、電源電圧が負の時
スイッチング素子７を駆動する。ここでは図８の構成で
説明したが、電源電圧に関係なく両方のスイッチング素
子７，８を図２の構成で動作させても同じ効果が得られ
る。

【００３４】図９に、前記マイコン３００内で行われる
全波／倍電圧切替アルゴリズムを示す。図９の内容は、
図４とほぼ同じであるが、切り替えの条件に直流電圧指
令値Ｅｄ^*を使用した場合である。この場合、直流電圧
を検出していないため、実際に直流電圧が設定電圧にな
ったいるかどうかわからないため、直流電圧の変動が起
こる可能性がある。しかし、マイコンと力率改善回路が
絶縁された回路構成の場合、マイコンに直流電圧を取り
込む必要がなく回路構成が簡単になり有効な方法であ
る。また、直流電圧指令通りに制御が効かない直流電圧
制御回路を有する力率改善回路では直流電圧値よりも有
効である。

【００３５】直流電圧の急変を避けるために、切替スイ
ッチ１４を切替期間に断続動作をさせ徐々に直流電圧を
上昇もしくは降下させる動作を行えば、直流電圧の急変
も防ぐことができる。また、直流電圧指令値と直流電圧
値の両方を検出し、切替条件に反映するとより的確に切
り替えが行われる。

【００３６】次に図１０，図１１を用いて、その他の実
施例の力率改善回路を説明する。図１０は前記第１の実
施例に対して、スイッチング素子７一つを使用した回路
構成で、電源間の短絡を防止するダイオード３１，３２
がスイッチング素子７と直列に接続されている。

【００３７】図１０に、力率改善制御回路２０１の内部
構成図を示す。前述した実施例の力率改善制御回路構成
と異なる所は電源電圧波形を検出していないところであ
る。その他、同一符号は同一動作を行う。本方式は入力
電流のみを用いて入力電流を電源電圧に同期した正弦波
状に制御する方式であり、入力電流検出値に、直流電圧
制御部１４５から算出された直流電圧制御信号を乗算
し、その出力信号を最大通流率から差し引いた値を前記
スイッチング素子７の通流率として与えることにより実
現できるものである。最大通流率発生部１５０は前記Ｐ
ＷＭ出力回路148でのＰＷＭ信号で１００％に相当する
値を常に出力している。言い換えれば、一定値を出力し
ている。演算増幅器１５１は前記最大通流率発生部１５
０からの信号から前記乗算器１４６からの信号を差し引
く演算を行っている。比例・積分制御は行っていない。

【００３８】本実施例の方式を用いると制御回路構成が
簡単になり、さらに電流制御を行ってないので、力率改
善制御回路２０１のディジタル化が容易である。本回路
をディジタル化すれば、マイコン３０１と一体にした
り、前記マイコンプラスＤＳＰ化ができ全ディジタル制
御が可能である。また、スイッチング素子７が一つです
むためドライブ回路が簡単になる。マイコン３０１内で
行われる全波／倍電圧切替アルゴリズムは前記図４及び
図８で示した方法でよい。

【００３９】次に図１２に示すように、前記で説明した
実施例の力率改善回路の別の使用方法として、電源電圧
を検出し、電源電圧の大きさにより前記切替スイッチを
変更する回路構成としてもよい。本方式は例えば直流電
圧の制御範囲が３００Ｖ前後以上とすると、電源電圧が
１００Ｖの場合倍電圧整流回路構成へ、電源電圧が２０
０Ｖの場合全波整流回路構成へ切り替えることにより、
どちらの電源でも動作する力率改善回路が構成できる。
また、前記電源電圧を直接検出したり、スイッチング動
作停止時の直流電圧値より推定することで自動で切り替
えを行うことも可能である。即ち、図１２に示すよう
に、電源電圧Ｖｓを読み込み、電源電圧Ｖｓが１００Ｖ
の場合は倍電圧整流回路構成に切り替え、電源電圧Ｖｓ
が１００Ｖでない場合は全波整流回路構成へ切り替えを
行う。

【００４０】次に図１３から図２１を用いて、前記実施
例の力率改善回路とモータの回転数制御するインバータ
回路を接続したモータ駆動装置の実施例を説明する。

【００４１】図１３に、空調機（エアコンとも称す
る。）への応用を示し、エアコン用圧縮機を負荷とする
モータ駆動装置の回路構成を示す。本装置は、前記で述
べた力率改善回路にエアコン用の圧縮機８０を駆動する
モータ６０と、モータ６０の制御をするインバータ回路
５０，前記モータ６０の回転子の磁極位置を端子電圧よ
り検出する位置検出回路７０及び、力率改善回路とイン
バータ回路を使ってモータの速度制御を行うマイコン３
０２より構成されている。

【００４２】力率改善制御回路２０２は前記第１の実施
例記載の内容と同様の動作を行うものである。但し、切
替スイッチ１４の制御部分は前記マイコン３０２で行う
ものとする。前記モータ６０は３相４極のブラシレスモ
ータであり、前記インバータ回路５０は前記モータ６０
を１２０度通電制御を行う。位置検出回路７０は前記イ
ンバータ回路５０の通電していない相の端子電圧から前
記モータ６０の回転子位置を検出する回路構成となって
いる。インバータ回路５０は前記マイコン302からの各
素子を駆動するドライブ信号に応じて動作するＩＧＢＴ
モジュールである。

【００４３】マイコン３０２は前記位置検出回路７０か
らの位置検出信号により前記モータ６０の回転数を算出
し、前記モータ６０の速度制御を、前記インバータ回路
５０の通流率を制御するＰＷＭ制御と前記力率改善制御
回路２０２の直流電圧制御で行う処理を備えたマイクロ
コンピュータである。

【００４４】図１４に、前記マイコン３０２で行われる
処理のフローチャートを示す。メイン処理では初期設定
処理を行った後に、前記位置検出回路７０からの位置検
出信号の時間間隔から前記モータ６０の回転数を演算す
る速度演算処理，前記モータ６０が回転しているかどう
かを判定し前記力率改善回路を動作するかを判定するコ
ンバータ動作判定処理，前記速度演算処理で得られた回
転数と外部からの回転数指令より前記インバータ回路５
０の通流率及び前記力率改善制御回路２０２への直流電
圧指令を算出する速度制御処理、外部からの停止信号も
しくは何らかの異常を見知して前記モータ６０の回転動
作を停止する停止処理を行う。前記記載の外部とはエア
コンの場合、室内機に相当する。室内機からはモータの
起動信号及び回転数指令値が常時マイコン３０２へ送ら
れている。コンバータ動作判定処理はモータの起動／停
止だけでなく入力電流等を用い入力電力がある程度以上
ある時に動作するように設定しても良い。割り込み処理
としては、前記位置検出回路７０からの位置検出信号に
より通電する相を切り替えるドライブ信号を作成し、Ｐ
ＷＭ信号として出力するドライブ信号処理を行ってい
る。ドライブ信号には前記速度制御処理で算出された通
流率が反映されている。上記処理を繰り返し行うことに
よりモータの速度制御が可能となる。

【００４５】図１５を、前記速度制御処理の内容につい
て用いて簡単に説明する。速度制御処理は外部からの回
転数指令と前記位置検出回路７０からの位置検出信号よ
り算出した回転数から回転数偏差を求め、比例・積分制
御を用いて前記インバータ回路５０へのインバータ通流
率指令もしくは前記力率改善制御回路２０２への直流電
圧指令を算出している。低速領域では前記比例・積分制
御の出力はインバータ通流率指令として送られ、直流電
圧指令は予め設定された最低直流電圧指令値が出力され
る。反対に、高速領域では前記比例・積分制御の出力は
直流電圧指令値として送られ、インバータ通流率指令値
は予め設定されている最大通流率値が出力される。上記
低速領域と高速領域の切り替えは、インバータ通流率と
直流電圧値を用いて行っている。低速領域から高速領域
へはモータの加速が必要でインバータ通流率が最大通流
率に成った時、高速領域から低速領域へはモータの減速
が必要で直流電圧値が最低直流電圧値に成った時であ
る。

【００４６】図１６に、上記実施例を用いた場合の動作
状態を示す。図１６は負荷一定の条件での回転数に対す
る、インバータ通流率，直流電圧値，速度制御の状態，
整流回路構成及び、総合効率を示した。通流率及び直流
電圧は上記で述べた通り、低速領域では直流電圧は一定
で通流率が変化し、高速領域では通流率が一定で直流電
圧が変化しモータの回転数制御を行っている。言い換え
れば低速領域はインバータによるＰＷＭ制御、高速領域
は力率改善回路によるＰＡＭ制御を行っている。ここで
は、直流電圧が設定値Ｖ１を超えたところで整流回路構
成を全波整流回路から倍電圧整流回路へ切り替えてい
る。整流回路構成を切り替えたことで昇圧比が減少し、
従来方式、言い換えれば全波整流回路のまま直流電圧を
上昇させるよりも力率改善回路の損失が低下するため、
総合効率として効率が向上する。ここで、モータ効率及
びインバータ回路効率は直流電圧値が同じであるため、
変化はなく低速領域でも同じ効率を維持する。

【００４７】図１７に、インバータの通流率と直流電圧
の両方を変更する速度制御処理の構成を示す。図１５で
は、インバータ通流率指令と直流電圧指令値を切り替え
て行っていたが、図１７はどちらの値も変化させモータ
の回転数制御を行うものである。

【００４８】図１７は、回転数偏差から比例・積分制御
によりインバータ通流率指令値を算出し、その通流率指
令値の値に応じて直流電圧指令値を演算する方式であ
る。簡単に説明すると、インバータの通流率指令値が設
定された値になったら直流電圧指令値をワンステップ増
減するものである。これにより、直流電圧は階段状に制
御される。但し、直流電圧の増減幅を細かくすれば前記
方式と同じように直流電圧をリニアに制御できる。

【００４９】図１８に、本方式を用いた場合の動作状態
を示す。直流電圧は階段状になり、通流率は鋸波状にな
る。整流回路構成の切り替えは直流電圧指令値が設定値
Ｖ１を超えたところで行っている。上記実施例ではモー
タの回転数の状態が反映されている直流電圧及び直流電
圧指令で説明したが、モータの負荷状態がわかる直流電
流値，入力電流値及び通流率，回転数の状態がわかる昇
圧比や回転数指令及び回転数等を用い、また併用しても
良い。

【００５０】図１９，図２０に、上記実施例以外の速度
制御処理の方法を示す。図１９は直流電圧指令を回転数
指令から算出する方式、図２０は回転数指令値とインバ
ータ通流率指令値から算出する方式である。図１９の場
合、回転数指令を用いているためモータ負荷の状態に関
係なく直流電圧の制御が行え、回転数指令に対してリニ
アに直流電圧指令を変更すれば図１４と同様の制御が行
える。但し高負荷時にはモータの負荷状態がわからない
ため、回転数制御ができなくなる可能性がある。そのた
め、直流電圧指令値の演算の設定が難しい。

【００５１】図２０の場合は、図１９の場合の直流電圧
指令値の演算の設定を容易にするために、インバータの
通流率の情報を追加した方式である。この場合、通常は
回転数指令値で直流電圧指令値を変化させ、通流率が最
大値に近づいた時に更に直流電圧指令値を変更すること
により、高負荷時の回転数が制御を容易にしている。以
上、本発明の実施例の力率改善回路とインバータ回路を
組み合わせたモータ制御装置について述べたが、図２１
を用いてもう一度本実施例の利点を説明しておく。

【００５２】図２１は、回転数に対する回路効率，モー
タ効率及び、総合効率を示したものである。図２１も負
荷一定の条件である。図２１（ａ）は全波整流回路構成
の力率改善回路を用いた場合の効率特性である。細線は
モータ設計点を本装置の最大回転数値で設計した場合、
太線はモータ設計点を本装置が常時使用する低速領域で
設計した場合である。細線を高速回転定格モータ，太線
を低速回転定格モータと呼ぶ。モータの速度制御法は図
１５に示した方式である。

【００５３】従来方式では低速から高速までまんべんな
く効率特性がでるように設計されている。低速回転定格
モータでは、常時使用される低速領域で設計されている
ため、モータ効率，回路効率とも低速領域で向上する。
しかし、高速領域では反対に直流電圧を高速回転定格モ
ータ以上に上昇させることが必要となるため、回路効率
が急激に低下してしまう。このため、総合効率は低速領
域では向上するが高速領域で低下する特性となる。エア
コン等常時使用する低速領域で効率が良いのは年間電気
代等を低減するのに良い結果であるが、高速領域で効率
が低下してしまっては最大能力の低下につながり省エネ
と高出力を両立できない。そのためモータの設計点は両
方を満足する値に設定されている。

【００５４】図２１（ｂ）では、細線に図２１（ａ）で
示した低速回転定格モータ、太線に低速回転定格モータ
の力率改善回路を本発明の方式に変更した場合を示す。
以後、太線を発明方式と呼ぶ。モータ効率自体は変化が
ないが、発明方式では回路効率の高速領域での低下がな
くなるため、総合効率は低速領域から高速領域まで従来
方式に比べて向上する。発明方式を用いることにより、
常時使用する低速領域では効率を大幅に向上でき、高出
力が必要な高速領域では効率の低下を抑えることがで
き、省エネと高出力を両立できるモータ制御装置を実現
できる。よって、本装置をエアコンや冷蔵庫の圧縮機駆
動に適用すれば、年間電気代が少なく、高暖房能力もし
くは急速冷凍が可能な製品となる。すなわち、前記モー
タを通常使用する回転数域で設計し、高出力が必要なと
きに前記切替スイッチで倍電圧整流に切り替え高速回転
を得ることにより、高効率と高出力を両立できる。ま
た、空調機もしくは冷蔵庫において、高出力が必要なと
きに前記切替スイッチで倍電圧整流に切り替えることが
望ましい。また、この圧縮機駆動用モータの駆動装置を
適用した空調機もしくは冷蔵庫では、空調機もしくは冷
蔵庫が必要とする定格回転数付近で前記モータを設計す
るが可能となる。高出力が必要場合は、整流回路の構成
を切り替えて倍電圧整流を行えば良いし、定格回転で十
分な場合は、整流回路の構成を切り替えて全波整流を行
えば良い。

【００５５】上記実施例は、高負荷時に回路効率を向上
させるために整流回路構成の切り替えを行ったが、モー
タ起動時に整流回路構成の切り替えを行いモータの起動
を安定させることもできる。

【００５６】図２２，図２３に、モータ起動時のアルゴ
リズム及び直流電圧の状態を示す。図２２は、モータ起
動時のアルゴリズムである。今までは初期値は全波整流
回路状態を前提に説明したが、図２２の方式は最初に電
源電圧を検出（直流電圧Ｅｄ読み込み）し、整流回路構
成を決定する。電源電圧が低電圧（図２２では、例とし
て１００Ｖ）の時は倍電圧整流回路とする。反対に高電
圧（図２２では、例として１００Ｖでない場合、例えば
２００Ｖ）の場合は全波整流回路とする。このようにす
ると、直流電圧値はほぼ一定の２８０Ｖを維持できるた
め、モータの起動はいつでも同じ直流電圧値となり起動
が安定する。また、起動トルクが大きくても直流電圧が
高い分、確実な起動が可能となる。

【００５７】整流回路構成を確定した後モータを起動
し、ある程度モータが回転してから実際に、力率改善回
路の動作を始める。この時、電源電圧が低電圧の場合は
全波整流回路に切り替える。高電圧の場合はそのまま全
波整流回路状態である。その後は前記実施例で説明した
ように速度制御を行う。

【００５８】図２３に、上記アルゴリズムを行ったとき
の直流電圧の動きを示す。時刻ｔ０で電源が入ると、直
流電圧値を検出し電源電圧を判定する。この場合は電源
電圧１００Ｖを想定しているので全波整流回路構成から
倍電圧整流回路構成へ時刻ｔ１で切り替わる。

【００５９】直流電圧が２８０Ｖに安定した時刻ｔ２で
モータが起動され、ある程度回転して入力電力が増加し
た時刻ｔ３で全波整流回路に切り替えると同時に、スイ
ッチングが行われ、直流電圧を徐々に下げていく直流電
圧制御が行われる。

【００６０】その後、時刻ｔ４で所定の直流電圧値に落
ち着く。時刻ｔ４以降で回転数を急激に上昇する指令が
入ると、直流電圧を上昇させ、時刻ｔ５で設置値Ｖ１を
超えたので倍電圧整流回路に切り替える。以上のような
制御を行うことにより、モータ起動を確実にしかも安定
に制御できる。

【００６１】次に図２４から図２８に、本発明の別の実
施例の力率改善回路構成例を列挙する。ほとんど回路構
成は図１と同じであるが、スイッチング素子の接続の形
態が異なる。また、図１に示す力率改善制御回路２０及
び接続線は省略してある。

【００６２】図２４は、図１と比較して、負荷１３に接
続される整流ダイオード３，４，５，６と並列に接続さ
れた別の整流ダイオード３及び５４及び６と並列にスイ
ッチング素子７を接続している。逆流防止ダイオード１
２を省略できる。

【００６３】図２５は、図１と比較して、スイッチング
素子７とスイッチング素子８が直列に接続している点で
異なる。接続が簡略化できる。

【００６４】図２６に示す回路構成は、図１と比較し
て、スイッチング素子７とスイッチング素子８が逆並列
に接続している点で異なる。逆流防止用の逆流防止ダイ
オード１２を整流ダイオードで代用できるため、部品点
数が減り安価で高効率化が可能である。

【００６５】図２７に示す回路構成は、図１と比較し
て、スイッチング素子７を整流回路１６の出力と並列に
接続している点で異なる。逆流防止ダイオード１２に加
えて逆流防止ダイオード１８がコンデンサー９側に設け
られいる点が異なる。スイッチング素子８を省略できる図２８に示す回路構成は、図１と比較して、スイッチン
グ素子７を整流ダイオード３，４側に、スイッチング素
子８を整流ダイオード５，６側に設けている点で異な
る。図１に比較して接続が簡略化できる。

【００６６】また、図２４から図２８において、切替ス
イッチ１４はトライアック等双方向に導通状態が確保で
きる半導体素子，機械的な接点を持つスイッチ等、電流
の遮断及び導通を制御できるものであれば良い。スイッ
チング素子を両方向に接続した方式でも良い。上記回路
構成及び部品は利用形態により異なる。

【００６７】本明細書では、全波整流回路でも倍電圧整
流回路でも電源力率の改善や直流電圧制御ができる整流
回路構成について記載している。また、本回路をモータ
制御に適用し、高力率で高効率で高出力化が容易なモー
タ制御装置を提供することについて記載している。ま
た、交流電源からの交流を直流に変換する整流回路と、
前記交流電源からの交流をインダクタンスを介して短絡
し、前記インダクタンスのエネルギー蓄積効果を利用し
て直流電圧の増減と入力電流の波形制御を行うスイッチ
ング素子と、前記整流回路構成を全波整流と倍電圧整流
のどちらかに切り替える切替スイッチと、前記整流回路
の出力整流電圧を平滑する平滑回路と、前記平滑回路が
前記スイッチング素子のオン時に前記スイッチング素子
を介して短絡するのを防止する逆流防止素子と、前記ス
イッチング素子のスイッチング動作を用いて前記交流電
源からの交流の入力電流波形を前記交流電源電圧に関連
して制御する力率改善制御回路を備えた全波／倍電圧切
替力率改善回路とすることについて記載している。ま
た、前記平滑回路の出力に接続されたパルス幅変調制御
可能なインバータ回路と、前記インバータ回路の出力側
に接続されたモータと、前記モータに対する速度指令と
前記モータの速度検出信号から前記モータの速度を制御
する制御装置を備え、前記制御装置は前記インバータ回
路のパルス幅変調制御を行う機能と、前記スイッチング
素子の断続動作を制御することにより前記平滑回路の出
力直流電圧の大きさを制御する機能と前記交流電源電圧
と関連して制御することにより前記入力電流の波形を制
御する機能を持ち、前記モータの速度指令と速度検出信
号とに応じて、前記スイッチング素子の断続動作制御及
び前記インバータ回路のパルス幅変調制御を行うモータ
制御装置とすることにより達成できる。ＰＷＭ制御とＰ
ＡＭ制御の切り替えを回転数やモータ印加電圧などで行
うモータ駆動装置において、切り替え時のモータ速度急
変などの切替ショックを防止すると同時に切り替え時の
速度制御を安定化させ、常に最大効率で運転が可能なモ
ータ駆動装置を提供することについて記載している。

【００６８】以上によれば、全波整流回路構成の力率改
善回路と倍電圧整流回路構成の力率改善回路を切替スイ
ッチで切り替えることができ、整流回路構成を直流電圧
や昇圧比等により切り替えることにより効率の良い運転
状態を保つことができる。また、整流回路構成を、電源
電圧の値により切り替えることにより、電源の共用化及
び直流電圧の安定制御が可能となる。更に、本力率改善
回路をモータ制御に適用することにより、低速から高速
まで運転範囲の広い制御装置においても、高効率と高出
力を両立するモータ制御装置を実現できる。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、全波整流回路でも倍電
圧整流回路でも電源力率の改善や直流電圧制御ができる
整流回路構成を提供できる。また、本整流回路構成をモ
ータ制御に適用し、高力率で高効率で高出力化が容易な
モータ制御装置を提供できる。また、高効率で高出力化
が容易な空調機や冷蔵庫を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る力率改善回路の構
成図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る力率改善制御回路
構成図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る力率改善動作説明
図である。

【図４】本発明の第１の実施例に係る全波／倍電圧切替
制御フローである。

【図５】本発明の第１の実施例に係る力率改善動作説明
図である。

【図６】本発明の第１の実施例に係る効率特性である。

【図７】本発明のその他の実施例に係る力率改善回路の
構成図である。

【図８】本発明のその他の実施例に係る力率改善制御回
路構成図である。

【図９】本発明のその他の実施例に係る全波／倍電圧切
替制御フローである。

【図１０】本発明のその他の実施例に係る力率改善回路
の構成図である。

【図１１】本発明のその他の実施例に係る力率改善制御
回路構成図である。

【図１２】本発明のその他の実施例に係る整流回路構成
切替フローである。

【図１３】本発明のその他の実施例に係るモータ制御装
置の構成図である。

【図１４】本発明のその他の実施例に係るモータ制御メ
イン処理である。

【図１５】本発明のその他の実施例に係る速度制御処理
構成図である。

【図１６】本発明のその他の実施例に係る動作説明図で
ある。

【図１７】本発明のその他の実施例に係る速度制御処理
構成図である。

【図１８】本発明のその他の実施例に係る動作説明図で
ある。

【図１９】本発明のその他の実施例に係る速度制御処理
構成図である。

【図２０】本発明のその他の実施例に係る速度制御処理
構成図である。

【図２１】本発明のその他の実施例に係る効率特性であ
る。

【図２２】本発明のその他の実施例に係るモータ起動時
のアルゴリズムである。

【図２３】本発明のその他の実施例に係るモータ起動時
の直流電圧である。

【図２４】本発明のその他の実施例に係る力率改善回路
例である。

【図２５】本発明のその他の実施例に係る力率改善回路
例である。

【図２６】本発明のその他の実施例に係る力率改善回路
例である。

【図２７】本発明のその他の実施例に係る力率改善回路
例である。

【図２８】本発明のその他の実施例に係る力率改善回路
例である。

【符号の説明】１…交流電源、２…リアクトル、７，８…スイッチング
素子、１２，１８…逆流防止ダイオード、１３…負荷、
１４…切替スイッチ、１５…電流検出素子、１６…整流
回路、１７…平滑回路、２０，２００，２０１，２０２
…力率改善制御回路、５０…インバータ回路、６０…モ
ータ、７０…位置検出回路、８０…圧縮機、３００，３
０１，３０２…マイコン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田原和雄茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者石井誠栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者高倉雄八栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内Ｆターム(参考） 5H006 AA02 BB05 CA01 CA07 CB01 CB09 CC02 CC08 DA03 DA04 DB02 DB07 DC02 DC05 5H560 AA02 BB04 DA00 DC12 DC13 EB01 GG04 UA02 XA05 XA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流を直流に変換する整流回路と、前記交
流をインダクタンスを介して短絡し、前記インダクタン
スを利用して直流の電圧の増減を行うスイッチング部
と、前記整流回路の出力整流電圧を平滑する平滑回路
と、前記整流回路の構成を全波整流と倍電圧整流のいず
れかに切り替える切替スイッチと、前記平滑回路が前記
スイッチング部のオン時に前記スイッチング部を介して
短絡するのを防止する逆流防止部を備えたことを特徴と
する整流回路。
【請求項２】交流を直流に変換する整流回路と、前記交
流をインダクタンスを介して短絡し、前記インダクタン
スを利用して直流の電圧の増減と入力電流の波形制御を
行うスイッチング部と、前記整流回路の構成を全波整流
と倍電圧整流のいずれかに切り替える切替スイッチと、
前記整流回路の出力整流電圧を平滑する平滑回路と、前
記平滑回路が前記スイッチング部のオン時に前記スイッ
チング部を介して短絡するのを防止する逆流防止部と、
前記スイッチング部のスイッチング動作を用いて前記交
流の入力電流波形を前記交流の電源電圧に関連して制御
する力率改善制御回路を備えたことを特徴とする力率改
善回路。
【請求項３】交流を直流に変換する整流回路と、前記交
流をインダクタンスを介して短絡し、前記インダクタン
スを利用して直流の電圧の増減を行うスイッチング部
と、前記整流回路の構成を全波整流と倍電圧整流のいず
れかに切り替える切替スイッチと、前記整流回路の出力
整流電圧を平滑する平滑回路と、前記平滑回路が前記ス
イッチング部のオン時に前記スイッチング部を介して短
絡するのを防止する逆流防止素子と、前記平滑回路の出
力に接続されたパルス幅変調制御可能なインバータ回路
と、前記インバータ回路の出力側に設けたモータへ接続
する接続端子と、前記モータに対する速度指令と前記モ
ータの速度検出信号から前記モータの速度を制御する制
御装置を備え、前記制御装置は前記インバータ回路のパ
ルス幅変調制御を行う機能と、前記スイッチング部の断
続動作を制御することにより前記平滑回路の出力直流電
圧の大きさを制御する機能を持ち、前記モータの速度指
令と速度検出信号とに応じて、前記スイッチング部の断
続動作制御及び前記インバータ回路のパルス幅変調制御
を行うことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】交流を直流に変換する整流回路と、前記交
流をインダクタンスを介して短絡し、前記インダクタン
スを利用して直流電圧の増減と入力電流の波形制御を行
うスイッチング部と、前記整流回路の構成を全波整流と
倍電圧整流のどちらかに切り替える切替スイッチと、前
記整流回路の出力整流電圧を平滑する平滑回路と、前記
平滑回路が前記スイッチング部のオン時に前記スイッチ
ング部を介して短絡するのを防止する逆流防止部と、前
記平滑回路の出力に接続されたパルス幅変調制御可能な
インバータ回路と、前記インバータ回路の出力側に接続
されたモータと、前記モータに対する速度指令と前記モ
ータの速度検出信号から前記モータの速度を制御する制
御装置を備え、前記制御装置は前記インバータ回路のパ
ルス幅変調制御を行う機能と、前記スイッチング部の断
続動作を制御することにより前記平滑回路の出力直流電
圧の大きさを制御する機能と前記交流電源電圧と関連し
て制御することにより前記入力電流の波形を制御する機
能を持ち、前記モータの速度指令と速度検出信号とに応
じて、前記スイッチング部の断続動作制御及び前記イン
バータ回路のパルス幅変調制御を行うことを特徴とする
モータシステム。
【請求項５】請求項４において、前記モータの高速領域
で前記平滑回路の出力直流電圧が大きくなるように前記
スイッチング部の断続動作を制御し、前記モータの低速
領域で前記インバータ回路をパルス幅変調制御すること
を特徴とするモータシステム。
【請求項６】交流を直流に変換する整流回路と、前記交
流をインダクタンスを介して短絡し、前記インダクタン
スを利用して直流の電圧の増減を行うスイッチング部
と、前記整流回路の出力整流電圧を平滑する平滑回路
と、前記整流回路の構成を全波整流と倍電圧整流のいず
れかに切り替える切替スイッチとを有する整流回路を用
いた整流方法において、前記平滑回路の出力直流電圧に
応じて、前記切替スイッチで整流回路の構成を切り替え
ることを特徴とする整流方法。
【請求項７】請求項２において、前記平滑回路の出力直
流電圧を前記スイッチング素子の断続動作で制御する直
流電圧制御手段をさらに備え、前記直流電圧制御手段は
前記整流回路に対する直流電圧指令と前記出力直流電圧
値に応じて前記スイッチング素子の断続動作を制御し、
前記直流電圧指令値もしくは前記平滑回路の出力直流電
圧に応じて、前記切替スイッチで整流回路構成を切り替
えることを特徴とする力率改善回路。
【請求項８】請求項４において、前記速度指令もしくは
前記速度信号に応じて、前記切替スイッチで整流回路の
構成を切り替えることを特徴とするモータシステム。
【請求項９】交流を直流に変換する整流回路と、前記交
流をインダクタンスを介して短絡し、前記インダクタン
スを利用して直流の電圧の増減を行うスイッチング部
と、前記整流回路の出力整流電圧を平滑する平滑回路
と、前記整流回路の構成を全波整流と倍電圧整流のいず
れかに切り替える切替スイッチとを有する整流回路を用
いた整流方法において、前記交流の入力電流値もしくは前記平滑回路の出力直流
電流に応じて、前記切替スイッチで整流回路の構成を切
り替えることを特徴とする整流方法。
【請求項１０】交流を直流に変換する整流回路と、前記
交流をインダクタンスを介して短絡し、前記インダクタ
ンスを利用して直流の電圧の増減を行うスイッチング部
と、前記整流回路の出力整流電圧を平滑する平滑回路
と、前記整流回路の構成を全波整流と倍電圧整流のいず
れかに切り替える切替スイッチとを有する整流回路を用
いた整流方法において、前記交流の電源電圧が低電圧系
の場合は倍電圧整流，高電圧系の場合は全波整流へ、前
記切替スイッチで整流回路の構成を切り替えることを特
徴とする整流方法。
【請求項１１】請求項１において、前記交流の電源電圧
に応じて、前記切替スイッチで整流回路構成を切り替え
ることを特徴とする整流回路。
【請求項１２】請求項４において、前記インバータ回路
のパルス幅変調制御の通流率に応じて、前記切替スイッ
チで整流回路の構成を切り替えることを特徴とするモー
タシステム。
【請求項１３】請求項４において、前記モータ速度が低
速領域の場合は全波整流，高速領域の場合は倍電圧整流
へ、前記切替スイッチで整流回路の構成を切り替えるこ
とを特徴とするモータシステム。
【請求項１４】請求項４において、前記モータ速度が高
速領域で直流電圧もしくは直流電圧指令が所定値以上に
なった場合は倍電圧整流へ、前記モータ速度が低速領域
で直流電圧もしくは直流電圧指令が所定値未満になった
場合は全波整流へ、前記切替スイッチで整流回路の構成
を切り替えることを特徴とするモータシステム。
【請求項１５】請求項４において、前記モータ速度が加
速中で直流電圧もしくは直流電圧指令が所定値以上にな
った場合は倍電圧整流へ、前記モータ速度が減速中で直
流電圧もしくは直流電圧指令が所定値未満になった場合
は全波整流へ、前記切替スイッチで整流回路の構成を切
り替えることを特徴とするモータシステム。
【請求項１６】請求項４において、前記インバータ回路
のパルス幅変調制御の通流率が所定値以上で直流電圧も
しくは直流電圧指令が所定値以上になった場合は倍電圧
整流へ、前記インバータ回路のパルス幅変調制御の通流
率が所定値未満で直流電圧もしくは直流電圧指令が所定
値未満になった場合は全波整流へ、前記切替スイッチで
整流回路の構成を切り替えることを特徴とするモータシ
ステム。
【請求項１７】請求項４において、前記整流回路への入
力電力，前記整流回路からの出力電力、もしくは前記入
力電力あるいは前記出力電力に関係する値に応じて、前
記切替スイッチで整流回路の構成を切り替えることを特
徴とするモータシステム。
【請求項１８】請求項４において、前記インバータ回路
への入力電力，前記インバータ回路からの出力電力，前
記モータ出力、もしくは前記入力電力，前記出力電力、
あるいはモータ出力に関係する値の少なくとも１つの値
に応じて、前記切替スイッチで整流回路の構成を切り替
えることを特徴とするモータシステム。
【請求項１９】交流を直流に変換する整流回路と、前記
交流をインダクタンスを介して短絡し、前記インダクタ
ンスを利用して直流電圧の増減と入力電流の波形制御を
行うスイッチング部と、前記整流回路の構成を全波整流
と倍電圧整流のいずれかに切り替える切替スイッチと、
前記整流回路の出力整流電圧を平滑する平滑回路と、前
記平滑回路が前記スイッチング部のオン時に前記スイッ
チング素子を介して短絡するのを防止する逆流防止部
と、前記平滑回路の出力に接続されたパルス幅変調制御
可能なインバータ回路と、前記インバータ回路の出力側
に接続されたモータと、前記モータに対する速度指令と
前記モータの速度検出信号から前記モータの速度を制御
する制御装置とを有し、前記モータの速度指令と速度検
出信号とに応じて、前記スイッチング部の断続動作制御
及び前記インバータ回路のパルス幅変調制御を行い、前
記モータの高速領域で前記平滑回路の出力直流電圧が大
きくなるように前記スイッチング部の断続動作を制御
し、前記モータの低速領域で前記インバータ回路のパル
ス幅変調制御を行い、さらに前記モータの高速領域で前
記平滑回路の出力直流電圧が所定値に達したら前記切替
スイッチで前記整流回路の回路構成を変更することを特
徴とするモータシステム制御装置。
【請求項２０】請求項４または請求項１９において、前
記モータの起動時に前記切替スイッチで整流回路の構成
を切り替えることを特徴とするモータシステム。
【請求項２１】請求項４または請求項１９において、前
記モータが停止時に前記スイッチング部の断続動作を停
止することを特徴とするモータシステム。
【請求項２２】請求項４または請求項１９において、前
記モータが起動後に前記スイッチング素子の断続動作を
開始することを特徴とするモータシステム。
【請求項２３】請求項１記載の整流回路または請求項２
記載の力率改善回路または請求項３記載のモータ制御装
置または請求項４記載のモータシステムを塔載した空調
機。
【請求項２４】請求項１記載の整流回路または請求項２
記載の力率改善回路または請求項３記載のモータ制御装
置または請求項４記載のモータシステムを塔載した冷蔵
庫。