JP2001211652A - インバーター装置 - Google Patents
インバーター装置Info
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- JP2001211652A JP2001211652A JP2000012559A JP2000012559A JP2001211652A JP 2001211652 A JP2001211652 A JP 2001211652A JP 2000012559 A JP2000012559 A JP 2000012559A JP 2000012559 A JP2000012559 A JP 2000012559A JP 2001211652 A JP2001211652 A JP 2001211652A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷の運転状態によってスイッチを用いて負
荷に印加する電圧を変化させる際に、印加電圧が過度に
大きくなり、スイッチを流れる電流も過度に大きくなる
という課題がある。一方、スイッチの転流を繰り返すた
めに著しく温度上昇するという課題もある。これらの課
題を解決し、スイッチの小型化・低コスト化等が実現で
きる。 【解決手段】 印加電圧を変化させるために用いられる
スイッチのon/offを位相制御によって行うことで、滑ら
かに電圧を変化させ、電圧・電流の変化を小さくして、
電動機の低騒音運転、スイッチの小型化・低コスト化を
実現する。また、発熱特性の違う２種類のスイッチを使
い分けることで、温度上昇の大幅低減を実現できる。
荷に印加する電圧を変化させる際に、印加電圧が過度に
大きくなり、スイッチを流れる電流も過度に大きくなる
という課題がある。一方、スイッチの転流を繰り返すた
めに著しく温度上昇するという課題もある。これらの課
題を解決し、スイッチの小型化・低コスト化等が実現で
きる。 【解決手段】 印加電圧を変化させるために用いられる
スイッチのon/offを位相制御によって行うことで、滑ら
かに電圧を変化させ、電圧・電流の変化を小さくして、
電動機の低騒音運転、スイッチの小型化・低コスト化を
実現する。また、発熱特性の違う２種類のスイッチを使
い分けることで、温度上昇の大幅低減を実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、例えば冷蔵庫な
どにおける圧縮機用電動機等の負荷を駆動するインバー
ター装置の電源制御に関するものである。
どにおける圧縮機用電動機等の負荷を駆動するインバー
ター装置の電源制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、冷蔵庫などに用いるインバーター
装置においては、圧縮機の運転状態によって印加する電
圧を変化させ、圧縮機の低速回転時における運転効率を
改善している。
装置においては、圧縮機の運転状態によって印加する電
圧を変化させ、圧縮機の低速回転時における運転効率を
改善している。
【０００３】従来のインバーター装置としては特開平１
１−３２４９８号公報に示されているものがある。
１−３２４９８号公報に示されているものがある。
【０００４】以下、図面を参照しながら上記従来のイン
バーター装置を説明する。
バーター装置を説明する。
【０００５】図６は、従来のインバーター装置の構成図
である。従来のインバーター装置は、以下の７つの構成
要素を備えていた。
である。従来のインバーター装置は、以下の７つの構成
要素を備えていた。
【０００６】（１）交流電源（商用１００Ｖ）１をコン
バータ１０で整流、平滑化した直流電源を、３相ブリッ
ジ接続された半導体スイッチ（トランジスタ）などによ
りスイッチングして三相のブラシレスモータ４の電機子
巻線に印加するインバータ回路３、（２）位置検出回路
５からの位置検出信号をもとに制御回路１１から出力さ
れる信号により、インバータ回路３の半導体スイッチ
（トランジスタ）Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｘ，Ｙ，Ｚをオ
ン、オフ駆動させる駆動回路７、（３）全波整流回路２
ａ、倍電圧回路２ｂおよび平滑用コンデンサ２ｃ、全波
整流回路２ａと倍電圧回路２ｂとの間で倍電圧動作を不
動作状態とするモード切替回路１０ａを有するコンバー
タ１０、（４）位置検出回路５からの位置検出信号によ
りブラシレスモータ４の回転数を算出する回転数算出部
１１ａ、この回転数をもとにして前記倍電圧回路２ｂの
倍電圧なしモードに切り替えるか否かを判定するモード
判定部１１ｂと、（５）このモード判定にしたがって前
記モード切替回路を制御する一方、ＰＷＭチョッピング
のデューティの可変指示を出すモード切替部１１ｃと、
（６）一定時間の間そのモード切り替え等を禁止するた
めのタイマ１１ｄ、そのデューティの可変指示にしたが
ってＰＷＭチョッピングのオン時間幅を変更するデュー
ティ設定部１１ｅおよびチョッピングを通電タイミング
に重畳した駆動信号を生成する波形生成部１１ｆを有す
る制御回路（マイクロコンピュータ）１１と、（７）こ
の制御回路１１からの制御信号によりモード切替回路１
０を駆動するドライバ１２とを備えている。
バータ１０で整流、平滑化した直流電源を、３相ブリッ
ジ接続された半導体スイッチ（トランジスタ）などによ
りスイッチングして三相のブラシレスモータ４の電機子
巻線に印加するインバータ回路３、（２）位置検出回路
５からの位置検出信号をもとに制御回路１１から出力さ
れる信号により、インバータ回路３の半導体スイッチ
（トランジスタ）Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ，Ｘ，Ｙ，Ｚをオ
ン、オフ駆動させる駆動回路７、（３）全波整流回路２
ａ、倍電圧回路２ｂおよび平滑用コンデンサ２ｃ、全波
整流回路２ａと倍電圧回路２ｂとの間で倍電圧動作を不
動作状態とするモード切替回路１０ａを有するコンバー
タ１０、（４）位置検出回路５からの位置検出信号によ
りブラシレスモータ４の回転数を算出する回転数算出部
１１ａ、この回転数をもとにして前記倍電圧回路２ｂの
倍電圧なしモードに切り替えるか否かを判定するモード
判定部１１ｂと、（５）このモード判定にしたがって前
記モード切替回路を制御する一方、ＰＷＭチョッピング
のデューティの可変指示を出すモード切替部１１ｃと、
（６）一定時間の間そのモード切り替え等を禁止するた
めのタイマ１１ｄ、そのデューティの可変指示にしたが
ってＰＷＭチョッピングのオン時間幅を変更するデュー
ティ設定部１１ｅおよびチョッピングを通電タイミング
に重畳した駆動信号を生成する波形生成部１１ｆを有す
る制御回路（マイクロコンピュータ）１１と、（７）こ
の制御回路１１からの制御信号によりモード切替回路１
０を駆動するドライバ１２とを備えている。
【０００７】以上のように構成されたインバーター装置
について、以下その動作を説明する。
について、以下その動作を説明する。
【０００８】まず、コンバータ１０により商用電源から
のＡＣ１００Ｖの交流電力を整流平滑し、これらはモー
ド切替回路１０ａをONすることで倍電圧整流回路を形成
し、OFFすることで全波整流回路を形成する。そしてイ
ンバータ回路３に印加する直流電圧は無負荷時におい
て、モード切替回路１０ａがON時は２８０V程度、モー
ド切替回路１０ａがOFF時は１４０V程度となる。
のＡＣ１００Ｖの交流電力を整流平滑し、これらはモー
ド切替回路１０ａをONすることで倍電圧整流回路を形成
し、OFFすることで全波整流回路を形成する。そしてイ
ンバータ回路３に印加する直流電圧は無負荷時におい
て、モード切替回路１０ａがON時は２８０V程度、モー
ド切替回路１０ａがOFF時は１４０V程度となる。
【０００９】この直流電圧はインバータ回路３に通電さ
れ、数ＫＨｚから数十ＫＨｚのＰＷＭ信号でチョッピン
グすることでブラシレスモータ４に所要電力を供給して
いる。インバータ回路３の構成要素である半導体スイッ
チをオン・オフ制御するＰＷＭ信号はマイコン等からな
る制御回路１１により生成される。
れ、数ＫＨｚから数十ＫＨｚのＰＷＭ信号でチョッピン
グすることでブラシレスモータ４に所要電力を供給して
いる。インバータ回路３の構成要素である半導体スイッ
チをオン・オフ制御するＰＷＭ信号はマイコン等からな
る制御回路１１により生成される。
【００１０】また、高速回転時にはモード切替回路１０
ａをＯＮすることでインバータ回路３に印加する電圧を
高くし、低速回転時にはモード切替回路１０ａをＯＦＦ
することでインバータ回路３に印加する電圧を低くす
る。
ａをＯＮすることでインバータ回路３に印加する電圧を
高くし、低速回転時にはモード切替回路１０ａをＯＦＦ
することでインバータ回路３に印加する電圧を低くす
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、全波整流回路から倍電圧整流回路に、モ
ード切替回路１０ａが一瞬間で切り替えるために、イン
バータ回路３に印加する電圧が急峻に変化するために、
非常に大きな電流がモード切替回路１０ａに流れ、モー
ド切替回路１０ａの大型化、コストアップを引き起こす
という欠点があった。
来の構成では、全波整流回路から倍電圧整流回路に、モ
ード切替回路１０ａが一瞬間で切り替えるために、イン
バータ回路３に印加する電圧が急峻に変化するために、
非常に大きな電流がモード切替回路１０ａに流れ、モー
ド切替回路１０ａの大型化、コストアップを引き起こす
という欠点があった。
【００１２】本発明は、従来の課題を解決するもので、
印加する電圧を変化させる際に、滑らかに変圧させるこ
とができるインバーター装置を提供することを目的とす
る。
印加する電圧を変化させる際に、滑らかに変圧させるこ
とができるインバーター装置を提供することを目的とす
る。
【００１３】また、上記のように、インバータ回路３に
印加する電圧が急峻に変化するために、降圧した場合、
電動機にかかる電圧よりも前記印加電圧の方が速く降圧
してしまうために逆電流が生じるという欠点があった。
印加する電圧が急峻に変化するために、降圧した場合、
電動機にかかる電圧よりも前記印加電圧の方が速く降圧
してしまうために逆電流が生じるという欠点があった。
【００１４】本発明の他の目的は、電動機運転中に逆電
流が生じないように、印加電圧を滑らかに降圧できるこ
とである。
流が生じないように、印加電圧を滑らかに降圧できるこ
とである。
【００１５】また、上記のように、インバータ回路３に
印加する電圧が急峻に変化するために、電動機運転中に
昇圧した場合、電動機の回転数が乱れるために騒音を発
生するという欠点があった。
印加する電圧が急峻に変化するために、電動機運転中に
昇圧した場合、電動機の回転数が乱れるために騒音を発
生するという欠点があった。
【００１６】本発明の他の目的は、電動機運転中に回転
数が乱れないように、印加電圧を滑らかに昇圧できるこ
とである。
数が乱れないように、印加電圧を滑らかに昇圧できるこ
とである。
【００１７】また、前記のように滑らかに変圧する際
に、電動機の回転速度に関わらず、一定な変圧速度で制
御すると、迅速に回転速度を変更する必要があるときで
も過剰に時間を要してしまうという欠点が考えられる。
に、電動機の回転速度に関わらず、一定な変圧速度で制
御すると、迅速に回転速度を変更する必要があるときで
も過剰に時間を要してしまうという欠点が考えられる。
【００１８】本発明の他の目的は、電動機の回転速度に
応じて変圧時間を調整して、必要最小限の時間で印加電
圧の変圧速度を制御できることである。
応じて変圧時間を調整して、必要最小限の時間で印加電
圧の変圧速度を制御できることである。
【００１９】また、前記のように滑らかな変圧を行うに
あたって、ＯＮ時に発熱が増加するようなスイッチを用
いた場合、耐力の大きなスイッチが必要となり、大型
化、コストアップを引き起こすという欠点が考えられ
る。
あたって、ＯＮ時に発熱が増加するようなスイッチを用
いた場合、耐力の大きなスイッチが必要となり、大型
化、コストアップを引き起こすという欠点が考えられ
る。
【００２０】本発明の他の目的は、スイッチがＯＮして
いるときの発熱を抑制できることである。
いるときの発熱を抑制できることである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、一定電圧の入力交流電力を直流電力に変換す
る整流・平滑回路と、前記整流・平滑回路で変換された
直流電力を所要の電力に変換して負荷に供給する負荷用
電力供給モジュールと、前記負荷用電力供給モジュール
を駆動する駆動手段とを有するインバーター装置におい
て、前記電力（負荷）の大小によって前記負荷用電力供
給モジュールに印加する電圧を全波整流から倍電圧整流
(無負荷時において約１４０〜約２８０Ｖ)の範囲で変化
させる際に、入力交流電圧のゼロクロス検出回路と、そ
の検出信号をもとに位相制御によって駆動するスイッチ
手段とを用いて、前記印加電圧を滑らかに変化させるこ
とを特徴としている。
本発明は、一定電圧の入力交流電力を直流電力に変換す
る整流・平滑回路と、前記整流・平滑回路で変換された
直流電力を所要の電力に変換して負荷に供給する負荷用
電力供給モジュールと、前記負荷用電力供給モジュール
を駆動する駆動手段とを有するインバーター装置におい
て、前記電力（負荷）の大小によって前記負荷用電力供
給モジュールに印加する電圧を全波整流から倍電圧整流
(無負荷時において約１４０〜約２８０Ｖ)の範囲で変化
させる際に、入力交流電圧のゼロクロス検出回路と、そ
の検出信号をもとに位相制御によって駆動するスイッチ
手段とを用いて、前記印加電圧を滑らかに変化させるこ
とを特徴としている。
【００２２】これにより、負荷用電力供給モジュールに
印加する電圧を滑らかに変圧することができる。
印加する電圧を滑らかに変圧することができる。
【００２３】また、本発明は、運転中の電動機の回転速
度をより低速になるよう、前記負荷用電力供給モジュー
ルに印加する電圧を降圧するために、スイッチ手段をオ
ンする位相制御駆動信号の入力交流電圧に対する位相の
すすみ具合を、入力交流電圧の四半周期から半周期の方
向に徐々に大きくなるように位相制御を行うことで、前
記印加電圧を滑らかに降圧制御することを特徴としてい
る。
度をより低速になるよう、前記負荷用電力供給モジュー
ルに印加する電圧を降圧するために、スイッチ手段をオ
ンする位相制御駆動信号の入力交流電圧に対する位相の
すすみ具合を、入力交流電圧の四半周期から半周期の方
向に徐々に大きくなるように位相制御を行うことで、前
記印加電圧を滑らかに降圧制御することを特徴としてい
る。
【００２４】これにより、電動機にかかる電圧より負荷
用電力供給モジュールに印加される電圧の方が速く降圧
することがなくなり、逆電流の発生を防止することがで
きる。
用電力供給モジュールに印加される電圧の方が速く降圧
することがなくなり、逆電流の発生を防止することがで
きる。
【００２５】また、本発明は、運転中の電動機の回転速
度をより高速になるよう、前記負荷用電力供給モジュー
ルに印加する電圧を昇圧するために、スイッチ手段をオ
ンする位相制御駆動信号の入力交流電圧に対する位相の
すすみ具合を、入力交流電圧の半周期から四半周期の方
向に徐々に小さくなるように位相制御を行うことで、前
記印加電圧を滑らかに昇圧制御することを特徴としてい
る。
度をより高速になるよう、前記負荷用電力供給モジュー
ルに印加する電圧を昇圧するために、スイッチ手段をオ
ンする位相制御駆動信号の入力交流電圧に対する位相の
すすみ具合を、入力交流電圧の半周期から四半周期の方
向に徐々に小さくなるように位相制御を行うことで、前
記印加電圧を滑らかに昇圧制御することを特徴としてい
る。
【００２６】これにより、運転中の電動機の回転数が乱
れないようになり、電動機が発生する騒音を抑制するこ
とができる。
れないようになり、電動機が発生する騒音を抑制するこ
とができる。
【００２７】また、本発明は、運転中の電動機の回転数
を変化させる際に、変化前の回転数によって、変圧時間
を調整する変圧速度制御を行うことを特徴としている。
を変化させる際に、変化前の回転数によって、変圧時間
を調整する変圧速度制御を行うことを特徴としている。
【００２８】これにより、騒音などがあまり問題となら
ない低速運転時（停止時も含む。）には、比較的変圧時
間を短くすることにより、例えば、急速な冷凍を要求さ
れた場合にも迅速に応答できる。
ない低速運転時（停止時も含む。）には、比較的変圧時
間を短くすることにより、例えば、急速な冷凍を要求さ
れた場合にも迅速に応答できる。
【００２９】また、本発明は、発熱量の違う２種類のス
イッチ手段を用いて、前記負荷用電力供給モジュールに
印加する電圧を変化することを特徴としている。
イッチ手段を用いて、前記負荷用電力供給モジュールに
印加する電圧を変化することを特徴としている。
【００３０】これにより、ＯＮ時に発熱が大きくなるス
イッチの温度上昇を抑制することができる。
イッチの温度上昇を抑制することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、一定電圧の入力交流電力を直流電力に変換する整流
・平滑回路と、前記整流・平滑回路で変換された直流電
力を所要の電力に変換して圧縮機用電動機などの負荷に
供給する負荷用電力供給モジュールと、前記負荷用電力
供給モジュールを駆動する駆動手段とを有するインバー
ター装置において、前記電力（負荷）によって前記負荷
用電力供給モジュールに印加する電圧を全波整流から倍
電圧整流(無負荷時において約１４０〜約２８０Ｖ)の範
囲で変化させる際に、入力交流電圧のゼロクロス検出回
路と、その検出信号をもとに位相制御によって駆動する
スイッチ手段とを用いて、前記印加電圧を滑らかに変化
させるものであり、スイッチ手段にかかる電圧を緩やか
に変化させるために、スイッチ手段に流れる電流を抑え
ることができ、スイッチ手段の小型化、コストダウンを
実現できるという作用を有する。
は、一定電圧の入力交流電力を直流電力に変換する整流
・平滑回路と、前記整流・平滑回路で変換された直流電
力を所要の電力に変換して圧縮機用電動機などの負荷に
供給する負荷用電力供給モジュールと、前記負荷用電力
供給モジュールを駆動する駆動手段とを有するインバー
ター装置において、前記電力（負荷）によって前記負荷
用電力供給モジュールに印加する電圧を全波整流から倍
電圧整流(無負荷時において約１４０〜約２８０Ｖ)の範
囲で変化させる際に、入力交流電圧のゼロクロス検出回
路と、その検出信号をもとに位相制御によって駆動する
スイッチ手段とを用いて、前記印加電圧を滑らかに変化
させるものであり、スイッチ手段にかかる電圧を緩やか
に変化させるために、スイッチ手段に流れる電流を抑え
ることができ、スイッチ手段の小型化、コストダウンを
実現できるという作用を有する。
【００３２】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、負荷の大小によって負荷用電力供給モジ
ュールに印加する電圧を全波整流から倍電圧整流の範囲
で変化させる際に、運転中の電動機の回転速度をより低
速になるよう印加電圧を降圧するために、スイッチ手段
をオンする位相制御駆動信号の入力交流電圧に対する位
相のすすみ具合を、入力交流電圧の四半周期から半周期
の方向に徐々に大きくなるように位相制御を行うこと
で、前記印加電圧を滑らかに降圧制御するものであり、
前記負荷用電力供給モジュールに印加する電圧を緩やか
に降圧させ、その降圧速度が電動機にかかる電圧の降圧
速度より遅くなるために、逆電流の発生を防止する作用
を有する。
発明において、負荷の大小によって負荷用電力供給モジ
ュールに印加する電圧を全波整流から倍電圧整流の範囲
で変化させる際に、運転中の電動機の回転速度をより低
速になるよう印加電圧を降圧するために、スイッチ手段
をオンする位相制御駆動信号の入力交流電圧に対する位
相のすすみ具合を、入力交流電圧の四半周期から半周期
の方向に徐々に大きくなるように位相制御を行うこと
で、前記印加電圧を滑らかに降圧制御するものであり、
前記負荷用電力供給モジュールに印加する電圧を緩やか
に降圧させ、その降圧速度が電動機にかかる電圧の降圧
速度より遅くなるために、逆電流の発生を防止する作用
を有する。
【００３３】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、負荷の大小によって負荷用電力供給モ
ジュールに印加する電圧を全波整流から倍電圧整流の範
囲で変化させる際に、運転中の電動機の回転速度をより
高速になるよう印加電圧を昇圧するために、スイッチ手
段をオンする位相制御駆動信号の入力交流電圧に対する
位相のすすみ具合を、入力交流電圧の半周期から四半周
期の方向に徐々に小さくなるように位相制御を行うこと
で、前記印加電圧を滑らかに昇圧制御するものであり、
運転中の電動機にかかる電圧を緩やかに昇圧するため
に、電動機の回転数が乱れなくなり、電動機から発生す
る騒音を抑制できるという作用を有する。
の発明において、負荷の大小によって負荷用電力供給モ
ジュールに印加する電圧を全波整流から倍電圧整流の範
囲で変化させる際に、運転中の電動機の回転速度をより
高速になるよう印加電圧を昇圧するために、スイッチ手
段をオンする位相制御駆動信号の入力交流電圧に対する
位相のすすみ具合を、入力交流電圧の半周期から四半周
期の方向に徐々に小さくなるように位相制御を行うこと
で、前記印加電圧を滑らかに昇圧制御するものであり、
運転中の電動機にかかる電圧を緩やかに昇圧するため
に、電動機の回転数が乱れなくなり、電動機から発生す
る騒音を抑制できるという作用を有する。
【００３４】請求項４に記載の発明は、請求項１から請
求項３のいずれかに記載の発明において、負荷の大小に
よって負荷用電力供給モジュールに印加する電圧を全波
整流から倍電圧整流の範囲で変化させる際に、電動機の
回転数によって、変圧時間を調整する変圧速度制御をす
るものであり、運転中の電動機の回転速度に対して最適
な時間で変圧を行うことにより、例えば、電動機が発生
する騒音などがあまり問題とならない低速運転時（停止
時も含む。）に、急速な冷凍要求を受けた場合には、比
較的短い時間で変圧を行うことにより迅速に応答できる
という作用を有する。
求項３のいずれかに記載の発明において、負荷の大小に
よって負荷用電力供給モジュールに印加する電圧を全波
整流から倍電圧整流の範囲で変化させる際に、電動機の
回転数によって、変圧時間を調整する変圧速度制御をす
るものであり、運転中の電動機の回転速度に対して最適
な時間で変圧を行うことにより、例えば、電動機が発生
する騒音などがあまり問題とならない低速運転時（停止
時も含む。）に、急速な冷凍要求を受けた場合には、比
較的短い時間で変圧を行うことにより迅速に応答できる
という作用を有する。
【００３５】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、倍電圧を継続的に負荷用電力供給モジ
ュールに印加する際に、発熱量の違う２種類のスイッチ
手段を用いて、前記印加電圧を変化させるものであり、
倍電圧整流後の電圧を負荷用電力供給モジュールに継続
して印加する場合、発熱量の大きなスイッチ手段から、
発熱量の小さいスイッチ手段に切り替え、温度上昇を抑
制できるという作用を有する。
の発明において、倍電圧を継続的に負荷用電力供給モジ
ュールに印加する際に、発熱量の違う２種類のスイッチ
手段を用いて、前記印加電圧を変化させるものであり、
倍電圧整流後の電圧を負荷用電力供給モジュールに継続
して印加する場合、発熱量の大きなスイッチ手段から、
発熱量の小さいスイッチ手段に切り替え、温度上昇を抑
制できるという作用を有する。
【００３６】以下、本発明によるインバーター装置の実
施の形態について、図面を参照しながら説明する。
施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】図１は、本発明の実施例によるインバータ
ー装置の構成図である。
ー装置の構成図である。
【００３８】図１において、２１は整流回路であり、４
つの整流ダイオードから構成され、入力された一定電圧
の入力交流電力を整流して、平滑回路２３に出力する。
つの整流ダイオードから構成され、入力された一定電圧
の入力交流電力を整流して、平滑回路２３に出力する。
【００３９】２２はスイッチ手段であり、並列接続され
たトライアックとリレーにより構成されており、コント
ローラー２９から出力される信号によってＯＮ／ＯＦＦ
が切り替えられ、平滑回路２３に出力する電圧を、無負
荷時では波高値にして１４０Ｖから２８０Ｖの範囲（本
実施例の場合、入力交流電力の電圧値はＡＣ１００Ｖ）
で変化させる。
たトライアックとリレーにより構成されており、コント
ローラー２９から出力される信号によってＯＮ／ＯＦＦ
が切り替えられ、平滑回路２３に出力する電圧を、無負
荷時では波高値にして１４０Ｖから２８０Ｖの範囲（本
実施例の場合、入力交流電力の電圧値はＡＣ１００Ｖ）
で変化させる。
【００４０】２３は平滑回路であり、直列接続された２
つの平滑コンデンサにより構成されており、前記整流回
路２１によって整流された電圧を平滑し、直流電力とし
て負荷用電力供給モジュール２４に出力する。
つの平滑コンデンサにより構成されており、前記整流回
路２１によって整流された電圧を平滑し、直流電力とし
て負荷用電力供給モジュール２４に出力する。
【００４１】２４は負荷用電力供給モジュールであり、
半導体スイッチ（トランジスタ）が３相ブリッジ接続さ
れており、かつ各々のトランジスタに並列・逆方向でダ
イオードが接続されており、コントローラー２９から出
力される信号によって、平滑回路２３から出力された直
流電力を所要の電力に変換して負荷（電動機２５）に供
給する。
半導体スイッチ（トランジスタ）が３相ブリッジ接続さ
れており、かつ各々のトランジスタに並列・逆方向でダ
イオードが接続されており、コントローラー２９から出
力される信号によって、平滑回路２３から出力された直
流電力を所要の電力に変換して負荷（電動機２５）に供
給する。
【００４２】２５は電動機であり、前記負荷用電力供給
モジュール２４の出力により、所要の回転速度で運転す
る。
モジュール２４の出力により、所要の回転速度で運転す
る。
【００４３】２６はゼロクロス検出回路であり、集積回
路（オペアンプ）などから構成されており、入力交流電
力の電圧値が０Ｖになる時を検出し、適切な位相制御駆
動信号をトライアック駆動回路２７に出力するために、
入力ＡＣゼロクロス信号をコントローラー２９に出力す
る。
路（オペアンプ）などから構成されており、入力交流電
力の電圧値が０Ｖになる時を検出し、適切な位相制御駆
動信号をトライアック駆動回路２７に出力するために、
入力ＡＣゼロクロス信号をコントローラー２９に出力す
る。
【００４４】２７はトライアック駆動回路であり、コン
トローラー２９から出力された位相制御駆動信号により
適切にトライアックをＯＮ／ＯＦＦさせる。
トローラー２９から出力された位相制御駆動信号により
適切にトライアックをＯＮ／ＯＦＦさせる。
【００４５】２８は印加電圧検出回路であり、負荷用電
力供給モジュール２４に印加している電圧を検出して、
印加電圧検出信号をコントローラー２９に出力する。
力供給モジュール２４に印加している電圧を検出して、
印加電圧検出信号をコントローラー２９に出力する。
【００４６】２９はコントローラーであり、マイクロコ
ンピュータ、前記負荷用電力供給モジュール２４の駆動
手段である波形生成回路などから構成されており、前述
の各種信号の入出力、リレー駆動回路３０へのリレー駆
動信号出力、位置検出回路３１から出力される信号をも
とに前記電動機２５の回転数監視などを行う。
ンピュータ、前記負荷用電力供給モジュール２４の駆動
手段である波形生成回路などから構成されており、前述
の各種信号の入出力、リレー駆動回路３０へのリレー駆
動信号出力、位置検出回路３１から出力される信号をも
とに前記電動機２５の回転数監視などを行う。
【００４７】３０はリレー駆動回路であり、半導体スイ
ッチなどから構成されており、前記コントローラー２９
から出力されたリレー駆動信号により、リレーのＯＮ／
ＯＦＦを適切に制御する。
ッチなどから構成されており、前記コントローラー２９
から出力されたリレー駆動信号により、リレーのＯＮ／
ＯＦＦを適切に制御する。
【００４８】３１は位置検出回路であり、前記電動機２
５の回転子の位置を検出し、前記コントローラー２９に
出力する。
５の回転子の位置を検出し、前記コントローラー２９に
出力する。
【００４９】以上のように構成されたインバーター装置
について、以下その動作を説明する。
について、以下その動作を説明する。
【００５０】インバーター装置を有する冷蔵庫などの機
器において、電動機などの負荷をより効率よく運転させ
るために、負荷用電力供給モジュール２４に印加する電
圧を、電動機２５の速度などの負荷状態によって変化さ
せる。例えば、電動機２５が高速運転時には倍電圧に、
停止時を含む低速運転時にはその半分程度の電圧に切り
替えて、その電圧をもとにして、所要電力に変換した後
電動機２５に供給する。
器において、電動機などの負荷をより効率よく運転させ
るために、負荷用電力供給モジュール２４に印加する電
圧を、電動機２５の速度などの負荷状態によって変化さ
せる。例えば、電動機２５が高速運転時には倍電圧に、
停止時を含む低速運転時にはその半分程度の電圧に切り
替えて、その電圧をもとにして、所要電力に変換した後
電動機２５に供給する。
【００５１】この場合、一般には、電動機２５の運転状
況、電圧の切り替え方向（降圧方向、または昇圧方
向。）に関わらず、前記直流電圧の切替をリレーなどの
スイッチにより一瞬間で行う。本実施例における前記直
流電圧切り替え方式は以下のように行われる。まず、ゼ
ロクロス検出回路２６から出力される入力ＡＣゼロクロ
ス信号と印加電圧検出回路２８から出力される印加電圧
検出信号とをもとに、負荷用電力供給モジュール２４に
印加している電圧の値よりも、入力交流電力の電圧の波
高値が少し大きくなる位相の位置でトライアックが点弧
するように、コントローラー２９がトライアック駆動回
路２７に対して位相制御駆動信号を出力する。
況、電圧の切り替え方向（降圧方向、または昇圧方
向。）に関わらず、前記直流電圧の切替をリレーなどの
スイッチにより一瞬間で行う。本実施例における前記直
流電圧切り替え方式は以下のように行われる。まず、ゼ
ロクロス検出回路２６から出力される入力ＡＣゼロクロ
ス信号と印加電圧検出回路２８から出力される印加電圧
検出信号とをもとに、負荷用電力供給モジュール２４に
印加している電圧の値よりも、入力交流電力の電圧の波
高値が少し大きくなる位相の位置でトライアックが点弧
するように、コントローラー２９がトライアック駆動回
路２７に対して位相制御駆動信号を出力する。
【００５２】これを繰り返すことにより、負荷用電力供
給モジュール２４に印加する電圧を変圧する。前記印加
電圧を降圧させる場合は、入力交流電力の電圧の波高値
が少し小さくなる位相の位置でトライアックが点弧する
ようにして、前記印加電圧を変圧する。
給モジュール２４に印加する電圧を変圧する。前記印加
電圧を降圧させる場合は、入力交流電力の電圧の波高値
が少し小さくなる位相の位置でトライアックが点弧する
ようにして、前記印加電圧を変圧する。
【００５３】したがって、負荷用電力供給モジュール２
４に印加される電圧の変圧が滑らかになり、スイッチ手
段２２に流れる突入電流が非常に小さくなるため、スイ
ッチの小型化、コストダウンを実現できる。
４に印加される電圧の変圧が滑らかになり、スイッチ手
段２２に流れる突入電流が非常に小さくなるため、スイ
ッチの小型化、コストダウンを実現できる。
【００５４】図２は、電動機２５が運転中に負荷用電力
供給モジュール２４に印加する電圧を滑らかに降圧する
際の電圧、信号の関係を概略的に示した図であり、本実
施例では倍電圧（入力電圧商用１００Ｖとして無負荷時
には２８０Ｖ相当）からその半分程度の電圧（入力電圧
商用１００Ｖとして無負荷時には１４０Ｖ相当）まで降
圧させている。
供給モジュール２４に印加する電圧を滑らかに降圧する
際の電圧、信号の関係を概略的に示した図であり、本実
施例では倍電圧（入力電圧商用１００Ｖとして無負荷時
には２８０Ｖ相当）からその半分程度の電圧（入力電圧
商用１００Ｖとして無負荷時には１４０Ｖ相当）まで降
圧させている。
【００５５】図２において、ゼロクロスポイントとは、
入力交流電圧が０Ｖになる点であり、入力交流電圧波形
の半周期毎に存在する。また、整流後の電圧とは、入力
交流電力を整流回路２１によって整流した後の電圧であ
り、その電圧波形は入力交流電圧の半周期毎に発生す
る。
入力交流電圧が０Ｖになる点であり、入力交流電圧波形
の半周期毎に存在する。また、整流後の電圧とは、入力
交流電力を整流回路２１によって整流した後の電圧であ
り、その電圧波形は入力交流電圧の半周期毎に発生す
る。
【００５６】この整流後の電圧波形について各ゼロクロ
スポイントを基準として考えると、入力交流電圧波形の
四半周期にあたる時間後に整流後の電圧は最大となり、
次のゼロクロスポイントまでの時間は入力交流電圧の半
周期にあたると解釈できる。つまり、整流後の電圧が最
大となる時刻ｔD1は直前のゼロクロスポイントから四半
周期後にあたり、時刻ｔD2、ｔD3、ｔD4、ｔD5は四半周
期後と次のゼロクロスポイント即ち半周期後との間であ
り、かつ、ｔD2、ｔD3、ｔD4、ｔD5の順に四半周期から
半周期の方向に近づいていると解釈できる。
スポイントを基準として考えると、入力交流電圧波形の
四半周期にあたる時間後に整流後の電圧は最大となり、
次のゼロクロスポイントまでの時間は入力交流電圧の半
周期にあたると解釈できる。つまり、整流後の電圧が最
大となる時刻ｔD1は直前のゼロクロスポイントから四半
周期後にあたり、時刻ｔD2、ｔD3、ｔD4、ｔD5は四半周
期後と次のゼロクロスポイント即ち半周期後との間であ
り、かつ、ｔD2、ｔD3、ｔD4、ｔD5の順に四半周期から
半周期の方向に近づいていると解釈できる。
【００５７】本実施例の前記印加電圧の降圧方式は以下
のように行われる。まず、コントローラー２９が、図中
左のような位相制御駆動信号を出力し、トライアックを
点弧する時刻を、ゼロクロスポイント毎に、入力交流電
圧波形の四半周期から半周期の方向に少しずつずらすよ
うにトライアックを位相制御する。
のように行われる。まず、コントローラー２９が、図中
左のような位相制御駆動信号を出力し、トライアックを
点弧する時刻を、ゼロクロスポイント毎に、入力交流電
圧波形の四半周期から半周期の方向に少しずつずらすよ
うにトライアックを位相制御する。
【００５８】したがって、トライアックの導通時間が徐
々に短くなり、それによって負荷用電力供給モジュール
２４に印加される電圧は、電動機２５にかかる電圧の降
下速度よりも遅く降圧されるようになり、逆電流を防止
でき、回路の信頼性向上を実現できる。
々に短くなり、それによって負荷用電力供給モジュール
２４に印加される電圧は、電動機２５にかかる電圧の降
下速度よりも遅く降圧されるようになり、逆電流を防止
でき、回路の信頼性向上を実現できる。
【００５９】図３は、電動機２５が運転中に負荷用電力
供給モジュール２４に印加する電圧を滑らかに昇圧する
際の電圧、信号の関係を概略的に示した図であり、本実
施例では倍電圧の半分程度の電圧（入力電圧商用１００
Ｖとして無負荷時には１４０Ｖ相当）から倍電圧（入力
電圧商用１００Ｖとして無負荷時には２８０Ｖ相当）ま
で昇圧させている。
供給モジュール２４に印加する電圧を滑らかに昇圧する
際の電圧、信号の関係を概略的に示した図であり、本実
施例では倍電圧の半分程度の電圧（入力電圧商用１００
Ｖとして無負荷時には１４０Ｖ相当）から倍電圧（入力
電圧商用１００Ｖとして無負荷時には２８０Ｖ相当）ま
で昇圧させている。
【００６０】図３において、図２と同様な解釈ができ
る。つまり、整流後の電圧が最大となる時刻ｔU5は直前
のゼロクロスポイントから四半周期後にあたり、時刻ｔ
U1、ｔ U2、ｔU3、ｔU4は四半周期後と次のゼロクロスポ
イント即ち半周期後との間であり、かつ、ｔU1、ｔU2、
ｔU3、ｔU4の順に半周期から四半周期の方向に近づいて
いると解釈できる。
る。つまり、整流後の電圧が最大となる時刻ｔU5は直前
のゼロクロスポイントから四半周期後にあたり、時刻ｔ
U1、ｔ U2、ｔU3、ｔU4は四半周期後と次のゼロクロスポ
イント即ち半周期後との間であり、かつ、ｔU1、ｔU2、
ｔU3、ｔU4の順に半周期から四半周期の方向に近づいて
いると解釈できる。
【００６１】本実施例の前記印加電圧の昇圧方式は以下
のように行われる。まず、コントローラー２９が、図中
左のような位相制御駆動信号を出力し、トライアックを
点弧する時刻を、ゼロクロスポイント毎に、入力交流電
圧波形の半周期から四半周期の方向に少しずつずらすよ
うにトライアックを位相制御する。
のように行われる。まず、コントローラー２９が、図中
左のような位相制御駆動信号を出力し、トライアックを
点弧する時刻を、ゼロクロスポイント毎に、入力交流電
圧波形の半周期から四半周期の方向に少しずつずらすよ
うにトライアックを位相制御する。
【００６２】したがって、トライアックの導通時間が徐
々に長くなり、それによって負荷用電力供給モジュール
２４に印加される電圧は滑らかに昇圧され、コントロー
ラー２９が追従できないほどの電動機２５における回転
速度の乱れを防止でき、電動機２５が発生する騒音の抑
制を実現できる。
々に長くなり、それによって負荷用電力供給モジュール
２４に印加される電圧は滑らかに昇圧され、コントロー
ラー２９が追従できないほどの電動機２５における回転
速度の乱れを防止でき、電動機２５が発生する騒音の抑
制を実現できる。
【００６３】図４は、負荷用供給モジュール２４に印加
する電圧の変圧速度制御に関するフローチャートであ
る。ここで、変圧速度制御の前段階の制御について少し
説明する。前述の従来の技術においても説明したとお
り、前記印加電圧は電動機２５の運転速度条件によって
決定する。そのため、前記変圧速度制御を開始する前
に、その時点の電動機２５の運転速度は既知であること
を補足しておく。
する電圧の変圧速度制御に関するフローチャートであ
る。ここで、変圧速度制御の前段階の制御について少し
説明する。前述の従来の技術においても説明したとお
り、前記印加電圧は電動機２５の運転速度条件によって
決定する。そのため、前記変圧速度制御を開始する前
に、その時点の電動機２５の運転速度は既知であること
を補足しておく。
【００６４】以下、図４を参照しながら本実施例による
負荷用電力供給モジュール２４にかかる印加電圧の変圧
速度制御について詳細に説明する。まず、位置検出回路
３１から出力された信号をもとに、コントローラー２９
によって算出された電動機２５の回転速度が、任意の回
転数、例えば３０ｓ-1（３０ｒｐｓ）よりも遅いかどう
かを判定する（ステップST１）。
負荷用電力供給モジュール２４にかかる印加電圧の変圧
速度制御について詳細に説明する。まず、位置検出回路
３１から出力された信号をもとに、コントローラー２９
によって算出された電動機２５の回転速度が、任意の回
転数、例えば３０ｓ-1（３０ｒｐｓ）よりも遅いかどう
かを判定する（ステップST１）。
【００６５】もし、遅ければ変圧速度のモードを短時間
モードと決定する（ステップST２）。ここでは、このモ
ードの変圧時間を仮に２秒間とする。そして、コントロ
ーラー２９が、２秒間で目標の電圧までの変圧を完了さ
せるように、位相制御駆動信号をトライアック駆動回路
２７に出力し（ステップST３）、負荷用電力供給モジュ
ール２４の印加電圧を目標電圧まで変圧する（ステップ
ST６）。
モードと決定する（ステップST２）。ここでは、このモ
ードの変圧時間を仮に２秒間とする。そして、コントロ
ーラー２９が、２秒間で目標の電圧までの変圧を完了さ
せるように、位相制御駆動信号をトライアック駆動回路
２７に出力し（ステップST３）、負荷用電力供給モジュ
ール２４の印加電圧を目標電圧まで変圧する（ステップ
ST６）。
【００６６】一方、ステップST１の判定の結果３０ｓ-1
（３０ｒｐｓ）よりも速ければ変圧速度のモードを長時
間モードと決定する（ステップST４）。ここでは、この
モードの変圧時間を仮に５秒間とする。そして、コント
ローラー２９が、５秒間で目標の電圧までの変圧を完了
させるように、位相制御駆動信号をトライアック駆動回
路２７に出力し（ステップST５）、前記短時間モードの
場合と同様に目標電圧まで変圧する（ステップST６）。
（３０ｒｐｓ）よりも速ければ変圧速度のモードを長時
間モードと決定する（ステップST４）。ここでは、この
モードの変圧時間を仮に５秒間とする。そして、コント
ローラー２９が、５秒間で目標の電圧までの変圧を完了
させるように、位相制御駆動信号をトライアック駆動回
路２７に出力し（ステップST５）、前記短時間モードの
場合と同様に目標電圧まで変圧する（ステップST６）。
【００６７】ここで、具体的な数値を使ってもう少し細
かく説明する。今、仮に入力交流電圧は商用１００Ｖ、
周波数５０Hzとし、電動機２５が２９ｓ-1（２９ｒｐ
ｓ）で運転中に、負荷用電力供給モジュール２４に印加
する電圧を変圧することを考える。回転数が２９ｓ-1で
あるから、変圧速度のモードは短時間モードであり、２
秒間で変圧を完了するようにトライアックを位相制御す
る。
かく説明する。今、仮に入力交流電圧は商用１００Ｖ、
周波数５０Hzとし、電動機２５が２９ｓ-1（２９ｒｐ
ｓ）で運転中に、負荷用電力供給モジュール２４に印加
する電圧を変圧することを考える。回転数が２９ｓ-1で
あるから、変圧速度のモードは短時間モードであり、２
秒間で変圧を完了するようにトライアックを位相制御す
る。
【００６８】前述のように、入力交流電圧波形の半周期
毎にトライアックを点弧して位相制御を行うから、入力
交流電圧の周波数が５０Hzの場合、２秒間で変圧を完了
するにはトライアックの点弧を２００回行うことにな
る。
毎にトライアックを点弧して位相制御を行うから、入力
交流電圧の周波数が５０Hzの場合、２秒間で変圧を完了
するにはトライアックの点弧を２００回行うことにな
る。
【００６９】一方、回転数が３１ｓ-1（３１ｒｐｓ）の
場合、変圧速度のモードは長時間モードであり、５秒間
で変圧を完了するようにトライアックを位相制御する。
短時間モードの場合と同様なことから、５秒間で変圧を
完了するにはトライアックの点弧を５００回行うことに
なる。
場合、変圧速度のモードは長時間モードであり、５秒間
で変圧を完了するようにトライアックを位相制御する。
短時間モードの場合と同様なことから、５秒間で変圧を
完了するにはトライアックの点弧を５００回行うことに
なる。
【００７０】即ち、短時間モードより長時間モードの方
が点弧回数が増え、より滑らかな変圧となる。それで
は、変圧を１４０Ｖから２８０Ｖの昇圧として、更に詳
しく説明をする。１４０Ｖから２８０Ｖの昇圧を行うと
いうことは、トライアックの導通角を約３０度から約９
０度まで広げるということになる。
が点弧回数が増え、より滑らかな変圧となる。それで
は、変圧を１４０Ｖから２８０Ｖの昇圧として、更に詳
しく説明をする。１４０Ｖから２８０Ｖの昇圧を行うと
いうことは、トライアックの導通角を約３０度から約９
０度まで広げるということになる。
【００７１】言い換えれば、入力交流電圧の周波数は５
０Hzであるから、導通時間を約１．６７msから約５msま
で延ばすことになる。この約６０度（導通時間にすれば
約３．３３ms）の拡張を、短時間モードでは点弧回数に
して２００回（昇圧時間にして２秒間）に分けて行い、
長時間モードでは点弧回数にして５００回（昇圧時間に
して５秒間）に分けて行うため、長時間モードの方が細
やかに位相制御しているため、より滑らかな昇圧がで
き、短時間モードの方が速やかに変圧を完了することが
できる。
０Hzであるから、導通時間を約１．６７msから約５msま
で延ばすことになる。この約６０度（導通時間にすれば
約３．３３ms）の拡張を、短時間モードでは点弧回数に
して２００回（昇圧時間にして２秒間）に分けて行い、
長時間モードでは点弧回数にして５００回（昇圧時間に
して５秒間）に分けて行うため、長時間モードの方が細
やかに位相制御しているため、より滑らかな昇圧がで
き、短時間モードの方が速やかに変圧を完了することが
できる。
【００７２】従って、運転中の電動機２５の回転数に応
じて、最適な変圧速度を実現するようにトライアックを
位相制御でき、例えば、冷凍能力の低い運転状態（停止
状態を含む）にあるときに、急速な冷凍を要求された場
合でも迅速な応答が可能となる。
じて、最適な変圧速度を実現するようにトライアックを
位相制御でき、例えば、冷凍能力の低い運転状態（停止
状態を含む）にあるときに、急速な冷凍を要求された場
合でも迅速な応答が可能となる。
【００７３】図４について補足しておくが、ここでは、
ステップST１の判定条件後の分岐が２通りしかない最も
単純な制御方式について説明したが、回転数、変圧方向
（昇圧、または降圧。）、変圧の大きさ、導通角の変化
率などの条件によって判定後の分岐を増やすことで、更
に好適な変圧速度制御を実現できる。
ステップST１の判定条件後の分岐が２通りしかない最も
単純な制御方式について説明したが、回転数、変圧方向
（昇圧、または降圧。）、変圧の大きさ、導通角の変化
率などの条件によって判定後の分岐を増やすことで、更
に好適な変圧速度制御を実現できる。
【００７４】具体例を挙げると、例えば回転数が停止状
態０ｓ-1（０ｒｐｓ）の時は昇圧する場合は変圧時間を
１秒間とし、降圧する場合は一瞬間に変圧を行うといっ
た変圧速度制御が考えられる。
態０ｓ-1（０ｒｐｓ）の時は昇圧する場合は変圧時間を
１秒間とし、降圧する場合は一瞬間に変圧を行うといっ
た変圧速度制御が考えられる。
【００７５】なお、この様な場合でも、基本的な制御フ
ローは前述の方式のフローとほぼ同様なものであり、ス
テップST１の判定条件が増えるために分岐数も増加し、
それにに応じてステップ数が増えるだけである。
ローは前述の方式のフローとほぼ同様なものであり、ス
テップST１の判定条件が増えるために分岐数も増加し、
それにに応じてステップ数が増えるだけである。
【００７６】図５は、負荷用電力供給モジュール２４の
印加電圧、トライアック駆動回路２７に出力される位相
制御駆動信号、リレー駆動回路３０に出力されるリレー
駆動信号のタイミングチャートである。以下、図５を参
照しながら、本実施例におけるスイッチ手段２２の温度
上昇抑制方法について説明する。
印加電圧、トライアック駆動回路２７に出力される位相
制御駆動信号、リレー駆動回路３０に出力されるリレー
駆動信号のタイミングチャートである。以下、図５を参
照しながら、本実施例におけるスイッチ手段２２の温度
上昇抑制方法について説明する。
【００７７】図５において、ｔ1は負荷用電力供給モジ
ュール２４にかかる印加電圧の昇圧開始時刻、ｔ2は昇
圧完了時刻、ｔ3は降圧開始時刻、ｔ4は降圧完了時刻で
ある。まず、コントローラー２９からトライアック駆動
回路２７に位相制御駆動信号が出力されトライアックの
位相制御を開始することにより、負荷用電力供給モジュ
ール２４の印加電圧が、時刻ｔ1に全波整流電圧（倍電
圧の半分程度の電圧）から昇圧され始める。この状態
は、例えば「低速運転中に、冷蔵庫の庫内温度が所要の
温度より高くなり、電動機２５をより高速に運転させる
必要がある。」といったような状態である。
ュール２４にかかる印加電圧の昇圧開始時刻、ｔ2は昇
圧完了時刻、ｔ3は降圧開始時刻、ｔ4は降圧完了時刻で
ある。まず、コントローラー２９からトライアック駆動
回路２７に位相制御駆動信号が出力されトライアックの
位相制御を開始することにより、負荷用電力供給モジュ
ール２４の印加電圧が、時刻ｔ1に全波整流電圧（倍電
圧の半分程度の電圧）から昇圧され始める。この状態
は、例えば「低速運転中に、冷蔵庫の庫内温度が所要の
温度より高くなり、電動機２５をより高速に運転させる
必要がある。」といったような状態である。
【００７８】そして、時刻ｔ2に倍電圧まで昇圧が完了
すると位相制御駆動信号によりトライアックを完全導通
状態（導通角が１８０度、即ち１００％導通している状
態。）にしておき、そのすぐ後の時刻ｔ21にコントロー
ラー２９からリレー駆動回路３０にリレー駆動信号が出
力され、リレーも導通状態にして、さらにそのすぐ後の
時刻ｔ22に位相制御駆動信号を停止させてトライアック
を非導通状態にしている。つまり、時刻ｔ2からｔ22の
間にスイッチ手段２２をトライアックからリレーに切り
替えている。
すると位相制御駆動信号によりトライアックを完全導通
状態（導通角が１８０度、即ち１００％導通している状
態。）にしておき、そのすぐ後の時刻ｔ21にコントロー
ラー２９からリレー駆動回路３０にリレー駆動信号が出
力され、リレーも導通状態にして、さらにそのすぐ後の
時刻ｔ22に位相制御駆動信号を停止させてトライアック
を非導通状態にしている。つまり、時刻ｔ2からｔ22の
間にスイッチ手段２２をトライアックからリレーに切り
替えている。
【００７９】また、この期間は、トライアック完全導通
状態であるため、期間が長くなるほど整流子が転流を繰
り返す回数が増え、温度もより上昇する。一方、前記印
加電圧の降圧は、時刻ｔ3から開始している。この状態
は、例えば「冷蔵庫の庫内温度が所要の温度まで下がっ
たため、低速運転に切り替える。」といったような状態
である。印加電圧の降圧についても、昇圧の場合と同様
に、トライアックの位相制御によって行うため、降圧を
開始する前に、スイッチ手段２２をリレーからトライア
ックに切り替える必要がある。
状態であるため、期間が長くなるほど整流子が転流を繰
り返す回数が増え、温度もより上昇する。一方、前記印
加電圧の降圧は、時刻ｔ3から開始している。この状態
は、例えば「冷蔵庫の庫内温度が所要の温度まで下がっ
たため、低速運転に切り替える。」といったような状態
である。印加電圧の降圧についても、昇圧の場合と同様
に、トライアックの位相制御によって行うため、降圧を
開始する前に、スイッチ手段２２をリレーからトライア
ックに切り替える必要がある。
【００８０】そこで、時刻ｔ32に位相制御駆動信号によ
りトライアックを完全導通状態にして、そのすぐ後の時
刻ｔ33にリレー駆動信号によりリレーを非導通状態にし
て、さらにそのすぐ後の時刻ｔ3に位相制御駆動信号に
よりトライアックを位相制御して前記印加電圧の降圧を
開始する。
りトライアックを完全導通状態にして、そのすぐ後の時
刻ｔ33にリレー駆動信号によりリレーを非導通状態にし
て、さらにそのすぐ後の時刻ｔ3に位相制御駆動信号に
よりトライアックを位相制御して前記印加電圧の降圧を
開始する。
【００８１】そして時刻ｔ4に、前記印加電圧が全波整
流電圧まで降圧され、位相制御駆動信号を停止すること
により、トライアックを非導通状態にする。この様な動
作をまとめると、変圧するときにはトライアックを駆動
し、変圧しないときにはリレーを駆動するといったよう
にスイッチ手段２２を切り替えることになる。
流電圧まで降圧され、位相制御駆動信号を停止すること
により、トライアックを非導通状態にする。この様な動
作をまとめると、変圧するときにはトライアックを駆動
し、変圧しないときにはリレーを駆動するといったよう
にスイッチ手段２２を切り替えることになる。
【００８２】したがって、トライアックだけでは時刻ｔ
2からｔ3までの長時間に渡って完全導通状態を継続する
必要があったが、前記印加電圧が倍電圧のままで変圧さ
れない期間はリレーに切り替えることによって、完全導
通状態は、時刻ｔ2からｔ22とｔ32からｔ3という極めて
短い時間に短縮することができ、トライアック（整流
子）の転流繰り返し時間を大幅に短縮することで、スイ
ッチ手段２２における温度上昇の著しい抑制がが実現で
きる。また、図５において、時刻ｔ3の直前にリレーを
駆動し、その直後にトライアックを非導通状態にすれ
ば、時刻ｔ3からｔ32の間の完全導通状態もなくすこと
ができるため、さらなる温度上昇の抑制を実現できる。
2からｔ3までの長時間に渡って完全導通状態を継続する
必要があったが、前記印加電圧が倍電圧のままで変圧さ
れない期間はリレーに切り替えることによって、完全導
通状態は、時刻ｔ2からｔ22とｔ32からｔ3という極めて
短い時間に短縮することができ、トライアック（整流
子）の転流繰り返し時間を大幅に短縮することで、スイ
ッチ手段２２における温度上昇の著しい抑制がが実現で
きる。また、図５において、時刻ｔ3の直前にリレーを
駆動し、その直後にトライアックを非導通状態にすれ
ば、時刻ｔ3からｔ32の間の完全導通状態もなくすこと
ができるため、さらなる温度上昇の抑制を実現できる。
【００８３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明は、負荷用電力供給モジュールに印加する電圧を滑ら
かに変圧することで、変圧に用いるスイッチ手段に流れ
る突入電流を軽減し、スイッチ手段の小型化、コストダ
ウンができる請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において電動機運転中に前記印加電圧を滑らかに
降圧して、電動機の降圧速度よりも遅く降圧させ、逆電
流発生を防止することにより、回路の信頼性を向上でき
る請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明にお
いて電動機運転中に前記印加電圧を滑らかに昇圧して、
コントローラーが追従できないほどの回転数の乱れを防
止することにより、電動機が発生する騒音を抑制できる
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいず
れかに記載の発明において前記印加電圧の変圧時間を調
整する変圧速度制御をして、電動機の回転速度に対して
最適な時間となるように変圧速度を制御することによ
り、例えば、電動機が発生する騒音等があまり問題とな
らない低速運転時（停止時も含む。）に、急速な冷凍要
求を受けた場合には、比較的短い時間で変圧を行うこと
により迅速に応答できる。
明は、負荷用電力供給モジュールに印加する電圧を滑ら
かに変圧することで、変圧に用いるスイッチ手段に流れ
る突入電流を軽減し、スイッチ手段の小型化、コストダ
ウンができる請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において電動機運転中に前記印加電圧を滑らかに
降圧して、電動機の降圧速度よりも遅く降圧させ、逆電
流発生を防止することにより、回路の信頼性を向上でき
る請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明にお
いて電動機運転中に前記印加電圧を滑らかに昇圧して、
コントローラーが追従できないほどの回転数の乱れを防
止することにより、電動機が発生する騒音を抑制できる
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいず
れかに記載の発明において前記印加電圧の変圧時間を調
整する変圧速度制御をして、電動機の回転速度に対して
最適な時間となるように変圧速度を制御することによ
り、例えば、電動機が発生する騒音等があまり問題とな
らない低速運転時（停止時も含む。）に、急速な冷凍要
求を受けた場合には、比較的短い時間で変圧を行うこと
により迅速に応答できる。
【００８４】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において倍電圧整流後の電圧を負荷用電力供給モ
ジュールに継続的に印加する場合、発熱量の大きなスイ
ッチ手段から、発熱量の小さいスイッチ手段に切り替え
ることによって、温度上昇を抑制できる。
の発明において倍電圧整流後の電圧を負荷用電力供給モ
ジュールに継続的に印加する場合、発熱量の大きなスイ
ッチ手段から、発熱量の小さいスイッチ手段に切り替え
ることによって、温度上昇を抑制できる。
【図１】本発明の実施例におけるインバーター装置の構
成図
成図
【図２】本発明の実施例におけるインバーター装置の特
性図
性図
【図３】本発明の実施例におけるインバーター装置の特
性図
性図
【図４】本発明の実施例におけるインバーター装置のフ
ローチャート
ローチャート
【図５】本発明の実施例におけるインバーター装置のタ
イムチャート
イムチャート
【図６】従来のインバーター装置の構成図
２１…整流回路 ２２…スイッチ手段 ２３…平滑回路 ２４…負荷用電力供給モジュール ２５…電動機 ２６…ゼロクロス検出回路 ２７…トライアック駆動回路 ２８…印加電圧検出回路 ２９…コントローラー ３０…リレー駆動回路 ３１…位置検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｍ 7/5387 Ｈ０２Ｍ 7/5387 Ｚ Ｈ０２Ｐ 6/08 Ｈ０２Ｐ 6/02 ３７１Ａ (72)発明者 中野 智紀 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H006 BB05 CA06 CA07 CB01 CB08 CB09 CC08 DA04 DB02 FA02 GA01 5H007 BB06 CA01 CA06 CB05 CC12 DA06 DB01 DC05 FA03 FA12 GA03 5H560 AA02 BB04 BB12 DA13 DA19 DB20 DC02 DC13 EB01 GG04 SS07 TT01 TT10 UA02 XA12 XB09
Claims (5)
- 【請求項１】 一定電圧の入力交流電力を直流電力に変
換する整流・平滑回路と、前記整流・平滑回路で変換さ
れた直流電力を所要の電力に変換して圧縮機用電動機な
どの負荷に供給する負荷用電力供給モジュールと、前記
負荷用電力供給モジュールを駆動する駆動手段とを有す
るインバーター装置において、前記電力（負荷）によっ
て前記負荷用電力供給モジュールに印加する電圧を全波
整流から倍電圧整流(無負荷時において約１４０〜約２
８０V)の範囲で変化させる際に、入力交流電圧のゼロク
ロス検出回路と、その検出信号をもとに位相制御によっ
て駆動するスイッチ手段とを用いて、前記印加電圧を滑
らかに変化させることを特徴とするインバーター装置。 - 【請求項２】 負荷の大小によって負荷用電力供給モジ
ュールに印加する電圧を全波整流から倍電圧整流の範囲
で変化させる際に、運転中の電動機の回転速度をより低
速になるよう印加電圧を降圧するために、スイッチ手段
をオンする位相制御駆動信号の入力交流電圧に対する位
相のすすみ具合を、入力交流電圧の四半周期から半周期
の方向に徐々に大きくなるように位相制御を行うこと
で、前記印加電圧を滑らかに降圧制御することを特徴と
する請求項１に記載のインバーター装置。 - 【請求項３】 負荷の大小によって負荷用電力供給モジ
ュールに印加する電圧を全波整流から倍電圧整流の範囲
で変化させる際に、運転中の電動機の回転速度をより高
速になるよう印加電圧を昇圧するために、スイッチ手段
をオンする位相制御駆動信号の入力交流電圧に対する位
相のすすみ具合を、入力交流電圧の半周期から四半周期
の方向に徐々に小さくなるように位相制御を行うこと
で、前記印加電圧を滑らかに昇圧制御することを特徴と
する請求項１に記載のインバーター装置。 - 【請求項４】 負荷の大小によって負荷用電力供給モジ
ュールに印加する電圧を全波整流から倍電圧整流の範囲
で変化させる際に、電動機の回転数によって、変圧時間を
調整する変圧速度制御をすることを特徴とする請求項１
から請求項３のいずれかに記載のインバーター装置。 - 【請求項５】 倍電圧を継続的に負荷用電力供給モジュ
ールに印加する際に、発熱量の違う２種類のスイッチ手
段を用いて、前記印加電圧を変化させることを特徴とす
る請求項１に記載のインバーター装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000012559A JP3814454B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | インバーター装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000012559A JP3814454B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | インバーター装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001211652A true JP2001211652A (ja) | 2001-08-03 |
| JP3814454B2 JP3814454B2 (ja) | 2006-08-30 |
Family
ID=18540264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000012559A Expired - Fee Related JP3814454B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | インバーター装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3814454B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1298782A2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Inverter air-conditioner |
| JP2017026223A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 日立アプライアンス株式会社 | 冷蔵庫 |
| JP2019122120A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | インバータ装置、昇圧回路制御方法及びプログラム |
| JP2019122121A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | インバータ装置、昇圧回路制御方法及びプログラム |
-
2000
- 2000-01-21 JP JP2000012559A patent/JP3814454B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1298782A2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Inverter air-conditioner |
| EP1298782A3 (en) * | 2001-09-28 | 2005-04-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Inverter air-conditioner |
| KR100892807B1 (ko) * | 2001-09-28 | 2009-04-10 | 파나소닉 주식회사 | 인버터 에어컨디셔너 |
| JP2017026223A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 日立アプライアンス株式会社 | 冷蔵庫 |
| JP2019122120A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | インバータ装置、昇圧回路制御方法及びプログラム |
| JP2019122121A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | インバータ装置、昇圧回路制御方法及びプログラム |
| JP7014598B2 (ja) | 2017-12-28 | 2022-02-01 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | インバータ装置、昇圧回路制御方法及びプログラム |
| JP7014597B2 (ja) | 2017-12-28 | 2022-02-01 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | インバータ装置、昇圧回路制御方法及びプログラム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3814454B2 (ja) | 2006-08-30 |
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