JP2002101685A - Inverter - Google Patents

Inverter

Info

Publication number
JP2002101685A
JP2002101685A JP2000290556A JP2000290556A JP2002101685A JP 2002101685 A JP2002101685 A JP 2002101685A JP 2000290556 A JP2000290556 A JP 2000290556A JP 2000290556 A JP2000290556 A JP 2000290556A JP 2002101685 A JP2002101685 A JP 2002101685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
voltage
magnet motor
pwm
modulation rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000290556A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Ogawa
高志 小川
Hideaki Kato
秀明 加藤
Tetsuo Nomoto
哲男 野本
Yuichi Izawa
雄一 伊澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2000290556A priority Critical patent/JP2002101685A/en
Publication of JP2002101685A publication Critical patent/JP2002101685A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter capable of suppressing vibration, noise and heat and preventing the drop of revolution when a permanent magnet electric motor is driven by alternating current in a PWM system. SOLUTION: The inverter controls a permanent magnet electric motor using a permanent magnet on a rotor by performing conversion again after converting alternating current power into direct current, direct current voltage is variable on a part for converting alternating current into direct current, the PWM system is employed on the part for inverting direct current into alternating current to make the alternating current output voltage variable by a modulation rate, in a range in which the frequency is low, the PWM modulation rate is changed in the state that direct current voltage is fixed, in a range in which the frequency is high, direct current voltage is changed in the state that the PWM modulation rate is fixed, and the revolution of the permanent magnet electric motor 4 is controlled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転子に永久磁石
を使用した永久磁石電動機駆動用のインバータ装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device for driving a permanent magnet motor using a permanent magnet for a rotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】永久磁石を回転子に内蔵した永久磁石電
動機を制御するためのPWM制御方式の従来のインバー
タ装置を図8及び図9を参照して説明する。
2. Description of the Related Art A conventional PWM control type inverter device for controlling a permanent magnet motor having a permanent magnet incorporated in a rotor will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.

【0003】図8において、101は交流電源、102
は整流回路、103はトランジスタモジュール、104
は図示しないコンプレッサに搭載され、回転子に永久磁
石を用いた永久磁石電動機、105は電動機104の磁
石位置検出回路、106はトランジスタモジュール制御
回路、107はマイコンである。この装置では、交流電
源電圧を100Vと想定して、整流回路102には倍電
圧整流回路を示している。
[0003] In FIG. 8, reference numeral 101 denotes an AC power supply;
Is a rectifier circuit, 103 is a transistor module, 104
Denotes a permanent magnet motor mounted on a compressor (not shown) and uses a permanent magnet for a rotor, 105 denotes a magnet position detection circuit of the motor 104, 106 denotes a transistor module control circuit, and 107 denotes a microcomputer. In this apparatus, the rectifier circuit 102 is a voltage doubler rectifier circuit, assuming that the AC power supply voltage is 100 V.

【0004】ここで整流回路102の直流出力電圧は、
電源電圧変動あるいは負荷変動などにより多少変化する
ものの、交流電源101の電圧によりほぼ一義的に決定
されるため、整流回路102の直流出力電圧は交流電源
電圧の約2√2倍となる。
Here, the DC output voltage of the rectifier circuit 102 is
The DC output voltage of the rectifier circuit 102 is about 2√2 times the AC power supply voltage, although the voltage slightly varies due to power supply voltage fluctuations or load fluctuations, but is almost uniquely determined by the voltage of the AC power supply 101.

【0005】そして、係る永久磁石電動機104を連続
的に直流(DC)駆動するためには、三相構造を成した
三巻線のうちの一巻線を通電せずに磁石の誘起電圧によ
る位置検出コイルとして用い、他の二巻線に通電してト
ルク発生させ、位置検出により順次通電相と無通電相の
組み合わせを切り替えて駆動するものであった。
In order to continuously drive the permanent magnet motor 104 by direct current (DC), one of three windings having a three-phase structure is not energized, and the position of the winding is determined by the induced voltage of the magnet. It was used as a detection coil, and the other two windings were energized to generate torque, and the position was detected and driven by sequentially switching the combination of energized and non-energized phases.

【0006】一方、近年では係る永久磁石電動機を交流
(AC)駆動する方法が開発されている。図9を用いて
係るインバータ装置を説明する。図9において111は
交流電源、112は整流回路、113はトランジスタモ
ジュール、114は図示しないコンプレッサに搭載さ
れ、回転子に永久磁石を用いた永久磁石電動機、118
は電動機114の電流検出回路、116はトランジスタ
モジュール制御回路、117はマイコンである。この場
合の装置でも、交流電源電圧を100Vと想定して、整
流回路112には倍電圧整流回路を示している。
On the other hand, in recent years, a method of alternating current (AC) driving such a permanent magnet motor has been developed. The inverter device will be described with reference to FIG. 9, reference numeral 111 denotes an AC power supply, 112 denotes a rectifier circuit, 113 denotes a transistor module, 114 denotes a permanent magnet motor mounted on a compressor (not shown), and uses a permanent magnet for a rotor.
Is a current detection circuit of the electric motor 114, 116 is a transistor module control circuit, and 117 is a microcomputer. In this case, the rectifier circuit 112 is a double voltage rectifier circuit, assuming that the AC power supply voltage is 100 V.

【0007】また、整流回路112の直流出力電圧も、
電源電圧変動あるいは負荷変動などにより多少変化する
ものの、交流電源111の電圧によりほぼ一義的に決定
されるため、整流回路112の直流出力電圧は交流電源
電圧の約2√2倍となる。
The DC output voltage of the rectifier circuit 112 is
The DC output voltage of the rectifier circuit 112 is about 2√2 times the AC power supply voltage, although the voltage slightly changes due to the power supply voltage fluctuation or the load fluctuation, but it is almost uniquely determined by the voltage of the AC power supply 111.

【0008】そして、この場合永久磁石電動機114を
可変周波数、可変電圧で交流駆動するには、電流検出回
路118から入力される電動機114の電流から各相の
位相を検出し、マイコン117が磁石位置を計算により
推定してトランジスタモジュール制御回路116を介
し、トランジスタモジュール113から正弦波に近似し
たPWM波形を永久磁石電動機114に出力するもので
あった。
In this case, in order to drive the permanent magnet motor 114 with an alternating current at a variable frequency and a variable voltage, the phase of each phase is detected from the current of the motor 114 input from the current detection circuit 118, and the microcomputer 117 controls the magnet position. And a PWM waveform approximated to a sine wave is output from the transistor module 113 to the permanent magnet motor 114 through the transistor module control circuit 116.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このようなPWM方式
のインバータ装置では、直流電圧が高く、PWMの変調
率が低いほど基本波形成分に対してキャリア周波数成分
の比が大きくなり、歪みが大きくなることが知られてい
る。また、PWMの変調率が1を越える場合では、PW
M変調できずに波形が連続してしまう部分が発生し、や
はり歪みが大きくなることも知られている。このような
歪みは永久磁石電動機に高調波電流を流し、振動や騒
音、発熱が大きくなる問題を引き起こす。
In such a PWM type inverter device, as the DC voltage is higher and the PWM modulation rate is lower, the ratio of the carrier frequency component to the basic waveform component is larger and the distortion is larger. It is known. When the PWM modulation rate exceeds 1, PWM
It is also known that a portion where the waveform is continuous due to the inability to perform the M modulation occurs, and the distortion also increases. Such distortion causes a harmonic current to flow through the permanent magnet motor, causing a problem that vibration, noise, and heat generation increase.

【0010】一方で、正弦波近似を保つためには、PW
Mの変調率を1以下とする必要があり、永久磁石電動機
への印加電圧が図8に示した従来の二相通電による直流
(DC)駆動の場合よりも小さくなって回転数も低下し
てしまう問題があった。
On the other hand, in order to maintain the sine wave approximation, PW
The modulation rate of M needs to be 1 or less, the applied voltage to the permanent magnet motor becomes smaller than in the case of the conventional two-phase energized direct current (DC) drive shown in FIG. There was a problem.

【0011】本発明は、係る従来の技術課題を解決する
ために成されたものであり、PWM方式で永久磁石電動
機を交流駆動するに際して、振動、騒音及び発熱を抑制
し、且つ、回転数の低下も防止できるインバータ装置を
提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional technical problem. When an AC motor is used to drive a permanent magnet motor by a PWM method, vibration, noise and heat generation are suppressed and the number of rotations is reduced. An object of the present invention is to provide an inverter device that can also prevent a decrease.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のインバータ装置
は、交流電力を直流に変換した後、交流に再変換し、回
転子に永久磁石を用いた永久磁石電動機を制御するもの
であって、交流を直流に変換する部分で直流電圧を可変
にし、直流を交流に再変換する部分でPWM方式を採用
して交流出力電圧を変調率により可変にすると共に、周
波数が低い範囲では、直流電圧を固定した状態でPWM
変調率を変化させ、周波数が高い範囲では、PWM変調
率を固定した状態で直流電圧を変化させて永久磁石電動
機の回転数を制御することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An inverter device of the present invention converts an AC power into a direct current, then converts it back into an alternating current, and controls a permanent magnet motor using a permanent magnet for a rotor. The DC voltage is made variable at the part where AC is converted to DC, and the PWM method is adopted at the part where DC is converted back to AC, and the AC output voltage is made variable according to the modulation factor. PWM in fixed state
The modulation rate is changed, and in a high frequency range, the DC voltage is changed while the PWM modulation rate is fixed to control the rotation speed of the permanent magnet motor.

【0013】本発明によれば、交流電力を直流に変換し
た後、交流に再変換し、回転子に永久磁石を用いた永久
磁石電動機を制御するインバータ装置において、交流を
直流に変換する部分で直流電圧を可変にし、直流を交流
に再変換する部分でPWM方式を採用して交流出力電圧
を変調率により可変にすると共に、周波数が低い範囲で
は、直流電圧を固定した状態でPWM変調率を変化さ
せ、周波数が高い範囲では、PWM変調率を固定した状
態で直流電圧を変化させて永久磁石電動機の回転数を制
御するようにしたので、交流出力電圧が低いときにPW
Mによるパルス幅を必要以上に小さくする必要が無くな
り、歪みの少ない正弦波近似波形を得ることができるよ
うになる。また、交流出力電圧が高いときにPWM変調
できずに波形が連続してしまうことも防止できるように
なり、総じて永久磁石電動機に歪みの少ない交流電力を
印加することができるようになる。
According to the present invention, in an inverter device for controlling a permanent magnet motor using a permanent magnet for a rotor after converting AC power to DC and then converting it back to AC, a portion for converting AC to DC is used. The DC voltage is made variable and the DC output is reconverted into a PWM by adopting the PWM method to make the AC output voltage variable according to the modulation rate. In the low frequency range, the DC modulation rate is fixed and the DC voltage is fixed. In the range where the frequency is high, the DC voltage is changed while the PWM modulation rate is fixed to control the rotation speed of the permanent magnet motor.
There is no need to reduce the pulse width by M more than necessary, and a sine wave approximate waveform with less distortion can be obtained. In addition, when the AC output voltage is high, it is possible to prevent the waveform from being continuous due to the failure of the PWM modulation, and it is possible to apply AC power with little distortion to the permanent magnet motor as a whole.

【0014】請求項2の発明のインバータ装置は、上記
においてPWM変調率を固定する周波数範囲では、その
変調率を1としたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the frequency range in which the PWM modulation rate is fixed in the above, the modulation rate is set to 1.

【0015】請求項2の発明によれば、上記に加えてP
WM変調率を固定する周波数範囲では、その変調率を1
としたので、高調波成分をできるだけ少なくして、歪み
の少ない波形を永久磁石電動機に印加し、振動、騒音及
び発熱の低減を図ることが可能となる。
According to the invention of claim 2, in addition to the above, P
In the frequency range where the WM modulation rate is fixed, the modulation rate is set to 1
Therefore, it is possible to reduce the harmonic components as much as possible, apply a waveform with less distortion to the permanent magnet motor, and reduce vibration, noise, and heat generation.

【0016】請求項3の発明のインバータ装置は、上記
各発明において永久磁石電動機は空気調和機のコンプレ
ッサ駆動用であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the above-described invention, the permanent magnet motor is for driving a compressor of an air conditioner.

【0017】請求項3の発明によれば、上記各発明に加
えて永久磁石電動機は空気調和機のコンプレッサ駆動用
であるので、回転数可変範囲の広い空気調和機のコンプ
レッサ駆動に際して本発明は絶大なる効果を発揮するも
のである。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned inventions, the permanent magnet motor is used for driving the compressor of the air conditioner. It has the following effects.

【0018】請求項4の発明のインバータ装置は、請求
項1又は請求項2の発明において永久磁石電動機は冷凍
及び/又は冷蔵装置のコンプレッサ駆動用であることを
特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the inverter apparatus of the first or second aspect, the permanent magnet motor is for driving a compressor of a refrigeration and / or refrigeration unit.

【0019】請求項4の発明によれば、請求項1又は請
求項2の発明において永久磁石電動機は冷凍及び/又は
冷蔵装置のコンプレッサ駆動用であるので、コンプレッ
サに圧力差のある状態で始動され、高い始動トルクが要
求される冷凍及び/又は冷蔵装置において印加交流波形
の歪みの少ない本発明は絶大なる効果を発揮するもので
ある。
According to the fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the permanent magnet motor is used for driving the compressor of the refrigerating and / or refrigerating apparatus. In a refrigerating and / or refrigerating apparatus requiring a high starting torque, the present invention with a small distortion of the applied AC waveform exerts a remarkable effect.

【0020】請求項5の発明のインバータ装置は、上記
各発明において永久磁石電動機の固定子は、固定子巻線
が集中巻構造であることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the above-described invention, the stator of the permanent magnet motor has a stator winding having a concentrated winding structure.

【0021】請求項5の発明によれば、上記各発明にお
いて永久磁石電動機の固定子は、固定子巻線が集中巻構
造であるので、巻線を施した部分の磁束の集中により騒
音が発生し易い集中巻構造の固定子を有する永久磁石電
動機において、印加交流波形の歪みの少ない本発明は絶
大なる効果を発揮するものである。
According to the fifth aspect of the present invention, in each of the above-mentioned inventions, the stator of the permanent magnet motor has a stator winding having a concentrated winding structure. In a permanent magnet motor having a stator having a concentrated winding structure which is easy to perform, the present invention with a small distortion of the applied AC waveform exerts a remarkable effect.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づき説明する。図1は本発明を適用するインバータ装
置の一実施形態である。この図において、1は交流電
源、9は直流電圧可変整流回路、3はトランジスタモジ
ュール、4は図示しないコンプレッサに搭載され、回転
子に永久磁石を使用した永久磁石電動機、6はトランジ
スタモジュール制御回路、7はマイコン、11は直流電
圧検出回路、10は直流電圧制御回路、8は電動機4の
電流検出回路である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an inverter device to which the present invention is applied. In this figure, 1 is an AC power supply, 9 is a DC voltage variable rectifier circuit, 3 is a transistor module, 4 is a compressor mounted on a compressor (not shown), and a permanent magnet motor using a permanent magnet for a rotor, 6 is a transistor module control circuit, 7 is a microcomputer, 11 is a DC voltage detection circuit, 10 is a DC voltage control circuit, and 8 is a current detection circuit of the electric motor 4.

【0023】尚、永久磁石電動機4が搭載されるコンプ
レッサは、空気調和機、冷凍及び/又は冷蔵装置の冷凍
サイクルを構成するものである。また、図8、図9の整
流回路102、112に替えて本発明では直流電圧可変
整流回路9を使用している。ここで交流電源1の電圧
は、図8、図9の従来例のものと同様に100Vを想定
している。
The compressor on which the permanent magnet motor 4 is mounted constitutes a refrigerating cycle of an air conditioner, a refrigerating and / or refrigerating apparatus. In the present invention, the DC voltage variable rectifier circuit 9 is used in place of the rectifier circuits 102 and 112 shown in FIGS. Here, the voltage of the AC power supply 1 is assumed to be 100 V as in the conventional example shown in FIGS.

【0024】一方、直流電圧可変整流回路9は通常「ア
クティブフィルタ」と呼ばれる回路で、交流電源電流の
高調波歪低減と出力直流電圧可変の2つの目的を有して
いる。ここで、直流電圧可変整流回路9の出力電圧の最
小値は、電源電流高調波歪みを最小にすることを満足す
るので、交流電源電圧の√2倍プラス10V程度とな
る。
On the other hand, the variable DC voltage rectifier circuit 9 is a circuit usually called an "active filter", and has two purposes: reduction of harmonic distortion of AC power supply current and variable output DC voltage. Here, the minimum value of the output voltage of the DC voltage variable rectifier circuit 9 is about √2 times the AC power supply voltage plus about 10 V because it satisfies minimizing power supply current harmonic distortion.

【0025】また、直流電圧可変整流回路9の最大値
は、使用部品の耐圧の関係もあるが、通常交流電源電圧
の2√2倍以上は問題なく出力可能である。即ち、直流
電圧可変整流回路9の出力電圧は従来方式の図8、図9
における整流回路102、112の出力電圧の約0.5
倍〜1.3倍位の間で自由設定可能である。
Although the maximum value of the DC voltage variable rectifier circuit 9 has a relationship with the withstand voltage of the parts used, the maximum value can be output without any problem at least 2√2 times the AC power supply voltage. That is, the output voltage of the DC voltage variable rectifier 9 is the same as that of the conventional system shown in FIGS.
About 0.5 of the output voltage of the rectifier circuits 102 and 112 at
It can be freely set between about double and about 1.3 times.

【0026】マイコン7は、直流電圧制御回路10と直
流電圧検出回路11により必要な直流出力電圧を設定す
る。また、マイコン7はトランジスタモジュール制御回
路6と電流検出回路8より必要なPWMによる正弦波近
似出力を生成し、永久磁石電動機4に印加することで永
久磁石電動機4を駆動する。
The microcomputer 7 sets a required DC output voltage by the DC voltage control circuit 10 and the DC voltage detection circuit 11. The microcomputer 7 drives the permanent magnet motor 4 by generating a necessary PWM approximate sine wave output from the transistor module control circuit 6 and the current detection circuit 8 and applying the output to the permanent magnet motor 4.

【0027】マイコン7は図2に示す如く(図2は永久
磁石電動機4の回転数を横軸に、直流電圧可変整流回路
9の出力電圧Vdcを縦軸に示している)、永久磁石電
動機4の回転数(周波数)がminからN1までの低い
範囲では出力電圧Vdcを最小値、若しくは、これに近
い一定の電圧とし、N1からmaxまでの回転数(周波
数)の高い範囲では、当該回転数に比例して出力電圧V
dcを上昇させる。
As shown in FIG. 2 (FIG. 2 shows the rotational speed of the permanent magnet motor 4 on the horizontal axis and the output voltage Vdc of the DC voltage variable rectifier circuit 9 on the vertical axis) as shown in FIG. The output voltage Vdc is set to a minimum value or a constant voltage close to this in a low range of the rotation speed (frequency) from min to N1, and in a high range of the rotation speed (frequency) from N1 to max, Output voltage V in proportion to
increase dc.

【0028】ここで、図7に示すように、従来の如く永
久磁石電動機4の高い回転数であっても、低い回転数で
あってもパルス幅に関係なく、永久磁石電動機4に印加
するパルスの電圧をVaに高く一定に保った場合、高い
回転数(周波数)であるときは良いとしても、低い回転
数(周波数)のときは幅が狭く高さが高いパルスとなっ
て、基本波電圧成分に対してキャリア周波数電圧成分の
比が大きくなり、歪みが大きくなってしまうが、本発明
では図6に示す如く高い回転数の範囲であるときは電圧
Vcを高く設定でき、低い回転数の範囲では電圧はVb
に低く一定に保てるので、高い回転数(周波数)のとき
も低い回転数(周波数)のときも基本波電圧成分が十分
確保されて、歪みを低減できる。
Here, as shown in FIG. 7, the pulse applied to the permanent magnet motor 4 regardless of the pulse width regardless of whether the rotation speed of the permanent magnet motor 4 is high or low as in the prior art. When the voltage is kept high and constant at Va, a pulse having a narrow width and a high height is obtained at a low rotation speed (frequency), even if the rotation speed (frequency) is high. Although the ratio of the carrier frequency voltage component to the component increases and the distortion increases, in the present invention, the voltage Vc can be set high when the rotation speed is high as shown in FIG. In the range, the voltage is Vb
, The fundamental wave voltage component is sufficiently ensured at both a high rotation speed (frequency) and a low rotation speed (frequency), and distortion can be reduced.

【0029】一方、マイコン7は図3に示す如く(図3
は永久磁石電動機4の回転数を横軸に、トランジスタモ
ジュール3のPWMデューティー(変調率)を縦軸に示
している)、永久磁石電動機4の回転数(周波数)がm
inからN1までの低い範囲ではPWMデューティーを
回転数に比例して上昇させ、N1からmaxまでの回転
数(周波数)の高い範囲では、PWMデューティーを一
定の値aに固定する。
On the other hand, as shown in FIG.
Represents the rotation speed of the permanent magnet motor 4 on the horizontal axis, the PWM duty (modulation rate) of the transistor module 3 on the vertical axis), and the rotation speed (frequency) of the permanent magnet motor 4 is m
In the low range from in to N1, the PWM duty is increased in proportion to the rotation speed, and in the high range of the rotation speed (frequency) from N1 to max, the PWM duty is fixed to a constant value a.

【0030】これにより、結果として永久磁石電動機4
の回転数とトランジスタモジュールの出力電圧Vacの
関係は図4に示す如く(図4は永久磁石電動機4の回転
数を横軸に、トランジスタモジュール3の出力電圧Va
cを縦軸に示している)、回転数min〜maxにかけ
て比例したかたちとなる。
Thus, as a result, the permanent magnet motor 4
The relationship between the rotation speed of the transistor module 3 and the output voltage Vac of the transistor module is shown in FIG. 4 (FIG. 4 shows the rotation speed of the permanent magnet motor 4 on the horizontal axis and the output voltage Va of the transistor module 3 on the horizontal axis).
c is shown on the vertical axis), and is proportional to the rotation speed min to max.

【0031】次に、係る制御を図5に示すフローチャー
トに従って説明する。マイコン7は、ステップ31で、
図示しない入力装置からの周波数指令を読み込み、ステ
ップ32で、図2の関係に基づく整流回路出力電圧とな
るように、直流電圧制御回路10を制御する。次に、ス
テップ33で直流電圧検出回路11より、直流電圧可変
整流回路9の出力電圧である直流電圧を読み込む。
Next, such control will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The microcomputer 7 determines in step 31
A frequency command from an input device (not shown) is read, and in step 32, the DC voltage control circuit 10 is controlled so as to obtain a rectifier circuit output voltage based on the relationship in FIG. Next, in step 33, the DC voltage, which is the output voltage of the DC voltage variable rectifier circuit 9, is read from the DC voltage detection circuit 11.

【0032】ここで、ステップ34で、この直流電圧が
図2の関係どおりの目標値となっているかどうかを判断
し、目標値となっていない場合は、再びステップ32に
戻り、直流電圧制御回路10への制御値を変え、目標の
直流電圧となるように制御する。
Here, at step 34, it is determined whether or not the DC voltage has the target value as shown in FIG. 2, and if not, the process returns to step 32 to return to the DC voltage control circuit. The control value is changed to 10, and control is performed so that the target DC voltage is obtained.

【0033】直流電圧が図2の関係通りの目標値となっ
た場合は、ステップ35で、図3の関係に基づき、PW
M変調率を決定してトランジスタモジュール制御回路6
を制御する。
When the DC voltage has reached the target value as shown in FIG. 2, in step 35, PW is calculated based on the relationship shown in FIG.
Determine M modulation rate and control transistor module control circuit 6
Control.

【0034】これにより、永久磁石電動機4の回転数と
トランジスタモジュール3の出力電圧の関係を、図4の
関係になるように制御する。そしてこれらの制御は、総
合的には図4の関係を達成するように制御している。
Thus, the relationship between the rotation speed of the permanent magnet motor 4 and the output voltage of the transistor module 3 is controlled so as to satisfy the relationship shown in FIG. These controls are performed so as to comprehensively achieve the relationship shown in FIG.

【0035】本発明での永久磁石電動機4の回転数(ト
ランジスタモジュール3の出力周波数)とPWMデュー
ティー(変調率)の関係(3)を従来方式と比較した場
合、ほとんどの回転数において本発明の場合の方が大き
なPWM変調率を確保できる。また、最悪の回転数にお
いても従来方式と同等のPWM変調率を確保できる。
When the relationship (3) between the rotation speed of the permanent magnet motor 4 (output frequency of the transistor module 3) and the PWM duty (modulation rate) according to the present invention is compared with that of the conventional system, the present invention is applicable to most of the rotation speeds. In the case, a larger PWM modulation rate can be secured. Further, even at the worst rotational speed, a PWM modulation rate equivalent to that of the conventional system can be secured.

【0036】これにより、ほとんどの回転数(周波数)
において、永久磁石電動機4に印加される電圧の歪みを
従来方式よりも小さくでき、この結果永久磁石電動機4
の振動・騒音・発熱等を小さくできる。
Thus, most of the rotational speeds (frequency)
In the above, the distortion of the voltage applied to the permanent magnet motor 4 can be made smaller than in the conventional method, and as a result, the
Vibration, noise and heat generation can be reduced.

【0037】次に、本発明の請求項2に係る制御方法の
実施形態について説明する。請求項2の実施形態もその
回路構成、永久磁石電動機回転数(トランジスタモジュ
ール出力周波数)と各パラメータとの関係、マイコンの
動作フローチャートは請求項1のものと同じであり、そ
れぞれ図1乃至6で示される。
Next, an embodiment of a control method according to claim 2 of the present invention will be described. The circuit configuration of the second embodiment, the relationship between the number of rotations of the permanent magnet motor (transistor module output frequency) and each parameter, and the operation flowchart of the microcomputer are the same as those of the first embodiment. Is shown.

【0038】本発明の請求項2に係る制御方法では、図
2乃至図5中の回転数N1からmaxの間のPWMデュ
ーティー(変調率)aを1としている点に特徴がある。
PWMディーティー(変調率)aをN1からmaxの間
で1とすることにより、この間のトランジスタモジュー
ル3の出力電圧に含まれる電圧歪みを最小にしている。
これにより、永久磁石電動機4の振動・騒音・発熱等を
従来方式に比べて大幅に小さくできる。
The control method according to the second aspect of the present invention is characterized in that the PWM duty (modulation rate) a between the rotation speeds N1 and max in FIGS.
By setting the PWM duty (modulation rate) a to 1 between N1 and max, the voltage distortion included in the output voltage of the transistor module 3 during this period is minimized.
Thereby, vibration, noise, heat generation, and the like of the permanent magnet motor 4 can be significantly reduced as compared with the conventional system.

【0039】尚、上述のマイコンの機能は、マイコンだ
けで無く、例えば、マイコンとDSP又はDSPだけで
実現しても良い。
The functions of the microcomputer described above may be realized not only by the microcomputer but also by, for example, the microcomputer and the DSP or the DSP alone.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、交流
電力を直流に変換した後、交流に再変換し、回転子に永
久磁石を用いた永久磁石電動機を制御するインバータ装
置において、交流を直流に変換する部分で直流電圧を可
変にし、直流を交流に再変換する部分でPWM方式を採
用して交流出力電圧を変調率により可変にすると共に、
周波数が低い範囲では、直流電圧を固定した状態でPW
M変調率を変化させ、周波数が高い範囲では、PWM変
調率を固定した状態で直流電圧を変化させて永久磁石電
動機の回転数を制御するようにしたので、交流出力電圧
が低いときにPWMによるパルス幅を必要以上に小さく
する必要が無くなり、歪みの少ない正弦波近似波形を得
ることができるようになる。また、交流出力電圧が高い
ときにPWM変調できずに波形が連続してしまうことも
防止できるようになり、総じて永久磁石電動機に歪みの
少ない交流電力を印加することができるようになる。
As described in detail above, according to the present invention, in an inverter device for controlling a permanent magnet motor using a permanent magnet for a rotor after converting AC power to DC and then converting it back to AC. The DC voltage is made variable in the portion that converts DC to DC, and the PWM output system is adopted in the portion that converts DC back to AC, and the AC output voltage is made variable according to the modulation rate.
In the low frequency range, PW
When the M modulation rate is changed and the frequency is high, the DC voltage is changed and the rotation speed of the permanent magnet motor is controlled while the PWM modulation rate is fixed. It is not necessary to reduce the pulse width more than necessary, and a sine wave approximation waveform with less distortion can be obtained. In addition, when the AC output voltage is high, it is possible to prevent the waveform from being continuous due to the failure of the PWM modulation, and it is possible to apply AC power with little distortion to the permanent magnet motor as a whole.

【0041】請求項2の発明によれば、上記に加えてP
WM変調率を固定する周波数範囲では、その変調率を1
としたので、高調波成分をできるだけ少なくして、歪み
の少ない波形を永久磁石電動機に印加し、振動、騒音及
び発熱の低減を図ることが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above, P
In the frequency range where the WM modulation rate is fixed, the modulation rate is set to 1
Therefore, it is possible to reduce the harmonic components as much as possible, apply a waveform with less distortion to the permanent magnet motor, and reduce vibration, noise, and heat generation.

【0042】請求項3の発明によれば、上記各発明に加
えて永久磁石電動機は空気調和機のコンプレッサ駆動用
であるので、回転数可変範囲の広い空気調和機のコンプ
レッサ駆動に際して本発明は絶大なる効果を発揮するも
のである。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned inventions, the permanent magnet motor is used for driving the compressor of the air conditioner. It has the following effects.

【0043】請求項4の発明によれば、請求項1又は請
求項2の発明において永久磁石電動機は冷凍及び/又は
冷蔵装置のコンプレッサ駆動用であるので、コンプレッ
サに圧力差のある状態で始動され、高い始動トルクが要
求される冷凍及び/又は冷蔵装置において印加交流波形
の歪みの少ない本発明は絶大なる効果を発揮するもので
ある。
According to the fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the permanent magnet motor is used for driving the compressor of the refrigerating and / or refrigerating apparatus, so that the motor is started with a pressure difference between the compressors. In a refrigerating and / or refrigerating apparatus requiring a high starting torque, the present invention with a small distortion of the applied AC waveform exerts a remarkable effect.

【0044】請求項5の発明によれば、上記各発明にお
いて永久磁石電動機の固定子は、固定子巻線が集中巻構
造であるので、巻線を施した部分の磁束の集中により騒
音が発生し易い集中巻構造の固定子を有する永久磁石電
動機において、印加交流波形の歪みの少ない本発明は絶
大なる効果を発揮するものである。
According to the fifth aspect of the present invention, in each of the above-mentioned inventions, the stator of the permanent magnet motor has a stator winding having a concentrated winding structure, so that noise is generated due to concentration of magnetic flux in a portion where the winding is applied. In a permanent magnet motor having a stator having a concentrated winding structure which is easy to perform, the present invention with a small distortion of the applied AC waveform exerts a remarkable effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例のインバータ装置を示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an inverter device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明における永久磁石電動機回転数と直流電
圧可変整流回路の出力電圧の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the rotation speed of a permanent magnet motor and the output voltage of a DC voltage variable rectifier circuit according to the present invention.

【図3】本発明における永久磁石電動機回転数とトラン
ジスタモジュールのPWMデューティー(変調率)の関
係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the permanent magnet motor rotation speed and the PWM duty (modulation rate) of the transistor module according to the present invention.

【図4】本発明における永久磁石電動機回転数とトラン
ジスタモジュールの出力電圧の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the rotation speed of a permanent magnet motor and the output voltage of a transistor module according to the present invention.

【図5】本発明における制御動作のフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart of a control operation according to the present invention.

【図6】本発明におけるPWM制御の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of PWM control according to the present invention.

【図7】従来のPWM制御の模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram of conventional PWM control.

【図8】従来のインバータ装置の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional inverter device.

【図9】もう一つの従来のインバータ装置の構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram of another conventional inverter device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 3 トランジスタモジュール 4 永久磁石電動機 6 トランジスタモジュール制御回路 7 マイコン 8 電流検出回路 9 直流電圧可変整流回路 10 直流電圧制御回路 11 直流電圧検出回路 Reference Signs List 1 AC power supply 3 Transistor module 4 Permanent magnet motor 6 Transistor module control circuit 7 Microcomputer 8 Current detection circuit 9 DC voltage variable rectification circuit 10 DC voltage control circuit 11 DC voltage detection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野本 哲男 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 伊澤 雄一 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5H006 AA02 CA01 CA07 CB01 CC02 CC08 DC05 5H007 AA02 BB06 CA01 CB02 CB05 CC12 CC23 DB07 DC02 DC05 EA02 5H560 AA02 BB04 BB12 DA15 DC12 DC13 EB01 GG04 RR04 SS03 SS07 TT15 UA02 XA11 XA12 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Tetsuo Nomoto 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Yuichi Izawa 2-5-1 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No.5 Sanyo Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5H006 AA02 CA01 CA07 CB01 CC02 CC08 DC05 5H007 AA02 BB06 CA01 CB02 CB05 CC12 CC23 DB07 DC02 DC05 EA02 5H560 AA02 BB04 BB12 DA15 DC12 DC13 EB01 GG11 RR04 SS03 XA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電力を直流に変換した後、交流に再
変換し、回転子に永久磁石を用いた永久磁石電動機を制
御するインバータ装置において、 前記交流を直流に変換する部分で直流電圧を可変にし、
前記直流を交流に再変換する部分でPWM方式を採用し
て交流出力電圧を変調率により可変にすると共に、周波
数が低い範囲では、前記直流電圧を固定した状態でPW
M変調率を変化させ、周波数が高い範囲では、前記PW
M変調率を固定した状態で前記直流電圧を変化させて前
記永久磁石電動機の回転数を制御することを特徴とする
インバータ装置。
1. An inverter device for converting an AC power into a DC, then converting the AC power back into an AC, and controlling a permanent magnet motor using a permanent magnet for a rotor. Variable
The DC output is reconverted to AC by using a PWM method to make the AC output voltage variable according to the modulation factor, and in a low frequency range, the DC voltage is fixed with the DC voltage fixed.
In the range where the frequency is high, the PW
An inverter device wherein the DC voltage is changed while the M modulation factor is fixed to control the rotation speed of the permanent magnet motor.
【請求項2】 前記PWM変調率を固定する周波数範囲
では、その変調率を1としたことを特徴とする請求項1
のインバータ装置。
2. The modulation rate is set to 1 in a frequency range in which the PWM modulation rate is fixed.
Inverter device.
【請求項3】 前記永久磁石電動機は空気調和機のコン
プレッサ駆動用であることを特徴とする請求項1又は請
求項2のインバータ装置。
3. The inverter device according to claim 1, wherein the permanent magnet motor is for driving a compressor of an air conditioner.
【請求項4】 前記永久磁石電動機は冷凍及び/又は冷
蔵装置のコンプレッサ駆動用であることを特徴とする請
求項1又は請求項2のインバータ装置。
4. The inverter device according to claim 1, wherein the permanent magnet motor is for driving a compressor of a refrigeration and / or refrigeration device.
【請求項5】 前記永久磁石電動機の固定子は、固定子
巻線が集中巻構造であることを特徴とする請求項1、請
求項2、請求項3又は請求項4のインバータ装置。
5. The inverter apparatus according to claim 1, wherein the stator of the permanent magnet motor has a stator winding having a concentrated winding structure.
JP2000290556A 2000-09-25 2000-09-25 Inverter Pending JP2002101685A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000290556A JP2002101685A (en) 2000-09-25 2000-09-25 Inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000290556A JP2002101685A (en) 2000-09-25 2000-09-25 Inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002101685A true JP2002101685A (en) 2002-04-05

Family

ID=18773772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000290556A Pending JP2002101685A (en) 2000-09-25 2000-09-25 Inverter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002101685A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009254124A (en) * 2008-04-07 2009-10-29 Panasonic Corp Brushless dc motor controller
US20110279076A1 (en) * 2009-01-24 2011-11-17 Markus Hirt Electric motor, and device for generating a signal for controlling the same
CN102684535A (en) * 2012-04-22 2012-09-19 上海发电设备成套设计研究院 PWM (pulse-width modulation) method implemented by using fixed modulation ratio
WO2016027357A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 三菱電機株式会社 Electric motor drive device and air-conditioning apparatus using electric motor drive device or refrigeration air-conditioning apparatus using electric motor drive device
WO2019208325A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 Control device, air conditioner, control method, and program
WO2022062103A1 (en) * 2020-09-22 2022-03-31 青岛中加特电气股份有限公司 High-voltage permanent magnet frequency conversion all-in-one machine

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009254124A (en) * 2008-04-07 2009-10-29 Panasonic Corp Brushless dc motor controller
US20110279076A1 (en) * 2009-01-24 2011-11-17 Markus Hirt Electric motor, and device for generating a signal for controlling the same
US8686678B2 (en) * 2009-01-24 2014-04-01 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Electric motor, and device for generating a signal for controlling the same
CN102684535A (en) * 2012-04-22 2012-09-19 上海发电设备成套设计研究院 PWM (pulse-width modulation) method implemented by using fixed modulation ratio
WO2016027357A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 三菱電機株式会社 Electric motor drive device and air-conditioning apparatus using electric motor drive device or refrigeration air-conditioning apparatus using electric motor drive device
JPWO2016027357A1 (en) * 2014-08-22 2017-04-27 三菱電機株式会社 Electric motor drive device and air conditioner or refrigeration air conditioner using the same
US9816743B2 (en) 2014-08-22 2017-11-14 Mitsubishi Electric Corporation Electric motor drive device and air-conditioning apparatus or refrigerating and air-conditioning apparatus using the same
WO2019208325A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 Control device, air conditioner, control method, and program
WO2022062103A1 (en) * 2020-09-22 2022-03-31 青岛中加特电气股份有限公司 High-voltage permanent magnet frequency conversion all-in-one machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4053968B2 (en) Synchronous motor driving device, refrigerator and air conditioner
JP3971979B2 (en) Air conditioner
JP3341826B2 (en) PWM / PAM control type motor control device and air conditioner and motor control method using the same
JP5624873B2 (en) Air conditioner
JP2002176778A (en) Power supply unit and air conditioner using the same
JP2012029416A (en) Air conditioner
US5915070A (en) Motor driving apparatus for pulse-width modulation controlling a DC voltage according to a rotation speed setting information
WO2017208873A1 (en) Motor drive apparatus, and electric device having compressor using same
JP2008289310A (en) Motor drive and refrigerator using the same
JPH05272823A (en) Method of controlling variable capability type air conditioner
JP3672637B2 (en) Compressor motor control device
JPH10148184A (en) Control device for electric motor of compressor
JP2005176437A (en) Method and device for driving brushless dc motor
JP2002101685A (en) Inverter
JP3650012B2 (en) Compressor control device
JP4946292B2 (en) Power converter and heat pump device using the same
JPH1169861A (en) Motor control device, freezing cycle device and air conditioner using the motor control device
JP2004364492A (en) Motor-driving device and air-conditioning equipment
JP2008172880A (en) Method and device for driving brushless dc motor
JP2008005639A (en) Method and device for driving brushless dc motor
JP2002010675A (en) Dc brushless-motor unit
JP6979568B2 (en) Motor drive device and refrigerator using it
JP4289003B2 (en) Method and apparatus for driving brushless DC motor
JP2008109722A (en) Motor drive
JP2005065449A (en) Motor control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050609

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080527

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080529

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080724

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20081021