JP2002138966A - 圧縮機駆動方法およびその装置 - Google Patents
圧縮機駆動方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷が過大になった場合であってもトリップ
の発生を確実に防止する。 【解決手段】 電流指令が電流上限値を越えないように
制限する電流リミッタ３を設けた。
の発生を確実に防止する。 【解決手段】 電流指令が電流上限値を越えないように
制限する電流リミッタ３を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は圧縮機駆動方法お
よびその装置に関し、さらに詳細にいえば、インバータ
によって同期モータを制御し、同期モータによって圧縮
機を駆動する圧縮機駆動方法およびその装置に関する。
よびその装置に関し、さらに詳細にいえば、インバータ
によって同期モータを制御し、同期モータによって圧縮
機を駆動する圧縮機駆動方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮機は空気調和機をはじめとして各種
の装置の駆動源として用いられている。
の装置の駆動源として用いられている。
【０００３】そして、圧縮機を駆動するための装置とし
て、従来から、インバータによって同期モータを制御
し、同期モータによって圧縮機を駆動するようにしてい
るとともに、同期モータの回転子の回転位置（以下、ロ
ータ位置と称する）を検出する位置検出部と、検出され
たロータ位置を基準としてインバータを電圧制御するイ
ンバータ制御部とを含むとともに、モータ電流が過大に
なった場合にインバータなどのパワー素子を保護するＯ
ＣＰ部を含むものが提案されている。
て、従来から、インバータによって同期モータを制御
し、同期モータによって圧縮機を駆動するようにしてい
るとともに、同期モータの回転子の回転位置（以下、ロ
ータ位置と称する）を検出する位置検出部と、検出され
たロータ位置を基準としてインバータを電圧制御するイ
ンバータ制御部とを含むとともに、モータ電流が過大に
なった場合にインバータなどのパワー素子を保護するＯ
ＣＰ部を含むものが提案されている。
【０００４】ここで、位置検出部としては、ホール素子
などのセンサを用いるものであってもよいが、同期モー
タが圧縮機に組み込まれるような場合には、センサを用
いない位置検出部、例えば、インバータによる通電角を
１２０°に設定し、非通電期間においてモータ誘起電圧
を検出することによってロータ位置を検出する位置検出
部、または同期モータの固定子巻線の中性点電圧を検出
することによってロータ位置を検出する位置検出部を採
用することが好ましい。
などのセンサを用いるものであってもよいが、同期モー
タが圧縮機に組み込まれるような場合には、センサを用
いない位置検出部、例えば、インバータによる通電角を
１２０°に設定し、非通電期間においてモータ誘起電圧
を検出することによってロータ位置を検出する位置検出
部、または同期モータの固定子巻線の中性点電圧を検出
することによってロータ位置を検出する位置検出部を採
用することが好ましい。
【０００５】上記の構成の圧縮機駆動装置を採用すれ
ば、ロータ位置を基準としてインバータを制御して同期
モータを運転し、圧縮機を駆動することができる。
ば、ロータ位置を基準としてインバータを制御して同期
モータを運転し、圧縮機を駆動することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の圧縮機駆動装置
を採用した場合には、負荷が過大になり、モータ電流が
過大になった場合に、ＯＣＰ部によってインバータなど
のパワー素子保護（トリップ）が発生し、圧縮機が停止
させられてしまう。
を採用した場合には、負荷が過大になり、モータ電流が
過大になった場合に、ＯＣＰ部によってインバータなど
のパワー素子保護（トリップ）が発生し、圧縮機が停止
させられてしまう。
【０００７】そして、トリップが発生した場合には、確
実な起動、圧縮機の保護などを考慮して数分間の待機時
間の後に再起動を行うので、圧縮機の停止に伴う不都合
が発生する。
実な起動、圧縮機の保護などを考慮して数分間の待機時
間の後に再起動を行うので、圧縮機の停止に伴う不都合
が発生する。
【０００８】例えば、圧縮機が空気調和機用圧縮機であ
る場合には、圧縮機の停止期間において空気調和動作を
行うことができないので、室温が目標温度から変動して
しまい、不快感を与えることになってしまう。
る場合には、圧縮機の停止期間において空気調和動作を
行うことができないので、室温が目標温度から変動して
しまい、不快感を与えることになってしまう。
【０００９】また、空気調和機用圧縮機においては、通
常の運転状態では冷媒ガスを圧縮する動作を行うのであ
るから、冷媒ガスの圧縮により想定されている最大負荷
以下の負荷状態での運転が行われるだけであり、トリッ
プは発生しないものと思われる。しかし、実際には、冷
媒を液の状態で吸入する場合があり、この場合には液圧
縮を行うことになるので、負荷が過大になってしまい、
トリップを発生させてしまう。この結果、上記の不都合
が発生してしまう。
常の運転状態では冷媒ガスを圧縮する動作を行うのであ
るから、冷媒ガスの圧縮により想定されている最大負荷
以下の負荷状態での運転が行われるだけであり、トリッ
プは発生しないものと思われる。しかし、実際には、冷
媒を液の状態で吸入する場合があり、この場合には液圧
縮を行うことになるので、負荷が過大になってしまい、
トリップを発生させてしまう。この結果、上記の不都合
が発生してしまう。
【００１０】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、負荷が過大になった場合であってもトリ
ップの発生を確実に防止することができる圧縮機駆動方
法およびその装置を提供することを目的としている。
たものであり、負荷が過大になった場合であってもトリ
ップの発生を確実に防止することができる圧縮機駆動方
法およびその装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の圧縮機駆動方
法は、インバータによって同期モータを制御し、同期モ
ータによって圧縮機を駆動するに当たって、負荷が過大
になった場合にもモータ電流が所定の範囲を越えないよ
うにインバータを制御する方法である。
法は、インバータによって同期モータを制御し、同期モ
ータによって圧縮機を駆動するに当たって、負荷が過大
になった場合にもモータ電流が所定の範囲を越えないよ
うにインバータを制御する方法である。
【００１２】請求項２の圧縮機駆動方法は、モータ電流
をフィードバック制御するとともに、電流指令値を制限
することによって、モータ電流が所定の範囲を越えない
ようにインバータを制御する方法である。
をフィードバック制御するとともに、電流指令値を制限
することによって、モータ電流が所定の範囲を越えない
ようにインバータを制御する方法である。
【００１３】請求項３の圧縮機駆動方法は、電流指令値
が制限されたことに応答して速度指令値を下げる方法で
ある。
が制限されたことに応答して速度指令値を下げる方法で
ある。
【００１４】請求項４の圧縮機駆動方法は、電流指令値
が所定値に近づいたことに応答して速度指令値を下げる
ことによって、モータ電流が所定の範囲を越えないよう
にインバータを制御する方法である。
が所定値に近づいたことに応答して速度指令値を下げる
ことによって、モータ電流が所定の範囲を越えないよう
にインバータを制御する方法である。
【００１５】請求項５の圧縮機駆動方法は、電流指令値
の制限をも行う方法である。
の制限をも行う方法である。
【００１６】請求項６の圧縮機駆動方法は、モータ電流
が所定の範囲を規定する上限値に近づき、もしくは等し
くなったことに応答して、電流位相を最大トルクを発生
できる位相に近づける方法である。
が所定の範囲を規定する上限値に近づき、もしくは等し
くなったことに応答して、電流位相を最大トルクを発生
できる位相に近づける方法である。
【００１７】請求項７の圧縮機駆動方法は、同期モータ
によって空気調和機用圧縮機を駆動する方法である。
によって空気調和機用圧縮機を駆動する方法である。
【００１８】請求項８の圧縮機駆動装置は、インバータ
によって同期モータを制御し、同期モータによって圧縮
機を駆動するものであって、負荷が過大になった場合に
もモータ電流が所定の範囲を越えないようにインバータ
を制御するインバータ制御手段を含むものである。
によって同期モータを制御し、同期モータによって圧縮
機を駆動するものであって、負荷が過大になった場合に
もモータ電流が所定の範囲を越えないようにインバータ
を制御するインバータ制御手段を含むものである。
【００１９】請求項９の圧縮機駆動装置は、前記インバ
ータ制御手段として、モータ電流をフィードバック制御
するとともに、電流指令値を制限することによって、モ
ータ電流が所定の範囲を越えないようにインバータを制
御するものを採用するものである。
ータ制御手段として、モータ電流をフィードバック制御
するとともに、電流指令値を制限することによって、モ
ータ電流が所定の範囲を越えないようにインバータを制
御するものを採用するものである。
【００２０】請求項１０の圧縮機駆動装置は、前記イン
バータ制御手段として、電流指令値が制限されたことに
応答して速度指令値を下げるものを採用するものであ
る。
バータ制御手段として、電流指令値が制限されたことに
応答して速度指令値を下げるものを採用するものであ
る。
【００２１】請求項１１の圧縮機駆動装置は、前記イン
バータ制御手段として、電流指令値が所定値に近づいた
ことに応答して速度指令値を下げることによって、モー
タ電流が所定の範囲を越えないようにインバータを制御
するものを採用するものである。
バータ制御手段として、電流指令値が所定値に近づいた
ことに応答して速度指令値を下げることによって、モー
タ電流が所定の範囲を越えないようにインバータを制御
するものを採用するものである。
【００２２】請求項１２の圧縮機駆動装置は、前記イン
バータ制御手段として、電流指令値の制限をも行うもの
を採用するものである。
バータ制御手段として、電流指令値の制限をも行うもの
を採用するものである。
【００２３】請求項１３の圧縮機駆動装置は、前記イン
バータ制御手段として、モータ電流が所定の範囲を規定
する上限値に近づき、もしくは等しくなったことに応答
して、電流位相を最大トルクを発生できる位相に近づけ
るものを採用するものである。 請求項１４の圧縮機駆
動装置は、前記圧縮機として空気調和機用圧縮機を採用
するものである。
バータ制御手段として、モータ電流が所定の範囲を規定
する上限値に近づき、もしくは等しくなったことに応答
して、電流位相を最大トルクを発生できる位相に近づけ
るものを採用するものである。 請求項１４の圧縮機駆
動装置は、前記圧縮機として空気調和機用圧縮機を採用
するものである。
【００２４】
【作用】請求項１の圧縮機駆動方法であれば、インバー
タによって同期モータを制御し、同期モータによって圧
縮機を駆動するに当たって、負荷が過大になった場合に
もモータ電流が所定の範囲を越えないようにインバータ
を制御するのであるから、負荷が過大になってもモータ
電流が過大になることを防止することができ、トリップ
の発生を未然に防止することができる。
タによって同期モータを制御し、同期モータによって圧
縮機を駆動するに当たって、負荷が過大になった場合に
もモータ電流が所定の範囲を越えないようにインバータ
を制御するのであるから、負荷が過大になってもモータ
電流が過大になることを防止することができ、トリップ
の発生を未然に防止することができる。
【００２５】請求項２の圧縮機駆動方法であれば、モー
タ電流をフィードバック制御するとともに、電流指令値
を制限することによって、モータ電流が所定の範囲を越
えないようにインバータを制御するのであるから、モー
タ電流の制御を行うことができるほか、請求項１と同様
の作用を達成することができる。
タ電流をフィードバック制御するとともに、電流指令値
を制限することによって、モータ電流が所定の範囲を越
えないようにインバータを制御するのであるから、モー
タ電流の制御を行うことができるほか、請求項１と同様
の作用を達成することができる。
【００２６】請求項３の圧縮機駆動方法であれば、電流
指令値が制限されたことに応答して速度指令値を下げる
のであるから、速度指令値を下げた後に再びモータ電流
を制御することができるほか、請求項２と同様の作用を
達成することができる。
指令値が制限されたことに応答して速度指令値を下げる
のであるから、速度指令値を下げた後に再びモータ電流
を制御することができるほか、請求項２と同様の作用を
達成することができる。
【００２７】請求項４の圧縮機駆動方法であれば、電流
指令値が所定値に近づいたことに応答して速度指令値を
下げることによって、モータ電流が所定の範囲を越えな
いようにインバータを制御するのであるから、急激な制
限処理を行う必要がなくなり、制御を安定化することが
できるほか、請求項１と同様の作用を達成することがで
きる。
指令値が所定値に近づいたことに応答して速度指令値を
下げることによって、モータ電流が所定の範囲を越えな
いようにインバータを制御するのであるから、急激な制
限処理を行う必要がなくなり、制御を安定化することが
できるほか、請求項１と同様の作用を達成することがで
きる。
【００２８】請求項５の圧縮機駆動方法であれば、電流
指令値の制限をも行うのであるから、負荷が過大になる
ことに起因して急激な速度変動が発生するような場合で
あっても、モータ電流が過大になることを防止すること
ができ、トリップの発生を未然に防止することができ
る。
指令値の制限をも行うのであるから、負荷が過大になる
ことに起因して急激な速度変動が発生するような場合で
あっても、モータ電流が過大になることを防止すること
ができ、トリップの発生を未然に防止することができ
る。
【００２９】請求項６の圧縮機駆動方法であれば、モー
タ電流が所定の範囲を規定する上限値に近づき、もしく
は等しくなったことに応答して、電流位相を最大トルク
を発生できる位相に近づけるのであるから、モータトル
クを最大限利用することができるほか、請求項１から請
求項５の何れかと同様の作用を達成することができる。
タ電流が所定の範囲を規定する上限値に近づき、もしく
は等しくなったことに応答して、電流位相を最大トルク
を発生できる位相に近づけるのであるから、モータトル
クを最大限利用することができるほか、請求項１から請
求項５の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００３０】請求項７の圧縮機駆動方法であれば、同期
モータによって空気調和機用圧縮機を駆動するのである
から、空気調和機が停止することに起因する快適性の低
下を防止することができるほか、請求項１から請求項６
の何れかと同様の作用を達成することができる。
モータによって空気調和機用圧縮機を駆動するのである
から、空気調和機が停止することに起因する快適性の低
下を防止することができるほか、請求項１から請求項６
の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００３１】請求項８の圧縮機駆動装置であれば、イン
バータによって同期モータを制御し、同期モータによっ
て圧縮機を駆動するに当たって、インバータ制御手段に
よって、負荷が過大になった場合にもモータ電流が所定
の範囲を越えないようにインバータを制御することがで
きる。
バータによって同期モータを制御し、同期モータによっ
て圧縮機を駆動するに当たって、インバータ制御手段に
よって、負荷が過大になった場合にもモータ電流が所定
の範囲を越えないようにインバータを制御することがで
きる。
【００３２】したがって、負荷が過大になってもモータ
電流が過大になることを防止することができ、トリップ
の発生を未然に防止することができる。
電流が過大になることを防止することができ、トリップ
の発生を未然に防止することができる。
【００３３】請求項９の圧縮機駆動装置であれば、前記
インバータ制御手段として、モータ電流をフィードバッ
ク制御するとともに、電流指令値を制限することによっ
て、モータ電流が所定の範囲を越えないようにインバー
タを制御するものを採用するのであるから、モータ電流
の制御を行うことができるほか、請求項８と同様の作用
を達成することができる。
インバータ制御手段として、モータ電流をフィードバッ
ク制御するとともに、電流指令値を制限することによっ
て、モータ電流が所定の範囲を越えないようにインバー
タを制御するものを採用するのであるから、モータ電流
の制御を行うことができるほか、請求項８と同様の作用
を達成することができる。
【００３４】請求項１０の圧縮機駆動装置であれば、前
記インバータ制御手段として、電流指令値が制限された
ことに応答して速度指令値を下げるものを採用するので
あるから、速度指令値を下げた後に再びモータ電流を制
御することができるほか、請求項９と同様の作用を達成
することができる。
記インバータ制御手段として、電流指令値が制限された
ことに応答して速度指令値を下げるものを採用するので
あるから、速度指令値を下げた後に再びモータ電流を制
御することができるほか、請求項９と同様の作用を達成
することができる。
【００３５】請求項１１の圧縮機駆動装置であれば、前
記インバータ制御手段として、電流指令値が所定値に近
づいたことに応答して速度指令値を下げることによっ
て、モータ電流が所定の範囲を越えないようにインバー
タを制御するものを採用するのであるから、急激な制限
処理を行う必要がなくなり、制御を安定化することがで
きるほか、請求項８と同様の作用を達成することができ
る。
記インバータ制御手段として、電流指令値が所定値に近
づいたことに応答して速度指令値を下げることによっ
て、モータ電流が所定の範囲を越えないようにインバー
タを制御するものを採用するのであるから、急激な制限
処理を行う必要がなくなり、制御を安定化することがで
きるほか、請求項８と同様の作用を達成することができ
る。
【００３６】請求項１２の圧縮機駆動装置であれば、前
記インバータ制御手段として、電流指令値の制限をも行
うものを採用するのであるから、負荷が過大になること
に起因して急激な速度変動が発生するような場合であっ
ても、モータ電流が過大になることを防止することがで
き、トリップの発生を未然に防止することができる。
記インバータ制御手段として、電流指令値の制限をも行
うものを採用するのであるから、負荷が過大になること
に起因して急激な速度変動が発生するような場合であっ
ても、モータ電流が過大になることを防止することがで
き、トリップの発生を未然に防止することができる。
【００３７】請求項１３の圧縮機駆動装置であれば、前
記インバータ制御手段として、モータ電流が所定の範囲
を規定する上限値に近づき、もしくは等しくなったこと
に応答して、電流位相を最大トルクを発生できる位相に
近づけるものを採用するのであるから、モータトルクを
最大限利用することができるほか、請求項８から請求項
１２の何れかと同様の作用を達成することができる。
記インバータ制御手段として、モータ電流が所定の範囲
を規定する上限値に近づき、もしくは等しくなったこと
に応答して、電流位相を最大トルクを発生できる位相に
近づけるものを採用するのであるから、モータトルクを
最大限利用することができるほか、請求項８から請求項
１２の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００３８】請求項１４の圧縮機駆動装置であれば、前
記圧縮機として空気調和機用圧縮機を採用するのである
から、空気調和機が停止することに起因する快適性の低
下を防止することができるほか、請求項８から請求項１
３の何れかと同様の作用を達成することができる。
記圧縮機として空気調和機用圧縮機を採用するのである
から、空気調和機が停止することに起因する快適性の低
下を防止することができるほか、請求項８から請求項１
３の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明の圧縮機駆動方法およびその装置の実施の態様を詳
細に説明する。
発明の圧縮機駆動方法およびその装置の実施の態様を詳
細に説明する。
【００４０】図１はこの発明の圧縮機駆動装置の一実施
態様の要部を示すブロック図である。
態様の要部を示すブロック図である。
【００４１】この圧縮機駆動装置は、外部から与えられ
る速度指令と実速度との差に基づいてＰＩ制御を行って
トルク指令を出力する速度指令部１と、外部から与えら
れる位相指令およびトルク指令を入力として電流指令を
生成する電流指令生成器２と、電流指令を予め設定した
電流上限値と比較して、電流指令が電流上限値を越える
場合に、電流位相を保持したまま電流指令の大きさを電
流上限値で制限する電流リミッタ３と、電流リミッタ３
からの電流指令と実電流との差に基づいてＰＩ演算を行
って電圧指令を出力する電流制御部４と、電圧指令を入
力として、ロータ位置（同期モータの回転子の回転位
置）に基づいてｄ−ｑ→３相変換を行って３相電圧指令
を出力するｄ−ｑ→３相変換部５と、三相電圧指令に基
づいて３相交流電圧を生成し、同期モータ７に印加する
インバータ６と、同期モータ７により駆動される圧縮機
８と、３相電圧指令を入力として、ロータ位置に基づい
て、デッドタイム補償などを行って、実電圧を検出する
電圧検出部６ａと、モータ電流を入力として、ロータ位
置に基づいて実電流を検出する電流検出部７ａと、実電
圧および実電流を入力としてロータ位置（θ）および速
度（ω）を検出する位置検出部９と、電流リミッタ３か
らの電流オーバー値に対して定数Ｋ１を乗算する定数Ｋ
１部１０と、外部から与えられる速度指令から定数Ｋ１
部１０の出力を減算して補正後の速度指令を得る減算部
１１とを有している。
る速度指令と実速度との差に基づいてＰＩ制御を行って
トルク指令を出力する速度指令部１と、外部から与えら
れる位相指令およびトルク指令を入力として電流指令を
生成する電流指令生成器２と、電流指令を予め設定した
電流上限値と比較して、電流指令が電流上限値を越える
場合に、電流位相を保持したまま電流指令の大きさを電
流上限値で制限する電流リミッタ３と、電流リミッタ３
からの電流指令と実電流との差に基づいてＰＩ演算を行
って電圧指令を出力する電流制御部４と、電圧指令を入
力として、ロータ位置（同期モータの回転子の回転位
置）に基づいてｄ−ｑ→３相変換を行って３相電圧指令
を出力するｄ−ｑ→３相変換部５と、三相電圧指令に基
づいて３相交流電圧を生成し、同期モータ７に印加する
インバータ６と、同期モータ７により駆動される圧縮機
８と、３相電圧指令を入力として、ロータ位置に基づい
て、デッドタイム補償などを行って、実電圧を検出する
電圧検出部６ａと、モータ電流を入力として、ロータ位
置に基づいて実電流を検出する電流検出部７ａと、実電
圧および実電流を入力としてロータ位置（θ）および速
度（ω）を検出する位置検出部９と、電流リミッタ３か
らの電流オーバー値に対して定数Ｋ１を乗算する定数Ｋ
１部１０と、外部から与えられる速度指令から定数Ｋ１
部１０の出力を減算して補正後の速度指令を得る減算部
１１とを有している。
【００４２】また、電流指令が電流上限値を越えること
を条件として電流リミッタ３からＩ項制限指令を速度制
御部１に供給して、速度制御部１の内部状態を電流指令
が電流上限値を越える前の状態に保持することが好まし
く（図１中の破線参照）、速度制御部１にＰＩ演算が発
散することを防止することができる。なお、この構成は
定数ｋ部１０および減算部１１に代えて採用すればよい
が、両者を併用してもよい。
を条件として電流リミッタ３からＩ項制限指令を速度制
御部１に供給して、速度制御部１の内部状態を電流指令
が電流上限値を越える前の状態に保持することが好まし
く（図１中の破線参照）、速度制御部１にＰＩ演算が発
散することを防止することができる。なお、この構成は
定数ｋ部１０および減算部１１に代えて採用すればよい
が、両者を併用してもよい。
【００４３】上記の圧縮機駆動装置の作用は次のとおり
である。
である。
【００４４】外部から与えられる速度指令と実速度との
差に基づいて速度制御部１によりＰＩ演算を行ってトル
ク指令を生成し、トルク指令および外部から与えられる
位相指令に基づいて電流指令生成器２により電流指令を
生成する。
差に基づいて速度制御部１によりＰＩ演算を行ってトル
ク指令を生成し、トルク指令および外部から与えられる
位相指令に基づいて電流指令生成器２により電流指令を
生成する。
【００４５】そして、この電流指令が電流上限値を越え
る場合にのみ電流リミッタ３によって電流指令を制限す
る。
る場合にのみ電流リミッタ３によって電流指令を制限す
る。
【００４６】次いで、電流指令と実電流との差に基づい
て電流制御部４によってＰＩ制御を行って電圧指令を生
成し、ｄ−ｑ→３相変換部５によって３相電圧指令に変
換してインバータ６に供給し、３相交流電圧を同期モー
タ７に印加して同期モータ７を駆動し、同期モータ７に
よって圧縮機８を駆動する。
て電流制御部４によってＰＩ制御を行って電圧指令を生
成し、ｄ−ｑ→３相変換部５によって３相電圧指令に変
換してインバータ６に供給し、３相交流電圧を同期モー
タ７に印加して同期モータ７を駆動し、同期モータ７に
よって圧縮機８を駆動する。
【００４７】また、以上の動作を行っている間に、電圧
検出部６ａによって実電圧を検出し、電流検出部７ａに
よって実電流を検出し、検出された実電圧および実電流
に基づいて位置検出部９によってロータ位置（θ）およ
び速度（ω）を検出（推定）することができるので、検
出されたロータ位置（θ）に基づいて同期モータ７への
印加電圧を制御し、速度指令に追従すべく同期モータ７
を駆動し、ひいては圧縮機８を駆動することができる。
検出部６ａによって実電圧を検出し、電流検出部７ａに
よって実電流を検出し、検出された実電圧および実電流
に基づいて位置検出部９によってロータ位置（θ）およ
び速度（ω）を検出（推定）することができるので、検
出されたロータ位置（θ）に基づいて同期モータ７への
印加電圧を制御し、速度指令に追従すべく同期モータ７
を駆動し、ひいては圧縮機８を駆動することができる。
【００４８】上記の作用を行う場合において、液圧縮な
どに起因して負荷が過大になった場合には、実速度の低
下に伴って、速度制御部１がトルク指令を増加させると
モータ電流（実電流）が増加する。
どに起因して負荷が過大になった場合には、実速度の低
下に伴って、速度制御部１がトルク指令を増加させると
モータ電流（実電流）が増加する。
【００４９】このようにしてモータ電流が増加し、電流
上限値に達すると電流リミッタ３が電流上限値を越えな
いように電流指令を制限するので、電流制御部４に供給
される電流指令が電流上限値を越えることを防止する。
そして、このように制限された電流指令に基づいて電流
制御部４により電圧指令を生成してインバータ６を制御
することにより、モータ電流が過大になることを防止す
ることができる。
上限値に達すると電流リミッタ３が電流上限値を越えな
いように電流指令を制限するので、電流制御部４に供給
される電流指令が電流上限値を越えることを防止する。
そして、このように制限された電流指令に基づいて電流
制御部４により電圧指令を生成してインバータ６を制御
することにより、モータ電流が過大になることを防止す
ることができる。
【００５０】すなわち、負荷が過大になった場合にも、
モータ電流が所定の範囲を越えないように同期モータ７
を制御し、ひいては圧縮機８を駆動することができる。
換言すれば、パワーデバイス保護（トリップ）に起因す
る圧縮機の停止、待機時間などをなくすることができ、
圧縮機が空気調和機用圧縮機である場合には、圧縮機の
停止に起因する快適性の低下を未然に防止することがで
きる。
モータ電流が所定の範囲を越えないように同期モータ７
を制御し、ひいては圧縮機８を駆動することができる。
換言すれば、パワーデバイス保護（トリップ）に起因す
る圧縮機の停止、待機時間などをなくすることができ、
圧縮機が空気調和機用圧縮機である場合には、圧縮機の
停止に起因する快適性の低下を未然に防止することがで
きる。
【００５１】さらに、モータ電流の最大値を削減するこ
とができるので、インバータ６の容量削減、同期モータ
７の最大電流値削減が可能となり、同期モータ・インバ
ータのコストダウンを達成することができる。
とができるので、インバータ６の容量削減、同期モータ
７の最大電流値削減が可能となり、同期モータ・インバ
ータのコストダウンを達成することができる。
【００５２】次いで、図１の圧縮機駆動装置により圧縮
機を駆動し液圧縮を行った場合、および従来の圧縮機駆
動装置により圧縮機を駆動し液圧縮を行った場合を説明
する。
機を駆動し液圧縮を行った場合、および従来の圧縮機駆
動装置により圧縮機を駆動し液圧縮を行った場合を説明
する。
【００５３】図１の圧縮機駆動装置により圧縮機を駆動
した場合の速度および相電流は、それぞれ図２中（Ａ）
（Ｂ）に示すとおりであり、同一の条件で従来の圧縮機
駆動装置により圧縮機を駆動した場合の速度および相電
流は、それぞれ図３中（Ａ）（Ｂ）に示すとおりであっ
た。
した場合の速度および相電流は、それぞれ図２中（Ａ）
（Ｂ）に示すとおりであり、同一の条件で従来の圧縮機
駆動装置により圧縮機を駆動した場合の速度および相電
流は、それぞれ図３中（Ａ）（Ｂ）に示すとおりであっ
た。
【００５４】そして、図１の圧縮機駆動装置ではモータ
電流のピーク値が３９．６Ａ、最大速度垂下が−４０．
６ｒｐｓであった。これに対して、従来の圧縮機駆動装
置では、モータ電流のピーク値が５３．６Ａ、最大速度
垂下が−３３．１ｒｐｓであった。
電流のピーク値が３９．６Ａ、最大速度垂下が−４０．
６ｒｐｓであった。これに対して、従来の圧縮機駆動装
置では、モータ電流のピーク値が５３．６Ａ、最大速度
垂下が−３３．１ｒｐｓであった。
【００５５】したがって、図１の圧縮機駆動装置を採用
することにより、モータ電流のピーク値を大幅に低減す
ることができ、インバータ６のＩＧＢＴなどの電流容量
を大幅に低減することができる。
することにより、モータ電流のピーク値を大幅に低減す
ることができ、インバータ６のＩＧＢＴなどの電流容量
を大幅に低減することができる。
【００５６】また、図１の圧縮機駆動装置において最大
速度垂下が大きくなっているのは、モータ電流を制限し
て過剰なトルクがかかることを制限しているためであ
る。この場合には、モータトルクを制限することになる
ので、圧縮機メカの保護を達成することができる。
速度垂下が大きくなっているのは、モータ電流を制限し
て過剰なトルクがかかることを制限しているためであ
る。この場合には、モータトルクを制限することになる
ので、圧縮機メカの保護を達成することができる。
【００５７】図４はこの発明の圧縮機駆動装置の他の実
施態様の要部を示すブロック図である。
施態様の要部を示すブロック図である。
【００５８】この圧縮機駆動装置が図１の圧縮機駆動装
置と異なる点は、電流リミッタ３に代えて、電流指令を
入力として速度垂下指令を出力し、減算部１１に供給す
る指令電流検出器１２を設けた点のみである。
置と異なる点は、電流リミッタ３に代えて、電流指令を
入力として速度垂下指令を出力し、減算部１１に供給す
る指令電流検出器１２を設けた点のみである。
【００５９】前記指令電流検出器１２は、例えば図５に
示す速度垂下量−指令電流特性が予め設定されたもので
あり、指令電流を入力として対応する速度垂下量を出力
することができる。
示す速度垂下量−指令電流特性が予め設定されたもので
あり、指令電流を入力として対応する速度垂下量を出力
することができる。
【００６０】この構成の圧縮機駆動装置を採用した場合
には、電流指令が電流上限値に比して十分に小さい場合
に、電流指令が制限されない場合における図１の圧縮機
駆動装置と同様の作用を行って圧縮機を駆動することが
できる。
には、電流指令が電流上限値に比して十分に小さい場合
に、電流指令が制限されない場合における図１の圧縮機
駆動装置と同様の作用を行って圧縮機を駆動することが
できる。
【００６１】そして、電流指令が電流上限値に近づく
と、指令電流検出器１２から対応する速度垂下量を出力
し、減算部１１によって速度指令を減少させる（垂下さ
せる）ことができる。
と、指令電流検出器１２から対応する速度垂下量を出力
し、減算部１１によって速度指令を減少させる（垂下さ
せる）ことができる。
【００６２】この結果、モータ電流の最大値を削減する
ことができ、インバータ６の容量削減、同期モータ７の
最大電流値削減が可能となり、同期モータ・インバータ
のコストダウンを達成することができる。
ことができ、インバータ６の容量削減、同期モータ７の
最大電流値削減が可能となり、同期モータ・インバータ
のコストダウンを達成することができる。
【００６３】また、この圧縮機駆動装置においては、電
流上限値の近くで徐々に速度垂下を行うことができるの
で、図１の圧縮機駆動装置のような急激な電流指令制限
処理がなくなり、制御を安定化することができる。
流上限値の近くで徐々に速度垂下を行うことができるの
で、図１の圧縮機駆動装置のような急激な電流指令制限
処理がなくなり、制御を安定化することができる。
【００６４】図６はこの発明の圧縮機駆動装置のさらに
他の実施態様の要部を示すブロック図である。
他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【００６５】この圧縮機駆動装置が図１の圧縮機駆動装
置と異なる点は、電流指令を入力として速度垂下指令を
出力し、減算部１１に供給する指令電流検出器１２をさ
らに設けた点のみである。
置と異なる点は、電流指令を入力として速度垂下指令を
出力し、減算部１１に供給する指令電流検出器１２をさ
らに設けた点のみである。
【００６６】前記指令電流検出器１２は、例えば図５に
示す速度垂下量−指令電流特性が予め設定されたもので
あり、指令電流を入力として対応する速度垂下量を出力
することができる。
示す速度垂下量−指令電流特性が予め設定されたもので
あり、指令電流を入力として対応する速度垂下量を出力
することができる。
【００６７】この構成の圧縮機駆動装置を採用した場合
には、電流指令が徐々に増加する場合には図４と同様の
作用を行い、電流指令が電流上限値に近づくと、指令電
流検出器１２から対応する速度垂下量を出力し、減算部
１１によって速度指令を減少させる（垂下させる）こと
ができる。
には、電流指令が徐々に増加する場合には図４と同様の
作用を行い、電流指令が電流上限値に近づくと、指令電
流検出器１２から対応する速度垂下量を出力し、減算部
１１によって速度指令を減少させる（垂下させる）こと
ができる。
【００６８】ただし、急速に電流指令値が電流上限値を
越えるような急激な速度変動が発生した場合には、図４
の圧縮機駆動装置では、十分なモータ電流削減を達成す
ることができなくなる可能性がある。
越えるような急激な速度変動が発生した場合には、図４
の圧縮機駆動装置では、十分なモータ電流削減を達成す
ることができなくなる可能性がある。
【００６９】しかし、この実施態様においては、電流リ
ミッタ３も設けられているので、このような急激な速度
変化が発生した場合であっても、電流リミッタ３によっ
て電流指令が電流上限値を越えないように制限すること
ができ、十分なモータ電流削減を達成することができ
る。
ミッタ３も設けられているので、このような急激な速度
変化が発生した場合であっても、電流リミッタ３によっ
て電流指令が電流上限値を越えないように制限すること
ができ、十分なモータ電流削減を達成することができ
る。
【００７０】図７はこの発明の圧縮機駆動装置のさらに
他の実施態様の要部を示すブロック図である。
他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【００７１】この圧縮機駆動装置が図６の圧縮機駆動装
置と異なる点は、指令電流検出器１２として、例えば図
５に示す速度垂下量−指令電流特性が予め設定され、指
令電流の振幅を入力として対応する速度垂下量を出力す
るとともに、指令電流の位相（指令位相）を入力として
［指令位相×｛１−（速度垂下指令）／（電流上限値に
おける速度垂下指令）｝＋最大トルク電流位相×｛（速
度垂下指令）／（電流上限値における速度垂下指
令）｝］／２の演算を行って電流位相を算出し、電流指
令生成器２に供給するものを採用した点のみである。
置と異なる点は、指令電流検出器１２として、例えば図
５に示す速度垂下量−指令電流特性が予め設定され、指
令電流の振幅を入力として対応する速度垂下量を出力す
るとともに、指令電流の位相（指令位相）を入力として
［指令位相×｛１−（速度垂下指令）／（電流上限値に
おける速度垂下指令）｝＋最大トルク電流位相×｛（速
度垂下指令）／（電流上限値における速度垂下指
令）｝］／２の演算を行って電流位相を算出し、電流指
令生成器２に供給するものを採用した点のみである。
【００７２】なお、電流上限値は、電流上限値において
速度垂下量が所定値になるように設定されている。
速度垂下量が所定値になるように設定されている。
【００７３】この構成の圧縮機駆動装置を採用した場合
には、図６の圧縮機駆動装置の作用に加え、指令電流検
出器１２からの電流位相を電流指令生成器２に供給し
て、電流位相を最大トルクを発生できる位相に近づける
ことができる。この結果、モータトルクを最大限利用す
ることができる。
には、図６の圧縮機駆動装置の作用に加え、指令電流検
出器１２からの電流位相を電流指令生成器２に供給し
て、電流位相を最大トルクを発生できる位相に近づける
ことができる。この結果、モータトルクを最大限利用す
ることができる。
【００７４】例えば、回転子の内部に永久磁石を装着し
てなる永久磁石モータのトルク−電流位相特性は図８に
示すように与えられるので、最大電流における最大トル
ク電流位相を記憶しておき、上式に基づいて電流位相を
算出することによって、電流位相を最大トルクを発生で
きる位相に近づけることができ、モータトルクを最大限
利用することができる。
てなる永久磁石モータのトルク−電流位相特性は図８に
示すように与えられるので、最大電流における最大トル
ク電流位相を記憶しておき、上式に基づいて電流位相を
算出することによって、電流位相を最大トルクを発生で
きる位相に近づけることができ、モータトルクを最大限
利用することができる。
【００７５】
【発明の効果】請求項１の発明は、負荷が過大になって
もモータ電流が過大になることを防止することができ、
トリップの発生を未然に防止することができるという特
有の効果を奏する。
もモータ電流が過大になることを防止することができ、
トリップの発生を未然に防止することができるという特
有の効果を奏する。
【００７６】請求項２の発明は、モータ電流の制御を行
うことができるほか、請求項１と同様の効果を奏する。
うことができるほか、請求項１と同様の効果を奏する。
【００７７】請求項３の発明は、速度指令値を下げた後
に再びモータ電流を制御することができるほか、請求項
２と同様の効果を奏する。
に再びモータ電流を制御することができるほか、請求項
２と同様の効果を奏する。
【００７８】請求項４の、急激な制限処理を行う必要が
なくなり、制御を安定化することができるほか、請求項
１と同様の効果を奏する。
なくなり、制御を安定化することができるほか、請求項
１と同様の効果を奏する。
【００７９】請求項５の発明は、負荷が過大になること
に起因して急激な速度変動が発生するような場合であっ
ても、モータ電流が過大になることを防止することがで
き、トリップの発生を未然に防止することができるとい
う特有の効果を奏する。
に起因して急激な速度変動が発生するような場合であっ
ても、モータ電流が過大になることを防止することがで
き、トリップの発生を未然に防止することができるとい
う特有の効果を奏する。
【００８０】請求項６の発明は、モータトルクを最大限
利用することができるほか、請求項１から請求項５の何
れかと同様の効果を奏する。
利用することができるほか、請求項１から請求項５の何
れかと同様の効果を奏する。
【００８１】請求項７の発明は、空気調和機が停止する
ことに起因する快適性の低下を防止することができるほ
か、請求項１から請求項６の何れかと同様の効果を奏す
る。
ことに起因する快適性の低下を防止することができるほ
か、請求項１から請求項６の何れかと同様の効果を奏す
る。
【００８２】請求項８の発明は、負荷が過大になっても
モータ電流が過大になることを防止することができ、ト
リップの発生を未然に防止することができるという特有
の効果を奏する。
モータ電流が過大になることを防止することができ、ト
リップの発生を未然に防止することができるという特有
の効果を奏する。
【００８３】請求項９の発明は、モータ電流の制御を行
うことができるほか、請求項８と同様の効果を奏する。
うことができるほか、請求項８と同様の効果を奏する。
【００８４】請求項１０の発明は、速度指令値を下げた
後に再びモータ電流を制御することができるほか、請求
項９と同様の効果を奏する。
後に再びモータ電流を制御することができるほか、請求
項９と同様の効果を奏する。
【００８５】請求項１１の、急激な制限処理を行う必要
がなくなり、制御を安定化することができるほか、請求
項８と同様の効果を奏する。
がなくなり、制御を安定化することができるほか、請求
項８と同様の効果を奏する。
【００８６】請求項１２の発明は、負荷が過大になるこ
とに起因して急激な速度変動が発生するような場合であ
っても、モータ電流が過大になることを防止することが
でき、トリップの発生を未然に防止することができると
いう特有の効果を奏する。
とに起因して急激な速度変動が発生するような場合であ
っても、モータ電流が過大になることを防止することが
でき、トリップの発生を未然に防止することができると
いう特有の効果を奏する。
【００８７】請求項１３の発明は、モータトルクを最大
限利用することができるほか、請求項８から請求項１２
の何れかと同様の効果を奏する。
限利用することができるほか、請求項８から請求項１２
の何れかと同様の効果を奏する。
【００８８】請求項１４の発明は、空気調和機が停止す
ることに起因する快適性の低下を防止することができる
ほか、請求項８から請求項１３の何れかと同様の効果を
奏する。
ることに起因する快適性の低下を防止することができる
ほか、請求項８から請求項１３の何れかと同様の効果を
奏する。
【図１】この発明の圧縮機駆動装置の一実施態様の要部
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】図１の圧縮機駆動装置により圧縮機を駆動した
場合における速度およびモータ電流の変化を示す図であ
る。
場合における速度およびモータ電流の変化を示す図であ
る。
【図３】従来の圧縮機駆動装置により圧縮機を駆動した
場合における速度およびモータ電流の変化を示す図であ
る。
場合における速度およびモータ電流の変化を示す図であ
る。
【図４】この発明の圧縮機駆動装置の他の実施態様の要
部を示すブロック図である。
部を示すブロック図である。
【図５】速度垂下量−指令電流特性の一例を示す図であ
る。
る。
【図６】この発明の圧縮機駆動装置のさらに他の実施態
様の要部を示すブロック図である。
様の要部を示すブロック図である。
【図７】この発明の圧縮機駆動装置のさらに他の実施態
様の要部を示すブロック図である。
様の要部を示すブロック図である。
【図８】回転子の内部に永久磁石を装着してなる永久磁
石モータのトルク−電流位相特性を示す図である。
石モータのトルク−電流位相特性を示す図である。
２ 電流指令生成器 ３ 電流リミッタ ４ 電流制御部 ６ インバータ ７ 同期モータ ８ 圧縮機 １０ 定数Ｋ１部 １１ 減算部 １２ 指令電流検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 喜多 正信 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ 株式会社ダイキン空調技術研究所内 Ｆターム(参考） 3H045 AA02 AA09 AA12 AA27 BA42 CA21 CA29 DA07 EA20 EA26 EA34 5H560 AA02 BB04 BB12 DA02 DA13 DB02 DB13 DC12 DC13 EB01 JJ02 XA02 5H576 AA10 BB06 DD02 DD07 EE01 GG01 GG02 GG04 GG05 HA04 HB01 JJ24 JJ28 LL22 LL24 LL41 MM02 MM04
Claims (14)
- 【請求項１】 インバータ（６）によって同期モータ
（７）を制御し、同期モータ（７）によって圧縮機
（８）を駆動する圧縮機駆動方法において、 負荷が過大になった場合にもモータ電流が所定の範囲を
越えないようにインバータ（６）を制御することを特徴
とする圧縮機駆動方法。 - 【請求項２】 モータ電流をフィードバック制御すると
ともに、電流指令値を制限することによって、モータ電
流が所定の範囲を越えないようにインバータ（６）を制
御する請求項１に記載の圧縮機駆動方法。 - 【請求項３】 電流指令値が制限されたことに応答して
速度指令値を下げる請求項２に記載の圧縮機駆動方法。 - 【請求項４】 電流指令値が所定値に近づいたことに応
答して速度指令値を下げることによって、モータ電流が
所定の範囲を越えないようにインバータ（６）を制御す
る請求項１に記載の圧縮機駆動方法。 - 【請求項５】 電流指令値の制限をも行う請求項４に記
載の圧縮機駆動方法。 - 【請求項６】 モータ電流が所定の範囲を規定する上限
値に近づき、もしくは等しくなったことに応答して、電
流位相を最大トルクを発生できる位相に近づける請求項
１から請求項５の何れかに記載の圧縮機駆動方法。 - 【請求項７】 同期モータ（７）によって空気調和機用
圧縮機を駆動する請求項１から請求項６の何れかに記載
の圧縮機駆動方法。 - 【請求項８】 インバータ（６）によって同期モータ
（７）を制御し、同期モータ（７）によって圧縮機
（８）を駆動する圧縮機駆動装置において、 負荷が過大になった場合にもモータ電流が所定の範囲を
越えないようにインバータ（６）を制御するインバータ
制御手段（３）（４）（１０）（１１）（１２）を含む
ことを特徴とする圧縮機駆動装置。 - 【請求項９】 前記インバータ制御手段（３）（４）
は、モータ電流をフィードバック制御するとともに、電
流指令値を制限することによって、モータ電流が所定の
範囲を越えないようにインバータ（６）を制御するもの
である請求項８に記載の圧縮機駆動装置。 - 【請求項１０】 前記インバータ制御手段（３）（１
０）（１１）は、電流指令値が制限されたことに応答し
て速度指令値を下げるものである請求項９に記載の圧縮
機駆動装置。 - 【請求項１１】 前記インバータ制御手段（１１）（１
２）は、電流指令値が所定値に近づいたことに応答して
速度指令値を下げることによって、モータ電流が所定の
範囲を越えないようにインバータを制御するものである
請求項８に記載の圧縮機駆動装置。 - 【請求項１２】 前記インバータ制御手段（３）（１
１）（１２）は、電流指令値の制限をも行うものである
請求項１１に記載の圧縮機駆動装置。 - 【請求項１３】 前記インバータ制御手段（２）（１
２）は、モータ電流が所定の範囲を規定する上限値に近
づき、もしくは等しくなったことに応答して、電流位相
を最大トルクを発生できる位相に近づけるものである請
求項８から請求項１２の何れかに記載の圧縮機駆動装
置。 - 【請求項１４】 前記圧縮機（８）は空気調和機用圧縮
機である請求項８から請求項１３の何れかに記載の圧縮
機駆動装置。
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|---|---|---|---|
| JP2000336790A JP3972171B2 (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | 圧縮機駆動方法およびその装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2007106804A Division JP4706661B2 (ja) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | 圧縮機駆動方法およびその装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002138966A true JP2002138966A (ja) | 2002-05-17 |
| JP3972171B2 JP3972171B2 (ja) | 2007-09-05 |
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| KR100737676B1 (ko) | 2006-06-13 | 2007-07-09 | 정순길 | 추락방지기능과 과부하방지기능이 있는 유도 전동기센서리스 벡터제어 인버터 |
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- 2000-11-06 JP JP2000336790A patent/JP3972171B2/ja not_active Expired - Fee Related
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