JP2004364492A - Motor-driving device and air-conditioning equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータ回路を有するモータ駆動装置及び空気調和装置に関する。 The present invention relates to a motor driving device having an inverter circuit and an air conditioner.
一般的に、交流電力を直流電力に変換する整流回路と、複数のスイッチング素子を有し、且つ、ブラシレスDCモータの各相の固定子巻線に接続されるインバータ回路とを備え、各相の固定子巻線に通電する通電期間内に各相の固定子巻線に印加する相電圧を制御して、回転子の回転数を目標回転数に制御するモータ駆動装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
Generally, a rectifier circuit that converts AC power into DC power, and a plurality of switching elements, and an inverter circuit that is connected to the stator winding of each phase of the brushless DC motor, 2. Description of the Related Art There is known a motor drive device that controls a phase voltage applied to a stator winding of each phase during an energization period in which a stator winding is energized, and controls a rotation speed of a rotor to a target rotation speed (for example, a motor driving device). And
この種のモータ駆動装置では、各固定子巻線の通電期間内に、インバータ回路の対応するスイッチング素子をパルス幅変調されたドライブ信号で制御して、固定子巻線に印加させる相電圧をパルス状にしている。 In this type of motor driving device, a corresponding switching element of the inverter circuit is controlled by a pulse-width modulated drive signal during a period in which each stator winding is energized, and a phase voltage applied to the stator winding is pulsed. Shape.
また、一般的に、圧縮機及び室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機と備えた空気調和装置が知られている。この種の圧縮機として、上記モータ駆動装置で駆動されるブラシレスDCモータを備えたものがある。
しかしながら、上記モータ駆動装置では、インバータ回路のスイッチング素子を通電期間中にパルス幅変調されたドライブ信号で制御しているので、インバータ回路により発生するノイズレベルが大きいという問題がある。 However, in the above-mentioned motor drive device, since the switching element of the inverter circuit is controlled by the pulse width modulated drive signal during the energization period, there is a problem that the noise level generated by the inverter circuit is large.
このノイズが、電源を通じてこの電源に接続されている他の機器に侵入するのを防止すべく、整流回路の入力端子間に2つのコンデンサを直列に接続し、この2つのコンデンサを接地する方策があるが、インバータ回路により発生するノイズレベルが大きいと、このコンデンサを介して地面に漏れる漏れ電流が大きいものとなってしまうという問題がある。 In order to prevent this noise from invading other equipment connected to this power supply through the power supply, a method of connecting two capacitors in series between the input terminals of the rectifier circuit and grounding the two capacitors is proposed. However, if the noise level generated by the inverter circuit is large, there is a problem that a large amount of leakage current leaks to the ground via this capacitor.
さらに、上記圧縮機は、安全対策上、圧縮機容器が接地されているのが一般的である。通常、インバータ回路からのノイズは、固定子巻線から圧縮機容器内の冷媒やオイルを介して圧縮機容器に流れ、地面に漏れ電流として漏れることとなる。そして、ノイズレベルが増大すると、漏れ電流も増大する。特に、この漏れ電流は、固定子巻線の低インピーダンス化が図られると顕著になる。更に、インバータ回路のスイッチング素子のスイッチング周波数が高くなると、高周波ノイズが増大し、漏れ電流が増大してしまう。 Further, in the compressor, the compressor container is generally grounded for safety measures. Normally, noise from the inverter circuit flows from the stator winding to the compressor container via refrigerant and oil in the compressor container, and leaks to the ground as a leakage current. As the noise level increases, the leakage current also increases. In particular, this leakage current becomes remarkable when the impedance of the stator winding is reduced. Further, when the switching frequency of the switching element of the inverter circuit increases, high-frequency noise increases and leakage current increases.
そこで、本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、インバータ回路によるノイズの発生や漏れ電流を減少させることができるモータ駆動装置及び空気調和装置を提供することにある。 Then, an object of the present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and it is an object of the present invention to provide a motor drive device and an air conditioner which can reduce generation of noise and leakage current by an inverter circuit.
請求項1に記載の発明は、複数のスイッチング素子を有し、且つ、ブラシレスDCモータの各相の固定子巻線に接続されるインバータ回路を備え、前記各相の固定子巻線に通電する通電期間内に前記各相の固定子巻線に印加する相電圧を制御して、回転子の回転数を目標回転数に制御するモータ駆動装置において、前記各相の固定子巻線の通電期間中、対応する前記スイッチング素子をオン状態に保持する保持部と、前記回転子の回転数を検出し、前記回転子の回転数を目標回転数にすべく、前記インバータ回路に印加する直流電圧を調整する電圧調整部とを備えたことを特徴としている。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のモータ駆動装置において、において、前記電圧調整部は、降圧用スイッチング素子を有する降圧コンバータ回路を備え、前記降圧用スイッチング素子のオンオフを制御して前記直流電圧を調整してもよい。 According to a second aspect of the present invention, in the motor driving device according to the first aspect, the voltage adjustment unit includes a step-down converter circuit having a step-down switching element, and controls on / off of the step-down switching element. Thus, the DC voltage may be adjusted.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のモータ駆動装置において、前記電圧調整部は、降圧用スイッチング素子及び昇圧用スイッチング素子を有する昇降圧コンバータ回路を備え、前記降圧用スイッチング素子及び前記昇圧用スイッチング素子のオンオフを制御して前記直流電圧を調整してもよい。 According to a third aspect of the present invention, in the motor driving device according to the first aspect, the voltage adjustment unit includes a step-up / step-down converter circuit having a step-down switching element and a step-up switching element. The DC voltage may be adjusted by controlling on / off of the boosting switching element.
請求項4に記載の発明は、圧縮機及び室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機とを備え、前記圧縮機はブラシレスDCモータを備え、このブラシレスDCモータの各相の固定子巻線に、複数のスイッチング素子を有するインバータ回路を接続し、前記各相の固定子巻線に通電する通電期間内に前記各相の固定子巻線に印加する相電圧を制御して、回転子の回転数を目標回転数に制御する空気調和装置において、前記各相の固定子巻線の通電期間中、対応する前記スイッチング素子をオン状態に保持する保持部と、前記回転子の回転数を検出し、前記回転子の回転数を目標回転数にすべく、前記インバータ回路に印加する直流電圧を調整する電圧調整部とを備えたことを特徴としている。 The invention according to claim 4 includes an outdoor unit having a compressor and an outdoor heat exchanger, and an indoor unit having an indoor heat exchanger, wherein the compressor has a brushless DC motor, and each of the brushless DC motors An inverter circuit having a plurality of switching elements is connected to the phase stator winding, and a phase voltage applied to each phase stator winding is controlled during an energizing period in which the phase stator winding is energized. In the air conditioner that controls the rotation speed of the rotor to the target rotation speed, a holding unit that holds the corresponding one of the switching elements in an on state during the energization period of the stator winding of each phase; And a voltage adjusting unit for adjusting a DC voltage applied to the inverter circuit so as to detect a rotation speed of the rotor and set the rotation speed of the rotor to a target rotation speed.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の空気調和装置において、前記電圧調整部は、降圧用スイッチング素子を有する降圧コンバータ回路を備え、前記降圧用スイッチング素子のオンオフを制御して前記直流電圧を調整するようにしてもよい。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項4に記載の空気調和装置において、前記電圧調整部は、降圧用スイッチング素子及び昇圧用スイッチング素子を有する昇降圧コンバータ回路を備え、前記降圧用スイッチング素子及び前記昇圧用スイッチング素子のオンオフを制御して前記直流電圧を調整するようにしてもよい。 The invention according to claim 6 is the air conditioning apparatus according to claim 4, wherein the voltage adjustment unit includes a step-up / step-down converter circuit including a step-down switching element and a step-up switching element. The DC voltage may be adjusted by controlling on / off of the boosting switching element.
本発明によれば、インバータ回路によるノイズの発生や漏れ電流を減少させることができる。 According to the present invention, generation of noise and leakage current by the inverter circuit can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態の空気調和装置を示す冷媒回路図である。 FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram illustrating an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、空気調和装置10は室外機11及び室内機12を有しており、室外機11の室外冷媒配管14と室内機12の室内冷媒配管15とが、連結配管24及び25を介して連結されている。
As shown in FIG. 1, the
室外機11は室外に配置される。室外冷媒配管14には、圧縮機16が配設されるとともに、この圧縮機16の吸込側にアキュムレータ17が配設され、圧縮機16の吐出側に四方弁18が配設され、この四方弁18側に室外熱交換器19及び電動式膨張弁22が順次配設されて構成される。圧縮機16は、ブラシレスDCモータ16Aによって駆動される。室外熱交換器19には、室外熱交換器19から室外へ送風する室外ファン20が隣接して配置されている。この室外ファン20は、室外ファンモータ20Aによって駆動される。
The
室内機12は室内に設置され、室内冷媒配管15には室内熱交換器21が配設される。この室内熱交換器21には、室内熱交換器21から室内へ送風する室内ファン23が隣接して配置されている。この室内ファン23は、室内ファンモータ23Aによって駆動される。
The
空気調和装置10には、室外機11に設置される室外制御装置41と、室内機12に設置される室内制御装置42とを備えている。
The
室外制御装置41は圧縮機16の運転周波数(回転数)を制御し、室外ファン20の回転数を段階的に制御し、電動式膨張弁22の開度を制御し、運転モードに応じて四方弁18を切り替える制御を行う。また、室内制御装置42は、室内ファン23の回転数の制御を行う。
The
室内機12側の不図示のリモートコントローラでは、冷房運転又は暖房運転のいずれかの運転モードに設定可能である。
A remote controller (not shown) on the
この室外制御装置41と室内制御装置42とは、通信線で接続されている。そして、室外制御装置41は、室内制御装置42にこの通信線を介して室内ファンモータ23Aの回転数の指示を送信する。また、室内制御装置42は、室内の空調負荷の情報や、設定された運転モードの情報、室内ファンモータ23Aの回転数を示す情報等の制御情報を、室外制御装置41に送信する。室外制御装置41は、受信した制御情報に基づいてブラシレスDCモータ16A、室外ファンモータ20A、四方弁18及び電動式膨張弁22を制御する。
The
冷房運転を行う運転モードに設定された場合、四方弁18が冷房側に切り替えられ、冷媒が実線矢印の如く流れる。そして、圧縮機16の運転により圧縮機16から吐出された冷媒は、四方弁18を経て室外熱交換器19に至り、この室外熱交換器19で凝縮され、電動式膨張弁22を経て減圧された後、室内機12の室内熱交換器21で蒸発されて室内を冷房する。室内熱交換器21からの冷媒は、室外機11側に流され、この室外機11の四方弁18及びアキュムレータ17を経て圧縮機16に戻される。
When the operation mode in which the cooling operation is performed is set, the four-
また、暖房運転を行う運転モードに設定された場合、四方弁18が暖房側に切り替えられ、冷媒が破線矢印の如く流れる。そして、圧縮機16の運転により圧縮機16から吐出された冷媒は、四方弁18を経て室内機12の室内熱交換器21に至り、この室内熱交換器21にて凝縮されて室内を暖房する。室内熱交換器21にて凝縮された冷媒は、室外機11の電動式膨張弁22で減圧され、室外熱交換器19で蒸発された後、四方弁18及びアキュムレータ17を経て圧縮機16に戻される。
Further, when the operation mode for performing the heating operation is set, the four-
図2は、本実施の形態において空気調和装置に適用された圧縮機駆動装置を示す電気回路図である。 FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a compressor driving device applied to the air conditioner in the present embodiment.
圧縮機駆動装置30は、圧縮機16と、圧縮機16のブラシレスDCモータ16Aを駆動するモータ駆動装置31とを備えている。圧縮機16のブラシレスDCモータ16Aは、固定子巻線26u,26v,26wを備える固定子26と、永久磁石を備える回転子27とを有してなる三相モータである。このブラシレスDCモータ16Aがモータ駆動装置31により駆動される。この圧縮機16のブラシレスDCモータ16Aは、空調負荷に応じて回転数制御が行われる。ここで、圧縮機16は、金属性の圧縮機容器が接地されて、漏電等の安全対策が施されている。
The
モータ駆動装置31は、交流電源33が接続される電源端子51a,51bと、ノイズフィルタ回路52と、整流回路53と、昇降圧コンバータ部54と、平滑コンデンサ55と、インバータ部56と、圧縮機16のブラシレスDCモータ16Aが接続される出力端子57u,57v,57wと、このモータ駆動装置31の制御装置を兼ねる室外制御装置41とを備えている。
The
ノイズフィルタ回路52は、コモンモードノイズを減衰させるライン間コンデンサ52a,52b及びコモンモードコイル52cと、ノーマルモードノイズを減衰させるラインアース間コンデンサ52d,52eとを備えている。
The noise filter circuit 52 includes line-to-
ラインアース間コンデンサ52dとラインアース間コンデンサ52eとは、直列接続されている。そして、ラインアース間コンデンサ52dとラインアース間コンデンサ52eとの接続点が接地されている。
The line ground capacitor 52d and the
整流回路53は、直流電力を交流電力に変換する。この整流回路53は、ダイオードがブリッジ接続されており、全波整流を行うものである。
The
昇降圧コンバータ部54は、昇降圧コンバータ回路59と、室外制御装置41における昇降圧コンバータ回路制御部41a(図3)とを備えている。昇降圧コンバータ回路59は、図2に示すように、整流回路53と平滑コンデンサ55の間に設けられている。昇降圧コンバータ部54は、整流回路53の出力端の直流電圧を昇降圧する。
The step-up / step-down
昇降圧コンバータ回路59は、降圧用スイッチング素子(例えば、IGBT)59aと、昇圧用スイッチング素子(例えば、IGBT)59bと、第1の逆流防止ダイオード59cと、リアクトル59dと、第2の逆流防止ダイオード59eとを備えている。
The step-up / down
具体的に昇降圧コンバータ回路59の素子の接続関係を説明すると、降圧用スイッチング素子59aの一端(コレクタ端子)が、整流回路53の出力端の一端に接続される。降圧用スイッチング素子59aの他端(エミッタ端子)が、第1の逆流防止ダイオード59cの一端(カソード端子)と、リアクトル59dの一端とに接続される。リアクトル59dの他端が、昇圧用スイッチング素子59bの一端(コレクタ端子)と、第2の逆流防止ダイオード59eの一端(アノード端子)とに接続される。第2の逆流防止ダイオード59eの他端(カソード端子)が、平滑コンデンサ55の一端に接続される。第1の逆流防止ダイオード59cの他端(アノード端子)と、昇圧用スイッチング素子59bの他端(エミッタ端子)とが、整流回路53の出力端の他端と、平滑コンデンサ55の他端とに接続される。
Specifically, the connection relation of the elements of the step-up / step-down
この昇降圧コンバータ回路59において、降圧用スイッチング素子59a,第1の逆流防止ダイオード59c及びリアクトル59dは、降圧コンバータ回路として機能し、昇圧用スイッチング素子59b,リアクトル59d及び第2の逆流防止ダイオード59eは、昇圧コンバータ回路として機能する。
In the step-up / step-down
インバータ部56は、インバータ回路60と室外制御装置41のインバータ回路制御部41b(図3)とを備えている。このインバータ回路60の入力端には、昇降圧コンバータ部54により昇降圧された直流電圧が印加される。
The
インバータ回路60は、図2に示すように、三相ブリッジ接続した複数(6個)のスイッチング素子(例えば、IGBT)60u,60v,60w,60x,60y,60zを備えている。そして、スイッチング素子60uと60xとが、スイッチング素子60vと60yとが、スイッチング素子60wと60zとがそれぞれ対となり、それぞれの接続点が、スター接続されたブラシレスDCモータ16Aの固定子巻線26u,26v,26wにそれぞれ接続される。
As shown in FIG. 2, the
そして、三相の相電圧Vu,Vv,VwがブラシレスDCモータ16Aの固定子巻線26u,26v,26wに印加される。ここで、VuはU相電圧、VvはV相電圧、VwはW相電圧を示している。
Then, the three-phase voltages Vu, Vv, Vw are applied to the
本実施の形態では、モータ駆動装置30のインバータ部56は、120度通電矩形波駆動方式でブラシレスDCモータ16Aを駆動している。従って、ブラシレスDCモータ16Aの固定子巻線26u,26v,26wに印加される相電圧Vu,Vv,Vwには、電気角120°の通電期間と、電気角60°の無通電期間とがある。そして、この無通電期間においては、回転子27の回転により誘起電圧が生じる。
In the present embodiment, the
インバータ回路60の出力側には、電圧検出線43u,43v,43wの一端が接続される。
One end of each of the
室外制御装置41は、図3に示すように、上述した昇降圧コンバータ回路制御部41aとインバータ回路制御部41bのほかに、電圧検出線43u,43v,43wの他端が接続される回転子位置検出部41cと、回転数検出部41dと、比較部41eと、目標回転数生成部41fとを備えている。
As shown in FIG. 3, the
回転子位置検出部41cは、電圧検出線43u,43v,43wの電圧を監視し、各電圧検出線43u,43v,43wの無通電期間において生じる誘起電圧に基づいて、回転子27(図2)の位置を検出している。
The rotor
回転数検出部41dは、この回転子位置検出部41cの検出結果に基づいて、回転子27の回転数を検出している。
The rotation
目標回転数生成部41fは、空調負荷(例えば、室内温度等)に基づいて回転子27の目標回転数を生成している。
The target rotation
比較部41eは、検出した回転数と目標回転数とを比較し、この比較結果を昇降圧コンバータ回路制御部41aに送信する。具体的には、目標回転数から検出した回転数を減じて偏差を算出し、この偏差を昇降圧コンバータ回路制御部41aに送信する。
The comparing unit 41e compares the detected rotation speed with the target rotation speed, and transmits the comparison result to the step-up / step-down converter
昇降圧コンバータ回路制御部41aには、降圧用スイッチング素子59a及び昇圧用スイッチング素子59bを駆動する不図示の昇降圧用スイッチング素子駆動回路が設けられている。
The step-up / step-down converter
昇降圧コンバータ回路制御部41aは、回転子27の回転数を目標回転数にすべく、インバータ回路60の入力端に印加する直流電圧を調整する。
The step-up / step-down
つまり、昇降圧コンバータ回路制御部41aは、受信した比較部41eの比較結果に基づいて昇降圧コンバータ回路59を制御する。
That is, the buck-boost converter
具体的に説明すると、昇降圧コンバータ回路制御部41aは、比較部41eから受信した偏差が正の値である場合は、インバータ回路60に印加する直流電圧を上昇させる制御を行う。つまり、昇降圧コンバータ回路制御部41aは、インバータ回路60に印加する直流電圧を上昇させて、回転子27の回転数を上昇させる制御を行う。また、昇降圧コンバータ回路制御部41aは、比較部41eから受信した偏差が負の値である場合は、印加する直流電圧を上昇させる制御を行う。つまり、昇降圧コンバータ回路制御部41aは、インバータ回路60に印加する直流電圧を下降させて回転子27の回転数を下降させる制御を行う。
More specifically, the step-up / step-down converter
ここで、昇降圧コンバータ回路制御部41aは、昇降圧コンバータ回路59の入力端に印加される直流電圧を降圧する際は、降圧用スイッチング素子59aのゲート端子にパルス幅変調信号を出力し、オンオフを切り替えている。このとき、昇降圧コンバータ回路制御部41aは、昇圧用スイッチング素子59bをオフ状態にする制御を行っている。
Here, when stepping down the DC voltage applied to the input terminal of the step-up / step-down
また、昇降圧コンバータ回路制御部41aは、昇降圧コンバータ回路59の入力端に印加される直流電圧を昇圧する際は、昇圧用スイッチング素子59bの各ゲート端子にパルス幅変調信号を出力し、オンオフを切り替えている。このとき、昇降圧コンバータ回路制御部41aは、降圧用スイッチング素子59aをオン状態にする制御を行っている。
Further, when boosting the DC voltage applied to the input terminal of the buck-
これら、昇降圧コンバータ部54と、回転数検出部41dと、比較部41eと、目標回転数生成部41fとが、インバータ回路60に印加する直流電圧を調整する電圧調整部として機能している。
The step-up / step-down
以上、昇降圧コンバータ回路制御部41aの制御の下昇降圧コンバータ回路59によってインバータ回路60に印加する直流電圧が調整されるので、従来のようにインバータ回路でスイッチング制御して固定子巻線26u,26v,26wに印加する相電圧の大きさを調整する必要がなくなる。
As described above, the DC voltage applied to the
また、主なノイズ源としては、降圧用スイッチング素子59aと昇圧用スイッチング素子59bの2つの素子だけとなるので、ノイズを低減させることができる。
In addition, the main noise sources are only two elements, ie, the step-down
次に、インバータ回路制御部41bに基づくインバータ部56の動作について説明する。
Next, the operation of the
インバータ回路制御部41bは、スイッチング素子60u,60v,60w,60x,60y,60zを駆動する不図示のスイッチング素子駆動回路が設けられている。
The inverter
インバータ回路制御部41bは、図4のタイムチャートに示すように、スイッチング素子60u,60v,60w,60x,60y,60zの各ゲート端子に、ドライブ信号u1,v1,w1,u2,v2,w2をそれぞれ出力する。
As shown in the time chart of FIG. 4, the
ドライブ信号u1,v1,w1,u2,v2,w2は、電気角120°のハイレベル信号(以下、「Hレベル信号」という。)と、電気角240°のローレベル信号(以下、「Lレベル信号」という。)とが周期的に繰り返される。 The drive signals u1, v1, w1, u2, v2, w2 are a high-level signal having an electrical angle of 120 ° (hereinafter, referred to as “H level signal”) and a low-level signal having an electrical angle of 240 ° (hereinafter, “L level”). Signal) is periodically repeated.
そして、スイッチング素子60u,60v,60wに出力されるドライブ信号v1のHレベル信号は、ドライブ信号u1のHレベル信号よりも120°遅れて出力され、ドライブ信号w1のHレベル信号は、ドライブ信号u1のHレベル信号よりも120°遅れてHレベル信号が出力される。
The H level signal of the drive signal v1 output to the
また、スイッチング素子60x,60y,60zに出力されるドライブ信号v2のHレベル信号は、ドライブ信号u2のHレベル信号よりも120°遅れて出力され、ドライブ信号w2のHレベル信号は、ドライブ信号u2のHレベル信号よりも120°遅れてHレベル信号が出力される。
Further, the H level signal of the drive signal v2 output to the
そして、ドライブ信号u1のHレベル信号とドライブ信号u2のHレベル信号とは、電気角60°ずれて出力される。同様に、ドライブ信号v1のHレベル信号とドライブ信号v2のHレベル信号とは、電気角60°ずれて出力される。さらに、ドライブ信号w1のHレベル信号とドライブ信号w2のHレベル信号とは、電気角60°ずれて出力される。 Then, the H-level signal of the drive signal u1 and the H-level signal of the drive signal u2 are output with a shift of 60 electrical degrees. Similarly, the H level signal of the drive signal v1 and the H level signal of the drive signal v2 are output with a shift of 60 electrical degrees. Further, the H-level signal of the drive signal w1 and the H-level signal of the drive signal w2 are output with a shift of 60 electrical degrees.
以下、スイッチング素子60u,60xの動作について説明する。ここで、スイッチング素子60v,60w,60y,60zもスイッチング素子60u,60xと同様に動作するので、スイッチング素子60v,60w,60y,60zの動作については、説明を省略する。
Hereinafter, the operation of the
スイッチング素子60uは、ドライブ信号u1のHレベル信号x1を入力すると、オン状態となり、相電圧Vuが、正の電圧y1となる。スイッチング素子60xは、ドライブ信号u2のHレベル信号x2を入力すると、オン状態となり、相電圧Vuが、負の電圧y2となる。尚、ドライブ信号u1,u2がLレベル信号のときは、スイッチング素子60u,60xはオフ状態である。
When the H level signal x1 of the drive signal u1 is input, the
そして、相電圧Vuは、正の電圧となる電気角120°の通電期間と、電気角60°の無通電期間と、負の電圧となる電気角120°の通電期間と、電気角60°の無通電期間とを繰り返すこととなる。また、各相電圧Vu,Vv,Vwは、位相が互いに120°ずれることとなる。 The phase voltage Vu has a positive voltage of 120 ° electrical angle, a 60 ° electrical angle non-energizing period, a negative voltage of 120 ° electrical angle, and a 60 ° electrical angle. The non-energization period is repeated. The phases of the phase voltages Vu, Vv, Vw are shifted from each other by 120 °.
このように、インバータ部56では、従来のように通電期間においてパルス幅変調したドライブ信号により相電圧の大きさを設定するものではなく、通電期間において連続して相電圧を固定子巻線26u,26v,26wに印加している。つまり、インバータ部56のインバータ回路制御部41bは、固定子巻線26u,26v,26wの通電期間中、対応するスイッチング素子がオン状態となるようにインバータ回路60を制御している。
As described above, in the
これによって、インバータ回路60のスイッチング素子をオンオフする動作が減少するので、このインバータ回路60による発熱を低減させることができる。また、インバータ回路60のスイッチング素子をオンオフする動作が減少するので、インバータ回路60によるノイズの発生を低減させることができる。
Thus, the operation of turning on and off the switching element of the
そして、通電期間中、正の電圧を固定子巻線26u,26v,26wに印加するスイッチング素子60u,60v,60wと、負の電圧を固定子巻線26u,26v,26wに印加するスイッチング素子60x,60y,60zとがオン状態に保持されるので、発熱を効果的に低減させることができ、ノイズの発生を効果的に低減させることができる。
During the energization period, switching
また、インバータ回路60のノイズの発生が抑制されるので、圧縮機16を介して地面に漏れる漏れ電流や、ラインアース間コンデンサ52d,52eを介して地面に漏れる漏れ電流が減少する。従って、固定子巻線26u,26v,26wの低インピーダンス化を図ることができる。
In addition, since the generation of noise in the
更に、インバータ回路60では、通電期間中にスイッチングすることはないので、高周波ノイズを抑制することができ、より効果的に漏れ電流を減少させることができる。
Furthermore, since the
また、圧縮機16の起動時には、低い電圧を固定子巻線26u,26v,26wに印加するようにしているが、従来のようにパルス状の高電圧が固定子巻線に印加されることはない。従って、パルス状の電圧を固定子巻線に印加することによって生じるインバータ回路60のスイッチング素子への過大な突入電流を回避することができる。これによって、突入電流に対するインバータ回路60の保護が図られる。
Further, when the
尚、昇降圧コンバータ回路59において、昇圧コンバータ回路として機能する昇圧用スイッチング素子59b,リアクトル59d及び第2の逆流防止ダイオード59eは、高調波抑制回路として機能させることができる。そして、高調波電流を抑制する際は、昇圧用スイッチング素子59bをパルス幅変調信号で制御すればよい。
In the step-up / step-down
以上、本実施の形態によれば、インバータ回路制御部41bが、各相の固定子巻線26u,26v,26wの通電期間中、インバータ回路60の対応するスイッチング素子をオン状態に保持することから、インバータ回路60によるノイズの発生や漏れ電流を減少させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the inverter
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 As described above, the present invention has been described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to this.
例えば、上記の実施の形態では、圧縮機駆動装置30を空気調和装置10に適用する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、冷蔵庫やショーケース、洗濯機等に適用する場合であってもよい。
For example, in the above embodiment, the case where the
また、上記の実施の形態では、ホール素子を用いずに誘起電圧に基づいて回転子の位置を検出する場合について説明したが、ホール素子を用いて直接回転子の位置を検出してもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the position of the rotor is detected based on the induced voltage without using the Hall element has been described. However, the position of the rotor may be directly detected using the Hall element.
また、上記の実施の形態では、モータ駆動装置が、昇降圧コンバータ回路を備える場合について説明したが、モータ駆動装置が、この昇降圧コンバータ回路の代わりに降圧用スイッチング素子を有する降圧コンバータ回路を備える場合であってもよい。そして、昇圧が必要な場合は、整流回路の出力端に倍電圧回路を設け、この倍電圧回路で予め昇圧しておき、降圧コンバータ回路で降圧してインバータ回路に印加する直流電圧を調整するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the motor driving device includes the buck-boost converter circuit has been described. However, the motor driving device includes the buck converter circuit having the buck switching device instead of the buck-boost converter circuit. It may be the case. When boosting is necessary, a voltage doubler circuit is provided at the output terminal of the rectifier circuit, the voltage is boosted in advance by this voltage doubler circuit, and the voltage is stepped down by the step-down converter circuit to adjust the DC voltage applied to the inverter circuit. It may be.
10 空気調和装置
11 室外機
12 室内機
16 圧縮機
16A ブラシレスDCモータ
19 室外熱交換器
21 室内熱交換器
26 固定子
26u,26v,26w 固定子巻線
27 回転子
30 圧縮機駆動装置
31 モータ駆動装置
41a 昇降圧コンバータ回路制御部(電圧調整部)
41b インバータ回路制御部(保持部)
41d 回転数検出部(電圧調整部)
41e 比較部(電圧調整部)
41f 目標回転数生成部(電圧調整部)
59 昇降圧コンバータ回路(電圧調整部)
59a 降圧用スイッチング素子
59b 昇圧用スイッチング素子
60 インバータ回路
60u,60v,60w,60x,60y,60z スイッチング素子
DESCRIPTION OF
41b Inverter circuit control unit (holding unit)
41d Rotation speed detection unit (voltage adjustment unit)
41e Comparison unit (voltage adjustment unit)
41f Target speed generator (voltage regulator)
59 Step-up / step-down converter circuit (voltage regulator)
59a Step-
Claims (6)
前記各相の固定子巻線の通電期間中、対応する前記スイッチング素子をオン状態に保持する保持部と、
前記回転子の回転数を検出し、前記回転子の回転数を目標回転数にすべく、前記インバータ回路に印加する直流電圧を調整する電圧調整部とを備えたことを特徴とするモータ駆動装置。 An inverter circuit having a plurality of switching elements and connected to the stator windings of each phase of the brushless DC motor, wherein each of the phases is fixed during an energizing period for energizing the stator windings of each phase. In a motor drive device that controls the phase voltage applied to the child winding to control the rotation speed of the rotor to a target rotation speed,
During the energization period of the stator winding of each phase, a holding unit that holds the corresponding switching element in an ON state,
A motor adjusting device for detecting a rotational speed of the rotor and adjusting a DC voltage applied to the inverter circuit so as to set the rotational speed of the rotor to a target rotational speed. .
前記電圧調整部は、降圧用スイッチング素子を有する降圧コンバータ回路を備え、前記降圧用スイッチング素子のオンオフを制御して前記直流電圧を調整することを特徴とするモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 1,
The motor drive device, wherein the voltage adjusting unit includes a step-down converter circuit having a step-down switching element, and controls the on / off of the step-down switching element to adjust the DC voltage.
前記電圧調整部は、降圧用スイッチング素子及び昇圧用スイッチング素子を有する昇降圧コンバータ回路を備え、前記降圧用スイッチング素子及び前記昇圧用スイッチング素子のオンオフを制御して前記直流電圧を調整することを特徴とするモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 1,
The voltage adjustment unit includes a step-up / step-down converter circuit having a step-down switching element and a step-up switching element, and adjusts the DC voltage by controlling on / off of the step-down switching element and the step-up switching element. Motor drive device.
前記各相の固定子巻線の通電期間中、対応する前記スイッチング素子をオン状態に保持する保持部と、
前記回転子の回転数を検出し、前記回転子の回転数を目標回転数にすべく、前記インバータ回路に印加する直流電圧を調整する電圧調整部とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 An outdoor unit having a compressor and an outdoor heat exchanger, and an indoor unit having an indoor heat exchanger, wherein the compressor has a brushless DC motor, and a plurality of stator windings of each phase of the brushless DC motor have An inverter circuit having a switching element is connected, and a phase voltage applied to the stator winding of each phase is controlled during an energization period for energizing the stator winding of each phase, so that the rotation speed of the rotor is reduced. In an air conditioner that controls the target speed,
During the energization period of the stator winding of each phase, a holding unit that holds the corresponding switching element in an ON state,
An air conditioner, comprising: a voltage adjustment unit that detects a rotation speed of the rotor and adjusts a DC voltage applied to the inverter circuit so as to set the rotation speed of the rotor to a target rotation speed. .
前記電圧調整部は、降圧用スイッチング素子を有する降圧コンバータ回路を備え、前記降圧用スイッチング素子のオンオフを制御して前記直流電圧を調整することを特徴とする空気調和装置。 The air conditioner according to claim 4,
The air conditioner, wherein the voltage adjustment unit includes a step-down converter circuit having a step-down switching element, and controls the on / off of the step-down switching element to adjust the DC voltage.
前記電圧調整部は、降圧用スイッチング素子及び昇圧用スイッチング素子を有する昇降圧コンバータ回路を備え、前記降圧用スイッチング素子及び前記昇圧用スイッチング素子のオンオフを制御して前記直流電圧を調整することを特徴とする空気調和装置。 The air conditioner according to claim 4,
The voltage adjustment unit includes a step-up / step-down converter circuit having a step-down switching element and a step-up switching element, and adjusts the DC voltage by controlling on / off of the step-down switching element and the step-up switching element. And air conditioners.
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