JP2005039403A - インバータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】商用電源10の電圧が低下したことを、システム制御マイコン7に制御電源を供給する第二の電源回路9の出力電圧を電源電圧低下検出回路8を通してシステム制御マイコン7で検出し、モータ駆動回路2のスイッチ素子3の損失が大きくなる前にシステム制御マイコン7からモータ制御マイコン5へ停止指令を出力し、モータ駆動回路2の動作を停止させる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータをインバータで可変速駆動するインバータ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、モータの駆動方式はインバータを用いて効率的に可変速駆動させる方法が主流である。また、インバータも高性能化が進みインテリジェントパワーモジュール等の駆動回路に保護機能を備えたものも増えている。(例えば特許文献1参照)
図4はモータ駆動回路に前記特許文献1に記載されたIGBT(Insulated−Gate Bipolar Transistor)等のスイッチ素子を用いた、従来のインバータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【0003】
図4において、1は誘導電動機などのモータ、102はモータ駆動を行なうIGBT等のスイッチ素子3と共に制御電圧低下保護回路4を備えたモータ駆動回路、107はモータ駆動回路102のモータ駆動制御信号を出力する制御マイコン、106は商用電源10から整流された直流電圧を任意の電圧に変換し、モータ駆動回路102に制御電圧を供給するDC/DCコンバータなどの第一の電源回路、9は商用電源10を任意の直流電圧に変換し、制御マイコン107に制御電圧を供給する電源トランスなどの第二の電源回路である。
【0004】
上記構成において、モータ駆動回路102がモータ駆動を行っている時に商用電源10が低下した場合、第一の電源回路106への入力電圧が低下し、それに伴い第一の電源回路106がモータ駆動回路102に供給している制御電圧も低下するが、この電圧が所定値以下になるとモータ駆動回路102の制御電圧低下保護回路4が作動してモータの駆動を停止する。このような保護機能を有することで、安全にモータ駆動を行なうことができる。
【0005】
【特許文献1】
特開平05−226994号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のインバータ制御装置では、コストや構成上の制約によって全てのモータ駆動回路102に上記のような制御電圧低下保護回路4が設けられているわけではない。
【0007】
すなわち、モータ駆動回路102に制御電圧低下保護回路4が設けられていない場合、商用電源10が低下した時モータ駆動回路102に供給されている制御電圧も低下し、この時モータ駆動回路102に内蔵されているIGBT等のスイッチ素子3の損失が大きくなりスイッチ素子自身が破壊してしまう恐れがあるという課題を有していた。
【0008】
また、インバータや力率改善回路(以下PFC)等において、スイッチ素子がディスクリート部品で構成された場合は制御電圧低下保護機能が無いので、制御電源電圧が低下した時はスイッチ素子の駆動電圧も低下し、スイッチ素子の損失が大きくなりスイッチ素子自身が破壊する恐れがあるという課題を有していた。
【0009】
本発明はこのような上記従来の課題を解決するものであり、不安定な商用電源での使用や突発的な電圧降下時には、安全にインバータやPFCを停止させ、スイッチ素子の破壊を未然に防ぐ事を目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のインバータ制御装置は、電源電圧低下検出回路が検出した電圧値をシステム制御マイコンが読み取り、所定値以下であるかどうかの判断を行ない、所定値以下であるならシステム制御マイコンはモータ制御マイコンへ停止指令を出力し、停止指令が入力されたモータ制御マイコンはモータ制御部にあるモータ駆動回路への制御信号を停止させ、モータ駆動回路はモータの駆動を停止させるものである。
【0011】
本構成によって商用電源の電圧低下によるスイッチ素子の破壊を防ぎ、信頼性の高いインバータ駆動装置を提供することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、商用電源が不安定な場所や突発的な電圧降下の発生する可能性のある場所でインバータ装置を用いてモータを駆動させたときに、電源電圧が低下した場合にシステム制御マイコンが電源電圧低下検出回路で検出した電圧を読み取り、読み取った電圧値が所定値を下回っていると判断した場合、システム制御マイコンからモータ制御マイコンへ停止指令を出力し安全にモータ駆動回路を停止させるようにしたものである。
【0013】
請求項2に記載の発明は、電源電圧が低下したときにシステム制御マイコンが電源電圧が低下したと判断する電圧を、第一の電源回路の最低動作電圧より高く設定したものである。
【0014】
請求項3に記載の発明は、電源電圧検出回路を用いず、電源電圧が低下したときに第二の電源回路の最低動作電圧を第一の電源回路の最低動作電圧より高く設定することで、第二の電源回路が動作を先に停止してシステム制御マイコンからモータ制御マイコンに停止指令が出力され安全にモータ駆動回路を停止させるようにしたものである。
【0015】
(実施の形態1)
図1は本発明のインバータ制御装置の実施の形態1の構成を示すブロック図である。
【0016】
図1において、1は誘導電動機などのモータ、2はスイッチ動作をするIGBT等のスイッチ素子3を内蔵しモータ駆動を行なうモータ駆動部、5はモータ駆動回路2にモータ駆動制御信号を出力するモータ制御マイコン、6は商用電源10から整流された直流電圧を任意の電圧に変換し、モータ駆動回路2およびモータ制御マイコン5に制御電源を供給するDC/DCコンバータなどの第一の電源回路、7はモータ制御マイコン5に制御信号を出力するとともに装置全体の制御を行なうシステム制御マイコン、8はシステム制御マイコン7へ供給する電源電圧を検出する電源電圧低下検出回路、9は商用電源10を任意の直流電圧に変換しシステム制御マイコン7へ電源を供給する第二の電源回路である。
【0017】
上記構成において、商用電源10の出力を第二の電源回路9が任意の直流電圧に変換しその変換された電圧を電源電圧低下検出回路8が検出し、その検出値をシステム制御マイコン7が読み取る。
【0018】
この時、システム制御マイコン7の読み取った電圧が所定値以下であるとき、システム制御マイコン7は商用電源が低下したと判定して、モータ制御マイコン5にリセット信号を出力する。
【0019】
モータ制御マイコン5はリセット信号が入力するとモータ駆動回路2への駆動信号の出力を停止し、モータ1も停止する。
【0020】
このように本発明の実施の形態1の構成によれば、制御電圧低下保護回路4を備えていないモータ駆動回路2を使用してもスイッチ素子3の破壊を未然に防ぐことができるので、信頼性の高いインバータ駆動装置を提供することができる。
【0021】
(実施の形態2)
次に本発明のインバータ制御装置の実施の形態2について説明する。
【0022】
図1において、商用電源10の電圧が低下した時にシステム制御マイコン7が電源電圧が低下したと判断する所定値を、第一の電源回路6の動作に必要な最低動作電圧より高く設定しておく。
【0023】
これにより第一の電源回路6から制御電源を供給するモータ駆動回路2に内蔵されているスイッチ素子3の損失が大きくなる前に、システム制御マイコン7は電源電圧低下検出回路8を通して商用電源電圧が低下したと判定する。
【0024】
この時、システム制御マイコン7はモータ制御マイコン5に停止信号としてリセット信号を出力し、モータ制御マイコン5はモータ駆動回路2への制御信号の出力を停止しモータ1を停止させる。
【0025】
このように本発明の実施の形態2の構成によれば、電源電圧の低下をより早い時期に検出することにより、制御電圧低下保護回路4を備えていないモータ駆動回路2を使用してもスイッチ素子3の破壊を未然に防ぐことができるので、さらに信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができる。
【0026】
(実施の形態3)
図2は本発明の実施の形態3におけるインバータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【0027】
図2は図1の構成から、電源電圧低下検出回路8を省略した構成となっている。そして、商用電源10が低下しモータ駆動回路2とモータ制御マイコン5へ電源を供給している第一の電源回路6の動作に必要な最低電圧よりも、システム制御マイコン7へ電源を供給している第二の電源回路9の動作に必要な最低電圧の設定を高くする。
【0028】
このとき、商用電源10が低下した場合は電源電圧低下検出回路8を設定しなくてもシステム制御マイコン7がモータ制御マイコン5より早く停止するため、モータ制御マイコン5に停止指令としてリセット信号が自動的に出力される構成になっている。
【0029】
すなわち、電源電圧低下時にはモータ制御マイコン5に自動的にリセット信号が入力されるので、モータ制御マイコン5はモータ駆動回路2への制御信号を停止させる。これによりモータ駆動回路2は制御信号の出力を停止しモータ1も停止する。
【0030】
このように本発明の実施の形態3の構成によれば、制御電圧低下保護回路4を備えていないモータ駆動回路2を使用する場合に、電源電圧低下検出回路8を備えなくてもスイッチ素子3の破壊を未然に防ぐことができるので、信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができる。
【0031】
(実施の形態4)
図3は本発明を力率改善回路(以下PFC)に応用した実施の形態4における構成を示すブロック図である。
【0032】
図3において、1はインバータ制御装置で駆動される誘導電動機などのモータ、11はIGBT等のディスクリート部品のスイッチ素子12で構成されているPFC、206は商用電源10から整流された直流電圧を任意の電圧に変換しモータ駆動回路2およびPFC11に制御電源を供給しているDC/DCコンバータなどの第一の電源回路、207はモータ駆動制御信号と共にPFC制御信号を出力しPFC11の駆動制御を行なっているシステム制御マイコン、9はシステム制御マイコン207へ制御電源を供給している電源トランスなどの第二の電源回路である。
【0033】
この構成において、PFC11へ制御電源を供給している第一の電源回路206の動作に必要な最低電圧よりも、システム制御マイコン207に制御電源を供給している第二の電源回路9の動作に必要な最低電圧の設定を高くする。
【0034】
これにより商用電源10が低下した場合、第一の電源回路206より早く第二の電源回路9の出力電圧が停止し、システム制御マイコン207が停止してスイッチ素子12への制御信号が停止するためPFC11が停止し、同時にスイッチ素子3への制御信号も停止してモータ駆動回路2も停止する。
【0035】
以上のように、本発明の実施の形態4の構成によれば制御電圧低下保護回路4を備えていないPFC11においてもIGBT等のスイッチ素子12の破壊を未然に防ぐことができるので、信頼性が高くさらに小型化が可能なインバータ制御装置を提供することができる。
【0036】
以上の説明では、スイッチ素子としてIGBTを用いたが、他にバイポーラトランジスタやC−MOSなどの素子を用いても良い。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、本発明のインバータ制御装置によれば、電源電圧低下検出回路で検出した電圧をシステム制御マイコンが読み取り、読み取った電圧値が所定値を下回っているかどうかで、商用電源の電圧が低下していることを検出することが可能となる。
【0038】
これによって商用電源の電圧低下によるモータ駆動回路への電圧供給不足を未然に防ぎ、スイッチ素子の破壊を防ぐことが可能となり、制御電圧低下保護回路の備わっていないモータ駆動回路を使用しても、信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができるという効果を奏する。
【0039】
また電源電圧低下検出回路を用いなくても、商用電源の低下によるモータ駆動回路への電源電圧供給不足を未然に防ぎ、スイッチング素子の破壊を防ぐことが可能となる。すなわち、制御電圧低下保護回路の備わっていないモータ駆動回路の使用が可能となるほか、PFCをIGBTなどのディスクリート部品のスイッチ素子で構成した制御電圧低下保護回路が備わっていないインバータ制御装置においても電源電圧低下時にスイッチ素子の破壊を防ぐことが可能となり、さらにこの場合には、部品点数の削減・組立工数の削減が可能になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1及び2を示すインバータ制御装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態3を示すインバータ制御装置の構成を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態4を示すインバータ制御装置の構成を示すブロック図
【図4】従来のインバータ制御装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 モータ
2 モータ駆動回路
5 モータ制御マイコン
6 第一の電源回路
7 システム制御マイコン
8 電源電圧低下低検出回路
9 第二の電源回路
Claims (3)
- モータと、前記モータを駆動するためのモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路に対しモータ駆動信号を出力するモータ制御マイコンと、前記モータ駆動回路および前記モータ制御マイコンに制御電源を供給する第一の電源回路と、前記モータ制御マイコンに制御信号を出力するとともに装置全体の制御を行なうシステム制御マイコンと、前記システム制御マイコンに制御電源を供給する第二の電源回路と、前記システム制御マイコンに供給される制御電源の低下を検出する電源電圧低下検出回路を備え、商用電源電圧が低下し前記システム制御マイコンが前記電源電圧低下検出回路を通して前記第二の電源回路の供給する制御電源電圧が所定値以下に低下したことを検出したとき、前記システム制御マイコンより前記モータ制御マイコンへ停止指令を出力し前記モータ駆動回路を停止するようにしたことを特徴とするインバータ制御装置。
- システム制御マイコンの電源電圧低下検出所定値を、第一の電源回路を動作させるために必要な最低電圧より高く設定したことを特徴とする請求項1に記載のインバータ制御装置。
- モータと、前記モータを駆動するためのモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路に対しモータ駆動信号を出力するモータ制御マイコンと、前記モータ駆動回路および前記モータ制御マイコンに制御電源を供給する第一の電源回路と、前記モータ制御マイコンに制御信号を出力するとともに装置全体の制御を行なうシステム制御マイコンと、前記システム制御マイコンに制御電源を供給する第二の電源回路とを備え、前記第二の電源回路を動作させるのに必要な最低電圧を前記第一の電源回路を動作させるのに必要な最低電圧より高く設定したことを特徴とするインバータ制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003198316A JP2005039403A (ja) | 2003-07-17 | 2003-07-17 | インバータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003198316A JP2005039403A (ja) | 2003-07-17 | 2003-07-17 | インバータ制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2005039403A true JP2005039403A (ja) | 2005-02-10 |
Family
ID=34208126
Family Applications (1)
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JP2003198316A Pending JP2005039403A (ja) | 2003-07-17 | 2003-07-17 | インバータ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005039403A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103986378A (zh) * | 2005-08-26 | 2014-08-13 | 台达电子工业股份有限公司 | 双电源马达驱动系统 |
CN110176897A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-27 | 华中科技大学 | 一种多电平开关磁阻电机混合动力驱动系统及其控制方法 |
-
2003
- 2003-07-17 JP JP2003198316A patent/JP2005039403A/ja active Pending
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