【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動用インバータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ダイオードを利用した種々の整流方式が知られている。例えば図４に示すような直流電源装置が提案されている。
【０００３】
図４において、交流電源１の交流電源電圧を、ダイオードＤ１〜Ｄ４をブリッジ接続してなる全波整流回路の交流入力端子に印加し、その出力をリアクトルＬｉｎを介して中間コンデンサＣに充電し、この中間コンデンサＣの電荷を平滑コンデンサＣＤに放電して、負荷抵抗ＲＬに直流電圧を供給する。この場合、リアクトルＬｉｎの負荷側と中間コンデンサＣを接続する正負の直流電流経路にトランジスタＱ１を接続し、このトランジスタＱ１をベース駆動回路Ｇ１で駆動する構成となっている。
【０００４】
また、ベース駆動回路Ｇ１にパルス電圧を印加するパルス発生回路Ｉ１、Ｉ２と、ダミー抵抗Ｒｄｍとをさらに備えており、パルス発生回路Ｉ１、Ｉ２は、それぞれ交流電源電圧のゼロクロス点を検出する回路と、ゼロクロス点の検出から交流電源電圧の瞬時値が中間コンデンサＣの両端電圧と等しくなるまでダミー抵抗Ｒｄｍにパルス電流を流すパルス電流回路とで構成されている。
【０００５】
ここで、パルス発生回路Ｉ１は交流電源電圧の半サイクルの前半にてパルス電圧を発生させ、パルス発生Ｉ２は交流電源電圧の半サイクルの後半にてパルス電圧を発生させるようになっている。
【０００６】
なお、トランジスタＱ１をオン状態にしてリアクトルＬｉｎに強制的に電流を流す場合、中間コンデンサＣの電荷がトランジスタＱ１を通して放電することのないように逆流防止用ダイオードＤ５が接続され、さらに、中間コンデンサＣの電荷を平滑コンデンサＣＤに放電する経路に、逆流防止用ダイオードＤ６と、平滑効果を高めるリアクトルＬｄｃが直列に接続されている。
【０００７】
上記の構成によって、交流電源電圧の瞬時値が中間コンデンサＣの両端電圧を超えない位相区間の一部または全部においてトランジスタＱ１をオン状態にすることによって、装置の大型化を抑えたままで、高調波成分の低減と高力率化を達成することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
次に、従来よりモータ回生時の直流電圧の上昇を抑制する方法が知られている。
例えば図５に示すような電動機制御機器が提案されている。
【０００９】
図５において、交流電源３１をダイオードブリッジ等で直流電圧に変換する順変換部３２の出力端に、第１のスイッチング素子３３と直列に接続した平滑コンデンサ３５、および抵抗器３６と直列に接続した回生トランジスタ３７をそれぞれ接続し、電動機制御機器の電源投入時に前記抵抗器３６を介して平滑コンデンサ３５を充電する第２のスイッチング素子３４と、平滑コンデンサ３５の両端の直流電圧を検出する電圧検出回路３８と、電圧検出回路３８で検出した電圧信号により第１のスイッチング素子３３と第２のスイッチング素子３４および回生電圧トランジスタ３７を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチ制御回路３９で構成されている。
【００１０】
電源投入時には、スイッチ制御回路３９により第１のスイッチング素子３３はＯＦＦ、第２のスイッチング素子３４はＯＮされており、抵抗器３６と第２のスイッチング素子３４を通して平滑コンデンサ３５を充電して突入電圧を抑制する。
【００１１】
また、通常動作時には、スイッチ制御回路３９により第１のスイッチング素子３３がＯＮ、第２のスイッチング素子３４がＯＦＦされ、抵抗器３６の発熱を防止できる。さらに、回生時には回生トランジスタ３７がＯＮして抵抗器３６を介して平滑コンデンサ３５の電荷を放電させる。つまり平滑コンデンサ３５の電荷を抵抗器３６で消費させ、平滑コンデンサ３５の両端の直流電圧が規定値以下になると、回生トランジスタ３７をＯＦＦさせ直流電圧の上昇を抑制している。
【００１２】
上記構成により、一つの抵抗器３６で突入電流抑制抵抗器と回生ブレーキ抵抗器を共有でき、大型の抵抗器を削減できることから、電動機制御機器の小型軽量化および低コストが図れる（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平９−２６６６７４号公報
【特許文献２】
特開平１０−１３６６７４号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例に示している特許文献１のような構成では、容量の大きな平滑用コンデンサＣＤとリアクトルＬｉｎ（特許文献１では１５００μＦ、６．２ｍＨ時のシミュレーション結果について記載されている）とを有しており、さらに中間コンデンサＣとトランジスタＱ１とベース駆動回路Ｇ１とパルス発生回路Ｉ１、Ｉ２とダミー抵抗Ｒｄｍと逆流防止用ダイオードＤ５、Ｄ６と平滑効果を高めるリアクトルＬｄｃとを具備することで、装置の大型化や部品点数の増加に伴ないコストＵＰを招いている。
【００１５】
次に、装置の小型・軽量・低コスト化を実現するために、前記平滑用コンデンサおよび前記リアクトルを小容量にすることが考えられるが、前期平滑用コンデンサが小容量であると、モータからの回生エネルギーによって、インバータ直流母線間の電圧が上昇するという課題を有している。この課題を解決するために、従来例に示している特許文献２のようなブレーキ回路が知られている。
【００１６】
しかしながら、上記のような構成では、大型の抵抗器および回生トランジスタを有しており、さらに電圧検出回路およびスイッチ制御回路とを具備することから、装置の大型化やコストＵＰを招き、また回生時の制御が複雑になるという課題を有していた。
【００１７】
本発明のモータ駆動用インバータ制御装置は、前記のような従来の問題を解決するものであり、小型・軽量・低コスト、また直流電圧をインバータ母線における構成要素の耐圧以下に抑制できるモータ駆動用インバータ制御装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【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モータ駆動用インバータ制御装置は、図１に示すように、交流電源１を入力とする整流回路と、直流電力から交流電力に変換して負荷モータ１１に給電するインバータ１０とを備える。整流回路はダイオードブリッジ６と、ダイオードブリッジ６の交流入力側または直流出力側に接続される小容量のリアクタ９で構成され、インバータ１０の直流母線には、負荷モータ１１の回生エネルギーを吸収するための小容量のコンデンサ７と、小容量コンデンサ７に並列に電圧クランプ手段８を備えたものである。
【００１９】
上記の構成によって、小容量コンデンサおよび小容量リアクタを用いることにより、小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御装置を実現でき、負荷モータ１１の運転周波数が急峻に変更すると、その回生エネルギーによって、インバータ直流母線間の電圧が上昇するが、設定した電圧で電圧クランプ手段８を動作させることにより、インバータ直流母線間の電圧をインバータ母線における構成要素の耐圧以下にすることが可能となる。
【００２０】
また、本発明であるモータ駆動用インバータ制御装置は、モータの運転周波数変更時におけるインバータの直流母線間電圧が前記電圧クランプ手段の作動電圧を超えない範囲でモータの運転周波数変更速度を変更し、インバータ駆動の異常時のみ電圧クランプ手段を動作させるものである。
【００２１】
上記の構成によって、通常運転時はインバータ直流母線間の電圧をクランプさせることなく、負荷モータ１１の安定した駆動を実現でき、インバータ駆動の異常時は、インバータ直流母線間の電圧上昇をインバータ母線における構成要素の耐圧以下にすることが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同一構成のものは、同一番号を付して説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施形態であるモータ駆動用インバータ制御装置のシステム構成図を図１に示す。図１の装置は、交流電源１と、交流電源からの交流を全波整流する４つのダイオード２〜５で形成されたブリッジ整流回路６と、ブリッジ整流回路６の交流入力側に挿入された小容量のリアクタ９と、ブリッジ整流回路６の直流側母線に接続した極めて小容量のコンデンサ７と、小容量コンデンサ７に並列に接続された電圧クランプ手段８と、直流電力から交流電力に変換するインバータ１０とを備え、そのインバータ１０の出力は負荷モータ１１に供給される。尚、小容量リアクタ９の設置箇所はブリッジ整流回路６の直流出力端と小容量コンデンサ７との間でも構わない。
【００２４】
次に、前記小容量コンデンサ７および小容量リアクタ９の仕様決定に関する具体的な方法について以下に説明する。
【００２５】
本発明のモータ駆動用インバータ制御装置では、交流電源電流の高調波成分を抑制してＩＥＣ規格をクリアするために、小容量コンデンサ７と小容量リアクタ９との共振周波数ｆＬＣ（ＬＣ共振周波数）を交流電源周波数ｆＳの４０倍よりも大きくなるように小容量コンデンサ７と小容量リアクタ９の組み合わせを決定する。
【００２６】
ここで、小容量コンデンサ７の容量をＣ［Ｆ］、小容量リアクタ９のインダクタンス値をＬ［Ｈ］とすると、ＬＣ共振周波数ｆＬＣは式（１）のように表される。
【００２７】
【数１】
【００２８】
即ち、ｆＬＣ＞ｆＳを満たすように小容量コンデンサ７と小容量リアクタ９の組み合わせを決定するものである。（ＩＥＣ規格では交流電源電流の高調波成分において第４０次高調波まで規定されているため）
以上により、小容量コンデンサ７および小容量リアクタ９の組み合わせを決定することで、交流電源電流の高調波成分を抑制して、ＩＥＣ規格をクリアすることが可能となる。
次に、本発明であるモータ駆動用インバータ制御装置のモータの急峻な運転周波数変更時におけるデバイスの保護方法について以下に説明する。
【００２９】
まず、モータの急峻な運転周波数変更時の動作を説明する。
【００３０】
通常、負荷モータ１１が正常に動作している場合、図２の矢印に示すように電流が流れる。ここで、負荷モータ１１の周波数を減速した場合、フリーラン停止より短い時間で減速しようとすると、負荷モータ１１は与えられた周波数に相応した同期速度以上で回るため発電機となり、モータおよび負荷の慣性エネルギーはインバータに回生される。この時、インバータ１０の直流母線間の電圧は、回生エネルギーにより、上昇する。回生エネルギーが大きい場合、インバータ１０の直流母線間に接続されたコンデンサ７が小容量であると、回生エネルギーにより上昇する直流電圧がインバータ母線における構成要素の耐圧を超過してしまい、破壊に至ることがある。
【００３１】
そこで、本発明である図１のモータ駆動用インバータ制御装置に示すように、インバータ１０の直流母線間の電圧が設定した値に達すると、電圧クランプ手段８が動作するように、小容量コンデンサ７に並列に接続する。この電圧クランプ手段は、パワーツェナーなどの電圧吸収形素子や、その他電圧上昇を抑制することができるものであれば構わない。直流電圧が設定した値に達すると、電圧クランプ手段８が機能し、図３に示した矢印のように、回生エネルギーであるモータ電流および充電された小容量コンデンサ７からの電流が流れることにより、直流電圧の電圧上昇が抑制される。電圧クランプ手段８で達成される抑制電圧は、インバータ母線における構成要素の耐圧以下となるようにスペックを選定する。
【００３２】
以上のように、急峻なモータ周波数変更時における負荷モータ１１の回生エネルギーによって上昇する直流電圧を、インバータ母線における構成要素の耐圧以下にすることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態であるモータ駆動用インバータ制御装置について、以下に説明する。
実施の形態１でも示しているように、負荷モータ１１を減速した場合、モータおよび負荷の慣性エネルギーはインバータに回生される。この時、インバータ１０の直流母線間の電圧は、回生エネルギーにより、Ｖ２まで上昇する。回生前のインバータ１０の直流母線間の電圧をＶ１、小容量コンデンサの容量をＣ［Ｆ］とすると、回生エネルギーにより小容量コンデンサ７に蓄えられるエネルギー（電力量）ＰＣは式（２）のように表される。
【００３４】
ＰＣ＝１／２・Ｃ・（Ｖ２ ２−Ｖ１ ２）・・・・・・・・・・・・・・（２）
ここで、Ｖ２がインバータ母線における構成要素の耐圧以下に設定した電圧クランプ手段８における作動電圧を超えると、前記作動電圧で制限されてしまい、負荷モータ１１の安定な駆動が望めない。そこで、通常動作時は、Ｖ２が電圧クランプ手段８の作動電圧を超えないように、負荷モータ１１の運転周波数の減速（変更）速度を決定する。また、インバータ駆動の異常時のみ電圧クランプ手段８を動作させる。
【００３５】
以上のように、通常運転時はインバータの直流母線間の電圧をクランプさせることなく、負荷モータ１１の安定した駆動を実現でき、インバータ駆動の異常時のみ直流電圧をクランプし、電圧上昇を抑え、インバータ母線における構成要素の耐圧以下にすることができる。
【００３６】
なお、実施の形態１および実施の形態２で説明した本発明は、インバータ回路を使用してモータを駆動するモータ駆動用インバータ制御装置に適用できる。例えば、インバータ回路を搭載した空気調和機、冷蔵庫、電気洗濯機、電気乾燥機、電気掃除機、送風機、ヒートポンプ給湯器等である。いずれの製品についても、モータ駆動用インバータ装置を小型化、軽量化することで、製品の設計の自由度が向上し、安価な製品を提供することができる。
【００３７】
【発明の効果】
上記から明らかなように、本発明であるモータ駆動用インバータ制御装置は、小容量のリアクタ、および極めて小容量のコンデンサを備えるもので、この構成によれば、小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御装置を実現できる。
【００３８】
また、本発明は、電圧クランプ手段を設けることで、急峻なモータの運転周波数変更時に、負荷モータ１１の回生エネルギーにより上昇するインバータ１０の直流母線間の電圧をインバータ母線における構成要素の耐圧以下にすることができる。
【００３９】
また、本発明であるモータ駆動用インバータ制御装置は、負荷モータ１１の運転周波数変更時におけるインバータ１０の直流母線間電圧が前記電圧クランプ手段８の作動電圧を超えない範囲で負荷モータ１１の運転周波数変更速度を変更し、インバータ駆動の異常時のみ電圧クランプ手段８を動作させるものである。
【００４０】
上記の構成によって、通常運転時はインバータ１０の直流母線間の電圧をクランプさせることなく、負荷モータ１１の安定した駆動を実現でき、インバータ駆動の異常時はインバータ１０の直流母線間の電圧上昇を、インバータ母線における構成要素の耐圧以下にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のモータ駆動用インバータ制御装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１の通常動作時のモータ駆動用インバータ制御装置の動作説明図
【図３】本発明の実施の形態１の回生時のモータ駆動用インバータ制御装置の動作説明図
【図４】従来の直流電源装置の構成図
【図５】従来の電動機制御機器の構成図
【符号の説明】
１ 交流電源
６ ブリッジ整流回路
７ 小容量コンデンサ
８ 電圧クランプ手段
９ 小容量リアクタ
１０ インバータ
１１ 負荷モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inverter control device for driving a motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various rectification methods using diodes are known. For example, a DC power supply device as shown in FIG. 4 has been proposed.
[0003]
In FIG. 4, the AC power supply voltage of the AC power supply 1 is applied to the AC input terminal of the full-wave rectifier circuit formed by bridge-connecting the diodes D1 to D4, and the output is charged to the intermediate capacitor C via the reactor Lin. The electric charge of the intermediate capacitor C is discharged to the smoothing capacitor CD, and a DC voltage is supplied to the load resistor RL. In this case, the transistor Q1 is connected to the positive and negative DC current path connecting the load side of the reactor Lin and the intermediate capacitor C, and the transistor Q1 is driven by the base drive circuit G1.
[0004]
The circuit further includes pulse generation circuits I1 and I2 for applying a pulse voltage to the base drive circuit G1, and a dummy resistor Rdm. The pulse generation circuits I1 and I2 are circuits for detecting a zero cross point of the AC power supply voltage, respectively. From the detection of the zero cross point, the pulse current circuit is configured to flow a pulse current through the dummy resistor Rdm until the instantaneous value of the AC power supply voltage becomes equal to the voltage across the intermediate capacitor C.
[0005]
Here, the pulse generation circuit I1 generates a pulse voltage in the first half of the half cycle of the AC power supply voltage, and the pulse generation I2 generates a pulse voltage in the second half of the half cycle of the AC power supply voltage.
[0006]
When the transistor Q1 is turned on and a current is forced to flow through the reactor Lin, a backflow prevention diode D5 is connected so that the charge of the intermediate capacitor C is not discharged through the transistor Q1, and further, the intermediate capacitor C A backflow prevention diode D6 and a reactor Ldc for enhancing the smoothing effect are connected in series to a path for discharging the electric charge of the current to the smoothing capacitor CD.
[0007]
With the above configuration, the transistor Q1 is turned on in part or all of the phase interval in which the instantaneous value of the AC power supply voltage does not exceed the voltage across the intermediate capacitor C. It is possible to reduce the components and increase the power factor (see, for example, Patent Document 1).
[0008]
Next, a method for suppressing an increase in DC voltage during motor regeneration has been known.
For example, an electric motor control device as shown in FIG. 5 has been proposed.
[0009]
In FIG. 5, the smoothing capacitor 35 connected in series with the first switching element 33 and the resistor 36 are connected in series to the output terminal of the forward conversion unit 32 that converts the AC power supply 31 into a DC voltage using a diode bridge or the like. A regenerative transistor 37 is connected to each other, a second switching element 34 that charges the smoothing capacitor 35 through the resistor 36 when the electric power of the motor control device is turned on, and a voltage detection circuit that detects a DC voltage across the smoothing capacitor 35. 38, and a switch control circuit 39 that individually controls ON / OFF of the first switching element 33, the second switching element 34, and the regenerative voltage transistor 37 by the voltage signal detected by the voltage detection circuit 38.
[0010]
When the power is turned on, the first switching element 33 is turned off and the second switching element 34 is turned on by the switch control circuit 39, and the smoothing capacitor 35 is charged through the resistor 36 and the second switching element 34 to inrush voltage. Suppress.
[0011]
Further, during normal operation, the switch control circuit 39 turns the first switching element 33 on and the second switching element 34 off, thereby preventing the resistor 36 from generating heat. Further, at the time of regeneration, the regeneration transistor 37 is turned on and the electric charge of the smoothing capacitor 35 is discharged through the resistor 36. That is, when the electric charge of the smoothing capacitor 35 is consumed by the resistor 36 and the DC voltage at both ends of the smoothing capacitor 35 falls below a specified value, the regenerative transistor 37 is turned off to suppress an increase in DC voltage.
[0012]
With the above configuration, the inrush current suppression resistor and the regenerative brake resistor can be shared by a single resistor 36, and the large resistor can be reduced, so that the motor control device can be reduced in size and weight and cost can be reduced (for example, Patent Documents). 2).
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-9-266684 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-136664 [0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, the configuration as shown in Patent Document 1 shown in the conventional example has a smoothing capacitor CD having a large capacity and a reactor Lin (in Patent Document 1, the simulation result at 1500 μF and 6.2 mH is described). And an intermediate capacitor C, a transistor Q1, a base drive circuit G1, pulse generation circuits I1 and I2, a dummy resistor Rdm, backflow prevention diodes D5 and D6, and a reactor Ldc that enhances the smoothing effect. As a result of the increase in size and the increase in the number of parts, cost increases are incurred.
[0015]
Next, in order to reduce the size, weight, and cost of the device, it is conceivable to reduce the capacity of the smoothing capacitor and the reactor, but if the smoothing capacitor in the previous period has a small capacity, The problem is that the voltage between the inverter DC buses rises due to regenerative energy. In order to solve this problem, a brake circuit as shown in Patent Document 2 shown in the conventional example is known.
[0016]
However, the configuration as described above has a large resistor and a regenerative transistor, and further includes a voltage detection circuit and a switch control circuit. This increases the size of the device and increases the cost. There was a problem that the control of the system becomes complicated.
[0017]
The inverter control device for motor driving of the present invention solves the conventional problems as described above, and is small, lightweight, low cost, and can be used for motor driving that can suppress the DC voltage below the breakdown voltage of the components on the inverter bus. An object is to provide an inverter control device.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an inverter control apparatus for driving a motor according to the present invention, as shown in FIG. 1, a rectifier circuit having an AC power supply 1 as an input, and converting DC power into AC power and feeding the load motor 11 The inverter 10 is provided. The rectifier circuit includes a diode bridge 6 and a small-capacity reactor 9 connected to the AC input side or DC output side of the diode bridge 6. The DC bus of the inverter 10 absorbs the regenerative energy of the load motor 11. And a voltage clamp means 8 in parallel with the small-capacitance capacitor 7.
[0019]
With the above configuration, a small-sized, light-weight and low-cost motor drive inverter control device can be realized by using a small-capacitance capacitor and a small-capacity reactor. When the operating frequency of the load motor 11 is sharply changed, the regenerative energy The voltage between the inverter DC buses rises, but by operating the voltage clamping means 8 with the set voltage, the voltage between the inverter DC buses can be made lower than the withstand voltage of the components in the inverter bus.
[0020]
In addition, the motor drive inverter control device according to the present invention changes the motor operating frequency change speed within a range in which the voltage between the DC buses of the inverter does not exceed the operating voltage of the voltage clamping means when the motor operating frequency is changed, The voltage clamping means is operated only when the inverter drive is abnormal.
[0021]
With the above configuration, stable driving of the load motor 11 can be realized without clamping the voltage between the inverter DC buses during normal operation. When the inverter drive is abnormal, the voltage rise between the inverter DC buses is It becomes possible to make it below the breakdown voltage of the component.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the thing of the same structure as a prior art example attaches | subjects and demonstrates the same number.
[0023]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a system configuration diagram of a motor drive inverter control apparatus according to a first embodiment of the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 includes an AC power source 1, a bridge rectifier circuit 6 formed by four diodes 2 to 5 for full-wave rectification of an AC from the AC power source, and a small rectifier inserted on the AC input side of the bridge rectifier circuit 6. A capacitor reactor 9, a very small capacitor 7 connected to the DC bus of the bridge rectifier circuit 6, a voltage clamp means 8 connected in parallel to the small capacitor 7, and an inverter for converting DC power to AC power The output of the inverter 10 is supplied to the load motor 11. The small capacity reactor 9 may be installed between the DC output terminal of the bridge rectifier circuit 6 and the small capacity capacitor 7.
[0024]
Next, a specific method for determining the specifications of the small capacity capacitor 7 and the small capacity reactor 9 will be described below.
[0025]
In the motor drive inverter control device of the present invention, the resonance frequency f LC (LC resonance frequency) of the small capacitor 7 and the small reactor 9 is used to clear the IEC standard by suppressing the harmonic component of the AC power supply current. The combination of the small-capacitance capacitor 7 and the small-capacity reactor 9 is determined so as to be larger than 40 times the AC power supply frequency f S.
[0026]
Here, when the capacity of the small-capacitance capacitor 7 is C [F] and the inductance value of the small-capacity reactor 9 is L [H], the LC resonance frequency f LC is expressed as shown in Expression (1).
[0027]
[Expression 1]
[0028]
That is, the combination of the small capacitor 7 and the small reactor 9 is determined so as to satisfy f LC > f S. (Because the IEC standard specifies the 40th harmonic in the harmonic component of the AC power supply current)
As described above, by determining the combination of the small-capacitance capacitor 7 and the small-capacity reactor 9, the harmonic component of the AC power supply current can be suppressed and the IEC standard can be cleared.
Next, a device protection method when the motor operating inverter control device according to the present invention is rapidly changed in operating frequency will be described below.
[0029]
First, the operation when the motor has a steep operating frequency change will be described.
[0030]
Usually, when the load motor 11 is operating normally, a current flows as shown by an arrow in FIG. Here, when the frequency of the load motor 11 is decelerated, if an attempt is made to decelerate in a time shorter than the free-run stop, the load motor 11 becomes a generator because it rotates at a synchronous speed or higher corresponding to the given frequency, and the motor and load Inertial energy is regenerated in the inverter. At this time, the voltage between the DC buses of the inverter 10 rises due to regenerative energy. When the regenerative energy is large, if the capacitor 7 connected between the DC buses of the inverter 10 has a small capacity, the DC voltage that rises due to the regenerative energy exceeds the breakdown voltage of the components in the inverter bus, resulting in destruction. There is.
[0031]
Therefore, as shown in the motor drive inverter control apparatus of FIG. 1 according to the present invention, when the voltage between the DC buses of the inverter 10 reaches a set value, the small capacitor 7 is operated so that the voltage clamping means 8 operates. Connect in parallel. The voltage clamping means may be any voltage absorbing element such as a power Zener or any other means that can suppress a voltage rise. When the DC voltage reaches the set value, the voltage clamping means 8 functions, and as indicated by the arrows shown in FIG. 3, the motor current as regenerative energy and the current from the charged small-capacitance capacitor 7 flow, The voltage rise of the DC voltage is suppressed. The spec is selected so that the suppression voltage achieved by the voltage clamping means 8 is equal to or lower than the withstand voltage of the components in the inverter bus.
[0032]
As described above, the DC voltage that is increased by the regenerative energy of the load motor 11 when the motor frequency is sharply changed can be made equal to or lower than the withstand voltage of the components in the inverter bus.
[0033]
(Embodiment 2)
A motor drive inverter control apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below.
As shown in the first embodiment, when the load motor 11 is decelerated, the inertia energy of the motor and the load is regenerated to the inverter. At this time, the voltage between the DC buses of the inverter 10 rises to V 2 due to regenerative energy. V 1 the voltage between DC buses of the regenerative pre-inverter 10, and the capacitance of the small capacitor and C [F], the energy stored in the small capacitor 7 by the regenerative energy (electric energy) P C is the formula (2) It is expressed as
[0034]
P C = 1/2 · C · (V 2 2 −V 1 2 ) (2)
Here, V 2 exceeds the operating voltage of the voltage clamping means 8 is set lower than the breakdown voltage of the components in the inverter bus, will be limited by the operating voltage, it can not be expected a stable driving of the load motor 11. Therefore, during normal operation, V 2 is so as not to exceed the operating voltage of the voltage clamping means 8, for determining the deceleration (change) the rate of the operating frequency of the load motor 11. Further, the voltage clamping means 8 is operated only when the inverter drive is abnormal.
[0035]
As described above, stable driving of the load motor 11 can be realized without clamping the voltage between the DC buses of the inverter during normal operation, and the DC voltage is clamped only when the inverter drive is abnormal, and the voltage rise is suppressed. The breakdown voltage of the constituent elements in the inverter bus can be reduced.
[0036]
The present invention described in the first embodiment and the second embodiment can be applied to a motor driving inverter control device that drives a motor using an inverter circuit. For example, an air conditioner equipped with an inverter circuit, a refrigerator, an electric washing machine, an electric dryer, an electric vacuum cleaner, a blower, a heat pump water heater and the like. For any product, by reducing the size and weight of the motor drive inverter device, the degree of freedom in product design is improved, and an inexpensive product can be provided.
[0037]
【The invention's effect】
As is apparent from the above, the motor drive inverter control apparatus according to the present invention includes a small-capacity reactor and an extremely small-capacitance capacitor. According to this configuration, the motor drive is small, lightweight, and low-cost. An inverter control device can be realized.
[0038]
Further, according to the present invention, by providing the voltage clamping means, the voltage between the DC buses of the inverter 10 that rises due to the regenerative energy of the load motor 11 when the operating frequency of the motor is sharply changed is equal to or lower than the withstand voltage of the components in the inverter bus can do.
[0039]
In addition, the motor drive inverter control apparatus according to the present invention provides the operation frequency of the load motor 11 within a range in which the DC bus voltage of the inverter 10 does not exceed the operating voltage of the voltage clamping means 8 when the operation frequency of the load motor 11 is changed. The change speed is changed and the voltage clamping means 8 is operated only when the inverter drive is abnormal.
[0040]
With the above configuration, it is possible to realize stable driving of the load motor 11 without clamping the voltage between the DC buses of the inverter 10 during normal operation, and to increase the voltage between the DC buses of the inverter 10 when the inverter drive is abnormal. It becomes possible to make the breakdown voltage of the component in the inverter bus or less.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a motor drive inverter control apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the motor drive inverter control apparatus during normal operation according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the inverter control device for driving a motor during regeneration according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of a conventional DC power supply. FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of a conventional motor control device. ]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 6 Bridge rectifier circuit 7 Small capacity capacitor 8 Voltage clamp means 9 Small capacity reactor 10 Inverter 11 Load motor
