JP2005224038A - Inverter controller and air conditioner equipped therewith - Google Patents

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JP2005224038A JP2004030332A JP2004030332A JP2005224038A JP 2005224038 A JP2005224038 A JP 2005224038A JP 2004030332 A JP2004030332 A JP 2004030332A JP 2004030332 A JP2004030332 A JP 2004030332A JP 2005224038 A JP2005224038 A JP 2005224038A
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Hiroshi Okui
博司 奥井
Eiji Goto
英二 後藤
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct an error in the offset voltage of a current sensor due to temperature drift or the like and prevent degradation in control performance. <P>SOLUTION: An inverter controller comprises: an inverter 2 comprised of a plurality of switching elements; current detecting means 4a and 4b that detect the value of a current passed through a load motor 3; a zero cross detecting means 12 that detects the zero cross point of a current; a drive stopping means 13 that keeps off the switching elements of the inverter 2 for a predetermined time so that the current value is zeroed; an offset voltage detecting means 14 that stores the voltage values outputted from the current detecting means 4a and 4b during a period during which the current value is zero and updates the stored voltage values; and an actual current computing means that computes the value of a current passed through the load motor 3 from the voltage values outputted from the current detecting means 4a and 4b and the voltage values stored by the offset voltage detecting means 14. The switching elements of the inverter 2 are kept off at the zero cross point of a current detected by the zero cross detecting means 12. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はモ−タの運転を制御するインバ−タ制御装置であって、特に電流検出器を用いたインバ−タ制御装置およびこのインバ−タ制御装置を用いた空気調和機に関するものである。   The present invention relates to an inverter control device for controlling the operation of a motor, and more particularly to an inverter control device using a current detector and an air conditioner using the inverter control device.

図8に従来のインバ−タ制御装置の一例を示す。図8において、制御部110は外部速度指令信号に基づいてモ−タ103を所定の速度に制御するために、電流センサ104a、104bより検出するモ−タ103の巻線電流の値をパラメ−タとしてインバ−タ102を駆動する信号を作成して出力し、インバ−タ102の各スイッチング素子を駆動する。   FIG. 8 shows an example of a conventional inverter control device. In FIG. 8, the control unit 110 controls the motor 103 winding current value detected by the current sensors 104a and 104b as a parameter in order to control the motor 103 to a predetermined speed based on the external speed command signal. A signal for driving the inverter 102 is generated and output as an inverter, and each switching element of the inverter 102 is driven.

また、電流センサ104a、104bは一般的には検出した電流値を電圧値に変換して出力する。ここで、電流量がゼロの時のセンサ出力電圧をオフセット電圧と言い、検出したセンサ出力電圧からこのオフセット電圧を引いた値が検出電流値となる。   The current sensors 104a and 104b generally convert the detected current value into a voltage value and output it. Here, the sensor output voltage when the amount of current is zero is referred to as an offset voltage, and a value obtained by subtracting the offset voltage from the detected sensor output voltage is a detected current value.

ところで、この電流センサ104a、104bのオフセット電圧は製品の初期ばらつきや周囲温度の変化等による温度ドリフトのため誤差が生じる。これは検出する電流値に誤差を与え、モ−タ103の電流波形の歪み、効率の低下あるいは脱調を引き起こし、制御性能を低下させることになる。   By the way, an error occurs in the offset voltage of the current sensors 104a and 104b due to temperature drift due to initial variations of products, changes in ambient temperature, and the like. This gives an error to the current value to be detected, causes distortion of the current waveform of the motor 103, lowers the efficiency or steps out, and lowers the control performance.

この電流センサのオフセット電圧の誤差を補正する方法として特許文献1に示すような方法がある。これはモ−タ103がオフする毎に電流センサ104a、104bのオフセット電圧を検出して、この更新されたオフセット電圧により逐次補正を行うものである。これにより、製品の初期ばらつきによるオフセット電圧の誤差を補正することができる。また、モ−タ103の運転がオフした後に運転中での温度ドリフト等によるオフセット電圧の誤差も補正することができる。   As a method for correcting the error of the offset voltage of the current sensor, there is a method as shown in Patent Document 1. This is to detect the offset voltage of the current sensors 104a and 104b every time the motor 103 is turned off, and to sequentially correct the offset voltage with the updated offset voltage. Thereby, it is possible to correct an error of the offset voltage due to the initial variation of the product. Further, it is possible to correct an error in the offset voltage due to a temperature drift during operation after the operation of the motor 103 is turned off.

さらに電流センサ104a、104bのオフセット電圧の誤差を補正する方法として特許文献2に示すような方法がある。これは電流センサ104a、104bの出力電圧の1周期分を積分することによりオフセット電圧を算出して、この算出値を用いてオフセット電圧の誤差を補正するものである。   Furthermore, as a method for correcting an error in the offset voltage of the current sensors 104a and 104b, there is a method as shown in Patent Document 2. In this method, the offset voltage is calculated by integrating one period of the output voltage of the current sensors 104a and 104b, and the error of the offset voltage is corrected using the calculated value.

また電流センサ104a、104bの出力電圧の1周期分における検出電流値が正である第1の時間と負である第2の時間を計測し、この第1の時間と第2の時間の比に基づいてオフセット電圧を算出する。そしてこの算出値を用いてオフセット電圧の誤差を補正するものである。   Further, the first time when the detected current value of the output voltage of the current sensors 104a and 104b in one cycle is positive and the second time when it is negative are measured, and the ratio between the first time and the second time is measured. Based on this, an offset voltage is calculated. The calculated value is used to correct the offset voltage error.

これにより、製品の初期ばらつきによるオフセット電圧の誤差を補正することができるとともに、モ−タ103を運転状態にさせたまま、温度ドリフト等により生じるオフセット電圧の誤差を補正することができる。
特開平7―271445号公報 特開平5―252785号公報
As a result, it is possible to correct the offset voltage error due to the initial variation of the product, and it is possible to correct the offset voltage error caused by the temperature drift or the like while the motor 103 is in the operating state.
JP 7-271445 A JP-A-5-252785

例えば空気調和機において圧縮機モ−タを駆動するインバ−タ制御装置は室外機内に設
けられ、この室外機は屋外に設置される。従って、インバ−タ制御装置における電流センサの温度環境は外気温の変化やモ−タの運転状態により大きく変動する。
For example, an inverter control device for driving a compressor motor in an air conditioner is provided in an outdoor unit, and this outdoor unit is installed outdoors. Therefore, the temperature environment of the current sensor in the inverter control device varies greatly depending on the change in the outside air temperature and the operating state of the motor.

しかしながら、前記特許文献1に示す従来のインバ−タ制御装置の構成では、モ−タ103のオフ中あるいは運転オフ後の電流センサ104a、104bのオフセット電圧を検出してその誤差を補正することができるものの、圧縮機モ−タ運転中に外気温の変化や温度ドリフト等により変動するオフセット電圧を補正することができない。   However, in the configuration of the conventional inverter control device shown in Patent Document 1, it is possible to detect the offset voltage of the current sensors 104a and 104b while the motor 103 is off or after the operation is off, and correct the error. Although it is possible, the offset voltage that fluctuates due to a change in the outside air temperature or a temperature drift during the compressor motor operation cannot be corrected.

これにより検出する電流値に誤差が発生して、インバ−タ制御装置の制御性能が低下するという課題を有していた。   As a result, an error occurs in the detected current value, and the control performance of the inverter control device is deteriorated.

また近年、空気調和機の更なる省エネルギ−化を達成するため、メカ損失の小さい1ピストンロ−タリ圧縮機が用いられる場合がある。この場合、特に低速領域において圧縮機の音・振動が大きくなるという特性を持つ。この抑制方法としてメカ1回転中のトルクを一定に保つトルク制御が用いられることがあるが、この時圧縮機モ−タの電流波形は図10に示すように歪んだ電流波形となる。   In recent years, in order to achieve further energy saving of the air conditioner, a one-piston rotary compressor with a small mechanical loss may be used. In this case, there is a characteristic that the sound and vibration of the compressor increase particularly in a low speed region. As a suppression method, torque control for keeping the torque during one rotation of the mechanism constant may be used. At this time, the current waveform of the compressor motor becomes a distorted current waveform as shown in FIG.

しかしながら、前記特許文献2に示すインバ−タ制御装置の構成では、モ−タの巻線電流波形が滑らかな正弦波状である場合に圧縮機モ−タ運転中に外気温の変化や温度ドリフト等により変動するオフセット電圧を算出してその誤差を補正することができるものの、インバ−タのスイッチング周波数成分が重畳された電流波形や、図9に示すような1ピストンロ−タリ圧縮機のトルク制御時の歪んだ電流波形では正確なオフセット電圧を算出することができずに圧縮機モ−タ運転中の外気温の変化や温度ドリフト等により変動するオフセット電圧を補正することができない。この場合も同様に検出する電流値に誤差が発生して、インバ−タ制御装置の制御性能が低下するという課題を有していた。   However, in the configuration of the inverter control device shown in Patent Document 2, when the motor winding current waveform is a smooth sine wave, the change in the outside air temperature, the temperature drift, etc. during the compressor motor operation The offset voltage that fluctuates according to the above can be calculated and the error can be corrected. With this distorted current waveform, an accurate offset voltage cannot be calculated, and an offset voltage that fluctuates due to a change in the outside air temperature or a temperature drift during operation of the compressor motor cannot be corrected. In this case as well, there is a problem that an error occurs in the detected current value and the control performance of the inverter control device is deteriorated.

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、インバ−タのスイッチング周波数が重畳された電流波形であっても、また歪んだ電流波形であってもモ−タの運転中の外気温変化や温度ドリフト等によるオフセット電圧の変動を検出してその誤差を補正することができ、制御性能を低下させることのないインバ−タ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention solves such a conventional problem. Even if the current waveform is superimposed with the switching frequency of the inverter or the current waveform is distorted, the motor is not operated during operation. It is an object of the present invention to provide an inverter control device that can detect a change in an offset voltage due to a temperature change, a temperature drift, or the like, correct the error, and does not degrade the control performance.

上記課題を解決するため、本発明のインバータ制御装置は、複数のスイッチング素子から構成され直流を交流に変換して負荷モータに供給するインバ−タと、負荷モータに流れる電流値を検出し電圧値に変換して出力する電流検出手段と、負荷モータに流れる複数相の電流のゼロクロス点をそれぞれ検出するゼロクロス検出手段と、負荷モータに流れる電流値がゼロになるようにインバ−タのスイッチング素子のうち少なくとも1つを所定時間オフさせる駆動停止手段と、駆動停止手段がインバ−タのスイッチング素子をオフさせることにより負荷モータに流れる電流値がゼロになる期間中に電流検出手段が出力する電圧値を記憶更新するオフセット電圧検出手段と、電流検出手段が出力する電圧値とオフセット電圧検出手段が記憶する電圧値から負荷モータに流れる電流値を演算する実電流演算手段とを備え、ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点においてインバ−タのスイッチング素子を所定時間オフさせるものである。   In order to solve the above problems, an inverter control device according to the present invention includes an inverter configured of a plurality of switching elements, which converts direct current into alternating current and supplies the load motor, and detects a current value flowing through the load motor to detect a voltage value. Current detecting means for converting to and outputting the current, zero cross detecting means for detecting the zero cross points of a plurality of phases of current flowing through the load motor, and the switching element of the inverter so that the current value flowing through the load motor becomes zero. A drive stop means for turning off at least one of them for a predetermined time, and a voltage value output by the current detection means during a period in which the current value flowing through the load motor becomes zero when the drive stop means turns off the switching element of the inverter. Offset voltage detection means for storing and updating, voltage value output by the current detection means and voltage stored by the offset voltage detection means And a actual current calculating means for calculating a value of the current flowing through the load motor from inverter in zero-crossing points of the current detected by the zero cross detection means - is intended for a predetermined time off the switching elements of the motor.

本発明のインバータ制御装置は、ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点において、インバータのスイッチング素子を所定時間オフさせることにより、負荷の電流波形にインバ−タのスイッチング周波数成分が重畳したり電流波形歪の大きい場合であっても、運転中における温度ドリフト等による電流検出手段のオフセット電圧の変動誤差を確
実に補正することにより、制御性能を低下させずに信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。
In the inverter control device of the present invention, the switching element of the inverter is superimposed on the current waveform of the load or the current waveform is turned off by turning off the switching element of the inverter for a predetermined time at the zero cross point of the current detected by the zero cross detecting means. Even if the distortion is large, a reliable inverter control device can be obtained without degrading the control performance by reliably correcting the fluctuation error of the offset voltage of the current detection means due to temperature drift during operation. Can be realized.

第1の発明は、複数のスイッチング素子から構成され直流を交流に変換して負荷モータに供給するインバ−タと、負荷モータに流れる電流値を検出し電圧値に変換して出力する電流検出手段と、負荷モータに流れる複数相の電流のゼロクロス点をそれぞれ検出するゼロクロス検出手段と、負荷モータに流れる電流値がゼロになるようにインバ−タのスイッチング素子のうち少なくとも1つを所定時間オフさせる駆動停止手段と、駆動停止手段がインバ−タのスイッチング素子をオフさせることにより負荷モータに流れる電流値がゼロになる期間中に電流検出手段が出力する電圧値を記憶更新するオフセット電圧検出手段と、電流検出手段が出力する電圧値とオフセット電圧検出手段が記憶する電圧値から負荷モータに流れる電流値を演算する実電流演算手段とを備え、ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点においてインバ−タのスイッチング素子を所定時間オフさせることにより、負荷の電流波形にインバ−タのスイッチング周波数成分が重畳されたり電流波形歪の大きい場合であっても、運転中における温度ドリフト等による電流検出手段のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができるので、制御性能を低下させずに信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。   The first invention includes an inverter configured of a plurality of switching elements, which converts direct current into alternating current and supplies the load motor, and current detection means that detects a current value flowing through the load motor, converts the current value into a voltage value, and outputs the voltage value And at least one of the inverter switching elements is turned off for a predetermined time so that the current value flowing through the load motor becomes zero. A drive stop means; and an offset voltage detection means for storing and updating a voltage value output by the current detection means during a period in which the current value flowing through the load motor becomes zero when the drive stop means turns off the switching element of the inverter. The current value flowing through the load motor is calculated from the voltage value output by the current detection means and the voltage value stored by the offset voltage detection means. Current calculation means, and by switching off the inverter switching element for a predetermined time at the zero cross point of the current detected by the zero cross detection means, the switching frequency component of the inverter is superimposed on the current waveform of the load or the current waveform Even if the distortion is large, the fluctuation error of the offset voltage of the current detection means due to temperature drift during operation can be reliably corrected, so that reliable inverter control without reducing the control performance An apparatus can be realized.

さらにマイコン等を用いることにより全ての制御をソフトウェアで行うことができるので、新たな回路等の追加を必要とせずに装置の大型化さらにはコストアップの防止を実現することができる。   Furthermore, since all control can be performed by software by using a microcomputer or the like, it is possible to realize an increase in the size of the apparatus and prevention of cost increase without requiring addition of a new circuit or the like.

第2の発明は、駆動停止手段がインバータのスイッチング素子のうち少なくとも1つを所定時間オフさせてからの経過時間を計測する停止間隔計測手段をさらに備え、駆動停止手段は停止間隔計測手段の計測値が所定値以上になった場合、ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点においてインバ−タのスイッチング素子を所定時間オフさせることにより、負荷の電流波形にインバ−タのスイッチング周波数成分が重畳したり電流波形歪の大きい場合であっても、運転中における温度ドリフト等による電流検出手段のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができるので、制御性能を低下させずに信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。   The second invention further includes stop interval measuring means for measuring an elapsed time after the drive stop means turns off at least one of the switching elements of the inverter for a predetermined time, and the drive stop means is measured by the stop interval measuring means. When the value exceeds a predetermined value, the switching element of the inverter is superimposed on the load current waveform by turning off the switching element of the inverter for a predetermined time at the zero cross point of the current detected by the zero cross detecting means. Even if the current waveform distortion is large, it is possible to reliably correct the fluctuation error of the offset voltage of the current detection means due to temperature drift during operation, so a highly reliable inverter without degrading the control performance. -A data control device can be realized.

しかも負荷の電流波形のゼロクロス点にて所定の時間間隔でオフセット電圧検出を行うので、電流波形の歪みを最小限に抑えることができる。   In addition, since the offset voltage is detected at predetermined time intervals at the zero crossing point of the current waveform of the load, distortion of the current waveform can be minimized.

さらにマイコン等を用いることにより全ての制御をソフトウェアで行うことができるので、新たな回路等の追加を必要とせずに装置の大型化さらにはコストアップの防止を実現することができる。   Furthermore, since all control can be performed by software by using a microcomputer or the like, it is possible to realize an increase in the size of the apparatus and prevention of cost increase without requiring addition of a new circuit or the like.

第3の発明は、駆動停止手段は負荷モータの目標速度が所定値以下であるときは、ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点においてインバ−タのスイッチング素子を所定時間オフさせることにより、負荷の電流波形にインバ−タのスイッチング周波数成分が重畳したり電流波形歪の大きい場合であっても、運転中における温度ドリフト等による電流検出手段のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができるので、制御性能を低下させずに信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。   According to a third aspect of the present invention, when the target speed of the load motor is below a predetermined value, the drive stop means turns off the inverter switching element for a predetermined time at the zero cross point of the current detected by the zero cross detection means. Even when the switching frequency component of the inverter is superimposed on the current waveform or the current waveform distortion is large, the fluctuation error of the offset voltage of the current detection means due to temperature drift during operation can be reliably corrected. Therefore, a highly reliable inverter control device can be realized without degrading the control performance.

しかも負荷モータの目標速度が所定値以下の場合のみ電流波形のゼロクロス点にてオフセット電圧検出を行うので、電流波形の歪みを最小限に抑えることができるとともに高速域での電流波形歪みの影響をなくすことができる。   In addition, offset voltage detection is performed at the zero crossing point of the current waveform only when the target speed of the load motor is below the specified value, so that distortion of the current waveform can be minimized and the effect of current waveform distortion at high speeds can be suppressed. Can be eliminated.

さらにマイコン等を用いることにより全ての制御をソフトウェアで行うことができるので、新たな回路等の追加を必要とせずに装置の大型化さらにはコストアップの防止を実現することができる。   Furthermore, since all control can be performed by software by using a microcomputer or the like, it is possible to realize an increase in the size of the apparatus and prevention of cost increase without requiring addition of a new circuit or the like.

第4の発明は、負荷モータの実速度を検出する実速度検出手段をさらに備え、駆動停止手段は負荷モータの実速度が所定値以下であるときは、ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点においてインバータのスイッチング素子を所定時間オフさせることにより、負荷の電流波形にインバ−タのスイッチング周波数成分が重畳したり電流波形歪の大きい場合であっても、運転中における温度ドリフト等による電流検出手段のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができるので、制御性能を低下させずに信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。   The fourth invention further comprises an actual speed detecting means for detecting the actual speed of the load motor, and the driving stop means has a zero cross point of the current detected by the zero cross detecting means when the actual speed of the load motor is not more than a predetermined value. In this case, by switching off the switching element of the inverter for a predetermined time, even when the switching frequency component of the inverter is superimposed on the current waveform of the load or the current waveform distortion is large, current detection means due to temperature drift during operation, etc. Therefore, a highly reliable inverter control device can be realized without degrading the control performance.

しかも負荷モータの実回転速度が所定値以下の場合のみ電流波形のゼロクロス点にてオフセット電圧検出を行うので、電流波形の歪みを最小限に抑えることができるとともに過渡応答時であっても高速域での電流波形歪みの影響をなくすことができる。   In addition, offset voltage detection is performed at the zero crossing point of the current waveform only when the actual rotation speed of the load motor is below the specified value, so that distortion of the current waveform can be minimized and high-speed range can be achieved even during transient response. The influence of the current waveform distortion at can be eliminated.

さらにマイコン等を用いることにより全ての制御をソフトウェアで行うことができるので、新たな回路等の追加を必要とせずに装置の大型化さらにはコストアップの防止を実現することができる。   Furthermore, since all control can be performed by software by using a microcomputer or the like, it is possible to realize an increase in the size of the apparatus and prevention of cost increase without requiring addition of a new circuit or the like.

第5の発明は、電流検出手段の周囲温度を検出する周囲温度検出手段をさらに備え、周囲温度の変化幅が所定値以下である場合には、駆動停止手段によるインバータのスイッチング素子のオフを行わないことにより、負荷の電流波形にインバ−タのスイッチング周波数成分が重畳したり電流波形歪の大きい場合であっても、運転中における温度ドリフト等による電流検出手段のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができるので、制御性能を低下させずに信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。   The fifth invention further comprises an ambient temperature detection means for detecting the ambient temperature of the current detection means, and when the change width of the ambient temperature is equal to or less than a predetermined value, the drive switching means turns off the switching element of the inverter. As a result, even if the inverter switching frequency component is superimposed on the current waveform of the load or the current waveform distortion is large, the fluctuation error of the offset voltage of the current detection means due to temperature drift during operation is ensured. Since it can correct | amend, a highly reliable inverter control apparatus is realizable, without reducing control performance.

しかも電流検出手段の周囲温度変化が大きい場合のみ電流波形のゼロクロス点にてオフセット電圧検出を行うので、電流波形の歪みを最小限の時だけに限定させることができる。   In addition, since the offset voltage is detected at the zero cross point of the current waveform only when the ambient temperature change of the current detection means is large, the distortion of the current waveform can be limited to a minimum.

さらにマイコン等を用いることにより全ての制御をソフトウェアで行うことができるので、新たな回路等の追加を必要とせずに装置の大型化さらにはコストアップの防止を実現することができる。   Furthermore, since all control can be performed by software by using a microcomputer or the like, it is possible to realize an increase in the size of the apparatus and prevention of cost increase without requiring addition of a new circuit or the like.

第6の発明は、第1から第5のいずれか1つの発明のインバータ制御装置を空気調和機に備えたもので、装置の大型化やコストアップを伴わずに、性能の低下がなく信頼性の高い空気調和機を実現することができる。   The sixth aspect of the present invention is an air conditioner equipped with the inverter control device according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, and is reliable without degradation in performance without increasing the size and cost of the device. High air conditioner can be realized.

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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるインバ−タ制御装置の制御ブロック図である。また図2は図1のブロック図におけるインバータの詳細構成を示した図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a control block diagram of an inverter control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the inverter in the block diagram of FIG.

図1において、1は直流電源、2は複数のスイッチング素子から構成され直流電源1から可変電圧・可変周波数の交流電圧を出力するインバ−タ、3はインバ−タ2により速度制御されるモ−タであり、例えばブラシレスDCモ−タ、誘導電動機あるいはリラクタンスモ−タ等が用いられる。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a DC power source, 2 denotes an inverter which is composed of a plurality of switching elements and outputs a variable voltage / variable frequency AC voltage from the DC power source 1, and 3 is a motor whose speed is controlled by the inverter 2. For example, a brushless DC motor, an induction motor, a reluctance motor, or the like is used.

さらに、4a、4bはモ−タ3の各相巻線に流れる電流値を検出する電流検出手段である電流センサであり、ここではV相およびW相に設けられそれぞれに流れる電流値Iv、Iwを検出する。尚、U相の電流値Iuは(式1)より算出する。   Further, 4a and 4b are current sensors which are current detection means for detecting the current value flowing in each phase winding of the motor 3. Here, the current values Iv and Iw provided in the V phase and the W phase respectively flow. Is detected. The U-phase current value Iu is calculated from (Equation 1).

Iu=−Iv−Iw (1)
また、12はモ−タ3の各相に流れる電流波形のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部であり、本実施の形態では後述する実電流演算部15により算出される電流値より検出する。
Iu = -Iv-Iw (1)
Reference numeral 12 denotes a zero-cross detection unit that detects a zero-cross point of a current waveform flowing in each phase of the motor 3. In this embodiment, the zero-cross detection unit 12 detects a current value calculated by an actual current calculation unit 15 described later.

さらに、13はゼロクロス検出部12より検出された電流波形のゼロクロス点においてモ−タ3の各相に流れる電流値がゼロになるようにインバ−タ2の駆動信号を所定時間オフさせる駆動停止部である。14は駆動停止部13がインバ−タ2の駆動信号をオフすることにより電流値がゼロになる期間中に電流センサ4a、4bの出力電圧をオフセット電圧として記憶更新するオフセット電圧検出部、15はモ−タ3の運転中の電流センサ4a、4bの出力電圧とオフセット電圧検出部14が記憶するオフセット電圧より実電流値を演算する実電流演算部である。   Further, 13 is a drive stop unit for turning off the drive signal of the inverter 2 for a predetermined time so that the current value flowing through each phase of the motor 3 becomes zero at the zero cross point of the current waveform detected by the zero cross detection unit 12. It is. 14 is an offset voltage detection unit for storing and updating the output voltage of the current sensors 4a and 4b as an offset voltage during the period when the drive stop unit 13 turns off the drive signal of the inverter 2 and the current value becomes zero. This is an actual current calculation unit that calculates an actual current value from the output voltages of the current sensors 4 a and 4 b during operation of the motor 3 and the offset voltage stored in the offset voltage detection unit 14.

そして、10は制御部であり指令電流演算部16、電流誤差演算部17および駆動信号作成部18より構成される。   Reference numeral 10 denotes a control unit which includes a command current calculation unit 16, a current error calculation unit 17, and a drive signal creation unit 18.

外部からの速度指令に基づき、指令電流演算部16はモ−タ3を所定の速度に制御するための指令電流値を算出する。この指令電流演算部15より算出される指令電流値と実電流演算部15より算出される実電流値との誤差を電流誤差演算部17にて求め、この誤差値から駆動信号作成部18にてインバ−タ2へ出力する駆動信号を作成して出力し、インバ−タ2でスイッチングを行いモ−タ3の速度制御を行う。   Based on an external speed command, the command current calculation unit 16 calculates a command current value for controlling the motor 3 to a predetermined speed. An error between the command current value calculated by the command current calculation unit 15 and the actual current value calculated by the actual current calculation unit 15 is obtained by the current error calculation unit 17, and the drive signal creation unit 18 uses this error value. A drive signal to be output to the inverter 2 is created and output, and the inverter 2 performs switching to control the speed of the motor 3.

ここで電流センサ4a、4bは検出した電流値を対応する電圧値に変換して出力するものである。特に電流がゼロの場合の出力電圧値をオフセット電圧といい、検出電圧からこのオフセット電圧を引いた値が電流値となる。   Here, the current sensors 4a and 4b convert the detected current value into a corresponding voltage value and output it. In particular, an output voltage value when the current is zero is referred to as an offset voltage, and a value obtained by subtracting the offset voltage from the detection voltage is a current value.

この電流センサ4a、4bのオフセット電圧は通常、製品の初期ばらつきやモ−タ3の運転中の温度ドリフト等により変動する特性を有する。この結果、電流センサ4a、4bにより検出する電流値に誤差が生じ、この値を用いて制御を行うと制御性能の低下を引き起こすことになる。   The offset voltages of the current sensors 4a and 4b usually have characteristics that vary due to initial variations of products, temperature drifts during operation of the motor 3, and the like. As a result, an error occurs in the current value detected by the current sensors 4a and 4b, and control using this value causes a decrease in control performance.

以下、図1、図2および図3を用いて本発明のインバ−タ制御装置における電流センサ4aのオフセット電圧誤差の補正方法について詳細に説明する。   Hereinafter, a method of correcting the offset voltage error of the current sensor 4a in the inverter control apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

電流センサ4aはモ−タ3のV相に設けられており、V相に流れる電流値Ivを検出する。モ−タ3の運転状態においてゼロクロス検出部12は実電流演算部15よりV相電流波形のゼロクロス点を検出する。駆動停止部13は駆動信号作成部18を介して、図2に示すモ−タ3のV相巻線に接続されたインバ−タ2のスイッチング素子5b、5eを所定の時間オフさせる。   The current sensor 4a is provided in the V phase of the motor 3, and detects a current value Iv flowing in the V phase. In the operation state of the motor 3, the zero cross detection unit 12 detects the zero cross point of the V-phase current waveform from the actual current calculation unit 15. The drive stop unit 13 turns off the switching elements 5b and 5e of the inverter 2 connected to the V-phase winding of the motor 3 shown in FIG.

これにより図3に示すようにV相に流れる電流値は増加せずにゼロの状態を保持する。オフセット電圧検出部14はこの期間中における電流センサ4aの出力電圧値をオフセット電圧として検出して更新し記憶する。   As a result, as shown in FIG. 3, the value of the current flowing in the V phase does not increase and maintains a zero state. The offset voltage detector 14 detects, updates, and stores the output voltage value of the current sensor 4a during this period as an offset voltage.

さらに実電流演算部15は、以降この更新したオフセット電圧値と電流センサ4aより
得られる電圧値を用いて実電流値を演算する。
Further, the actual current calculation unit 15 calculates the actual current value using the updated offset voltage value and the voltage value obtained from the current sensor 4a.

この演算に用いるオフセット電圧は常にモ−タ3の運転中の温度ドリフト等による変動を含んだ値である。従って実電流演算部15により得られる実電流値はオフセット電圧の変動誤差の影響を受けずに真値を得ることができる。   The offset voltage used for this calculation is always a value including fluctuation due to temperature drift during operation of the motor 3. Therefore, the actual current value obtained by the actual current calculation unit 15 can be obtained as a true value without being affected by the fluctuation error of the offset voltage.

以降、この実電流値と指令電流演算部16が算出する指令電流とを用いてインバ−タ2の駆動信号を作成してモ−タ3の制御を行う方法は前述した通りである。   Thereafter, the method of creating a drive signal for the inverter 2 using this actual current value and the command current calculated by the command current calculation unit 16 to control the motor 3 is as described above.

以上の制御を行うことにより運転中において変動するオフセット電圧の誤差を確実に補正することができるので、制御性能を低下させることなく信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。   By performing the above control, it is possible to reliably correct the error of the offset voltage that fluctuates during operation, so that a highly reliable inverter control device can be realized without degrading the control performance.

さらに本インバ−タ制御装置では、モ−タ3に流れる電流をゼロクロス点で強制的にゼロにするために、電流波形に重畳されるインバ−タ2のスイッチング周波数成分や電流波形歪の影響を受けない。   Further, in this inverter control device, in order to forcibly reduce the current flowing through the motor 3 to zero at the zero cross point, the influence of the switching frequency component of the inverter 2 superimposed on the current waveform and the current waveform distortion. I do not receive it.

尚、電流センサ4bのオフセット電圧の補正方法についても同様に行うことができる。   The offset voltage correction method for the current sensor 4b can be similarly performed.

従って本発明のインバ−タ制御装置によれば、モ−タ3の電流波形にインバ−タ2のスイッチング周波数成分が重畳したり電流波形歪の大きい場合であっても、運転中における温度ドリフト等による電流センサ4a、4bのオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができるので、制御性能を低下させずに信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。   Therefore, according to the inverter control apparatus of the present invention, even if the switching frequency component of the inverter 2 is superimposed on the current waveform of the motor 3 or the current waveform distortion is large, the temperature drift during operation, etc. Therefore, it is possible to reliably correct the fluctuation error of the offset voltage of the current sensors 4a and 4b, thereby realizing a highly reliable inverter control device without degrading the control performance.

さらに本発明の制御装置は制御部10にマイコン等を用いることにより全てソフトウェアで行うことができるので、新たな回路等の追加を必要とせずに装置の大型化さらにはコストアップの防止を実現することができる。   Furthermore, since the control device of the present invention can be performed entirely by software by using a microcomputer or the like for the control unit 10, it is possible to prevent the increase in size and cost of the device without the need for adding a new circuit or the like. be able to.

(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2におけるインバ−タ制御装置の制御ブロック図である。図4において図1と同じ構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a control block diagram of the inverter control apparatus according to the second embodiment of the present invention. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

20は停止間隔計測部であり駆動停止部13がインバータ2の駆動信号をオフさせる時間間隔を決定する。以下、図4および図3を用いて本発明のインバ−タ制御装置における電流センサ4aのオフセット電圧誤差の補正方法について説明する。   Reference numeral 20 denotes a stop interval measuring unit, which determines a time interval at which the drive stop unit 13 turns off the drive signal of the inverter 2. Hereinafter, a method of correcting the offset voltage error of the current sensor 4a in the inverter control apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.

電流センサ4aはモ−タ3のV相に設けられており、V相に流れる電流値Ivを検出する。モ−タ3の運転状態においてゼロクロス検出部12は実電流演算部15よりV相電流波形のゼロクロス点を検出する。このとき停止間隔計測部20での計測値が所定値以上であれば駆動停止部13は駆動信号作成部18を介して、図2に示すモ−タ3のV相巻線に接続されたインバ−タ2のスイッチング素子5b、5eを所定の時間オフさせる。以降の動作説明は実施の形態1と同じなので省略する。   The current sensor 4a is provided in the V phase of the motor 3, and detects a current value Iv flowing in the V phase. In the operation state of the motor 3, the zero cross detection unit 12 detects the zero cross point of the V-phase current waveform from the actual current calculation unit 15. At this time, if the measured value at the stop interval measuring unit 20 is equal to or greater than a predetermined value, the drive stopping unit 13 is connected to the inverter connected to the V-phase winding of the motor 3 shown in FIG. -The switching elements 5b and 5e of the data 2 are turned off for a predetermined time. The subsequent description of the operation is the same as that of the first embodiment, and is omitted.

以上の構成と制御により、実施の形態1における効果に加えてさらにモ−タ3の電流波形のゼロクロス点にてオフセット電圧検出を行うと共に、必要最低限の所定間隔でのみ補正を行うので、電流波形の歪みを最小限に抑えることができる。   With the above configuration and control, in addition to the effects of the first embodiment, offset voltage detection is performed at the zero crossing point of the current waveform of the motor 3, and correction is performed only at the minimum necessary interval. Waveform distortion can be minimized.

(実施の形態3)
本実施の形態の構成は実施の形態2と同じであり、図4および図3を用いて電流センサ
4a、4bのオフセット電圧誤差の補正方法について説明する。尚、構成要素の説明と共通の動作説明は省略し、実施の形態2と異なる点についてのみ説明を行う。
(Embodiment 3)
The configuration of the present embodiment is the same as that of the second embodiment, and a method for correcting the offset voltage error of the current sensors 4a and 4b will be described with reference to FIGS. Note that description of operations common to the description of the constituent elements is omitted, and only differences from the second embodiment will be described.

図3の電流波形の歪みは、モータ3の回転速度が大きくなると電流波形1周期に占める駆動オフ期間の割合が増加して実使用上望ましくなくなることがある。   The distortion of the current waveform in FIG. 3 may become undesirable in actual use because the ratio of the drive off period in one cycle of the current waveform increases as the rotational speed of the motor 3 increases.

そこで本実施の形態では、制御部10においてモータ3の目標速度が所定値以上になると、駆動停止部13によるインバータ2のスイッチング素子のオフ動作を無効とするように制御を行う。   Therefore, in the present embodiment, when the target speed of the motor 3 becomes equal to or higher than a predetermined value in the control unit 10, control is performed so as to invalidate the off operation of the switching element of the inverter 2 by the drive stop unit 13.

上記制御を行うことにより、モータ3の低中速運転中においては変動するオフセット電圧の誤差を確実に補正することができるので、実施の形態1または2における効果に加えてさらに、制御性能を低下させることなく信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。また高速運転中においてはオフセット補正を行わないので、モータ3に影響のある電流波形の歪みを抑制させることができる。   By performing the above control, it is possible to reliably correct the error of the offset voltage that fluctuates during the low / medium speed operation of the motor 3, so that the control performance is further reduced in addition to the effect of the first or second embodiment Therefore, a highly reliable inverter control device can be realized. In addition, since offset correction is not performed during high-speed operation, distortion of the current waveform that affects the motor 3 can be suppressed.

(実施の形態4)
図5は本発明の実施の形態4におけるインバータ制御装置の制御ブロック図である。図5において図4と同じ構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a control block diagram of the inverter control apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. 5, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図5において21はモータ3の実回転速度を検出する実速度検出部であり、本実施の形態では電流センサ4a、4bより検出するV相、W相の電流値より演算される。実速度検出部21によるモータ3の実回転速度の検出は本方式に限定されるわけではなく、モータ3の端子電圧より演算しても良いし、ロータリーエンコーダなどを用いて直接検出しても良い。   In FIG. 5, reference numeral 21 denotes an actual speed detection unit that detects the actual rotation speed of the motor 3, which is calculated from the current values of the V phase and W phase detected by the current sensors 4a and 4b in this embodiment. The detection of the actual rotational speed of the motor 3 by the actual speed detector 21 is not limited to this method, and may be calculated from the terminal voltage of the motor 3 or directly detected using a rotary encoder or the like. .

以下、図5および図3を用いて電流センサ4a、4bのオフセット電圧誤差の補正方法について詳細に説明する。   Hereinafter, a method of correcting the offset voltage error of the current sensors 4a and 4b will be described in detail with reference to FIGS.

インバータ2によりモ−タ3の運転が開始される。この時、制御部10は外部より速度指令を入力しモータ3を該指令速度で運転するように指令電流演算部16にて指令電流値を演算し、駆動信号作成部18にてインバータ2を駆動する信号を作成する。   The operation of the motor 3 is started by the inverter 2. At this time, the control unit 10 inputs a speed command from the outside, calculates a command current value by the command current calculation unit 16 so that the motor 3 is operated at the command speed, and drives the inverter 2 by the drive signal generation unit 18. Create a signal to

また、電流センサ4a、4bはそれぞれモ−タ3のV相、W相に設けられており、V相に流れる電流値Iv、W相に流れる電流Iwを検出する。尚、U相の電流値Iuは実施の形態1の(式1)より算出する。   The current sensors 4a and 4b are provided in the V phase and W phase of the motor 3, respectively, and detect the current value Iv flowing in the V phase and the current Iw flowing in the W phase. The U-phase current value Iu is calculated from (Equation 1) of the first embodiment.

モ−タ3の運転状態においてゼロクロス検出部12は実電流演算部15よりV相およびW相電流波形のゼロクロス点を検出する。このとき停止間隔計測部20での計測値が所定値以上であれば駆動停止部13は駆動信号作成部18を介して、図2に示すモ−タ3のV相巻線に接続されたインバ−タ2のスイッチング素子5b、5e或いはモータ3のW相巻線に接続されたインバータ2スイッチング素子5c、5fを所定の時間オフさせる。   In the operation state of the motor 3, the zero cross detector 12 detects the zero cross points of the V-phase and W-phase current waveforms from the actual current calculator 15. At this time, if the measured value at the stop interval measuring unit 20 is equal to or greater than a predetermined value, the drive stopping unit 13 is connected to the inverter connected to the V-phase winding of the motor 3 shown in FIG. The switching elements 5b and 5e of the inverter 2 or the inverter 2 switching elements 5c and 5f connected to the W-phase winding of the motor 3 are turned off for a predetermined time.

これにより図3に示すようにV相或いはW相に流れる電流値は増加せずにゼロの状態を保持する。オフセット電圧検出部14はこの期間中における電流センサ4a、4bの出力電圧値をオフセット電圧として検出して更新し記憶する。   As a result, as shown in FIG. 3, the value of the current flowing in the V-phase or W-phase does not increase and maintains a zero state. The offset voltage detector 14 detects, updates and stores the output voltage value of the current sensors 4a and 4b during this period as an offset voltage.

ここで図3の電流波形の歪みは、モータ3の回転速度が大きくなると電流波形1周期に占める駆動オフ期間の割合が増加して実使用上望ましくなくなることがある。   Here, the distortion of the current waveform in FIG. 3 may become undesirable in actual use because the ratio of the drive off period in one cycle of the current waveform increases as the rotation speed of the motor 3 increases.

そこで本実施の形態では、実速度検出部21においてモータ3の実回転速度を検出し、この検出した実回転速度を制御部10の指令電流演算部16に入力している。制御部10ではモータ3の実回転速度が所定値以上になると、駆動停止部13によるインバータ2のスイッチング素子のオフ動作を無効とするように制御を行う。   Therefore, in the present embodiment, the actual rotational speed of the motor 3 is detected by the actual speed detector 21 and the detected actual rotational speed is input to the command current calculator 16 of the controller 10. When the actual rotational speed of the motor 3 reaches a predetermined value or more, the control unit 10 performs control so as to invalidate the off operation of the switching element of the inverter 2 by the drive stop unit 13.

以上の制御を行うことにより、実施の形態1または2における効果に加えてさらに、モータ3の低中速運転中においては変動するオフセット電圧の誤差を確実に補正することができるので、制御性能を低下させることなく信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。また高速運転中においてはオフセット補正を行わないので、モータ3に影響のある電流波形の歪みを抑制させることができる。特に本実施の形態ではモータ3の実回転速度を検出して電流センサ4a、4bのオフセット電圧補正制御を行うため、過渡応答時であってもモータ3の実回転速度が所定速度以上になった場合は確実にオフセット電圧補正を中止させることができる。   By performing the above control, in addition to the effects in the first or second embodiment, the error of the offset voltage that fluctuates during the low and medium speed operation of the motor 3 can be reliably corrected. A highly reliable inverter control device can be realized without lowering. In addition, since offset correction is not performed during high-speed operation, distortion of the current waveform that affects the motor 3 can be suppressed. In particular, in this embodiment, since the actual rotation speed of the motor 3 is detected and the offset voltage correction control of the current sensors 4a and 4b is performed, the actual rotation speed of the motor 3 becomes equal to or higher than a predetermined speed even during a transient response. In this case, the offset voltage correction can be surely stopped.

(実施の形態5)
図6は本発明の実施の形態5におけるインバータ制御装置の制御ブロック図である。図6において図4と同じ構成要素には同じの符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 5)
FIG. 6 is a control block diagram of the inverter control apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. 6, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図5において22は電流センサ4a、4bの周囲温度を検出する周囲温度検出手段の温度センサであり、サーミスタなどにより構成される。   In FIG. 5, reference numeral 22 denotes a temperature sensor of ambient temperature detecting means for detecting the ambient temperature of the current sensors 4a and 4b, and is constituted by a thermistor or the like.

以下、図6および図3を用いて電流センサ4a、4bのオフセット電圧誤差の補正方法について詳細に説明する。   Hereinafter, a method of correcting the offset voltage error of the current sensors 4a and 4b will be described in detail with reference to FIGS.

インバータ2によりモ−タ3の運転が開始される。この時、制御部10は外部より速度指令を入力しモータ3を該指令速度で運転するように指令電流演算部16にて指令電流値を演算し、駆動信号作成部18にてインバータ2を駆動する信号を作成する。   The operation of the motor 3 is started by the inverter 2. At this time, the control unit 10 inputs a speed command from the outside, calculates a command current value by the command current calculation unit 16 so that the motor 3 is operated at the command speed, and drives the inverter 2 by the drive signal generation unit 18. Create a signal to

また、電流センサ4a、4bはそれぞれモ−タ3のV相、W相に設けられており、V相に流れる電流値Iv、W相に流れる電流Iwを検出する。尚、U相の電流値Iuは実施の形態1の(式1)より算出する。   The current sensors 4a and 4b are provided in the V phase and W phase of the motor 3, respectively, and detect the current value Iv flowing in the V phase and the current Iw flowing in the W phase. The U-phase current value Iu is calculated from (Equation 1) of the first embodiment.

モ−タ3の運転状態において、ゼロクロス検出部12は実電流演算部15よりV相およびW相電流波形のゼロクロス点を検出する。このとき停止間隔計測部20での計測値が所定値以上であれば、駆動停止部13は駆動信号作成部18を介して、図2に示すモ−タ3のV相巻線に接続されたインバ−タ2のスイッチング素子5b、5e或いはモータ3のW相巻線に接続されたインバータ2スイッチング素子5c、5fを所定の時間オフさせる。   In the operation state of the motor 3, the zero-cross detector 12 detects the zero-cross points of the V-phase and W-phase current waveforms from the actual current calculator 15. At this time, if the measured value at the stop interval measuring unit 20 is equal to or greater than a predetermined value, the drive stopping unit 13 is connected to the V-phase winding of the motor 3 shown in FIG. The switching elements 5b and 5e of the inverter 2 or the inverter 2 switching elements 5c and 5f connected to the W-phase winding of the motor 3 are turned off for a predetermined time.

これにより図3に示すようにV相或いはW相に流れる電流値は増加せずにゼロの状態を保持する。オフセット電圧検出部14はこの期間中における電流センサ4a、4bの出力電圧値をオフセット電圧として検出して更新し記憶する。   As a result, as shown in FIG. 3, the value of the current flowing in the V-phase or W-phase does not increase and maintains a zero state. The offset voltage detector 14 detects, updates and stores the output voltage value of the current sensors 4a and 4b during this period as an offset voltage.

ここで、電流センサ4a、4bのオフセット電圧は部品の初期ばらつきやモ−タ3の運転中の温度ドリフト等により変動する特性を有する。このうち部品の所期ばらつきについてはモータ3のオフ中の電流センサ4a、4bの出力電圧値を検出することによりそれぞれのオフセット電圧値を検出することができる。   Here, the offset voltages of the current sensors 4a and 4b have characteristics that vary due to initial variations of components, temperature drifts during operation of the motor 3, and the like. Among these, regarding the expected variation of the components, the offset voltage values can be detected by detecting the output voltage values of the current sensors 4a and 4b when the motor 3 is off.

一方、温度ドリフトによるオフセット電圧の変動については電流センサ4a、4bの周囲温度変化に起因するところが大きい。そこで本実施の形態では温度センサ22にて電流センサ4a、4bの周囲温度を定期的に検出してこれらの温度変化を検出する。この温度
変化が所定値以下であれば、電流センサ4a、4bの温度ドリフトは無いものとみなして、モータ3運転中のオフセット電圧を検出するためにインバータ2のスイッチング素子をオフさせる動作を中止する。
On the other hand, the fluctuation of the offset voltage due to the temperature drift is largely caused by the ambient temperature change of the current sensors 4a and 4b. Therefore, in this embodiment, the temperature sensor 22 periodically detects the ambient temperature of the current sensors 4a and 4b to detect these temperature changes. If this temperature change is not more than a predetermined value, it is considered that there is no temperature drift of the current sensors 4a and 4b, and the operation of turning off the switching element of the inverter 2 is stopped in order to detect the offset voltage during operation of the motor 3. .

以上の制御を行うことにより、実施の形態1から4における効果に加えてさらに、電流センサ4a、4bの周囲温度変化が大きい場合においては運転中に変動するオフセット電圧の誤差を確実に補正することができるので、制御性能を低下させることなくより信頼性の高いインバ−タ制御装置を実現することができる。また、電流センサ4a、4bの周囲温度変化が小さい場合にはオフセット補正を行わないのでモータ3の電流波形の歪みをさらに抑制させることができる。   By performing the above control, in addition to the effects in the first to fourth embodiments, when the ambient temperature change of the current sensors 4a and 4b is large, the error of the offset voltage that fluctuates during operation can be reliably corrected. Therefore, a more reliable inverter control device can be realized without lowering the control performance. Further, since the offset correction is not performed when the ambient temperature change of the current sensors 4a and 4b is small, the distortion of the current waveform of the motor 3 can be further suppressed.

(実施の形態6)
図7に本発明の実施の形態6におけるインバ−タ制御装置を備えた空気調和機の実施例を示す。図7において図4と同じ構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。以下図7を用いて本発明のインバ−タ制御装置を備え空気調和機について説明する。
(Embodiment 6)
FIG. 7 shows an example of an air conditioner provided with an inverter control device according to Embodiment 6 of the present invention. 7, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, an air conditioner equipped with an inverter control device of the present invention will be described with reference to FIG.

図7に示すように空気調和機は、インバータ3や制御部10等を備えた実施の形態2に示すインバータ制御装置81と、モータ3を内蔵した電動圧縮機82に加えて、室内ユニット92、室外ユニット95及び四方弁91からなる冷凍サイクルを備えている。   As shown in FIG. 7, the air conditioner includes an indoor unit 92, in addition to the inverter control device 81 shown in the second embodiment including the inverter 3 and the control unit 10, and the electric compressor 82 incorporating the motor 3. A refrigeration cycle comprising an outdoor unit 95 and a four-way valve 91 is provided.

室内ユニット92は室内熱交換器93と室内送風機94から構成され、また室外ユニット95は室外熱交換器96、室外送風機97及び膨張弁98より構成される。   The indoor unit 92 includes an indoor heat exchanger 93 and an indoor fan 94, and the outdoor unit 95 includes an outdoor heat exchanger 96, an outdoor fan 97, and an expansion valve 98.

冷凍サイクル中を熱媒体である冷媒が循環する。冷媒は電動圧縮機82により圧縮され、室外熱交換器96にて室外送風機97からの送風により室外の空気と熱交換され、また室内熱交換器93にて室内送風機94からの送風により室内の空気と熱交換される。室内熱交換器93での熱交換後の空気により室内の冷暖房が行われる。冷房または暖房の切換は四方弁91により冷媒の循環方向を反転させることにより行われる。   A refrigerant as a heat medium circulates in the refrigeration cycle. The refrigerant is compressed by the electric compressor 82, and heat is exchanged with outdoor air by blowing from the outdoor blower 97 in the outdoor heat exchanger 96, and indoor air is blown from the indoor blower 94 in the indoor heat exchanger 93. And heat exchange. Indoor air conditioning is performed by the air after heat exchange in the indoor heat exchanger 93. Switching between cooling and heating is performed by reversing the direction of refrigerant circulation by a four-way valve 91.

以上のような冷凍サイクルにおける冷媒の循環はインバータ制御装置81により電動圧縮機82を駆動させることにより行われるが、インバ−タ制御装置81の構成及び動作については実施の形態2で述べたとおりであるので、説明を省略する。   The refrigerant circulation in the refrigeration cycle as described above is performed by driving the electric compressor 82 by the inverter control device 81. The configuration and operation of the inverter control device 81 are as described in the second embodiment. Since there is, description is abbreviate | omitted.

以上のような構成により、負荷電流波形のゼロクロス点においてインバータのスイッチング素子を所定の間隔で所定時間オフさせてオフセット電圧検出を行うことにより、負荷の電流波形にインバ−タのスイッチング周波数成分が重畳したり電流波形歪の大きい場合であっても、運転中における温度ドリフト等による電流検出手段のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができ、装置の大型化やコストアップを伴わずに、空気調和機における効率の低下等、制御性能の低下を抑えることができる。   With the configuration described above, the inverter switching frequency component is superimposed on the load current waveform by detecting the offset voltage by turning off the inverter switching element at a predetermined interval for a predetermined time at the zero cross point of the load current waveform. Even if the current waveform distortion is large, the fluctuation error of the offset voltage of the current detection means due to temperature drift during operation can be reliably corrected, without increasing the size and cost of the device, A decrease in control performance such as a decrease in efficiency in the air conditioner can be suppressed.

本実施の形態では圧縮機駆動装置として実施の形態2に示すインバータ制御装置を用いた空気調和機について説明したが、実施の形態1或いは実施の形態3から5に示すような他の発明のインバ−タ制御装置を用いても同様に各発明のインバ−タ制御装置が持つ効果を有した空気調和機を提供することができる。   In this embodiment, the air conditioner using the inverter control device shown in the second embodiment as the compressor driving device has been described. However, the inverter of the other invention as shown in the first embodiment or the third to fifth embodiments is described. -Even if it uses an inverter control apparatus, the air conditioner which had the effect which the inverter control apparatus of each invention has similarly can be provided.

本発明のインバ−タ制御装置では、電動圧縮機82が1ピストンロ−タリ圧縮機であっても実施の形態4に示すように、運転中の温度ドリフト等による電流センサのオフセット電圧の誤差を補正して制御性能の低下を抑制することができる。   In the inverter control device of the present invention, even if the electric compressor 82 is a one-piston rotary compressor, as shown in the fourth embodiment, an error in the offset voltage of the current sensor due to temperature drift during operation is corrected. Thus, it is possible to suppress a decrease in control performance.

従って本発明のインバ−タ制御装置は、特に使用温度環境の厳しい空気調和機に対して
用いることにより、その効果を最大限に利用することができる。
Therefore, the inverter control device according to the present invention can be used to the maximum extent by using it for an air conditioner having a particularly severe operating temperature environment.

しかも上記のオフセット電圧補正制御はソフトウエアにより実現することができるので、制御部10内のマイコンに組み込むことができ、部品の追加やコストアップを伴わずに行うことができるという非常に大きな効果を有する。   Moreover, since the offset voltage correction control described above can be realized by software, it can be incorporated into a microcomputer in the control unit 10 and can be performed without adding parts or increasing costs. Have.

尚、本発明の実施の形態1から5において制御部10に含まれる構成要素は上記実施の形態に示す組合わせに限るものではなく、図1および図4から図6においてさらに他の構成要素11から21の一部或いは全部を含んでもよい。   In the first to fifth embodiments of the present invention, the constituent elements included in the control unit 10 are not limited to the combinations shown in the above-described embodiments, and other constituent elements 11 in FIGS. 1 and 4 to 6. To 21 may be included.

また、上記実施の形態1から5において電流センサ4a、4bのオフセット電圧の初期ばらつきについては、モ−タ3の起動前にセンサ出力電圧をオフセット電圧として予め検出することにより誤差を補正することができる。   In the first to fifth embodiments, the initial variation of the offset voltage of the current sensors 4a and 4b can be corrected by detecting the sensor output voltage as an offset voltage before the motor 3 is started. it can.

本発明のインバータ制御装置は、電流センサのオフセット誤差を補正し、電流波形の歪み抑制が可能となるので、インバータにより駆動されるモータを用いた冷蔵庫・冷凍庫等の用途にも適用できる。   The inverter control device of the present invention can be applied to applications such as a refrigerator and a freezer using a motor driven by an inverter because it can correct the offset error of the current sensor and suppress distortion of the current waveform.

本発明の実施の形態1におけるインバ−タ制御装置の制御ブロック図Control block diagram of inverter control apparatus in embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1におけるインバ−タ制御装置のインバ−タ回路構成図The inverter circuit block diagram of the inverter control apparatus in Embodiment 1 of this invention 本発明のインバ−タ制御装置のモ−タ電流波形図Motor current waveform diagram of inverter control device of the present invention 本発明の実施の形態2と3におけるインバ−タ制御装置の制御ブロック図The control block diagram of the inverter control apparatus in Embodiment 2 and 3 of this invention 本発明の実施の形態4におけるインバ−タ制御装置の制御ブロック図Control block diagram of inverter control apparatus in embodiment 4 of the present invention. 本発明の実施の形態5におけるインバ−タ制御装置の制御ブロック図Control block diagram of inverter control apparatus in embodiment 5 of the present invention. 本発明のインバータ制御装置を備えた空気調和機の実施例を示す図The figure which shows the Example of the air conditioner provided with the inverter control apparatus of this invention 従来のインバ−タ制御装置の制御ブロック図Control block diagram of conventional inverter control device 1ピストンロ−タリ圧縮機のモ−タ電流波形図Motor current waveform diagram of 1-piston rotary compressor

符号の説明Explanation of symbols

1 直流電源
2 インバ−タ
3 モ−タ
4a,4b 電流センサ(電流検出手段)
5a,5b,5c,5d,5e,5f スイッチング素子
10 制御部
12 ゼロクロス検出部
13 駆動停止部
14 オフセット電圧検出部
15 実電流演算部
16 指令電流演算部
17 電流誤差演算部
18 駆動信号作成部
20 停止間隔計測部
21 実速度検出部
22 温度センサ(周囲温度検出手段)
81 インバータ制御装置
82 電動圧縮機
91 四方弁
92 室内ユニット
93 室内熱交換器
94 室内送風機
95 室外ユニット
96 室外熱交換器
97 室外送風機
98 膨張弁
1 DC power supply 2 Inverter 3 Motor 4a, 4b Current sensor (current detection means)
5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f Switching element 10 Control unit 12 Zero cross detection unit 13 Drive stop unit 14 Offset voltage detection unit 15 Actual current calculation unit 16 Command current calculation unit 17 Current error calculation unit 18 Drive signal generation unit 20 Stop interval measurement unit 21 Actual speed detection unit 22 Temperature sensor (Ambient temperature detection means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 81 Inverter control apparatus 82 Electric compressor 91 Four-way valve 92 Indoor unit 93 Indoor heat exchanger 94 Indoor fan 95 Outdoor unit 96 Outdoor heat exchanger 97 Outdoor fan 98 Expansion valve

Claims (6)

複数のスイッチング素子から構成され直流を交流に変換して負荷モータに供給するインバ−タと、前記負荷モータに流れる電流値を検出し電圧値に変換して出力する電流検出手段と、前記負荷モータに流れる複数相の電流のゼロクロス点をそれぞれ検出するゼロクロス検出手段と、前記負荷モータに流れる電流値がゼロになるように前記インバ−タのスイッチング素子のうち少なくとも1つを所定時間オフさせる駆動停止手段と、前記駆動停止手段が前記インバ−タのスイッチング素子をオフさせることにより前記負荷モータに流れる電流値がゼロになる期間中に前記電流検出手段が出力する電圧値を記憶更新するオフセット電圧検出手段と、前記電流検出手段が出力する電圧値と前記オフセット電圧検出手段が記憶する電圧値から前記負荷モータに流れる電流値を演算する実電流演算手段とを備え、前記ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点において前記インバ−タのスイッチング素子を所定時間オフさせることを特徴とするインバ−タ制御装置。 An inverter composed of a plurality of switching elements for converting direct current to alternating current and supplying the same to a load motor; current detection means for detecting a current value flowing through the load motor; converting the current value into a voltage value; A zero-cross detecting means for detecting zero-cross points of a plurality of phase currents flowing through the load motor, and a drive stop for turning off at least one of the switching elements of the inverter for a predetermined time so that the current value flowing through the load motor becomes zero Voltage detection means for storing and updating the voltage value output by the current detection means during a period when the current value flowing through the load motor becomes zero by turning off the switching element of the inverter. And the voltage value output from the current detection means and the voltage value stored in the offset voltage detection means And an actual current calculating means for calculating a current value flowing through the inverter, wherein the inverter switching element is turned off for a predetermined time at a zero cross point of the current detected by the zero cross detecting means. apparatus. 駆動停止手段がインバータのスイッチング素子のうち少なくとも1つを所定時間オフさせてからの経過時間を計測する停止間隔計測手段をさらに備え、前記駆動停止手段は前記停止間隔計測手段の計測値が所定値以上になった場合、ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点において前記インバ−タのスイッチング素子を所定時間オフさせることを特徴とする請求項1に記載のインバ−タ制御装置。 The driving stop means further includes a stop interval measuring means for measuring an elapsed time after at least one of the switching elements of the inverter is turned off for a predetermined time, and the drive stopping means has a measured value of the stop interval measuring means as a predetermined value. 2. The inverter control device according to claim 1, wherein the inverter switching device is turned off for a predetermined time at a zero-cross point of a current detected by the zero-cross detection means in the case described above. 駆動停止手段は負荷モータの目標速度が所定値以下であるときは、ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点においてインバ−タのスイッチング素子を所定時間オフさせることを特徴とする請求項1または2に記載のインバ−タ制御装置。 3. The drive stop means turns off the inverter switching element for a predetermined time at the zero cross point of the current detected by the zero cross detection means when the target speed of the load motor is below a predetermined value. An inverter control device according to claim 1. 負荷モータの実速度を検出する実速度検出手段をさらに備え、駆動停止手段は前記負荷モータの実速度が所定値以下であるときは、ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点においてインバータのスイッチング素子を所定時間オフさせることを特徴とする請求項1または2に記載のインバータ制御装置。 An actual speed detecting means for detecting the actual speed of the load motor is further provided, and the drive stopping means is a switching element of the inverter at the zero cross point of the current detected by the zero cross detecting means when the actual speed of the load motor is not more than a predetermined value. The inverter control device according to claim 1, wherein the inverter is turned off for a predetermined time. 電流検出手段の周囲温度を検出する周囲温度検出手段をさらに備え、前記周囲温度の変化幅が所定値以下である場合には、駆動停止手段によるインバータのスイッチング素子のオフを行わないことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のインバータ制御装置。 An ambient temperature detection means for detecting an ambient temperature of the current detection means is further provided, and when the change width of the ambient temperature is not more than a predetermined value, the switching element of the inverter is not turned off by the drive stop means. The inverter control device according to any one of claims 1 to 4. 請求項1から請求項5のいずれか1つに記載のインバ−タ制御装置を備えたことを特徴とする空気調和機。 An air conditioner comprising the inverter control device according to any one of claims 1 to 5.
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