JP2007020293A - Inverter controller and refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、PWM制御されるスイッチング素子によりモータを駆動するインバータ制御装置に関するもので、特に家庭用冷凍冷蔵庫に好適なものである。 The present invention relates to an inverter control device that drives a motor by a PWM-controlled switching element, and is particularly suitable for a home-use refrigerator-freezer.
従来、この種のインバータ制御装置において比較的低回転領域ではキャリア周波数を大きくし、1周期中の通電OFF時間を短くすることで電流の落ち込みが低減でき、電流リップルによる振動、騒音を低減できる。また、それ以外の回転数領域ではキャリア周波数を小さく設定して漏洩電流を小さくするというものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in this type of inverter control device, a drop in current can be reduced by increasing the carrier frequency in a relatively low rotation region and shortening the energization OFF time in one cycle, and vibration and noise due to current ripple can be reduced. In other rotational speed regions, the carrier frequency is set small to reduce the leakage current (see, for example, Patent Document 1).
以下、図面を参照しながら上記従来のインバータ回路について説明する。 The conventional inverter circuit will be described below with reference to the drawings.
図4は、特許文献1に記載された従来のインバータ制御装置のブロック図、図5は従来のキャリア周波数の制御パターンの一例を表す図である。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional inverter control device described in
図4において、従来のインバータ制御装置は直流電源部1に接続された主回路部2、制御回路部3から構成されている。
In FIG. 4, the conventional inverter control device includes a
直流電源部1は、電解コンデンサ、ダイオードブリッジ回路、などにより構成(図示せず)されており、交流電力を直流電力に変換して主回路部2へ直流電力を供給する。
The DC
主回路部2は、6個のスイッチング素子Ua、Ub、Va、Vb、Wa、Wbと6個の環流ダイオードD1、D2・・・D6を備え、それぞれの環流ダイオードは、スイッチング素子と並列に接続されている。そして、スイッチング素子UaとUbを直列に接続してアーム部Uabを、スイッチング素子VaとVbを直列に接続しアーム部Vabを、同様にスイッチング素子WaとWbを直列に接続し、アーム部Wabを形成し、これら3つのアーム部Uab、Vab、Wabをそれぞれ並列に接続することで、3相のブリッジが形成される。3相の各アーム部Uab、Vab、Wabが有するスイッチング素子の共通節点U0、V0、W0は、それぞれに対応するモータの端子U、端子V、端子Wに接続される。
The
また、制御回路部3は、誘起電圧検出部4、ロータ位置演算部5、転流制御回路部6、速度制御回路部7、PWMキャリア周波数生成回路部8、Duty制御部9、PWMキャリア周波数切替指令回路部10、及び通電波形切替指令部11より構成され、120°通電のPWM制御のインバータであり、ロータの位置を検出する時間は電気角で60°である。
The
以下、制御回路部3の動作原理について説明する。
Hereinafter, the operation principle of the
まず、主回路部2の出力端子U、V、Wに接続された誘起電圧検出部4より、モータの回転駆動によって発生した各相の誘起電圧を検出する。誘起電圧検出部4により検出した誘起電圧波形を基に、ロータ位置演算部5により、誘起電圧のゼロクロス点によりロータの位置の演算を行う。次に、ロータ位置演算部5で算出したロータ位置情報に基づき、転流制御回路部6により、主回路部2の各スイッチング素子Ua、Ub、Va、Vb、Wa、WbのON/OFF信号を生成し、主回路部2に設けられたスイッチング素子を駆動する。
First, the induced voltage of each phase generated by the rotational drive of the motor is detected by the induced
一方、ロータ位置演算部5と並列に接続された速度制御回路部7は、誘起電圧検出部4の信号を受けて、モータの回転速度を算出し、モータの回転数が指令値と等しくなるようにPWM(パルス幅変調)制御により電圧値の制御を行う。
On the other hand, the speed
また、速度制御回路部7の回転速度情報を受けて、PWMキャリア周波数切替指令回路部10は、PWMキャリアのDuty制御におけるON時間時の電流増とOFF時間時の電流減による電流変動、すなわち電流リップルの振幅を小さくし、振動、騒音を抑制するために適切なキャリア周波数の選定を行う。キャリア周波数選定は、予め、回転数に対する最適なキャリア周波数の特性を実験的に求め、PWMキャリア周波数切替回路内にデータベース化して持っておくことにより、容易に抽出することができる。
Further, upon receiving the rotational speed information of the speed
図5において、横軸は回転数、縦軸はキャリア周波数を表す。 In FIG. 5, the horizontal axis represents the number of rotations and the vertical axis represents the carrier frequency.
図5より、比較的低回転数領域ではキャリア周波数を大きくし、それ以外の回転数領域ではキャリア周波数を小さく設定している。 As shown in FIG. 5, the carrier frequency is set large in the relatively low rotational speed region, and the carrier frequency is set small in the other rotational speed regions.
従って、比較的低回転数領域でキャリア周波数を大きくしたので、1周期中の通電OFF時間が短くなり電流の落ち込みも低減でき、電流リップルによる振動、騒音を低減できる。
しかしながら、特許文献1に示す上記従来の構成では、図5の制御パターンでキャリア周波数を切り替えた場合、転流タイミングのずれが連続して発生し(この現象を同期モードと呼ぶ)、その結果、過大なモータ電流が流れ続けてしまい、消費電力が増加してしまう、更には保護回路が働きDCブラシレスモータが停止してしまうことがあるといった課題を有していた。
However, in the above-described conventional configuration shown in
今回、この同期モードの発生原因を解明できたので以下、詳述する。 This time, the cause of this synchronous mode has been clarified.
図6は従来の位置検出のタイムチャート、図7は従来の同期モードの原理図である。 FIG. 6 is a time chart of conventional position detection, and FIG. 7 is a principle diagram of a conventional synchronous mode.
図6において、VU、VV、VWはDCブラシレスモータのステータの端子電圧であり、CVU、CVV、CVWは、端子電圧VU、VV、VWの1/2である仮想中性点の電圧を基準電圧とし、端子電圧VU、VV、VWと前記基準電圧とをコンパレータにより比較した信号である。なお、図6はPWM制御を省略して表現している。 In FIG. 6, VU, VV, and VW are terminal voltages of the stator of the DC brushless motor, and CVU, CVV, and CVW are virtual neutral point voltages that are ½ of the terminal voltages VU, VV, and VW as reference voltages. The terminal voltages VU, VV, VW and the reference voltage are compared by a comparator. In FIG. 6, the PWM control is omitted.
従来のインバータ制御装置では、電流を流すステータの相を切り替えるための転流のタイミングを以下のように決定している。 In the conventional inverter control device, the commutation timing for switching the phase of the stator through which current flows is determined as follows.
まずVU、VV、VWの未通電区間における誘起電圧と基準電圧を比較し、これらが交差する点(以後、ゼロクロス点と呼ぶ)を検出し、この点からDCブラシレスモータのロータの位置を検出する。そして、このゼロクロス点から電気角で30°遅延したタイミングで転流する。つまりロータの位置検出は電気角60°にあたる無通電時間Tの間に行われ、転流までの遅延時間はちょうどT/2に相当する。 First, the induced voltage and the reference voltage in a non-energized section of VU, VV, and VW are compared, a point where they intersect (hereinafter referred to as a zero cross point) is detected, and the position of the rotor of the DC brushless motor is detected from this point. . And it commutates at a timing delayed by 30 ° in electrical angle from this zero cross point. In other words, the rotor position is detected during a non-energization time T corresponding to an electrical angle of 60 °, and the delay time until commutation corresponds to just T / 2.
次に図7に基づいて同期モードが発生する原理を説明する。 Next, the principle that the synchronization mode occurs will be described with reference to FIG.
図7は図6において位置検出区間の電気角240°分を拡大したもので縦軸は電圧、横軸は時間である。モータの極数は6極と仮定する。端子電圧はPWM制御されており、運転回転数は55.6r/s、キャリア周波数は3kHz、Dutyは48%である。従ってロータの位置を検出する、電気角60°にあたる無通電時間Tは1000μs、キャリア周期Cが333.3μsであり、時間Tとキャリア周期Cの3倍とが一致している。Dutyが48%なのでON時間は160μs、OFF時間は173.3μsとなる。 FIG. 7 is an enlarged view of the electrical angle of 240 ° in the position detection section in FIG. 6, with the vertical axis representing voltage and the horizontal axis representing time. It is assumed that the motor has 6 poles. The terminal voltage is PWM controlled, the operating speed is 55.6 r / s, the carrier frequency is 3 kHz, and the duty is 48%. Accordingly, the non-energization time T corresponding to an electrical angle of 60 ° for detecting the position of the rotor is 1000 μs and the carrier period C is 333.3 μs, and the time T and three times the carrier period C coincide. Since the duty is 48%, the ON time is 160 μs, and the OFF time is 173.3 μs.
図7のVU相の初めの電気角60°の位置検出区間において、本来検出されるべき正しいゼロクロス点はA点であるが、A点ではスイッチング素子がOFF状態であり、端子電圧が0Vであるのでゼロクロス点を検出することができない。その結果、ゼロクロス点は次にスイッチング素子がONした瞬間(B点)で検出されてしまう。この場合転流タイミングは時間Rだけ遅れることになる。そして次の無通電区間においても全く同様のことが繰り返されることで、転流タイミングの遅れが安定的、連続的に発生する。以上が今回解明できた、同期モードが発生するメカニズムである。 In the position detection section at the initial electrical angle of 60 ° in the VU phase in FIG. 7, the correct zero cross point to be detected is the point A, but at the point A, the switching element is OFF and the terminal voltage is 0V. Therefore, the zero cross point cannot be detected. As a result, the zero-cross point is detected at the next moment (point B) when the switching element is turned on. In this case, the commutation timing is delayed by time R. And the same thing is repeated also in the next non-energization section, and the delay of commutation timing occurs stably and continuously. The above is the mechanism for generating the synchronous mode, which has been clarified this time.
ここで、同期モードは、位置検出時間、すなわち電気角60°分に相当する時間Tとキャリア周期のn倍(nは整数)が粗一致した場合に起こるので、Dutyが小さいほど起こる確率は高くなる。 Here, the synchronization mode occurs when the position detection time, that is, the time T corresponding to the electrical angle of 60 °, and the carrier cycle n times (n is an integer) roughly match, so the smaller the Duty, the higher the probability that it will occur. Become.
同期モードが発生して転流タイミングが遅れると、モータの発生トルクが落ち、かつブレーキトルクが働く。そのために、モータを駆動するために必要なトルクを補うために、余分な電流が流れることとなる。この余分な電流は転流タイミングの遅れる時間Rが大きいほど大きくなる。 When the synchronous mode occurs and the commutation timing is delayed, the torque generated by the motor is reduced and the brake torque is activated. Therefore, an extra current flows in order to supplement the torque necessary for driving the motor. This excess current increases as the time R for which the commutation timing is delayed increases.
そしてこの状態においてモータが連続運転されると、転流タイミングが時間Rだけ遅れた状態が連続して発生続けることになり、異常なモータ電流が流れ続けることになる。 When the motor is continuously operated in this state, a state in which the commutation timing is delayed by the time R continues to occur continuously, and abnormal motor current continues to flow.
その結果、過剰な電力を消費してしまう。また実際のインバータ装置においては異常電流が流れた場合には一般的に保護回路が動作し、モータが停止してしまうことがあった。 As a result, excessive power is consumed. In an actual inverter device, when an abnormal current flows, a protection circuit generally operates and the motor may stop.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、省エネで信頼性の高いインバータ制御装置を提供するものである。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides an energy saving and highly reliable inverter control device.
上記従来の課題を解決するために、本発明のインバータ制御装置は、冷蔵庫制御回路に所定の回転数の出力を禁止する出力禁止帯を予め記憶させ、同期モード発生回転数での運転を禁止することで、同期モードの発生を防ぐことができる。 In order to solve the above-described conventional problems, the inverter control device of the present invention causes the refrigerator control circuit to store in advance an output prohibition band that prohibits output at a predetermined rotation speed, and prohibits operation at the synchronous mode generation speed. Thus, the occurrence of the synchronous mode can be prevented.
本発明のインバータ制御装置は、同期モード発生回転数での運転を禁止することで同期モードを生じない高効率・高信頼性のインバータ制御装置、冷蔵庫を提供するものである。 The inverter control device of the present invention provides a high-efficiency and high-reliability inverter control device and refrigerator that do not generate a synchronous mode by prohibiting operation at the synchronous mode generation speed.
請求項1に記載の内容は、複数個のモータ駆動用スイッチング素子により構成されるパワー回路と、圧縮機を駆動するDCブラシレスモータのロータの位置を検出する位置検出回路と、前記位置検出回路によるロータの位置情報よりDCブラシレスモータの回転数を演算する回転数演算回路と、DCブラスレスモータの実回転数を冷蔵庫制御回路から出力される指令回転数に制御する回転数制御回路と、前記回転数制御回路からの出力により前記パワー回路のスイッチング素子を任意のキャリア周波数で動作させるドライブ回路とを備えたインバータ制御回路と、前記回転数制御回路に回転数指令を出力する冷蔵庫制御回路を備え、前記冷蔵庫制御回路に、ロータの位置を検出する時間とキャリア周期のn倍(nは整数)が一致する同期モード回転数の出力を禁止する出力禁止帯を予め記憶させることのできる記憶手段を備えたもので、同期モードの発生する回転数を禁止回転数として予め前記冷蔵庫制御回路に記憶させておくことで同期モードの発生を防ぐことができる。
The content of
請求項2に記載の内容は、請求項1に記載の発明において、インバータ制御回路から出力禁止命令を冷蔵庫制御回路の記憶手段に出力し、前記出力禁止命令によって冷蔵庫制御回路の出力禁止帯を設定するもので、前記冷蔵庫制御回路において出力禁止帯の書き換えができるので、複数種のインバータ制御回路に対して1つの冷蔵庫制御回路で出力禁止帯の設定を行うことができ、開発、生産効率が向上する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, an output prohibition instruction is output from the inverter control circuit to the storage means of the refrigerator control circuit, and an output prohibition band of the refrigerator control circuit is set by the output prohibition instruction. Because the output prohibition band can be rewritten in the refrigerator control circuit, the output prohibition band can be set with a single refrigerator control circuit for a plurality of types of inverter control circuits, improving development and production efficiency. To do.
請求項3に記載の内容は、請求項1に記載の発明において、出力禁止帯の禁止回転数の幅を同期モード回転数Rに対して±2r/sとしたもので、冷蔵庫の負荷変動によりモータ回転数が微変動した際にも確実に同期モードの発生を防ぐことができる。
The content of
請求項4に記載の内容は、請求項1に記載の発明において、DCブラシレスモータの極数を6極以上としたもので、極数が多いほど同期モードが発生しやすくなるため、より省エネ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。
The content of
請求項5に記載の内容は、冷蔵庫に請求項1から4のいずれか一項に記載のインバータ制御装置を用いたもので、騒音の低減、性能の向上、同期モードの発生を防ぐことができるので。省エネで信頼性の高い冷蔵庫を提供することができる。
The content of
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、この実施の形態によってこの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. The present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるインバータ制御装置のブロック図、図2は同期モード防止の原理図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of an inverter control apparatus according to
図1において、インバータ制御装置102は商用電源101に接続され、商用交流電圧を直流電圧に変換するAC/DC変換部103と、DCブラシレスモータ109を駆動するパワー回路104と、パワー回路104を駆動するドライブ回路105と、パワー回路104の出力からDCブラシレスモータ109のロータ位置を検出する位置検出回路106と、位置検出回路106のロータ位置情報よりDCブラシレスモータ109の回転数を算出する回転数演算回路107と、回転数演算回路107で算出されるDCブラシレスモータ109の回転数を冷蔵庫制御回路116から出力される指令回転数に制御する回転数制御回路108より構成されている。
In FIG. 1, an
指令回転数は冷蔵庫制御回路116より運転指令信号117として出力される。
The command rotational speed is output as an
DCブラシレスモータ109は6極の突極集中巻IPM(Interior Permanent Magnet)モータである。
The
パワー回路104は、6つの三相ブリッジ接続されたIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)と言われるスイッチング素子110、111、112、113、114、115より構成されている。
The
位置検出回路106は、コンパレータなどから構成されておりDCブラシレスモータ109の端子電圧と基準電圧をコンパレータにより比較して結果を出力する。
The
回転数演算回路107は、位置検出回路106の出力信号を一定期間カウントしたり、パルス間隔を測定することによりDCブラシレスモータ109の回転速度を検出する。
The rotation
回転数制御回路108は、回転数演算回路107で算出されるDCブラシレスモータ109の回転数と冷蔵庫制御回路116から出力される指令回転数を比較し、Dutyの加減値を算出しドライブ回路105に算出結果を出力する。
The rotation
ドライブ回路105は、位置検出回路106の出力より転流のタイミングを計算し、回転数制御回路108での算出結果に応じてDutyの加減制御を行い、パワー回路104のスイッチング素子110、111、112、113、114、115をON/OFFさせる。
The
冷蔵庫制御回路116は冷蔵庫庫内温度に応じてインバータ制御装置102内の回転数制御回路108に運転指令信号117を出力する。また、運転指令信号117の出力禁止帯を記憶する記憶手段を有しており、予め同期モードが発生する回転数が分かっている場合には、同期モード発生回転数を記憶手段に書き込んでおくことにより、その回転数を出力しなくなるので同期モードの発生を防ぐことができる。
The
本実施の形態においては、従来技術と同様に、120°通電のPWM制御のインバータであり、ロータの位置を検出する時間は電気角で60°である。 In the present embodiment, as in the prior art, the inverter is a 120 ° energization PWM control inverter, and the time for detecting the position of the rotor is 60 ° in electrical angle.
そして、電気角で60°に相当する時間TはDCブラシレスモータ109の極数と運転回転数によって異なる。
The time T corresponding to 60 ° in electrical angle varies depending on the number of poles of the
本実施の形態では6極のDCブラシレスモータを使用しており、55.6r/sではT=1000μsであり、57.6r/sではT=965μsとなり、極数が大きく、回転数が大きいほどTは小さくなる。 In the present embodiment, a 6-pole DC brushless motor is used, T = 1000 μs at 55.6 r / s, and T = 965 μs at 57.6 r / s, and the larger the number of poles and the higher the number of revolutions. T becomes smaller.
同期モードは、ロータの位置を検出する時間Tと第1のキャリア周期のn倍(nは整数)が粗一致する運転回転数において発生するので、キャリア周波数によって発生する運転回転数は予め計算によって求めることができる。 Since the synchronous mode occurs at an operating speed where the time T for detecting the rotor position and n times the first carrier period (n is an integer) roughly match, the operating speed generated by the carrier frequency is calculated in advance. Can be sought.
キャリア周波数が3kHzの場合では、166.7r/s(n=1)、83.3r/s(n=2)、55.6r/s(n=3)、41.7(n=4)、33.3r/s(n=5)、27.8r/s(n=6)、・・・となる。 When the carrier frequency is 3 kHz, 166.7 r / s (n = 1), 83.3 r / s (n = 2), 55.6 r / s (n = 3), 41.7 (n = 4), 33.3 r / s (n = 5), 27.8 r / s (n = 6), and so on.
そこで、使用するキャリア周波数に応じた同期モードの発生する運転回転数を予め冷蔵庫制御回路116の記憶手段に書き込み記憶しておき、同期モード発生回転数を出力しない仕様にしている。
Therefore, the operation rotational speed at which the synchronous mode corresponding to the carrier frequency to be used is generated is stored in advance in the storage means of the
本実施の形態においては、3kHzのキャリア周波数を使用しているので出力禁止回転数として、166.7r/s(n=1)、83.3r/s(n=2)、55.6r/s(n=3)、41.7(n=4)を冷蔵庫制御回路116の記憶手段に記憶している。
In the present embodiment, since a carrier frequency of 3 kHz is used, 166.7 r / s (n = 1), 83.3 r / s (n = 2), 55.6 r / s are set as the output prohibition speed. (N = 3) and 41.7 (n = 4) are stored in the storage means of the
ここで、同期モードが発生する運転回転数において、運転回転数が低くなるほど時間Tは長くなるがキャリア周期が一定であり、時間Tとキャリア周期のn倍(nは整数)が一致する時のnは大きくなり、スイッチング素子のOFF時間の割合が小さくなるため、同期モードの発生確率は低くなる。または起こっても転流の遅れが小さく、影響が小さくなってくる。nが5以上であれば同期モードはほとんど発生しないことが実験的に確認できた。そこで本実施の形態ではnが4以下の同期モード発生回転数のみを冷蔵庫制御回路116の記憶手段に記憶する仕様にしている。
Here, in the operation speed at which the synchronous mode occurs, the time T becomes longer as the operation speed decreases, but the carrier period is constant, and the time T is equal to n times the carrier period (n is an integer). Since n increases and the ratio of the OFF time of the switching element decreases, the probability of occurrence of the synchronous mode decreases. Even if it occurs, the commutation delay is small, and the influence becomes small. It was experimentally confirmed that when n is 5 or more, the synchronous mode hardly occurs. Therefore, in the present embodiment, the specification is such that only the synchronous mode generation rotational speed in which n is 4 or less is stored in the storage means of the
以上のように構成されたインバータ回路について、以下その動作、作用を説明する。 About the inverter circuit comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
商用電源101から供給された交流電圧はAC/DC変換部103において直流化され、パワー回路104を構成する6つのスイッチング素子110〜115がドライブ回路105の出力信号によって動作し、直流から三相交流に変換された電圧がDCブラシレスモータ109を駆動する。
The AC voltage supplied from the
そして、位置検出回路106にてDCブラシレスモータ109の端子電圧と基準電圧をコンパレータにより比較して結果を出力し、回転数演算回路107にて位置検出回路106の出力信号を一定期間カウントしたり、パルス間隔を測定することによりDCブラシレスモータ109の回転速度を検出する。
Then, the
回転数制御回路108は、回転数演算回路107で算出されるDCブラシレスモータ109の回転数と冷蔵庫制御回路116から出力される指令回転数を比較し、Dutyの加減値を算出しドライブ回路105に算出結果を出力する。具体的には、DCブラシレスモータ109の回転数が冷蔵庫制御回路116から出力される指令回転数よりも低い場合にはDutyを増加させて回転数を増加させ、逆に高い場合にはDutyを減少させて回転数を低下させる。
The rotation
ドライブ回路105は、位置検出回路106の出力より転流のタイミングを計算し、回転数制御回路108での算出結果に応じて、冷蔵庫制御回路116からの指令回転数とDCブラシレスモータ109の運転回転数が一致するようにDutyの加減制御を行い、パワー回路104のスイッチング素子110、111、112、113、114、115をON/OFFさせる。
The
次に図2を用いて同期モードを防ぐ原理を説明する。 Next, the principle of preventing the synchronous mode will be described with reference to FIG.
図2は、キャリア周波数3kHz、55.6r/s(n=3)、Duty48%で運転時に、同期モードを生じない回転数、60.0r/s、Duty50%に上げたときのDCブラシレスモータ109の端子電圧を表した図であり、同期モードを抜け出す様子を示している。位置検出時間は回転数を大きくすることにより1000μsから926μsに短くなっており、また、誘起電圧の立ち上がる傾きも変化している。その結果、正しい位置検知タイミングで位置検出ができており、ほぼ正確なゼロクロス点の認識ができていることが分かる。また、VVにおいてB−Aの時間分遅れたとしても、次のゼロクロス点の認識は電流がONの時に正しくできており、連続的にゼロクロス点の認識が遅れることはないので同期モードの発生を防ぐことができる。
FIG. 2 shows a
このように、同期モード回転数を使用しないようにすることで仮に正しくゼロクロス点の認識できない状態があっても、連続して認識できないという状況に陥ることなく、連続して安定的に転流タイミングが遅れてしまう同期モードに陥ることを防ぐことができるのである。 Thus, even if there is a state where the zero-cross point cannot be recognized correctly by not using the synchronous mode rotation speed, the commutation timing is continuously and stably without falling into a situation where it cannot be recognized continuously. Can be prevented from falling into a synchronous mode.
本実施の形態では同期モード発生回転数に対して±2r/sの幅を持たせて冷蔵庫制御回路116の記憶手段に出力禁止帯として記憶させるようにしている。
In the present embodiment, a range of ± 2 r / s with respect to the synchronous mode generation rotational speed is provided and stored in the storage means of the
冷蔵庫では負荷の変動によりモータ回転数が微変動する場合があり、出力禁止帯に幅を持たせることによりモータ回転数が微変動した際に同期モード発生回転数と一致することを防止することで確実に同期モードの発生を防ぐことができる。 In the refrigerator, the motor speed may fluctuate slightly due to load fluctuations, and by providing a width in the output prohibition band, it is possible to prevent the motor speed from fluctuating to coincide with the synchronous mode generation speed. The generation of the synchronous mode can be surely prevented.
ここで、本実施の形態においては通常時のキャリア周波数が3kHzに設定されており、このキャリア周波数で同期モードが発生する運転回転数は55.6r/s(n=3)、41.7r/s(n=4)、33.3r/s(n=5)、27.8r/s(n=6)、・・・となる。そのため、冷蔵庫制御回路116を構成するマイクロコンピュータのメモリに上記回転数を禁止回転数として記憶している。
Here, in the present embodiment, the normal carrier frequency is set to 3 kHz, and the operation speed at which the synchronous mode is generated at this carrier frequency is 55.6 r / s (n = 3), 41.7 r / s (n = 4), 33.3 r / s (n = 5), 27.8 r / s (n = 6),. Therefore, the above rotational speed is stored as a prohibited rotational speed in the memory of the microcomputer constituting the
また、予め同期モード発生回転数を冷蔵庫制御回路116に記憶させるのではなく、インバータ制御装置102にて使用するキャリア周波数に応じた同期モード発生回転数を算出し、出力禁止命令として通信にて冷蔵庫制御回路116に出力し、冷蔵庫制御回路116のメモリに書き込み出力禁止帯を設定するという手段もある。この手段であれば、冷蔵庫制御回路116から命令する必要がないため、インバータ制御装置102が独立して出力禁止帯を設定できる。
Further, instead of storing the synchronous mode generation rotational speed in the
特に近年、冷蔵庫制御回路116は自社開発を行い、インバータ制御装置102は複数のメーカーから購入することが一般的であり、この発明を用いることでので、複数のメーカーのインバータ制御装置102に対して1つの冷蔵庫制御回路116で出力禁止帯の設定ができるので、インバータ制御装置102の種類に応じた冷蔵庫制御回路116の開発を行う必要がなくなるため、冷蔵庫制御回路116の開発納期短縮・開発効率向上に大きな効果がある。
In particular, in recent years, the
これら、同期モードが発生する運転回転数において、キャリア周波数が大きくなるほどキャリア周期が小さくなりスイッチング素子のOFF時間、ON時間がともに短くなり、時間Tに含まれるPWM波形の数も多くなるため同期モードの発生確率は低くなる。または起こっても転流の遅れが小さく、影響が出なくなってくる。 In these operation rotation speeds in which the synchronous mode occurs, the carrier cycle becomes smaller as the carrier frequency becomes larger, and both the OFF time and the ON time of the switching element become shorter, and the number of PWM waveforms included in the time T also increases. The probability of occurrence is low. Or even if it happens, the delay of commutation is small and the influence will not come out.
また、DCブラシレスモータの極数が多くなると、ロータを1回転させるのにより多くの回数の転流が必要になる。そのため電気角60°に相当する時間Tは小さくなる。時間Tが小さくなると時間Tの間に入力するキャリアのパルス数が少なくなるので運転回転数が高くなるのと同様に、同期モードが発生しやすくなる。 Further, when the number of poles of the DC brushless motor is increased, more commutations are required to rotate the rotor once. Therefore, the time T corresponding to an electrical angle of 60 ° is reduced. When the time T is reduced, the number of carrier pulses input during the time T is reduced, so that the synchronous mode is likely to occur as in the case where the operating rotational speed is increased.
同期モードが顕著に発生するのはDCブラシレスモータ109の極数が6極以上の場合であり、この場合に、同期モードを生じない運転回転数命令をドライブ回路105に出力することでの同期モードの防止効果がより顕著に得られる。
The synchronous mode is noticeably generated when the number of poles of the
以上のように本実施の形態によれば同期モードの発生を防ぐことができるので、消費電力が増加してしまったり、保護回路が働きDCブラシレスモータが停止してしまうといったことがなく、省エネ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。 As described above, according to the present embodiment, since the generation of the synchronous mode can be prevented, the power consumption does not increase and the DC brushless motor does not stop because the protection circuit is activated. A highly reliable inverter control device can be provided.
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2における冷蔵庫のブロック図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a block diagram of the refrigerator in the second embodiment of the present invention.
以下、図3に基づいて本実施の形態について説明する。なお、実施の形態1と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the same structure as
密閉型電動圧縮機218は、密閉容器219と、密閉容器219内にステータとロータとからなる電動要素220と、圧縮要素221より構成される。
The hermetic
図3において、インバータ回路は実施の形態1に用いたインバータ制御装置102であり商用電源101に接続され、密閉型電動圧縮機218を駆動する。インバータ制御装置102と密閉型電動圧縮機218は、冷蔵庫222内に設置されており、同じく冷蔵庫222内には冷蔵庫制御回路116が設置されている。そして冷蔵庫制御回路116からインバータ制御装置102に運転指令を出力し、密閉型電動圧縮機218を起動・運転させる。
In FIG. 3, the inverter circuit is the
以上のような構成において実施の形態1のインバータ制御装置102で冷蔵庫222を運転することにより同期モードの発生を防ぐことができるので、同期モードの発生のない、省エネで信頼性の高い冷蔵庫を提供することができる。
Since the occurrence of the synchronous mode can be prevented by operating the
また、同期モード発生回転数に対して±2r/sの幅を持たせて冷蔵庫制御回路116の記憶手段に出力禁止帯として記憶させることでの冷蔵庫の負荷変動によるモータ回転数の微変動時にも確実に同期モードの発生を防ぐことができる。
Further, even when the motor rotation speed slightly fluctuates due to a load change of the refrigerator by having a range of ± 2 r / s with respect to the rotation speed of the synchronous mode and storing it in the storage means of the
また、インバータ制御装置102から冷蔵庫制御回路116の記憶手段に出力禁止命令を出力し、冷蔵庫制御回路116の出力禁止帯を設定することにより、複数のインバータ制御装置102に対して、1つの冷蔵庫制御回路116で対応できるため開発納期短縮・開発効率向上を図ることができる。
Further, by outputting an output prohibition command from the
また、同期モードが顕著に発生する6極以上のDCブラシレスモータ109を使用した場合には同期モードの防止効果がより顕著に得られる。
Further, when the
以上のように、本発明にかかるインバータ制御装置及び冷蔵庫は同期モードの発生を防ぐことができるので、消費電力が増加してしまったり、保護回路が働きDCブラシレスモータが停止してしまうといったことがなく、自動販売機用・エアコン用密閉型電動圧縮機のインバータ駆動装置としても有用である。 As described above, since the inverter control device and the refrigerator according to the present invention can prevent the occurrence of the synchronous mode, the power consumption increases or the protection circuit works to stop the DC brushless motor. In addition, it is also useful as an inverter driving device for hermetic electric compressors for vending machines and air conditioners.
102 インバータ制御装置
104 パワー回路
105 ドライブ回路
106 位置検出回路
107 回転数演算回路
108 回転数制御回路
109 DCブラシレスモータ
110、111、112、113、114、115 スイッチング素子
116 冷蔵庫制御回路
222 冷蔵庫
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005198323A JP2007020293A (en) | 2005-07-07 | 2005-07-07 | Inverter controller and refrigerator |
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---|---|---|---|---|
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JP2008236932A (en) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Rohm Co Ltd | Motor drive device and electrical apparatus using this |
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2005
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