JP2007236188A - Inverter device - Google Patents

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尚美 後藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small inverter device having small noise vibration and detecting phase current by software with few calculation processings. <P>SOLUTION: The inverter device includes a first current detector 15 for detecting a current between a lower arm switching element 3 of one phase among three phases and the negative side of a DC power supply 1 and with a second current detector 6 for detecting DC current between the DC power supply 1 and the inverter device 23. The first current detector 15 detects the phase current of the phase, and the second current detector 6 detects the phase current, other than the phase current which the first current detector 15 detects. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、PWM変調を行うインバータ装置の相電流検出方法に関するものである。   The present invention relates to a phase current detection method for an inverter device that performs PWM modulation.

従来、この種の相電流検出方法として、PWM変調による正弦波駆動方式によりセンサレスDCブラシレスモータを駆動するインバータ装置において、直流電源からインバータ装置への直流電源ラインの電流センサにより検出する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as this type of phase current detection method, in an inverter device that drives a sensorless DC brushless motor by a sinusoidal wave drive method using PWM modulation, a method of detecting by a current sensor of a DC power supply line from the DC power supply to the inverter device is known. (For example, refer to Patent Document 1).

この回路について以下説明する。図17にインバータ装置とその周辺の電気回路を示す。インバータ装置21の制御回路12は、シャント抵抗6からの電圧により2相分の相電流を検出する。当該2個の電流値から残り1相分の相電流を演算する(固定子巻線4の中性点において、キルヒホッフの電流の法則を適用する)。これらの電流値に基づき、センサレスDCブラシレスモータ11(以降モータと称す)を構成する磁石回転子5による誘起電圧を演算し、その位置検出を行う。そして、通信による回転数指令信号(図示せず)等に基づき、インバータ回路10を構成するスイッチング素子2(IGBT、FET,トランジスタ等が用いられる)を制御し、バッテリー1からの直流電圧をPWM変調でスイッチングすることにより、正弦波状の交流電流をモータ11を構成する固定子巻線4へ出力する。インバータ回路10を構成するダイオード3は、固定子巻線4に流れる電流の還流ルートとなる。スイッチング素子2について、上アームスイッチング素子をU、V、W、下アームスイッチング素子をX、Y、Zと定義し、また、各スイッチング素子U、V、W、X、Y、Zに対応するダイオードを、3U、3V、3W、3X、3Y、3Zと定義する。   This circuit will be described below. FIG. 17 shows an inverter device and its surrounding electric circuit. The control circuit 12 of the inverter device 21 detects the phase current for two phases based on the voltage from the shunt resistor 6. The phase current for the remaining one phase is calculated from the two current values (Kirchhoff's current law is applied at the neutral point of the stator winding 4). Based on these current values, an induced voltage by the magnet rotor 5 constituting the sensorless DC brushless motor 11 (hereinafter referred to as a motor) is calculated, and its position is detected. Based on a rotational speed command signal (not shown) by communication, etc., the switching element 2 (IGBT, FET, transistor, etc.) constituting the inverter circuit 10 is controlled, and the DC voltage from the battery 1 is PWM modulated. By switching at, a sinusoidal alternating current is output to the stator winding 4 constituting the motor 11. The diode 3 constituting the inverter circuit 10 serves as a return route for the current flowing through the stator winding 4. For the switching element 2, upper arm switching elements are defined as U, V, W, and lower arm switching elements are defined as X, Y, Z, and diodes corresponding to the switching elements U, V, W, X, Y, Z Is defined as 3U, 3V, 3W, 3X, 3Y, 3Z.

シャント抵抗6による2相分の相電流検出についての詳細は割愛するが、上アームスイッチング素子U,V,WのON、OFF状態で電源ライン(シャント抵抗6)に流れる相電流を知ることができる。上アームスイッチング素子のONする相が無い時は流れず(非通電、下循環)、1相のみON時はその相の電流が流れ(通電)、2相ON時は残りの相の電流が流れ(通電)、3相全てON時は流れない(非通電、上循環)。ここで、通電とは、バッテリー1からインバータ回路10(モータ11)へ電力供給される状態のことであり、非通電とは、バッテリー1からインバータ回路10(モータ11)へ電力供給されない状態のことである。また、非通電における、下循環とは下アームスイッチング素子X,Y,Z全てがONとなり、下アームとモータ11間で電流が循環している状態のことであり、上循環とは上アームスイッチング素子U,V,W全てがONとなり、上アームとモータ11間で電流が循環している状態のことである。   Although details of phase current detection for two phases by the shunt resistor 6 are omitted, it is possible to know the phase current flowing in the power supply line (shunt resistor 6) when the upper arm switching elements U, V, W are turned on and off. . It does not flow when the upper arm switching element does not have an ON phase (de-energized, lower circulation). When only one phase is ON, the current of that phase flows (energized). When the two-phase is ON, the current of the remaining phase flows. (Energized) Does not flow when all three phases are ON (non-energized, upper circulation). Here, energization refers to a state in which power is supplied from the battery 1 to the inverter circuit 10 (motor 11), and non-energization refers to a state in which power is not supplied from the battery 1 to the inverter circuit 10 (motor 11). It is. In the non-energized state, the lower circulation is a state in which all of the lower arm switching elements X, Y, and Z are turned on and current is circulated between the lower arm and the motor 11, and the upper circulation is the upper arm switching. The elements U, V, and W are all turned on, and the current is circulating between the upper arm and the motor 11.

図18に、3相変調の波形の特性図を示す。10%変調における、U相端子電圧41、V相端子電圧42、W相端子電圧43及び中性点電圧29を示している。これらの端子電圧はPWM変調にて縦軸に示すDuty(%)で実現される。中性点電圧29は、各相の端子電圧の和を求め3で除した値である。また、相電圧は、端子電圧から中性点電圧を引いた値であり、正弦波になる。   FIG. 18 shows a characteristic diagram of a three-phase modulation waveform. A U-phase terminal voltage 41, a V-phase terminal voltage 42, a W-phase terminal voltage 43, and a neutral point voltage 29 are shown in 10% modulation. These terminal voltages are realized by duty (%) indicated on the vertical axis by PWM modulation. The neutral point voltage 29 is a value obtained by calculating the sum of the terminal voltages of each phase and dividing by 3. The phase voltage is a value obtained by subtracting the neutral point voltage from the terminal voltage, and is a sine wave.

図19の上側に、図18に破線で示した位相60度においての1キャリア内(キャリア周期)での上アームスイッチング素子U,V,WのON期間(Duty)を中央から左右対称に表示している。U相の上アームスイッチング素子UのON期間を細実線で表わし、V相の上アームスイッチング素子VのON期間を中実線で表わし、W相の上アームスイッチング素子WのON期間を太実線で表わしている。また、下循環期間(非通電期間)を破線矢印で示している。   On the upper side of FIG. 19, the ON periods (Duty) of the upper arm switching elements U, V, W within one carrier (carrier cycle) at the phase of 60 degrees indicated by the broken line in FIG. 18 are displayed symmetrically from the center. ing. The ON period of the U-phase upper arm switching element U is represented by a thin solid line, the ON period of the V-phase upper arm switching element V is represented by a solid solid line, and the ON period of the W-phase upper arm switching element W is represented by a thick solid line. ing. Further, the lower circulation period (non-energization period) is indicated by a broken line arrow.

図19の下側に、上記状態において、直流電源ライン(シャント抵抗6)に直流電流として流れる相電流を示している。U相のみON時においては、U相の相電流iUが流れ、U相及びW相の2相がON時は残りの相であるV相の相電流iVが流れる。然しながら、これら電流の流れる時間は短く、制御回路12は、シャント抵抗6からの電圧による相電流検出ができない。この相電流検出できない場合の対応として、一部の相(上アームスイッチング素子)のON期間を増加もしくは減少させる方法が示されている。   The lower part of FIG. 19 shows the phase current flowing as a direct current in the direct current power line (shunt resistor 6) in the above state. When only the U phase is ON, the U phase current iU flows, and when the U phase and the W phase are ON, the remaining V phase current iV flows. However, the time during which these currents flow is short, and the control circuit 12 cannot detect the phase current based on the voltage from the shunt resistor 6. As a countermeasure when this phase current cannot be detected, a method of increasing or decreasing the ON period of some phases (upper arm switching elements) is shown.

図20に、この対応例を示す。キャリア周期の前半において、上アームスイッチング素子UのONΔ期間を増加させ、上アームスイッチング素子VのON期間を減少させている。これにより、電流の流れる時間が長くなり、制御回路12は、シャント抵抗6からの電圧により相電流検出ができるようになる。U相のみON時においては、U相の相電流iUが、U相及びW相がON時はV相の相電流iVが検出可能となる。この期間を検出期間として、実線矢印で表示し、実線矢印近傍に検出可能な電流の相を示す。この場合、U相の相電流iUの検出期間をU、V相の相電流iVの検出期間をVと表示している。   FIG. 20 shows an example of this correspondence. In the first half of the carrier cycle, the ON Δ period of the upper arm switching element U is increased and the ON period of the upper arm switching element V is decreased. As a result, the time during which the current flows becomes long, and the control circuit 12 can detect the phase current by the voltage from the shunt resistor 6. When only the U phase is ON, the phase current iU of the U phase can be detected, and when the U phase and the W phase are ON, the phase current iV of the V phase can be detected. This period is set as a detection period and is indicated by a solid line arrow, and a detectable current phase is shown in the vicinity of the solid line arrow. In this case, the detection period of the U-phase phase current iU is indicated as U, and the detection period of the V-phase phase current iV is indicated as V.

このようにすれば、相電流を検出可能となるが、通電時間が長くなり、本来のPWM変調以上に電流が流れることになる。図21に、この増加したU相の相電流をΔiU、V相の相電流をΔiVとして示す。このΔiU、ΔiVにより、バッテリー1からインバータ回路10(モータ11)への電力供給が本来のPWM変調より大きくなってしまう。   In this way, the phase current can be detected, but the energization time becomes longer, and the current flows more than the original PWM modulation. FIG. 21 shows the increased U-phase current as ΔiU and the V-phase current as ΔiV. Due to the ΔiU and ΔiV, the power supply from the battery 1 to the inverter circuit 10 (motor 11) becomes larger than the original PWM modulation.

上記方法とは異なり下アームで相電流を検出する方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。この方式について以下説明する。   Unlike the above method, a method of detecting the phase current with the lower arm has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). This method will be described below.

図22にインバータ装置とその周辺回路を示す。図17との相違点は、シャント抵抗6が無い点、シャント抵抗15、シャント抵抗16、シャント抵抗17が追加されている点、制御回路12が制御回路13となっている点であり、その他に関しては、図17と同一であり、記号等はそのまま適用する。また、電流検出以外の機能もそのまま適用される。インバータ装置22の制御回路13は、U相下アームとアース間に設けられたシャント抵抗15、V相下アームとアース間に設けられたシャント抵抗16、W相下アームとアース間に設けられたシャント抵抗17それぞれからの電圧により相電流を演算する。シャント抵抗15に電流が流れるのは(電流を検出できるのは)下アームスイッチング素子XのON期間、シャント抵抗16に電流が流れるのは(電流を検出できるのは)下アームスイッチング素子YのON期間、シャント抵抗17に電流が流れるのは(電流を検出できるのは)下アームスイッチング素子ZのON期間である。   FIG. 22 shows an inverter device and its peripheral circuits. 17 differs from FIG. 17 in that there is no shunt resistor 6, a shunt resistor 15, a shunt resistor 16, and a shunt resistor 17 are added, and the control circuit 12 is a control circuit 13. Is the same as FIG. 17, and the symbols and the like are applied as they are. Also, functions other than current detection are applied as they are. The control circuit 13 of the inverter device 22 is provided between the U-phase lower arm and the ground, the shunt resistor 15 provided between the V-phase lower arm and the ground, and the W-phase lower arm and the ground. The phase current is calculated from the voltage from each shunt resistor 17. The current flows through the shunt resistor 15 (the current can be detected) while the lower arm switching element X is ON, and the current flows through the shunt resistor 16 (the current can be detected) when the lower arm switching element Y is ON. During the period, the current flows through the shunt resistor 17 (the current can be detected) during the ON period of the lower arm switching element Z.

この方式においては、上アームスイッチング素子の最大電流を検出できない即ち上アームスイッチング素子の過電流保護ができない。上アームスイッチング素子1相がON、下アームスイッチング素子2相がONの場合において、上アームスイッチング素子の電流を検出するには、下アームスイッチング素子2相の電流の和をとらなければならない。そのため、上アームスイッチング素子の過電流保護を行うためには、下アームスイッチング素子各相の電流の和を出力する回路が必要になる。
特開2003−189670号公報(第2頁、請求項2、第14頁、第1図、第15頁、第9図) 特開2003−284374号公報(第7頁、第1図)
In this method, the maximum current of the upper arm switching element cannot be detected, that is, the overcurrent protection of the upper arm switching element cannot be performed. When the upper arm switching element 1 phase is ON and the lower arm switching element 2 phase is ON, to detect the current of the upper arm switching element, the sum of the currents of the lower arm switching element 2 must be taken. Therefore, in order to perform overcurrent protection of the upper arm switching element, a circuit that outputs the sum of the currents of the respective phases of the lower arm switching element is required.
JP 2003-189670 A (page 2, claim 2, page 14, FIG. 1, page 15, FIG. 9) JP 2003-284374 A (page 7, FIG. 1)

上記のように、PWM変調を行うインバータ装置の相電流検出方法には、それぞれに課題がある。直流電源ラインの電流センサにより検出する方法においては、電流の流れる時間が短く検出できない場合には、一部の相の上アームスイッチング素子のON期間を増加もしくは減少させる必要がある。これにより、本来のPWM変調以上に電流が流れ電力供給されることになる。そのため、騒音振動悪化の要因となっている。そのため、一部の相の上アームスイッチング素子のON期間増加もしくは減少は、極力短く少なくしなければならない。   As described above, each phase current detection method for an inverter device that performs PWM modulation has problems. In the detection method using the current sensor of the DC power supply line, if the current flowing time is short and cannot be detected, it is necessary to increase or decrease the ON period of the upper arm switching elements of some phases. As a result, a current flows more than the original PWM modulation and power is supplied. Therefore, it becomes a factor of noise and noise deterioration. Therefore, the increase or decrease in the ON period of the upper arm switching elements of some phases must be minimized and minimized.

空調装置に用いられる電動圧縮機をインバータ装置で駆動する場合、その騒音を防止するためルームエアコンなどでは防音箱などの防音装置を用いる事も可能であるが、車両用の空調装置に用いられる電動圧縮機においては、搭載スペース、重量などの制約により防音装置を用いる事は困難である。また、車室内への振動伝達防止のため、振動を小さく抑制しなければならないが、同様に防振装置を用いる事は困難である。ルームエアコンにおいても環境を考慮し極力低振動低騒音であることが求められる。   When an electric compressor used in an air conditioner is driven by an inverter device, it is possible to use a soundproof device such as a soundproof box in a room air conditioner in order to prevent the noise, but the electric compressor used in a vehicle air conditioner In a compressor, it is difficult to use a soundproofing device due to restrictions such as mounting space and weight. Further, although vibration must be suppressed to prevent vibration transmission to the passenger compartment, it is difficult to use a vibration isolator as well. The room air conditioner is also required to be as low vibration and low noise as possible in consideration of the environment.

また、上アームスイッチング素子のON期間を増加もしくは減少させて相電流を検出するためには、制御ソフトが複雑となり、高性能の制御回路(マイコン)が必要となる。即ち、増加もしくは減少させる時間の演算と実行、検出するタイミングの演算と実行を、本来のPWM変調、過電流保護、通信機能などに加えて行わなければならず、高速演算処理が求められる。制御回路(マイコン)によっては、実現困難となってしまう。そのため、増加もしくは減少させる時間の演算と実行、検出するタイミングの演算と実行は、極力少なくしなければならない。   Further, in order to detect the phase current by increasing or decreasing the ON period of the upper arm switching element, the control software becomes complicated and a high-performance control circuit (microcomputer) is required. That is, the calculation and execution of the time to increase or decrease and the calculation and execution of the detection timing must be performed in addition to the original PWM modulation, overcurrent protection, communication function, etc., and high-speed calculation processing is required. Depending on the control circuit (microcomputer), it will be difficult to realize. Therefore, the calculation and execution of the time to increase or decrease, and the calculation and execution of the detection timing must be minimized.

下アームで相電流を検出する方法においては、3相ともにシャント抵抗があり、過電流保護を行うための下アームスイッチング素子各相の電流の和を出力する回路も必要であるため、部品点数が多く、小型化の障害となる。シャント抵抗は電力抵抗でありサイズが大きく、放熱に対してのプリント基板スペースも必要になる。例えば、抵抗値が10mΩ、電流値が20Aにおける消費電力は4Wになる。そのため、電動圧縮機に搭載されるインバータ装置においては、小型化が特に重要となるため、実現が困難になる。   In the method of detecting the phase current with the lower arm, there are shunt resistors in all three phases, and a circuit that outputs the sum of the currents of the lower arm switching elements for overcurrent protection is also required. Many obstacles to miniaturization. The shunt resistor is a power resistor and has a large size, and requires a printed circuit board space for heat dissipation. For example, the power consumption is 4 W when the resistance value is 10 mΩ and the current value is 20 A. For this reason, in an inverter device mounted on an electric compressor, downsizing is particularly important, which makes it difficult to realize.

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、騒音振動が小さく、小型であり、演算処理の少ないソフトで相電流の検出ができるインバータ装置の提供を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an inverter device that can detect a phase current with software that is small in noise and vibration, small in size, and requires little arithmetic processing.

上記課題を解決するために、本発明のインバータ装置は、直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子と直流電源のマイナス側に接続される下アームスイッチング素子を3相備え、直流電源の直流電圧をPWM変調にてスイッチングすることにより正弦波状の3相交流電流を出力するインバータ装置において、3相のうち1相の下アームスイッチング素子と直流電源のマイナス側との間の電流を検出する第1の電流検出器及び直流電源とインバータ装置間の直流電流を検出する第2の電流検出器とを備え、第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出し、第2の電流検出器により第1の電流検出器が検出する相電流以外の相電流を検出するものである。   In order to solve the above problems, an inverter device according to the present invention includes three phases of an upper arm switching element connected to the positive side of a DC power source and a lower arm switching element connected to the negative side of the DC power source. In an inverter device that outputs a sinusoidal three-phase alternating current by switching a direct current voltage by PWM modulation, a current between a lower arm switching element of one of the three phases and the negative side of the direct current power source is detected. A first current detector and a second current detector for detecting a DC current between the DC power source and the inverter device, and the first current detector detects a phase current of the phase provided with the current detector; The phase current other than the phase current detected by the first current detector is detected by the second current detector.

上記構成により、下アームで1相分の相電流を検出するので、直流電源ラインの電流センサでは残り2相のうち1相のみ検出すれば良い。そのため、一部の相の上アームスイッチング素子のON期間増加もしくは減少を少なくできる。これにより、騒音振動を小さくできる。また、増加もしくは減少させる時間の演算と実行、検出するタイミングの演算と実行も少なくなる。これにより、制御ソフトの演算処理が少なくなり実現が容易になる。   With the above configuration, since the phase current for one phase is detected by the lower arm, the current sensor of the DC power supply line needs to detect only one of the remaining two phases. Therefore, the increase or decrease in the ON period of the upper arm switching elements of some phases can be reduced. Thereby, noise vibration can be reduced. Further, the calculation and execution of the time to increase or decrease and the calculation and execution of the detection timing are also reduced. As a result, the calculation processing of the control software is reduced and the implementation is facilitated.

また、直流電流を検出する第2の電流検出器により、上アームスイッチング素子の最大電流検出が可能であり過電流保護を行うことができる。そのため、下アームで相電流を検出する方法に比べ、電流検出器3個+下アームスイッチング素子各相の電流の和を出力する回路から電流検出器2個へと、小さくできる。   In addition, the second current detector that detects the direct current can detect the maximum current of the upper arm switching element and can perform overcurrent protection. Therefore, compared with the method of detecting the phase current with the lower arm, the circuit for outputting the sum of the currents of the three current detectors and the respective phases of the lower arm switching elements can be reduced to two current detectors.

そして、第1の電流検出器により検出される相電流が、第2の電流検出器においても検出可能な場合(一部の相の上アームスイッチング素子のON期間増加もしくは減少なしで)、双方の電流検出値を比較することにより、双方の電流検出器の故障診断を行うことができる。第2の電流検出器には過電流保護機能があるため、故障診断ができることは信頼性上有用である。   When the phase current detected by the first current detector can be detected also by the second current detector (without increasing or decreasing the ON period of the upper arm switching element of some phases) By comparing the current detection values, failure diagnosis of both current detectors can be performed. Since the second current detector has an overcurrent protection function, it is useful in terms of reliability to perform fault diagnosis.

本発明のインバータ装置は、騒音振動が小さく、小型であり、演算処理の少ないソフトで相電流の検出ができる。   The inverter device of the present invention is small in noise and vibration, small in size, and can detect a phase current with software with little arithmetic processing.

第1の発明は、直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子と直流電源のマイナス側に接続される下アームスイッチング素子を3相備え、直流電源の直流電圧をPWM変調にてスイッチングすることにより正弦波状の3相交流電流を出力するインバータ装置において、3相のうち1相の下アームスイッチング素子と直流電源のマイナス側との間の電流を検出する第1の電流検出器及び直流電源とインバータ装置間の直流電流を検出する第2の電流検出器とを備え、第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出し、第2の電流検出器により第1の電流検出器が検出する相電流以外の相電流を検出する。   The first invention comprises three phases of an upper arm switching element connected to the positive side of the DC power source and a lower arm switching element connected to the negative side of the DC power source, and switches the DC voltage of the DC power source by PWM modulation. 1st current detector and DC power supply which detect the current between the lower arm switching element of one phase among the three phases and the negative side of the DC power supply in the inverter device which outputs a sinusoidal three-phase AC current And a second current detector for detecting a direct current between the inverter devices, the phase current of the phase provided with the current detector is detected by the first current detector, and the second current detector A phase current other than the phase current detected by the first current detector is detected.

上記構成により、下アームで1相分の相電流を検出するので、直流電源ラインの電流センサでは残り2相のうち1相のみ検出すれば良い。そのため、一部の相の上アームスイッチング素子のON期間増加もしくは減少を少なくできる。これにより、騒音振動を小さくできる。また、増加もしくは減少させる時間の演算と実行、検出するタイミングの演算と実行も少なくなる。これにより、制御ソフトの演算処理が少なくなり実現が容易になる。また、直流電流を検出する第2の電流検出器により、上アームスイッチング素子の最大電流検出が可能であり過電流保護を行うことができる。そのため、下アームで相電流を検出する方法に比べ、電流検出器3個+下アームスイッチング素子各相の電流の和を出力する回路から電流検出器2個へと、小さくできる。   With the above configuration, since the phase current for one phase is detected by the lower arm, the current sensor of the DC power supply line needs to detect only one of the remaining two phases. Therefore, the increase or decrease in the ON period of the upper arm switching elements of some phases can be reduced. Thereby, noise vibration can be reduced. Further, the calculation and execution of the time to increase or decrease and the calculation and execution of the detection timing are also reduced. As a result, the calculation processing of the control software is reduced and the implementation is facilitated. In addition, the second current detector that detects the direct current can detect the maximum current of the upper arm switching element and can perform overcurrent protection. Therefore, compared with the method of detecting the phase current with the lower arm, the circuit for outputting the sum of the currents of the three current detectors and the respective phases of the lower arm switching elements can be reduced to two current detectors.

これにより、騒音振動が小さく、小型であり、簡単な制御ソフトで相電流の検出ができるインバータ装置が得られる。   As a result, an inverter device that is small in noise vibration, small in size, and capable of detecting the phase current with simple control software can be obtained.

第2の発明は、第1の発明のインバータ装置において、キャリア周期内における3相全ての相において、上アームスイッチング素子のON期間から同一のON期間を削減することにより、第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出するものである。これにより、100%変調にて、第1の電流検出器の備えられた相の下アームスイッチング素子がONとならない位相においても、ON期間を設けることができ、第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出できる。下アームスイッチング素子のON期間が小さい場合、95%変調など100%変調に近い場合などにも適用できる。上記手法により、常に第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出できるため、ソフトの一貫性を保つことが出来る。   According to a second aspect of the present invention, in the inverter device of the first aspect, the same ON period is reduced from the ON period of the upper arm switching element in all three phases within the carrier cycle, whereby the first current detector Thus, the phase current of the phase provided with the current detector is detected. Accordingly, an ON period can be provided even in a phase where the lower arm switching element of the phase in which the first current detector is provided is not turned ON by 100% modulation, and the current is detected by the first current detector. The phase current of the phase provided with the detector can be detected. The present invention can also be applied to a case where the lower arm switching element has a short ON period or a case where the lower arm switching element is close to 100% modulation such as 95% modulation. According to the above method, since the phase current of the phase provided with the current detector can always be detected by the first current detector, the consistency of the software can be maintained.

この時、3相全ての相において同一のON期間を削減するものであり、一部の相(上アームスイッチング素子)のみのON期間を増加もしくは減少させるものではないので、通電時間はそのままであり、PWM変調は変化しない。即ち、PWM変調以上に電流が流れることはない。また、キャリア周期内において、通電期間が前半と後半に分けられPWM変調がきめ細かくなるため、電流が滑らかになり騒音振動が小さくなる。   At this time, the same ON period is reduced in all three phases, and the ON period of only a part of the phases (upper arm switching elements) is not increased or decreased. The PWM modulation does not change. That is, no current flows beyond the PWM modulation. In addition, since the energization period is divided into the first half and the second half in the carrier cycle and the PWM modulation becomes fine, the current becomes smooth and noise vibration is reduced.

第3の発明は、直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子と直流電源のマイナス側に接続される下アームスイッチング素子を3相備え、直流電源の直流電圧をPWM変調にてスイッチングすることにより正弦波状の3相交流電流を出力するインバータ装置において、3相のうち1相の上アームスイッチング素子と直流電源のプラス側との間の電流を検出する第1の電流検出器及び直流電源とインバータ装置間の直流電流を検出する第2の電流検出器とを備え、第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出し、第2の電流検出器により第1の電流検出器が検出する相電流以外の相電流を検出する。   The third invention comprises three phases of an upper arm switching element connected to the positive side of the DC power source and a lower arm switching element connected to the negative side of the DC power source, and switches the DC voltage of the DC power source by PWM modulation. 1st current detector and DC power supply which detect the current between the upper arm switching element of one phase among the three phases and the positive side of the DC power supply in the inverter device which outputs sinusoidal three-phase AC current And a second current detector for detecting a direct current between the inverter devices, the phase current of the phase provided with the current detector is detected by the first current detector, and the second current detector A phase current other than the phase current detected by the first current detector is detected.

上記構成により、上アームで1相分の相電流を検出するので、直流電源ラインの電流センサでは残り2相のうち1相のみ検出すれば良い。そのため、一部の相の上アームスイッチング素子のON期間増加もしくは減少を少なくできる。これにより、騒音振動を小さくできる。また、増加もしくは減少させる時間の演算と実行、検出するタイミングの演算と実行も少なくなる。これにより、制御ソフトの演算処理が少なくなり実現が容易になる。また、直流電流を検出する第2の電流検出器により、上アームスイッチング素子の最大電流検出が可能であり過電流保護を行うことができる。そのため、下アームで相電流を検出する方法に比べ、電流検出器3個+下アームスイッチング素子各相の電流の和を出力する回路から電流検出器2個へと、小さくできる。   With the above configuration, since the phase current for one phase is detected by the upper arm, only one of the remaining two phases needs to be detected by the current sensor of the DC power supply line. Therefore, the increase or decrease in the ON period of the upper arm switching elements of some phases can be reduced. Thereby, noise vibration can be reduced. Further, the calculation and execution of the time to increase or decrease and the calculation and execution of the detection timing are also reduced. As a result, the calculation processing of the control software is reduced and the implementation is facilitated. In addition, the second current detector that detects the direct current can detect the maximum current of the upper arm switching element and can perform overcurrent protection. Therefore, compared with the method of detecting the phase current with the lower arm, the circuit for outputting the sum of the currents of the three current detectors and the respective phases of the lower arm switching elements can be reduced to two current detectors.

これにより、騒音振動が小さく、小型であり、簡単な制御ソフトで相電流の検出ができるインバータ装置が得られる。   As a result, an inverter device that is small in noise vibration, small in size, and capable of detecting the phase current with simple control software can be obtained.

第4の発明は、第3の発明のインバータ装置において、キャリア周期内における3相全ての相において、上アームスイッチング素子のON期間へ同一のON期間を追加することにより、第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出するものである。これにより、100%変調にて、第1の電流検出器の備えられた相の上アームスイッチング素子がONとならない位相においても、ON期間を設けることができ、第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出できる。上アームスイッチング素子のON期間が小さい場合、95%変調など100%変調に近い場合などにも適用できる。上記手法により、ソフトの一貫性を保つことが出来る。   According to a fourth invention, in the inverter device of the third invention, the same ON period is added to the ON period of the upper arm switching element in all three phases in the carrier cycle, whereby the first current detector Thus, the phase current of the phase provided with the current detector is detected. Accordingly, an ON period can be provided even in a phase where the upper arm switching element of the phase in which the first current detector is provided is not turned ON by 100% modulation, and the current is detected by the first current detector. The phase current of the phase provided with the detector can be detected. The present invention can also be applied to a case where the ON period of the upper arm switching element is small, or a case where the upper arm switching element is close to 100% modulation such as 95% modulation. By the above method, consistency of software can be maintained.

この時、3相全ての相において同一のON期間を追加するものであり、一部の相(上アームスイッチング素子)のみのON期間を増加もしくは減少させるものではないので、通電時間はそのままであり、PWM変調は変化しない。即ち、PWM変調以上に電流が流れることはない。また、キャリア周期内において、通電期間が前半と後半に分けられPWM変調がきめ細かくなるため、電流が滑らかになり騒音振動が小さくなる。   At this time, the same ON period is added to all three phases, and the ON period of only a part of the phases (upper arm switching elements) is not increased or decreased. The PWM modulation does not change. That is, no current flows beyond the PWM modulation. In addition, since the energization period is divided into the first half and the second half in the carrier cycle and the PWM modulation becomes fine, the current becomes smooth and noise vibration is reduced.

第5の発明は、第1乃至第4の発明のインバータ装置において、第2の電流検出器による相電流検出は、当該相電流検出に必要となる上アームスイッチング素子のON期間調節が小さい方の相電流を検出するものである。これにより、ON期間調節を小さく抑制できる。そのため、騒音振動を小さくできる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the inverter device according to the first to fourth aspects of the invention, the phase current detection by the second current detector has a smaller ON period adjustment of the upper arm switching element required for the phase current detection. The phase current is detected. Thereby, ON period adjustment can be suppressed small. Therefore, noise vibration can be reduced.

第6の発明は、第1乃至第4の発明のインバータ装置において、第2の電流検出器により第1の電流検出器が検出する相電流以外の2相分の相電流を検出し、当該2相分の相電流から演算される残りの相の相電流値と第1の電流検出器の検出値とを比較するものである。これにより、第1の電流検出器、第2の電流検出器及び電流検出関連回路の故障診断を行うことができる。   According to a sixth invention, in the inverter devices of the first to fourth inventions, the second current detector detects a phase current for two phases other than the phase current detected by the first current detector, and the 2 The phase current value of the remaining phase calculated from the phase current of the phase is compared with the detection value of the first current detector. Thereby, failure diagnosis of the first current detector, the second current detector, and the current detection related circuit can be performed.

第7の発明は、第1乃至第4の発明のインバータ装置において、第2の電流検出器により第1の電流検出器が検出する相電流をも検出し、第1の電流検出器の検出値と比較するものである。これにより、第1の電流検出器、第2の電流検出器及び電流検出関連回路の故障診断を行うことができる。   According to a seventh invention, in the inverter device of the first to fourth inventions, the phase current detected by the first current detector is also detected by the second current detector, and the detection value of the first current detector is detected. Is to be compared. Thereby, failure diagnosis of the first current detector, the second current detector, and the current detection related circuit can be performed.

第8の発明は、第1乃至第7の発明のインバータ装置において、電流検出器をシャント抵抗とするもので、ホール素子を用いた電流検出器などに比較して小型で耐振性強化を図ることができる。   According to an eighth invention, in the inverter device of the first to seventh inventions, the current detector is a shunt resistor, which is smaller and has improved vibration resistance as compared with a current detector using a Hall element. Can do.

第9の発明は、第1乃至第8の発明のインバータ装置において、3相交流電流は電動圧縮機のモータへ出力されるものである。エアコン、冷蔵庫に使用される電動圧縮機は運転時間が長く、室内であるため騒音振動の影響が大きい。そのため、低騒音低振動の本インバータ装置は有用である。   A ninth aspect of the invention is the inverter device of the first to eighth aspects of the invention, wherein the three-phase alternating current is output to the motor of the electric compressor. Electric compressors used in air conditioners and refrigerators have a long operation time and are greatly affected by noise and vibration because they are indoors. Therefore, the present low-noise, low-vibration inverter device is useful.

第10の発明は、第9の発明のインバータ装置において、電動圧縮機に搭載されるものである。電動圧縮機に搭載されるインバータ装置は、取り付けスペースに制約があり小型化が必要で、モータからの振動に対して耐振性が必要であるため、小型で、低振動でモータを駆動できる本インバータ装置は有用である。   A tenth aspect of the invention is the inverter device according to the ninth aspect of the invention, which is mounted on an electric compressor. The inverter device mounted on the electric compressor is limited in installation space, needs to be downsized, and requires vibration resistance against vibrations from the motor. Therefore, this inverter is small and can drive the motor with low vibration. The device is useful.

第11の発明は、第1乃至第10の発明のインバータ装置において、車両に搭載されるものである。車両用においては、搭載スペースに制約があり小型化が必要で、重量などの制約により防音装置、防振装置の設置が困難であり、小型で低騒音低振動の本インバータ装置は有用である。   An eleventh aspect of the invention is the inverter device according to the first to tenth aspects of the invention, which is mounted on a vehicle. In the case of a vehicle, the mounting space is limited and it is necessary to reduce the size, and it is difficult to install a soundproofing device and a vibrationproofing device due to weight and other constraints, and this inverter device having a small size, low noise, and low vibration is useful.

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 embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るインバータ装置23とその周辺の電気回路である。背景技術における図22との相違点は、シャント抵抗16及びシャント抵抗17が無い点、シャント抵抗6が追加されている点、制御回路13が制御回路14となっている点であり、その他に関しては、図22と同一であり、記号等はそのまま適用する。また、電流検出以外の機能もそのまま適用される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an inverter device 23 according to Embodiment 1 of the present invention and an electric circuit around it. 22 in the background art is that the shunt resistor 16 and the shunt resistor 17 are not provided, the shunt resistor 6 is added, and the control circuit 13 is the control circuit 14. This is the same as FIG. 22, and the symbols and the like are applied as they are. Also, functions other than current detection are applied as they are.

シャント抵抗15により、U相の相電流iUが検出できる。これを、図2により説明する。図2は、10%3相変調の位相30度〜90度における下アームのON期間、下循環期間を示す特性図である。10%3相変調における各相波形は前述の図18に示したものである。U相の下アームスイッチング素子XのON期間を細実線で表わし、V相の下アームスイッチング素子YのON期間を中実線で表わし、W相の下アームスイッチング素子ZのON期間を太実線で表わしている。また、下循環期間を破線矢印で示している。但し、表示を簡明にするために、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との短絡防止用デッドタイムは割愛している。位相60度の場合、キャリア周期内において、図19に示す上アームのON期間を差し引いた期間に対応する。下アームスイッチング素子XのON期間が各位相において確保されており(図20のキャリア周期前半におけるiU、iVの時間以上である)、シャント抵抗15により、U相の相電流iUが検出できる。   The shunt resistor 15 can detect the U-phase current iU. This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a characteristic diagram showing a lower arm ON period and a lower circulation period in a phase of 30% to 90 degrees of 10% three-phase modulation. Each phase waveform in 10% three-phase modulation is as shown in FIG. The ON period of the U-phase lower arm switching element X is represented by a thin solid line, the ON period of the V-phase lower arm switching element Y is represented by a solid solid line, and the ON period of the W-phase lower arm switching element Z is represented by a thick solid line. ing. Further, the lower circulation period is indicated by a broken line arrow. However, in order to simplify the display, a dead time for preventing a short circuit between the upper arm switching element and the lower arm switching element is omitted. The phase of 60 degrees corresponds to a period obtained by subtracting the upper arm ON period shown in FIG. 19 within the carrier period. The ON period of the lower arm switching element X is ensured in each phase (iU and iV in the first half of the carrier cycle in FIG. 20), and the U-phase phase current iU can be detected by the shunt resistor 15.

U相の相電流iUは検出できるので、U相以外1相分の相電流(V相の相電流iVもしくはW相の相電流iW)が、シャント抵抗6で検出できれば良い。残りの相電流は、固定子巻線4の中性点において、キルヒホッフの電流の法則を適用することにより求められる。図3、図4により、相電流検出が1相分のみであることの効果を説明する。図3は、図19において、V相の相電流iVのみが検出できるように、上アームスイッチング素子VのON期間を減少させた状態を示している。図4は、これにより増加したV相の相電流ΔiVを示す。図21に比較すると、U相の増加した相電流ΔiUはない。従って、2相分の相電流を検出する場合(図20)に比較し、1相分のみの相電流を検出する場合(図3)の騒音振動は、凡そ半分と想定される。   Since the phase current iU of the U phase can be detected, it is sufficient that the phase current for one phase other than the U phase (the phase current iV of the V phase or the phase current iW of the W phase) can be detected by the shunt resistor 6. The remaining phase current is determined by applying Kirchhoff's current law at the neutral point of the stator winding 4. The effect of the phase current detection for only one phase will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a state in which the ON period of the upper arm switching element V is reduced so that only the V-phase current iV can be detected in FIG. FIG. 4 shows the phase current ΔiV of the V phase thus increased. Compared to FIG. 21, there is no increased phase current ΔiU for the U phase. Therefore, compared with the case where the phase current for two phases is detected (FIG. 20), the noise vibration in the case where the phase current for only one phase is detected (FIG. 3) is assumed to be approximately half.

次に、他の位相、変調について考察する。図5は10%3相変調における各相波形の変調を示す特性図である。破線で示した各位相について確認する。図6に、位相30度〜90度における上アームのON期間、検出期間、下循環期間を示す。図7は位相150度〜210度について、図8は位相270度〜330度について同様に示す。   Next, other phases and modulation will be considered. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the modulation of each phase waveform in 10% three-phase modulation. Check each phase indicated by the broken line. FIG. 6 shows the ON period, the detection period, and the lower circulation period of the upper arm in the phase of 30 degrees to 90 degrees. 7 shows the same for the phases 150 to 210 degrees, and FIG. 8 shows the same for the phases 270 to 330 degrees.

図6〜図8に関し、本発明の場合について説明する。図6〜図8において、下循環期間が充分長い。これにより、下アームスイッチング素子XのON期間が充分確保されるので(図20のキャリア周期前半におけるiU、iVの時間以上)、シャント抵抗15により、U相の相電流iUが検出可能である。そのため、シャント抵抗6では、V相の相電流iVもしくはW相の相電流iWが検出できれば良い。   The case of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8, the downward circulation period is sufficiently long. As a result, a sufficient ON period of the lower arm switching element X is secured (iU, iV time or more in the first half of the carrier cycle in FIG. 20), so that the U-phase phase current iU can be detected by the shunt resistor 15. Therefore, the shunt resistor 6 only needs to detect the V-phase phase current iV or the W-phase phase current iW.

図6において、位相30度ではiVが検出できるので、上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)は必要ない。位相45度ではiV、iWともに検出できないので、上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)が必要となる。そのため、検出対象の相電流が増加する。この場合のように、ひとつの相電流を検出するために発生する相電流の増加を(平均的な値として)Δiとする。位相60度、位相75度、位相90度においてもiV、iWともに検出できない。そのため、それぞれ、Δiが発生する。これにより、図6に関し、本発明の場合は、4Δiの相電流増加が発生する。但し、位相90度においては、iUが検出できる。そのため、シャント抵抗15により検出されたiUと比較し、この比較結果の大小により、シャント抵抗15、シャント抵抗6及び電流検出関連回路の故障診断をすることができる。この場合、シャント抵抗6では、2相分の相電流を検出することになる。   In FIG. 6, since iV can be detected at a phase of 30 degrees, it is not necessary to adjust (increase or decrease) the ON period of the upper arm switching element. Since iV and iW cannot be detected at a phase of 45 degrees, it is necessary to adjust (increase or decrease) the ON period of the upper arm switching element. Therefore, the phase current to be detected increases. As in this case, an increase in the phase current generated for detecting one phase current is set as Δi (as an average value). IV and iW cannot be detected even at a phase of 60 degrees, a phase of 75 degrees, and a phase of 90 degrees. Therefore, Δi occurs respectively. Thereby, with respect to FIG. 6, in the case of the present invention, a phase current increase of 4Δi occurs. However, iU can be detected at a phase of 90 degrees. Therefore, compared with iU detected by the shunt resistor 15, failure diagnosis of the shunt resistor 15, the shunt resistor 6 and the current detection related circuit can be performed based on the magnitude of the comparison result. In this case, the shunt resistor 6 detects phase currents for two phases.

図7において、位相150度ではiWが、位相210度ではiVが検出できるので、上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)は必要ない。位相165度、位相180度、位相195度においてはiV、iWともに検出できない。そのため、それぞれ、Δiが発生する。これにより、図7に関し、本発明の場合は、3Δiの相電流増加が発生する。位相165度、位相180度、位相195度においては、iV、iWのどちらを検出しても良いが、上アームスイッチング素子のON期間調節が小さくなる方を検出するのが良い。即ち、位相165度では上アームスイッチング素子WのON期間を削減しiWを、位相195度では上アームスイッチング素子VのON期間を追加しiVを検出するのが良い。位相165度では上アームスイッチング素子VのON期間を追加しiVを検出することもできるが、このiV検出のための追加量はiW検出のための削減量よりも大きくなる。また、位相195度では上アームスイッチング素子WのON期間を削減しiWを検出することもできるが、このiW検出のための削減量はiV検出のための追加量よりも大きくなる。従って、上アームスイッチング素子のON期間調節を小さく抑制できる。そのため、騒音振動を小さくできる。位相180度においては、どちらでも同じである。   In FIG. 7, since iW can be detected at a phase of 150 degrees and iV can be detected at a phase of 210 degrees, it is not necessary to adjust (increase or decrease) the ON period of the upper arm switching element. IV and iW cannot be detected at 165 degrees, 180 degrees, and 195 degrees. Therefore, Δi occurs respectively. Accordingly, with respect to FIG. 7, in the case of the present invention, a phase current increase of 3Δi occurs. In phase 165 degrees, phase 180 degrees, and phase 195 degrees, either iV or iW may be detected, but it is preferable to detect the smaller ON period adjustment of the upper arm switching element. That is, it is preferable to detect iV by reducing the ON period of the upper arm switching element W at phase 165 degrees and adding the ON period of the upper arm switching element V at phase 195 degrees. At the phase of 165 degrees, the ON period of the upper arm switching element V can be added to detect iV, but the additional amount for iV detection is larger than the reduction amount for iW detection. Further, at the phase of 195 degrees, the ON period of the upper arm switching element W can be reduced to detect iW, but the reduction amount for iW detection is larger than the additional amount for iV detection. Therefore, the ON period adjustment of the upper arm switching element can be reduced. Therefore, noise vibration can be reduced. Both are the same at the phase of 180 degrees.

図8において、位相330度ではiWが検出できるので、上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)は必要ない。位相270度、位相285度、位相300度、位相315度においてはiV、iWともに検出できない。そのため、それぞれ、Δiが発生する。これにより、図8に関し、本発明の場合は、4Δiの相電流増加が発生する。但し、位相270度においては、iUが検出でできる。そのため、シャント抵抗15により検出されたiUと比較し、この比較結果の大小により、シャント抵抗15、シャント抵抗6及び電流検出関連回路の故障診断をすることができる。この場合、シャント抵抗6では、2相分の相電流を検出することになる。   In FIG. 8, since iW can be detected at a phase of 330 degrees, it is not necessary to adjust (increase or decrease) the ON period of the upper arm switching element. IV and iW cannot be detected at 270 degrees, 285 degrees, 300 degrees, and 315 degrees. Therefore, Δi occurs respectively. Thus, with respect to FIG. 8, in the case of the present invention, a phase current increase of 4Δi occurs. However, iU can be detected at a phase of 270 degrees. Therefore, compared with iU detected by the shunt resistor 15, failure diagnosis of the shunt resistor 15, the shunt resistor 6 and the current detection related circuit can be performed based on the magnitude of the comparison result. In this case, the shunt resistor 6 detects phase currents for two phases.

以上により、図6〜図8に関し、本発明の場合、11Δiの相電流増加が発生すると考察できる。   From the above, with respect to FIGS. 6 to 8, it can be considered that an increase in the phase current of 11Δi occurs in the present invention.

次に、図6〜図8に関し、図17、図20の例に示す従来の場合について説明する。下アームの電流を検出するためのシャント抵抗15はないので、シャント抵抗6で、2相分の相電流を検出する必要がある。   Next, the conventional case shown in the examples of FIGS. 17 and 20 will be described with reference to FIGS. Since there is no shunt resistor 15 for detecting the current of the lower arm, it is necessary to detect the phase current for two phases with the shunt resistor 6.

図6において、位相30度ではiVが、位相90度ではiUが検出できるので、上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)は1相分必要となる。そのため、それぞれ、Δiの相電流増加が発生する。位相45度、位相60度、位相75度では1相分も検出できないので、上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)が2相分必要となる。そのため、それぞれ、2Δiの相電流増加が発生する。これにより、図6に関し、従来の場合は、8Δiの相電流増加が発生する。   In FIG. 6, since iV can be detected at a phase of 30 degrees and iU can be detected at a phase of 90 degrees, the ON period adjustment (increase or decrease) of the upper arm switching element is required for one phase. As a result, a phase current increase of Δi occurs. Since even one phase cannot be detected at 45 degrees, 60 degrees, and 75 degrees, it is necessary to adjust (increase or decrease) the ON period of the upper arm switching element for two phases. As a result, a phase current increase of 2Δi occurs. Thereby, with respect to FIG. 6, in the conventional case, an increase in phase current of 8Δi occurs.

図7においても同様に、8Δiの相電流増加が発生する。図8においても同様であり、8Δiの相電流増加が発生する。以上により、図6〜図8に関し、従来の場合、24Δiの相電流増加が発生すると考察できる。   Similarly in FIG. 7, an increase in phase current of 8Δi occurs. The same applies to FIG. 8, and an increase in phase current of 8Δi occurs. 6 to 8, it can be considered that a phase current increase of 24Δi occurs in the conventional case.

従って、図6〜図8(10%3相変調)に関し、本発明の場合は、従来の場合に比較し、相電流増加即ち騒音振動は凡そ半分(11÷24)になると考察される。   Therefore, with respect to FIGS. 6 to 8 (10% three-phase modulation), in the case of the present invention, it is considered that the increase in phase current, that is, noise vibration is about half (11 ÷ 24) compared to the conventional case.

次に、50%変調について考察する。図9は50%3相変調における各相波形の変調を示す特性図である。破線で示した各位相について確認する。図10に、位相30度〜90度における上アームのON期間、検出期間、下循環期間を示す。図11は位相150度〜210度、図12は位相270度〜330度について同様に示す。   Next, consider 50% modulation. FIG. 9 is a characteristic diagram showing the modulation of each phase waveform in 50% three-phase modulation. Check each phase indicated by the broken line. FIG. 10 shows the upper arm ON period, the detection period, and the lower circulation period in the phase of 30 to 90 degrees. FIG. 11 shows the same for the phase of 150 to 210 degrees, and FIG. 12 shows the same for the phase of 270 to 330 degrees.

図10〜図12に関し、本発明の場合について説明する。図10〜図12において、下循環期間が充分長い。これにより、下アームスイッチング素子XのON期間が充分確保されるので(図20のキャリア周期前半におけるiU、iVの時間以上)、シャント抵抗15により、U相の相電流iUが検出可能である。そのため、シャント抵抗6では、V相の相電流iVもしくはW相の相電流iWが検出できれば良い。   The case of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 12, the downward circulation period is sufficiently long. As a result, a sufficient ON period of the lower arm switching element X is secured (iU, iV time or more in the first half of the carrier cycle in FIG. 20), so that the U-phase phase current iU can be detected by the shunt resistor 15. Therefore, the shunt resistor 6 only needs to detect the V-phase phase current iV or the W-phase phase current iW.

図10において、位相30度、位相45度、位相60度、位相75度ではiVが検出できるので、上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)は必要ない。位相90度においてはiV、iWともに検出できない。そのため、Δiが発生する。これにより、図10に関し、本発明の場合は、1Δiの相電流増加が発生する。但し、位相45度、位相60度、位相75度、位相90度においては、iUが検出できる。そのため、シャント抵抗15により検出されたiUと比較し、この比較結果の大小により、シャント抵抗15、シャント抵抗6及び電流検出関連回路の故障診断をすることができる。これらの場合、シャント抵抗6では、2相分の相電流を検出することになる。   In FIG. 10, since iV can be detected at a phase of 30 degrees, a phase of 45 degrees, a phase of 60 degrees, and a phase of 75 degrees, it is not necessary to adjust (increase or decrease) the ON period of the upper arm switching element. IV and iW cannot be detected at a phase of 90 degrees. Therefore, Δi occurs. Thus, with respect to FIG. 10, in the case of the present invention, a phase current increase of 1Δi occurs. However, iU can be detected at 45 degrees, 60 degrees, 75 degrees, and 90 degrees. Therefore, compared with iU detected by the shunt resistor 15, failure diagnosis of the shunt resistor 15, the shunt resistor 6 and the current detection related circuit can be performed based on the magnitude of the comparison result. In these cases, the shunt resistor 6 detects phase currents for two phases.

図11において、どの位相においてもiWもしくはiVが検出できるので、上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)は必要ない。これにより、図11に関し、本発明の場合は、相電流増加は発生しない。位相165度、位相180度、位相195度においては、iW、iV両方が検出できる。この両者を検出すれば、iUを演算できる。この演算されたiUと、シャント抵抗15により検出されたiUとを比較し、この
比較結果により、シャント抵抗15、シャント抵抗6及び電流検出関連回路の故障診断をすることができる。例えば、比較結果の差が、シャント抵抗のばらつき範囲内ならば正常、ばらつき範囲外ならば故障と診断する。
In FIG. 11, since iW or iV can be detected in any phase, it is not necessary to adjust (increase or decrease) the ON period of the upper arm switching element. Accordingly, with respect to FIG. 11, in the case of the present invention, no increase in phase current occurs. Both iW and iV can be detected at a phase of 165 degrees, a phase of 180 degrees, and a phase of 195 degrees. If both are detected, iU can be calculated. The calculated iU and the iU detected by the shunt resistor 15 are compared, and a failure diagnosis of the shunt resistor 15, the shunt resistor 6 and the current detection related circuit can be performed based on the comparison result. For example, if the difference in the comparison result is within the variation range of the shunt resistance, it is diagnosed as normal, and if it is outside the variation range, the failure is diagnosed.

図12において、位相285度、位相300度、位相315度、位相330度ではiWが検出できるので、上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)は必要ない。位相270度においてはiV、iWともに検出できない。そのため、Δiが発生する。これにより、図12に関し、本発明の場合は、1Δiの相電流増加が発生する。但し、位相270度、位相285度、位相300度、位相315度においては、iUが検出できる。そのため、シャント抵抗15により検出されたiUと比較し、この比較結果の大小により、シャント抵抗15、シャント抵抗6及び電流検出関連回路の故障診断をすることができる。これらの場合、シャント抵抗6では、2相分の相電流を検出することになる。   In FIG. 12, since iW can be detected at phase 285 degrees, phase 300 degrees, phase 315 degrees, and phase 330 degrees, it is not necessary to adjust (increase or decrease) the ON period of the upper arm switching element. IV and iW cannot be detected at a phase of 270 degrees. Therefore, Δi occurs. Accordingly, with respect to FIG. 12, in the case of the present invention, a phase current increase of 1Δi occurs. However, iU can be detected at 270 degrees, 285 degrees, 300 degrees, and 315 degrees. Therefore, compared with iU detected by the shunt resistor 15, failure diagnosis of the shunt resistor 15, the shunt resistor 6 and the current detection related circuit can be performed based on the magnitude of the comparison result. In these cases, the shunt resistor 6 detects phase currents for two phases.

以上により、図10〜図12に関し、本発明の場合、2Δiの相電流増加が発生すると考察できる。   From the above, with respect to FIGS. 10 to 12, it can be considered that a phase current increase of 2Δi occurs in the present invention.

図10〜図12に関し、従来の場合について説明する。下アームの電流を検出するためのシャント抵抗15はないので、シャント抵抗6で、2相分の相電流を検出する必要がある。図10において、位相45度、位相60度、位相75度では2相分の相電流(iU、iV)が検出できるので、上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)は必要ない。位相30度、位相90度においては1相分しか検出できない。そのため、それぞれ、Δiが発生する。これにより、図10に関し、従来の場合は、2Δiの相電流増加が発生する。   A conventional case will be described with reference to FIGS. Since there is no shunt resistor 15 for detecting the current of the lower arm, it is necessary to detect the phase current for two phases with the shunt resistor 6. In FIG. 10, since the phase currents (iU, iV) for two phases can be detected at the phase of 45 degrees, the phase of 60 degrees, and the phase of 75 degrees, the ON period adjustment (increase or decrease) of the upper arm switching element is not necessary. At 30 degrees and 90 degrees, only one phase can be detected. Therefore, Δi occurs respectively. Accordingly, with respect to FIG. 10, in the conventional case, a phase current increase of 2Δi occurs.

図11においても同様に、2Δiの相電流増加が発生する。図12においても同様であり、2Δiの相電流増加が発生する。以上により、図10〜図12に関し、従来の場合、6Δiの相電流増加が発生すると考察できる。   Similarly in FIG. 11, a phase current increase of 2Δi occurs. The same is true in FIG. 12, and a phase current increase of 2Δi occurs. From the above, with respect to FIGS. 10 to 12, it can be considered that a phase current increase of 6Δi occurs in the conventional case.

従って、図10〜図12(50%3相変調)に関し、本発明の場合従来の場合に比較し、相電流増加即ち騒音振動は凡そ1/3(2÷6)になると考察される。   Accordingly, with respect to FIGS. 10 to 12 (50% three-phase modulation), it is considered that the increase in phase current, that is, noise vibration, is approximately 1/3 (2 ÷ 6) in the present invention as compared with the conventional case.

上記により、本発明においては、下アームのシャント抵抗15で1相分の相電流iUを検出できるので、直流電源ラインのシャント抵抗6では残り2つiV,iWのうち1つのみ検出すれば良い。そのため、一部の相の上アームスイッチング素子のON期間増加もしくは減少を少なくできる。これにより、騒音振動を小さく(半分、1/3)できる。また、増加もしくは減少させる時間の演算と実行、検出するタイミングの演算と実行も少なくなる。これにより、制御ソフトの演算処理が少なくなり実現が容易になる。   As described above, in the present invention, since the phase current iU for one phase can be detected by the shunt resistor 15 of the lower arm, only one of the remaining two iV and iW needs to be detected by the shunt resistor 6 of the DC power supply line. . Therefore, the increase or decrease in the ON period of the upper arm switching elements of some phases can be reduced. Thereby, noise vibration can be made small (half, 1/3). Further, the calculation and execution of the time to increase or decrease and the calculation and execution of the detection timing are also reduced. As a result, the calculation processing of the control software is reduced and the implementation is facilitated.

また、直流電源ラインで直流電流を検出するシャント抵抗6により、上アームスイッチング素子の最大電流検出が可能であり過電流保護を行うことができる。そのため、下アームで相電流を検出する方法に比べ、シャント抵抗3個(シャント抵抗15、シャント抵抗16、シャント抵抗17)+下アームスイッチング素子各相の電流の和を出力する回路からシャント抵抗2個(シャント抵抗15、シャント抵抗6)へと、小さくできる。これにより、騒音振動が小さく、小型であり、演算処理の少ないソフトで相電流の検出ができるインバータ装置が得られる。   Further, the maximum current of the upper arm switching element can be detected by the shunt resistor 6 that detects a direct current on the direct current power line, and overcurrent protection can be performed. Therefore, compared with the method of detecting the phase current with the lower arm, the shunt resistor 2 is generated from a circuit that outputs the sum of the currents of the three phases of the shunt resistors (shunt resistor 15, shunt resistor 16, shunt resistor 17) + lower arm switching element. It can be reduced to individual pieces (shunt resistor 15, shunt resistor 6). As a result, it is possible to obtain an inverter device that is small in noise vibration, small in size, and capable of detecting a phase current with software with little arithmetic processing.

また、シャント抵抗15により検出される相電流iUが、シャント抵抗6においても検出可能な場合(一部の相の上アームスイッチング素子のON期間増加もしくは減少なしで)、双方の電流検出値を比較することにより、シャント抵抗15、シャント抵抗6及び電流検出関連回路の故障診断を行うことができる。シャント抵抗6には過電流保護機能があるため、故障診断ができることは信頼性上有用である。   In addition, when the phase current iU detected by the shunt resistor 15 can be detected also by the shunt resistor 6 (without increasing or decreasing the ON period of some phases of the upper arm switching elements), the current detection values of both are compared. Thus, failure diagnosis of the shunt resistor 15, the shunt resistor 6, and the current detection related circuit can be performed. Since the shunt resistor 6 has an overcurrent protection function, it is useful in terms of reliability to perform failure diagnosis.

尚、上記実施の形態において、図1において、シャント抵抗15(U相)は必要不可欠であるが、シャント抵抗16(V相)、シャント抵抗17(W相)が設けてあっても、差し支えない。下アームシャント抵抗は1個必要であるが、シャント抵抗15(U相)、シャント抵抗16(V相)、シャント抵抗17(W相)のいずれでも良い。キャリア周期内の前半で電流検出できるようにしているが、後半でも良い。また、前半、後半の両方でも良い。3相変調について説明したが2相変調についても同様に適用できる。   In the above embodiment, the shunt resistor 15 (U phase) is indispensable in FIG. 1, but a shunt resistor 16 (V phase) and a shunt resistor 17 (W phase) may be provided. . One lower arm shunt resistor is required, but any of the shunt resistor 15 (U phase), the shunt resistor 16 (V phase), and the shunt resistor 17 (W phase) may be used. The current can be detected in the first half of the carrier cycle, but it may be in the second half. Further, both the first half and the second half may be used. Although three-phase modulation has been described, the same applies to two-phase modulation.

さらに、電流を検出できるようにするための一部の相の上アームスイッチング素子のON期間調節(増加もしくは減少)は、例として図3に示したが、電流を検出するのに要する最小時間以上に設定すれば良い。図5、図9の特定の位相について示したが、他の位相においても対称関係にあり同様である。電流検出器としてシャント抵抗を示したが、これに限らず、ホール素子を用いた電流検出器、ダイオードの順方向電圧を検出する方式などでも良い。3相のうち1相の下アームスイッチング素子と直流電源のマイナス側との間にシャント抵抗を設ける場合を示したが、下アームスイッチング素子の上側に配置しても良い。即ち、下アームスイッチング素子と直流電源のマイナス側との間に流れる電流の電流値を検出できれば良い。   Furthermore, the ON period adjustment (increase or decrease) of the upper arm switching elements of some phases to enable detection of current is shown in FIG. 3 as an example, but it is longer than the minimum time required to detect current. Should be set. Although the specific phases of FIGS. 5 and 9 are shown, the same is true for the other phases as well. Although a shunt resistor is shown as the current detector, the present invention is not limited to this, and a current detector using a Hall element, a method of detecting a forward voltage of a diode, or the like may be used. Although the case where a shunt resistor is provided between the lower arm switching element of one phase and the negative side of the DC power supply among the three phases is shown, it may be arranged on the upper side of the lower arm switching element. That is, it is only necessary to detect the value of the current flowing between the lower arm switching element and the negative side of the DC power supply.

下循環において、電流検出する場合を例に挙げたが、キャリア周期中央付近の上アームスイッチング素子が全てがONとなる上循環期間において電流検出する場合にも適用できる。この場合、上アームと電源のプラス側との間を流れる電流を検出する電流検出器(シャント抵抗)を1相分設けることになる。   Although the case where current is detected in the lower circulation has been described as an example, the present invention can also be applied to a case where current is detected in an upper circulation period in which all the upper arm switching elements near the center of the carrier cycle are ON. In this case, a current detector (shunt resistor) for detecting a current flowing between the upper arm and the positive side of the power supply is provided for one phase.

(実施の形態2)
図13に、100%3相変調における各相波形の変調を示す。ここで、破線で示す位相90度においては、上アームスイッチング素子Uが100%Dutyとなるため、下アームスイッチング素子Xは0%Dutyとなる。そのため、相電流iUをシャント抵抗15により検出できない。これは、位相90度の近辺でも同じである。
(Embodiment 2)
FIG. 13 shows the modulation of each phase waveform in 100% three-phase modulation. Here, at the phase of 90 degrees indicated by the broken line, the upper arm switching element U has a 100% duty, so that the lower arm switching element X has a 0% duty. Therefore, the phase current iU cannot be detected by the shunt resistor 15. This is the same even in the vicinity of the phase of 90 degrees.

この対応を次に示す。図14の上側に、図13に破線で示した位相90度における、上アームのON期間、検出期間、下循環期間を示す。下循環期間は0である。この状態から、3相全ての相において、上アームスイッチング素子U,V,Wの各ON期間から同一のON期間を削減したものを、図14の下側に示す。下循環期間が確保されている。3相ともに同一のON期間を削減しているので、キャリア周期内中央の3相ともにONとなっている上循環期間が減少し、その分下循環期間が増加している。そのため、通電期間(U相)の長さは変わらない。即ち、PWM3相変調は変化しない。   This correspondence is shown below. On the upper side of FIG. 14, the ON period of the upper arm, the detection period, and the lower circulation period at the phase of 90 degrees indicated by the broken line in FIG. The lower circulation period is zero. From this state, the same ON period is reduced from the ON periods of the upper arm switching elements U, V, and W in all three phases. A downward circulation period is secured. Since the same ON period is reduced for all three phases, the upper circulation period in which all three phases in the center of the carrier cycle are ON decreases, and the lower circulation period increases accordingly. Therefore, the length of the energization period (U phase) does not change. That is, the PWM three-phase modulation does not change.

図14に対応する、下アームのON期間を図15に示す。図15の上側において、U相の下アームスイッチング素子Xは0%Dutyであるが、図15の下側において、ON期間が確保されている(図20のキャリア周期前半におけるiU、iVの時間以上である)。これにより、相電流iUはシャント抵抗15により検出できるようになる。相電流iUは、シャント抵抗6により検出することもできるが、上記手法により、位相に係わらず、相電流iUはシャント抵抗15により検出するというソフトの一貫性を保つことが出来る。   FIG. 15 shows the ON period of the lower arm corresponding to FIG. On the upper side of FIG. 15, the U-phase lower arm switching element X has 0% duty, but on the lower side of FIG. 15, the ON period is secured (iU and iV in the first half of the carrier cycle in FIG. 20 or more). Is). Thereby, the phase current iU can be detected by the shunt resistor 15. Although the phase current iU can be detected by the shunt resistor 6, the above method can maintain the software consistency that the phase current iU is detected by the shunt resistor 15 regardless of the phase.

また、図14の下側に示す如く、キャリア周期内において、通電期間が前半と後半に分けられPWM変調がきめ細かくなるため、電流が滑らかになり騒音振動が小さくなる。図6〜図8、図10〜図12に示されるように、3相変調においては、キャリア周期内中央の期間は3相ともに上アームがONとなり非通電期間(上循環期間)となる。また、キャリア周期内の前端、後端にもそれぞれ非通電期間(下循環期間)がある。そのため、キャリア周期内の前半と後半にそれぞれ通電期間がある。これは、2相変調が、1相が固定されるため上循環期間が存在せず、1回であるのに比べると、キャリア周期が半分(キャリア周波数が2倍)と同等になり、PWM変調がきめ細かくなる。但し、100%変調位相90度では、キャリア周期内の前端、後端に非通電期間(下循環期間)がないため、前後のキャリア周期における通電期間と連続してしまう。そのため、キャリア周期内の通電期間は2回であるが、結果として、1キャリア周期当たり通電期間は1回となり、上記効果が得られない。本発明により、上記効果が得られるようになる。但し、上アームスイッチング素子U,V,W各ON期間から同一のON期間を削減するにおいて、上循環期間がなくならないようにしなければならない。   Further, as shown in the lower side of FIG. 14, in the carrier period, the energization period is divided into the first half and the second half, and the PWM modulation becomes finer. Therefore, the current becomes smooth and noise vibration is reduced. As shown in FIGS. 6 to 8 and FIGS. 10 to 12, in the three-phase modulation, the upper arm is turned on for the three phases in the center period in the carrier period, and the non-energization period (up circulation period) is entered. There are also non-energization periods (down circulation periods) at the front end and the rear end in the carrier period. Therefore, there are energization periods in the first half and the second half in the carrier cycle. This is because the two-phase modulation has one phase fixed, so there is no upper circulation period, and the carrier period is half that of the single cycle (the carrier frequency is twice). It becomes fine. However, at the 100% modulation phase of 90 degrees, there is no non-energization period (lower circulation period) at the front and rear ends in the carrier period, and therefore, the energization period is continuous with the preceding and succeeding carrier periods. For this reason, the energization period in the carrier cycle is two times. As a result, the energization period is one time per carrier cycle, and the above effect cannot be obtained. According to the present invention, the above effects can be obtained. However, in reducing the same ON period from the ON periods of the upper arm switching elements U, V, and W, the upper circulation period must be eliminated.

上循環期間と下循環期間(前端、後端の和)とを等しくすると、通電タイミングが均等になる。そのため、3相変調の電流が更に滑らかになる。また、同一のON期間の削減は、100%3相変調の位相90度周辺のように、キャリア周期内における下アームスイッチング素子のON期間が0%または0%に近い相がある場合(下循環期間の時間が短く、電流を検出するのに要する最小時間を確保できない場合)にのみ行うだけで良い。従って、多くの場合、同一のON期間の削減は必要なく、制御は簡単である。   When the upper circulation period and the lower circulation period (the sum of the front end and the rear end) are equal, the energization timing is equalized. Therefore, the current of three-phase modulation becomes smoother. Also, the same ON period can be reduced when there is a phase in which the ON period of the lower arm switching element in the carrier period is close to 0% or 0%, such as around the 90% phase of 100% three-phase modulation (lower circulation). This is only necessary when the period is short and the minimum time required to detect the current cannot be secured. Therefore, in many cases, it is not necessary to reduce the same ON period, and the control is simple.

尚、上記実施の形態において、100%3相変調の位相90度について示したが、下アームでiVを検出する場合は位相210度周辺、下アームでiWを検出する場合は位相330度周辺が対象となる。下循環において、電流検出する場合を例に挙げたが、キャリア周期中央付近の上アームスイッチング素子が全てがONとなる上循環期間において電流検出する場合にも適用できる。この場合、上アームと電源のプラス側との間の電流を検出する電流検出器(シャント抵抗)を1相分設け、100%3相変調において、3相ともに、同一のON期間を追加することになる。この場合も同様の作用効果が得られる。上アームでiUを検出する場合は位相270度周辺、iVを検出する場合は位相30度周辺、iWを検出する場合は位相150度周辺が対象となる。   In the above embodiment, the phase of 90% of 100% three-phase modulation is shown. However, when iV is detected by the lower arm, the phase is around 210 degrees, and when iW is detected by the lower arm, the phase is around 330 degrees. It becomes a target. Although the case where current is detected in the lower circulation has been described as an example, the present invention can also be applied to a case where current is detected in an upper circulation period in which all the upper arm switching elements near the center of the carrier cycle are ON. In this case, a current detector (shunt resistor) for detecting the current between the upper arm and the positive side of the power supply is provided for one phase, and in 100% three-phase modulation, the same ON period is added for all three phases. become. In this case, the same effect can be obtained. When iU is detected by the upper arm, the phase is around 270 °, when iV is detected, the phase is around 30 °, and when iW is detected, the phase is around 150 °.

(実施の形態3)
図16に、電動圧縮機40の右側にインバータ装置23を密着させて取り付けた図を示す。金属製筐体32の中に圧縮機構部28、モータ11等が設置されている。冷媒は、吸入口33から吸入され、圧縮機構部28(この例ではスクロール)がモータ11で駆動されることにより、圧縮される。この圧縮された冷媒は、モータ11を通過する際にモータ11を冷却し、吐出口34より吐出される。
(Embodiment 3)
FIG. 16 is a diagram in which the inverter device 23 is attached in close contact with the right side of the electric compressor 40. The compression mechanism 28, the motor 11, and the like are installed in the metal casing 32. The refrigerant is sucked from the suction port 33 and compressed by driving the compression mechanism portion 28 (scroll in this example) by the motor 11. The compressed refrigerant cools the motor 11 when passing through the motor 11 and is discharged from the discharge port 34.

インバータ装置23は電動圧縮機40に取り付けられるように、ケース30を使用している。発熱源となるインバータ回路部10は、低圧配管38を介して低圧冷媒で冷却される。この冷却で結露しないように、インバータ装置23は吸入管38の下方に配置し、インバータ回路部10の周囲温度も下げて温度差が小さくなるようにしている。電動圧縮機40の内部でモータ11の巻き線に接続されているターミナル39は、インバータ回路部10の出力部に接続される。保持部35でインバータ装置23に固定される接続線36には、バッテリー1への電源線と回転数信号を送信するエアコンコントローラ(図示せず)との信号線がある。   The inverter device 23 uses the case 30 so as to be attached to the electric compressor 40. The inverter circuit unit 10 serving as a heat source is cooled by the low-pressure refrigerant through the low-pressure pipe 38. In order to prevent condensation due to this cooling, the inverter device 23 is arranged below the suction pipe 38, and the ambient temperature of the inverter circuit unit 10 is also lowered so that the temperature difference is reduced. A terminal 39 connected to the winding of the motor 11 inside the electric compressor 40 is connected to the output unit of the inverter circuit unit 10. The connection line 36 fixed to the inverter device 23 by the holding unit 35 includes a power line to the battery 1 and a signal line to an air conditioner controller (not shown) that transmits a rotation speed signal.

このようなインバータ装置一体型電動圧縮機では、インバータ装置23が小さいこと、モータから振動を受けるため、低振動で電動圧縮機のモータを駆動できることが必要になるので、本発明の実施の形態として好適である。   In such an inverter device-integrated electric compressor, since the inverter device 23 is small and receives vibration from the motor, it is necessary to be able to drive the motor of the electric compressor with low vibration. Is preferred.

尚、上記各実施の形態において、直流電源をバッテリーとしたが、これに限るものではなく、商用交流電源を整流した直流電源でもよい。モータをセンサレスDCブラシレスモータとしたが、誘導モータ等にも適用できる。また、車両用としては、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車などエンジン騒音のない車両で静粛性の効果が大きい。3相の場合を例に挙げたが、多相においても適用できる。   In each of the above embodiments, the DC power source is a battery. However, the present invention is not limited to this, and a DC power source obtained by rectifying a commercial AC power source may be used. Although the motor is a sensorless DC brushless motor, it can also be applied to an induction motor or the like. In addition, as a vehicle, a quiet effect is significant in a vehicle having no engine noise such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle. Although the case of three phases has been described as an example, the present invention can also be applied to multiphase.

以上のように、本発明にかかるインバータ装置は、騒音振動が小さく、小型であり、演算処理の少ないソフトで相電流の検出ができるので、各種民生用製品、各種産業用機器に適用できる。負荷としてモータ以外の交流機器にも適用可能である。   As described above, the inverter device according to the present invention can be applied to various consumer products and various industrial devices because it is small in noise and vibration, small in size, and capable of detecting phase current with software with little arithmetic processing. The load can be applied to AC devices other than motors.

本発明の実施の形態1に係るインバータ装置とその周辺の電気回路図The inverter apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, and its surrounding electric circuit diagram 同10%3相変調の位相30度〜90度における下アームのON期間、下循環期間を示す特性図Characteristic chart showing lower arm ON period and lower circulation period in 30% to 90 degrees phase of 10% 3-phase modulation 同位相60度において上アームのON期間削減した場合の上アームのON期間、検出期間、下循環期間、直流電流を示す特性図Characteristic diagram showing upper arm ON period, detection period, lower circulation period, and direct current when upper arm ON period is reduced at the same phase of 60 degrees 同上アームのON期間削減による増加直流電流を示す特性図Characteristic diagram showing increased DC current due to reduction of ON period of arm 同10%3相変調における各相波形の変調を示す特性図Characteristic chart showing modulation of each phase waveform in 10% 3-phase modulation 同10%3相変調の位相30度〜90度における上アームのON期間、検出期間、下循環期間を示す特性図The characteristic diagram which shows the ON period of the upper arm, the detection period, and the lower circulation period in the phase of 30% to 90 degrees of the same 10% three-phase modulation 同10%3相変調の位相150度〜210度における上アームのON期間、検出期間、下循環期間を示す特性図Characteristic chart showing upper arm ON period, detection period, and lower circulation period at 150% to 210 degrees of 10% three-phase modulation 同10%3相変調の位相270度〜330度における上アームのON期間、検出期間、下循環期間を示す特性図Characteristic chart showing upper arm ON period, detection period, and lower circulation period in phase 270 to 330 degrees of 10% three-phase modulation 同50%3相変調における各相波形の変調を示す特性図Characteristic diagram showing the modulation of each phase waveform in 50% 3-phase modulation 同50%3相変調の位相30度〜90度における上アームのON期間、検出期間、下循環期間を示す特性図The characteristic diagram which shows the ON period of the upper arm, the detection period, and the lower circulation period in the phase of 30% to 90 degrees of the 50% three-phase modulation 同50%3相変調の位相150度〜210度における上アームのON期間、検出期間、下循環期間を示す特性図The characteristic diagram which shows the ON period of the upper arm, the detection period, and the lower circulation period in the phase of 150 to 210 degrees of the 50% three-phase modulation 同50%3相変調の位相270度〜330度における上アームのON期間、検出期間、下循環期間を示す特性図Characteristic chart showing upper arm ON period, detection period, and lower circulation period in phase 270 to 330 degrees of 50% three-phase modulation 本発明の実施の形態2に係る100%3相変調における各相波形の変調を示す特性図The characteristic view which shows the modulation | alteration of each phase waveform in the 100% three phase modulation which concerns on Embodiment 2 of this invention 同位相90度において3相ともに同一の上アームON期間を削減する効果の説明図Explanatory diagram of the effect of reducing the same upper arm ON period for all three phases at the same phase of 90 degrees 同下アームにおける効果の説明図Explanatory drawing of effects in the lower arm 本発明の実施の形態3に係るインバータ装置一体型電動圧縮機の断面図Sectional drawing of the inverter apparatus integrated electric compressor which concerns on Embodiment 3 of this invention. 電源ラインのシャント抵抗で相電流を検出するインバータ装置とその周辺の電気回路図Inverter device that detects phase current with shunt resistance of power line and electrical circuit diagram around it 10%3相変調における各相波形の変調を示す特性図Characteristic diagram showing modulation of each phase waveform in 10% 3-phase modulation 10%3相変調の位相60度における上アームのON期間、下循環期間、直流電流を示す特性図Characteristic diagram showing upper arm ON period, lower circulation period, DC current at 60% phase of 10% 3-phase modulation 図19に上アームのON期間を増加削減して検出期間を追加した特性図Fig. 19 is a characteristic diagram in which the detection period is added by increasing and reducing the upper arm ON period. 図19から図20にかけて増加した直流電流を示す特性図FIG. 19 to FIG. 20 are characteristic diagrams showing the increased direct current. 下アームで相電流を検出するインバータ装置とその周辺の電気回路図Inverter device for detecting phase current with lower arm and surrounding electric circuit diagram

符号の説明Explanation of symbols

1 バッテリー
2 スイッチング素子
3 ダイオード
4 固定子巻線
5 磁石回転子
6 直流電流検出用シャント抵抗
10 インバータ回路
11 センサレスDCブラシレスモータ
15 U相電流検出用シャント抵抗
23 インバータ装置
40 電動圧縮機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Switching element 3 Diode 4 Stator winding 5 Magnet rotor 6 Shunt resistance for DC current detection 10 Inverter circuit 11 Sensorless DC brushless motor 15 Shunt resistance for U-phase current detection 23 Inverter device 40 Electric compressor

Claims (11)

直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子と前記直流電源のマイナス側に接続される下アームスイッチング素子を3相備え、前記直流電源の直流電圧をPWM変調にてスイッチングすることにより正弦波状の3相交流電流を出力するインバータ装置において、前記3相のうち1相の下アームスイッチング素子と前記直流電源のマイナス側との間の電流を検出する第1の電流検出器及び前記直流電源とインバータ装置間の直流電流を検出する第2の電流検出器とを備え、前記第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出し、前記第2の電流検出器により前記第1の電流検出器が検出する相電流以外の相電流を検出するインバータ装置。 Three phases of an upper arm switching element connected to the positive side of the DC power source and a lower arm switching element connected to the negative side of the DC power source are provided, and the DC voltage of the DC power source is switched by PWM modulation to form a sine wave In the inverter device that outputs the three-phase alternating current, the first current detector that detects the current between the lower arm switching element of one phase of the three phases and the negative side of the direct current power source, and the direct current power source, A second current detector for detecting a direct current between the inverter devices, the phase current of the phase provided with the current detector is detected by the first current detector, and the second current detector An inverter device that detects a phase current other than the phase current detected by the first current detector. キャリア周期内における3相全ての相において、上アームスイッチング素子のON期間から同一のON期間を削減することにより、前記第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出する請求項1に記載のインバータ装置。 By reducing the same ON period from the ON period of the upper arm switching element in all three phases within the carrier cycle, the phase current of the phase provided by the current detector is reduced by the first current detector. The inverter device according to claim 1 to be detected. 直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子と前記直流電源のマイナス側に接続される下アームスイッチング素子を3相備え、前記直流電源の直流電圧をPWM変調にてスイッチングすることにより正弦波状の3相交流電流を出力するインバータ装置において、前記3相のうち1相の上アームスイッチング素子と前記直流電源のプラス側との間の電流を検出する第1の電流検出器及び前記直流電源とインバータ装置間の直流電流を検出する第2の電流検出器とを備え、前記第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出し、前記第2の電流検出器により前記第1の電流検出器が検出する相電流以外の相電流を検出するインバータ装置。 Three phases of an upper arm switching element connected to the positive side of the DC power source and a lower arm switching element connected to the negative side of the DC power source are provided, and the DC voltage of the DC power source is switched by PWM modulation to form a sine wave In the inverter device that outputs the three-phase alternating current, the first current detector that detects the current between the upper arm switching element of one of the three phases and the positive side of the direct current power source, and the direct current power source, A second current detector for detecting a direct current between the inverter devices, the phase current of the phase provided with the current detector is detected by the first current detector, and the second current detector An inverter device that detects a phase current other than the phase current detected by the first current detector. キャリア周期内における3相全ての相において、上アームスイッチング素子のON期間に同一のON期間を追加することにより、前記第1の電流検出器により当該電流検出器の備えられた相の相電流を検出する請求項3に記載のインバータ装置。 In all three phases in the carrier cycle, by adding the same ON period to the ON period of the upper arm switching element, the phase current of the phase in which the current detector is provided is obtained by the first current detector. The inverter device according to claim 3 to be detected. 前記第2の電流検出器による相電流検出において、当該相電流検出に必要となる上アームスイッチング素子のON期間調節が小さい方の相電流を検出する請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載のインバータ装置。 5. The phase current detection by the second current detector detects a phase current having a smaller ON period adjustment of the upper arm switching element required for the phase current detection. The inverter device described in the paragraph. 前記第2の電流検出器により前記第1の電流検出器が検出する相電流以外の2相分の相電流を検出し、当該2相分の相電流から演算される残りの相の相電流値と前記第1の電流検出器の検出値とを比較する請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載のインバータ装置。 The second current detector detects phase currents for two phases other than the phase current detected by the first current detector, and the phase current values of the remaining phases calculated from the phase currents for the two phases The inverter apparatus as described in any one of Claims 1-4 which compares the detected value of a said 1st electric current detector with a 1st. 前記第2の電流検出器により前記第1の電流検出器が検出する相電流をも検出し、前記第1の電流検出器の検出値と比較する請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載のインバータ装置。 The phase current detected by the first current detector is also detected by the second current detector and is compared with a detection value of the first current detector. The inverter device described in the paragraph. 前記電流検出器は、シャント抵抗である請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載のインバータ装置。 The inverter device according to any one of claims 1 to 7, wherein the current detector is a shunt resistor. 前記3相交流電流は電動圧縮機のモータへ出力される請求項1から請求項8のうちいずれか一項に記載のインバータ装置。 The inverter device according to any one of claims 1 to 8, wherein the three-phase alternating current is output to a motor of an electric compressor. 前記電動圧縮機に搭載される請求項9に記載のインバータ装置。 The inverter apparatus of Claim 9 mounted in the said electric compressor. 車両に搭載される請求項1から請求項10のうちいずれか一項に記載のインバータ装置。 The inverter apparatus as described in any one of Claims 1-10 mounted in a vehicle.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009284752A (en) * 2008-04-21 2009-12-03 Panasonic Corp Inverter apparatus
JP2010081739A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Omron Corp Multiphase motor drive
JP2010233297A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Aisin Seiki Co Ltd Motor current detector and method of detecting motor current
WO2014167714A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-16 三菱電機株式会社 Power conversion device, motor drive device provided therewith, fan provided with said motor drive device, compressor, and air conditioner, refrigerator, and freezer provided with said fan and compressor
WO2014167719A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-16 三菱電機株式会社 Power convertor, motor driver equipped with power convertor, blower and compressor equipped with motor driver, and air conditioner, refrigerator, and freezer equipped with blower and compressor
US9647604B2 (en) 2013-04-08 2017-05-09 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device, motor drive device including power conversion device, air blower and compressor including motor drive device, and air conditioner, refrigerator, and freezer including air blower and compressor
US9780717B2 (en) 2013-12-03 2017-10-03 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device, motor driving device including power conversion device, blower and compressor including motor driving device, and air conditioner, refrigerator, and freezer including blower and compressor

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009284752A (en) * 2008-04-21 2009-12-03 Panasonic Corp Inverter apparatus
JP2010081739A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Omron Corp Multiphase motor drive
JP2010233297A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Aisin Seiki Co Ltd Motor current detector and method of detecting motor current
US9647604B2 (en) 2013-04-08 2017-05-09 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device, motor drive device including power conversion device, air blower and compressor including motor drive device, and air conditioner, refrigerator, and freezer including air blower and compressor
US20160036350A1 (en) * 2013-04-12 2016-02-04 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device and motor driving device
CN105075102A (en) * 2013-04-12 2015-11-18 三菱电机株式会社 Power conversion device, motor drive device provided therewith, fan provided with said motor drive device, compressor, and air conditioner, refrigerator, and freezer provided with said fan and compressor
WO2014167719A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-16 三菱電機株式会社 Power convertor, motor driver equipped with power convertor, blower and compressor equipped with motor driver, and air conditioner, refrigerator, and freezer equipped with blower and compressor
US9531301B2 (en) 2013-04-12 2016-12-27 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device and motor driving device
JP6067105B2 (en) * 2013-04-12 2017-01-25 三菱電機株式会社 Power conversion apparatus, motor drive apparatus including the same, blower including the same, compressor, air conditioner including them, refrigerator, and refrigerator
JPWO2014167719A1 (en) * 2013-04-12 2017-02-16 三菱電機株式会社 Power conversion apparatus, motor drive apparatus including the same, blower including the same, compressor, air conditioner including them, refrigerator, and refrigerator
US9641121B2 (en) 2013-04-12 2017-05-02 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device and motor drive device including power conversion device
WO2014167714A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-16 三菱電機株式会社 Power conversion device, motor drive device provided therewith, fan provided with said motor drive device, compressor, and air conditioner, refrigerator, and freezer provided with said fan and compressor
CN105075102B (en) * 2013-04-12 2017-08-29 三菱电机株式会社 Power inverter and its motor drive, air blower, compressor, air conditioner, refrigerator, refrigeration machine
US9780717B2 (en) 2013-12-03 2017-10-03 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device, motor driving device including power conversion device, blower and compressor including motor driving device, and air conditioner, refrigerator, and freezer including blower and compressor

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