JP2008118765A - インバータ装置、空調機およびインバータ装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インバータ装置は、レグL3の接続点WPと中間電位点NPとの間の導通/非導通を行う機械スイッチ13Aと、各レグのスイッチング素子のスイッチング動作を制御するインバータ制御手段23と、機械スイッチ13Aの動作を制御する切替制御手段21と、機械スイッチを非導通とし三相インバータ回路14を三相式インバータとして動作させるか、機械スイッチを導通させて三相インバータ回路14を二相式インバータとして動作させるかを判断して、切替制御手段に切替指令を出力する切替判断手段22とを備え、インバータ制御手段23は、少なくとも機械スイッチ13Aの導通/非導通動作が開始される時点においては、第1スイッチング素子および第2スイッチング素子の全てを非導通状態にさせ、その後の所定期間においても非導通状態を継続させる。
【選択図】図1
Description
<構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係るインバータ装置10Aの構成を示す概念図であり、図2は、スイッチング素子S1〜S6に関する制御回路ブロック図である。図1には、インバータ装置10Aに直流電圧を供給する直流電源11およびインバータ装置10Aの三相電流を受ける三相負荷として三相電動機(単に「モータ」とも称する)15も示されている。なお、三相負荷としては、誘導電動機、永久磁石型同期電動機(IPMSM:Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)等が用いられる。
次に、駆動方式について説明する。
次に、駆動方式の切替動作について説明する。図3は、駆動方式の切替動作のフローチャートである。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、インバータ装置10(10B)において、三相電流を出力する前に実行される動作について説明する。
図6は、本発明の第2実施形態に係るインバータ装置10Bの構成を示す概念図である。第2実施形態に係るインバータ装置10Bは、インバータ装置10Aと同様の構成を有しており、共通する部分については、同じ符号を付して説明を省略する。
このような構成において、スイッチング素子S3のエミッタは接続点VPに接続されており、スイッチング素子S3がオン(導通状態)となった場合には、接続点VPにはスイッチング素子S3によって直流電源11の高電位端の電圧が伝達されるので、スイッチング素子S3のベースに与えるべき制御信号としては、直流電源11の高電位端の電圧よりも高い電圧を与える必要がある。そこで、上アーム制御回路33へと接続点VPの電位に対して高電位を供給するために、ブートコンデンサ32を制御電源回路30を用いて充電する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態では、インバータ装置10(10C)による三相電流の出力動作を、非常停止指令によって停止する場合を例示する。
図8は、第3実施形態に係るインバータ装置10Cを示す図である。
次に、非常停止指令ESが入力されたときの動作について説明する。図9は、インバータ装置10Cを二相式インバータとして駆動した場合の等価回路図である。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態では、上記各実施形態に係るインバータ装置10A,10B,10Cを、例えば、空調機用の圧縮機に接続し、当該圧縮機を駆動制御する。
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。
13A 機械スイッチ
14 三相インバータ回路
21 切替制御部
22 切替判断部
23 インバータ制御部
30 モータの速度指令値
NP 中間電位点
WP 接続点
32 ブートコンデンサ
33 第1制御回路(上アーム制御回路)
ES 非常停止指令
Claims (13)
- いずれも一端及び他端を有する第1コンデンサ(C1)並びに第2コンデンサ(C2)を含み、前記第1コンデンサの前記一端と前記第2コンデンサの前記一端とを中間電位点(NP)で接続し、前記第1コンデンサの前記他端と前記第2コンデンサの前記他端との間に直流電圧を入力するコンデンサ群(12)と、
第1乃至第3のレグ(L1,L2,L3)を含み、前記第1乃至第3のレグのそれぞれが、前記第1コンデンサの前記他端と接続された第1スイッチング素子(S1,S3,S5)と、前記第1スイッチング素子と前記第2コンデンサの前記他端との間に接続された第2スイッチング素子(S2,S4,S6)とを有し、前記第1乃至第3のレグのそれぞれにおける前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とが接続される接続点(UP,VP,WP)から三相電流の各々を出力する三相インバータ回路(14)と、
前記第3レグにおける前記接続点(WP)と前記中間電位点(NP)との間の導通/非導通を行う機械スイッチ(13A)と、
前記第1乃至第3のレグの前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のスイッチング動作を制御するインバータ制御手段(23)と、
前記機械スイッチの導通/非導通動作を制御する切替制御手段(21)と、
前記機械スイッチを非導通とし前記三相インバータ回路(14)を三相式インバータとして動作させるか、前記機械スイッチを導通させて前記三相インバータ回路(14)を二相式インバータとして動作させるかを判断して、前記切替制御手段に切替指令を出力する切替判断手段(22)と、
を備え、
前記インバータ制御手段は、少なくとも前記機械スイッチ(13A)の導通/非導通動作が開始される時点においては、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の全てを非導通状態にさせ、その後の所定期間においても前記非導通状態を継続させる、
インバータ装置(10A)。 - いずれも一端及び他端を有する第1コンデンサ(C1)並びに第2コンデンサ(C2)を含み、前記第1コンデンサの前記一端と前記第2コンデンサの前記一端とを中間電位点(NP)で接続し、前記第1コンデンサの前記他端と前記第2コンデンサの前記他端との間に直流電圧を入力するコンデンサ群(12)と、
第1および第2のレグ(L1,L2)を含み、前記第1および第2のレグのそれぞれが、前記第1コンデンサの前記他端と接続された第1スイッチング素子(S1,S3)と、前記第1スイッチング素子と前記第2コンデンサの前記他端との間に接続された第2スイッチング素子(S2,S4)とを有し、前記第1および第2のレグのそれぞれにおける前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とが接続される第1および第2の接続点(UP,VP)と前記中間電位点とから三相電流の各々を出力する三相インバータ回路(14)と、
前記中間電位点(NP)と前記三相電流を受ける三相負荷(15)との間の導通/非導通を行う接続スイッチと、
前記第1および第2のレグの前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のスイッチング動作を制御するインバータ制御手段(23)と、
前記接続スイッチの動作を制御する切替制御手段(21)と、
前記第1スイッチング素子の動作を制御する第1制御回路(33)に対して動作電源を与えるブートコンデンサ(32)と、
を備え、
前記三相電流の出力を開始する前に前記第2スイッチング素子を介して前記ブートコンデンサを充電する場合には、前記切替制御手段は、前記接続スイッチを非導通にさせる、
インバータ装置(10B)。 - 前記三相インバータ回路は、第3のレグをさらに含み、前記第3のレグは、前記第1コンデンサの前記他端と接続された第1スイッチング素子(S5)と、当該第1スイッチング素子と前記第2コンデンサの前記他端との間に接続された第2スイッチング素子(S6)とを有し、
前記第3レグにおける前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とが接続される第3の接続点(WP)は、一端が中間電位点と接続された前記接続スイッチの他端と接続され、
前記インバータ制御手段(23)は、前記第3のレグの前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のスイッチング動作をさらに制御する、
請求項2記載のインバータ装置(10B)。 - いずれも一端及び他端を有する第1コンデンサ(C1)並びに第2コンデンサ(C2)を含み、前記第1コンデンサの前記一端と前記第2コンデンサの前記一端とを中間電位点(NP)で接続し、前記第1コンデンサの前記他端と前記第2コンデンサの前記他端との間に直流電圧を入力するコンデンサ群(12)と、
第1および第2のレグ(L1,L2)を含み、前記第1および第2のレグのそれぞれが、前記第1コンデンサの前記他端と接続された第1スイッチング素子(S1,S3)と、前記第1スイッチング素子と前記第2コンデンサの前記他端との間に接続された第2スイッチング素子(S2,S4)とを有し、前記第1および第2のレグのそれぞれにおける前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とが接続される第1および第2の接続点(UP,VP)と前記中間電位点とから三相電流の各々を出力する三相インバータ回路(14)と、
前記中間電位点(NP)と前記三相電流を受ける三相負荷(15)との間の導通/非導通を行う接続スイッチと、
前記第1および第2のレグの前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のスイッチング動作を制御するインバータ制御手段(23)と、
前記接続スイッチの動作を制御する切替制御手段(21)と、
を備え、
前記切替制御手段は、前記三相電流の出力を停止させる非常停止指令(ES)を受けた場合には、前記接続スイッチを非導通にしてから、あるいは同時に前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の全てを非導通にさせる、
インバータ装置(10C)。 - 前記三相インバータ回路は、第3のレグをさらに含み、前記第3のレグは、前記第1コンデンサの前記他端と接続された第1スイッチング素子(S5)と、当該第1スイッチング素子と前記第2コンデンサの前記他端との間に接続された第2スイッチング素子(S6)とを有し、
前記第3レグにおける前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とが接続される第3の接続点(WP)は、一端が中間電位点と接続された前記接続スイッチの他端と接続され、
前記インバータ制御手段(23)は、前記第3のレグの前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のスイッチング動作をさらに制御する、
請求項4記載のインバータ装置(10C)。 - 前記接続スイッチを非導通とし前記三相インバータ回路(14)を三相式インバータとして動作させるか、前記接続スイッチを導通させて前記三相インバータ回路(14)を二相式インバータとして動作させるかを判断して、前記切替制御手段に切替指令を出力する切替判断手段(22)をさらに備える、請求項3または請求項5記載のインバータ装置。
- 前記切替判断手段は、前記三相電流を受ける三相負荷の速度指令値(30)に基づいて前記切替指令を出力する、
請求項1または請求項6記載のインバータ装置。 - 前記インバータ装置は、空調機用の圧縮機に備えられ、
前記切替判断手段は、前記空調機における冷暖房の運転の切り替えに基づいて前記切替指令を出力する、
請求項1または請求項6記載のインバータ装置。 - 前記切替判断手段は、前記速度指令値が所定値よりも大きい場合には、三相式インバータとして駆動する旨の前記切替指令を出力し、前記速度指令値が所定値よりも小さい場合には、二相式インバータとして駆動する旨の前記切替指令を出力し、
前記機械スイッチは、非動作状態で導通可能となる、
請求項1記載のインバータ装置。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載のインバータ装置によって駆動される圧縮機を備えた空調機。
- いずれも一端及び他端を有する第1コンデンサ(C1)並びに第2コンデンサ(C2)を含み、前記第1コンデンサの前記一端と前記第2コンデンサの前記一端とを中間電位点(NP)で接続し、前記第1コンデンサの前記他端と前記第2コンデンサの前記他端との間に直流電圧を入力するコンデンサ群(12)と、
第1乃至第3のレグ(L1,L2,L3)を含み、前記第1乃至第3のレグのそれぞれが、前記第1コンデンサの前記他端と接続された第1スイッチング素子(S1,S3,S5)と、前記第1スイッチング素子と前記第2コンデンサの前記他端との間に接続された第2スイッチング素子(S2,S4,S6)とを有し、前記第1乃至第3のレグのそれぞれにおける前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とが接続される接続点(UP,VP,WP)から三相電流の各々を出力する三相インバータ回路(14)と、
前記第3レグにおける前記接続点(WP)と前記中間電位点(NP)との間の導通/非導通を行う機械スイッチ(13A)と、
前記第1乃至第3のレグの前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のスイッチング動作を制御するインバータ制御手段(23)とを備え、
前記機械スイッチを非導通とし前記三相インバータ回路(14)を三相式インバータとして動作させ、前記機械スイッチを導通させて前記三相インバータ回路(14)を二相式インバータとして動作させるインバータ装置(10A)を制御する方法であって、
前記インバータ制御手段は、少なくとも前記機械スイッチ(13A)の導通/非導通動作が開始される時点においては、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の全てを非導通状態にさせ、その後の所定期間においても前記非導通状態を継続させる、
インバータ装置の制御方法。 - いずれも一端及び他端を有する第1コンデンサ(C1)並びに第2コンデンサ(C2)を含み、前記第1コンデンサの前記一端と前記第2コンデンサの前記一端とを中間電位点(NP)で接続し、前記第1コンデンサの前記他端と前記第2コンデンサの前記他端との間に直流電圧を入力するコンデンサ群(12)と、
第1および第2のレグ(L1,L2)を含み、前記第1および第2のレグのそれぞれが、前記第1コンデンサの前記他端と接続された第1スイッチング素子(S1,S3)と、前記第1スイッチング素子と前記第2コンデンサの前記他端との間に接続された第2スイッチング素子(S2,S4)とを有し、前記第1および第2のレグのそれぞれにおける前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とが接続される第1および第2の接続点(UP,VP)と前記中間電位点とから三相電流の各々を出力する三相インバータ回路(14)と、
前記中間電位点(NP)と前記三相電流を受ける三相負荷(15)との間の導通/非導通を行う接続スイッチと、
前記第1および第2のレグの前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のスイッチング動作を制御するインバータ制御手段(23)と、
前記第1スイッチング素子の動作を制御する第1制御回路(33)に対して動作電源を与えるブートコンデンサ(32)とを備えるインバータ装置(10B)を制御する方法であって、
前記三相電流の出力を開始する前に前記接続スイッチを非導通にし、前記第2スイッチング素子を介して前記ブートコンデンサを充電する、
インバータ装置の制御方法。 - いずれも一端及び他端を有する第1コンデンサ(C1)並びに第2コンデンサ(C2)を含み、前記第1コンデンサの前記一端と前記第2コンデンサの前記一端とを中間電位点(NP)で接続し、前記第1コンデンサの前記他端と前記第2コンデンサの前記他端との間に直流電圧を入力するコンデンサ群(12)と、
第1および第2のレグ(L1,L2)を含み、前記第1および第2のレグのそれぞれが、前記第1コンデンサの前記他端と接続された第1スイッチング素子(S1,S3)と、前記第1スイッチング素子と前記第2コンデンサの前記他端との間に接続された第2スイッチング素子(S2,S4)とを有し、前記第1および第2のレグのそれぞれにおける前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とが接続される第1および第2の接続点(UP,VP)と前記中間電位点とから三相電流の各々を出力する三相インバータ回路(14)と、
前記中間電位点(NP)と前記三相電流を受ける三相負荷(15)との間の導通/非導通を行う接続スイッチと、
前記第1および第2のレグの前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のスイッチング動作を制御するインバータ制御手段(23)と、
を備えるインバータ装置(10C)を制御する方法であって、
前記三相電流の出力を停止させる非常停止指令(ES)を受けた場合には、前記接続スイッチを非導通にしてから、あるいは同時に前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の全てを非導通にさせる、
インバータ装置の制御方法。
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