JP2009022086A - Inverter apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電源からの直流電流の平均値、実効値を算出するインバータ装置に関するものである。 The present invention relates to an inverter device for calculating an average value and an effective value of a direct current from a direct current power source.
従来、直流電源からの直流電流の平均値を算出する方法として、直流電源からインバータ装置への電源ラインに電流センサを設け、この直流電流を検出して、抵抗とコンデンサにより積分する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a method for calculating the average value of DC current from a DC power supply, a method is known in which a current sensor is provided in a power supply line from the DC power supply to the inverter device, and this DC current is detected and integrated by a resistor and a capacitor. (For example, refer to Patent Document 1).
図33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22の制御回路14は、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、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。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と定義する。スイッチング素子2としては、トランジスタ、IGBT等が用いられる。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。
FIG. 33 shows an inverter device and its surrounding electric circuit. The
電流センサ6により検出される直流電流値は、オペアンプ15及び抵抗12とコンデンサ13で平均値に変換され、制御回路14へ伝達される。そして、バッテリー1の電圧との積から、インバータ装置22の消費電力の算出に用いられる。消費電力算出は、直流電源であるバッテリー1の負荷即ちインバータ装置22の消費電力のモニタ及び消費電力制限を行う上で不可欠である。
The direct current value detected by the
また、電流センサ6により検出される直流電流のピーク値は、オペアンプ15を経由し、制御回路14へ伝達される。そして、スイッチング素子2等を保護するための判断などに用いられる。
上記直流電源からの直流電流の平均値を算出する方法においては、電流センサとオペアンプ以外に、抵抗とコンデンサによる積分回路、制御回路内マイコンの平均電流入力用A/Dポートが必要であり、小型化、信頼性向上の課題となる。また、抵抗の抵抗値、コンデンサの容量値のばらつき、温度変化が影響する。更には、抵抗とコンデンサによる積分値と実際の平均電流との相関も求めておく必要があり、精度向上の課題となる。また、実効値は検出できない。 In the method for calculating the average value of the direct current from the direct current power source, in addition to the current sensor and the operational amplifier, an integration circuit using a resistor and a capacitor and an A / D port for inputting an average current of the microcomputer in the control circuit are required. It becomes the subject of improvement and reliability improvement. In addition, the resistance value of the resistor, the variation of the capacitance value of the capacitor, and the temperature change are affected. Furthermore, it is necessary to obtain the correlation between the integrated value of the resistor and the capacitor and the actual average current, which is a problem of improving accuracy. The effective value cannot be detected.
インバータ回路と負荷(モータ)との間に、負荷電流(モータの相電流)を検出する電流センサを備えるインバータ装置においては、直流電源からの直流電流は測定できない。そのため、平均電流が求められず、直流電源の消費電力の算出ができない。相電流からモータへの交流電力を演算することはできるが、電流と電圧との位相差、PWM電圧の演算などが必要であり、制御回路を構成するマイコンの演算負担が過大になる。また、交流電力を演算し直流電力の代用とした場合、インバータ装置の消費電力が含まれず不正確になる。 In an inverter device provided with a current sensor for detecting a load current (motor phase current) between the inverter circuit and a load (motor), a DC current from a DC power source cannot be measured. Therefore, the average current cannot be obtained, and the power consumption of the DC power source cannot be calculated. Although AC power from the phase current to the motor can be calculated, it is necessary to calculate the phase difference between the current and voltage, the PWM voltage, etc., and the calculation load of the microcomputer constituting the control circuit becomes excessive. Further, when AC power is calculated and used as a substitute for DC power, the power consumption of the inverter device is not included and becomes inaccurate.
下アームスイッチング素子と直流電源(バッテリー)との間に、相電流を検出するためのシャント抵抗を備えるインバータ装置においては、直流電源からの直流電流は測定できない。そのため、上記と同様の課題が発生する。 In an inverter device having a shunt resistor for detecting a phase current between a lower arm switching element and a DC power source (battery), the DC current from the DC power source cannot be measured. Therefore, the same problem as described above occurs.
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、高い精度で直流電流の平均値、実効値を算出できる、信頼性が高く小型であるインバータ装置の提供を目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a highly reliable and compact inverter device capable of calculating an average value and an effective value of a direct current with high accuracy.
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マイナス側に接続される下アームスイッチング素子とを備えたインバータ回路と、直流電源とインバータ回路間に電流検出器と、スイッチング素子を制御して交流電流をモータへ出力させ、電流センサにより電流を検出する制御回路とを備え、制御回路が、上アームスイッチング素子のうち一つのみにON信号を出力している時間と当該時間に電流検出器により検出される電流値との積、及び、上アームスイッチング素子のうち二つのみにON信号を出力している時間と当該時間に電流検出器により検出される電流値との積とに基づいて、直流電源との間に流れる直流電流の平均値、実効値を算出するに際し、ON信号を出力している時間は実際に出力している時間より所定値小さくして算出するものである。 In order to solve the above problems, an inverter device according to the present invention includes an inverter circuit including an upper arm switching element connected to the plus side of a DC power supply and a lower arm switching element connected to the minus side, a DC power supply, A current detector between the inverter circuits and a control circuit for controlling the switching element to output an alternating current to the motor and detecting the current by a current sensor, and the control circuit is provided for only one of the upper arm switching elements. The product of the time during which the ON signal is output and the current value detected by the current detector at that time, and the time during which the ON signal is output to only two of the upper arm switching elements and the current at that time Based on the product of the current value detected by the detector and the average value and effective value of the direct current flowing between the direct current power supply and the ON signal, Time that the force are those calculated by a predetermined value smaller than the time that is actually output.
上記構成により、抵抗とコンデンサによる積分回路、制御回路内マイコンの平均電流入力用A/Dポートを設けるが必要なく、直流電流の平均値、更には実効値の算出が可能となる。従って、高い精度で直流電流の平均値、実効値を算出できる、信頼性が高く小型であるインバータ装置を実現できる。 With the above configuration, it is not necessary to provide an integrating circuit using resistors and capacitors and an A / D port for inputting average current of the microcomputer in the control circuit, and it is possible to calculate an average value of DC current and further an effective value. Therefore, a highly reliable and small inverter device that can calculate the average value and effective value of the direct current with high accuracy can be realized.
本発明のインバータ装置は、小型で信頼性が高く、高い精度で直流電流の平均値、実効値を算出できる。 The inverter device of the present invention is small and highly reliable, and can calculate an average value and an effective value of DC current with high accuracy.
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マイナス側に接続される下アームスイッチング素子とを備えたインバータ回路と、直流電源とインバータ回路間に電流検出器と、スイッチング素子を制御して交流電流をモータへ出力させ、電流センサにより電流を検出する制御回路とを備え、制御回路が、上アームスイッチング素子のうち一つのみにON信号を出力している時間と当該時間に電流検出器により検出される電流値との積、及び、上アームスイッチング素子のうち二つのみにON信号を出力している時間と当該時間に電流検出器により検出される電流値との積とに基づいて、直流電源との間に流れる直流電流の平均値を算出するに際し、ON信号を出力している時間は実際に出力している時間より所定値小さくして算出するものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an inverter circuit including an upper arm switching element connected to a positive side of a DC power source and a lower arm switching element connected to a negative side, a current detector between the DC power source and the inverter circuit, A control circuit that controls the switching element to output an alternating current to the motor and detects the current by a current sensor, and the control circuit outputs an ON signal to only one of the upper arm switching elements; The product of the current value detected by the current detector at the time, the time when the ON signal is output to only two of the upper arm switching elements, and the current value detected by the current detector at the time When calculating the average value of DC current flowing between the DC power supply based on the product of the And calculates and value smaller.
上記構成により、抵抗とコンデンサによる積分回路、制御回路内マイコンの平均電流入力用A/Dポートを設けるが必要なく、直流電流の平均値の算出が可能となる。従って、高い精度で直流電流の平均値を検出できる、信頼性が高く小型であるインバータ装置を実現できる。 With the above configuration, it is possible to calculate the average value of the direct current without the need to provide an integrating circuit with resistors and capacitors and an A / D port for inputting average current of the microcomputer in the control circuit. Therefore, a highly reliable and small inverter device that can detect the average value of the direct current with high accuracy can be realized.
第2の発明は、第1の発明のインバータ装置において、所定値は、制御回路がスイッチング素子にON信号を出力した後、当該スイッチング素子のONが完了するまでの遅延時間とするものである。これにより、実際の電流の挙動に則しての平均電流算出ができる。 According to a second invention, in the inverter device of the first invention, the predetermined value is a delay time from when the control circuit outputs an ON signal to the switching element until the ON of the switching element is completed. Thereby, the average current can be calculated in accordance with the actual current behavior.
第3の発明は、第2の発明のインバータ装置において、中間通電相の電流の向きがモータから流れ出る方向の場合、上アームスイッチング素子1つのみにON信号を出力している時間を前記遅延時間小さくして算出し、中間通電相の電流の向きがモータへ流れ込む方向の場合、上アームスイッチング素子2つのみにON信号を出力している時間を前記遅延時間小さくして算出するものである。これにより、実際の電流の挙動に則して、更に正確な平均電流算出ができる。 According to a third aspect of the present invention, in the inverter device of the second aspect, when the direction of the current in the intermediate energized phase is the direction of flowing out from the motor, the time for outputting the ON signal to only one upper arm switching element is the delay time. When the current direction of the intermediate energized phase is the direction of flowing into the motor, the time during which the ON signal is output to only the two upper arm switching elements is calculated by reducing the delay time. As a result, the average current can be calculated more accurately in accordance with the actual current behavior.
第4の発明は、第1乃至第3の発明のインバータ装置において、上アームスイッチング素子のうち1つのみがONしている時間を下アームスイッチング素子のうち2つのみがONしている時間に、上アームスイッチング素子のうち2つのみがONしている時間を下アームスイッチング素子のうち1つのみがONしている時間に、それぞれ置き換えるものである。これにより、適宜参照が容易な時間を選択することができるので、直流電流の平均値算出が容易になる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the inverter device of the first to third aspects of the invention, the time during which only one of the upper arm switching elements is ON is the time during which only two of the lower arm switching elements are ON. The time when only two of the upper arm switching elements are ON is replaced with the time when only one of the lower arm switching elements is ON, respectively. This makes it possible to select a time that can be easily referred to as appropriate, so that the average value of the direct current can be easily calculated.
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、直流電源とインバータ回路間の電流検出器に代わり、下アームスイッチング素子と直列に電流検出器が備えられるものである。これにより、電流検出方式の異なるインバータ装置にも、直流電流の平均値算出を適用できる。 According to a fifth invention, in the inverter device of the first to fourth inventions, a current detector is provided in series with the lower arm switching element instead of the current detector between the DC power source and the inverter circuit. Thereby, the average value calculation of direct current is applicable also to the inverter apparatus from which a current detection system differs.
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、直流電源とインバータ回路間の電流検出器に代わり、インバータ回路とモータとの間に電流検出器が備えられるものである。これにより、電流検出方式の異なるインバータ装置にも、直流電流の平均値算出を適用できる。 According to a sixth invention, in the inverter device of the first to fourth inventions, a current detector is provided between the inverter circuit and the motor in place of the current detector between the DC power source and the inverter circuit. Thereby, the average value calculation of direct current is applicable also to the inverter apparatus from which a current detection system differs.
第7の発明は、第1乃至第6の発明のインバータ装置において、直流電流の平均値に代わり実効値を算出するものである。これにより、直流電源の内部抵抗、直流電源ラインの素子による消費電力、発熱などを算出することができる。 According to a seventh aspect, in the inverter devices of the first to sixth aspects, an effective value is calculated instead of the average value of the direct current. Thereby, it is possible to calculate the internal resistance of the DC power supply, the power consumption by the elements of the DC power supply line, heat generation, and the like.
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、電動圧縮機のモータを駆動するものである。直流電源からの消費電力を正確に算出できるので、空調の省エネ運転に寄与することができる。 An eighth invention drives the motor of the electric compressor in the inverter device of the first to seventh inventions. Since the power consumption from the DC power supply can be accurately calculated, it can contribute to the energy saving operation of the air conditioning.
第9の発明は、第8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、取付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。そのため、抵抗、コンデンサ、マイコンのA/Dポート等は不要であり、小型軽量化信頼性向上に寄与することができる本インバータ装置は有用である。 According to a ninth invention, in the inverter device of the eighth invention, the inverter device is mounted on an electric compressor. The inverter device mounted on the electric compressor has a limited installation space and needs to be miniaturized, and needs vibration resistance against vibration from the motor. Therefore, a resistor, a capacitor, an A / D port of a microcomputer, and the like are unnecessary, and the present inverter device that can contribute to an improvement in reliability of downsizing and weight reduction is useful.
第10の発明は、第1乃至第9の発明のインバータ装置において、車両に搭載するものである。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、走行による振動に対する耐振性も必要である。そのため、抵抗、コンデンサ、マイコンのA/Dポート等は不要であり、小型軽量化信頼性向上に寄与することが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 first to ninth aspects of the invention mounted on a vehicle. For vehicles, the mounting space is limited, miniaturization is required, and vibration resistance against running vibration is also required. Therefore, a resistor, a capacitor, an A / D port of a microcomputer, and the like are unnecessary, and the present inverter device that can contribute to an improvement in reliability of downsizing and weight reduction 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。尚、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. The present invention is not limited to the embodiment.
(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20とその周辺の電気回路である。インバータ装置20の制御回路7は、電源ラインに設けられた電流センサ6からの電圧により電流を検出する。この電流値から相電流値を求める。そして、センサレスDCブラシレスモータ11(以降モータ11と称す)を構成する磁石回転子5による固定子巻線4の誘起電圧を演算し、磁石回転子5の位置検出を行う。この位置検出、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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an
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に流れる電流の循環ルートとなる。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。
The
電流センサ6は、ホール素子を用いた電流センサ、シャント抵抗など、瞬時ピーク電流が検出できるものであれば良い。また、電源ラインのプラス側に設けても良い。シャント抵抗ならば、小型化耐振性向上が実現し易い。制御回路7は、上アームスイッチング素子U、V、W、下アームスイッチング素子X、Y、Zと、ドライブ回路などを介して接続線18により接続されており、各スイッチング素子を制御している。スイッチング素子2がIGBT、パワーMOSFETの場合はゲート電圧を、パワートランジスタの場合はベース電流を制御する。
The
以降、電流センサ6に流れる電流とスイッチング素子のONOFFのタイミング関係を調べ、電流の平均値演算について考察する。図2に、最大変調50%の3相変調の波形を、U相端子電圧41、V相端子電圧42、W相端子電圧43、中性点電圧29に関し示す。これら端子電圧即ち印加電圧の位相と相電流の位相とは、ほぼ等しいと仮定する。図2において−表示した位相においては、V相の電流は、モータ11から流れ出る。モータ11から流れ出る電流の向きを−方向と定義する。+表示した位相においては、V相の電流は、モータ11へ流れこむ。モータ11へ流れこむ電流の向きを+方向と定義する。−表示した位相、+表示した位相双方において、U相は+電流、W相は−電流である。
Hereinafter, the relationship between the current flowing through the
図3は、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、下アームスイッチング素子X、Y、Zの通電の一例であり、制御回路7から各スイッチング素子を制御するONOFF信号を示す。これは、一般的に、マイコンのタイマ機能により具現化される。この場合、図2において−(マイナス)表示した位相、+表示した位相近辺120度前後での通電である。キャリア周期内で、通電期間が最大の相を最大通電相(図3の場合U相)、中間の相を中間通電相(図3の場合V相)、最小の相を最小通電相(図3の場合W相)と定義する。通電期間として、(a)、(b)、(c)、(d)の4種類がある。
FIG. 3 shows an example of energization of the upper arm switching elements U, V, W and the lower arm switching elements X, Y, Z within one carrier (carrier cycle). ON / OFF for controlling each switching element from the
最初に、図2において−表示した位相において考察する。中間通電相V相の電流は、−方向である。U相の電流iUが最大電流になる。通電期間(a)においては、上アームスイッチング素子U、V、W全てがOFF、下アームスイッチング素子X、Y、Z全てがONである。図4に、このときの電流の流れを示す。U相電流iUは、下アームスイッチング素子Xと並列のダイオードから固定子巻線4へ流れ、V相電流iV及びW相電流iWがそれぞれ、固定子巻線4から下アームスイッチング素子Y及びZへ流れ出ている。よって、電流センサ6に電流は流れない。
First, consider the phase indicated in FIG. The intermediate energized phase V phase current is in the negative direction. The U-phase current iU becomes the maximum current. In the energization period (a), the upper arm switching elements U, V, W are all OFF, and the lower arm switching elements X, Y, Z are all ON. FIG. 4 shows the current flow at this time. U-phase current iU flows from a diode in parallel with lower arm switching element X to stator winding 4, and V-phase current iV and W-phase current iW respectively from stator winding 4 to lower arm switching elements Y and Z. It is flowing out. Therefore, no current flows through the
通電期間(b)においては、上アームスイッチング素子UがON、下アームスイッチング素子Y、ZがONである。図5に、このときの電流の流れを示す。U相電流iUは、上アームスイッチング素子Uから固定子巻線4へ流れ、V相電流iV及びW相電流iWがそれぞれ、固定子巻線4から下アームスイッチング素子Y及びZへ流れ出ている。よって、電流センサ6には、U相の電流iUが流れ検出される。
In the energization period (b), the upper arm switching element U is ON and the lower arm switching elements Y and Z are ON. FIG. 5 shows the current flow at this time. U-phase current iU flows from upper arm switching element U to stator winding 4, and V-phase current iV and W-phase current iW flow from stator winding 4 to lower arm switching elements Y and Z, respectively. Therefore, a U-phase current iU flows through the
通電期間(c)においては、上アームスイッチング素子U、VがON、下アームスイッチング素子ZがONである。図6に、このときの電流の流れを示す。U相電流iUは上アームスイッチング素子Uから固定子巻線4へ流れ、V相電流iVは固定子巻線4から上アームスイッチング素子Vと並列のダイオードへ流れ出ている。W相電流iWは固定子巻線4から下アームスイッチング素子Zへ流れ出ている。よって、電流センサ6には、W相の電流iWが流れ検出される。
In the energization period (c), the upper arm switching elements U and V are ON, and the lower arm switching element Z is ON. FIG. 6 shows the current flow at this time. U-phase current iU flows from upper arm switching element U to stator winding 4, and V-phase current iV flows from stator winding 4 to a diode in parallel with upper arm switching element V. The W-phase current iW flows from the stator winding 4 to the lower arm switching element Z. Therefore, a W-phase current iW flows through the
通電期間(d)においては、上アームスイッチング素子U、V、W全てがON、下アームスイッチング素子X、Y、Z全てがOFFである。図7に、このときの電流の流れを示す。U相電流iUは上アームスイッチング素子Uから固定子巻線4へ流れ、V相電流iV、W相電流iWはそれぞれ、固定子巻線4から上アームスイッチング素子V、Wと並列のダイオードに流れ出ている。よって、電流センサ6に電流は流れない。
In the energization period (d), all the upper arm switching elements U, V, W are ON, and all the lower arm switching elements X, Y, Z are OFF. FIG. 7 shows the current flow at this time. U-phase current iU flows from upper arm switching element U to stator winding 4, and V-phase current iV and W-phase current iW flow from stator winding 4 to diodes in parallel with upper arm switching elements V and W, respectively. ing. Therefore, no current flows through the
図8に、上記図4〜図7に基づき、図2上−表示した位相における直流電流の変化を示す。通電期間(b)においては最大電流であるU相の電流iUが、通電期間(c)においては、W相の電流iWが電流センサ6に流れる。
FIG. 8 shows a change in the direct current in the phase indicated in FIG. 2 based on FIGS. The U-phase current iU, which is the maximum current, flows in the
次に、図2において+表示した位相において考察する。中間通電相V相の電流は、+方向である。W相の電流iWが最大電流になる。通電期間(a)においては、上アームスイッチング素子U、V、W全てがOFF、下アームスイッチング素子X、Y、Z全てがONである。図9に、このときの電流の流れを示す。U相電流iU、V相電流iVがそれぞれ、下アームスイッチング素子X、Yと並列のダイオードから固定子巻線4へ流れ、W相電流iWは固定子巻線4から下アームスイッチング素子Zへ流れ出ている。よって、電流センサ6に電流は流れない。
Next, the phase indicated by + in FIG. The intermediate energized phase V phase current is in the + direction. The W-phase current iW becomes the maximum current. In the energization period (a), the upper arm switching elements U, V, W are all OFF, and the lower arm switching elements X, Y, Z are all ON. FIG. 9 shows the current flow at this time. U-phase current iU and V-phase current iV flow from the diodes in parallel with lower arm switching elements X and Y to stator winding 4, respectively, and W-phase current iW flows from stator winding 4 to lower arm switching element Z. ing. Therefore, no current flows through the
通電期間(b)においては、上アームスイッチング素子UがON、下アームスイッチング素子Y、ZがONである。図10に、このときの電流の流れを示す。U相電流iUは、上アームスイッチング素子Uから固定子巻線4へ流れ、V相電流iVは下アームスイッチング素子Yと並列のダイオードから固定子巻線4へ流れ、W相電流iWは固定子巻線4から下アームスイッチング素子Zへ流れ出ている。よって、電流センサ6には、U相の電流iUが流れる。
In the energization period (b), the upper arm switching element U is ON and the lower arm switching elements Y and Z are ON. FIG. 10 shows the current flow at this time. U-phase current iU flows from upper arm switching element U to stator winding 4, V-phase current iV flows from a diode in parallel with lower arm switching element Y to stator winding 4, and W-phase current iW is stator. It flows from the winding 4 to the lower arm switching element Z. Therefore, a U-phase current iU flows through the
通電期間(c)においては、上アームスイッチング素子U、VがON、下アームスイッチング素子ZがONである。図11に、このときの電流の流れを示す。U相電流iU、V相電流iVは、それぞれ、上アームスイッチング素子U、Vから固定子巻線4へ流れ、W相電流iWは固定子巻線4から下アームスイッチング素子Zへ流れ出ている。よって、電流センサ6には、W相の電流iWが流れる。
In the energization period (c), the upper arm switching elements U and V are ON, and the lower arm switching element Z is ON. FIG. 11 shows the current flow at this time. U-phase current iU and V-phase current iV flow from upper arm switching elements U and V to stator winding 4, respectively, and W-phase current iW flows from stator winding 4 to lower arm switching element Z. Therefore, a W-phase current iW flows through the
通電期間(d)においては、上アームスイッチング素子U、V、W全てがON、下アームスイッチング素子X、Y、Z全てがOFFである。図12に、このときの電流の流れを示す。U相電流iU、V相電流iVは、それぞれ、上アームスイッチング素子U、Vから固定子巻線4へ流れ、W相電流iWは固定子巻線4から上アームスイッチング素子Wと並列のダイオードに流れ出ている。よって、電流センサ6に電流は流れない。
In the energization period (d), all the upper arm switching elements U, V, W are ON, and all the lower arm switching elements X, Y, Z are OFF. FIG. 12 shows the current flow at this time. U-phase current iU and V-phase current iV flow from upper arm switching elements U and V to stator winding 4, respectively, and W-phase current iW passes from stator winding 4 to a diode in parallel with upper arm switching element W. It is flowing out. Therefore, no current flows through the
図13に、上記図9〜図12に基づき、図2上+表示した位相における直流電流の変化を示す。通電期間(b)においてはU相の電流iUが、通電期間(c)においては、最大電流であるW相の電流iWが電流センサ6に流れる。通電期間(b)においてはU相の電流iU、通電期間(c)においてはW相の電流iWが流れることは、図8と同じである。
FIG. 13 shows changes in DC current at the phase indicated by + in FIG. 2 based on FIG. 9 to FIG. The U-phase current iU flows through the
上記図4〜図13の考察により、上アームスイッチング素子U、V、WのON、OFF状態で電流センサ6に流れる相電流が特定されることが分かる。即ち、1相のみON時はその相の電流、2相ON時は残りの相の電流が流れる。3相ON時及び3相OFF時は流れない。
4 to 13, it can be seen that the phase current flowing in the
従って、制御回路7からの各スイッチング素子を制御するONOFF信号と各スイッチング素子のONOFFは、進み遅れなく一致している場合、制御回路7は、電流センサ6からの電流信号と、各スイッチング素子を制御するONOFF信号に基づく当該電流の流れる時間とから、電流の平均値を演算できることが分かる。
Therefore, when the ONOFF signal for controlling each switching element from the
然しながら、実際には、制御回路7からの各スイッチング素子を制御するONOFF信号と各スイッチング素子のONOFFは、回路特性などにより、一致しない。また、素子の立上り、立下り特性、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間のデッドタイムなどがある。そのため、これらを考慮する必要がある。
However, actually, the ONOFF signal for controlling each switching element from the
以下、これらについて詳細に考察する。図3の通電タイミングチャートにデッドタイムを盛り込んだものを、図14に示す。このタイミングチャートにスイッチング素子のON時間tn、OFF時間tfも考慮し、図8、図13に示す直流電流の変化を以下に示す。 These will be discussed in detail below. FIG. 14 shows a dead time incorporated in the energization timing chart of FIG. Considering the ON time tn and OFF time tf of the switching element in this timing chart, changes in the direct current shown in FIGS. 8 and 13 are shown below.
最初に、図2において−(マイナス)表示した位相において即ち図8に示す直流電流について考察する。中間通電相V相の電流iVは、−方向である。図15に、U相電流iUの下アームから上アームへの移行を示す。上側にスイッチングの時間関係を、下側にその時間関係における回路素子に流れる電流を示す。下アームスイッチング素子XへのOFF信号以前において、電流は図4の状態にある。下アームスイッチング素子XへOFF信号が出された時点で、U相電流iUは下アームスイッチング素子Xと並列のダイオード3Xから固定子巻線4へ流れている。回路図において、上アーム側は機能していないので、省略している。下アームスイッチング素子XのOFF時間tf後においても、上アームスイッチング素子UはOFFであるため、U相電流iUはダイオード3Xから固定子巻線4へ流れている。回路図において、下アームスイッチング素子Xは機能していないので、省略している。
First, the direct current shown in FIG. 8 in the phase indicated by − (minus) in FIG. 2 will be considered. The current iV of the intermediate energized phase V phase is in the negative direction. FIG. 15 shows the transition from the lower arm to the upper arm of U-phase current iU. The time relationship of switching is shown on the upper side, and the current flowing through the circuit elements in the time relationship is shown on the lower side. Before the OFF signal to the lower arm switching element X, the current is in the state shown in FIG. When an OFF signal is output to the lower arm switching element X, the U-phase current iU flows from the
下アームスイッチング素子XへのOFF信号から、デッドタイムtd後に、上アームスイッチング素子UへON信号が出される。ダイオード3Xに流れるU相電流iUは、上アームスイッチング素子Uへ移行を始め、上アームスイッチング素子UのON時間tn後に移行完了する。この時点において、電流は図5の状態となる。
An ON signal is output from the OFF signal to the lower arm switching element X to the upper arm switching element U after the dead time td. The U-phase current iU flowing through the
図16に、V相電流iVの下アームから上アームへの移行を示す。下アームスイッチング素子YへOFF信号が出された時点で、V相電流iVは、固定子巻線4から下アームスイッチング素子Yへ流れている。V相電流iVは、上アームスイッチング素子Vと並列のダイオード3Vへ移行を始め、下アームスイッチング素子YのOFF時間tf後に移行完了する。この時点において、電流は図6の状態となる。デッドタイムtdは短絡防止のため、OFF時間tfより長く設定される。そのため、下アームスイッチング素子YへのOFF信号からデッドタイムtd後には移行完了している。
FIG. 16 shows the transition from the lower arm to the upper arm of the V-phase current iV. When an OFF signal is output to the lower arm switching element Y, the V-phase current iV flows from the stator winding 4 to the lower arm switching element Y. The V-phase current iV starts to shift to the
図17に、W相電流iWの下アームから上アームへの移行を示す。図16のV相電流iVの場合と同様であり、W相電流iWは、上アームスイッチング素子Wと並列のダイオード3Wへ移行を始め、下アームスイッチング素子ZのOFF時間tf後に移行完了する。この時点において、電流は図7の状態となる。
FIG. 17 shows the transition from the lower arm to the upper arm of W-phase current iW. As in the case of the V-phase current iV in FIG. 16, the W-phase current iW starts to shift to the
図18に、W相電流iWの上アームから下アームへの移行を示す。上アームスイッチング素子WへのOFF信号以前、電流は図7の状態にある。上アームスイッチング素子WへOFF信号が出された時点で、W相電流iWは固定子巻線4から上アームスイッチング素子Wと並列のダイオード3Wへ流れ出ている。回路図において、下アーム側は機能していないので、省略している。上アームスイッチング素子WのOFF時間tf後においても、下アームスイッチング素子ZはOFFであるため、W相電流iWは固定子巻線4からダイオード3Wへ流れ出ている。回路図において、上アームスイッチング素子Wは機能していないので、省略している。
FIG. 18 shows the transition from the upper arm to the lower arm of W-phase current iW. Prior to the OFF signal to the upper arm switching element W, the current is in the state shown in FIG. When the OFF signal is output to the upper arm switching element W, the W-phase current iW flows from the stator winding 4 to the
上アームスイッチング素子WへのOFF信号から、デッドタイムtd後に、下アームスイッチング素子ZへON信号が出される。ダイオード3Wに流れるW相電流iWは、下アームスイッチング素子Zへ移行を始め、下アームスイッチング素子ZのON時間tn後に移行完了する。この時点において、電流は図6の状態となる。
An ON signal is output to the lower arm switching element Z after the dead time td from the OFF signal to the upper arm switching element W. The W-phase current iW flowing through the
図19に、V相電流iVの上アームから下アームへの移行を示す。図18のW相電流iWの場合と同様であり、下アームスイッチング素子YのON時間tn後に移行完了する。この時点において、電流は図5の状態となる。 FIG. 19 shows the transition from the upper arm to the lower arm of V-phase current iV. As in the case of the W-phase current iW in FIG. 18, the transition is completed after the ON time tn of the lower arm switching element Y. At this point, the current is in the state shown in FIG.
図20に、U相電流iUの上アームから下アームへの移行を示す。上アームスイッチング素子UへOFF信号が出された時点で、U相電流iUは、上アームスイッチング素子Uから固定子巻線4へ流れている。U相電流iUは、下アームスイッチング素子Xと並列のダイオード3Xへ移行を始め、上アームスイッチング素子UのOFF時間tf後に移行完了する。この時点において、電流は図4の状態となる。
FIG. 20 shows the transition from the upper arm to the lower arm of U-phase current iU. When the OFF signal is output to the upper arm switching element U, the U-phase current iU flows from the upper arm switching element U to the stator winding 4. The U-phase current iU starts to shift to the
次に、図2において+表示した位相において即ち図13に示す直流電流について考察する。中間通電相V相の電流iVは、+方向である。図21に、U相電流iUの下アームから上アームへの移行を示す。図15と比較し、U相電流iUの電流の大きさは異なるが、電流の向きは同じであるため、タイミング関係は図15と同じである。下アームスイッチング素子XへのOFF信号以前、電流は図9の状態にある。また、上アームスイッチング素子UのON時間tn後に移行完了する。この時点において、電流は図10の状態となる。 Next, the direct current shown in FIG. 13 at the phase indicated by + in FIG. The current iV of the intermediate energized phase V phase is in the + direction. FIG. 21 shows the transition from the lower arm to the upper arm of U-phase current iU. Compared to FIG. 15, the magnitude of the current of the U-phase current iU is different, but the current direction is the same, so the timing relationship is the same as FIG. Before the OFF signal to the lower arm switching element X, the current is in the state shown in FIG. Further, the transition is completed after the ON time tn of the upper arm switching element U. At this point, the current is in the state shown in FIG.
図22に、V相電流iVの下アームから上アームへの移行を示す。この場合、図16と比較し、V相電流iVの向きが逆になるため、図16とはタイミング関係が異なる。タイミング関係は、相及び電流の大きさは異なるが、電流の向きが同じであるため、図15、図21と同じである。下アームスイッチング素子YへOFF信号が出された時点で、V相電流iVは下アームスイッチング素子Yと並列のダイオード3Yから固定子巻線4へ流れている。回路図において、上アーム側は機能していないので、省略している。下アームスイッチング素子YのOFF時間tf後においても、上アームスイッチング素子VはOFFであるため、V相電流iVはダイオード3Yから固定子巻線4へ流れている。回路図において、下アームスイッチング素子Yは機能していないので、省略している。
FIG. 22 shows the transition from the lower arm to the upper arm of V-phase current iV. In this case, since the direction of the V-phase current iV is reversed compared to FIG. 16, the timing relationship is different from FIG. The timing relationship is the same as that in FIGS. 15 and 21 because the current direction is the same although the phase and current magnitude are different. When the OFF signal is output to the lower arm switching element Y, the V-phase current iV flows from the
下アームスイッチング素子YへのOFF信号から、デッドタイムtd後に、上アームスイッチング素子VへON信号が出される。ダイオード3Yに流れるV相電流iVは、上アームスイッチング素子Vへ移行を始め、上アームスイッチング素子VのON時間tn後に移行完了する。この時点において、電流は図11の状態となる。
An ON signal is output from the OFF signal to the lower arm switching element Y to the upper arm switching element V after the dead time td. The V-phase current iV flowing in the
図23に、W相電流iWの下アームから上アームへの移行を示す。電流の大きさは異なるが、電流の向きが同じであるため、タイミング関係は図17と同じである。W相電流iWは、上アームスイッチング素子Wと並列のダイオード3Wへ移行を始め、下アームスイッチング素子ZのOFF時間tf後に移行完了する。この時点において、電流は図12の状態となる。
FIG. 23 shows the transition from the lower arm to the upper arm of W-phase current iW. Although the magnitude of the current is different, the current relationship is the same as in FIG. 17 because the current direction is the same. The W-phase current iW starts to shift to the
図24に、W相電流iWの上アームから下アームへの移行を示す。電流の大きさは異なるが、電流の向きが同じであるため、タイミング関係は図18と同じである。下アームスイッチング素子ZのON時間tn後に移行完了する。この時点において図11の状態となる。 FIG. 24 shows the transition from the upper arm to the lower arm of the W-phase current iW. Although the magnitude of the current is different, the current relationship is the same as in FIG. 18 because the current direction is the same. The transition is completed after the ON time tn of the lower arm switching element Z. At this point, the state shown in FIG. 11 is obtained.
図25に、V相電流iVの上アームから下アームへの移行を示す。V相電流iVの向きが逆になるため、図19とはタイミング関係が異なる。タイミング関係は、相及び電流の大きさは異なるが、電流の向きが同じであるため、図20と同じである。上アームスイッチング素子VへOFF信号が出された時点で、V相電流iVは、上アームスイッチング素子Vから固定子巻線4へ流れている。V相電流iVは、下アームスイッチング素子Yと並列のダイオード3Yへ移行を始め、上アームスイッチング素子VのOFF時間tf後に移行完了する。この時点において、電流は図10の状態となる。デッドタイムtdは短絡防止のため、OFF時間tfより長く設定される。そのため、上アームスイッチング素子VへのOFF信号からデッドタイムtd後には移行完了している。
FIG. 25 shows the transition from the upper arm to the lower arm of V-phase current iV. Since the direction of the V-phase current iV is reversed, the timing relationship is different from that in FIG. The timing relationship is the same as in FIG. 20 because the phase and current magnitude are different, but the current direction is the same. When an OFF signal is output to the upper arm switching element V, the V-phase current iV flows from the upper arm switching element V to the stator winding 4. The V-phase current iV starts to shift to the
図26に、U相電流iUの上アームから下アームへの移行を示す。電流の大きさは異なるが、電流の向きが同じであるため、タイミング関係は図20と同じである。上アームスイッチング素子UのOFF時間tf後に移行完了する。この時点において、電流は図9の状態となる。 FIG. 26 shows the transition from the upper arm to the lower arm of U-phase current iU. Although the current magnitude is different, the current relationship is the same as in FIG. 20 because the current direction is the same. The transition is completed after the OFF time tf of the upper arm switching element U. At this point, the current is in the state shown in FIG.
図27に、上記図15、図16、図17により、図8(中間通電相V相の電流iVは−方向)におけるキャリア周期内での直流電流変化の左側(前半)詳細を示す。制御回路7の各スイッチング素子を制御するONOFF信号と直流電流の関係である。上アームスイッチング素子UへのON信号から暫くの間、直流電流(U相電流iU)に変化がないが、これは制御回路7からスイッチング素子Uまでのフィルタ回路、ドライブ回路などによる遅延に起因している。下アームスイッチング素子Y、ZへのOFF信号から暫くの間、直流電流に変化がないのも同様である。この遅延時間にスイッチング素子の立ち上がり時間を含め、スイッチング素子のON時間tnとしている。前述のOFF時間tfも同様である。
FIG. 27 shows the details of the left side (first half) of the DC current change in the carrier period in FIG. 8 (the current iV of the intermediate energization phase V phase is in the negative direction) by FIG. 15, FIG. 16, and FIG. This is a relationship between an ONOFF signal for controlling each switching element of the
図28に、図18、図19、図20により、図8におけるキャリア周期内直流電流変化の右側(後半)詳細を示す。図29に、図21、図22、図23により、図13(中間通電相V相の電流iVは+方向)におけるキャリア周期内直流電流変化の左側詳細を示す。図30に、図24、図25、図26により、図13におけるキャリア周期内直流電流変化の右側詳細を示す。 FIG. 28 shows details of the right side (second half) of the DC current change in the carrier period in FIG. 8 according to FIG. 18, FIG. 19, and FIG. FIG. 29 shows details of the left side of the DC current change in the carrier period in FIG. 13 (the current iV of the intermediate energized phase V phase is in the + direction) with reference to FIGS. 21, 22, and 23. FIG. 30 shows details of the right side of the DC current change in the carrier period in FIG. 13 with reference to FIGS. 24, 25, and 26. FIG.
上記図27〜図30に示されるように、制御回路7が、上アームスイッチング素子U1つのみにON信号を出力する時間とU相電流iUとの積と、上アームスイッチング素子U及びV2つのみにON信号を出力する時間とW相電流iWとの積との和を、所定時間(キャリア周期の半分など)で割ることにより平均値を算出できる。
As shown in FIGS. 27 to 30, the
しかしながら、制御回路7が、上アームスイッチング素子U1つのみにON信号を出力する時間と上アームスイッチング素子U及びV2つのみにON信号を出力する時間との合計時間は、U相電流iUの流れる時間とW相電流iWの流れる時間との合計時間より長くなっている。これは、上記ON時間tn、OFF時間tfに起因している。また、電流値の検出は、ON時間tn、OFF時間tfが経過し、電流値が安定してから行う必要がある。
However, the total time of the time for the
従って、平均値の算出においては、制御回路7が、上アームスイッチング素子U1つのみにON信号を出力する時間と上アームスイッチング素子U及びV2つのみにON信号を出力する時間との合計時間を所定値削減する必要がある。これにより、精度を向上できる。
Therefore, in calculating the average value, the
(実施の形態2)
上記所定値としては、図27〜図30において、凡そON時間tn(OFF時間tf)が適当である。図27、図29においては、上アームスイッチング素子のONを基準に、両端が立上り及び立ち下がりになっており、左端右端でそれぞれ、ON時間tn(OFF時間tf)の1/2を削減すると、電流の流れる時間として適切になる。図28、図30においては、上アームスイッチング素子のOFFに代わり下アームスイッチング素子のONを基準にすると、両端が立上り及び立ち下がりになっており、左端右端でそれぞれ、ON時間tn(OFF時間tf)の1/2を削減すると、電流の流れる時間として適切になる。上アームスイッチング素子のOFFと下アームスイッチング素子のONとはデッドタイムtdシフトしているだけである。
(Embodiment 2)
As the predetermined value, an ON time tn (OFF time tf) is appropriate in FIGS. 27 and 29, both ends are rising and falling with reference to ON of the upper arm switching element, and when ½ of the ON time tn (OFF time tf) is reduced at the left end and right end respectively, It becomes appropriate as the current flow time. In FIGS. 28 and 30, when the lower arm switching element is turned on instead of the upper arm switching element being turned off, both ends are rising and falling, and the left end and the right end are respectively turned on time tn (OFF time tf). ) Is reduced as a current flowing time. The upper arm switching element OFF and the lower arm switching element ON are only shifted by the dead time td.
(実施の形態3)
中間通電相V相の電流の向きが−方向の場合である図27、図28においては、図から分かるように、上アームスイッチング素子U及びV2つのみにON信号を出力する時間はそのままで、上アームスイッチング素子U1つのみにON信号を出力する時間を、ON時間tn(OFF時間tf)削減すると、電流の流れる時間として適切になる。一方、中間通電相V相の電流の向きが−方向の場合である図29、図30においては、図から分かるように、上アームスイッチング素子U1つのみにON信号を出力する時間はそのままで、上アームスイッチング素子U及びV2つのみにON信号を出力する時間を、ON時間tn(OFF時間tf)削減すると、電流の流れる時間として適切になる。
(Embodiment 3)
In FIG. 27 and FIG. 28 in which the current direction of the intermediate energized phase V phase is in the negative direction, as can be seen from FIG. If the time for outputting the ON signal to only one upper arm switching element U is reduced by the ON time tn (OFF time tf), it becomes appropriate as the current flowing time. On the other hand, in FIGS. 29 and 30 where the direction of the current of the intermediate energized phase V phase is in the negative direction, as can be seen from FIG. If the time for outputting the ON signal to only the upper arm switching elements U and V2 is reduced by the ON time tn (OFF time tf), the current flows appropriately.
中間通電相が+電流かどうかの判定は、ひとつ前のキャリア周期における中間通電相の電流から推定できる。また、制御回路7はキャリア周期単位で相電流を検出しているため、演算によりその位相を把握できている。そのため、相電流を検出すべきキャリア周期における中間通電相の電流が+電流かどうか推定できる。電流の位相に代わり、印加電圧の位相でほぼ近似できるとして代用も可能である。例えば、図2において、位相120度を境に、+電流と−電流が反転する。電流がスイッチング素子に流れているか、並列のダイオードに流れているかにより判定することもできる。
The determination of whether the intermediate energized phase is + current can be estimated from the current of the intermediate energized phase in the previous carrier cycle. Further, since the
(実施の形態4)
図27〜図30において、上アームスイッチング素子U1つのみがONしている時間は、下アームスイッチング素子Y及びZ2つのみがONしている時間に等しい。上アームスイッチング素子U及びV2つのみがONしている時間は、下アームスイッチング素子Z1つのみがONしている時間に等しい。従って、それぞれ置き換えることができる。
(Embodiment 4)
In FIGS. 27 to 30, the time during which only one upper arm switching element U is ON is equal to the time during which only two lower arm switching elements Y and Z are ON. The time during which only the upper arm switching elements U and V2 are ON is equal to the time during which only one lower arm switching element Z1 is ON. Therefore, each can be replaced.
(実施の形態5)
図31に本実施の形態におけるインバータ装置とその周辺の回路を示す。U相下アームスイッチング素子Xとアース間にシャント抵抗25、V相下アームスイッチング素子Yとアース間にシャント抵抗26、W相下アームスイッチング素子Zとアース間にシャント抵抗27がそれぞれ設けられている。インバータ装置21の制御回路24は、これら各シャント抵抗からの電圧により、各相の相電流を検出する。
(Embodiment 5)
FIG. 31 shows an inverter device and its peripheral circuits in the present embodiment. A
直流電源ラインの電流の平均値を演算するにおいて、図27〜図30における電流値は、上記各シャント抵抗により検出することになる。U相の相電流iUはシャント抵抗25により、W相の相電流iWはシャント抵抗27により、それぞれ検出される。U相の相電流iUがシャント抵抗25により検出できない場合、例えば図5の場合、V相の相電流iV(シャント抵抗26)とW相の相電流iW(シャント抵抗27)との和により求められる。
In calculating the average value of the current of the DC power supply line, the current values in FIGS. 27 to 30 are detected by the respective shunt resistors. The U-phase phase current iU is detected by the
(実施の形態6)
インバータ回路10とモータ11との間に電流センサを2個設ける場合(図示せず)についても、実施の形態5と同様である。例えばU相とV相に設ける場合、図27〜図30における電流値は、U相の相電流iUは当該電流センサにより検出される。そして、W相の相電流iWは、U相の相電流iUとV相の相電流iV(当該電流センサにより検出される)との和により求められる。
(Embodiment 6)
The case where two current sensors (not shown) are provided between the
(実施の形態7)
実効値の演算については、電流値を2乗することなど異なるが平均値と同様に算出できる。図27〜図30の例においては、上アームスイッチング素子U1つのみにON信号を出力する時間とU相電流iUの2乗との積と、上アームスイッチング素子U及びV2つのみにON信号を出力する時間とW相電流iWの2乗との積との和を、所定時間(キャリア周期の半分など)で割り、1/2乗することにより実効値を算出できる。
(Embodiment 7)
The effective value can be calculated in the same manner as the average value, although the current value is squared. In the examples of FIGS. 27 to 30, the product of the time for outputting the ON signal to only one upper arm switching element U and the square of the U-phase current iU, and the ON signal to only two upper arm switching elements U and V are used. The effective value can be calculated by dividing the sum of the product of the output time and the square of the W-phase current iW by a predetermined time (such as half of the carrier period) and raising the sum to 1/2.
(実施の形態8)
図32に、電動圧縮機40の右側にインバータ装置20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 8)
FIG. 32 shows a diagram in which the
インバータ装置20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。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
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20が小さいこと、信頼性が高いことが必要になる。そのため、本発明の実施の形態として好適である。また、直流電源からの消費電力を正確に算出できるので、空調の省エネ運転に寄与することができる。
In such an inverter device integrated electric compressor, it is necessary that the
尚、上記各実施の形態において、図2における位相120度前後の場合について考察したが、他の場合についても同様に考察できる。平均値、実効値の演算期間をキャリア周期の半分としたが、1周期その他でも良い。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などでもよい。負荷としてモータの例を示したが、交流電源を用いる各種機器、トランスなどにも適用できる。モータ11をセンサレスDCブラシレスモータとしたが、リラクタンスモータ、誘導モータ等にも適用できる。正弦波駆動以外にも適用できる。また、2相変調においても適用できる。
In each of the above embodiments, the case where the phase is around 120 degrees in FIG. 2 has been considered, but other cases can be considered in the same manner. The calculation period of the average value and the effective value is half of the carrier period, but it may be one period or the other. Although the DC power supply is a battery, the present invention is not limited to this, and a DC power supply obtained by rectifying a commercial AC power supply may be used. Although an example of a motor is shown as a load, it can also be applied to various devices using an AC power source, a transformer, and the like. Although the
以上のように、本発明にかかるインバータ装置は、積分回路(抵抗とコンデンサ)、A/Dポート(制御回路内マイコンの平均電流入力用)を設けることなく、高い精度で直流電流の平均値を算出できる。また、小型で信頼性が高いので、各種民生用製品、各種産業用機器、各種移動体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 calculate the average value of the direct current with high accuracy without providing an integrating circuit (resistor and capacitor) and an A / D port (for inputting the average current of the microcomputer in the control circuit). It can be calculated. Moreover, since it is small and highly reliable, it can be applied to various consumer products, various industrial devices, and various mobile devices. The load can be applied to AC devices other than motors.
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 電流センサ
7 制御回路(インバータ装置20)
10 インバータ回路
11 センサレスDCブラシレスモータ
20 インバータ装置(直流電源ラインに電流センサ)
21 インバータ装置(下アームに電流検出用シャント抵抗)
24 制御回路(インバータ装置21)
25 電流検出用下アームシャント抵抗(U相)
26 電流検出用下アームシャント抵抗(V相)
27 電流検出用下アームシャント抵抗(W相)
40 電動圧縮機
DESCRIPTION OF
10
21 Inverter device (shunt resistor for current detection on the lower arm)
24 Control circuit (inverter device 21)
25 Lower arm shunt resistor for current detection (U phase)
26 Lower arm shunt resistor for current detection (phase V)
27 Lower arm shunt resistor for current detection (W phase)
40 Electric compressor
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012157103A (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter device, fan drive device, compressor drive device and air conditioner |
JP2015208071A (en) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | inverter device |
KR20190003379A (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-09 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Semiconductor device, power module, and control method of power conversion device |
JP7490545B2 (en) | 2020-12-10 | 2024-05-27 | 株式会社コロナ | Motor control circuit, current value calculation method and program |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0767248A (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Controller/driver for air-conditioning motor compressor |
JP2001119957A (en) * | 1999-10-15 | 2001-04-27 | Yamaha Motor Co Ltd | Power current detection device |
JP2007028836A (en) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inverter device |
JP2007053895A (en) * | 2005-07-21 | 2007-03-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inverter device |
-
2007
- 2007-07-11 JP JP2007181932A patent/JP5228387B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0767248A (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Controller/driver for air-conditioning motor compressor |
JP2001119957A (en) * | 1999-10-15 | 2001-04-27 | Yamaha Motor Co Ltd | Power current detection device |
JP2007028836A (en) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inverter device |
JP2007053895A (en) * | 2005-07-21 | 2007-03-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inverter device |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012157103A (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter device, fan drive device, compressor drive device and air conditioner |
JP2015208071A (en) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | inverter device |
KR20190003379A (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-09 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Semiconductor device, power module, and control method of power conversion device |
JP2019013102A (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device, power module, and control method of power conversion device |
KR102515021B1 (en) * | 2017-06-30 | 2023-03-29 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Semiconductor device, power module, and control method of power conversion device |
JP7490545B2 (en) | 2020-12-10 | 2024-05-27 | 株式会社コロナ | Motor control circuit, current value calculation method and program |
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Publication number | Publication date |
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