JP2009268303A - Inverter apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of canceling out unstable control upon an instantaneous power interruption and instantaneous voltage drop and avoiding a motor suspension due to out of synchronization or overcurrent. <P>SOLUTION: The inverter apparatus is equipped with a converter unit (110) for converting an alternating current (AC) from a commercial power source (100) into a direct current (DC), an inverter unit (120) for converting DC from the converter unit (110) into AC to supply to a motor (130) by turning on/off a switching element, a controller (200) for controlling on/off of the switching element of the inverter unit (120) and a voltage detection unit (140) for detecting a direct voltage (Vdc) to be input from the converter unit (110) to the inverter unit (120). The controller (200) is provided with first modes (ST207 and ST208) for performing excess modulation PWM control according to the calculation result of a modulation rate calculating unit (210) and switches between execution (ST207 and ST208) and non-execution (ST209 and ST210) of the first modes according to the detection result of the voltage detection unit (140). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータを駆動するインバータ装置を制御する技術に関する。   The present invention relates to a technique for controlling an inverter device that drives a motor.

近年、省エネルギー化技術の1つとして、ブラシレスDCモータを可変速運転するインバータ装置が、産業用,民生用および自動車向けと幅広い分野で利用されている。また、比較的小さいモータで出力,最大回転数を広げる技術として、[特許文献1,2]や[非特許文献1]に示すような過変調PWM制御および弱め界磁制御が一般的に用いられている。   In recent years, as one of energy saving technologies, an inverter device that operates a brushless DC motor at a variable speed has been used in a wide range of fields such as industrial use, consumer use, and automobile use. Further, as a technique for increasing the output and the maximum rotation speed with a relatively small motor, overmodulation PWM control and field weakening control as shown in [Patent Documents 1 and 2] and [Non-Patent Document 1] are generally used. .

過変調PWM制御および弱め界磁制御を行う従来のインバータ装置のブロック図を図8に示す。図8は、dq軸によるPMモータ(130)のベクトル制御に過変調PWM制御および弱め界磁制御を追加したブロック図である。図9は、図8において行われる制御のうちの変調率演算以降の動作フローである。図8と図9を用いて過変調PWM制御および弱め界磁制御の動作を説明する。   FIG. 8 shows a block diagram of a conventional inverter device that performs overmodulation PWM control and field weakening control. FIG. 8 is a block diagram in which overmodulation PWM control and field weakening control are added to vector control of the PM motor (130) by the dq axis. FIG. 9 is an operation flow after the modulation rate calculation in the control performed in FIG. The operation of overmodulation PWM control and field weakening control will be described with reference to FIGS.

インバータの出力可能な最大電圧は、インバータの中間電圧(DC入力電圧Vin)によって決まる。電流制御部(207,208)および座標変換部(209)より出力すべき電圧指令(Vu*,Vv*,Vw*)が得られ、電圧指令(Vu*,Vv*,Vw*)とDC入力電圧(Vin)より変調率(Vout)が決まる(ST205)。ここで、正弦波PWM(非特許文献1参照)が可能な最大変調率を100%とする。電圧波形を矩形波へ近づけることにより電圧利用率を上げることができるため、変調率が100%を超える場合(ST207でYes)は過変調PWM制御部(212)により過変調PWM演算を行い(ST208)、100%以下の場合(ST207でNo)は過変調PWM演算を行わない。また、インバータ出力電圧最大でさらに回転数を上げる場合、モータ界磁を弱めるように弱め界磁制御部(211)により電流位相を進める。そこで、変調率が電圧利用率最大値(例は127%、ただし値はPWM変換部(213)の実現方法によって異なる)以上となった場合(ST211でYes)は、弱め界磁制御を行う(ST212)。
特許第3738865号公報 特開2005-348551号公報 特開2001-119978号公報 「ハイブリッド用モータ制御と昇圧コンバータ制御」TOYOTA Technical Review Vol.54 No.1 Aug. 2005 P42-51 「IPMモータのセンサレス制御」モータ技術シンポジウムB-5(1999-3月) 「速度起電力推定に基づくセンサレス突極形ブラシレスDCモータ制御」電学論D_117_98(平9-1) 「リラクタンスモータの回転子位置センサレスベクトル制御法」平成6年電気学会産業応用部門全国大会 No16
The maximum voltage that can be output from the inverter is determined by the intermediate voltage (DC input voltage Vin) of the inverter. The voltage command (Vu * , Vv * , Vw * ) to be output is obtained from the current control unit (207, 208) and the coordinate conversion unit (209), and the voltage command (Vu * , Vv * , Vw * ) and the DC input voltage ( The modulation factor (Vout) is determined from Vin) (ST205). Here, the maximum modulation rate capable of sinusoidal PWM (see Non-Patent Document 1) is assumed to be 100%. Since the voltage utilization rate can be increased by bringing the voltage waveform closer to a rectangular wave, when the modulation rate exceeds 100% (Yes in ST207), the overmodulation PWM control unit (212) performs overmodulation PWM calculation (ST208 ), 100% or less (No in ST207), overmodulation PWM calculation is not performed. Further, when the rotation speed is further increased at the maximum inverter output voltage, the current phase is advanced by the field weakening control unit (211) so as to weaken the motor field. Therefore, if the modulation rate is equal to or greater than the maximum voltage utilization rate (example is 127%, but the value varies depending on the implementation method of the PWM converter (213)) (Yes in ST211), field weakening control is performed (ST212). .
Japanese Patent No. 3788685 JP 2005-348551 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-119978 “Hybrid Motor Control and Boost Converter Control” TOYOTA Technical Review Vol.54 No.1 Aug. 2005 P42-51 "Sensorless Control of IPM Motor" Motor Technology Symposium B-5 (1999-Mar) "Sensorless salient pole type brushless DC motor control based on speed electromotive force estimation" D-117_98 (9-1) "Rotor position sensorless vector control method for reluctance motor" National Institute of Electrical Engineers of Japan, No.16

[非特許文献1]では、P44の図6に記載のとおり、インバータ入力はDC電圧源(電池)を想定しており、商用電源での瞬停(瞬時停電),瞬時電圧低下については考慮されていない。   [Non-Patent Document 1] assumes that the inverter input is a DC voltage source (battery) as shown in FIG. 6 on page 44, and considers instantaneous power failure (instant blackout) and instantaneous voltage drop in commercial power. Not.

また、[特許文献1]では、定常的に運転保証する電圧変動(例えば定格入力電圧±10%)についての記載はあるが、停電や瞬時電圧低下のような電源異常によりインバータの中間電圧(DC入力電圧)が急激に変化する場合の対応については考慮されていない。   In [Patent Document 1], there is a description of voltage fluctuations (eg, rated input voltage ± 10%) that guarantees steady operation, but an intermediate voltage (DC) of the inverter due to a power failure such as a power failure or instantaneous voltage drop. No consideration is given to the response when the input voltage changes rapidly.

また、[特許文献2]では、停電や瞬時電圧低下時の制御について記載されているが、瞬低時に弱め界磁制御を行うことにより瞬停時の回転数低下を防ぐことを目的としている。   [Patent Document 2] describes control at the time of a power failure or instantaneous voltage drop, but it is intended to prevent a decrease in the number of revolutions at the time of a momentary power failure by performing field weakening control at the time of a voltage drop.

瞬停時、瞬時電圧低下時に過変調PWMおよび弱め界磁制御を行うと、モータ出力をある程度維持できるメリットはあるが、デメリットとしては、インバータ出力電圧が飽和した状態で応答が高い動作が要求されるため制御が不安定になり、場合によっては脱調,過電流によってモータ停止に至るという問題がある。   If you perform overmodulation PWM and field-weakening control during momentary power loss or instantaneous voltage drop, there is a merit that the motor output can be maintained to some extent, but the disadvantage is that operation with high response is required when the inverter output voltage is saturated There is a problem that the control becomes unstable, and in some cases, the motor stops due to step-out or overcurrent.

従来方法の瞬停、瞬時低下電圧時の動作を図10のタイミングチャートを用いて説明する。図10(a)は、入力電圧(Vin)の変化に対して制御応答が遅い場合を示しており、特に復電時、入力電圧(Vin)が急上昇しているのにもかかわらず電圧変調率(Vout)を小さくするのが遅れるため、過電流停止となりやすい。また、図10(b)は、入力電圧(Vin)の変化と同等の制御応答が得られる場合を示しているが、制御応答を速くするとオーバーシュートにより制御不安定となり、脱調停止または過電流停止となる場合がある。また、モータ電圧,電流等から回転子位置を推定する位置センサレス制御では、電源異常時の電圧,電流検出値の変化量が大きく位置推定値の誤差が大きくなり、脱調,過電流によるモータ停止がより顕著となる傾向がある。   The operation at the momentary power interruption and instantaneous voltage drop of the conventional method will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG. 10 (a) shows a case where the control response is slow with respect to the change of the input voltage (Vin). In particular, the voltage modulation rate is in spite of the sudden increase of the input voltage (Vin) during power recovery. Since it is delayed to reduce (Vout), it is easy to stop overcurrent. FIG. 10B shows a case where a control response equivalent to the change of the input voltage (Vin) can be obtained. However, if the control response is increased, the control becomes unstable due to overshoot, and the step-out stop or overcurrent is caused. It may be stopped. In position sensorless control that estimates the rotor position from the motor voltage, current, etc., the amount of change in the voltage and current detection values when the power supply is abnormal is large and the error in the position estimation value is large. Tend to be more prominent.

本発明の目的は、モータを駆動するインバータ装置において、瞬時停電や瞬時電圧低下時の制御不安定を解消し、脱調,過電流によるモータ停止を回避する技術を提供することである。   An object of the present invention is to provide a technique for solving control instability at the time of an instantaneous power failure or instantaneous voltage drop in an inverter device for driving a motor, and avoiding motor stop due to step-out or overcurrent.

本発明によるインバータ装置は、商用電源(100)からの交流を直流に変換するコンバータ部(110)と、スイッチング素子をオン/オフすることにより前記コンバータ部(110)からの直流を交流に変換してモータ(130)に供給するインバータ部(120)と、前記インバータ部(120)のスイッチング素子のオン/オフを制御する制御部(200)と、前記コンバータ部(110)または前記インバータ部(120)に入力される電圧(Vin)を検出する電圧検出部(140)と、を備え、前記制御部(200)は、変調率演算部(210)の演算結果に応じて過変調PWM制御を行う第1のモード(ST207,ST208)を有しており、前記電圧検出部(140)の検出結果に応じて前記第1のモードの実行(ST207,ST208)/不実行(ST209,ST210)を切り替える、ことを特徴とする。   An inverter device according to the present invention includes a converter unit (110) that converts alternating current from a commercial power source (100) into direct current, and converts direct current from the converter unit (110) into alternating current by turning on and off a switching element. An inverter unit (120) to be supplied to the motor (130), a control unit (200) for controlling on / off of a switching element of the inverter unit (120), the converter unit (110) or the inverter unit (120 ) And a voltage detection unit (140) that detects a voltage (Vin) input to the control unit (200), and the control unit (200) performs overmodulation PWM control according to the calculation result of the modulation factor calculation unit (210) The first mode (ST207, ST208) is provided, and execution (ST207, ST208) / non-execution (ST209, ST210) of the first mode is switched according to the detection result of the voltage detection unit (140). It is characterized by that.

また、上記インバータ装置において、前記制御部(200)は、前記電圧検出部(140)により検出された入力電圧(Vin)が所定のしきい値(Vin_low)より大きいとき(ST202でNo)は前記第1のモードを実行し(ST207,ST208)、前記入力電圧(Vin)が前記しきい値(Vin_low)より小さいとき(ST202でYes)は前記第1のモードを実行しない(ST209,ST210)、ことを特徴とする。   Further, in the inverter device, the control unit (200), when the input voltage (Vin) detected by the voltage detection unit (140) is larger than a predetermined threshold (Vin_low) (No in ST202), The first mode is executed (ST207, ST208), and when the input voltage (Vin) is smaller than the threshold (Vin_low) (Yes in ST202), the first mode is not executed (ST209, ST210), It is characterized by that.

また、上記インバータ装置において、前記制御部(200)は、前記電圧検出部(140)により検出された入力電圧(Vin)の変化量(Vc)を検出し(ST401)、前記変化量(Vc)が所定のしきい値(Vin_qc)より小さいとき(ST402でNo)は前記第1のモードを実行し(ST207,ST208)、前記変化量が前記しきい値(Vin_qc)より大きいとき(ST402でYes)は前記第1のモードを実行しない(ST209,ST210)、ことを特徴とする。   In the inverter device, the control unit (200) detects a change amount (Vc) of the input voltage (Vin) detected by the voltage detection unit (140) (ST401), and the change amount (Vc) Is smaller than a predetermined threshold value (Vin_qc) (No in ST402), the first mode is executed (ST207, ST208), and when the amount of change is larger than the threshold value (Vin_qc) (Yes in ST402) ) Does not execute the first mode (ST209, ST210).

また、上記インバータ装置において、前記制御部(200)は、変調率演算部(210)の演算結果に応じて弱め界磁制御を行う第2のモード(ST211,ST212)をさらに有しており、前記電圧検出部(140)の検出結果に応じて前記第1および第2のモードの実行(ST207,ST208,ST211,ST212)/不実行(ST209,ST210)を切り替える、ことを特徴とする。   In the inverter device, the control unit (200) further includes a second mode (ST211, ST212) for performing field-weakening control according to a calculation result of the modulation factor calculation unit (210), and the voltage The execution (ST207, ST208, ST211, ST212) / non-execution (ST209, ST210) of the first and second modes is switched according to the detection result of the detection unit (140).

また、上記インバータ装置において、前記制御部(200)は、前記電圧検出部(140)により検出された入力電圧(Vin)が所定のしきい値(Vin_low)より大きいとき(ST202でNo)は前記第1および第2のモードを実行し(ST207,ST208,ST211,ST212)、前記入力電圧(Vin)が前記しきい値(Vin_low)より小さいとき(ST202でYes)は前記第1および第2のモードを実行しない(ST209,ST210)、ことを特徴とする。   Further, in the inverter device, the control unit (200), when the input voltage (Vin) detected by the voltage detection unit (140) is larger than a predetermined threshold (Vin_low) (No in ST202), When the first and second modes are executed (ST207, ST208, ST211, ST212) and the input voltage (Vin) is smaller than the threshold (Vin_low) (Yes in ST202), the first and second modes are executed. The mode is not executed (ST209, ST210).

また、上記インバータ装置において、前記制御部(200)は、前記電圧検出部(140)により検出された入力電圧(Vin)の変化量(Vc)を検出し(ST401)、前記変化量(Vc)が所定のしきい値(Vin_qc)より小さいとき(ST402でNo)は前記第1および第2のモードを実行し(ST207,ST208,ST211,ST212)、前記変化量(Vc)が前記しきい値(Vin_qc)より大きいとき(ST402でYes)は前記第1および第2のモードを実行しない(ST209,ST210)、ことを特徴とする。   In the inverter device, the control unit (200) detects a change amount (Vc) of the input voltage (Vin) detected by the voltage detection unit (140) (ST401), and the change amount (Vc) Is smaller than a predetermined threshold value (Vin_qc) (No in ST402), the first and second modes are executed (ST207, ST208, ST211, ST212), and the amount of change (Vc) is the threshold value When larger than (Vin_qc) (Yes in ST402), the first and second modes are not executed (ST209, ST210).

また、上記インバータ装置は、位置センサレス制御方式のインバータである、ことを特徴とする。   The inverter device is a position sensorless control type inverter.

また、上記インバータ装置は、空気調和機向け圧縮機駆動用インバータである、ことを特徴とする。   Moreover, the said inverter apparatus is an inverter for compressor drive for air conditioners, It is characterized by the above-mentioned.

本発明によるインバータ装置では、瞬停や瞬時電圧低下などにより電源電圧が極端に小さくなったり急激に変動したりする電源異常を電圧検出部(140)の検出結果に基づいて検出し、電源異常中は、過変調PWM制御部(212)の処理(ST207,ST208),弱め界磁制御部(211)の処理(ST211,ST212)の実行を禁止することにより、過変調PWM制御,弱め界磁制御によるモータ電流増加を抑えることができ、復電時の電流オーバーシュートに対するマージンを確保することができる。   In the inverter device according to the present invention, a power supply abnormality in which the power supply voltage becomes extremely small or rapidly fluctuates due to a momentary power failure or instantaneous voltage drop is detected based on the detection result of the voltage detection unit (140), and the power supply abnormality is The motor current increase by overmodulation PWM control and field weakening control is prohibited by prohibiting the execution of processing (ST207, ST208) of overmodulation PWM control unit (212) and processing (ST211, ST212) of field weakening control unit (211). And a margin for current overshoot during power recovery can be secured.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面において実質的に同一の構成要素には同じ参照符号を付けている。また、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, substantially the same components are denoted by the same reference numerals. Further, the following description of the preferred embodiments is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

本発明の実施形態によるインバータ装置の構成を図1に示す。このインバータ装置は、商用電源(100)からの交流をコンバータ回路(110)によって整流し、その直流をインバータ回路(120)によって交流に変換してモータ(130)に供給するものである。   FIG. 1 shows the configuration of an inverter device according to an embodiment of the present invention. This inverter device rectifies alternating current from a commercial power supply (100) by a converter circuit (110), converts the direct current to alternating current by an inverter circuit (120), and supplies the alternating current to the motor (130).

インバータ回路(120)は、スイッチング素子をオン/オフすることによりコンバータ回路(110)からの直流を3相交流に変換してモータ(130)に供給する。インバータ回路(120)のスイッチング素子のオン/オフはPWM制御部(200)により制御される。PWM制御部(200)は、各種センサ(140,150,160)の検出値(Vin,Iv,Iw,θe)と各種指令値(β*,ωe*)に基づいてインバータ回路(120)のスイッチング素子のオン/オフをPWM制御する。 The inverter circuit (120) converts the direct current from the converter circuit (110) into a three-phase alternating current by turning on / off the switching element, and supplies the three-phase alternating current to the motor (130). On / off of the switching element of the inverter circuit (120) is controlled by the PWM control unit (200). The PWM control unit (200) turns on / off the switching elements of the inverter circuit (120) based on the detection values (Vin, Iv, Iw, θe) of the various sensors (140, 150, 160) and the various command values (β * , ωe * ). PWM control for turning off.

電圧センサ(140)は、コンバータ回路(110)からインバータ回路(120)に入力される直流電圧(Vin)を検出する。電流センサ(150)は、インバータ回路(120)からモータ(130)に供給される3相交流のV相,W相電流(Iv,Iw)を検出する。位置センサ(160)は、モータ(130)の回転子の電気角に対応する信号(θe)を出力する。   The voltage sensor (140) detects a DC voltage (Vin) input from the converter circuit (110) to the inverter circuit (120). The current sensor (150) detects three-phase AC V-phase and W-phase currents (Iv, Iw) supplied from the inverter circuit (120) to the motor (130). The position sensor (160) outputs a signal (θe) corresponding to the electrical angle of the rotor of the motor (130).

PWM制御部(200)の座標変換部(203)は、電流センサ(150)により検出される2相分の交流電流(Iv,Iw)から3相分の交流電流(Iu,Iv,Iw)を求め、それらの交流電流を、位置センサ(160)の検出値(θe)に基づいて、モータ(130)の主磁束方向のd軸電流(Id)およびそのd軸電流の直交方向のq軸電流(Iq)に変換する。速度演算部(204)は、位置センサ(160)の検出値(θe)に基づいてモータ(130)の回転速度(ωe)を算出する。速度制御部(205)は、速度指令(ωe*)と速度演算部(204)からの回転速度(ωe)との差に基づいて電流振幅指令(Ia*)を算出する。 The coordinate conversion unit (203) of the PWM control unit (200) converts the AC current (Iu, Iv, Iw) for three phases from the AC current (Iv, Iw) for two phases detected by the current sensor (150). Then, based on the detected value (θe) of the position sensor (160), the AC current is obtained and the d-axis current (Id) in the main magnetic flux direction of the motor (130) and the q-axis current in the direction orthogonal to the d-axis current are obtained. Convert to (Iq). The speed calculation unit (204) calculates the rotational speed (ωe) of the motor (130) based on the detection value (θe) of the position sensor (160). The speed control unit (205) calculates a current amplitude command (Ia * ) based on the difference between the speed command (ωe * ) and the rotation speed (ωe) from the speed calculation unit (204).

電流指令生成部(206)は、電流位相指令(β*)と電流振幅指令(Ia*)とに基づいてd軸電流指令(Id*)およびq軸電流指令(Iq*)を算出する。弱め界磁制御が行われるときは、弱め界磁制御部(211)からの電流位相進み角(ζ)だけ電流位相指令(β*)を進めたものと電流振幅指令(Ia*)とに基づいてd軸電流指令(Id*)およびq軸電流指令(Iq*)を算出する。 The current command generator (206) calculates a d-axis current command (Id * ) and a q-axis current command (Iq * ) based on the current phase command (β * ) and the current amplitude command (Ia * ). When field weakening control is performed, the d-axis current is based on the current phase command (β * ) advanced by the current phase advance angle (ζ) from the field weakening control unit (211) and the current amplitude command (Ia * ). The command (Id * ) and the q-axis current command (Iq * ) are calculated.

電流制御部(207)は、電流指令生成部(206)からのd軸電流指令(Id*)と座標変換部(203)からのd軸電流(Id)との差に基づいてd軸電圧指令(Vd*)を算出する。電流制御部(208)は、電流指令生成部(206)からのq軸電流指令(Iq*)と座標変換部(203)からのq軸電流(Iq)との差に基づいてq軸電圧指令(Vq*)を算出する。 The current control unit (207) generates a d-axis voltage command based on the difference between the d-axis current command (Id * ) from the current command generation unit (206) and the d-axis current (Id) from the coordinate conversion unit (203). Calculate (Vd * ). The current control unit (208) generates a q-axis voltage command based on the difference between the q-axis current command (Iq * ) from the current command generation unit (206) and the q-axis current (Iq) from the coordinate conversion unit (203). Calculate (Vq * ).

座標変換部(209)は、電流制御部(207)からのd軸電圧指令(Vd*)および電流制御部(208)からのq軸電圧指令(Vq*)を、位置センサ(160)の検出値(θe)に基づいて、U相電圧指令(Vu*),V相電圧指令(Vv*),W相電圧指令(Vw*)に変換する。 The coordinate conversion unit (209) detects the d-axis voltage command (Vd * ) from the current control unit (207) and the q-axis voltage command (Vq * ) from the current control unit (208) by the position sensor (160). Based on the value (θe), it is converted into a U-phase voltage command (Vu * ), a V-phase voltage command (Vv * ), and a W-phase voltage command (Vw * ).

変調率演算部(210)は、座標変換部(209)からの3相電圧指令(Vu*,Vv*,Vw*)と電圧センサ(140)の検出値(Vin)とに基づいて変調率(Vout)および電圧位相(δ)を算出する。 The modulation factor calculation unit (210) is based on the three-phase voltage command (Vu * , Vv * , Vw * ) from the coordinate conversion unit (209) and the detection value (Vin) of the voltage sensor (140). Vout) and voltage phase (δ) are calculated.

PWM変換部(213)は、変調率演算部(210)からの変調率(Vout)および電圧位相(δ)に基づいて、インバータ回路(120)のスイッチング素子のオン/オフをPWM制御するための制御信号を生成し出力する。過変調PWM制御の実行が許可される場合は、過変調PWM制御部(212)により過変調PWM演算が行われ、この演算結果に基づいてPWM変換部(213)は、インバータ回路(120)のスイッチング素子のオン/オフを過変調PWM制御するための制御信号を生成し出力する。   The PWM conversion unit (213) performs PWM control on / off of the switching element of the inverter circuit (120) based on the modulation rate (Vout) and the voltage phase (δ) from the modulation rate calculation unit (210). Generate and output control signals. When execution of overmodulation PWM control is permitted, overmodulation PWM calculation is performed by the overmodulation PWM control unit (212), and based on the calculation result, the PWM conversion unit (213) A control signal for overmodulation PWM control of on / off of the switching element is generated and output.

本実施形態のインバータ装置(図1)のPWM制御部(200)が従来のインバータ装置(図8)のPWM制御部(800)と異なっている点は、電源異常検出部(201)、判断部(202)、弱め界磁制御許可スイッチ(213)および過変調PWM制御許可スイッチ(214)を備えている点である。電源異常検出部(201)は、電圧センサ(140)の検出値(Vin)の絶対値または変化量から電源異常を検出する。判断部(202)は、電源異常検出部(201)の検出結果に基づいて、過変調PWM制御および弱め界磁制御の実行の許可/禁止を判断する。この判断結果に基づいて判断部(202)は、弱め界磁制御許可スイッチ(213)および過変調PWM制御許可スイッチ(214)をオン/オフする。   The PWM control unit (200) of the inverter device (FIG. 1) of the present embodiment is different from the PWM control unit (800) of the conventional inverter device (FIG. 8) in that a power supply abnormality detection unit (201) and a determination unit (202), a field weakening control permission switch (213) and an overmodulation PWM control permission switch (214). The power supply abnormality detection unit (201) detects a power supply abnormality from the absolute value or change amount of the detection value (Vin) of the voltage sensor (140). The determination unit (202) determines permission / prohibition of execution of overmodulation PWM control and field weakening control based on the detection result of the power supply abnormality detection unit (201). Based on the determination result, the determination unit (202) turns on / off the field weakening control permission switch (213) and the overmodulation PWM control permission switch (214).

次に、本実施形態のPWM制御部(200)における上述の特徴的な動作について図2のフローを参照しつつ詳細に説明する。   Next, the characteristic operation of the PWM control unit (200) of the present embodiment will be described in detail with reference to the flow of FIG.

ステップ(ST201)において、インバータ回路(120)への入力電圧(Vin)が電圧センサ(140)により検出される。電源異常検出部(201)は、電圧センサ(140)の検出値(Vin)としきい値(Vin_low)とを比較する(ST202)。   In step (ST201), the input voltage (Vin) to the inverter circuit (120) is detected by the voltage sensor (140). The power supply abnormality detection unit (201) compares the detection value (Vin) of the voltage sensor (140) with a threshold value (Vin_low) (ST202).

Vin < Vin_low のとき(ST202でYes)、電源異常検出部(201)は、異常フラグ(f_err)に「1」をセットする(ST203)。一方、Vin ≧ Vin_low のとき(ST202でNo)、電源異常検出部(201)は、異常フラグ(f_err)を「0」にクリアする(ST204)。   When Vin <Vin_low (Yes in ST202), the power failure detection unit (201) sets “1” to the failure flag (f_err) (ST203). On the other hand, when Vin ≧ Vin_low (No in ST202), the power supply abnormality detection unit (201) clears the abnormality flag (f_err) to “0” (ST204).

このように、電源異常検出部(201)は、電圧センサ(140)の検出値(Vin)が所定のしきい値(Vin_low)よりも小さいときに異常フラグ(f_err)に「1」をセットすることにより電源異常を検出する。   Thus, the power supply abnormality detection unit (201) sets “1” to the abnormality flag (f_err) when the detection value (Vin) of the voltage sensor (140) is smaller than the predetermined threshold value (Vin_low). By detecting power supply abnormality.

ステップ(ST205)では、変調率演算部(210)により変調率(Vout)が算出される。この演算の流れは上述のとおりである。   In step (ST205), the modulation factor (Vout) is calculated by the modulation factor calculator (210). The flow of this calculation is as described above.

次に、ステップ(ST206)において、判断部(202)は、異常フラグ(f_err)の値をチェックする。   Next, in step (ST206), the determination unit (202) checks the value of the abnormality flag (f_err).

f_err =0のとき(ST206でYes)、判断部(202)は「電源異常なし」と判断し、過変調PWM制御部(212)および弱め界磁制御部(211)の実行を許可する。そして判断部(202)は、過変調PWM制御部(212)の処理(ST207,ST208)が実行されるように過変調PWM制御許可スイッチ(214)をオンし、弱め界磁制御部(211)の処理(ST211,ST212)が実行されるように弱め界磁制御許可スイッチ(213)をオンする。この結果、f_err =0のときは(ST206でYes)、ステップ(ST207,ST208,ST211,ST212)の処理が行われる。   When f_err = 0 (Yes in ST206), the determination unit (202) determines “no power supply abnormality” and permits the overmodulation PWM control unit (212) and the field weakening control unit (211) to be executed. Then, the determination unit (202) turns on the overmodulation PWM control permission switch (214) so that the processing (ST207, ST208) of the overmodulation PWM control unit (212) is executed, and the processing of the field weakening control unit (211) The field weakening control permission switch (213) is turned on so that (ST211, ST212) is executed. As a result, when f_err = 0 (Yes in ST206), the processing of steps (ST207, ST208, ST211, ST212) is performed.

ステップ(ST207)において、過変調PWM制御部(212)は、変調率(Vout)が100%(正弦波PWMが可能な最大変調率)を超えているか否かを判断する。変調率(Vout)が100%を超えているとき(ST207でYes)、過変調PWM制御部(212)は、過変調PWM演算を実行する(ST208)。一方、変調率(Vout)が100%を超えていないとき(ST207でNo)、過変調PWM制御部(212)は、過変調PWM演算を実行しない。   In step (ST207), the overmodulation PWM control unit (212) determines whether or not the modulation rate (Vout) exceeds 100% (the maximum modulation rate capable of sine wave PWM). When the modulation rate (Vout) exceeds 100% (Yes in ST207), the overmodulation PWM control unit (212) executes overmodulation PWM calculation (ST208). On the other hand, when the modulation rate (Vout) does not exceed 100% (No in ST207), the overmodulation PWM control unit (212) does not execute the overmodulation PWM calculation.

ステップ(ST211)において、弱め界磁制御部(211)は、変調率(Vout)が127%(電圧利用率の最大値:この値はPWM変換部(213)の実現方法によって異なる)を超えているか否かを判断する。変調率(Vout)が127%を超えているとき(ST211でYes)、弱め界磁制御部(211)は、弱め界磁制御演算を実行する(ST212)。一方、変調率(Vout)が127%を超えていないとき(ST211でNo)、弱め界磁制御部(211)は、弱め界磁制御演算を実行しない。   In step (ST211), the field weakening control unit (211) determines whether the modulation rate (Vout) exceeds 127% (the maximum value of the voltage utilization rate: this value depends on how the PWM conversion unit (213) is implemented). Determine whether. When the modulation rate (Vout) exceeds 127% (Yes in ST211), the field weakening control unit (211) executes field weakening control calculation (ST212). On the other hand, when the modulation rate (Vout) does not exceed 127% (No in ST211), the field weakening control unit (211) does not execute the field weakening control calculation.

上記ステップ(ST207,ST208,ST211,ST212)による処理の結果に従ってPWM変換部(213)は、インバータ回路(120)のスイッチング素子のオン/オフを制御する。   The PWM converter (213) controls on / off of the switching element of the inverter circuit (120) according to the result of the processing in the above steps (ST207, ST208, ST211, ST212).

一方、f_err =1のとき(ST206でNo)、判断部(202)は「電源異常あり」と判断し、過変調PWM制御および弱め界磁制御の実行を禁止する。そして判断部(202)は、過変調PWM制御部(212)の処理(ST207,ST208)が実行されないように過変調PWM制御許可スイッチ(213)をオフし、弱め界磁制御部(211)の処理(ST211,ST212)が実行されないように弱め界磁制御許可スイッチ(213)をオフする。この結果、f_err =1のとき(ST206でNo)は、ステップ(ST209,ST210)の処理が行われる。すなわち、過変調PWM制御部(212)の処理(ST207,ST208)および弱め界磁制御部(211)の処理(ST211,ST212)は実行されない。   On the other hand, when f_err = 1 (No in ST206), the determination unit (202) determines that “the power supply is abnormal” and prohibits the execution of overmodulation PWM control and field weakening control. Then, the determination unit (202) turns off the overmodulation PWM control permission switch (213) so that the processing (ST207, ST208) of the overmodulation PWM control unit (212) is not executed, and the processing of the field weakening control unit (211) ( The field weakening control permission switch (213) is turned off so that ST211, ST212) are not executed. As a result, when f_err = 1 (No in ST206), the processing of step (ST209, ST210) is performed. That is, the process (ST207, ST208) of the overmodulation PWM control unit (212) and the process (ST211, ST212) of the field weakening control unit (211) are not executed.

ステップ(ST209)において、PWM変換部(213)は、変調率(Vout)が100%を超えているか否かを判断する。変調率(Vout)が100%を超えているとき(ST209でYes)、PWM変換部(213)は、その変調率(Vout)を100%に置き換える(ST210)。   In step (ST209), the PWM converter (213) determines whether the modulation rate (Vout) exceeds 100%. When the modulation factor (Vout) exceeds 100% (Yes in ST209), the PWM converter (213) replaces the modulation factor (Vout) with 100% (ST210).

上記ステップ(ST209,ST210)による処理の結果に従ってPWM変換部(213)は、インバータ回路(120)のスイッチング素子のオン/オフを制御する。   The PWM converter (213) controls on / off of the switching element of the inverter circuit (120) according to the result of the processing in the above steps (ST209, ST210).

以上に説明した流れ(図2)に従って処理が行われた場合のタイミングチャートを図3に示す。図3と図10を比較しても分かるように、本実施形態のインバータ装置では、インバータ回路(120)への入力電圧(Vin)が所定のしきい値(Vin_low)よりも小さいときに異常フラグ(f_err)に「1」をセットすることにより、瞬停や瞬時電圧低下などにより電源電圧が極端に小さくなる電源異常を検出し、電源異常中は、過変調PWM制御部(212)の処理(ST207,ST208)および弱め界磁制御部(211)の処理(ST211,ST212)の実行を禁止することにより、過変調PWM制御,弱め界磁制御によるモータ電流増加を抑えることができ、復電時の電流オーバーシュートに対するマージンを確保することができる。   FIG. 3 shows a timing chart when processing is performed according to the flow described above (FIG. 2). As can be seen from a comparison between FIG. 3 and FIG. 10, in the inverter device of this embodiment, when the input voltage (Vin) to the inverter circuit (120) is smaller than a predetermined threshold value (Vin_low), an abnormality flag is set. By setting “f_err” to “1”, a power supply abnormality in which the power supply voltage becomes extremely small due to a momentary power failure or a momentary voltage drop is detected, and the process of the overmodulation PWM control unit (212) is performed during the power supply abnormality ( By prohibiting the execution of processing (ST211, ST212) of ST207, ST208) and field weakening control unit (211), increase in motor current due to overmodulation PWM control and field weakening control can be suppressed, and current overshoot during power recovery A margin can be secured.

なお、上述の例では、電源異常検出部(201)は、電圧センサ(140)の検出値(Vin)と所定のしきい値(Vin_low)とを比較することにより電源異常を検出しているが、電圧センサ(140)の検出値(Vin)の変化量を検出し、この変化量に基づいて電源異常を検出するようにしてもよい。この場合の動作フローを図4に示す。以下、図4のフローのうち図2と異なる部分を中心に説明する。   In the above example, the power supply abnormality detection unit (201) detects a power supply abnormality by comparing the detection value (Vin) of the voltage sensor (140) with a predetermined threshold value (Vin_low). Alternatively, a change amount of the detection value (Vin) of the voltage sensor (140) may be detected, and a power supply abnormality may be detected based on the change amount. The operation flow in this case is shown in FIG. In the following, the description will focus on the parts of the flow of FIG. 4 that are different from those of FIG.

ステップ(ST201)において、インバータ回路(120)への入力電圧(Vin)が電圧センサ(140)により検出される。電源異常検出部(201)は、電圧センサ(140)の今回の検出値(Vin)と前回の検出値(Vin_old)との差の絶対値(Vc)を算出する(ST401)。次に電源異常検出部(201)は、ステップ(ST401)において算出した値(Vc)と所定のしきい値(Vin_qc)とを比較する(ST402)。   In step (ST201), the input voltage (Vin) to the inverter circuit (120) is detected by the voltage sensor (140). The power supply abnormality detection unit (201) calculates the absolute value (Vc) of the difference between the current detection value (Vin) of the voltage sensor (140) and the previous detection value (Vin_old) (ST401). Next, the power supply abnormality detecting unit (201) compares the value (Vc) calculated in step (ST401) with a predetermined threshold value (Vin_qc) (ST402).

Vc > Vin_qc のとき(ST402でYes)、電源異常検出部(201)は、異常フラグ(f_err)に「1」をセットする(ST203)。一方、Vc ≦ Vin_qc のとき(ST402でNo)、電源異常検出部(201)は、異常フラグ(f_err)を「0」にクリアする(ST204)。   When Vc> Vin_qc (Yes in ST402), the power supply abnormality detection unit (201) sets “1” in the abnormality flag (f_err) (ST203). On the other hand, when Vc ≦ Vin_qc (No in ST402), the power supply abnormality detection unit (201) clears the abnormality flag (f_err) to “0” (ST204).

このように、電源異常検出部(201)は、電圧センサ(140)の検出値(Vin)の変化量(Vc)が所定のしきい値(Vin_qc)よりも大きいときに異常フラグ(f_err)に「1」をセットすることにより電源異常を検出する。   Thus, the power supply abnormality detection unit (201) sets the abnormality flag (f_err) when the change amount (Vc) of the detection value (Vin) of the voltage sensor (140) is larger than the predetermined threshold value (Vin_qc). A power supply abnormality is detected by setting “1”.

ステップ(ST205〜ST212)において図2と同様の処理が行われた後、ステップ(ST403)において、電源異常検出部(201)は、電圧センサ(140)の前回の検出値(Vin_old)を今回の検出値(Vin)に更新する。   In step (ST205 to ST212), the same processing as in FIG. 2 is performed, and then in step (ST403), the power supply abnormality detection unit (201) sets the previous detection value (Vin_old) of the voltage sensor (140) Update to detection value (Vin).

図4の流れに従って処理が行われた場合のタイミングチャートを図5に示す。図5と図10あるいは図3とを比較しても分かるように、このインバータ装置では、インバータ回路(120)への入力電圧(Vin)の変化量(Vc)が所定のしきい値(Vin_qc)よりも小さいときに異常フラグ(f_err)に「1」をセットすることにより、瞬停や瞬時電圧低下などにより電源電圧が急激に変動する電源異常を検出し、電源異常中は、過変調PWM制御部(212)の処理(ST207,ST208)および弱め界磁制御部(211)の処理(ST211,ST212)の実行を禁止することにより、過変調PWM制御,弱め界磁制御によるモータ電流増加を抑えることができ、復電時の電流オーバーシュートに対するマージンを確保することができる。さらに、インバータ回路(120)に入力されるDC電圧(Vin)の急変時以外は(Vinのレベルが低いときであっても)過変調PWM制御部(212)の処理(ST206,SY207)および弱め界磁制御部(211)の処理(ST211,ST212)を行うため、瞬停および瞬時電圧低下時の制御不安定,過電流を防止できることに加えて、低下したDC入力電圧(Vin)の最大運転範囲でモータ(130)を駆動することが可能となる。   FIG. 5 shows a timing chart when processing is performed according to the flow of FIG. As can be seen from a comparison between FIG. 5 and FIG. 10 or FIG. By setting “1” to the error flag (f_err) when it is smaller than that, it detects power supply abnormality where the power supply voltage fluctuates suddenly due to momentary power failure or instantaneous voltage drop, and overmodulation PWM control during power supply abnormality By prohibiting the execution of the processing (ST207, ST208) of the unit (212) and the processing (ST211, ST212) of the field weakening control unit (211), it is possible to suppress an increase in motor current due to overmodulation PWM control and field weakening control, A margin for current overshoot during power recovery can be secured. Further, except when the DC voltage (Vin) input to the inverter circuit (120) suddenly changes (even when the Vin level is low), the processing (ST206, SY207) and weakening of the overmodulation PWM control unit (212) The field control unit (211) process (ST211, ST212) can be used to prevent control instability and overcurrent during momentary power failure and instantaneous voltage drop, and in addition to the maximum operating range of the reduced DC input voltage (Vin). The motor (130) can be driven.

本実施形態のインバータ装置(図1)では、インバータ部(120)の入力電圧(DC電圧)にて電源異常検出を行っているが、図11に示すようにコンバータ部(110)の入力電圧(AC電圧)にて電源異常検出を行うことも可能であり、電源異常検出部(201)の入力電圧は、インバータ部(120)またはコンバータ部(110)のいずれかの入力電圧を用いればよい。ただし、電源異常検出部(201)の入力に、コンバータ部(110)の入力電圧(Vin)を用いる場合は、交流電圧の瞬時値を電圧ピーク値または電圧実効値へ変換する直流値変換部(215)が必要である。   In the inverter device (FIG. 1) of the present embodiment, the power supply abnormality is detected by the input voltage (DC voltage) of the inverter unit (120). However, as shown in FIG. (AC voltage) can also be used to detect power supply abnormality, and the input voltage of the power supply abnormality detection unit (201) may be the input voltage of either the inverter unit (120) or the converter unit (110). However, when the input voltage (Vin) of the converter unit (110) is used for the input of the power supply abnormality detection unit (201), a DC value conversion unit (for converting the instantaneous value of the AC voltage into a voltage peak value or a voltage effective value) 215) is required.

上述の説明では、過変調PWM制御と弱め界磁制御の両方を実行可能なインバータ装置に本発明を適用した場合について説明したが、いずれか一方のみを実行可能なインバータ装置にも本発明を適用することができる。   In the above description, the case where the present invention is applied to an inverter device capable of performing both overmodulation PWM control and field weakening control has been described. However, the present invention is also applied to an inverter device capable of performing only one of them. Can do.

過変調PWM制御のみを実行可能なインバータ装置に本発明を適用した場合、インバータ装置の全体構成は図1において弱め界磁制御部(211)を削除したものになり、その処理フローは図2においてステップ(ST211,ST212)を削除したものになる。一方、弱め界磁制御のみを実行可能なインバータ装置に本発明を適用した場合、インバータ装置の全体構成は図1において過変調PWM制御部(212)を削除したものになり、その処理フローは図2においてステップ(ST207,ST208)を削除したものになる。   When the present invention is applied to an inverter device that can perform only overmodulation PWM control, the entire configuration of the inverter device is the one in which the field weakening control unit (211) is deleted in FIG. ST211, ST212) are deleted. On the other hand, when the present invention is applied to an inverter device that can perform only field weakening control, the entire configuration of the inverter device is the one in which the overmodulation PWM control unit (212) is deleted in FIG. 1, and the processing flow is shown in FIG. Steps (ST207, ST208) are deleted.

これらのインバータ装置は用途に応じて選択可能である。たとえば、本実施形態のインバータ装置は空気調和機に適用可能であり、ファン等の2乗トルク特性の負荷では弱め界磁制御は不要であるため、過変調PWM制御のみを実行可能なインバータ装置が有効となる。また、過変調PWMで電圧波形が矩形波に近づくことにより音・振動が気になるような用途においては、弱め界磁制御のみを実行可能なインバータ装置が有効となる。さらに、圧縮機のような負荷では、過変調PWM制御と弱め界磁制御の両方を実行可能なインバータ装置が有効である。ただし、圧縮機に使用されている磁石同期モータを駆動するためには、回転子の位置を検出することが不可欠であるが、通常、圧縮機内部は高温高圧のため位置検出センサを内蔵できない。そこで、従来から位置センサレス制御方式が一般的に用いられている。したがって、本発明のインバータ装置を圧縮機に適用する場合には位置センサレス制御方式のインバータ装置とすることが望ましい。   These inverter devices can be selected depending on the application. For example, the inverter device of the present embodiment can be applied to an air conditioner, and field-weakening control is unnecessary for a load having a square torque characteristic such as a fan. Therefore, an inverter device that can perform only overmodulation PWM control is effective. Become. In addition, an inverter device that can perform only field-weakening control is effective in applications where sound and vibration are a concern when the voltage waveform approaches a rectangular wave by overmodulation PWM. Furthermore, an inverter device capable of executing both overmodulation PWM control and field weakening control is effective for a load such as a compressor. However, in order to drive the magnet synchronous motor used in the compressor, it is indispensable to detect the position of the rotor. Usually, however, the compressor cannot be equipped with a position detection sensor because of high temperature and high pressure. Therefore, conventionally, a position sensorless control method has been generally used. Therefore, when the inverter device of the present invention is applied to a compressor, it is desirable to use a position sensorless control type inverter device.

位置センサレス制御では電源異常時の電圧,電流検出値の変化量が大きく位置推定値の誤差が大きくなり、制御が不安定になる傾向が強い。しかしながら電圧飽和領域で制御追従をやめ制御動作点を固定(電流位相を振らない)すれば、電圧,電流検出値が急激に変化せず位置推定値誤差が大きくならない。これにより、位置検出誤差による制御不安定が解消され、その結果、脱調,過電流によるモータ停止を回避できる。   In position sensorless control, the amount of change in the detected voltage and current when the power supply is abnormal is large, and the error of the position estimation value is large, and the control tends to become unstable. However, if control tracking is stopped in the voltage saturation region and the control operating point is fixed (the current phase is not changed), the voltage and current detection values do not change abruptly and the position estimation value error does not increase. As a result, control instability due to position detection errors is eliminated, and as a result, step-out and motor stop due to overcurrent can be avoided.

本発明を位置センサレス制御方式のインバータ装置に適用した例を図6,図7に示す。なお、これらはあくまでも一例であり、その他の位置センサレス制御方式のインバータ装置にも本発明を適用可能である。   An example in which the present invention is applied to a position sensorless control type inverter device is shown in FIGS. These are merely examples, and the present invention can be applied to other position sensorless control type inverter devices.

図6は、回転座標(dq軸)モデルに基づき位置推定を行う位置センサレス方式の例である。図6のインバータ装置は、図1の位置センサ(160)を位置推定部(601)に置き換えたものである。位置推定部(601)は、座標変換部(203)からのd軸電流(Id),q軸電流(Iq)と、電流制御部(207)からのd軸電圧指令(Vd*)と、電流制御部(208)からのq軸電圧指令(Vq*)とに基づいて位置推定値(^θe)を算出する。この位置推定部(601)における位置推定値(^θe)の算出は、たとえば[特許文献3]の[図8][段落0099,0124]や[非特許文献2][非特許文献3]に基づいて行われる。 FIG. 6 is an example of a position sensorless system that performs position estimation based on a rotational coordinate (dq axis) model. The inverter device of FIG. 6 is obtained by replacing the position sensor (160) of FIG. 1 with a position estimation unit (601). The position estimation unit (601) includes a d-axis current (Id) and a q-axis current (Iq) from the coordinate conversion unit (203), a d-axis voltage command (Vd * ) from the current control unit (207), and a current. Based on the q-axis voltage command (Vq * ) from the control unit (208), the position estimated value (^ θe) is calculated. The calculation of the position estimated value (^ θe) in the position estimating unit (601) is performed in, for example, [FIG. 8] [paragraphs 0099, 0124] and [non-patent document 2] [non-patent document 3] Based on.

図7は、固定座標(αβ軸)モデルに基づき位置推定を行う位置センサレス方式の例である。図7のインバータ装置は、図1の位置センサ(160)を位置推定部(701),3相/2相変換部(702,703)に置き換えたものである。3相/2相変換部(702)は、電流センサ(150)により検出されるU相,V相電流(Iv,Iw)をαβ座標(2相直交固定子座標)のα軸,β軸電流(Iα,Iβ)に変換する。3相/2相変換部(703)は、座標変換部(209)からの電圧指令(Vv*,Vw*)をαβ座標(2相直交固定子座標)のα軸,β軸電圧(Vα,Vβ)に変換する。位置推定部(701)は、3相/2相変換部(702)からのα軸,β軸電流(Iα,Iβ)と、3相/2相変換部(703)からのα軸,β軸電圧(Vα,Vβ)とに基づいて位置推定値(^θe)を算出する。この位置推定部(701)における位置推定値(^θe)の算出は、たとえば[特許文献3]の[図10][段落0111,0112]や[非特許文献4]に基づいて行われる。 FIG. 7 is an example of a position sensorless system that performs position estimation based on a fixed coordinate (αβ axis) model. The inverter device of FIG. 7 is obtained by replacing the position sensor (160) of FIG. 1 with a position estimation unit (701) and a three-phase / two-phase conversion unit (702, 703). The three-phase / two-phase converter (702) converts the U-phase and V-phase currents (Iv, Iw) detected by the current sensor (150) into α-axis and β-axis currents in αβ coordinates (two-phase orthogonal stator coordinates). Convert to (Iα, Iβ). The three-phase / two-phase conversion unit (703) converts the voltage command (Vv * , Vw * ) from the coordinate conversion unit (209) into the α-axis and β-axis voltage (Vα, Vβ). The position estimation unit (701) includes an α axis and β axis current (Iα, Iβ) from the three phase / two phase conversion unit (702), and an α axis and β axis from the three phase / two phase conversion unit (703). Based on the voltages (Vα, Vβ), a position estimated value (^ θe) is calculated. The calculation of the position estimation value (^ θe) in the position estimation unit (701) is performed based on [FIG. 10] [paragraph 0111,0112] and [non-patent document 4] of [Patent Document 3], for example.

なお、図6,7のインバータ装置のPWM制御部(700,800)においても、同様に、図2あるいは図4の処理が行われる。   In the PWM control section (700, 800) of the inverter device of FIGS. 6 and 7, the processing of FIG. 2 or FIG. 4 is similarly performed.

本発明によるインバータ装置は例えば空気調和機に適用可能である。   The inverter device according to the present invention is applicable to, for example, an air conditioner.

本発明の実施形態によるインバータ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the inverter apparatus by embodiment of this invention. 図1のPWM制御部(200)における特徴的な動作のフローチャートである。It is a flowchart of the characteristic operation | movement in the PWM control part (200) of FIG. 図2のフローに従って処理が行われた場合のタイミングチャートである。3 is a timing chart when processing is performed according to the flow of FIG. 2. 図2のフローチャートの変形例である。It is a modification of the flowchart of FIG. 図4のフローに従って処理が行われた場合のタイミングチャートである。6 is a timing chart when processing is performed according to the flow of FIG. 4. 本発明を位置センサレス方式のインバータ装置に適用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which applied this invention to the position sensorless type inverter apparatus. 本発明を位置センサレス方式のインバータ装置に適用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which applied this invention to the position sensorless type inverter apparatus. 従来のインバータ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional inverter apparatus. 従来のインバータ装置の動作フローである。It is an operation | movement flow of the conventional inverter apparatus. 従来のインバータ装置が制御不安定になる場合のタイミング図である。It is a timing diagram in case the conventional inverter apparatus becomes control unstable. 図1の電源異常検出部(201)の入力の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the input of the power supply abnormality detection part (201) of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100…商用電源
110…コンバータ回路
120…インバータ回路
130…モータ
140…電圧センサ
150…電流センサ
160…位置センサ
200,600,700,800…PWM制御部
100 ... Commercial power
110 ... Converter circuit
120… Inverter circuit
130 ... Motor
140… Voltage sensor
150 ... Current sensor
160 ... Position sensor
200,600,700,800 ... PWM controller

Claims (8)

商用電源(100)からの交流を直流に変換するコンバータ部(110)と、
スイッチング素子をオン/オフすることにより前記コンバータ部(110)からの直流を交流に変換してモータ(130)に供給するインバータ部(120)と、
前記インバータ部(120)のスイッチング素子のオン/オフを制御する制御部(200)と、
前記コンバータ部(110)または前記インバータ部(120)に入力される電圧(Vin)を検出する電圧検出部(140)と、
を備え、
前記制御部(200)は、
変調率演算部(210)の演算結果に応じて過変調PWM制御を行う第1のモード(ST207,ST208)を有しており、
前記電圧検出部(140)の検出結果に応じて前記第1のモードの実行(ST207,ST208)/不実行(ST209,ST210)を切り替える、
ことを特徴とするインバータ装置。
A converter section (110) for converting alternating current from a commercial power supply (100) into direct current
An inverter unit (120) for converting the direct current from the converter unit (110) into an alternating current by turning on / off the switching element and supplying the alternating current to the motor (130);
A control unit (200) for controlling on / off of a switching element of the inverter unit (120);
A voltage detection unit (140) for detecting a voltage (Vin) input to the converter unit (110) or the inverter unit (120);
With
The control unit (200)
A first mode (ST207, ST208) that performs overmodulation PWM control according to the calculation result of the modulation factor calculation unit (210);
Switching execution (ST207, ST208) / non-execution (ST209, ST210) of the first mode according to the detection result of the voltage detector (140),
An inverter device characterized by that.
請求項1において、
前記制御部(200)は、
前記電圧検出部(140)により検出された入力電圧(Vin)が所定のしきい値(Vin_low)より大きいとき(ST202でNo)は前記第1のモードを実行し(ST207,ST208)、前記入力電圧(Vin)が前記しきい値(Vin_low)より小さいとき(ST202でYes)は前記第1のモードを実行しない(ST209,ST210)、
ことを特徴とするインバータ装置。
In claim 1,
The control unit (200)
When the input voltage (Vin) detected by the voltage detector (140) is larger than a predetermined threshold (Vin_low) (No in ST202), the first mode is executed (ST207, ST208), and the input When the voltage (Vin) is smaller than the threshold (Vin_low) (Yes in ST202), the first mode is not executed (ST209, ST210),
An inverter device characterized by that.
請求項1において、
前記制御部(200)は、
前記電圧検出部(140)により検出された入力電圧(Vin)の変化量(Vc)を検出し(ST401)、
前記変化量(Vc)が所定のしきい値(Vin_qc)より小さいとき(ST402でNo)は前記第1のモードを実行し(ST207,ST208)、前記変化量が前記しきい値(Vin_qc)より大きいとき(ST402でYes)は前記第1のモードを実行しない(ST209,ST210)、
ことを特徴とするインバータ装置。
In claim 1,
The control unit (200)
A change amount (Vc) of the input voltage (Vin) detected by the voltage detector (140) is detected (ST401),
When the change amount (Vc) is smaller than a predetermined threshold value (Vin_qc) (No in ST402), the first mode is executed (ST207, ST208), and the change amount is greater than the threshold value (Vin_qc). When larger (Yes in ST402), the first mode is not executed (ST209, ST210).
An inverter device characterized by that.
請求項1において、
前記制御部(200)は、
変調率演算部(210)の演算結果に応じて弱め界磁制御を行う第2のモード(ST211,ST212)をさらに有しており、
前記電圧検出部(140)の検出結果に応じて前記第1および第2のモードの実行(ST207,ST208,ST211,ST212)/不実行(ST209,ST210)を切り替える、
ことを特徴とするインバータ装置。
In claim 1,
The control unit (200)
A second mode (ST211, ST212) for performing field-weakening control according to the calculation result of the modulation factor calculation unit (210);
Switching execution (ST207, ST208, ST211, ST212) / non-execution (ST209, ST210) of the first and second modes according to the detection result of the voltage detection unit (140),
An inverter device characterized by that.
請求項4において、
前記制御部(200)は、
前記電圧検出部(140)により検出された入力電圧(Vin)が所定のしきい値(Vin_low)より大きいとき(ST202でNo)は前記第1および第2のモードを実行し(ST207,ST208,ST211,ST212)、前記入力電圧(Vin)が前記しきい値(Vin_low)より小さいとき(ST202でYes)は前記第1および第2のモードを実行しない(ST209,ST210)、
ことを特徴とするインバータ装置。
In claim 4,
The control unit (200)
When the input voltage (Vin) detected by the voltage detector (140) is larger than a predetermined threshold (Vin_low) (No in ST202), the first and second modes are executed (ST207, ST208, ST211, ST212), when the input voltage (Vin) is smaller than the threshold (Vin_low) (Yes in ST202), the first and second modes are not executed (ST209, ST210),
An inverter device characterized by that.
請求項4において、
前記制御部(200)は、
前記電圧検出部(140)により検出された入力電圧(Vin)の変化量(Vc)を検出し(ST401)、
前記変化量(Vc)が所定のしきい値(Vin_qc)より小さいとき(ST402でNo)は前記第1および第2のモードを実行し(ST207,ST208,ST211,ST212)、前記変化量(Vc)が前記しきい値(Vin_qc)より大きいとき(ST402でYes)は前記第1および第2のモードを実行しない(ST209,ST210)、
ことを特徴とするインバータ装置。
In claim 4,
The control unit (200)
A change amount (Vc) of the input voltage (Vin) detected by the voltage detector (140) is detected (ST401),
When the change amount (Vc) is smaller than a predetermined threshold value (Vin_qc) (No in ST402), the first and second modes are executed (ST207, ST208, ST211, ST212), and the change amount (Vc ) Is larger than the threshold (Vin_qc) (Yes in ST402), the first and second modes are not executed (ST209, ST210),
An inverter device characterized by that.
請求項1〜6のいずれか1つにおいて、
前記インバータ装置は、位置センサレス制御方式のインバータである、
ことを特徴とする。
In any one of Claims 1-6,
The inverter device is a position sensorless control type inverter,
It is characterized by that.
請求項1〜7のいずれか1つにおいて、
前記インバータ装置は、空気調和機向け圧縮機駆動用インバータである、
ことを特徴とする。
In any one of Claims 1-7,
The inverter device is an inverter for driving a compressor for an air conditioner,
It is characterized by that.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013009580A (en) * 2011-05-23 2013-01-10 Mitsubishi Electric Corp Brushless dc motor and ventilation blower
KR101272356B1 (en) * 2010-11-19 2013-06-07 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤 Motor control device, air-conditioner
WO2016002053A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 三菱電機株式会社 Power converter and air-conditioning device provided with said power converter
JP7086505B1 (en) * 2021-03-29 2022-06-20 三菱電機株式会社 Control device for AC rotary electric machine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129632A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor drive unit
JP2007159368A (en) * 2005-12-08 2007-06-21 Toyota Motor Corp Control unit of motor drive system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129632A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor drive unit
JP2007159368A (en) * 2005-12-08 2007-06-21 Toyota Motor Corp Control unit of motor drive system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101272356B1 (en) * 2010-11-19 2013-06-07 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤 Motor control device, air-conditioner
JP2013009580A (en) * 2011-05-23 2013-01-10 Mitsubishi Electric Corp Brushless dc motor and ventilation blower
WO2016002053A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 三菱電機株式会社 Power converter and air-conditioning device provided with said power converter
JPWO2016002053A1 (en) * 2014-07-03 2017-04-27 三菱電機株式会社 Power converter and air conditioner equipped with the power converter
US9941834B2 (en) 2014-07-03 2018-04-10 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion apparatus and air-conditioning apparatus including the power conversion apparatus
JP7086505B1 (en) * 2021-03-29 2022-06-20 三菱電機株式会社 Control device for AC rotary electric machine

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