JP2012239335A - Motor control device and air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ファンモータ等のフリーランによる直流電圧の過昇防止機能を備えたモータの制御装置およびこれを搭載した空気調和機に関する。 The present invention relates to a motor control device having a function of preventing an excessive increase in DC voltage due to free run, such as a fan motor, and an air conditioner equipped with the motor control device.
空気調和機の室外機に設けられる室外ファンを駆動する場合、インバータによってモータを起動する前に風によりファンが勝手に回転している（空転している）ことがある。これをフリーランと呼んでいる。このとき、シャント抵抗１本を用いた回路によりセンサレスベクトル制御で電動機の駆動を行うとすると、インバータのスイッチング素子がオンオフされていない状態では、モータの誘起電圧による電流が如何なる電流であるかを特定することができない。そこで特許文献１ではシャント抵抗１本で行うセンサレスベクトル制御に加え、電動機の線間電圧を検出する手段を設け、インバータのスイッチングによって電動機を駆動する前に電動機のロータの回転方向，回転速度，磁極位置を検出する電動機の制御装置が提案されている。 When driving an outdoor fan provided in an outdoor unit of an air conditioner, the fan may be rotating freely (by idling) by the wind before the motor is started by the inverter. This is called free run. At this time, if the motor is driven by sensorless vector control with a circuit using one shunt resistor, it is possible to determine what the current caused by the induced voltage of the motor is when the inverter switching element is not turned on or off. Can not do it. Therefore, in Patent Document 1, in addition to the sensorless vector control performed by one shunt resistor, a means for detecting the line voltage of the motor is provided, and the rotation direction, rotation speed, and magnetic pole of the rotor of the motor before driving the motor by switching of the inverter. An electric motor control device that detects a position has been proposed.
特許文献１によると、風等の外乱によって勝手にファンが回っている場合、モータの誘起電圧を検出する回路を追加し、インバータがスイッチングする前にロータ磁極位置と回転速度と回転方向を検出することで、起動時に外乱が入っても所望の回転速度に制御することを可能としている。 According to Patent Document 1, when a fan is rotating freely due to a disturbance such as wind, a circuit for detecting an induced voltage of a motor is added, and a rotor magnetic pole position, a rotation speed, and a rotation direction are detected before the inverter is switched. Thus, it is possible to control to a desired rotational speed even when a disturbance occurs during startup.
フリーランもしくはモータ負荷の慣性が大きい場合の減速時や停止時のインバータ制御法については種々提案されている。一般に用いられるのは特許文献２のようにダイナミックブレーキ回路を用いて、回生エネルギーを吸収する方式である。 Various inverter control methods at the time of deceleration or stop when the free run or the inertia of the motor load is large have been proposed. In general, a method of absorbing regenerative energy using a dynamic brake circuit as in Patent Document 2 is used.
特許文献３ではダイナミックブレーキ回路はなしでベクトル制御においてｄ軸電流とｑ軸電流でトルクを制御しながら、トルクへの寄与が低いｄ軸電流を増やして回生電力を吸収する方式が提案されている。 Patent Document 3 proposes a method of absorbing regenerative power by increasing d-axis current, which has a low contribution to torque, while controlling torque with d-axis current and q-axis current in vector control without a dynamic brake circuit.
風等の外乱によるフリーランでファンモータは発電機となり直流電圧が発生してしまうという問題があった。従来はファンモータが発電機となっても問題が発生しないように家庭用空気調和機ではファンモータの設計点を１０００min-1で誘起電圧を２６０Ｖ程度にしている。この程度にしておけばフリーランでファンモータが発電機となっても発生する電圧は問題がない。 There is a problem that the fan motor becomes a generator due to free run caused by disturbances such as wind, and a DC voltage is generated. Conventionally, in order to prevent problems even if the fan motor becomes a generator, in the home air conditioner, the design point of the fan motor is set to 1000 min −1 and the induced voltage is set to about 260V. If this level is set, there is no problem with the voltage generated even if the fan motor becomes a generator in free run.
しかしながらファンモータをより高効率にするためには誘起電圧定数を上げ、同一トルクに対する電流値を下げる必要がある。例えば誘起電圧定数の設計点を１０００min-1で５００Ｖにすると、ファンモータがフリーランで発生する電圧は大きく、部品の耐圧を超えてしまうという問題があった。 However, in order to make the fan motor more efficient, it is necessary to increase the induced voltage constant and decrease the current value for the same torque. For example, when the design point of the induced voltage constant is set to 500 V at 1000 min −1 , there is a problem that the voltage generated by the fan motor in a free run is large and exceeds the breakdown voltage of the component.
また前記特許文献には次のような問題があった。 The patent document has the following problems.
特許文献１では上記問題を解決する手法が示されていない。 Patent Document 1 does not disclose a method for solving the above problem.
特許文献２ではダイナミックブレーキ回路を付加するため、回路大，価格アップにつながる。 In Patent Document 2, a dynamic brake circuit is added, which leads to an increase in circuit size and price.
特許文献３ではベクトル制御を用いる必要があり、ファンモータ制御で広く用いられている１２０°通電方式では使用できない。 In Patent Document 3, it is necessary to use vector control, and the 120 ° energization method widely used in fan motor control cannot be used.
そこで本発明の目的は、簡易な校正で効率の高いモータ制御装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor control device having high efficiency with simple calibration.
本発明は、制御器回路やインバータ駆動回路の電源をつくる電圧変換器を平滑キャパシタに接続し、ファンモータのフリーランで平滑キャパシタに発生する直流電圧を直流電圧検出器で検出し、ある値を超えたらインバータ回路の下アームを全相オンさせ、誘起電圧をショートし、平滑キャパシタに発生した直流電圧は電圧変換器を介して制御器回路やインバータ駆動回路で消費させることで直流電圧が部品の耐圧を超えることを防止する。 In the present invention, a voltage converter that creates a power source for a controller circuit and an inverter drive circuit is connected to a smoothing capacitor, and a DC voltage generated in the smoothing capacitor by a free run of a fan motor is detected by a DC voltage detector. If exceeded, all phases of the lower arm of the inverter circuit are turned on, the induced voltage is short-circuited, and the DC voltage generated in the smoothing capacitor is consumed by the controller circuit and inverter drive circuit via the voltage converter. Prevents the breakdown voltage from being exceeded.
本発明によれば、高効率なファンモータの制御装置が実現できる。 According to the present invention, a highly efficient fan motor control device can be realized.
以下、本発明のモータ制御装置について、具体的に説明する。 Hereinafter, the motor control device of the present invention will be specifically described.
図１は実施例１を示す回路構成図である。本実施例の制御装置は、直流電源１と、直流電源１の直流電圧脈動を抑制する平滑キャパシタ２と、直流電源１と平滑キャパシタ２から供給される直流電圧を三相交流に変換するインバータ３と、制御対象であるファンモータ４と、ファンモータ４の負荷であるファン５と、インバータ３を制御する制御器６と、制御器６の信号からインバータ３を駆動するインバータ駆動回路７と、直流電源１の直流電圧からインバータ駆動回路６の電源と制御器６の電源をつくる電圧変換器８と、インバータ直流電源１の直流電圧を検出する直流電圧検出器９とからなる。 FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing the first embodiment. The control device of the present embodiment includes a DC power source 1, a smoothing capacitor 2 that suppresses DC voltage pulsation of the DC power source 1, and an inverter 3 that converts a DC voltage supplied from the DC power source 1 and the smoothing capacitor 2 into a three-phase AC. A fan motor 4 to be controlled, a fan 5 that is a load of the fan motor 4, a controller 6 that controls the inverter 3, an inverter drive circuit 7 that drives the inverter 3 from a signal of the controller 6, and a direct current It comprises a voltage converter 8 that generates the power source of the inverter drive circuit 6 and the power source of the controller 6 from the DC voltage of the power source 1, and a DC voltage detector 9 that detects the DC voltage of the inverter DC power source 1.
次にフリーラン時の直流電圧の抑制制御方法について図２を用いて説明する。図２は縦軸にファンモータ４が受けている風の風速、ファンモータ４の回転数、平滑キャパシタ２の直流電圧を示し、横軸に時間を示し、（ａ）は直流電圧抑制制御無の場合、（ｂ）が直流電圧抑制制御有の場合を示している。ファンモータ４がフリーランしているとき、風速が上昇し、フリーランの回転数が上がると図２の（ａ）のようにファンモータ４の線間電圧が平滑キャパシタ２の直流電圧を越え、インバータ３の還流ダイオードを通して平滑キャパシタ２に充電され、直流電圧が上昇し、Ａの電圧に達する。Ａの電圧が部品の耐圧を超えた場合、制御器の故障となる。 Next, a DC voltage suppression control method during free run will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the wind speed received by the fan motor 4 on the vertical axis, the rotation speed of the fan motor 4, the DC voltage of the smoothing capacitor 2, the time on the horizontal axis, and (a) without DC voltage suppression control. In the case, (b) shows a case where DC voltage suppression control is present. When the fan motor 4 is free-running, the wind speed increases and the free-running speed increases, so that the line voltage of the fan motor 4 exceeds the DC voltage of the smoothing capacitor 2 as shown in FIG. The smoothing capacitor 2 is charged through the free-wheeling diode of the inverter 3 and the DC voltage rises to reach the voltage A. If the voltage of A exceeds the breakdown voltage of the component, the controller will be faulty.
これに対して（ｂ）直流電圧抑制制御有の場合、制御器６内の直流電圧抑制制御開始判定器６０１は直流電圧抑制制御を開始する直流電圧Ｂを記憶しており、直流電圧検出器９から検出した直流電圧が電圧Ｂを越えた場合に直流電圧抑制信号発生器６０２に直流電圧抑制制御開始を伝達する。図では簡易に表現している。直流電圧抑制信号発生器６０２はインバータ３の下アームのみオンする。こうすることにより誘起電圧はインバータ３の下アームのスイッチング素子にショートされ、ブレーキトルクとなるが、一般にファンモータは巻き線抵抗が大きくモータはほとんど減速しない。しかし発生した電流はモータの抵抗により消費され平滑キャパシタ２に充電されることはなくなる。平滑キャパシタ２に蓄えられた直流電圧の電力は電圧変換器８を通して制御器６およびインバータ駆動回路７により消費され、直流電圧が低下する。 On the other hand, when (b) DC voltage suppression control is present, the DC voltage suppression control start determination unit 601 in the controller 6 stores the DC voltage B for starting the DC voltage suppression control, and the DC voltage detector 9 The DC voltage suppression control start is transmitted to the DC voltage suppression signal generator 602 when the DC voltage detected from 1 exceeds the voltage B. In the figure, it is expressed simply. The DC voltage suppression signal generator 602 turns on only the lower arm of the inverter 3. By doing so, the induced voltage is short-circuited to the switching element of the lower arm of the inverter 3 and becomes a brake torque. Generally, a fan motor has a large winding resistance, and the motor hardly decelerates. However, the generated current is consumed by the resistance of the motor and is not charged in the smoothing capacitor 2. The DC voltage power stored in the smoothing capacitor 2 is consumed by the controller 6 and the inverter drive circuit 7 through the voltage converter 8, and the DC voltage decreases.
直流電圧抑制制御開始判定器６０１は直流電圧の抑制制御を停止する電圧Ｃを記憶しており、この停止電圧Ｃより直流電圧が下がると、直流電圧抑制信号発生器６０２に制御停止を伝達する。そして、直流電圧抑制信号発生器６０２はインバータ３の下アームをオフする。 The DC voltage suppression control start determination unit 601 stores a voltage C for stopping the DC voltage suppression control. When the DC voltage drops below the stop voltage C, the DC voltage suppression control start determination unit 601 transmits the control stop to the DC voltage suppression signal generator 602. Then, the DC voltage suppression signal generator 602 turns off the lower arm of the inverter 3.
ここでフリーランが続いていればまた直流電圧が上昇し、直流電圧抑制制御開始電圧を超えれば、再び制御器６はインバータ３の下アームをオンし、直流電圧が直流電圧抑制制御停止電圧まで下がれば、制御器６はインバータ３の下アームをオフする。 Here, if the free run continues, the DC voltage rises again, and if the DC voltage suppression control start voltage is exceeded, the controller 6 turns on the lower arm of the inverter 3 again, and the DC voltage reaches the DC voltage suppression control stop voltage. If it falls, the controller 6 turns off the lower arm of the inverter 3.
フリーランが続いている間、このように間欠的に直流電圧抑制制御を行うことで、直流電圧は安全な範囲内に制御される。このように制御する利点はインバータ３の下アームをオンし続けることによるファンモータの巻き線の温度上昇、インバータ３の下アームの素子の温度上昇を抑えられることにある。 The DC voltage is controlled within a safe range by intermittently performing the DC voltage suppression control in this way while the free run continues. The advantage of such control is that the temperature rise of the winding of the fan motor and the temperature rise of the elements of the lower arm of the inverter 3 can be suppressed by continuing to turn on the lower arm of the inverter 3.
インバータ３の下アームをオンしつづけてもファンモータ，素子の温度に問題がないことを確認している場合は一度インバータ３の下アームをオンしたらオフする必要はない。またこの下アームのオンオフを１Ｈｚ〜１００ｋＨｚの周波数で行ってもよい。 If it has been confirmed that there is no problem in the fan motor and element temperature even if the lower arm of the inverter 3 is kept on, it is not necessary to turn it off once the lower arm of the inverter 3 is turned on. The lower arm may be turned on / off at a frequency of 1 Hz to 100 kHz.
フリーラン時ではない通常の制御に関しては、図１の構成を変えないものであればどのような手法を使用してもよい。例えばインバータの母線電流を用いてベクトル制御を行ってもよいし、モータ電流を検出してベクトル制御を行ってもよい。モータの位置検出信号を用いて制御を行ってもよい。モータの位置検出信号を用いて１２０°通電制御を行ってもよい。 For normal control that is not during free-running, any method may be used as long as the configuration in FIG. 1 is not changed. For example, vector control may be performed using the bus current of the inverter, or vector control may be performed by detecting the motor current. Control may be performed using a motor position detection signal. The 120 ° energization control may be performed using the motor position detection signal.
図３は実施例２を示す回路構成図である。実施例１と違う点はモータ４のロータ位置を検出する手段として位置検出回路１０と、位置検出回路１０の信号をもとに回転数と回転方向を算出する回転数，回転方向演算器６０３を追加してある。 FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing the second embodiment. The difference from the first embodiment is that a position detection circuit 10 as a means for detecting the rotor position of the motor 4 and a rotation speed and rotation direction calculator 603 for calculating the rotation speed and the rotation direction based on the signal of the position detection circuit 10 are provided. Added.
ファンモータ４がフリーランを行うと位置検出回路１０でファンモータ４の誘起電圧を検出することができる。誘起電圧情報により回転数，回転方向演算器６０３は、フリーラン時の回転数を演算する。ファンモータ４の回転数と直流電圧は比例関係にあり、その係数は誘起電圧定数とよばれている。従って図２における直流電圧抑制制御開始電圧Ｂに相当する回転数Ｂ′は計算できる。フリーランの回転数が回転数Ｂ′を超えたら直流電圧抑制制御を行う。インバータ３の下アームを全相オンすれば、直流電圧は平滑キャパシタ２の容量と電圧変換器８を通る電力によって決まる時定数で減少する。従ってこの平滑キャパシタ２の放電時定数の２〜１０倍の時間がたってから直流電圧抑制制御を停止させればよい。 When the fan motor 4 performs a free run, the position detection circuit 10 can detect the induced voltage of the fan motor 4. Based on the induced voltage information, the rotation speed / rotation direction calculator 603 calculates the rotation speed during free run. The rotational speed of the fan motor 4 and the DC voltage are in a proportional relationship, and the coefficient is called an induced voltage constant. Therefore, the rotation speed B ′ corresponding to the DC voltage suppression control start voltage B in FIG. 2 can be calculated. When the rotational speed of the free run exceeds the rotational speed B ′, DC voltage suppression control is performed. If all the phases of the lower arm of the inverter 3 are turned on, the DC voltage decreases with a time constant determined by the capacity of the smoothing capacitor 2 and the power passing through the voltage converter 8. Therefore, the DC voltage suppression control may be stopped after a time 2 to 10 times the discharge time constant of the smoothing capacitor 2 has elapsed.
インバータ３の下アームをオンしつづけてもファンモータ，素子の温度に問題がないことを確認している場合は一度インバータ３の下アームをオンしたらオフする必要はない。またこの下アームのオンオフを高速で行ってもよい。 If it has been confirmed that there is no problem in the fan motor and element temperature even if the lower arm of the inverter 3 is kept on, it is not necessary to turn it off once the lower arm of the inverter 3 is turned on. The lower arm may be turned on / off at high speed.
図３では位置検出回路として誘起電圧を検出する抵抗を例に挙げたが、ホール素子を用いてロータ位置を検出してもよい。 In FIG. 3, a resistor for detecting the induced voltage is taken as an example of the position detection circuit, but the rotor position may be detected using a Hall element.
図４は実施例３を示す回路構成図である。実施例２と違う点は母線電流検出器１１を持ち、母線電流検出器１１からの信号を演算する母線電流演算器６０４が追加されている。 FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing the third embodiment. The difference from the second embodiment is that a bus current detector 11 is provided, and a bus current calculator 604 for calculating a signal from the bus current detector 11 is added.
ファンモータ４がフリーランを行うとファンモータ４の線間電圧が平滑キャパシタ２の直流電圧を越え、インバータ３の還流ダイオードを通して平滑キャパシタ２に充電される。このとき電流はファンモータの線間電圧が平滑キャパシタ２の直流電圧を越えたときにだけ流れるため、母線電流を積分すれば、平滑キャパシタ２にどれだけ充電したか計算できる。母線電流の積分値がある値を超えたときに直流電圧抑制制御を開始し、平滑キャパシタ２の放電時定数の２〜１０倍の時間がたってから直流電圧抑制制御を停止させる。 When the fan motor 4 performs a free run, the line voltage of the fan motor 4 exceeds the DC voltage of the smoothing capacitor 2, and the smoothing capacitor 2 is charged through the return diode of the inverter 3. At this time, since the current flows only when the line voltage of the fan motor exceeds the DC voltage of the smoothing capacitor 2, it is possible to calculate how much the smoothing capacitor 2 has been charged by integrating the bus current. When the integrated value of the bus current exceeds a certain value, the DC voltage suppression control is started, and the DC voltage suppression control is stopped after 2 to 10 times the discharge time constant of the smoothing capacitor 2 has elapsed.
インバータ３の下アームをオンしつづけてもファンモータ，素子の温度に問題がないことを確認している場合は一度インバータ３の下アームをオンしたらオフする必要はない。またこの下アームのオンオフを高速で行ってもよい。 If it has been confirmed that there is no problem in the fan motor and element temperature even if the lower arm of the inverter 3 is kept on, it is not necessary to turn it off once the lower arm of the inverter 3 is turned on. The lower arm may be turned on / off at high speed.
また母線電流はファンモータの線間電圧が平滑キャパシタ２の直流電圧を越えたときにだけ流れるため、母線電流のピークを検出すれば回転数が検出できる。よって回路構成は図４でありながら実施例２を実現できる。 Since the bus current flows only when the line voltage of the fan motor exceeds the DC voltage of the smoothing capacitor 2, the number of rotations can be detected by detecting the peak of the bus current. Therefore, the second embodiment can be realized with the circuit configuration shown in FIG.
図５は実施例４を示す回路構成図である。実施例３と違う点はモータ電流検出器１２を持ち、モータ電流検出器１２からの信号を演算するモータ電流演算器６０５が追加されている。 FIG. 5 is a circuit diagram showing the fourth embodiment. The difference from the third embodiment is that a motor current detector 12 is provided, and a motor current calculator 605 for calculating a signal from the motor current detector 12 is added.
ファンモータ４がフリーランを行うとファンモータ４の線間電圧が平滑キャパシタ２の直流電圧を越え、インバータ３の還流ダイオードを通して平滑キャパシタ２に充電される。このとき電流はファンモータの線間電圧が平滑キャパシタ２の直流電圧を越えたときにだけ流れるため、モータ電流を積分すれば、平滑キャパシタ２にどれだけ充電したか計算できる。モータ電流の積分値がある値を超えたときに直流電圧抑制制御を開始し、平滑キャパシタ２の放電時定数の２〜１０倍の時間がたってから直流電圧抑制制御を停止させる。 When the fan motor 4 performs a free run, the line voltage of the fan motor 4 exceeds the DC voltage of the smoothing capacitor 2, and the smoothing capacitor 2 is charged through the return diode of the inverter 3. At this time, since the current flows only when the line voltage of the fan motor exceeds the DC voltage of the smoothing capacitor 2, it is possible to calculate how much the smoothing capacitor 2 is charged by integrating the motor current. The DC voltage suppression control is started when the integral value of the motor current exceeds a certain value, and the DC voltage suppression control is stopped after a time 2 to 10 times the discharge time constant of the smoothing capacitor 2 has elapsed.
インバータ３の下アームをオンしつづけてもファンモータ，素子の温度に問題がないことを確認している場合は一度インバータ３の下アームをオンしたらオフする必要はない。またこの下アームのオンオフを高速で行ってもよい。 If it has been confirmed that there is no problem in the fan motor and element temperature even if the lower arm of the inverter 3 is kept on, it is not necessary to turn it off once the lower arm of the inverter 3 is turned on. The lower arm may be turned on / off at high speed.
またモータ電流はファンモータの線間電圧が平滑キャパシタ２の直流電圧を越えたときにだけ流れるため、モータ電流のピークを検出すれば回転数が検出できる。よって回路構成は図５でありながら実施例２を実現できる。 Further, since the motor current flows only when the line voltage of the fan motor exceeds the DC voltage of the smoothing capacitor 2, the rotational speed can be detected by detecting the peak of the motor current. Therefore, the second embodiment can be realized with the circuit configuration shown in FIG.
図５ではモータ電流検出手段として電流センサを例に挙げているが、下アーム素子とグラウンドの間にシャント抵抗を挿入してもよい。 In FIG. 5, a current sensor is taken as an example of the motor current detection means, but a shunt resistor may be inserted between the lower arm element and the ground.
図６は実施例５を示す回路構成図である。 FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing the fifth embodiment.
図１と違うところは直流電源１を商用電源１０１とスイッチ１０２とダイオードスタック１０３に置き換えたところである。スイッチ１０２が閉じている場合は商用電源１０１で発生した交流電圧がダイオードスタック１０３で整流され平滑キャパシタ２に直流電圧として充電される。 The difference from FIG. 1 is that the DC power source 1 is replaced with a commercial power source 101, a switch 102, and a diode stack 103. When the switch 102 is closed, the AC voltage generated by the commercial power supply 101 is rectified by the diode stack 103 and charged to the smoothing capacitor 2 as a DC voltage.
三相同期モータ４を使用しない場合、スイッチ１０２は開いている。このとき直流電圧は０となるため、制御器６は動作しない。ここで三相同期モータ４がフリーランにより発電した場合、電圧変換器８が動作開始する直流電圧になると制御器電源電圧とインバータ駆動回路電源電圧が立ち上がり、セット／リセット回路６０８がセット状態になると制御器６は動作可能となる。電圧変換器８の動作が開始する電圧はおよそ６０Ｖである。制御器６が動作可能となったら直流電圧抑制制御を開始させる。インバータ駆動回路電源電圧が立ち上がるまで５秒程度かかる場合があるので制御器６が動作可能となった状態から直流電圧制御を開始するのを５秒程度まで遅らせても良い。平滑キャパシタ２の放電時定数の２〜１０倍の時間がたってから直流電圧抑制制御を停止させる。 When the three-phase synchronous motor 4 is not used, the switch 102 is open. At this time, since the DC voltage becomes 0, the controller 6 does not operate. Here, when the three-phase synchronous motor 4 generates power by free-running, the controller power supply voltage and the inverter drive circuit power supply voltage rise when the voltage converter 8 reaches the DC voltage at which the operation starts, and the set / reset circuit 608 enters the set state. The controller 6 becomes operable. The voltage at which the operation of the voltage converter 8 starts is approximately 60V. When the controller 6 becomes operable, the DC voltage suppression control is started. Since it may take about 5 seconds until the inverter drive circuit power supply voltage rises, the start of the DC voltage control from the state in which the controller 6 becomes operable may be delayed to about 5 seconds. The DC voltage suppression control is stopped after 2 to 10 times the discharge time constant of the smoothing capacitor 2 has elapsed.
インバータ３の下アームをオンしつづけてもファンモータ，素子の温度に問題がないことを確認している場合は一度インバータ３の下アームをオンしたらオフする必要はない。また下アームのオンオフを高速で行ってもよい。 If it has been confirmed that there is no problem in the fan motor and element temperature even if the lower arm of the inverter 3 is kept on, it is not necessary to turn it off once the lower arm of the inverter 3 is turned on. The lower arm may be turned on / off at high speed.
図７は実施例６を示す回路構成図である。 FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing the sixth embodiment.
図１と違うところは第２の負荷１３が平滑キャパシタ２に接続され、第２の負荷は第２の負荷制御信号発生器６０６により第２の負荷駆動回路１４で駆動される点である。第２の負荷として好適な例として膨張弁ステッピングモータや四方弁コイルや二方弁コイルが挙げられる。 The difference from FIG. 1 is that the second load 13 is connected to the smoothing capacitor 2, and the second load is driven by the second load drive circuit 14 by the second load control signal generator 606. Suitable examples of the second load include an expansion valve stepping motor, a four-way valve coil, and a two-way valve coil.
直流電圧抑制制御として第２の負荷１３を駆動させる。第２の負荷１３が消費する電力がファンモータのフリーランによって発生する電力よりも大きいとき直流電圧を抑制できる。 The second load 13 is driven as the DC voltage suppression control. The DC voltage can be suppressed when the power consumed by the second load 13 is greater than the power generated by the fan motor free run.
直流電圧抑制制御は実施例１〜５の方法で行う。 The DC voltage suppression control is performed by the methods of Examples 1-5.
実施例６において第２の負荷１３が消費する電力がファンモータのフリーランによって発生する電力よりも小さいときはインバータ３の下アームを全相オンしつつ第２の負荷１３を駆動させる。 In the sixth embodiment, when the power consumed by the second load 13 is smaller than the power generated by the free run of the fan motor, the second load 13 is driven while the lower arm of the inverter 3 is turned on.
直流電圧抑制制御は実施例１〜５の方法で行う。開始判定は実施例１〜５の方法で行っても下アームの全相オンと第２の負荷１３の駆動はもちろん同時になるとは限らない。数秒ずれる可能性もある。また２個の開始判定値を持ち、第１の判定値で第２の負荷１３を駆動させ、第２の判定値でインバータ３の下アームの全相オンを行ってもよい。またその逆でもよい。また下アームのオンの代わりに下アームのオンオフを高速で行ってもよい。 The DC voltage suppression control is performed by the methods of Examples 1-5. Even if the start determination is performed by the methods of the first to fifth embodiments, the lower arm all phases on and the driving of the second load 13 are not always simultaneously performed. It may be off by a few seconds. Further, it may have two start determination values, drive the second load 13 with the first determination value, and turn on all phases of the lower arm of the inverter 3 with the second determination value. The reverse is also possible. Further, the lower arm may be turned on / off at a high speed instead of the lower arm.
図８は実施例８を示す回路構成図である。 FIG. 8 is a circuit diagram showing the eighth embodiment.
図７と違うところは第２のインバータ１５が平滑キャパシタ２に接続され、第２のインバータ１５は第２のインバータ制御信号発生器６０７により第２のインバータ駆動回路１６で駆動され第２の三相同期モータ１７が第２のインバータ１５に接続されている点である。 The difference from FIG. 7 is that the second inverter 15 is connected to the smoothing capacitor 2, and the second inverter 15 is driven by the second inverter drive circuit 16 by the second inverter control signal generator 607, and the second three homology. The motor 17 is connected to the second inverter 15.
直流電圧抑制制御として第２のインバータ１５を駆動させる。第２のインバータ１５が消費する電力がファンモータのフリーランによって発生する電力よりも大きいとき直流電圧を抑制できる。 The second inverter 15 is driven as the DC voltage suppression control. The DC voltage can be suppressed when the power consumed by the second inverter 15 is larger than the power generated by the fan motor free run.
直流電圧抑制制御は実施例１〜５の方法で行う。 The DC voltage suppression control is performed by the methods of Examples 1-5.
実施例８において第２の負荷１３が消費する電力がファンモータのフリーランによって発生する電力よりも小さいときはインバータ３の下アームを全相オンしつつ第２のインバータ１５を駆動させる。 In the eighth embodiment, when the power consumed by the second load 13 is smaller than the power generated by the free run of the fan motor, the second inverter 15 is driven while the lower arm of the inverter 3 is turned on for all phases.
直流電圧抑制制御は実施例１〜５の方法で行う。開始判定は実施例１〜５の方法で行っても下アームの全相オンと第２の負荷１３の駆動はもちろん同時になるとは限らない。数秒ずれる可能性もある。また２個の開始判定値を持ち、第１の判定値で第２のインバータ１５を駆動させ、第２の判定値でインバータ３の下アームの全相オンを行ってもよい。またその逆でもよい。また下アームのオンの替わりに下アームのオンオフを高速で行ってもよい。 The DC voltage suppression control is performed by the methods of Examples 1-5. Even if the start determination is performed by the methods of the first to fifth embodiments, the lower arm all phases on and the driving of the second load 13 are not always simultaneously performed. It may be off by a few seconds. Further, it may have two start determination values, drive the second inverter 15 with the first determination value, and turn on all phases of the lower arm of the inverter 3 with the second determination value. The reverse is also possible. Further, the lower arm may be turned on / off at a high speed instead of turning on the lower arm.
以上の実施例によるモータ制御装置を搭載する機器として好適な例として空気調和機について図９，図１０を用いて説明する。 An air conditioner will be described with reference to FIGS. 9 and 10 as an example suitable as a device on which the motor control device according to the above embodiment is mounted.
空気調和機７０１は室外機７０２を接続配管７０３と介して、室内機７０４へと接続されている。空気調和機７０１の操作は、リモートコントローラ７０６から送信されたデータを室内送受信部７０７で受信し、室内機７０４によって室内空気を調和させる。室外機７０２はモータ制御装置７１１とリアクタ７１７を介して、圧縮機７１５を駆動させる。冷房・除湿・デフロスト運転時は、圧縮機７１５にて圧縮された冷媒は、熱交換器７１２を通り、接続配管７１３を介して室内機７０４へと冷媒を運び運転を行う。熱交換器７１２はファンモータ４によって、ファン５を駆動し送風することで熱交換される。 The air conditioner 701 is connected to the indoor unit 704 through the outdoor unit 702 and the connection pipe 703. In the operation of the air conditioner 701, data transmitted from the remote controller 706 is received by the indoor transmission / reception unit 707 and the indoor air is conditioned by the indoor unit 704. The outdoor unit 702 drives the compressor 715 via the motor control device 711 and the reactor 717. During the cooling / dehumidifying / defrosting operation, the refrigerant compressed by the compressor 715 passes through the heat exchanger 712 and carries the refrigerant to the indoor unit 704 via the connection pipe 713 to perform the operation. The heat exchanger 712 exchanges heat by driving the fan 5 and blowing air by the fan motor 4.
室外機７０２は室外に置かれるためファンモータ４は風によりフリーラン状態となり、モータ制御装置７１１内の平滑キャパシタ（図示せず）の直流電圧はファンモータ４によって上昇し、モータ制御装置７１１の故障にいたる。従って実施例１〜９で説明した直流電圧抑制制御が必要となる。 Since the outdoor unit 702 is placed outside, the fan motor 4 is in a free-running state due to wind, and the DC voltage of the smoothing capacitor (not shown) in the motor control device 711 is increased by the fan motor 4, causing a failure of the motor control device 711. To go. Therefore, the DC voltage suppression control described in the first to ninth embodiments is necessary.
なお、以上の各実施例において、直流電圧を検出する直流電圧検出器，三相同期モータの位置検出回路，インバータの母線電流を検出する電流検出器，モータの電流を検出する電流検出器を、モータ制御装置に関係する特徴量を検出する検出器と称することとする。 In each of the above embodiments, a DC voltage detector that detects a DC voltage, a position detection circuit of a three-phase synchronous motor, a current detector that detects a bus current of an inverter, a current detector that detects a motor current, It will be referred to as a detector that detects a feature quantity related to the motor control device.
１ 直流電源
２ 平滑キャパシタ
３ インバータ
４ 三相同期モータ
５ ファン
６ 制御器
７ インバータ駆動回路
８ 電圧変換器
９ 直流電圧検出器
１０ 位置検出回路
１１ 母線電流検出器
１２ モータ電流検出器
１３ 第２の負荷
１４ 第２の負荷駆動回路
１５ 第２のインバータ
１６ 第２のインバータ駆動回路
１７ 第２の三相同期モータ
１０１ 商用電源
１０２ スイッチ
１０３ ダイオードスタック
６０１ 直流電圧抑制制御開始判定器
６０２ 直流電圧抑制信号発生器
６０３ 回転数，回転方向演算器
６０４ 母線電流演算器
６０５ モータ電流演算器
６０６ 第２の負荷制御信号発生器
６０７ 第２のインバータ制御信号発生器
６０８ セット／リセット回路
７０１ 空気調和器
７０２ 室外機
７０３ 接続配管
７０４ 室内機
７０６ リモートコントローラ
７０７ 室内送受信部
７１１ モータ制御装置
７１２ 熱交換器
７１５ 圧縮機
７１７ リアクタ
1 DC power source 2 Smoothing capacitor 3 Inverter 4 Three-phase synchronous motor 5 Fan 6 Controller 7 Inverter drive circuit 8 Voltage converter 9 DC voltage detector 10 Position detection circuit 11 Bus current detector 12 Motor current detector 13 Second load 14 Second load drive circuit 15 Second inverter 16 Second inverter drive circuit 17 Second three-phase synchronous motor 101 Commercial power supply 102 Switch 103 Diode stack 601 DC voltage suppression control start determiner 602 DC voltage suppression signal generator 603 Rotation speed / rotation direction calculator 604 Bus current calculator 605 Motor current calculator 606 Second load control signal generator 607 Second inverter control signal generator 608 Set / reset circuit 701 Air conditioner 702 Outdoor unit 703 connection Piping 704 Indoor unit 706 Remote controller 707 Indoor Transmission / reception unit 711 Motor controller 712 Heat exchanger 715 Compressor 717 Reactor
Claims (20)
前記インバータを駆動するインバータ駆動回路と、
前記インバータを制御する制御器と、
前記制御器および前記インバータ駆動回路に電源を供給する電圧変換器と
を備えたモータ制御装置において、
前記モータ制御装置に関係する特徴量を検出する検出器と、
前記電圧変換器を前記直流電源に接続し、かつ前記三相同期モータのフリーランにより前記検出器による検出値が上昇しある設定値を超えた場合に、または、検出値から計算したタイミングで、ブレーキ制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。 An inverter connected to a DC power source and driving a three-phase synchronous motor;
An inverter drive circuit for driving the inverter;
A controller for controlling the inverter;
In a motor control device comprising a voltage converter that supplies power to the controller and the inverter drive circuit,
A detector for detecting a characteristic amount related to the motor control device;
When the voltage converter is connected to the DC power source and the detection value by the detector rises by a free run of the three-phase synchronous motor and exceeds a set value, or at a timing calculated from the detection value, A motor control device that performs brake control.
前記インバータを駆動するインバータ駆動回路と、
前記インバータを制御する制御器と、
前記三相同期モータとは異なる第２の負荷を駆動する第２の負荷駆動回路と
を備えたモータ制御装置において、
前記モータ制御装置に関係する特徴量を検出する検出器と、
前記第２の負荷駆動回路を前記直流電源に接続し、かつ前記三相同期モータのフリーランにより前記検出器による検出値が上昇しある設定値を超えた場合に、または、検出値から計算したタイミングで、第２の負荷を駆動することを特徴とするモータ制御装置。 An inverter connected to a DC power source and driving a three-phase synchronous motor;
An inverter drive circuit for driving the inverter;
A controller for controlling the inverter;
In a motor control device comprising a second load driving circuit for driving a second load different from the three-phase synchronous motor,
A detector for detecting a characteristic amount related to the motor control device;
When the second load drive circuit is connected to the DC power source and the detection value by the detector rises due to the free-run of the three-phase synchronous motor and exceeds a set value, or calculated from the detection value A motor control device that drives a second load at a timing.
前記検出器は、前記直流電圧を検出する直流電圧検出器であり、前記検出値が前記ある設定値を超えた場合にブレーキ制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。 In claim 1 or 2,
The detector is a DC voltage detector for detecting the DC voltage, and performs brake control when the detected value exceeds the certain set value.
前記検出器は、前記三相同期モータの位置検出回路であり、前記検出値が前記ある設定値を超えた場合にブレーキ制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。 In claim 1 or 2,
The detector is a position detection circuit of the three-phase synchronous motor, and performs brake control when the detected value exceeds the certain set value.
前記検出器は、前記インバータの母線電流を検出する電流検出器であり、前記検出値から計算したタイミングで、ブレーキ制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。 In claim 1 or 2,
The detector is a current detector that detects a bus current of the inverter, and performs brake control at a timing calculated from the detected value.
前記検出器は、前記モータの電流を検出する電流検出器であり、前記検出値から計算したタイミングで、ブレーキ制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。 In claim 1 or 2,
The detector is a current detector that detects a current of the motor, and performs brake control at a timing calculated from the detected value.
前記第２の負荷を駆動するとともに、前記インバータのブレーキ制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。 In claim 3 or 4,
A motor control device that drives the second load and performs brake control of the inverter.
前記第２の負荷の駆動を開始するとともに、前記インバータのブレーキ制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。 In claim 5 or 6,
A motor control device that starts driving the second load and performs brake control of the inverter.
前記インバータを駆動するインバータ駆動回路と、
前記インバータを制御する制御器と、
前記制御器および前記インバータ駆動回路に電源を供給する電圧変換器と
を備えたモータ制御装置において、
前記電圧変換器を前記直流電源に接続し、かつ前記三相同期モータのフリーランにより前記制御器が動作可能となってから５秒以内にブレーキ制御を開始することを特徴とするモータ制御装置。 An inverter connected to a DC power source and driving a three-phase synchronous motor;
An inverter drive circuit for driving the inverter;
A controller for controlling the inverter;
In a motor control device comprising a voltage converter that supplies power to the controller and the inverter drive circuit,
A motor control device, wherein the voltage converter is connected to the DC power source, and brake control is started within 5 seconds after the controller is operable by free-running of the three-phase synchronous motor.
前記インバータを駆動するインバータ駆動回路と、
前記インバータを制御する制御器と、
前記三相同期モータとは異なる第２の負荷を駆動する第２の負荷駆動回路と
を備えたモータ制御装置において、
前記第２の負荷駆動回路を前記直流電源に接続し、かつ前記三相同期モータのフリーランにより前記制御器が動作可能となってから５秒以内に第２の負荷の駆動を開始することを特徴とするモータ制御装置。 An inverter connected to a DC power source and driving a three-phase synchronous motor;
An inverter drive circuit for driving the inverter;
A controller for controlling the inverter;
In a motor control device comprising a second load driving circuit for driving a second load different from the three-phase synchronous motor,
The second load driving circuit is connected to the DC power source, and the second load driving is started within 5 seconds after the controller becomes operable by a free-run of the three-phase synchronous motor. A motor control device.
前記第２の負荷の駆動を開始するとともに、前記インバータのブレーキ制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。 In claim 10,
A motor control device that starts driving the second load and performs brake control of the inverter.
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