JP2013115955A - Power conversion device, motor drive device, and air conditioner - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly efficient power conversion device, motor drive device, and air conditioner by reducing a switching loss at the time of PWM control.SOLUTION: A power conversion circuit 4 performs PWM control through a switching operation by a pulse signal 7A outputted from a pulse control part 7 and outputs AC power to an AC motor 3. When doing so, a vector control part 8 outputs phase information 8A of a current calculated based on phase current information 6A from a phase current detection part 6 to a pulse stop control part 9. The pulse stop control part 9 outputs a phase pulse stop control signal 9A generated based on the current phase information 8A to a pulse width judgement part 12. The pulse width judgement part 12 outputs a pulse start/stop command 12A, with which a pulse width does not become a certain value or less, to the pulse control part 7. On receiving the pulse start/stop command 12A, the pulse control part 7 stops the pulse signal 7A in a predetermined section with reference to zero cross of a current phase having a predetermined phase of the power conversion circuit 4.

Description

本発明は、PWM(Pulse Width Modulation)制御方式を用いた電力変換装置の制御技術に関する。   The present invention relates to a control technique for a power converter using a PWM (Pulse Width Modulation) control method.

空気調和機等に使用される電動機駆動装置は、部品点数の削減による小型化や高効率・高出力化への要求が強く、これらの要求を実現させるための技術が種々開発されている。このような電動機駆動装置に使用される電力変換装置、およびその負荷となる電動機を高効率に駆動させる手法の一つとして、電力変換装置から電動機へ流れる電流を正弦波状にPWM制御する180度通電方式と、誘起電圧の位相を基準として120度ごとにPWM制御してスイッチング動作を行う120度通電方式とを、電動機の負荷条件や駆動条件によって切り替える180度/120度通電切替方式の技術が開示されている。この方式を用いることにより、電動機の負荷条件や駆動条件に応じて高効率な駆動が可能になると共に、広範囲な回転速度において電動機の駆動を安定化できることが記載されている(特許文献1参照)。   There is a strong demand for miniaturization, high efficiency, and high output by reducing the number of parts in an electric motor drive device used for an air conditioner or the like, and various techniques for realizing these demands have been developed. As one of the methods for driving the electric power converter used in such an electric motor drive device and the electric motor serving as a load thereof with high efficiency, 180 degree energization is performed in which the current flowing from the electric power converter to the electric motor is PWM-controlled in a sine wave form. Disclosed is a 180 degree / 120 degree energization switching technique that switches between a method and a 120 degree energization method that performs a PWM control every 120 degrees with reference to the phase of the induced voltage depending on the load conditions and drive conditions of the motor. Has been. It is described that by using this method, high-efficiency driving can be performed according to the load condition and driving condition of the motor, and the driving of the motor can be stabilized over a wide range of rotation speeds (see Patent Document 1). .

また、PWM制御を行う電力変換装置の120度通電時における電動機の損失を低減させる手法として、120度通電時の通電角をトルク指令によって150度通電へ拡張させることにより、電動機に流れる電流を正弦波に近づけてトルクの脈動を低減させる120度/150度通電切替方式の技術が開示されている。この方式を用いることにより、電動機の起動時、および重負荷から軽負荷に至るまで、騒音や振動の少ない回転力で高性能に電動機の駆動を行えることが記載されている(特許文献2参照)。   Further, as a method of reducing the loss of the motor when the power conversion device that performs PWM control is energized at 120 degrees, the energization angle at the time of 120 degrees energization is expanded to 150 degrees energization by a torque command, so that the current flowing through the motor is sinusoidal. A 120-degree / 150-degree energization switching technique that reduces pulsation of torque close to a wave is disclosed. It is described that, by using this method, the motor can be driven with high performance at the time of starting the motor and from a heavy load to a light load with a rotational force with less noise and vibration (see Patent Document 2). .

また、PWM制御を行う三相の電力変換装置を用いて電動機を運転するときに、電力変換装置をベクトル制御する場合において、電流値がゼロに近くなった相のみスイッチングを行わないで2アーム変調(2相変調)を行う2相変調方式の技術も開示されている。この技術によれば、位置センサレスでベクトル制御を行う場合において、一定の電気角ごとのタイミングで2相変調を行うことにより、電動機の固定子電流がゼロクランプするゼロクランプ現象を回避することができる。その結果、全負荷範囲におけるベクトル制御において制御系の安定性を向上させることができる(特許文献3参照)。   In addition, when operating a motor using a three-phase power converter that performs PWM control, in the case of vector control of the power converter, two-arm modulation is performed without switching only the phase where the current value is close to zero. A technique of a two-phase modulation system that performs (two-phase modulation) is also disclosed. According to this technique, in the case of performing vector control without a position sensor, the zero clamp phenomenon in which the stator current of the motor is zero clamped can be avoided by performing the two-phase modulation at the timing of each constant electrical angle. . As a result, it is possible to improve the stability of the control system in vector control over the entire load range (see Patent Document 3).

特開2008−172948号公報JP 2008-172948 A 特開2003−169491号公報JP 2003-169491 A 特開平11−164597号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-164597

前記の特許文献1および特許文献2に記載された120度通電方式および150度通電方式は、180度通電方式に比べて1周期におけるスイッチング動作領域が狭いため、電力変換装置のスイッチング損失を低減させることが可能である。しかし、磁石位置センサを用いないで電動機の磁石位置を検出(つまり、位置検出)するためには、誘起電圧検出回路を設けて、スイッチング動作の停止期間に誘起電圧の位相情報を取得し、これらの位相情報に基づいてスイッチング動作を行う相を切り替える必要がある。   The 120-degree energization method and the 150-degree energization method described in Patent Document 1 and Patent Document 2 have a narrower switching operation region in one cycle than the 180-degree energization method, and thus reduce the switching loss of the power conversion device. It is possible. However, in order to detect the magnet position of the motor without using the magnet position sensor (that is, position detection), an induced voltage detection circuit is provided to acquire phase information of the induced voltage during the stop period of the switching operation. It is necessary to switch the phase for performing the switching operation based on the phase information.

言い換えると、磁石位置センサレス方式の120度通電方式および150度通電方式は、必ず、電動機の誘起電圧のゼロクロス付近でスイッチング動作を停止する期間を設ける必要がある。よって、スイッチング動作期間を電気角150度以上に広げることは困難である。また、スイッチング動作の停止期間は誘起電圧位相に必ず同期して行う必要がある。ところが、負荷条件や駆動条件によっては誘起電圧位相と電動機の電流位相にズレが発生するため、150度通電方式を用いても、必ずしもトルク脈動の低減効果が得られるとは限らない。さらに、上記誘起電圧の位相と電動機の電流位相とのズレを防止しようとすると、150度通電の動作自体が不可能になることもあり得る。   In other words, the 120-degree energization system and the 150-degree energization system of the magnet position sensorless system must always provide a period for stopping the switching operation near the zero cross of the induced voltage of the motor. Therefore, it is difficult to extend the switching operation period to an electrical angle of 150 degrees or more. Further, the switching operation stop period must be performed in synchronization with the induced voltage phase. However, there is a difference between the induced voltage phase and the current phase of the electric motor depending on the load condition and driving condition. Therefore, even if the 150-degree energization method is used, the effect of reducing torque pulsation is not always obtained. Further, if it is attempted to prevent a deviation between the phase of the induced voltage and the current phase of the electric motor, the operation of energization at 150 degrees may be impossible.

すなわち、120度通電方式や150度通電方式は、誘起電圧の位相を基準にして通電区間と開放相区間(インバータの同相の上下アームのスイッチ素子を両方とも停止させる区間)を決めているので、磁石位置センサレス方式において位置信号を取得するためには、開放相区間に誘起電圧のゼロクロス点を含ませる必要がある。ところが、負荷条件や駆動条件によっては誘起電圧の位相と電動機の電流位相にズレが発生するため、開放相区間に誘起電圧のゼロクロス点が含まれないこともある。その結果、磁石位置センサレスで誘起電圧の位相に基づいてベクトル制御を行う場合の位置検出が正確に行われないことがある。言い換えると、所定区間のスイッチング動作の停止によってスイッチング損失を低減させることはできても、正確な位置検出によるベクトル制御を行うことができない。   That is, the 120-degree energization method and the 150-degree energization method determine the energization section and the open phase section (section in which both the upper and lower arm switching elements of the inverter are stopped) based on the phase of the induced voltage. In order to acquire a position signal in the magnet position sensorless system, it is necessary to include the zero cross point of the induced voltage in the open phase section. However, since a phase difference between the induced voltage and the motor current phase occurs depending on the load condition and driving condition, the zero cross point of the induced voltage may not be included in the open phase section. As a result, position detection may not be performed accurately when vector control is performed based on the phase of the induced voltage without a magnet position sensor. In other words, although the switching loss can be reduced by stopping the switching operation in a predetermined section, vector control based on accurate position detection cannot be performed.

このように、特許文献1および特許文献2の方式では、120度通電方式および150度通電方式の駆動時にスイッチングを停止させる区間を設けることで電力変換回路のスイッチング回数を低減させることは可能である。しかし、誘起電圧検出回路等を用いて誘起電圧の位相情報を取得し、この誘起電圧の位相情報に基づいてスイッチングを行う相の切り替えを行っているので、電圧と電流の位相が異なる場合は正確な位置検出を行うことができない。その結果、電流歪が大きくなって電動機のトルク脈動が増加する虞がある。また、特許文献1による180度通電方式の駆動においては、誘起電圧検出回路等を用いないで電動機に流れる電流を正弦波状に制御することはできるが、電圧・電流一周期の間に常にスイッチング動作を行わなければならないので、スイッチング損失が増加して電力変換回路の効率が低下してしまう。   As described above, in the methods of Patent Document 1 and Patent Document 2, it is possible to reduce the number of times of switching of the power conversion circuit by providing a section in which switching is stopped during driving of the 120-degree energization method and the 150-degree energization method. . However, since the phase information of the induced voltage is obtained using an induced voltage detection circuit and the like, and the phase to be switched is switched based on the phase information of the induced voltage, it is accurate if the phase of the voltage and current is different. Position detection cannot be performed. As a result, current distortion may increase and torque pulsation of the motor may increase. In addition, in the 180-degree energization drive according to Patent Document 1, the current flowing through the motor can be controlled in a sine wave without using an induced voltage detection circuit or the like, but the switching operation is always performed during one cycle of voltage and current. Therefore, switching loss increases and the efficiency of the power conversion circuit decreases.

なお、特許文献3に開示された技術は、PWM制御を行う三相の電力変換装置を用いてベクトル制御する場合に、電流値がゼロに近くなった相のみスイッチングを休止して2相変調を行っている。しかし、電流の休止期間が生じないために電動機の銅損が発生する。   In the technique disclosed in Patent Document 3, when performing vector control using a three-phase power converter that performs PWM control, only the phase whose current value is close to zero is paused to perform two-phase modulation. Is going. However, since there is no current rest period, the copper loss of the motor occurs.

つまり、特許文献3に記載の2相変調方式を用いても、PWM制御のスイッチング損失を低減させて電力変換装置の効率を向上させることはできない。   That is, even if the two-phase modulation method described in Patent Document 3 is used, the switching loss of PWM control cannot be reduced and the efficiency of the power converter cannot be improved.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、PWM制御時のスイッチング損失を低減させ、高効率な電力変換装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at reducing the switching loss at the time of PWM control, and providing a highly efficient power converter device.

前記課題を解決するために、本発明の電力変換装置は、ベクトル制御方式を用いて、PWM制御によって電力変換を行う電力変換装置であって、前記PWM制御を行うためのパルス信号を出力するパルス制御部と、前記パルス制御部から出力されたパルス信号を用いて、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、前記電力変換回路の電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部で検出された電流に基づいてベクトル制御を行い、(前記パルス制御部への)指令電圧を生成するベクトル制御部と、前記電力変換回路の電流位相を基準として定められた区間の前記パルス信号を、前記定められた区間に亘って停止させるためのパルス停止制御信号を生成し、このパルス停止制御信号を(前記パルス制御部へ)出力するパルス停止制御部と、前記ベクトル制御部からの指令電圧と前記パルス停止制御部からのパルス停止制御信号に基づいて、パルス制御部へのパルス起動/停止指令を出力するパルス幅判定部とを具備する。   In order to solve the above problems, a power converter according to the present invention is a power converter that performs power conversion by PWM control using a vector control method, and outputs a pulse signal for performing the PWM control. A control unit, a power conversion circuit that converts DC power into AC power using a pulse signal output from the pulse control unit, a current detection unit that detects a current of the power conversion circuit, and the current detection unit A vector control unit that performs vector control based on the detected current, generates a command voltage (to the pulse control unit), and the pulse signal in a section defined with reference to the current phase of the power conversion circuit, A pulse stop control unit for generating a pulse stop control signal for stopping over the predetermined section and outputting the pulse stop control signal (to the pulse control unit); Based on the pulse stop control signal from the command voltage and the pulse stop control unit from the vector control unit comprises a pulse width determination unit for outputting a pulse start / stop command to the pulse control unit.

本発明によれば、ゲート・ドライバの仕様を満足しつつ、PWM制御時のスイッチング損失を低減させ、高効率な電力変換装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the switching loss at the time of PWM control can be reduced and the highly efficient power converter device can be provided, satisfying the specification of a gate driver.

第1実施形態に係るPWM制御方式の電力変換装置の回路構成を示すブロック図。The block diagram which shows the circuit structure of the power converter device of the PWM control system which concerns on 1st Embodiment. 比較例における、電動機に流れる交流電圧、交流電流およびパルス信号の関係を示す波形図で、(a)はPWMキャリア信号と印加電圧指令とを表し、(b)はU相交流電流を表し、(c)はパルス信号を表す。In a comparative example, it is a wave form diagram showing the relation of the alternating voltage which flows into an electric motor, an alternating current, and a pulse signal, (a) expresses a PWM carrier signal and an applied voltage command, (b) expresses a U phase alternating current, c) represents a pulse signal. 第1実施形態における、電動機に流れる交流電圧、交流電流およびパルス信号と、相パルス停止制御信号との関係を示す波形図で、(a)はPWMキャリア信号と印加電圧指令とを表し、(b)はU相交流電流を表し、(c)はパルス信号を表し、(d)は開放相制御信号を表す。FIG. 5 is a waveform diagram showing the relationship between an AC voltage, an AC current and a pulse signal flowing through the electric motor, and a phase pulse stop control signal in the first embodiment, where (a) represents a PWM carrier signal and an applied voltage command; ) Represents a U-phase alternating current, (c) represents a pulse signal, and (d) represents an open-phase control signal. 第1実施形態の電力変換装置を備える実機を駆動した場合の、U相電圧,U相電流およびパルス信号の関係を示す波形図で、(a)はU相端子電圧を表し、(b)はU相電流を表し、(c)はパルス信号を表す。It is a wave form diagram showing the relation of U phase voltage, U phase current, and a pulse signal at the time of driving a real machine provided with a power converter of a 1st embodiment, (a) expresses U phase terminal voltage, (b) is U-phase current is represented, and (c) represents a pulse signal. 第1実施形態の電力変換装置による、相パルス停止区間(開放相区間)に対する電力変換回路損失、電動機損失およびそれらを足し合わせた総合損失の関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship of the power conversion circuit loss with respect to a phase pulse stop area (open phase area), the motor loss, and the total loss which added them with the power converter device of 1st Embodiment. 比較例のPWM制御方式の電力変換装置の回路構成を示すブロック図。The block diagram which shows the circuit structure of the power converter device of the PWM control system of a comparative example. 第1実施形態に係る電力変換装置の変形例における、電動機に流れる交流電圧、交流電流およびパルス信号と、相パルス停止制御信号との関係を示す波形図で、(a)はPWMキャリア信号と印加電圧指令とを表し、(b)はU相交流電流を表し、(c)はパルス信号を表し、(d)は開放相制御信号を表す。In the modification of the power converter device which concerns on 1st Embodiment, it is a wave form diagram which shows the relationship between the alternating voltage which flows into an electric motor, an alternating current, and a pulse signal, and a phase pulse stop control signal, (a) is a PWM carrier signal and application (B) represents a U-phase alternating current, (c) represents a pulse signal, and (d) represents an open phase control signal. 第2実施形態に係るPWM制御方式の電力変換装置の回路構成を示すブロック図。The block diagram which shows the circuit structure of the power converter device of the PWM control system which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態の電力変換装置における相パルス停止区間(開放相区間)の設定例を示す特性図で、(a)は理想的に回転速度N1に設定された場合を表し、(b)は回転速度N2から回転速度N3まで一定の変化率で変化させた場合を表し、(c)は回転速度N2から回転速度N3まで所定の曲線で変化させた場合を表す。In the power converter device of 2nd Embodiment, it is a characteristic view which shows the example of a setting of the phase pulse stop area (open phase area), (a) represents the case where it sets to the rotational speed N1 ideally, (b) is rotation. A case where the speed is changed from the speed N2 to the rotational speed N3 at a constant change rate is shown, and (c) shows a case where the speed is changed from the rotational speed N2 to the rotational speed N3 by a predetermined curve. 第3実施形態に係る、電力変換装置を用いた空気調和機の全体構成図。The whole block diagram of the air conditioner using the power converter device which concerns on 3rd Embodiment. 図10に示す空気調和機における圧縮機駆動電動機の回転速度に対する効率の関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship of the efficiency with respect to the rotational speed of the compressor drive motor in the air conditioner shown in FIG. 第1実施形態における、交流電動機3に流れる交流電圧、交流電流およびパルス信号と、相パルス停止制御信号との関係を示す波形図である。(a)はPWMキャリア信号と印加電圧指令とを表し、(b)はU相交流電流を表し、(c)はパルス信号を表し、(d)は相パルス停止制御信号を表す。It is a wave form diagram which shows the relationship between the alternating voltage which flows into the alternating current motor 3, alternating current, and a pulse signal in 1st Embodiment, and a phase pulse stop control signal. (A) represents a PWM carrier signal and an applied voltage command, (b) represents a U-phase alternating current, (c) represents a pulse signal, and (d) represents a phase pulse stop control signal. 図12に対して相パルス停止制御信号が0となる区間がある場合の交流電動機3に流れる交流電圧、交流電流およびパルス信号と相パルス停止制御信号との関係を示す図。(a)はPWMキャリア信号と印加電圧指令とを表し、(b)はU相交流電流を表し、(c)はパルス信号を表し、(d)は相パルス停止制御信号を表す。The figure which shows the relationship between the alternating voltage, alternating current, and pulse signal which flow into the AC motor 3, when there exists a section where a phase pulse stop control signal becomes 0 with respect to FIG. (A) represents a PWM carrier signal and an applied voltage command, (b) represents a U-phase alternating current, (c) represents a pulse signal, and (d) represents a phase pulse stop control signal. 図12に対して相パルス停止制御信号が0となる区間がある場合の交流電動機3に流れる交流電圧、交流電流およびパルス信号と相パルス停止制御信号との関係を示す図。(a)はPWMキャリア信号と印加電圧指令とを表し、(b)はU相交流電流を表し、(c)はパルス信号を表し、(d)は相パルス停止制御信号を表す。The figure which shows the relationship between the alternating voltage, alternating current, and pulse signal which flow into the AC motor 3, when there exists a section where a phase pulse stop control signal is 0 with respect to FIG. 12, and a phase pulse stop control signal. (A) represents a PWM carrier signal and an applied voltage command, (b) represents a U-phase alternating current, (c) represents a pulse signal, and (d) represents a phase pulse stop control signal. 第4実施形態に係るPWM制御方式の電力変換装置の回路構成を示すブロック図。The block diagram which shows the circuit structure of the power converter device of the PWM control system which concerns on 4th Embodiment. 交流電動機3に流れる交流電圧およびパルス信号に対して相パルス停止制御信号切替禁止区間を示す図。The figure which shows the phase pulse stop control signal switching prohibition area with respect to the alternating voltage and pulse signal which flow into the AC motor. 第4実施形態に係るパルス幅判定部12で行う処理手順をフローチャートで示す図。The figure which shows the process sequence performed in the pulse width determination part 12 which concerns on 4th Embodiment with a flowchart. 第5実施形態に係るパルス幅判定部がパルス起動/停止指令12Aを出力するタイミングを示す図。The figure which shows the timing which the pulse width determination part which concerns on 5th Embodiment outputs 12 A of pulse start / stop instructions.

次に、発明を実施するための形態(以降、「実施形態」と称す。)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。   Next, modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

《概要》
本実施形態に係る電力変換装置は、PWM制御のパルス信号を用いて直流電力を交流電力に変換する電力変換回路(インバータ)と、電力変換回路に流れる電流を検出してその電力変換回路をベクトル制御するベクトル制御部とを備えている。さらに、電力変換回路に流れる電流位相のゼロクロス点を基準として定められた区間のパルス信号を停止させて、同相の上下アームのスイッチ素子を停止させる開放相区間を設けている。これにより、PWM制御時のスイッチング回数を低減させてスイッチング損失を低下させることができると共に、開放相区間を設けることで電流位相のゼロクロス点によって、電動機の磁石位置の正確な位置情報を取得することができる。その結果、安定したベクトル制御を行って、電力変換回路(インバータ)および電動機の効率を向上させることが可能となる。
"Overview"
The power conversion device according to the present embodiment includes a power conversion circuit (inverter) that converts DC power into AC power using a PWM control pulse signal, detects a current flowing through the power conversion circuit, and vectorizes the power conversion circuit. And a vector control unit for controlling. Further, an open phase section is provided in which the pulse signal in the section determined with reference to the zero cross point of the current phase flowing through the power conversion circuit is stopped, and the switch elements of the upper and lower arms of the same phase are stopped. As a result, the number of switching operations during PWM control can be reduced to reduce switching loss, and accurate position information of the magnet position of the motor can be obtained from the zero cross point of the current phase by providing an open phase section. Can do. As a result, it is possible to perform stable vector control and improve the efficiency of the power conversion circuit (inverter) and the electric motor.

以下、本発明に係る電力変換装置1(図1の1a,図6の1b,図8の11,図15の1)の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態を説明するための全図において、同一の構成要素は原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下に述べる実施形態においては、理解を容易にするために、従来方式を用いた比較例と対比しながら本実施形態の内容について説明する。   Hereinafter, embodiments of the power conversion device 1 (1a in FIG. 1, 1b in FIG. 6, 11 in FIG. 8, 1 in FIG. 15) according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted. In the embodiment described below, the contents of this embodiment will be described in comparison with a comparative example using a conventional method in order to facilitate understanding.

《第1実施形態》
図1は、第1実施形態に係るPWM制御方式の電力変換装置1aの回路構成を示している。第1実施形態の電力変換装置1aでは、図1に示すように、PWM制御で駆動する三相インバータからなる電力変換回路4によって、永久磁石同期電動機である交流電動機3をベクトル制御で駆動する場合において、電力変換回路4のパルス信号に相パルス停止区間(すなわち、開放相区間)を設けたときの制御方法について説明する。
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FIG. 1 shows a circuit configuration of a PWM control power converter 1a according to the first embodiment. In the power conversion device 1a of the first embodiment, as shown in FIG. 1, the AC motor 3 that is a permanent magnet synchronous motor is driven by vector control by the power conversion circuit 4 that is constituted by a three-phase inverter driven by PWM control. The control method when a phase pulse stop section (that is, an open phase section) is provided in the pulse signal of the power conversion circuit 4 will be described.

〈電力変換装置の回路構成〉
図1に示すように、電力変換装置1aは、直流電力を交流電力に変換する3相インバータからなる電力変換回路4と、電力変換回路4に接続された交流電動機(電動機)3に流れる電動機電流を検出する相電流検出部6と、相電流検出部6で検出された相電流情報(電流)6Aに基づいてPWM制御を行うパルス信号を用いてベクトル制御を行う制御装置5aとを備えて構成される。また、電力変換回路4は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)とダイオードとが逆並列された三相構成の半導体スイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnから構成された電力変換主回路41と、パルス制御部7からのパルス信号7Aに基づいて電力変換主回路41のIGBTへ供給されるゲート信号を発生するゲート・ドライバ42とを備えて構成される。
<Circuit configuration of power converter>
As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 a includes a power conversion circuit 4 including a three-phase inverter that converts DC power into AC power, and a motor current that flows through an AC motor (motor) 3 connected to the power conversion circuit 4. And a control device 5a that performs vector control using a pulse signal that performs PWM control based on phase current information (current) 6A detected by the phase current detection unit 6. Is done. The power conversion circuit 4 includes a power conversion main circuit 41 including three-phase semiconductor switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn in which IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and diodes are antiparallel. And a gate driver 42 that generates a gate signal supplied to the IGBT of the power conversion main circuit 41 based on the pulse signal 7A from the pulse control unit 7.

また、制御装置5aは、印加電圧指令(指令電圧)V*に基づいて制御されたパルス信号7Aをゲート・ドライバ42へ供給するパルス制御部7と、相電流検出部6で検出された相電流情報6Aを用いてベクトル制御を行い、印加電圧指令V*を算出するベクトル制御部8と、ベクトル制御により算出された電流の位相情報(電流位相)8Aに基づいて電流ゼロクロス付近で相パルス停止区間(開放相区間)δのパルス信号7Aを停止させる相パルス停止制御信号(パルス停止制御信号)9Aをパルス制御部7へ出力するパルス停止制御部9と、によって構成される。 The control device 5a also includes a pulse control unit 7 that supplies a pulse signal 7A controlled based on an applied voltage command (command voltage) V * to the gate driver 42, and a phase current detected by the phase current detection unit 6. A vector control unit 8 that performs vector control using the information 6A and calculates the applied voltage command V * , and a phase pulse stop section near the current zero cross based on the current phase information (current phase) 8A calculated by the vector control (Open phase section) It is constituted by a pulse stop control unit 9 that outputs a phase pulse stop control signal (pulse stop control signal) 9A for stopping the pulse signal 7A of δ to the pulse control unit 7.

ここで、ベクトル制御部8は、例えば、非特許文献1(坂本他、「家電機器向け位置センサレス永久磁石同期モータの簡易ベクトル制御」電学論D、Vol.124巻11号(2004年)pp.1133−1140)や非特許文献2(戸張他、「高速用永久磁石同期モータの新ベクトル制御方式の検討」電学論D、Vol.129巻1号(2009年)pp.36−45)に記載されているように、インバータ出力電流を検出して3相−2相変換(dq変換;irect-quadrature変換)して制御系にフィードバックし、再び2相−3相変換してインバータを駆動する一般的なベクトル制御を用いることで実現可能であり、制御方式については特定するものではない。したがって、ベクトル制御部8の動作は周知の技術であるので詳細な説明は省略する。   Here, the vector control unit 8 is, for example, Non-Patent Document 1 (Sakamoto et al., “Simplified Vector Control of a Position Sensorless Permanent Magnet Synchronous Motor for Home Appliances”, D. Vol. 124, No. 11 (2004) pp. 1133-1140) and Non-Patent Document 2 (Tohari et al., "Study of New Vector Control Method for Permanent Magnet Synchronous Motor for High Speed", Electron Theory D, Vol.129 No.1 (2009) pp.36-45) As described in, the inverter output current is detected, three-phase to two-phase conversion (dq conversion; irect-quadrature conversion) is performed and fed back to the control system, and the inverter is driven by two-phase to three-phase conversion again. This can be realized by using general vector control, and the control method is not specified. Therefore, since the operation of the vector control unit 8 is a well-known technique, a detailed description thereof is omitted.

〈比較例〉
ここで、第1実施形態の電力変換装置1aにおけるPWM制御時のスイッチング動作を明確化するため、従来方式を用いた比較例の電力変換装置1b(図6参照)におけるPWM制御について、図2および図6を用いて説明する。図2は、比較例における、交流電動機3に流れる交流電圧、交流電流およびパルス信号の関係を示す波形図であり、横軸に電圧位相、縦軸に電圧,電流およびパルス信号の各レベルを示している。また、図6は、比較例のPWM制御方式の電力変換装置1bの回路構成を示している。なお、図6において、図1と同じ符号の要素は同じ機能を有している。また、ベクトル制御部8が行うベクトル制御は図1の場合と同様の制御方法である。
<Comparative example>
Here, in order to clarify the switching operation at the time of PWM control in the power conversion device 1a of the first embodiment, the PWM control in the power conversion device 1b (see FIG. 6) of the comparative example using the conventional method is illustrated in FIG. This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a waveform diagram showing the relationship between an AC voltage, an AC current, and a pulse signal that flow through the AC motor 3 in a comparative example, where the horizontal axis indicates the voltage phase, and the vertical axis indicates the levels of voltage, current, and pulse signal ing. FIG. 6 shows a circuit configuration of a power conversion device 1b of the PWM control method of the comparative example. In FIG. 6, elements having the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same functions. The vector control performed by the vector control unit 8 is the same control method as in FIG.

図6に示す制御装置5bは、パルス制御部7において、図2(a)に示すように、PWMキャリア信号と印加電圧指令V*とを比較してPWMパルス信号を生成する。また、この印加電圧指令V*の指令値は、相電流検出部6で検出された相電流情報6Aを基にベクトル制御部8で演算を行って得られたものである。ここで、相電流検出部6による相電流情報6Aの取得は、例えば、特開2004−48886号公報の図1に開示されているように、CT(Current Transformer)によって交流出力電流を直接検出しても良いし、同公報の図12に開示されているように、シャント抵抗によって直流母線の電流情報を取得し、この電流情報に基づいて相電流を再現させる方式でも良い。 As shown in FIG. 2A, the control device 5b shown in FIG. 6 generates a PWM pulse signal by comparing the PWM carrier signal and the applied voltage command V * as shown in FIG. Further, the command value of the applied voltage command V * is obtained by performing calculation by the vector control unit 8 based on the phase current information 6A detected by the phase current detection unit 6. Here, the acquisition of the phase current information 6A by the phase current detection unit 6 is performed by directly detecting the AC output current by CT (Current Transformer) as disclosed in FIG. 1 of JP-A-2004-48886, for example. Alternatively, as disclosed in FIG. 12 of the same publication, the current information of the DC bus may be acquired by a shunt resistor, and the phase current may be reproduced based on this current information.

次に、図2を用いて、電力変換装置1b(図6参照)から交流電動機3へ供給される交流電圧および交流電流とパルス信号との関係について詳細に説明する。図2(a)はPWMキャリア信号と印加電圧指令V*とを示しており、代表としてU相印加電圧指令Vu*を示している。ここで、θvはU相を基準とする電圧位相を示している。 Next, the relationship between the AC voltage and AC current supplied from the power converter 1b (see FIG. 6) to the AC motor 3 and the pulse signal will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2A shows a PWM carrier signal and an applied voltage command V *, and a U-phase applied voltage command Vu * as a representative. Here, theta v indicates a voltage phase relative to the U-phase.

PWM制御方式では、パルス制御部7において、図2(a)の通り、U相印加電圧指令Vu*と三角波キャリア信号とを基にして、図2(c)に示すパルス信号「GPU+:U相上側素子(Sup)のパルス信号」、「GPU-:U相下側素子(Sun)のパルス信号」を生成し、このパルス信号を、電力変換主回路41を駆動するためにゲート・ドライバ42へ出力する。すなわち、GPU+のパルス信号とGPU-のパルス信号は正負(1,0)が逆の信号となっている。 In the PWM control method, as shown in FIG. 2A, the pulse control unit 7 uses the pulse signal “GPU +: U shown in FIG. 2C based on the U-phase applied voltage command Vu * and the triangular wave carrier signal. "Pulse signal of upper phase element (Sup)", "GPU-: Pulse signal of lower phase element (Sun) of U phase" is generated, and this pulse signal is supplied to gate driver 42 for driving power conversion main circuit 41. Output to. That is, the GPU + pulse signal and the GPU- pulse signal are opposite in positive and negative (1, 0).

このパルス信号(GPU+/GPU-のパルス信号)によって電力変換主回路41がPWM制御を行うことにより、交流電動機3には図2(b)に示すようなU相交流電流Iuが流れる。ここで、φは電圧と電流の位相差を示している。   When the power conversion main circuit 41 performs PWM control by this pulse signal (GPU + / GPU− pulse signal), a U-phase AC current Iu as shown in FIG. Here, φ represents the phase difference between voltage and current.

また、ベクトル制御部8では、U相交流電流Iuを含む相電流情報6Aを基に、ベクトル制御を行うことで、電圧の振幅および電圧と電流の位相差φの制御を行っている。   Further, the vector control unit 8 controls the amplitude of the voltage and the phase difference φ between the voltage and the current by performing vector control based on the phase current information 6A including the U-phase AC current Iu.

図2に示す通り、比較例によるPWM制御では、電圧・電流の一周期の間は常にスイッチング動作を行って180度通電しており、スイッチング動作が停止する期間が存在する120度通電方式や150度通電方式よりスイッチング回数が多い。したがって、180度通電では、これに起因するスイッチング損失が多くなる。   As shown in FIG. 2, in the PWM control according to the comparative example, the switching operation is always performed during one period of the voltage / current, and the current is supplied by 180 degrees. More switching times than current energization. Therefore, with 180 degree energization, the switching loss resulting from this increases.

〈第1実施形態におけるパルス停止制御部の動作〉
以下の説明においては、PWM制御を行うパルス信号のスイッチング動作を一時停止させるパルス停止制御部9(図1参照)の動作について、図1と図3を用いて説明する。したがって、比較例で述べたPWM制御の基本的な動作については、重複を避けるために説明を省略する。
<Operation of Pulse Stop Control Unit in First Embodiment>
In the following description, the operation of the pulse stop control unit 9 (see FIG. 1) for temporarily stopping the switching operation of the pulse signal for performing the PWM control will be described with reference to FIGS. Therefore, the description of the basic operation of the PWM control described in the comparative example is omitted to avoid duplication.

図3は、第1実施形態における、交流電動機3に流れる交流電圧、交流電流およびパルス信号と、相パルス停止制御信号との関係を示す波形図であり、横軸に電圧位相、縦軸に電圧,電流,パルス信号および開放相制御信号(相パルス停止制御信号)の各レベルを示している。すなわち、図3は、図2の波形図と対比して示した本実施形態の波形図である。   FIG. 3 is a waveform diagram showing the relationship between the AC voltage, AC current and pulse signal flowing through the AC motor 3 and the phase pulse stop control signal in the first embodiment, with the horizontal axis representing the voltage phase and the vertical axis representing the voltage. , Current, pulse signal, and open phase control signal (phase pulse stop control signal) levels. That is, FIG. 3 is a waveform diagram of this embodiment shown in contrast to the waveform diagram of FIG.

パルス停止制御部9は、図3(d)に示すように、ベクトル制御により制御された電流位相のゼロクロス点φを基準として、位相φと位相φ+πにおいて、下記の式(1)に示すように、相パルス停止区間(開放相区間)δの間、パルス信号GPU+,GPU-共にスイッチングを停止する相パルス停止制御信号(開放相制御信号)9Aをパルス制御部7へ出力する。この相パルス停止制御信号9Aは、パルス信号GPU+,GPU-共にスイッチングを停止する場合は“0”、スイッチングを停止せず比較例のPWM制御方式のスイッチングを行う場合は“1”を出力する。   As shown in FIG. 3D, the pulse stop control unit 9 uses the zero cross point φ of the current phase controlled by the vector control as a reference, and the phase φ and the phase φ + π are as shown in the following formula (1). During the phase pulse stop period (open phase period) δ, the pulse signals GPU + and GPU− both output a phase pulse stop control signal (open phase control signal) 9A that stops switching to the pulse controller 7. This phase pulse stop control signal 9A outputs "0" when both the pulse signals GPU + and GPU- stop switching, and outputs "1" when switching according to the PWM control method of the comparative example without stopping switching. .

すなわち、式(1)からわかるように、φを電圧と電流の位相差、δを相パルス停止区間(開放相区間)としたとき、U相を基準とする電圧位相θvが、φ−δ/2<θv<φ+δ/2のときおよびφ+π−δ/2<θv<φ+π+δ/2のときは、パルス信号GPU+およびGPU-によるスイッチングを停止する。そして、それ以外のときはパルス信号GPU+およびGPU-によるスイッチングを行う。 That is, as can be seen from Equation (1), when φ is the phase difference between voltage and current and δ is the phase pulse stop period (open phase period), the voltage phase θ v based on the U phase is φ−δ. When / 2 <θ v <φ + δ / 2 and φ + π−δ / 2 <θ v <φ + π + δ / 2, switching by the pulse signals GPU + and GPU− is stopped. In other cases, switching is performed using pulse signals GPU + and GPU-.

このため、パルス制御部7からの出力状態は、相パルス停止制御信号9Aの相パルス停止区間δでは、パルス信号GPU+,GPU-が共にオフとなる。したがって、パルス制御部7からは、図3(c)に示すように、相パルス停止区間δで休止したパルス信号の信号列が出力される。言い換えると、電圧および電流の一周期の間に2回に亘って相パルス停止区間(開放相区間)δを設定することとなる。なお、第1実施形態の構成の場合、対象となるPWM制御の変調方式は正弦波PWM制御方式のみではなく、二相変調型PWM制御方式や三次調波加算型PWM制御方式でも、同様の相パルス停止区間δを設けることが可能となる。   Therefore, the output state from the pulse control unit 7 is that both the pulse signals GPU + and GPU− are turned off in the phase pulse stop section δ of the phase pulse stop control signal 9A. Therefore, as shown in FIG. 3C, the pulse controller 7 outputs a signal train of pulse signals paused in the phase pulse stop period δ. In other words, the phase pulse stop section (open phase section) δ is set twice during one period of voltage and current. In the case of the configuration of the first embodiment, not only the sinusoidal PWM control method but also the two-phase modulation type PWM control method and the third harmonic addition type PWM control method are the target PWM control modulation methods. It is possible to provide a pulse stop interval δ.

このように、第1実施形態のパルス停止制御部9によりスイッチング動作を停止する期間が設けられたパルス信号GPU+,GPU-では、スイッチング停止区間とスイッチング動作区間は、印加電圧位相および交流電動機3の誘起電圧位相を基準として設けられていない形状となる。すなわち、パルス信号GPU+,GPU-のスイッチング停止区間とスイッチング動作区間は、電流位相のゼロクロス点を基準として設定される。   As described above, in the pulse signals GPU + and GPU− in which the period for stopping the switching operation is provided by the pulse stop control unit 9 of the first embodiment, the switching stop interval and the switching operation interval include the applied voltage phase and the AC motor 3. The shape is not provided with reference to the induced voltage phase. That is, the switching stop period and the switching operation period of the pulse signals GPU + and GPU− are set with reference to the zero cross point of the current phase.

言い換えると、比較例では、誘起電圧の電圧位相を基準にしたパルス信号であるため、図2(c)に示すように、パルス信号列は、電圧のゼロクロス点の前後においてON/OFFデューティが対称となる形状になっている。ところが、第1実施形態では、電流位相を基準として相パルス停止区間δが設けられているため(つまり、電圧位相を基準にしたパルス信号ではないため)、図3(c)に示すように、電圧のゼロクロス点の前後において、パルス信号列のON/OFFデューティは対称にはならない。すなわち、第1実施形態では、電流のゼロクロス点の前後において、パルス信号列のON/OFFデューティは非対称となっている。   In other words, in the comparative example, since the pulse signal is based on the voltage phase of the induced voltage, as shown in FIG. 2 (c), the pulse signal sequence has symmetrical ON / OFF duty before and after the zero cross point of the voltage. It becomes the shape to become. However, in the first embodiment, since the phase pulse stop section δ is provided based on the current phase (that is, not a pulse signal based on the voltage phase), as shown in FIG. The ON / OFF duty of the pulse signal train is not symmetrical before and after the voltage zero-cross point. That is, in the first embodiment, the ON / OFF duty of the pulse signal train is asymmetric before and after the current zero-cross point.

このように、第1実施形態では、電流のゼロクロス点を含んだ区間に相パルス停止区間δを設けているので、図3(c)に示すように、相パルス停止区間δを中心とした前後のパルス信号列AおよびBが非対称な形状となる。このことから、第1実施形態のように電流のゼロクロス点を含んだ区間に相パルス停止区間δを設けた場合は、相パルス停止区間δの前後のパルス信号が非対称であるか否かを観測するにより、第1実施形態が適用されたか否かを容易に判別することができる。   As described above, in the first embodiment, the phase pulse stop section δ is provided in the section including the zero cross point of the current. Therefore, as shown in FIG. The pulse signal trains A and B have an asymmetric shape. From this, when the phase pulse stop section δ is provided in the section including the zero cross point of the current as in the first embodiment, it is observed whether the pulse signals before and after the phase pulse stop section δ are asymmetric. Thus, it can be easily determined whether or not the first embodiment is applied.

〈実機による駆動時の波形〉
図4は、第1実施形態の電力変換装置1aを備える実機を駆動した場合の、U相電圧,U相電流、およびパルス信号の関係を示す波形図であり、横軸に電圧位相、縦軸に電圧,電流、およびパルス信号の各レベルを示している。すなわち、図4は、第1実施形態による電流のゼロクロス点を含んだ近傍に相パルス停止区間を設けた手法で、二相変調型PWM制御方式において相パルス停止区間を設定して実機を駆動した場合の電圧,電流およびパルス信号を示している。
<Waveforms when driving with actual machine>
FIG. 4 is a waveform diagram showing the relationship between the U-phase voltage, the U-phase current, and the pulse signal when the real machine including the power conversion device 1a according to the first embodiment is driven. Shows the levels of voltage, current, and pulse signal. That is, FIG. 4 is a method in which a phase pulse stop period is provided in the vicinity including the zero cross point of the current according to the first embodiment, and the actual machine is driven by setting the phase pulse stop period in the two-phase modulation type PWM control method. In this case, the voltage, current and pulse signal are shown.

図4(a)は電力変換主回路41のU相端子電圧Vun、同図(b)は交流電動機3に流れるU相電流Iu、同図(c)にパルス信号GPU+,GPU-を示している。   4A shows the U-phase terminal voltage Vun of the power conversion main circuit 41, FIG. 4B shows the U-phase current Iu flowing through the AC motor 3, and FIG. 4C shows the pulse signals GPU + and GPU-. Yes.

図4(c)に示すように、一点鎖線で挟まれた区間(δで表示)においてパルス信号GPU+,GPU-のスイッチング信号が共にオフとなっており、相パルス停止区間δが設定されていることが確認できる。また、相パルス停止区間δが設定されているため、一点鎖線で挟まれた区間ではU相電流Iuがゼロとなることも併せて確認することができる。   As shown in FIG. 4C, the switching signals of the pulse signals GPU + and GPU− are both turned off in the section (indicated by δ) sandwiched by the alternate long and short dash line, and the phase pulse stop section δ is set. It can be confirmed. Further, since the phase pulse stop section δ is set, it can be confirmed that the U-phase current Iu becomes zero in the section sandwiched by the alternate long and short dash line.

〈第1実施形態の効果〉
図5は、第1実施形態の電力変換装置1aによる、相パルス停止区間(開放相区間)δに対する電力変換回路損失,電動機損失およびそれらを足し合わせた総合損失の関係を示す特性図であり、横軸に相パルス停止区間(開放相区間)δ、縦軸に損失を表わしている。すなわち、図5は、パルス停止制御部9で設定する相パルス停止区間δと電力変換回路4の損失,交流電動機3の損失およびこれらの二つの損失を合わせた総合損失の特性を示している。
<Effects of First Embodiment>
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the power conversion circuit loss, the motor loss, and the total loss obtained by adding them to the phase pulse stop period (open phase period) δ by the power conversion device 1a of the first embodiment. The horizontal axis represents the phase pulse stop interval (open phase interval) δ, and the vertical axis represents the loss. That is, FIG. 5 shows the characteristics of the total pulse loss combining the phase pulse stop section δ set by the pulse stop control unit 9 and the loss of the power conversion circuit 4, the loss of the AC motor 3, and these two losses.

図5に示すように、第1実施形態の電力変換回路4の損失(電力変換回路損失)は、相パルス停止区間δを大きくしていくにしたがってスイッチング回数が低減することにより、これに起因するスイッチング損失が低減する。また、交流電動機3の損失(電動機損失)は、相パルス停止区間δを設けることで電流の高調波成分が増加するため、これに起因して大きくなる。さらに、相パルス停止区間δが大きくなることにより、電流の高調波成分の増加が顕著となるため、これに起因する交流電動機3の損失(電動機損失)の増加も顕著となる。このため、図5に示すように、これら二つの損失(電力変換回路損失と電動機損失)を加算した総合損失が最少となる相パルス停止区間δoptが存在し、相パルス停止区間δをこの相パルス停止区間δoptに設定することで、電力変換装置1a全体の損失を低減させることが可能となる。   As shown in FIG. 5, the loss (power conversion circuit loss) of the power conversion circuit 4 of the first embodiment is caused by the fact that the number of switching times decreases as the phase pulse stop interval δ increases. Switching loss is reduced. Further, the loss of the AC motor 3 (motor loss) increases due to the increase in the harmonic component of the current by providing the phase pulse stop section δ. Furthermore, since the increase of the harmonic component of the current becomes significant due to the increase of the phase pulse stop section δ, the increase in loss (motor loss) of the AC motor 3 due to this increases. For this reason, as shown in FIG. 5, there is a phase pulse stop section δopt in which the total loss obtained by adding these two losses (power conversion circuit loss and motor loss) is minimum, and the phase pulse stop section δ is represented by this phase pulse. By setting the stop section δopt, it is possible to reduce the loss of the entire power conversion device 1a.

以上、説明したように、パルス停止制御部9を用いることで、比較例のPWM制御方式と同様の電力変換回路4の構成で、PWM制御を行うパルス信号のスイッチング回数を低減させることが可能となる。言い換えると、マイコンの制御で行われるパルス停止制御部9をソフトウェアで構成した場合は、比較例の電力変換回路4の構成は変えずに、新規のハードウェアを追加することなく電力変換装置1aの高効率化を達成することが可能となる。また、交流電動機3の電流のゼロクロス付近でスイッチング動作を停止させるため、150度通電方式に対してトルク脈動の増加を抑制することができる。   As described above, by using the pulse stop control unit 9, it is possible to reduce the number of switching of the pulse signal for performing the PWM control with the configuration of the power conversion circuit 4 similar to the PWM control method of the comparative example. Become. In other words, when the pulse stop control unit 9 that is controlled by the microcomputer is configured by software, the configuration of the power conversion circuit 4 of the comparative example is not changed, and the power converter 1a is not added without adding new hardware. High efficiency can be achieved. Moreover, since the switching operation is stopped near the zero cross of the current of the AC motor 3, an increase in torque pulsation can be suppressed compared to the 150-degree energization method.

〈第1実施形態の変形例〉
ここで、第1実施形態の変形例として、相パルス停止区間δを1サイクル区間の片方のみとする場合と、相パルス停止区間の位相を固定の状態にする場合とについて説明する。図7は、第1実施形態の変形例に係る電力変換装置における、電動機に流れる交流電圧,交流電流およびパルス信号と、相パルス停止制御信号との関係を示す波形図であり、横軸に電圧位相θv、縦軸に電圧,電流,パルス信号および開放相制御信号の各レベルを表している。
<Modification of First Embodiment>
Here, as a modification of the first embodiment, a case where the phase pulse stop section δ is only one of the one cycle sections and a case where the phase of the phase pulse stop section is in a fixed state will be described. FIG. 7 is a waveform diagram showing a relationship between an AC voltage, an AC current, and a pulse signal flowing through the electric motor and a phase pulse stop control signal in the power conversion device according to the modification of the first embodiment, and the horizontal axis indicates the voltage. The phase θ v , and the vertical axis represents voltage, current, pulse signal, and open phase control signal levels.

この変形例では、図1に示すパルス停止制御部9の相パルス停止区間δを電流一周期(1サイクル)に対して1回のみ設定する方式について述べる。なお、上述した第1実施形態の電力変換装置1aと共通する内容については説明を省略する。   In this modification, a method of setting the phase pulse stop section δ of the pulse stop control unit 9 shown in FIG. 1 only once for one cycle of current (one cycle) will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the content which is common in the power converter device 1a of 1st Embodiment mentioned above.

図1に示す制御装置5aをマイコン等の集積回路で実現させる場合は、そのマイコンの演算負荷を低減させることが好適である。そこで、図7(d)に示すように、パルス停止制御部9が、相パルス停止区間δを電流一周期につき1回のみ設定するようすれば、マイコンの演算負荷を低減させることができる。   When the control device 5a shown in FIG. 1 is realized by an integrated circuit such as a microcomputer, it is preferable to reduce the calculation load of the microcomputer. Therefore, as shown in FIG. 7D, if the pulse stop control unit 9 sets the phase pulse stop section δ only once per current cycle, it is possible to reduce the calculation load of the microcomputer.

すなわち、この変形例では、マイコンの制御で行われるパルス停止制御部9が、ベクトル制御により制御された電流位相のゼロクロス点φを基準として、位相φ+πにおいて(図7(d)参照)、下記の式(2)に示すように、相パルス停止区間δの間パルス信号GPU+とGPU-のスイッチング信号を共に停止させる相パルス停止制御信号9Aをパルス制御部7へ出力する。   That is, in this modified example, the pulse stop control unit 9 performed by the control of the microcomputer uses the zero cross point φ of the current phase controlled by the vector control as a reference at the phase φ + π (see FIG. 7D), As shown in Expression (2), a phase pulse stop control signal 9A for stopping both the switching signals of the pulse signals GPU + and GPU− during the phase pulse stop period δ is output to the pulse control unit 7.

すなわち、式(2)からわかるように、φを電圧と電流との位相差、δを相パルス停止区間(開放相区間)としたとき、U相を基準とする電圧位相θvが、φ+π−δ/2<θv<φ+π+δ/2のときのみ、1回だけパルス信号GPU+およびGPU-によるスイッチングを停止する。そして、それ以外のときはパルス信号GPU+およびGPU-によるスイッチングを行う。なお、電圧と電流との位相差φにおいて電流一周期につき1回のみ相パルス停止区間δを設定する構成としても良い。 That is, as can be seen from equation (2), when φ is the phase difference between voltage and current and δ is the phase pulse stop period (open phase period), the voltage phase θ v with respect to the U phase is φ + π− Only when δ / 2 <θ v <φ + π + δ / 2, switching by the pulse signals GPU + and GPU− is stopped only once. In other cases, switching is performed using pulse signals GPU + and GPU-. Note that the phase pulse stop section δ may be set only once per current cycle in the phase difference φ between the voltage and current.

このように、相パルス停止区間δを電流一周期につき1回だけ設定する構成とすることで、マイコンによるパルス停止制御部9の演算負荷を半減することが可能となる。また、あらかじめ駆動する負荷条件における電圧と電流との位相差φを測定しておき、パルス停止制御部9の相パルス停止制御信号9Aにおける電圧と電流との位相差φを固定値とすることで、マイコンの演算負荷のさらなる低減が可能となる。   Thus, by setting the phase pulse stop section δ to be set once per current cycle, it is possible to halve the calculation load of the pulse stop control unit 9 by the microcomputer. Further, by measuring the phase difference φ between the voltage and the current under the load condition to be driven in advance, and setting the phase difference φ between the voltage and the current in the phase pulse stop control signal 9A of the pulse stop control unit 9 as a fixed value. This further reduces the computational load on the microcomputer.

以上説明したように、第1実施形態の電力変換回路4は、パルス制御部7から出力されたパルス信号7Aによるスイッチング動作によってPWM制御を行い、交流電動機3へ交流電力を出力している。このとき、ベクトル制御部8が、相電流検出部6からの相電流情報6Aに基づいて算出した電流の位相情報8Aをパルス停止制御部9へ出力している。これによって、パルス停止制御部9は、電流の位相情報8Aに基づいて生成した相パルス停止制御信号9Aをパルス制御部7へ出力する。したがって、パルス制御部7は、電力変換回路4の所定の相(例えば、U相)の電流位相のゼロクロスを基準として所定の区間のパルス信号7Aを停止する。よって、電力変換回路4は、電流のゼロクロス付近でスイッチングを停止するのでスイッチング損失が低減される。その結果、電力変換装置1aの効率を向上させることができると共に、出力電流の歪を低減させることができる。   As described above, the power conversion circuit 4 according to the first embodiment performs PWM control by the switching operation using the pulse signal 7 </ b> A output from the pulse control unit 7, and outputs AC power to the AC motor 3. At this time, the vector control unit 8 outputs the phase information 8A of the current calculated based on the phase current information 6A from the phase current detection unit 6 to the pulse stop control unit 9. Accordingly, the pulse stop control unit 9 outputs a phase pulse stop control signal 9A generated based on the current phase information 8A to the pulse control unit 7. Therefore, the pulse control unit 7 stops the pulse signal 7A in a predetermined section with reference to the zero cross of the current phase of a predetermined phase (for example, U phase) of the power conversion circuit 4. Therefore, the power conversion circuit 4 stops switching near the current zero crossing, so that the switching loss is reduced. As a result, the efficiency of the power conversion device 1a can be improved and distortion of the output current can be reduced.

《第2実施形態》
第2実施形態では、第1実施形態のように相パルス停止区間δを設けたPWM制御方式と、相パルス停止区間δを設けない通常のPWM制御方式との切り替えについて説明する。
<< Second Embodiment >>
In the second embodiment, switching between the PWM control method in which the phase pulse stop interval δ is provided as in the first embodiment and the normal PWM control method in which the phase pulse stop interval δ is not provided will be described.

すなわち、第2実施形態では、運転条件(例えば、交流電動機の回転速度)によって相パルス停止区間δを切り替えることができる電力変換装置について説明する。   That is, in 2nd Embodiment, the power converter device which can switch phase pulse stop area (delta) with driving | running conditions (for example, rotation speed of AC motor) is demonstrated.

図8は、第2実施形態に係るPWM制御方式の電力変換装置11の回路構成を表す。図8に示すように、電力変換装置11は、図1に示す第1実施形態の電力変換装置1aの相電流検出部6を削除し、直流母線電流IDCを検出する直流母線電流検出部(電流検出部)10に変更している。すなわち、第2実施形態の電力変換装置11は、直流母線電流検出部10がベクトル制御部8へ直流母線電流情報(電流)10Aを出力するように構成される。 FIG. 8 shows a circuit configuration of the PWM control type power converter 11 according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the power converter 11 deletes the phase current detection unit 6 of the power converting apparatus 1a of the first embodiment shown in FIG. 1, the DC bus current detector for detecting a DC bus current I DC ( Current detection unit) 10 is changed. That is, the power converter 11 of the second embodiment is configured such that the DC bus current detection unit 10 outputs DC bus current information (current) 10 </ b> A to the vector control unit 8.

図8において、ベクトル制御部8は、ベクトル制御によって算出された電流の位相情報8Aと、交流電動機3の回転速度である回転速度情報8Bとをパルス停止制御部91へ出力するように構成される。これによって、第2実施形態のパルス停止制御部91は、相パルス停止区間δを運転条件(つまり、交流電動機3の回転速度)によって切り替えることができる。その他の構成内容は、図1で示した第1実施形態の電力変換装置1aと同じであるため、説明は省略する。   In FIG. 8, the vector control unit 8 is configured to output current phase information 8 </ b> A calculated by vector control and rotation speed information 8 </ b> B that is the rotation speed of the AC motor 3 to the pulse stop control unit 91. . Thereby, the pulse stop control part 91 of 2nd Embodiment can switch the phase pulse stop area (delta) with an operating condition (namely, rotational speed of AC motor 3). The other configuration contents are the same as those of the power conversion device 1a of the first embodiment shown in FIG.

図9は、第2実施形態の電力変換装置11における相パルス停止区間(開放相区間)の設定例を示す特性図であり、横軸に回転速度、縦軸に開放相区間δを表わしている。すなわち、第2実施形態の電力変換装置11においては、パルス停止制御部91は、図9(a)に示すように、交流電動機3の現在の回転速度Nとあらかじめ設定した回転速度N1との大小関係を判定し、現在の回転速度Nが回転速度N1未満の場合は、相パルス停止区間δを設定した相パルス停止制御信号91Aをパルス制御部7へ出力する。また、現在の回転速度Nが回転速度N1以上の場合は、相パルス停止区間δを0とし、相パルス停止区間δを設定しない相パルス停止制御信号91Aをパルス制御部7へ出力する。   FIG. 9 is a characteristic diagram showing a setting example of a phase pulse stop section (open phase section) in the power converter 11 of the second embodiment, where the horizontal axis represents the rotation speed and the vertical axis represents the open phase section δ. . That is, in the power conversion device 11 of the second embodiment, the pulse stop control unit 91 determines the magnitude of the current rotation speed N of the AC motor 3 and a preset rotation speed N1 as shown in FIG. When the current rotational speed N is less than the rotational speed N1, the phase pulse stop control signal 91A in which the phase pulse stop section δ is set is output to the pulse controller 7. When the current rotational speed N is equal to or higher than the rotational speed N1, the phase pulse stop section δ is set to 0, and a phase pulse stop control signal 91A that does not set the phase pulse stop section δ is output to the pulse controller 7.

言い換えると、交流電動機3の現在の回転速度Nが回転速度N1未満の場合は、パルス制御部7は相パルス停止区間δのあるパルス信号を出力し、回転速度N1以上の場合は、パルス制御部7は相パルス停止区間δのないパルス信号を出力する。   In other words, when the current rotational speed N of the AC motor 3 is less than the rotational speed N1, the pulse control unit 7 outputs a pulse signal having a phase pulse stop section δ, and when the rotational speed is equal to or higher than the rotational speed N1, the pulse control unit. 7 outputs a pulse signal without a phase pulse stop section δ.

なお、運転条件によって相パルス停止区間δを切り替えるときの交流電動機3の回転速度・トルクの過度的な変動を抑制するため、図9(b)に示すように、相パルス停止区間δを回転速度N2から回転速度N3まで一定の変化率で変化させる方式としても良い。また、相パルス停止区間δの切り替えをさらにスムーズにするため、図9(c)に示すように、回転速度N2から回転速度N3までは、所定の曲線に沿って非線形な変化率で相パルス停止区間δを変えるような方式としても良い。   In order to suppress excessive fluctuations in the rotational speed and torque of the AC motor 3 when switching the phase pulse stop section δ depending on the operating conditions, the phase pulse stop section δ is set to the rotational speed as shown in FIG. A method of changing from N2 to the rotational speed N3 at a constant change rate may be used. Further, in order to make the switching of the phase pulse stop section δ even smoother, as shown in FIG. 9C, from the rotational speed N2 to the rotational speed N3, the phase pulse is stopped at a non-linear change rate along a predetermined curve. A method of changing the section δ may be used.

また、交流電動機3の回転速度に基づいて相パルス停止区間δを切り替えるのではなく、図8の直流母線電流検出部10で検出される直流母線電流IDCの平均値IDCaveに基づいて、相パルス停止区間δを切り替える構成としても良い。この場合は、図9(a),(b),(c)の特性図における横軸は、回転速度Nではなく、直流母線電流平均値IDCaveに読み替える。 Further, instead of switching the phase pulse stop intervals δ based on the rotational speed of the AC motor 3, based on the average value I DCave the DC-bus current I DC detected by the DC bus current detection unit 10 in FIG. 8, a phase A configuration may be employed in which the pulse stop interval δ is switched. In this case, the horizontal axis in the characteristic diagrams of FIGS. 9A , 9B, and 9C is read as the DC bus current average value I DCave instead of the rotational speed N.

また、交流電動機3の回転速度に基づいて相パルス停止区間δを切り替えるのではなく、交流電動機3が出力するトルクτに基づいて相パルス停止区間δを切り替える構成としても良い。この場合は、図9(a),(b),(c)の特性図における横軸は、回転速度Nではなく、出力トルクτに読み替える。   Further, the phase pulse stop section δ may be switched based on the torque τ output from the AC motor 3 instead of switching the phase pulse stop section δ based on the rotation speed of the AC motor 3. In this case, the horizontal axis in the characteristic diagrams of FIGS. 9A, 9 </ b> B, and 9 </ b> C is read as output torque τ instead of the rotational speed N.

以上、説明したように、相パルス停止区間δを交流電動機3の運転条件(交流電動機3の回転速度N、出力トルクτまたは直流母線電流平均値IDCave等)によって切り替えることにより、交流電動機3が低速回転域にある場合は、相パルス停止区間δを設定することで、比較例のPWM制御方式よりも電力変換装置を高効率に駆動することが可能となる。また、交流電動機3が高速回転域の場合は、相パルス停止区間δを0とし、相パルス停止区間を設定しない180度通電にスムーズに移行することが可能となる。 As described above, by switching the phase pulse stop section δ according to the operating conditions of the AC motor 3 (the rotational speed N of the AC motor 3, the output torque τ, the DC bus current average value I DCave, etc.), the AC motor 3 When in the low-speed rotation range, setting the phase pulse stop interval δ enables the power converter to be driven more efficiently than the PWM control method of the comparative example. Further, when the AC motor 3 is in the high speed rotation range, the phase pulse stop section δ is set to 0, and it is possible to smoothly shift to 180-degree energization without setting the phase pulse stop section.

なお、交流電動機3の運転条件によって相パルス停止区間δを狭める方向へ変更させる場合は、所定の停止区間から停止区間ゼロの状態へ直ちに切り替える、所定の停止区間から停止区間ゼロの状態へ一定の変化率で変化させる、または、所定の停止区間から停止区間ゼロの状態へ非線形な変化率で変化させる、のいずれかによって行うことができる。   In addition, when changing to the direction which narrows phase pulse stop area (delta) according to the driving | running condition of AC motor 3, it switches from a predetermined stop area to the state of zero stop area immediately, and it is constant from the predetermined stop area to the state of zero stop area. It can be performed by changing at a rate of change or changing at a non-linear rate of change from a predetermined stop interval to a stop interval zero state.

また、交流電動機3の運転条件によって相パルス停止区間δを広げる方向へ変更させる場合は、停止区間ゼロの状態から所定の停止区間へ直ちに切り替える、停止区間ゼロの状態から所定の停止区間へ一定の変化率で変化させる、停止区間ゼロの状態から所定の停止区間へ非線形な変化率で変化させる、のいずれかによって行うことができる。   In addition, when changing the phase pulse stop section δ in the direction of widening according to the operating conditions of the AC motor 3, the phase is stopped immediately from the stop section zero state to the predetermined stop section. It can be performed by either changing at a change rate or changing at a non-linear change rate from a stop zone zero state to a predetermined stop zone.

《第3実施形態》
第3実施形態では、第1実施形態の電力変換装置1aおよび第2実施形態の電力変換装置11を空気調和機の圧縮機駆動に適用した場合について、説明する。
<< Third Embodiment >>
3rd Embodiment demonstrates the case where the power converter device 1a of 1st Embodiment and the power converter device 11 of 2nd Embodiment are applied to the compressor drive of an air conditioner.

図10は、第3実施形態に係る空気調和機100の全体構成図を表している。   FIG. 10 illustrates an overall configuration diagram of an air conditioner 100 according to the third embodiment.

図10に示すように、第3実施形態の空気調和機100は、外気と熱交換を行う室外機101と、室内の雰囲気と熱交換を行う室内機102と、室外機101と室内機102とをつなぐ配管103とによって構成される。   As shown in FIG. 10, an air conditioner 100 according to the third embodiment includes an outdoor unit 101 that exchanges heat with outside air, an indoor unit 102 that exchanges heat with the indoor atmosphere, an outdoor unit 101, and an indoor unit 102. And a pipe 103 connecting the two.

室外機101は、冷媒を圧縮する圧縮機104と、圧縮機104を駆動する圧縮機駆動電動機105と、圧縮機駆動電動機105を駆動制御する電動機駆動装置106と、圧縮冷媒を用いて外気と熱交換を行う熱交換機107とによって構成される。ここで、電動機駆動装置106は、第1実施形態の電力変換装置1aまたは第2実施形態の電力変換装置11が用いられる。また、室内機102は、室内と熱交換を行う熱交換機108と、室内に送風する送風機109とによって構成される。   The outdoor unit 101 includes a compressor 104 that compresses refrigerant, a compressor drive motor 105 that drives the compressor 104, an electric motor drive device 106 that drives and controls the compressor drive motor 105, and outside air and heat using the compressed refrigerant. It is comprised with the heat exchanger 107 which performs exchange. Here, the electric motor drive device 106 uses the power conversion device 1a of the first embodiment or the power conversion device 11 of the second embodiment. The indoor unit 102 includes a heat exchanger 108 that exchanges heat with the room and a blower 109 that blows air into the room.

ここで、圧縮機駆動電動機105の効率について、図11を用いて説明する。図11は、図10に示す空気調和機100における圧縮機駆動電動機105の回転速度に対する効率の関係を示す特性図であり、横軸は圧縮機駆動電動機105の回転速度を示し、縦軸は圧縮機駆動電動機105の効率を表している。   Here, the efficiency of the compressor drive motor 105 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship of the efficiency with respect to the rotational speed of the compressor drive motor 105 in the air conditioner 100 shown in FIG. 10, the horizontal axis represents the rotational speed of the compressor drive motor 105, and the vertical axis represents the compression. The efficiency of the machine drive motor 105 is shown.

電動機駆動装置106にPWM制御を適用するとき、圧縮機駆動電動機105の回転速度がN4以上の場合は、電力変換回路4の正弦波変調方式で出力可能な電圧を上回る電圧飽和領域では、弱め界磁制御により無効電流を流すことによって界磁コイルの電流を減らすことで、圧縮機駆動電動機105の高速回転域における安定駆動を実現することができる。ところが、このような弱め界磁制御を行うため、図11の実線に示すように、圧縮機駆動電動機105の高速回転域(回転速度N4以上)においては効率の低下が発生する。   When applying PWM control to the motor drive device 106, if the rotational speed of the compressor drive motor 105 is N4 or higher, field weakening control is performed in a voltage saturation region exceeding the voltage that can be output by the sine wave modulation method of the power conversion circuit 4. By reducing the current of the field coil by causing the reactive current to flow, stable driving in the high speed rotation region of the compressor drive motor 105 can be realized. However, since such field weakening control is performed, the efficiency is reduced in the high speed rotation region (rotation speed N4 or more) of the compressor drive motor 105 as shown by the solid line in FIG.

そこで、第3実施形態では、例えば、第1実施形態の電力変換装置1aを空気調和機100に適用し、パルス制御部7からパルス停止制御部9により相パルス停止区間δが設けられたパルス信号7Aを出力することにより電力変換回路4を制御する。言い換えると、相パルス停止区間δを設けたことによって、電力変換回路4のスイッチング回数を低減させることができる。これによって、結果的に電動機駆動装置106の損失を低減させることができる。   Therefore, in the third embodiment, for example, the power converter 1a of the first embodiment is applied to the air conditioner 100, and the pulse signal in which the phase pulse stop section δ is provided by the pulse control unit 7 to the pulse stop control unit 9 is provided. The power conversion circuit 4 is controlled by outputting 7A. In other words, the number of switching times of the power conversion circuit 4 can be reduced by providing the phase pulse stop section δ. As a result, the loss of the electric motor drive device 106 can be reduced as a result.

このようにして、電力変換回路4のスイッチング損失を低減させることで、図11の一点鎖線の特性に示すように、圧縮機駆動電動機105を駆動させる電動機駆動装置106の効率がピークとなる回転速度N4より低速回転の領域において、効率の向上を図ることが可能となる。また、回転速度N4以上の電圧飽和領域においては、図1のパルス停止制御部9により相パルス停止区間δを0としたパルス信号を出力して、180度通電のPWM制御方式へ切り替えて、弱め界磁制御領域の駆動を行うことが可能である。   In this way, by reducing the switching loss of the power conversion circuit 4, the rotational speed at which the efficiency of the motor driving device 106 for driving the compressor driving motor 105 reaches its peak as shown by the one-dot chain line characteristic in FIG. It is possible to improve the efficiency in a region where the rotation speed is lower than N4. In the voltage saturation region where the rotational speed is N4 or higher, the pulse stop controller 9 in FIG. 1 outputs a pulse signal with the phase pulse stop interval δ set to 0, and switches to the 180-degree energization PWM control method to weaken it. It is possible to drive the field control region.

以上説明したように、第3実施形態により、比較例のPWM制御方式と同様の電力変換回路4の構成で電力変換回路4のスイッチング回数を減らすことができるため、マイコンの制御で行われるパルス停止制御部9をソフトウェアにより構成した場合は、ハードウェアの追加を行うことなく、電力変換回路4のスイッチング回数を低減させることができ、電力変換回路4及び電動機駆動装置106の損失を低減させると共に空気調和機100の高効率化を実現することが可能となる。   As described above, according to the third embodiment, the number of switching operations of the power conversion circuit 4 can be reduced with the configuration of the power conversion circuit 4 similar to that of the PWM control method of the comparative example. When the control unit 9 is configured by software, the number of switching times of the power conversion circuit 4 can be reduced without adding hardware, and the loss of the power conversion circuit 4 and the motor driving device 106 can be reduced and air can be reduced. Higher efficiency of the harmony machine 100 can be realized.

上記第1実施形態ないし第3実施形態によれば、PWM制御時のスイッチング損失を低減させ、高効率な電力変換装置および空気調和機を提供することができる。   According to the said 1st Embodiment thru | or 3rd Embodiment, the switching loss at the time of PWM control can be reduced, and a highly efficient power converter device and an air conditioner can be provided.

しかし、上記各実施例は相パルス停止制御信号が切り替えるタイミングにおいて、極小幅パルス信号が発生する場合がある。このパルス信号の幅は、ゲート・ドライバの仕様により最小値が規定されている場合が多く、この最小値未満のパルス信号はゲート・ドライバが信号を正確に認識できない可能性が考えられる。正確に認識できない場合は、最小値未満のパルス信号に対してゲート・ドライバの動作は補償されない。すなわち、ゲート・ドライバが意図しない動作を起こす可能性もある。このことから、必ず極小幅以上のパルス信号とする。そのためには次の第4実施形態あるいは第5実施形態のようにすると良いことが判った。以下に述べる第4実施形態においては、理解を容易にするために、第1ないし第3実施形態と対比しながら本実施形態の内容について説明する。   However, in each of the embodiments described above, there is a case where a minimal pulse signal is generated at the timing when the phase pulse stop control signal is switched. In many cases, the width of the pulse signal has a minimum value defined by the specifications of the gate driver, and there is a possibility that the gate driver cannot accurately recognize the pulse signal below this minimum value. If it cannot be accurately recognized, the operation of the gate driver is not compensated for a pulse signal less than the minimum value. That is, the gate driver may cause an unintended operation. For this reason, a pulse signal with a minimum width is always used. For that purpose, it turned out that it is good to carry out like the following 4th Embodiment or 5th Embodiment. In the fourth embodiment described below, the contents of this embodiment will be described in comparison with the first to third embodiments in order to facilitate understanding.

《第4実施形態》
図12は、第1実施形態における、交流電動機3に流れる交流電圧,交流電流およびパルス信号と、相パルス停止制御信号との関係を示す波形図を拡大して示したものである。図12における相パルス停止制御信号は、常に1となっている。また、指令電圧を生成するベクトル制御部8はパルス幅が極小とならない指令を生成するため、図12においてパルス信号GPU+,GPU-のパルス幅が極小となることはない。
<< 4th Embodiment >>
FIG. 12 is an enlarged waveform diagram showing the relationship between the AC voltage, AC current and pulse signal flowing through the AC motor 3 and the phase pulse stop control signal in the first embodiment. The phase pulse stop control signal in FIG. Further, since the vector control unit 8 that generates the command voltage generates a command whose pulse width does not become minimum, the pulse widths of the pulse signals GPU + and GPU− in FIG. 12 do not become minimum.

図13および図14は、図12に対して相パルス停止制御信号が0となる区間がある場合の交流電動機3に流れる交流電圧、交流電流およびパルス信号と相パルス停止制御信号との関係を示す図である。パルス停止制御部9から出力される相パルス停止制御信号9Aが1から0に変化すると、GPU+およびGPU-はパルスオフ状態(スイッチング停止)となり、相パルス停止制御信号9Aが0から1に変化するとGPU+およびGPU-はPWM制御方式のスイッチングを行う。図13においては、PWM制御を行うパルス信号がオンとなって、一定の時間が経過しているタイミングで相パルス停止制御信号9Aが1から0に変化している。このため、極小パルス信号は出力されない(図中P1)。また、PWM制御を行うパルス信号がオンからオフになるまでに、一定の時間があるタイミングで相パルス停止制御信号9Aが0から1に変化している。このため、極小パルス信号は出力されない(図中P2)。しかし、図14においてはPWM制御を行うパルス信号がオンとなって、ごく極かな時間しか経過していないタイミングで相パルス停止制御信号9Aが1から0に変化している。このため、極小幅パルス信号が出力されてしまう(図中P3)。また、PWM制御を行うパルス信号がオンからオフになるまでに、一定の時間があるタイミングで相パルス停止制御信号9Aが0から1に変化している。このため、極小パルス信号は出力されない(図中P4)。このように、PWM制御を行うパルス信号とパルス停止制御信号9Aの切替タイミングによっては、極小幅パルス信号が出力されてしまう。   FIGS. 13 and 14 show the relationship between the AC voltage, the AC current, and the pulse signal that flow through the AC motor 3 and the phase pulse stop control signal when there is a section in which the phase pulse stop control signal is 0 with respect to FIG. FIG. When the phase pulse stop control signal 9A output from the pulse stop control unit 9 changes from 1 to 0, GPU + and GPU- are in a pulse-off state (switching stop), and when the phase pulse stop control signal 9A changes from 0 to 1 GPU + and GPU- perform switching in the PWM control system. In FIG. 13, the pulse signal for PWM control is turned on, and the phase pulse stop control signal 9A changes from 1 to 0 at a timing when a certain time has elapsed. For this reason, the minimum pulse signal is not output (P1 in the figure). In addition, the phase pulse stop control signal 9A changes from 0 to 1 at a certain time until the pulse signal for performing PWM control is turned off from on. For this reason, the minimum pulse signal is not output (P2 in the figure). However, in FIG. 14, the pulse signal for performing the PWM control is turned on, and the phase pulse stop control signal 9 </ b> A changes from 1 to 0 at a timing when only a very short time has passed. For this reason, a minimum width pulse signal is output (P3 in the figure). In addition, the phase pulse stop control signal 9A changes from 0 to 1 at a certain time until the pulse signal for performing PWM control is turned off from on. For this reason, the minimum pulse signal is not output (P4 in the figure). As described above, the minimum width pulse signal is output depending on the switching timing of the pulse signal for performing the PWM control and the pulse stop control signal 9A.

図15は、第4実施形態に係るPWM制御方式の電力変換装置の回路構成を表す。図15は、第2実施形態に係るPWM制御方式の電力変換装置の回路構成を示す図8のパルス停止制御部9とパルス制御部7の間に、ベクトル制御部8で生成される指令電圧V*と相パルス停止制御信号9Aおよび相パルス停止区間δを入力として、パルス起動/停止実行信号を生成するパルス起動/停止判定部12を追加した回路構成となっている。パルス起動/停止判定部12では、相パルス停止制御信号9Aを監視し、相パルス停止制御信号9Aが0から1または1から0に切り替わったタイミングとパルス判定指令電圧V*を比較し、パルス信号が極小幅となる場合は実際にパルス信号を起動/停止するタイミングを遅延する機能を有している。その他の構成内容は、図8で示した第2実施形態の電力変換装置11と同じであるため、説明は省略する。 FIG. 15 illustrates a circuit configuration of a PWM control type power converter according to the fourth embodiment. FIG. 15 shows a command voltage V generated by the vector control unit 8 between the pulse stop control unit 9 and the pulse control unit 7 in FIG. 8 showing the circuit configuration of the PWM control type power converter according to the second embodiment. The circuit configuration is such that a pulse start / stop determination unit 12 for generating a pulse start / stop execution signal is input by inputting * , the phase pulse stop control signal 9A, and the phase pulse stop section δ. The pulse start / stop determination unit 12 monitors the phase pulse stop control signal 9A, compares the timing at which the phase pulse stop control signal 9A is switched from 0 to 1 or 1 to 0 with the pulse determination command voltage V *, and outputs a pulse signal. Has a function of delaying the timing for actually starting / stopping the pulse signal. The other configuration contents are the same as those of the power conversion device 11 of the second embodiment shown in FIG.

図16は、交流電動機3に流れる交流電圧およびパルス信号に対して、相パルス停止制御信号9A切替禁止区間を示した図である。斜線で示した区間Cまたは区間Dの時間内にパルス信号を切り替えると、極小幅パルスが出力されてしまう。これを解決するために、パルス幅判定部12を設け、パルス制御部7に極小幅パルスの出ない相パルス起動/停止指令を出力する。   FIG. 16 is a diagram showing a phase pulse stop control signal 9A switching prohibition section with respect to an AC voltage and a pulse signal flowing in AC motor 3. If the pulse signal is switched within the time of the section C or section D indicated by hatching, a minimum width pulse is output. In order to solve this, a pulse width determination unit 12 is provided, and a phase pulse start / stop command that does not generate a minimum width pulse is output to the pulse control unit 7.

図17は、パルス幅判定部12で行う手順を、フローチャートで示した図である。200では、相パルス停止区間δと極小幅との大小関係を判定する。通常、スイッチング損失を低減させるために、相パルス停止区間δは極小幅パルスより十分広く設定するものと考えられる。しかし、第2実施形態のように相パルス停止区間δを徐々に変化させる場合、相パルス停止区間δが極小幅パルス以下となることも有り得る。このことから、処理200においてあらかじめ相パルス停止区間δと極小幅パルスとの大小関係を判定して、相パルス停止区間δが極小幅パルス以下である場合は相パルス停止制御信号9Aに関わらず相パルス起動/停止指令の出力を1とする。201は、切替延期フラグを判定する部分であり、切替延期フラグがたっている場合は203の処理に入り、今回切替可能か否かの判定に入る。立てられていない場合は、202において前回と今回の相パルス停止制御信号9Aが相違しているかの判定を行う。相違していない場合は、パルス停止信号の切り替えは不要であるため、相パルス停止制御信号9Aをそのまま相パルス起動/停止指令として出力する。切替延期フラグが立てられている場合および前回と今回の相パルス停止制御信号9Aが相違している場合は、203の処理を行う。203では、今回の相パルス停止制御信号の状態を判定し、1である場合は204の処理を、0である場合は205の処理を行う。204は、今回パルス停止状態からPWMスイッチング状態へ戻した場合、PWM出力でパルスOFFとなるまでの時間が極小幅以下(図16の区間D内)でないかを調べる。極小幅以下でない場合は、相パルス起動/停止指令12Aを1として出力する。極小パルス幅以下の場合は、209で切替延期フラグをたて、相パルス起動/停止指令12Aは0を出力し、パルス停止信号の切り替えを次回以降に延期する。   FIG. 17 is a flowchart illustrating the procedure performed by the pulse width determination unit 12. In 200, the magnitude relationship between the phase pulse stop interval δ and the minimum width is determined. Usually, in order to reduce the switching loss, it is considered that the phase pulse stop section δ is set sufficiently wider than the minimum width pulse. However, when the phase pulse stop interval δ is gradually changed as in the second embodiment, the phase pulse stop interval δ may be equal to or less than the minimum width pulse. Therefore, in the process 200, the magnitude relationship between the phase pulse stop interval δ and the minimum width pulse is determined in advance, and when the phase pulse stop interval δ is equal to or less than the minimum width pulse, the phase pulse stop control signal 9A is used regardless of the phase pulse stop control signal 9A. Set the pulse start / stop command output to 1. Reference numeral 201 denotes a part for determining a switch postponement flag. If the switch postponement flag is set, the process enters a process 203, and a determination is made as to whether or not the current switch is possible. If not, it is determined at 202 whether the previous and current phase pulse stop control signals 9A are different. If there is no difference, it is not necessary to switch the pulse stop signal, so the phase pulse stop control signal 9A is output as it is as a phase pulse start / stop command. If the switch postponement flag is set, and if the previous and current phase pulse stop control signal 9A is different, the process 203 is performed. In 203, the state of the current phase pulse stop control signal is determined, and when it is 1, the process of 204 is performed, and when it is 0, the process of 205 is performed. When the current pulse stop state is returned to the PWM switching state, 204 checks whether the time until the pulse is turned OFF by the PWM output is less than the minimum width (in the section D in FIG. 16). If it is not less than the minimum width, the phase pulse start / stop command 12A is output as 1. If the pulse width is less than the minimum pulse width, a switch postponement flag is set at 209, the phase pulse start / stop command 12A outputs 0, and the switching of the pulse stop signal is postponed from the next time.

一方、205では、今回PWMスイッチング状態からパルス停止状態へ切り替える場合、PWM出力でパルスをONしてからの時間が極小幅以下(図16の区間C内)でないかを調べる。極小幅以下でない場合は、相パルス起動/停止指令12Aを0として出力する。極小パルス幅以下の場合は、210で切替延期フラグをたて、相パルス起動/停止指令12Aは1を出力し、相パルス起動/停止指令12Aの切り替えを次回以降に延期する。このようにして、パルス停止制御部9からの相パルス停止制御信号9Aを基に、パルス幅判定部12で極小幅パルスを発生させない相パルス起動/停止指令12Aを、パルス制御部7へ出力する。パルス制御部7では、相パルス起動/停止指令12Aに基づいて、相パルス停止区間δのあるパルス信号を出力する。すなわち、第1ないし第3実施形態の相パルス停止制御信号9Aではなく、パルス幅判定部12が出力する相パルス起動/停止指令12Aに従って、パルス制御部7はパルス信号を出力する。   On the other hand, at 205, when switching from the PWM switching state to the pulse stop state this time, it is checked whether the time after turning on the pulse by the PWM output is less than the minimum width (in the section C in FIG. 16). If it is not less than the minimum width, the phase pulse start / stop command 12A is output as 0. If the pulse width is less than the minimum pulse width, a switching postponement flag is set at 210, the phase pulse start / stop command 12A outputs 1, and the switching of the phase pulse start / stop command 12A is postponed from the next time. In this way, based on the phase pulse stop control signal 9A from the pulse stop control unit 9, the pulse width determination unit 12 outputs a phase pulse start / stop command 12A that does not generate a minimum width pulse to the pulse control unit 7. . The pulse controller 7 outputs a pulse signal having a phase pulse stop section δ based on the phase pulse start / stop command 12A. That is, the pulse control unit 7 outputs a pulse signal according to the phase pulse start / stop command 12A output from the pulse width determination unit 12 instead of the phase pulse stop control signal 9A of the first to third embodiments.

以上説明したように、第4実施形態により、ゲート・ドライバの仕様を満足しつつ、PWM制御時のスイッチング損失を低減させ、高効率な電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to provide a highly efficient power conversion device by reducing the switching loss during PWM control while satisfying the specifications of the gate driver.

《第5実施形態》
第5実施形態は、第4実施形態におけるパルス幅判定部12が、相パルス起動/停止指令12Aを第4実施形態とは別の方法で生成する。図18は、PWMキャリア信号と印加電圧指令V*とを示しており、代表としてU相印加電圧指令Vu*を示している。図18に示すデッドタイム区間Hはパルス信号GPU+とGPU-が同時にオンとなる(上下アーム短絡する)区間がないようにするために設けられる区間である。第5実施形態では、パルス幅判定部12は、パルス停止制御部9が出力する相パルス停止制御信号9Aをデッドタイム区間内にパルス制御部7へ伝える役割を持つ。パルス制御部7は、相パルス起動/停止指令12Aに従ってPWMスイッチング状態とパルス停止状態との切り替えを行うが、このとき、パルス信号GPU+とGPU-は共にオフとなっているタイミングであるため、相パルスの切り替えを行っても極小幅パルスが出ることはない。
<< 5th Embodiment >>
In the fifth embodiment, the pulse width determination unit 12 in the fourth embodiment generates the phase pulse start / stop command 12A by a method different from that in the fourth embodiment. FIG. 18 shows the PWM carrier signal and the applied voltage command V * , and shows the U-phase applied voltage command Vu * as a representative. A dead time interval H shown in FIG. 18 is an interval provided so that there is no interval in which the pulse signals GPU + and GPU− are simultaneously turned on (the upper and lower arms are short-circuited). In the fifth embodiment, the pulse width determination unit 12 has a role of transmitting the phase pulse stop control signal 9A output from the pulse stop control unit 9 to the pulse control unit 7 within the dead time interval. The pulse control unit 7 performs switching between the PWM switching state and the pulse stop state according to the phase pulse start / stop command 12A. At this time, since the pulse signals GPU + and GPU− are both turned off, Even if the phase pulse is switched, a minimum width pulse does not appear.

以上説明したように、第5実施形態により、ゲート・ドライバの仕様を満足しつつ、PWM制御時のスイッチング損失を低減させ、高効率な電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to the fifth embodiment, it is possible to provide a highly efficient power conversion device by reducing the switching loss during PWM control while satisfying the specifications of the gate driver.

なお、本発明に係る電力変換装置1a,11およびこの電力変換装置1a,11を用いた電動機駆動装置106、並びにこの電動機駆動装置106を用いた空気調和機100の実施形態について具体的に説明したが、本発明は前記した各実施形態の内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。   The power converters 1a and 11 according to the present invention, the motor drive device 106 using the power converters 1a and 11 and the air conditioner 100 using the motor drive device 106 have been specifically described. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

すなわち、本発明は、第1実施形態ないし第5実施形態の内容に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。言い換えると、前記した各実施形態は、本発明の内容を分かりやすく説明するために詳細に例示したものであり、必ずしも前記で説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることも可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。   That is, the present invention is not limited to the contents of the first to fifth embodiments, and various modifications are possible. In other words, the above-described embodiments are illustrated in detail in order to easily understand the contents of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described above. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.

また、各実施形態の構成の一部について、他の実施形態の構成を追加,削除,置換をすることも可能である。さらに、前記の各構成,機能,処理部,処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記の各構成,機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈して実行することにより、ソフトウェアで実現しても良い。なお、各機能を実現するプログラム,テーブル,ファイル等の情報は、メモリ,ハードディスク,SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、IC(integrated circuit)カード,SDカード,DVD(Digital Versatile Disc)等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えても良い。   Moreover, it is also possible to add, delete, and replace the configuration of the other embodiments with respect to a part of the configuration of each embodiment. Furthermore, each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by having a processor interpret and execute a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files for realizing each function is stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or an IC (integrated circuit) card, an SD card, a DVD (Digital Versatile Disc). Etc. can be placed on a recording medium. Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

本発明によれば、空気調和機に用いられる電動機を駆動する電力変換装置に限らず、冷蔵庫,洗濯機,電気掃除機等の家電機器に用いられる電動機を駆動する電力変換装置等にも有効に利用することができる。   According to the present invention, not only a power conversion device that drives an electric motor used in an air conditioner, but also an electric power conversion device that drives an electric motor used in household appliances such as a refrigerator, a washing machine, and a vacuum cleaner is effective. Can be used.

1,1a,1b,11 電力変換装置
2 直流電源
3 交流電動機(電動機)
4 電力変換回路
5,5a,5b 制御装置
6 相電流検出部(電流検出部)
6A 相電流情報(電流)
7 パルス制御部
7A パルス信号
8 ベクトル制御部
8A 位相情報(電流位相)
8B 回転速度情報
9,91 パルス停止制御部
9A,91A 相パルス停止制御信号(パルス停止制御信号)
10 直流母線電流検出部(電流検出部)
10A 直流母線電流情報(電流)
12 パルス幅判定部
12A パルス起動/停止指令
41 電力変換主回路
42 ゲート・ドライバ
100 空気調和機
101 室外機
102 室内機
103 配管
104 圧縮機
105 圧縮機駆動電動機
106 電動機駆動装置
107,108 熱交換器
109 送風機
* 印加電圧指令(指令電圧)
δ 相パルス停止区間
P1,P2,P3,P4 開放相制御信号切替時のパルス
C,D 相パルス停止制御信号切替禁止区間
E デッドタイム区間
1, 1a, 1b, 11 Power converter 2 DC power supply 3 AC motor (motor)
4 Power conversion circuit 5, 5a, 5b Control device 6 Phase current detector (current detector)
6A Phase current information (current)
7 Pulse control unit 7A Pulse signal 8 Vector control unit 8A Phase information (current phase)
8B Rotational speed information 9, 91 Pulse stop controller 9A, 91A Phase pulse stop control signal (pulse stop control signal)
10 DC bus current detector (current detector)
10A DC bus current information (current)
12 Pulse width determination unit 12A Pulse start / stop command 41 Power conversion main circuit 42 Gate driver 100 Air conditioner 101 Outdoor unit 102 Indoor unit 103 Piping 104 Compressor 105 Compressor drive motor 106 Motor drive unit 107, 108 Heat exchanger 109 Blower V * Applied voltage command (command voltage)
δ-phase pulse stop section P1, P2, P3, P4 Pulse C, D-phase pulse stop control signal switching prohibition section E when dead-phase control signal is switched E Dead time section

前記課題を解決するために、本発明の電力変換装置は、ベクトル制御方式を用いて、PWM制御によって電力変換を行う電力変換装置であって、前記PWM制御を行うためのパルス信号を出力するパルス制御部と、前記パルス制御部から出力されたパルス信号を用いて、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、前記電力変換回路の電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部で検出された電流に基づいてベクトル制御を行い、前記パルス制御部への指令電圧を生成するベクトル制御部と、前記電力変換回路の電流位相を基準とするパルス停止区間前記パルス信号を停止させるパルス停止制御信号を生成し、前記パルス停止制御信号を前記パルス制御部へ出力するパルス停止制御部と、を具備し、前記パルス制御部はゲート・ドライバの動作が保障される時間幅のパルス信号を出力するIn order to solve the above problems, a power converter according to the present invention is a power converter that performs power conversion by PWM control using a vector control method, and outputs a pulse signal for performing the PWM control. A control unit, a power conversion circuit that converts DC power into AC power using a pulse signal output from the pulse control unit, a current detection unit that detects a current of the power conversion circuit, and the current detection unit It performs vector control based on the detected current, and vector controller for generating a command voltage to the pulse control unit, not locked stop the pulse signal with a pulse stop period relative to the current phase of the power conversion circuit generates Rupa pulse stop control signal, said pulse stop control signal anda pulse stop control unit for outputting to the pulse control unit, wherein the pulse controller controls the gate Dora And it outputs a pulse signal having a time width operation Bas is ensured.

《第5実施形態》
第5実施形態は、第4実施形態におけるパルス幅判定部12が、相パルス起動/停止指令12Aを第4実施形態とは別の方法で生成する。図18は、PWMキャリア信号と印加電圧指令V*とを示しており、代表としてU相印加電圧指令Vu*を示している。図18に示すデッドタイム区間はパルス信号GPU+とGPU-が同時にオンとなる(上下アーム短絡する)区間がないようにするために設けられる区間である。第5実施形態では、パルス幅判定部12は、パルス停止制御部9が出力する相パルス停止制御信号9Aをデッドタイム区間内にパルス制御部7へ伝える役割を持つ。パルス制御部7は、相パルス起動/停止指令12Aに従ってPWMスイッチング状態とパルス停止状態との切り替えを行うが、このとき、パルス信号GPU+とGPU-は共にオフとなっているタイミングであるため、相パルスの切り替えを行っても極小幅パルスが出ることはない。
<< 5th Embodiment >>
In the fifth embodiment, the pulse width determination unit 12 in the fourth embodiment generates the phase pulse start / stop command 12A by a method different from that in the fourth embodiment. FIG. 18 shows the PWM carrier signal and the applied voltage command V * , and shows the U-phase applied voltage command Vu * as a representative. A dead time section E shown in FIG. 18 is a section provided to prevent a section in which the pulse signals GPU + and GPU− are simultaneously turned on (upper and lower arms are short-circuited). In the fifth embodiment, the pulse width determination unit 12 has a role of transmitting the phase pulse stop control signal 9A output from the pulse stop control unit 9 to the pulse control unit 7 within the dead time section E. The pulse control unit 7 performs switching between the PWM switching state and the pulse stop state according to the phase pulse start / stop command 12A. At this time, since the pulse signals GPU + and GPU− are both turned off, Even if the phase pulse is switched, a minimum width pulse does not appear.

Claims (5)

ベクトル制御方式を用いて、PWM制御によって電力変換を行う電力変換装置であって、
前記PWM制御を行うためのパルス信号を出力するパルス制御部と、
前記パルス制御部から出力されたパルス信号を用いて、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された電流に基づいてベクトル制御を行い、前記パルス制御部への指令電圧を生成するベクトル制御部と、
前記電力変換回路の電流位相を基準として定められた区間の前記パルス信号を、前記定められた区間に亘って停止させるためのパルス停止制御信号を生成し、このパルス停止制御信号をパルス幅判定部へ出力するパルス停止制御部と、
前記ベクトル制御部からの指令電圧と前記パルス停止制御部からのパルス停止信号に基づいて、ある一定の時間幅以下のパルス信号を発生しないパルス起動/停止指令を前記パルス制御部へ出力するパルス幅判定部と
を具備することを特徴とする電力変換装置。
A power conversion device that performs power conversion by PWM control using a vector control method,
A pulse control unit for outputting a pulse signal for performing the PWM control;
Using the pulse signal output from the pulse control unit, a power conversion circuit that converts DC power into AC power;
A current detection unit for detecting a current of the power conversion circuit;
A vector control unit that performs vector control based on the current detected by the current detection unit and generates a command voltage to the pulse control unit;
A pulse stop control signal is generated to stop the pulse signal in a section determined with reference to the current phase of the power conversion circuit over the predetermined section, and the pulse stop control signal is generated as a pulse width determination unit. A pulse stop controller that outputs to
Based on the command voltage from the vector control unit and the pulse stop signal from the pulse stop control unit, a pulse width for outputting a pulse start / stop command that does not generate a pulse signal having a certain time width or less to the pulse control unit A power conversion device comprising: a determination unit.
前記パルス幅判定部は、前記パルス停止信号がある一定の時間幅以下のパルスを発生させる信号である場合、前記パルス起動/停止指令の切り替えを、前記パルス停止信号の切り替えに対して遅延することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   The pulse width determination unit delays switching of the pulse start / stop command with respect to switching of the pulse stop signal when the pulse stop signal is a signal for generating a pulse having a certain time width or less. The power conversion device according to claim 1. 前記パルス幅判定部は、前記パルス制御部がPWM制御を行うためにゲート・ドライバに与えるパルス信号を上下アーム共に停止と出力している状態で、前記パルス起動/停止指令を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   The pulse width determination unit switches the pulse start / stop command in a state where the pulse control unit outputs a pulse signal given to the gate driver to perform PWM control in a state where both the upper and lower arms are stopped. The power conversion device according to claim 1. ベクトル制御方式を用いてPWM制御により電力変換を行う電力変換装置によって駆動する電動機駆動装置であって、
前記電力変換装置は、
前記PWM制御を行うためのパルス信号を出力するパルス制御部と、
前記パルス制御部から出力されたパルス信号を用いて、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された電流に基づいてベクトル制御を行い、前記パルス制御部への指令電圧を生成するベクトル制御部と、
前記電力変換回路の電流位相を基準として定められた区間の前記パルス信号を、前記定められた区間に亘って停止させるためのパルス停止制御信号を生成し、このパルス停止制御信号を前記パルス制御部へ出力するパルス停止制御部と、
前記ベクトル制御部からの指令電圧と前記パルス停止制御部からのパルス停止信号に基づいてある一定の時間幅以下のパルス信号を発生しないパルス起動/停止指令をパルス制御部へ出力するパルス幅判定部と、を具備し、
前記電力変換回路から出力された交流電力によって電動機を駆動させることを特徴とする電動機駆動装置。
An electric motor drive device driven by a power conversion device that performs power conversion by PWM control using a vector control method,
The power converter is
A pulse control unit for outputting a pulse signal for performing the PWM control;
Using the pulse signal output from the pulse control unit, a power conversion circuit that converts DC power into AC power;
A current detection unit for detecting a current of the power conversion circuit;
A vector control unit that performs vector control based on the current detected by the current detection unit and generates a command voltage to the pulse control unit;
A pulse stop control signal is generated for stopping the pulse signal in a section determined with reference to the current phase of the power conversion circuit over the predetermined section, and the pulse stop control signal is generated as the pulse control unit. A pulse stop controller that outputs to
A pulse width determination unit that outputs a pulse start / stop command that does not generate a pulse signal of a certain time width or less based on a command voltage from the vector control unit and a pulse stop signal from the pulse stop control unit to the pulse control unit And comprising
An electric motor driving apparatus for driving an electric motor with AC power output from the power conversion circuit.
ベクトル制御方式を用いてPWM制御により電力変換を行う電力変換装置によって駆動する電動機駆動装置と、前記電動機駆動装置によって駆動される圧縮機駆動電動機と、前記圧縮機駆動電動機によって駆動される圧縮機と、を備える空気調和機であって、
前記電力変換装置は、
前記PWM制御を行うためのパルス信号を出力するパルス制御部と、
前記パルス制御部から出力されたパルス信号を用いて、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された電流に基づいてベクトル制御を行い、前記パルス制御部への指令電圧を生成するベクトル制御部と、
前記電力変換回路の電流位相を基準として定められた区間の前記パルス信号を、前記定められた区間に亘って停止させるためのパルス停止制御信号を生成し、このパルス停止制御信号を前記パルス制御部へ出力するパルス停止制御部と、
前記ベクトル制御部からの指令電圧と前記パルス停止制御部からのパルス停止信号に基づいてある一定の時間幅以下のパルス信号を発生しないパルス起動/停止指令をパルス制御部へ出力するパルス幅判定部と、を具備し、
前記電力変換回路から出力された交流電力によって前記圧縮機駆動電動機を駆動することを特徴とする空気調和機。
An electric motor drive device driven by a power conversion device that performs power conversion by PWM control using a vector control method, a compressor drive motor driven by the motor drive device, and a compressor driven by the compressor drive motor; An air conditioner comprising:
The power converter is
A pulse control unit for outputting a pulse signal for performing the PWM control;
Using the pulse signal output from the pulse control unit, a power conversion circuit that converts DC power into AC power;
A current detection unit for detecting a current of the power conversion circuit;
A vector control unit that performs vector control based on the current detected by the current detection unit and generates a command voltage to the pulse control unit;
A pulse stop control signal is generated for stopping the pulse signal in a section determined with reference to the current phase of the power conversion circuit over the predetermined section, and the pulse stop control signal is generated as the pulse control unit. A pulse stop controller that outputs to
A pulse width determination unit that outputs a pulse start / stop command that does not generate a pulse signal of a certain time width or less based on a command voltage from the vector control unit and a pulse stop signal from the pulse stop control unit to the pulse control unit And comprising
The air conditioner characterized in that the compressor drive motor is driven by AC power output from the power conversion circuit.
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