JP2013172492A - モータ駆動回路、およびそれを備えるモータユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ1に電力を供給するインバータ回路2と、制御回路3と、を備え、前記制御回路3は、外部から入力される速度指令電圧40を参照して、前記インバータ回路2に含まれる上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子をオンまたはオフに切り換えるスイッチング制御部と、前記上アーム側スイッチング素子を駆動するための電力を蓄電可能なブートストラップコンデンサと、を備える。前記スイッチング制御部は、前記速度指令電圧40が所定電圧以上のときに、所定時間、前記ブートストラップコンデンサの充電を実行する。
【選択図】図1
Description
〔1.モータ駆動回路の構成〕
図1は、本実施の形態にかかるモータユニットのブロック図である。モータユニットは、モータ1、インバータ回路2、および制御回路3を備える。制御回路3は、インバータ回路2を動作させる。インバータ回路2は、モータ1へ駆動電圧を供給する。モータユニットは、シャント抵抗R1を備える。
〔2ー1.モータユニットの運転動作〕
図3は、モータユニットの動作を示すフローチャートである。以下、図3を参照しながら、モータユニットの動作を説明する。なお、図3に示すフローは、Vsp入力端子40に速度指令電圧Vspが印加されておらずモータ1が停止していること、ブートストラップコンデンサの充電動作が停止していること、を前提としている。また、一例として、本実施の形態のモータユニットは、空気調和機の室外機に搭載されているファンを回転させるモータとする。したがって、モータ1のシャフトには、負荷としてインペラが連結されている。なお、室外機は、空気調和機の室内機からの命令に基づき動作する。
空気調和機の室外機は、屋外に設置されていることが多い。このような室外機では、モータが運転をしていないときに風等がインペラ(負荷)に吹き付けると、インペラが回転することがある。モータ1が運転をしていない状態でインペラが外部要因(風等)によって回転すると、インペラに連結されているモータ1の回転部が回転する。回転部が回転すると、モータ1の静止部に回生電圧が発生する。
モータユニットが運転をしているときに、モータユニットへの給電が遮断された場合、速度指令電圧Vsp、制御用電圧Vcc、およびモータ電圧Vmが急激に低下する。
本実施の形態にかかるモータユニットは、駆動フローに、速度指令電圧Vspを監視するステップ(S2)と、モータ1の回転部の回転周波数fを監視するステップ(S3)とを含む。モータユニットは、速度指令電圧Vspが基準電圧Vth以上で、回転周波数fが基準周波数fth未満のときに、ブートストラップコンデンサC1〜C3の充電を行う。このような構成とすることにより、モータ1に連結されたインペラ等の負荷が風等の外部要因で回転しているときに速度指令電圧Vspが印加されたとしても、ブートストラップコンデンサC1〜C3の充電を行わないため、モータ1に高い回生電圧が発生することを防止できる。したがって、インバータ回路2における電圧の上昇を防ぐことができ、インバータ回路2に含まれるスイッチング素子の破損を防止できる。
2 インバータ回路
3 インバータ制御回路
4 センサ
31 三角波発振回路
32 比較器
33 PWM信号生成部
34 タイミング制御部
35 通電信号形成部
36 ドライブ回路
37 比較器
38 位置検出部
39 充電制御部
40 Vsp入力端子
41 検出回路
Claims (10)
- モータに備わるコイルに電力を供給するインバータ回路と、
制御回路と、を備え、
前記インバータ回路は、
モータ電圧が印加される端子と前記コイルとの間に接続される上アーム側スイッチング素子と、
前記上アーム側スイッチング素子とグランドとの間に接続される下アーム側スイッチング素子と、を備え、
前記制御回路は、
外部から入力される速度指令電圧と前記検出信号とを参照して、前記インバータ回路に含まれるスイッチング素子をオンまたはオフに切り換えるスイッチング制御部と、
前記上アーム側スイッチング素子を駆動するための電力を蓄電可能なブートストラップコンデンサと、を備え、
前記スイッチング制御部は、前記速度指令電圧が所定電圧以上のときに、所定時間、前記ブートストラップコンデンサの充電を実行する、
モータ駆動回路。 - 請求項1に記載のモータ駆動回路であって、
前記スイッチング制御部は、前記モータの回転周波数を算出し、前記回転周波数と所定回転周波数とを比較し、前記回転周波数が前記所定回転周波数未満のときに前記ブートストラップコンデンサの充電を実行する、モータ駆動回路。 - 請求項1に記載のモータ駆動回路であって、
前記スイッチング制御部は、前記モータの誘起電圧を参照して回転周波数を算出し、前記回転周波数と所定回転周波数とを比較し、前記回転周波数が前記所定回転周波数未満のときに前記ブートストラップコンデンサの充電を実行する、モータ駆動回路。 - 請求項1に記載のモータ駆動回路であって、
前記スイッチング制御部は、
前記速度指令信号からPWM信号を生成するPWM信号生成部と、
前記PWM信号のタイミングを調整するタイミング制御部と、
前記タイミング制御部から出力されるPWM信号を参照して通電信号を生成する通電信号形成部と、
前記通電信号を用いて前記上アーム側スイッチング素子及び前記下アーム側スイッチング素子をオンまたはオフに切り換えるドライブ回路と、を備える、モータ駆動回路。 - 請求項4に記載のモータ駆動回路であって、
前記ドライブ回路は、
前記上アーム側スイッチング素子をオンまたはオフに切り換える上アーム側スイッチング制御回路と、
前記下アーム側スイッチング素子をオンまたはオフに切り換える下アーム側スイッチング制御回路と、
前記ブートストラップコンデンサと、を備える、モータ駆動回路。 - モータと、インバータ回路と、制御回路とを備え、
前記モータは、
コイルを備える静止部と、
前記静止部に回転可能に支持される回転部と、を備え、
前記インバータ回路は、
モータ電圧が印加される端子と前記コイルとの間に接続される上アーム側スイッチング素子と、
前記上アーム側スイッチング素子とグランドとの間に接続される下アーム側スイッチング素子と、を備え、
前記制御回路は、
外部から入力される速度指令電圧と前記検出信号とを参照して、前記インバータ回路に含まれるスイッチング素子をオンまたはオフに切り換えるスイッチング制御部と、
前記上アーム側スイッチング素子を駆動するための電力を蓄電可能なブートストラップコンデンサと、を備え、
前記スイッチング制御部は、前記速度指令電圧が所定電圧以上のときに、所定時間、前記ブートストラップコンデンサの充電を実行する、
モータユニット。 - 請求項6に記載のモータユニットであって、
前記モータは、前記回転部の回転位置を検出し、検出信号を出力する位置検出部を備え、
前記スイッチング制御部は、前記検出信号を用いて回転周波数を算出し、前記回転周波数と所定回転周波数とを比較し、前記回転周波数が前記所定回転周波数未満のときに前記ブートストラップコンデンサの充電を実行する、モータユニット。 - 請求項6に記載のモータユニットであって、
前記静止部で発生する誘起電圧を検出する誘起電圧検出部を、さらに備え、
前記スイッチング制御部は、前記誘起電圧検出部で検出された誘起電圧を用いて回転周波数を算出し、前記回転周波数と所定回転周波数とを比較し、前記回転周波数が前記所定回転周波数未満のときに前記ブートストラップコンデンサの充電を実行する、モータユニット。 - 請求項6に記載のモータユニットであって、
前記スイッチング制御部は、
前記速度指令信号からPWM信号を生成するPWM信号生成部と、
前記PWM信号のタイミングを調整するタイミング制御部と、
前記タイミング制御部から出力されるPWM信号を参照して通電信号を生成する通電信号形成部と、
前記通電信号を用いて前記上アーム側スイッチング素子及び前記下アーム側スイッチング素子をオンまたはオフに切り換えるドライブ回路と、を備える、モータユニット。 - 請求項9に記載のモータユニットであって、
前記ドライブ回路は、
前記上アーム側スイッチング素子をオンまたはオフに切り換える上アーム側スイッチング制御回路と、
前記下アーム側スイッチング素子をオンまたはオフに切り換える下アーム側スイッチング制御回路と、
前記ブートストラップコンデンサと、を備える、モータユニット。
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