JP2016152706A - Motor drive - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synchronous motor drive capable of estimating an input AC current with better accuracy than conventional, with a simple configuration.SOLUTION: In a motor drive MD1, a control section A1 calculates an effective power P consumed by a motor 4, on the basis of three-phase AC currents Iu(t), Iv(t), Iw(t) outputted from an inverter circuit 3, and a DC voltage Vdc outputted from a converter circuit 2. The control section A1 estimates an AC voltage effective value Vac inputted to the converter circuit 2, on the basis of the effective power P thus calculated and the DC voltage Vdc. Furthermore, the control section A1 estimates the power factor cos(θ) of the AC power inputted to the converter circuit 2, on the basis of the effective power P thus calculated and the AC voltage effective value Vac thus estimated. The control section A1 estimates an AC current effective value Iac inputted to the converter circuit 2, by dividing the calculated effective power P by the estimated AC voltage effective value Vac and the estimated power factor cos(θ).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータ駆動装置に関し、例えば、冷凍機および空気調和機などに設けられた圧縮機用の同期モータを駆動するモータ駆動装置に好適に用いられるものである。   The present invention relates to a motor drive device, and is suitably used for, for example, a motor drive device that drives a synchronous motor for a compressor provided in a refrigerator, an air conditioner, or the like.

空気調和機などの機器では、商用電源と接続するための端子に機器を保護するための過電流ブレーカが設けられている。この種の機器の運転中に過電流ブレーカが動作することは快適性などの点で問題があるので、通常、過電流ブレーカが動作する前に圧縮機の回転数を低減させるなどの過負荷抑制制御が行われる。この制御を行うためには、一般に、入力交流電流を検出するための電流変成器(CT:Current Transformer;カレントトランスとも称する)が必要になる。しかしながら、電流変成器は高価であるので、電流変成器を用いずに上記の制御を行う方法が提案されている。   In an apparatus such as an air conditioner, an overcurrent breaker for protecting the apparatus is provided at a terminal for connection with a commercial power source. Since overcurrent breaker operation during operation of this type of equipment is problematic in terms of comfort, etc., usually overload suppression such as reducing the compressor speed before the overcurrent breaker operates Control is performed. In order to perform this control, generally, a current transformer (CT: Current Transformer) for detecting an input AC current is required. However, since a current transformer is expensive, a method of performing the above control without using a current transformer has been proposed.

たとえば、特許第4505932号公報(特許文献1)に記載の同期モータ駆動装置では、従来から設けられている直流電流検出用のシャント抵抗が利用される。具体的に、シャント抵抗は、整流器とインバータ回路との間の直流配線に設けられている。この文献の方法では、シャント抵抗を流れる電流を積分し、積分結果から入力交流電流を推定する。   For example, in a synchronous motor driving device described in Japanese Patent No. 4505932 (Patent Document 1), a shunt resistor for detecting a direct current that has been conventionally provided is used. Specifically, the shunt resistor is provided in the DC wiring between the rectifier and the inverter circuit. In the method of this document, the current flowing through the shunt resistor is integrated, and the input alternating current is estimated from the integration result.

不要な負荷抑制制御を行わないようにするためには、できるだけ正確に入力交流電流を推定することが望ましい。特開2013−132131号公報(特許文献2)に記載の技術は、本件の発明者が以前に提案したものであり、正確な入力交流電流の推定を目的としたものである。具体的に、この文献の方法では、まず、インバータ回路から出力された3相交流電流とコンバータ回路(整流回路)から出力された直流電圧とから、同期モータで消費された有効電力を算出する。次に、この算出した有効電力に基づいて、モータ駆動装置で消費された有効電力、モータ駆動装置の入力交流電圧の実効値、および力率を推定し、これらの推定結果に基づいて入力交流電流の実効値が算出される。   In order to avoid unnecessary load suppression control, it is desirable to estimate the input AC current as accurately as possible. The technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-132131 (Patent Document 2) has been previously proposed by the inventor of the present application, and is intended to accurately estimate the input AC current. Specifically, in the method of this document, first, the active power consumed by the synchronous motor is calculated from the three-phase AC current output from the inverter circuit and the DC voltage output from the converter circuit (rectifier circuit). Next, based on the calculated active power, the active power consumed by the motor driving device, the effective value of the input AC voltage of the motor driving device, and the power factor are estimated, and the input AC current is calculated based on these estimation results. The effective value of is calculated.

特許第4505932号公報Japanese Patent No. 4505932 特開2013−132131号公報JP 2013-132131 A 特開平8−19263号公報JP-A-8-19263

本件の発明者は、上記の特許2013−132131号公報(特許文献2)に記載の技術をさらに検討した結果、上記特許文献2の方法において力率の推定を行う際に誤差が生じることを見出した。具体的に、上記特許文献2の方法では、同期モータの消費電力(または回転速度)と力率との関係を表すテーブルを予め実験的に求め、現在の同期モータの消費電力(または回転速度)をこのテーブルに当てはめることによって力率を推定している。ところが、この場合、入力交流電圧の実効値が定格値からずれることによって力率の大きさが変化し得る。このため、最終的に得られる入力交流電流の推定値に誤差が生じてしまう。   As a result of further study of the technique described in Japanese Patent No. 2013-132131 (Patent Document 2), the inventor of the present case has found that an error occurs when estimating the power factor in the method of Patent Document 2. It was. Specifically, in the method of Patent Document 2, a table representing the relationship between the power consumption (or rotational speed) of the synchronous motor and the power factor is experimentally obtained in advance, and the current power consumption (or rotational speed) of the synchronous motor is obtained. Is applied to this table to estimate the power factor. However, in this case, the magnitude of the power factor can be changed by shifting the effective value of the input AC voltage from the rated value. For this reason, an error occurs in the estimated value of the input AC current finally obtained.

この発明は上記の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、簡易な構成で、従来よりも精度のよい入力交流電流の推定が可能なモータ駆動装置を提供することである。   The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive device that can estimate an input AC current with a simple configuration and with higher accuracy than conventional ones.

この発明は一局面において、モータ駆動装置であって、交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ回路と、コンバータ回路から出力された直流電力を3相交流電力に変換してモータに出力するインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御部とを備える。制御部は、インバータ回路から出力された3相交流電流と、コンバータ回路から出力された直流電圧とに基づいて、モータが消費する有効電力を算出する。制御部は、算出した有効電力と直流電圧とに基づいて、コンバータ回路に入力された交流電圧実効値を推定する。さらに、制御部は、算出した有効電力と推定した交流電圧実効値とに基づいて、コンバータ回路に入力された交流電力の力率を推定する。制御部は、算出した有効電力を推定した交流電圧実効値と推定した力率とによって除算することによって、コンバータ回路に入力された交流電流実効値を推定する。そして、制御部は、推定した交流電圧実効値が基準値を超えないようにインバータ回路を制御する。   In one aspect, the present invention is a motor driving device that converts AC power into DC power and outputs the converted power, and converts DC power output from the converter circuit into three-phase AC power and outputs the same to a motor. An inverter circuit and a control unit that controls the inverter circuit are provided. The control unit calculates active power consumed by the motor based on the three-phase alternating current output from the inverter circuit and the direct-current voltage output from the converter circuit. The control unit estimates the AC voltage effective value input to the converter circuit based on the calculated active power and DC voltage. Further, the control unit estimates the power factor of the AC power input to the converter circuit based on the calculated active power and the estimated AC voltage effective value. The control unit estimates the AC current effective value input to the converter circuit by dividing the calculated active power by the estimated AC voltage effective value and the estimated power factor. Then, the control unit controls the inverter circuit so that the estimated AC voltage effective value does not exceed the reference value.

好ましくは、制御部は、算出した有効電力に対応する力率の仮の推定値に、推定した交流電圧実効値に対応する補正係数を乗算することによって、交流電力の力率の最終的な推定値を算出する。   Preferably, the control unit multiplies the provisional estimated value of the power factor corresponding to the calculated active power by a correction coefficient corresponding to the estimated AC voltage effective value, thereby finally determining the power factor of the AC power. Calculate the value.

さらに好ましくは、制御部は、所定の交流電圧実効値において予め測定された有効電力と交流電力の力率との関係に基づいて、算出した有効電力に対応する上記の力率の仮の推定値を決定する。制御部は、所定のモータ回転速度において予め測定された交流電圧実効値と交流電力の力率との関係に基づいて、推定した交流電圧実効値に対応する上記の補正係数を決定する。   More preferably, the control unit is a temporary estimated value of the power factor corresponding to the calculated active power based on the relationship between the active power measured in advance at a predetermined AC voltage effective value and the power factor of the AC power. To decide. The control unit determines the correction coefficient corresponding to the estimated AC voltage effective value based on the relationship between the AC voltage effective value measured in advance at a predetermined motor rotation speed and the power factor of AC power.

好ましくは、制御部は、インバータ回路の熱損失に基づく係数を、算出した有効電力に乗算することによって有効電力の値を補正し、補正後の有効電力を用いて、交流電圧実効値、交流電力の力率、および交流電流実効値を推定する。   Preferably, the control unit corrects the value of the active power by multiplying the calculated active power by a coefficient based on the heat loss of the inverter circuit, and uses the corrected active power to determine the AC voltage effective value and the AC power. Estimate the power factor and effective value of alternating current.

この発明は他の局面において、モータ駆動装置であって、交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ回路と、コンバータ回路から出力された直流電力を3相交流電力に変換してモータに出力するインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御部とを備える。制御部は、インバータ回路から出力された3相交流電流と、コンバータ回路から出力された直流電圧とに基づいて、モータが消費する有効電力を算出する。制御部は、算出した有効電力と直流電圧とに基づいて、コンバータ回路に入力された交流電圧実効値を推定する。さらに、モータの回転速度と推定した交流電圧実効値とに基づいて、コンバータ回路に入力された交流電力の力率を推定する。制御部は、算出した有効電力を推定した交流電圧実効値と推定した力率とによって除算することによって、コンバータ回路に入力された交流電流実効値を推定する。そして、制御部は、推定した交流電圧実効値が基準値を超えないようにインバータ回路を制御する。   In another aspect, the present invention is a motor driving device, which converts AC power into DC power and outputs the converter circuit, and converts DC power output from the converter circuit into three-phase AC power and outputs it to the motor. And an inverter circuit for controlling the inverter circuit. The control unit calculates active power consumed by the motor based on the three-phase alternating current output from the inverter circuit and the direct-current voltage output from the converter circuit. The control unit estimates the AC voltage effective value input to the converter circuit based on the calculated active power and DC voltage. Furthermore, the power factor of the AC power input to the converter circuit is estimated based on the rotational speed of the motor and the estimated AC voltage effective value. The control unit estimates the AC current effective value input to the converter circuit by dividing the calculated active power by the estimated AC voltage effective value and the estimated power factor. Then, the control unit controls the inverter circuit so that the estimated AC voltage effective value does not exceed the reference value.

本発明によれば、簡易な構成で、従来よりも精度のよい入力交流電流の推定が可能な同期モータ駆動装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the synchronous motor drive device which can estimate an input alternating current with a simple structure and more accurate than before can be provided.

本発明の実施の形態1に係る同期モータ駆動装置MD1の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of synchronous motor drive device MD1 which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の各実施の形態に係る同期モータ駆動装置において、コンバータ回路の具体的構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a specific configuration of a converter circuit in the synchronous motor driving device according to each embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係るマイクロコンピュータA1の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of microcomputer A1 which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の各実施の形態に係る同期モータ駆動装置における、インバータ回路が出力する3相交流電流の波形を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the waveform of the three-phase alternating current which an inverter circuit outputs in the synchronous motor drive device which concerns on each embodiment of this invention. 本発明の各実施形態における同期モータの有効電力と降下直流電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the active electric power of the synchronous motor in each embodiment of this invention, and a fall DC voltage. 商用交流電源1の電圧実効値Vacをパラメータとしたときの、総合有効電力P_md1と力率cos(θ)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between total effective electric power P_md1 and power factor cos ((theta)) when the voltage effective value Vac of the commercial alternating current power supply 1 is made into a parameter. 総合有効電力P_md1をパラメータとしたときの、電圧実効値Vacと力率cos(θ)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between voltage effective value Vac and power factor cos ((theta)) when using total effective electric power P_md1 as a parameter. 同期モータ駆動装置MD1の総合有効電力P_md1と力率との関係を表すテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table showing the relationship between total effective electric power P_md1 of synchronous motor drive device MD1, and a power factor. 電圧実効値Vacと力率の補正係数との関係を表すテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table showing the relationship between the voltage effective value Vac and the correction factor of a power factor. 図3のマイクロコンピュータA1の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of microcomputer A1 of FIG. 図10のステップS120をより詳細に示す図である。It is a figure which shows step S120 of FIG. 10 in detail. 本発明の実施の形態2に係る同期モータ駆動装置MD11の構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the synchronous motor drive device MD11 which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るマイクロコンピュータA21の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of microcomputer A21 which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る同期モータ駆動装置MD2の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of synchronous motor drive device MD2 which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るマイクロコンピュータA3の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of microcomputer A3 which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る同期モータ駆動装置において、電流検出回路5Aを内部に取り込んだマイクロコンピュータAの構成を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a microcomputer A in which a current detection circuit 5A is incorporated in a synchronous motor driving device according to Embodiment 4 of the present invention.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載ある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の図面において、同一の参照符号や参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、実施の形態の説明において、同一の参照符号等を付した部分等に対しては、重複する説明は繰り返さない場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the embodiments, when the number, amount, or the like is referred to, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, or the like unless otherwise specified. In the drawings of the embodiments, the same reference numerals and reference numerals represent the same or corresponding parts. Further, in the description of the embodiments, the overlapping description may not be repeated for the portions with the same reference numerals and the like.

<実施の形態1>
図1を参照して、本発明の実施の形態1に係る同期モータ駆動装置MD1の構成および動作を説明する。
<Embodiment 1>
With reference to FIG. 1, the configuration and operation of synchronous motor drive device MD1 according to Embodiment 1 of the present invention will be described.

同期モータ駆動装置MD1は、コンバータ回路2、インバータ回路3、電流検出抵抗(シャント抵抗)R1、抵抗Rdc1、抵抗Rdc2、電流検出回路5、および制御部としてのマイクロコンピュータA1を備える。   The synchronous motor driving device MD1 includes a converter circuit 2, an inverter circuit 3, a current detection resistor (shunt resistor) R1, a resistor Rdc1, a resistor Rdc2, a current detection circuit 5, and a microcomputer A1 as a control unit.

コンバータ回路2は、電圧実効値Vacおよび電流実効値Iacを有する商用交流電源1から供給される交流電力を、直流電圧Vdcを有する直流電力に変換し、直流電圧Vdcを正極直流ラインPL1と負極直流ラインPL2との間に出力する。   Converter circuit 2 converts AC power supplied from commercial AC power supply 1 having voltage effective value Vac and current effective value Iac into DC power having DC voltage Vdc, and converts DC voltage Vdc to positive DC line PL1 and negative DC. Output between line PL2.

コンバータ回路2の具体例を図2に示す。図2(a)は、電圧実効値Vacが、例えば、200Vの交流電圧から最大で200V×√2の直流電圧Vdcを出力するコンバータ回路である(ただし、√2は2の平方根を表す)。実際の直流電圧Vdcの値は、同期モータの消費電流の大きさに応じて200V×√2よりも減少する。交流電圧はダイオードブリッジDBおよびコンデンサCにより整流・平滑化され、最大で200V×√2の直流電圧Vdcとして出力される。   A specific example of the converter circuit 2 is shown in FIG. FIG. 2A shows a converter circuit that outputs a maximum DC voltage Vdc of 200 V × √2 from an AC voltage of 200 V, for example, (where √2 represents the square root of 2). The actual value of the DC voltage Vdc is less than 200 V × √2 depending on the current consumption of the synchronous motor. The AC voltage is rectified and smoothed by the diode bridge DB and the capacitor C, and output as a maximum DC voltage Vdc of 200 V × √2.

図2(b)は、電圧実効値Vacが、例えば、100Vの交流電圧から最大で200V×√2の直流電圧Vdcを出力するコンバータ回路である。交流電圧は、ダイオードブリッジDB、コンデンサC1およびコンデンサC2で構成される倍電圧回路により、最大で200V×√2に昇圧された直流電圧Vdcに変換される。同期モータ駆動装置MD1に供給される電圧実効値Vacの値に応じて、必要な構成を有するコンバータ回路が選択される。   FIG. 2B is a converter circuit that outputs a DC voltage Vdc having a maximum effective voltage Vac of, for example, 200 V × √2 from an AC voltage of 100 V. The AC voltage is converted into a DC voltage Vdc boosted up to 200 V × √2 by a voltage doubler circuit composed of a diode bridge DB, a capacitor C1, and a capacitor C2. A converter circuit having a necessary configuration is selected according to the value of the effective voltage value Vac supplied to the synchronous motor drive device MD1.

再び図1を参照して、インバータ回路3は、正極直流ラインPL1と負極直流ラインPL2間に接続された3相(U相,V相,W相)のインバータ回路であり、U相用のスイッチング素子Qu,Qx(U相用アーム)と、V相用のスイッチング素子Qv,Qy(V相用アーム)と、W相用のスイッチング素子Qw,Qz(W相用アーム)とを含む。インバータ回路3は、直流電圧Vdcから3相の交流電流(U相,V相,W相)を生成し(すなわち、直流電力を3相交流電力に変換し)、生成した3相交流電流を同期モータ4に供給する。   Referring to FIG. 1 again, the inverter circuit 3 is a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) inverter circuit connected between the positive DC line PL1 and the negative DC line PL2, and is a U-phase switching circuit. Elements Qu and Qx (U-phase arm), V-phase switching elements Qv and Qy (V-phase arm), and W-phase switching elements Qw and Qz (W-phase arm) are included. The inverter circuit 3 generates a three-phase AC current (U phase, V phase, W phase) from the DC voltage Vdc (that is, converts DC power into three-phase AC power), and synchronizes the generated three-phase AC current. Supply to the motor 4.

なお、図1では、スイッチング素子Qu,Qx,Qv,Qy,Qw,Qzとしてパワーバイポーラトランジスタが示されているが、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)およびパワーMOSトランジスタなど、他の種類の半導体スイッチング素子を用いても構わない。   In FIG. 1, power bipolar transistors are shown as switching elements Qu, Qx, Qv, Qy, Qw, and Qz. However, other types of semiconductor switching elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and power MOS transistors are shown. May be used.

マイクロコンピュータA1は、各スイッチング素子Qu,Qx,Qv,Qy,Qw,Qzのスイッチングを制御する制御信号としてPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成し、生成したPWM信号をインバータ回路3(具体的には、各スイッチング素子の制御電極)に出力する。このスイッチング制御により、インバータ回路3は、直流電圧Vdcから3相の交流電流を生成する。   The microcomputer A1 generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal as a control signal for controlling the switching of each switching element Qu, Qx, Qv, Qy, Qw, Qz, and the generated PWM signal is converted to the inverter circuit 3 (specifically, Is output to the control electrode of each switching element. By this switching control, the inverter circuit 3 generates a three-phase AC current from the DC voltage Vdc.

コンバータ回路2の出力側とインバータ回路3の入力側とは、正極直流ラインPL1および負極直流ラインPL2で接続され、両回路間の負極直流ラインPL2上には、電流検出抵抗R1が設けられている。電流検出回路5は、電流検出抵抗R1の両端に発生する電圧に基づき、インバータ回路3を流れる直流電流Idcを検出し、増幅して直流電流モニタ信号Idc_sigとしてマイクロコンピュータA1に出力する。   The output side of the converter circuit 2 and the input side of the inverter circuit 3 are connected by a positive DC line PL1 and a negative DC line PL2, and a current detection resistor R1 is provided on the negative DC line PL2 between the two circuits. . The current detection circuit 5 detects the DC current Idc flowing through the inverter circuit 3 based on the voltage generated across the current detection resistor R1, amplifies it, and outputs it to the microcomputer A1 as the DC current monitor signal Idc_sig.

抵抗Rdc1および抵抗Rdc2は、正極直流ラインPL1と負極直流ラインPL2との間に直列接続され、直流電圧モニタ回路(分圧回路)を構成する。抵抗Rdc1および抵抗Rdc2の接続点から、直流電圧Vdcを両抵抗で分圧した直流電圧モニタ信号Vdc_sig1がマイクロコンピュータA1へ出力される。   The resistors Rdc1 and Rdc2 are connected in series between the positive DC line PL1 and the negative DC line PL2, and constitute a DC voltage monitor circuit (voltage dividing circuit). A DC voltage monitor signal Vdc_sig1 obtained by dividing the DC voltage Vdc by both resistances is output to the microcomputer A1 from the connection point between the resistors Rdc1 and Rdc2.

図3を参照して、本発明の実施の形態1に係るマイクロコンピュータA1の機能的構成および動作を説明する。図3の各機能ブロックは、マイクロコンピュータA1のプロセッサにおいてプログラムが実行されることによって実現される。   With reference to FIG. 3, the functional configuration and operation of microcomputer A1 according to the first embodiment of the present invention will be described. Each functional block in FIG. 3 is realized by executing a program in the processor of the microcomputer A1.

(構成)
マイクロコンピュータA1は、PWM信号生成部7と、入力電流推定部6とを有する。PWM信号生成部7は、インバータ回路3から出力された瞬時電流Iu(t),Iv(t),Iw(t)と、直流電圧モニタ信号Vdc_sigと、回転数指令値ωdとに基づいて、PWM信号を生成する。PWM信号生成部7は、生成したPWM信号を各スイッチング素子のスイッチング制御のためにインバータ回路3へ出力する。これによって、同期モータは回転数指令値ωdに応じた回転速度で回転する。なお、この明細書では、単位時間当たりの回転数、すなわち、回転速度を単に回転数と称する場合がある。
(Constitution)
The microcomputer A1 includes a PWM signal generation unit 7 and an input current estimation unit 6. The PWM signal generator 7 generates a PWM signal based on the instantaneous currents Iu (t), Iv (t), Iw (t) output from the inverter circuit 3, the DC voltage monitor signal Vdc_sig, and the rotational speed command value ωd. Generate a signal. The PWM signal generation unit 7 outputs the generated PWM signal to the inverter circuit 3 for switching control of each switching element. As a result, the synchronous motor rotates at a rotation speed corresponding to the rotation speed command value ωd. In this specification, the number of rotations per unit time, that is, the rotation speed may be simply referred to as the number of rotations.

入力電流推定部6は、電流検出回路5から出力される直流電流モニタ信号Idc_sig、PWM信号生成部7から出力されるPWM信号、および直流電圧モニタ信号Vdc_sig1に基づき、商用交流電源1から同期モータ駆動装置MD1に供給される入力交流電流の推定電流実効値Iac_estを計算し、PWM信号生成部7に出力する。   The input current estimation unit 6 is driven by a synchronous motor from the commercial AC power source 1 based on the DC current monitor signal Idc_sig output from the current detection circuit 5, the PWM signal output from the PWM signal generation unit 7, and the DC voltage monitor signal Vdc_sig1. The estimated effective current value Iac_est of the input alternating current supplied to the device MD1 is calculated and output to the PWM signal generator 7.

PWM信号生成部7は、推定された入力交流電流の実効値Ias_estが基準値を超えないように、すなわち、過負荷状態を回避するようにインバータ回路3を制御する。たとえば、同期モータの回転速度が制限される。   The PWM signal generation unit 7 controls the inverter circuit 3 so that the estimated effective value Ias_est of the input alternating current does not exceed the reference value, that is, avoids an overload state. For example, the rotational speed of the synchronous motor is limited.

入力電流推定部6は、瞬時電流分配部61、瞬時電力計算部62、有効電力計算部63、および入力電流計算部64を有する。入力電流推定部6は、さらに、同期モータ駆動装置MD1が駆動する同期モータ4の極数を格納する同期モータ極数格納部612、インバータ回路3の直流電流Idcの検出周期を格納する検出周期格納部613、および直流電流Idcを検出するモータの電気角度のピッチを設定する検出電気角度設定部611を有する。これらの格納部および設定部は、マイクロコンピュータA1のメモリに対応する。入力電流推定部6は、さらに、および直流電流Idcを検出した時刻におけるコンバータ回路2が出力する直流電圧Vdcの値を検出する瞬時直流電圧検出部621を有する。   The input current estimation unit 6 includes an instantaneous current distribution unit 61, an instantaneous power calculation unit 62, an active power calculation unit 63, and an input current calculation unit 64. The input current estimation unit 6 further includes a synchronous motor pole number storage unit 612 that stores the number of poles of the synchronous motor 4 driven by the synchronous motor driving device MD1, and a detection cycle storage that stores a detection cycle of the DC current Idc of the inverter circuit 3. 613 and a detection electrical angle setting unit 611 that sets the pitch of the electrical angle of the motor that detects the direct current Idc. These storage unit and setting unit correspond to the memory of the microcomputer A1. Input current estimation unit 6 further includes an instantaneous DC voltage detection unit 621 that detects the value of DC voltage Vdc output from converter circuit 2 at the time when DC current Idc is detected.

(瞬時電流Iu(t),Iv(t),Iw(t)の検出)
瞬時電流分配部61は、特開平8−19263号公報(特許文献3)に記載された技術を用いて、直流電流モニタ信号Idc_sigから3相の各瞬時電流Iu(t),Iv(t),Iw(t)を決定するものである。具体的に、瞬時電流分配部61は、所定の時刻tで検出した直流電流モニタ信号Idc_sigに基づき、時刻tにおいてインバータ回路3に流れる直流電流Idcを、3相(U相,V相,W相)の瞬時電流Iu(t)、Iv(t)、Iw(t)に分配する。
(Detection of instantaneous currents Iu (t), Iv (t), Iw (t))
The instantaneous current distribution unit 61 uses a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-19263 (Patent Document 3) to generate three-phase instantaneous currents Iu (t), Iv (t), Id_tig from the DC current monitor signal Idc_sig. Iw (t) is determined. Specifically, the instantaneous current distribution unit 61 converts the DC current Idc flowing through the inverter circuit 3 at time t into three phases (U phase, V phase, W phase) based on the DC current monitor signal Idc_sig detected at a predetermined time t. ) Instantaneous currents Iu (t), Iv (t), and Iw (t).

より詳細に説明すると、負極直流ラインPL2を流れる直流電流Idcは、同期モータからインバータ回路3に流れる3相交流電流Iu(t),Iv(t),Iw(t)の合計である。3相交流電流Iu(t),Iv(t),Iw(t)の大きさは、PWM信号生成部7が出力するPWM信号で制御される。そこで、瞬時電流分配部61は、PWM信号のスイッチング情報に基づいて、インバータ回路3の各スイッチング素子のスイッチング直前と直後のタイミングで、直流電流モニタ信号Idc_sigの変化分を求める。瞬時電流分配部61は、その変化分をPWM信号のスイッチング情報に基づきU,V,W相の各相に分配することで、3相交流電流Iu(t),Iv(t),Iw(t)の瞬時値を求める。   More specifically, the direct current Idc flowing through the negative direct current line PL2 is the sum of the three-phase alternating currents Iu (t), Iv (t), and Iw (t) flowing from the synchronous motor to the inverter circuit 3. The magnitudes of the three-phase alternating currents Iu (t), Iv (t), and Iw (t) are controlled by the PWM signal output from the PWM signal generation unit 7. Therefore, the instantaneous current distribution unit 61 obtains a change in the DC current monitor signal Idc_sig at timings immediately before and immediately after switching of each switching element of the inverter circuit 3 based on switching information of the PWM signal. The instantaneous current distribution unit 61 distributes the change amount to each of the U, V, and W phases based on the switching information of the PWM signal, so that the three-phase alternating currents Iu (t), Iv (t), and Iw (t )

瞬時直流電圧検出部621は、入力された直流電圧モニタ信号Vdc_sig1(分圧回路の出力)に基づき、設定された時刻におけるコンバータ回路2が出力する直流電圧Vdcの値を検出する。瞬時直流電圧検出部621は、検出した直流電圧Vdcの値を瞬時電力計算部62および電圧実効値計算部641へ出力する。   The instantaneous DC voltage detection unit 621 detects the value of the DC voltage Vdc output from the converter circuit 2 at a set time based on the input DC voltage monitor signal Vdc_sig1 (output of the voltage dividing circuit). The instantaneous DC voltage detection unit 621 outputs the detected value of the DC voltage Vdc to the instantaneous power calculation unit 62 and the voltage effective value calculation unit 641.

瞬時直流電圧検出部621は、さらに、直流電圧モニタ信号Vdc_sig1に基づき直流電圧Vdcのリプル周波数f_rpl(リプル周期T_rplの逆数)を検出して出力する。コンバータ回路2は交流電圧をダイオードブリッジで全波整流し、さらに平滑回路でリプル電圧を低減して直流電圧Vdcを出力する。しかし、直流電圧Vdcには、全波整流の結果として、商用交流電源1の周波数の2倍の周波数を有するリプル(脈動)が残る。このリプル(脈動)は、直流電圧Vdcを抵抗分圧して生成される直流電圧モニタ信号Vdc_sig1のリプル周波数f_rplに反映される。   The instantaneous DC voltage detector 621 further detects and outputs a ripple frequency f_rpl (reciprocal of the ripple cycle T_rpl) of the DC voltage Vdc based on the DC voltage monitor signal Vdc_sig1. The converter circuit 2 full-wave rectifies the AC voltage with a diode bridge, further reduces the ripple voltage with a smoothing circuit, and outputs a DC voltage Vdc. However, a ripple (pulsation) having a frequency twice that of the commercial AC power supply 1 remains in the DC voltage Vdc as a result of full-wave rectification. This ripple (pulsation) is reflected in the ripple frequency f_rpl of the DC voltage monitor signal Vdc_sig1 generated by resistance-dividing the DC voltage Vdc.

リプル周期T_rplは、所定の検出周期で検出された直流電圧モニタ信号Vdc_sig1の値を平均化処理することによって求められる。検出周期は、ノイズキャンセルを考慮し、例えば、数マイクロ秒に設定される。入力交流電圧の周波数が50Hzまたは60Hzである場合、リプル周期T_rplは、周波数50Hzまたは60Hzにそれぞれ対応する周期の1/2になるので、各々、10ミリ秒および8.33ミリ秒となる。   The ripple period T_rpl is obtained by averaging the value of the DC voltage monitor signal Vdc_sig1 detected in a predetermined detection period. The detection cycle is set to, for example, several microseconds in consideration of noise cancellation. When the frequency of the input AC voltage is 50 Hz or 60 Hz, the ripple period T_rpl is ½ of the period corresponding to the frequency 50 Hz or 60 Hz, respectively, and thus becomes 10 milliseconds and 8.33 milliseconds, respectively.

従って、直流電圧モニタ信号Vdc_sig1から交流電圧(即ち、商用交流電源1)の周期を検出するには、少なくとも1ミリ秒程度毎に(望ましくは、さらに短い検出周期で)直流電圧モニタ信号Vdc_sig1の値を検出する必要がある。この検出周期は、マイクロコンピュータA1の処理性能や他の演算処理との関係を考慮し、数マイクロ秒から数百マイクロ秒までの時間に設定することが望ましい。   Therefore, in order to detect the cycle of the AC voltage (that is, the commercial AC power supply 1) from the DC voltage monitor signal Vdc_sig1, the value of the DC voltage monitor signal Vdc_sig1 is at least about 1 millisecond (preferably with a shorter detection cycle). Need to be detected. This detection cycle is desirably set to a time from several microseconds to several hundred microseconds in consideration of the processing performance of the microcomputer A1 and the relationship with other arithmetic processing.

入力電流推定部6は、さらに、商用交流電源1の電圧実効値Vacを算出する電圧実効値計算部641、入力交流電力の力率の値を格納する力率テーブル642、力率の補正係数を格納する補正係数テーブル643、および同期モータ駆動装置MD1の熱損失エネルギーを消費電力に換算する比例定数格納部644を有する。   The input current estimation unit 6 further includes a voltage effective value calculation unit 641 that calculates the voltage effective value Vac of the commercial AC power supply 1, a power factor table 642 that stores the power factor value of the input AC power, and a power factor correction coefficient. A correction coefficient table 643 to be stored and a proportionality constant storage unit 644 for converting the heat loss energy of the synchronous motor driving device MD1 into power consumption are provided.

電圧実効値計算部641は、瞬時直流電圧検出部621が出力する直流電圧Vdcおよびリプル周波数f_rplの値と、有効電力計算部63が出力する有効電力Pの値とに基づき、後述する計算式により電圧実効値Vacを算出する。   Based on the value of the DC voltage Vdc and the ripple frequency f_rpl output from the instantaneous DC voltage detection unit 621 and the value of the active power P output from the active power calculation unit 63, the voltage effective value calculation unit 641 is calculated by a calculation formula described later. The voltage effective value Vac is calculated.

(瞬時電力p(t)の計算)
瞬時電力計算部62は、3相の瞬時電流Iu(t)、Iv(t)、およびIw(t)に基づき、所定の時刻tにおける瞬時電力p(t)を計算する。瞬時直流電圧検出部621は、コンバータ回路2が出力する時刻tにおける直流電圧Vdcの値を検出して出力する。瞬時電力p(t)は、瞬時電流Iu(t)、Iv(t)、およびIw(t)と瞬時直流電圧検出部621から出力される直流電圧Vdcに基づき、以下の式で計算される。なお、以降の式で、記号”*”は乗算記号を、記号”/”は除算記号を、各々意味する。
(Calculation of instantaneous power p (t))
The instantaneous power calculator 62 calculates the instantaneous power p (t) at a predetermined time t based on the three-phase instantaneous currents Iu (t), Iv (t), and Iw (t). Instantaneous DC voltage detection unit 621 detects and outputs the value of DC voltage Vdc at time t output from converter circuit 2. The instantaneous power p (t) is calculated by the following equation based on the instantaneous currents Iu (t), Iv (t), and Iw (t) and the DC voltage Vdc output from the instantaneous DC voltage detector 621. In the following expressions, the symbol “*” means a multiplication symbol, and the symbol “/” means a division symbol.

p(t)=pu(t)+pv(t)+pw(t)
ここで、pu(t)、pv(t)およびpw(t)は、各々、U相、V相、およびW相の瞬時電力であり、下記の式により求められる。
pu(t)=Vdc*U相PWMデューティ比*Iu(t)
pv(t)=Vdc*V相PWMデューティ比*Iv(t)
pw(t)=Vdc*W相PWMデューティ比*Iw(t)
PWMデューティ比とは、PWM波形のデューティ比(すなわち、オン時間/(オン時間+オフ時間))である。
p (t) = pu (t) + pv (t) + pw (t)
Here, pu (t), pv (t), and pw (t) are instantaneous powers of the U phase, the V phase, and the W phase, respectively, and are obtained by the following equations.
pu (t) = Vdc * U-phase PWM duty ratio * Iu (t)
pv (t) = Vdc * V-phase PWM duty ratio * Iv (t)
pw (t) = Vdc * W-phase PWM duty ratio * Iw (t)
The PWM duty ratio is a duty ratio of the PWM waveform (that is, on time / (on time + off time)).

(瞬時電力の検出時刻t1〜tn)
図4を参照して、同期モータ4の機械的1回転の周期Tで設定する瞬時電力p(t)の検出時刻t1〜tnについて説明する。図4は、本発明の実施の形態に係る同期モータ駆動装置MD1において、インバータ回路3が出力する3相交流電流の波形を示す模式図である。横軸は、同期モータ4の機械的1回転、つまり機械角度360°に対応する範囲を示す。縦軸は、インバータ3の相別(U相,V相,W相)の出力電流波形を模式的に示す。
(Instantaneous power detection times t1 to tn)
With reference to FIG. 4, the detection times t1 to tn of the instantaneous electric power p (t) set in the period T of one mechanical rotation of the synchronous motor 4 will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing a waveform of a three-phase alternating current output from the inverter circuit 3 in the synchronous motor driving device MD1 according to the embodiment of the present invention. The horizontal axis indicates a range corresponding to one mechanical rotation of the synchronous motor 4, that is, a mechanical angle of 360 °. The vertical axis schematically shows the output current waveform of the inverter 3 by phase (U phase, V phase, W phase).

4極3相の構造を有する同期モータの場合、機械的1回転の間に、電気的には2回転する。つまり、機械角度360°は、電気角度720°に対応する。図4では、同期モータの機械的1回転の周期Tにおいて、電気角度30°の時刻をt1とし、以降、電気角度60°毎(電気角度60°のピッチ)に検出時刻を設定する。周期Tにおける最後の検出時刻tnは、電気角度690°に対応する時刻となり、検出回数は総計12回(n=12)となる。   In the case of a synchronous motor having a four-pole three-phase structure, it makes two electrical revolutions during one mechanical revolution. That is, the mechanical angle 360 ° corresponds to the electrical angle 720 °. In FIG. 4, in the period T of one mechanical rotation of the synchronous motor, the time at the electrical angle of 30 ° is t1, and thereafter, the detection time is set for every electrical angle of 60 ° (pitch at the electrical angle of 60 °). The last detection time tn in the cycle T is a time corresponding to an electrical angle of 690 °, and the total number of detections is 12 (n = 12).

本実施の形態1では、瞬時電力の検出を電気角度60°を周期と設定して説明した。有効電力の計算精度は、瞬時電力の検出時間(設定する電気角度のピッチ)をより小さく設定することで向上可能となる。実際には、マイクロコンピュータA1の処理性能や他の演算処理との関係を考慮して、瞬時電力p(t)を検出する電気角度のピッチは、1°、10°、30°、または60°の周期から選択することが好ましい。但し、選択する電気角度のピッチが大きすぎると、有効電力計算部が出力する計算結果の精度が低下する。従って、設定する電気角度のピッチは、60°以下とすることが好ましい。   In the first embodiment, the detection of the instantaneous power has been described by setting the electrical angle 60 ° as the cycle. The calculation accuracy of the active power can be improved by setting the instantaneous power detection time (the pitch of the electrical angle to be set) smaller. In practice, the pitch of the electrical angle for detecting the instantaneous power p (t) is 1 °, 10 °, 30 °, or 60 ° in consideration of the processing performance of the microcomputer A1 and the relationship with other arithmetic processing. It is preferable to select from these periods. However, if the pitch of the electrical angle to be selected is too large, the accuracy of the calculation result output by the active power calculation unit is reduced. Therefore, the pitch of the electrical angle to be set is preferably 60 ° or less.

図3に戻り、入力電流推定部6が有する、検出電気角度設定部611、同期モータ極数格納部612、検出周期格納部613、および有効電力計算部63の動作を説明する。   Returning to FIG. 3, operations of the detected electrical angle setting unit 611, the synchronous motor pole number storage unit 612, the detection cycle storage unit 613, and the active power calculation unit 63 included in the input current estimation unit 6 will be described.

同期モータ極数格納部612は、インバータ回路3が駆動する同期モータ4の極数を格納している。本実施の形態では、4極3相の構造を有する同期モータを一例として説明している。この場合、同期モータ極数格納部612には、同期モータの極数が4極であることを示す情報が格納される。本実施の形態に係る同期モータ駆動装置MD1は、同期モータ極数格納部612に書き込む情報を変更することで、容易に、他の構造を有する同期モータを制御することが可能となる。   The synchronous motor pole number storage unit 612 stores the pole number of the synchronous motor 4 driven by the inverter circuit 3. In the present embodiment, a synchronous motor having a four-pole three-phase structure is described as an example. In this case, the synchronous motor pole number storage unit 612 stores information indicating that the synchronous motor has four poles. The synchronous motor driving device MD1 according to the present embodiment can easily control a synchronous motor having another structure by changing information to be written in the synchronous motor pole number storage unit 612.

検出周期格納部613は、同期モータ4の機械的1回転の周期Tにおいて、瞬時電力p(t)を検出する電気角度のピッチを格納している。本実施の形態に係る同期モータ駆動装置MD1は、電気角度のピッチが変更可能であり、ユーザが必要とする精度で有効電力を計算することが可能となる。   The detection cycle storage unit 613 stores the pitch of the electrical angle for detecting the instantaneous power p (t) in the cycle T of one mechanical rotation of the synchronous motor 4. The synchronous motor driving device MD1 according to the present embodiment can change the pitch of the electrical angle, and can calculate the effective power with the accuracy required by the user.

検出電気角度設定部611は、電流検出回路5が出力する直流電流モニタ信号Idc_sigを検出する時刻tを、瞬時電流分配部61に出力する。瞬時電流分配部61は、指定された時刻tにおける、インバータ回路3から同期モータに供給する3相の瞬時電流Iu(t)、Iv(t)、およびIw(t)を計算する。   The detected electrical angle setting unit 611 outputs the time t at which the DC current monitor signal Idc_sig output from the current detection circuit 5 is detected to the instantaneous current distribution unit 61. The instantaneous current distribution unit 61 calculates three-phase instantaneous currents Iu (t), Iv (t), and Iw (t) to be supplied from the inverter circuit 3 to the synchronous motor at a designated time t.

同期モータ極数格納部612および検出周期格納部613から出力される情報に基づき、検出電気角度設定部611は、瞬時電流分配部61に対して、インバータ回路3に流れる直流電流Idcの検出時刻t1〜tnを通知する。   Based on the information output from the synchronous motor pole number storage unit 612 and the detection cycle storage unit 613, the detection electrical angle setting unit 611 detects the DC current Idc flowing through the inverter circuit 3 relative to the instantaneous current distribution unit 61 at the detection time t1. ~ Tn is notified.

(有効電力Pの計算)
有効電力計算部63は、瞬時電力計算部62から出力される瞬時電力p(t)を所定の周期Tに亘り積算し、その積算結果を周期Tで除算して、有効電力Pを計算する。モータの場合は、まず、モータが機械的に1回転する時間を周期Tとし、この周期Tに亘り複数の時刻t1〜tnを設定する。同期モータ4で消費される有効電力Pは、各時刻における瞬時電力p(t1)〜p(tn)の総和を周期Tで除算した以下の式1で求められる。
P=(p(t1)+p(t2)+ … +p(tn))/T … 式1
有効電力計算部63は、式1に記載の通り、各時刻における瞬時電力p(t1)〜p(tn)の総和を周期Tで除算して、同期モータ4で消費される有効電力Pを算出し、入力電流計算部64および電圧実効値計算部641へ出力する。以下に、具体的な同期モータ4の極数および検出する電気角度のピッチを例に、有効電力Pの計算式を説明する。
(Calculation of active power P)
The active power calculation unit 63 integrates the instantaneous power p (t) output from the instantaneous power calculation unit 62 over a predetermined period T, and divides the integration result by the period T to calculate the active power P. In the case of a motor, first, the time for which the motor makes one mechanical rotation is defined as a period T, and a plurality of times t1 to tn are set over the period T. The active power P consumed by the synchronous motor 4 is obtained by the following formula 1 obtained by dividing the sum of the instantaneous powers p (t1) to p (tn) at each time by the period T.
P = (p (t1) + p (t2) +... + P (tn)) / T.
The active power calculation unit 63 calculates the effective power P consumed by the synchronous motor 4 by dividing the sum of the instantaneous powers p (t1) to p (tn) at each time by the period T as described in Equation 1. And output to the input current calculation unit 64 and the voltage effective value calculation unit 641. In the following, a formula for calculating the effective power P will be described, taking as an example the specific number of poles of the synchronous motor 4 and the pitch of the detected electrical angle.

同期モータ4が4極3相構造の場合は、機械的1回転は電気的2回転に対応する。従って、電気角度60°のピッチでインバータ回路3の瞬時電力p(t)を検出した場合、検出回数は12回となる。従って、有効電力Pは、次の通り計算される。
P=(p(t1)+ … +p(t12))/12
4極3相の同期モータの有効電力Pは、上記計算式により求められる。
When the synchronous motor 4 has a four-pole three-phase structure, one mechanical rotation corresponds to two electrical rotations. Therefore, when the instantaneous power p (t) of the inverter circuit 3 is detected at an electrical angle of 60 °, the number of detections is 12. Therefore, the active power P is calculated as follows.
P = (p (t1) +... + P (t12)) / 12
The effective power P of the four-pole three-phase synchronous motor is obtained by the above formula.

同期モータ4が6極3相構造の場合は、機械的1回転は電気的3回転に対応する。従って、電気角度60°のピッチでインバータ回路3の瞬時電力p(t)を検出した場合、検出回数は18回となる。その有効電力Pは、次の通り計算される。
P=(p(t1)+ … +p(t18))/18
6極3相の同期モータの有効電力Pは、上記計算式により求められる。
When the synchronous motor 4 has a six-pole three-phase structure, one mechanical rotation corresponds to three electrical rotations. Therefore, when the instantaneous electric power p (t) of the inverter circuit 3 is detected at an electrical angle of 60 °, the number of detections is 18. The active power P is calculated as follows.
P = (p (t1) +... + P (t18)) / 18
The effective power P of the 6-pole 3-phase synchronous motor is obtained by the above formula.

(同期モータ駆動装置の総合有効電力P_md1)
図1において、商用交流電源1から同期モータ駆動装置MD1へ供給される交流電圧および交流電流の実効値は、各々、VacおよびIacである。この交流電圧と交流電流との位相差を”θ”とすると、その有効電力は、Vac*Iac*cos(θ)となる。ここで、同期モータ駆動装置MD1が消費する総合有効電力をP_md1とすると、両者の有効電力の値には、
Vac*Iac*cos(θ)=P_md1
という関係が成立する。
(Total effective power P_md1 of the synchronous motor driving device)
In FIG. 1, the effective values of the AC voltage and the AC current supplied from the commercial AC power supply 1 to the synchronous motor driving device MD1 are Vac and Iac, respectively. When the phase difference between the AC voltage and the AC current is “θ”, the effective power is Vac * Iac * cos (θ). Here, assuming that the total active power consumed by the synchronous motor driving device MD1 is P_md1,
Vac * Iac * cos (θ) = P_md1
The relationship is established.

図1に示す同期モータ駆動装置MD1において、商用交流電源1からダイオードブリッジ等で構成されるコンバータ回路2へ供給される有効電力と、コンバータ回路2の出力電力とは、ほぼ等しいと考えられる。このコンバータ回路2の出力電力は、主に、インバータ回路3で駆動される同期モータ4で消費される。この同期モータ4で消費される有効電力は、図3に示す有効電力計算部63が出力する有効電力Pとして求められる。同期モータ4の有効電力Pの計算式は式1に示す通りである。   In the synchronous motor driving device MD1 shown in FIG. 1, it is considered that the effective power supplied from the commercial AC power source 1 to the converter circuit 2 constituted by a diode bridge or the like and the output power of the converter circuit 2 are substantially equal. The output power of the converter circuit 2 is mainly consumed by the synchronous motor 4 driven by the inverter circuit 3. The active power consumed by the synchronous motor 4 is obtained as the active power P output from the active power calculator 63 shown in FIG. A formula for calculating the effective power P of the synchronous motor 4 is as shown in Formula 1.

さらに、コンバータ回路2の出力電力は、同期モータ4の有効電力Pに加えて、インバータ回路3を構成するスイッチング素子Qu,Qx,Qv,Qy,Qw,Qz等の熱損失に起因する消費電力が無視できない場合もある。インバータ回路3の熱損失分の電力をP_ipm1とする。このP_ipm1は、インバータ回路3が駆動する同期モータ4の有効電力Pに比例する。その比例定数をk1とすると、以下の関係が成立する。
P_ipm1=k1*P
なお、比例定数k1は実験等により得られる値であり、マイクロコンピュータA1に格納される。
Further, the output power of the converter circuit 2 is not only the effective power P of the synchronous motor 4 but also the power consumption due to the heat loss of the switching elements Qu, Qx, Qv, Qy, Qw, Qz, etc. constituting the inverter circuit 3. Sometimes it cannot be ignored. The power for the heat loss of the inverter circuit 3 is assumed to be P_ipm1. This P_ipm1 is proportional to the effective power P of the synchronous motor 4 driven by the inverter circuit 3. If the proportionality constant is k1, the following relationship is established.
P_ipm1 = k1 * P
The proportionality constant k1 is a value obtained by experiments or the like and is stored in the microcomputer A1.

以上から、同期モータ駆動装置MD1が消費する総合有効電力P_md1は、同期モータ4の有効電力PおよびIPMを構成するスイッチング素子等の熱損失分の電力P_ipm1の和となる。以下に、商用交流電源1からコンバータ回路2へ供給される有効電力と同期モータ駆動装置MD1で消費される総合有効電力P_md1との関係を示す。
Vac*Iac*cos(θ)=P_md1 … 式2
P_md1=P+P_ipm1=(1+k1)*P … 式3
式1、式2および式3から、入力交流電源の電流実効値Iac、同期モータ4の有効電力P、交流電圧の実効値Vac、および力率cos(θ)は、以下の式4の関係を有する。
Iac=(1+k1)*P/(Vac*cos(θ)) … 式4
上式から交流電圧実効値Vacと力率cos(θ)とが分かれば、交流電流実効値Iacの推定が可能になる。以下に、交流電圧の実効値Vacと力率cos(θ)の算出方法を説明する。
From the above, the total effective power P_md1 consumed by the synchronous motor driving device MD1 is the sum of the effective power P of the synchronous motor 4 and the power P_ipm1 corresponding to the heat loss of the switching elements constituting the IPM. The relationship between the active power supplied from the commercial AC power supply 1 to the converter circuit 2 and the total active power P_md1 consumed by the synchronous motor driving device MD1 is shown below.
Vac * Iac * cos (θ) = P_md1 Equation 2
P_md1 = P + P_ipm1 = (1 + k1) * P Equation 3
From Equation 1, Equation 2, and Equation 3, the effective current value Iac of the input AC power supply, the effective power P of the synchronous motor 4, the effective value Vac of the AC voltage, and the power factor cos (θ) are expressed by the following Equation 4. Have.
Iac = (1 + k1) * P / (Vac * cos (θ)) Equation 4
If the AC voltage effective value Vac and the power factor cos (θ) are known from the above equation, the AC current effective value Iac can be estimated. Below, the calculation method of the effective value Vac and power factor cos ((theta)) of an alternating voltage is demonstrated.

(交流電圧の実効値Vacの計算)
図1に示す商用交流電源1の電圧実効値Vacの計算方法について説明する。同期モータ4の回転速度が上昇するに従いコンバータ回路2の出力電流が増加するため、コンバータ回路2の直流電圧Vdcは低下する。即ち、コンバータ回路2が有効電力Pを出力していない場合(すなわち、無負荷の場合)に比べて、同期モータ4へ有効電力Pを供給しているコンバータ回路2の直流電圧Vdcは低下する。この直流電圧Vdcの降下分を降下直流電圧ΔVdcとする。降下直流電圧ΔVdcは負の値を有し、コンバータ回路2が同期モータ4へ有効電力Pを供給していないときの直流電圧Vdcを基準値とする降下電圧値である。
(Calculation of effective value Vac of AC voltage)
A method for calculating the voltage effective value Vac of the commercial AC power supply 1 shown in FIG. 1 will be described. Since the output current of the converter circuit 2 increases as the rotational speed of the synchronous motor 4 increases, the DC voltage Vdc of the converter circuit 2 decreases. That is, the DC voltage Vdc of the converter circuit 2 that supplies the effective power P to the synchronous motor 4 is lower than when the converter circuit 2 does not output the active power P (that is, when there is no load). The drop of the DC voltage Vdc is defined as a dropped DC voltage ΔVdc. The drop DC voltage ΔVdc has a negative value, and is a drop voltage value using the DC voltage Vdc as a reference value when the converter circuit 2 is not supplying the active power P to the synchronous motor 4.

図2(a)に示すコンバータ回路2が有効電力Pを出力している場合、電圧実効値Vac、直流電圧Vdcおよび降下直流電圧ΔVdcとは以下の関係を有する。
Vac=(Vdc−ΔVdc)/√2
=(Vdc+abs(ΔVdc))/√2 … 式5
ここで、√2は2の平方根、abs(ΔVdc)はΔVdcの絶対値である。
When converter circuit 2 shown in FIG. 2A outputs active power P, voltage effective value Vac, DC voltage Vdc, and drop DC voltage ΔVdc have the following relationship.
Vac = (Vdc−ΔVdc) / √2
= (Vdc + abs (ΔVdc)) / √2 Equation 5
Here, √2 is the square root of 2, and abs (ΔVdc) is the absolute value of ΔVdc.

コンバータ回路2が図2(b)に示す倍電圧回路の場合、電圧実効値Vac、直流電圧Vdcおよび降下直流電圧ΔVdcとは以下の関係を有する。
Vac=(Vdc−ΔVdc)/2/√2
=(Vdc+abs(ΔVdc))/2/√2 … 式51
コンバータ回路2の回路構成に基づき、いずれか一方の式が選択される。
When the converter circuit 2 is the voltage doubler circuit shown in FIG. 2B, the voltage effective value Vac, the DC voltage Vdc, and the dropped DC voltage ΔVdc have the following relationship.
Vac = (Vdc−ΔVdc) / 2 / √2
= (Vdc + abs (ΔVdc)) / 2 / √2 Equation 51
One of the equations is selected based on the circuit configuration of the converter circuit 2.

図5を参照して、降下直流電圧ΔVdcの計算方法を説明する。
図5は、同期モータ4の有効電力P(横軸)に対する降下直流電圧ΔVdc(縦軸)の変化を示す6本のグラフである。6本のグラフは、大別すると、商用交流電圧の周波数が50Hzのグループと60Hzのグループとに分けられる。各グループは、さらに、交流電圧の実効値が90V、100V、および110Vの場合のグラフで構成される。6本のグラフに示される通り、同期モータ4の有効電力Pが増加すると、降下直流電圧ΔVdcは減少(ΔVdcの絶対値は増加)する。即ち、コンバータ回路2が出力する直流電圧Vdcは減少する。
With reference to FIG. 5, a method of calculating the drop DC voltage ΔVdc will be described.
FIG. 5 is six graphs showing changes in the drop DC voltage ΔVdc (vertical axis) with respect to the active power P (horizontal axis) of the synchronous motor 4. The six graphs can be broadly divided into a group with a commercial AC voltage frequency of 50 Hz and a group with 60 Hz. Each group is further configured by a graph when the effective value of the AC voltage is 90V, 100V, and 110V. As shown in the six graphs, when the active power P of the synchronous motor 4 increases, the drop DC voltage ΔVdc decreases (the absolute value of ΔVdc increases). That is, the DC voltage Vdc output from the converter circuit 2 decreases.

図5に示される通り、有効電力Pと降下直流電圧ΔVdcとは反比例に近い関係を有し、その関係は入力交流電圧の周波数で更に変化することがわかる。従って、商用交流電圧の各周波数別に、有効電力Pと降下直流電圧ΔVdcのデータテーブル(以下、単に、データテーブルとも記載する)をマイクロコンピュータA1のメモリに格納しておき、有効電力Pおよび商用交流電圧の周波数を指定することにより、降下直流電圧ΔVdcを求めることが出来る。   As shown in FIG. 5, it can be seen that the active power P and the dropped DC voltage ΔVdc have a nearly inverse relationship, and the relationship further changes with the frequency of the input AC voltage. Therefore, for each frequency of the commercial AC voltage, a data table of the active power P and the drop DC voltage ΔVdc (hereinafter also simply referred to as a data table) is stored in the memory of the microcomputer A1, and the active power P and the commercial AC are stored. By specifying the frequency of the voltage, the drop DC voltage ΔVdc can be obtained.

図3に示す電圧実効値計算部641は、リプル周波数f_rpl、直流電圧Vdc、有効電力P、およびデータテーブル(図示せず)に基づき、電圧実効値Vacを計算する。瞬時直流電圧検出部621が出力するリプル周波数f_rplから商用交流電源1の周波数が判別され、データテーブルに格納される2つのデータ群のうち、判別した周波数のデータ群が選択される。以上により、同期モータ4の有効電力Pに対応した降下直流電圧ΔVdcが決定される。さらに、有効電力計算部63が出力する有効電力Pに基づき、データテーブルを参照して降下直流電圧ΔVdcが決定される。   The voltage effective value calculation unit 641 shown in FIG. 3 calculates the voltage effective value Vac based on the ripple frequency f_rpl, the DC voltage Vdc, the active power P, and a data table (not shown). The frequency of the commercial AC power supply 1 is determined from the ripple frequency f_rpl output from the instantaneous DC voltage detector 621, and the data group of the determined frequency is selected from the two data groups stored in the data table. As described above, the drop DC voltage ΔVdc corresponding to the active power P of the synchronous motor 4 is determined. Furthermore, based on the active power P output from the active power calculation unit 63, the drop DC voltage ΔVdc is determined with reference to the data table.

電圧実効値計算部641は、決定した降下直流電圧ΔVdcおよび瞬時直流電圧検出部621が出力する直流電圧Vdcを式5または式51に当てはめ、電圧実効値Vacを計算し、入力電流計算部64へ出力する。   The voltage effective value calculation unit 641 applies the determined drop DC voltage ΔVdc and the DC voltage Vdc output from the instantaneous DC voltage detection unit 621 to Formula 5 or Formula 51, calculates the voltage effective value Vac, and inputs it to the input current calculation unit 64. Output.

有効電力Pと降下直流電圧ΔVdcとの関係をデータテーブルの形式でマイクロコンピュータA1に格納する代わりに、各交流電圧の周波数別に、両者の関係を近似式に設定して演算処理してもよい。近似式は2次式でもよいし、有効電力Pの範囲を適宜分割し、分割した電力区間を1次式で近似してもよい。   Instead of storing the relationship between the active power P and the drop DC voltage ΔVdc in the form of a data table in the microcomputer A1, the relationship between the two may be set as an approximate expression for each frequency of each AC voltage, and the arithmetic processing may be performed. The approximate expression may be a quadratic expression, or the range of the active power P may be divided as appropriate, and the divided power section may be approximated by a primary expression.

同期モータ4の回転数が変化する頻度に応じて、降下直流電圧ΔVdcを計算してもよい。例えば、同じ回転数でT秒間以上継続して同期モータ4が回転した場合に、降下直流電圧ΔVdcを計算する構成としてもよい。有効電力Pがある程度の期間に亘って変化しない場合、この計算方法により誤差の少ない電圧実効値Vacを推定できる。継続期間として設定する時間Tは、予め、マイクロコンピュータA1に設定しておく。   The DC voltage drop ΔVdc may be calculated according to the frequency with which the rotation speed of the synchronous motor 4 changes. For example, the DC voltage drop ΔVdc may be calculated when the synchronous motor 4 continues to rotate at the same rotational speed for T seconds or longer. When the effective power P does not change over a certain period, the voltage effective value Vac with less error can be estimated by this calculation method. The time T set as the duration is set in the microcomputer A1 in advance.

以上の構成により、商用交流電源1の周波数やコンバータ回路2の回路構成に対応して、同期モータ4の運転期間中における商用交流電源1の電圧実効値Vacが検出可能となる。また、運転期間中に交流電圧に変動があった場合でも、その電圧実効値Vacを検出することができる。   With the above configuration, the effective voltage value Vac of the commercial AC power supply 1 during the operation period of the synchronous motor 4 can be detected corresponding to the frequency of the commercial AC power supply 1 and the circuit configuration of the converter circuit 2. Even if the AC voltage varies during the operation period, the effective voltage value Vac can be detected.

なお、上記の有効電力Pに代えて、パワーモジュールでの熱損失分を考慮した総合有効電力P_md1を用いてもよい。これによってより正確な電圧実効値Vacの推定が可能になる。   Instead of the above active power P, the total active power P_md1 considering the heat loss in the power module may be used. This makes it possible to estimate the voltage effective value Vac more accurately.

(力率cos(θ)の計算)
図6および図7を参照して、交流電圧と交流電流との間の力率cos(θ)の計算方法を説明する。
(Calculation of power factor cos (θ))
A method for calculating the power factor cos (θ) between the alternating voltage and the alternating current will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

図6は、商用交流電源1の電圧実効値Vacをパラメータとしたときの、総合有効電力P_md1と力率cos(θ)との関係を示すグラフである。図6のグラフは実験によって得られたものである。図6に示すように総合有効電力P_md1が増加するほど、力率cos(θ)は増加する。総合有効電力P_md1の値を一定値に固定した場合には、電圧実効値Vacが増加するほど、力率cos(θ)は減少する。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the total effective power P_md1 and the power factor cos (θ) when the voltage effective value Vac of the commercial AC power supply 1 is used as a parameter. The graph of FIG. 6 is obtained by experiment. As shown in FIG. 6, the power factor cos (θ) increases as the total effective power P_md1 increases. When the value of the total effective power P_md1 is fixed to a constant value, the power factor cos (θ) decreases as the voltage effective value Vac increases.

図7は、総合有効電力P_md1をパラメータとしたときの、電圧実効値Vacと力率cos(θ)との関係を示すグラフである。図7のグラフは図6のグラフを書き直したものである。図7の横軸は、定格の電圧実効値に対する実際の電圧実効値Vacの比率を百分率で示している。図7の縦軸は、定格の電圧実効値の場合の力率(分母)と実際の電圧実効値Vacの場合の力率(分子)との比(力率変化率)を示している。図7に示すように、電圧実効値Vacと力率変化率との関係は、総合有効電力P_md1にはほとんど依存しない。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the effective voltage value Vac and the power factor cos (θ) when the total active power P_md1 is used as a parameter. The graph of FIG. 7 is a rewrite of the graph of FIG. The horizontal axis of FIG. 7 indicates the ratio of the actual voltage effective value Vac to the rated voltage effective value as a percentage. The vertical axis in FIG. 7 indicates the ratio (power factor change rate) between the power factor (denominator) in the case of the rated voltage effective value and the power factor (numerator) in the case of the actual voltage effective value Vac. As shown in FIG. 7, the relationship between the voltage effective value Vac and the power factor change rate hardly depends on the total effective power P_md1.

したがって、図6および図7の実験結果に基づけば、次の手順によって力率cos(θ)を推定することができる。まず、予め実験によって、定格の交流電圧実効値Vacの場合において、同期モータの回転速度を変化させることによって総合有効電力P_md1と力率cos(θ)との関係を求める。図8は、同期モータ駆動装置MD1の総合有効電力P_md1と力率との関係を表すテーブルの一例を示す図である。図8のテーブルは、マイクロコンピュータA1のメモリに力率テーブル642として格納される。   Therefore, based on the experimental results of FIGS. 6 and 7, the power factor cos (θ) can be estimated by the following procedure. First, the relationship between the total effective power P_md1 and the power factor cos (θ) is obtained by experimenting in advance in the case of the rated AC voltage effective value Vac by changing the rotational speed of the synchronous motor. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a table representing the relationship between the total effective power P_md1 and the power factor of the synchronous motor driving device MD1. The table in FIG. 8 is stored as a power factor table 642 in the memory of the microcomputer A1.

次に、予め実験によって、同期モータの回転速度をある値に固定した場合において(この場合、総合有効電力P_md1の大きさもほぼ固定される)、電圧実効値Vacを変化させたときの電圧実効値Vacと力率cos(θ)との関係を求める。力率cos(θ)の値は定格の電圧実効値の場合の力率に対する変化率として求める。この力率変化率が力率の補正係数に対応する。図9は、電圧実効値Vacと力率の補正係数との関係を表すテーブルの一例を示す図である。図9のテーブルは、マイクロコンピュータA1のメモリに補正係数テーブル643として格納される。   Next, when the rotational speed of the synchronous motor is fixed to a certain value by experiment in advance (in this case, the magnitude of the total effective power P_md1 is also substantially fixed), the voltage effective value when the voltage effective value Vac is changed. The relationship between Vac and power factor cos (θ) is obtained. The value of the power factor cos (θ) is obtained as the rate of change with respect to the power factor in the case of the rated voltage effective value. This power factor change rate corresponds to a power factor correction coefficient. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a table representing the relationship between the voltage effective value Vac and the power factor correction coefficient. The table of FIG. 9 is stored as a correction coefficient table 643 in the memory of the microcomputer A1.

以上のテーブルを予め準備した上で、入力電流計算部64(マイクロコンピュータA1のプロセッサ)は、実際に同期モータが駆動されているとき、式3に従って計算された総合有効電力P_md1を力率テーブル642(図8)に当てはめることによって、定格の電圧実効値に対応した力率(仮の推定値)を求める。次に、入力電流計算部64は、式5または式51に従って計算された電圧実効値Vacを補正係数テーブル643(図9)に当てはめることによって力率の補正係数を求める。最終的な力率の推定値は、
力率=定格電圧における力率×力率補正係数 …式6
という関係に従って求めることができる。これによって、力率の値を従来よりも正確に推定することが可能になる。
After preparing the above table in advance, the input current calculation unit 64 (the processor of the microcomputer A1) uses the power factor table 642 to calculate the total active power P_md1 calculated according to Equation 3 when the synchronous motor is actually driven. By applying (FIG. 8), the power factor (provisional estimated value) corresponding to the rated voltage effective value is obtained. Next, the input current calculation unit 64 obtains a power factor correction coefficient by applying the voltage effective value Vac calculated according to Expression 5 or 51 to the correction coefficient table 643 (FIG. 9). The final power factor estimate is
Power factor = Power factor at rated voltage × Power factor correction coefficient Equation 6
It can be obtained according to the relationship. This makes it possible to estimate the power factor value more accurately than in the past.

同期モータ駆動装置MD1の総合有効電力P_md1と力率cos(θ)との関係を表すテーブル(力率テーブル642)を利用して定格電圧時の力率を求める代わりに、両者の関係を表す近似式に従った演算処理によって定格電圧時の力率を求めてもよい。同様に、電圧実効値Vacと力率補正係数との関係を表すテーブル(補正係数テーブル643)を利用して力率補正係数を決定する代わりに、両者の関係を表す近似式に従った演算処理によって力率補正係数を求めてもよい。   Instead of obtaining the power factor at the rated voltage using the table (power factor table 642) representing the relationship between the total active power P_md1 and the power factor cos (θ) of the synchronous motor drive device MD1, an approximation representing the relationship between the two The power factor at the rated voltage may be obtained by calculation processing according to the equation. Similarly, instead of determining a power factor correction coefficient using a table (correction coefficient table 643) representing the relationship between the voltage effective value Vac and the power factor correction coefficient, an arithmetic process according to an approximate expression representing the relationship between the two. The power factor correction coefficient may be obtained by

上記の方法に代えて、同期モータの回転速度と電圧実効値の値とをマトリクス状に変化させた場合の力率の値を予め測定することにより、総合有効電力P_md1と電圧実効値Vacと力率との関係を表すテーブル群を作成することも可能である。たとえば、電圧実効値Vacの値ごとに、総合有効電力P_md1と力率との関係を表すテーブルが作成される。この場合、入力電流計算部64(マイクロコンピュータA1のプロセッサ)は、式3に従って計算された総合有効電力P_md1と式5または式51に従って計算された電圧実効値Vacとを上記のテーブル群に当てはめることによって力率を求める。しかしながら、この方法は、上記のテーブル群を作成するための大量の予備実験を行う必要がある。しかも、同期モータ駆動装置ごとに作成するテーブルは異なる。これに比べて、図8および図9に示したテーブルを利用する方法は、予備実験が少なくて済むという利点がある。   Instead of the above method, the total effective power P_md1, the voltage effective value Vac, and the force are measured by measuring in advance the power factor value when the rotational speed of the synchronous motor and the value of the voltage effective value are changed in a matrix. It is also possible to create a table group representing the relationship with the rate. For example, a table representing the relationship between the total active power P_md1 and the power factor is generated for each value of the voltage effective value Vac. In this case, the input current calculation unit 64 (the processor of the microcomputer A1) applies the total effective power P_md1 calculated according to Equation 3 and the voltage effective value Vac calculated according to Equation 5 or 51 to the above table group. To find the power factor. However, this method requires a large number of preliminary experiments to create the above table group. Moreover, the table created for each synchronous motor drive device is different. Compared to this, the method using the tables shown in FIGS. 8 and 9 has an advantage that the number of preliminary experiments is reduced.

なお、同期モータ4の単位時間当たりの回転数(rpm)、すなわち回転速度は、総合有効電力P_md1に概ね比例するので、図8のテーブルに代えて、同期モータ4の回転速度と力率との関係を示すテーブルを作成してもよい。この場合、入力電流計算部64(マイクロコンピュータA1のプロセッサ)は、回転数指令値ωdをこのテーブルに当てはめることによって定格電圧の場合の力率を求める。   Since the rotation speed (rpm) per unit time of the synchronous motor 4, that is, the rotation speed is substantially proportional to the total effective power P_md1, the rotation speed and the power factor of the synchronization motor 4 are replaced with the table of FIG. A table indicating the relationship may be created. In this case, the input current calculation unit 64 (the processor of the microcomputer A1) obtains the power factor in the case of the rated voltage by applying the rotation speed command value ωd to this table.

また、パワーモジュールでの熱損失分を無視できる場合、たとえば、大型のヒートシンクが半導体スイッチング素子に取り付けられている場合などには、上記の総合有効電力P_md1に代えて同期モータ4で消費される有効電力Pを用いてもよい。   When the heat loss in the power module can be ignored, for example, when a large heat sink is attached to the semiconductor switching element, the effective power consumed by the synchronous motor 4 in place of the total effective power P_md1 described above. Electric power P may be used.

(推定電流実効値Iac_estの計算)
図3を参照して、入力電流計算部64による推定電流実効値Iac_estの計算方法を説明する。
(Calculation of estimated current effective value Iac_est)
A method of calculating the estimated current effective value Iac_est by the input current calculation unit 64 will be described with reference to FIG.

入力電流計算部64は、有効電力計算部63から出力される同期モータ4の有効電力Pに基づき、商用交流電源1から供給される交流電源の電流実効値Iacを推定し、推定電流実効値Iac_estとして出力する。   The input current calculation unit 64 estimates the current effective value Iac of the AC power supplied from the commercial AC power supply 1 based on the active power P of the synchronous motor 4 output from the active power calculation unit 63, and estimates the current effective value Iac_est. Output as.

この推定電流実効値Iac_estの計算には、電圧実効値計算部641が出力する電圧実効値Vac、力率テーブル642に格納される力率の値、補正係数テーブルに格納される力率補正係数の値、および比例定数格納部644に格納される比例定数k1が各々引用される。力率cos(θ)の値は式6に従って補正される。最終的に、推定電流実効値Iac_estの計算式は、以下の通りとなる。
Iac_est=(1+k1)*P/(Vac*cos(θ))
推定電流実効値Iac_estの計算式は、上記の式4に対応する。
The calculation of the estimated current effective value Iac_est includes the voltage effective value Vac output from the voltage effective value calculation unit 641, the power factor value stored in the power factor table 642, and the power factor correction coefficient stored in the correction coefficient table. The value and the proportional constant k1 stored in the proportional constant storage unit 644 are cited. The value of the power factor cos (θ) is corrected according to Equation 6. Finally, the calculation formula of the estimated current effective value Iac_est is as follows.
Iac_est = (1 + k1) * P / (Vac * cos (θ))
The calculation formula of the estimated current effective value Iac_est corresponds to the above formula 4.

PWM信号生成部7は、入力された推定電流実効値Iac_estが所定の値を越えた場合、インバータ回路3へ出力するPWM信号のデューティを変更し、同期モータ4の回転数を低下させる。この回転数制御により、同期モータ駆動装置MD1は、冷凍・空調装置の連続運転を維持することができる。   When the input estimated current effective value Iac_est exceeds a predetermined value, the PWM signal generation unit 7 changes the duty of the PWM signal output to the inverter circuit 3 to reduce the rotational speed of the synchronous motor 4. By this rotation speed control, the synchronous motor driving device MD1 can maintain the continuous operation of the refrigeration / air conditioning device.

(コンピュータの制御手順)
図10は、図3のマイクロコンピュータA1の制御手順を示すフローチャートである。図11は、図10のステップS120をより詳細に示す図である。以下、図1、図3、図10、図11を参照して、マイクロコンピュータA1のプロセッサによるインバータ回路3の制御手順について、これまでの説明を総括する。なお、図10、図11の手順は、制御周期(たとえば、電気角60°)ごとに繰り返される。
(Computer control procedure)
FIG. 10 is a flowchart showing a control procedure of the microcomputer A1 of FIG. FIG. 11 is a diagram showing step S120 of FIG. 10 in more detail. Hereinafter, with reference to FIG. 1, FIG. 3, FIG. 10, FIG. 11, the control procedure of the inverter circuit 3 by the processor of the microcomputer A1 will be summarized. 10 and 11 are repeated every control cycle (for example, electrical angle 60 °).

図1、図3、図10を参照して、まず、プロセッサは、シャント抵抗R1で検出された直流電流とPWM信号とに基づいて、インバータ回路3から同期モータに供給される3相交流電流の瞬時値Iu(t),Iv(t),Iw(t)を求める(ステップS100)。さらに、プロセッサは、抵抗Rdc1,Rdc2によって構成される分圧回路の検出値に基づいて、コンバータ回路2から出力された直流電圧Vdcを検出する(ステップS110)。   Referring to FIGS. 1, 3, and 10, first, the processor determines the three-phase AC current supplied from the inverter circuit 3 to the synchronous motor based on the DC current detected by the shunt resistor R1 and the PWM signal. Instantaneous values Iu (t), Iv (t), and Iw (t) are obtained (step S100). Further, the processor detects the DC voltage Vdc output from the converter circuit 2 based on the detection value of the voltage dividing circuit configured by the resistors Rdc1 and Rdc2 (step S110).

次に、プロセッサは、3相交流電流の瞬時値Iu(t),Iv(t),Iw(t)と直流電流の検出値Vdcに基づいて、コンバータ回路2に入力された交流電流実効値Iacを推定する(具体的手順は、図11で説明する)。この結果、推定された交流電流実効値Vacが基準値よりも小さい場合には(ステップS130でYES)、プロセッサは、入力された回転数指令値で同期モータが回転するように、PWM信号を生成してインバータ回路3に出力する(ステップS150)。   Next, the processor calculates the alternating current effective value Iac input to the converter circuit 2 based on the instantaneous values Iu (t), Iv (t), Iw (t) of the three-phase alternating current and the detected value Vdc of the direct current. (The specific procedure will be described with reference to FIG. 11). As a result, when the estimated AC current effective value Vac is smaller than the reference value (YES in step S130), the processor generates a PWM signal so that the synchronous motor rotates at the input rotation speed command value. And output to the inverter circuit 3 (step S150).

一方、推定された交流電流実効値Vacが基準値以上となった場合には(ステップS130でNO)、プロセッサは、回転数指令値を所定の上限値に制限する(ステップS140)。プロセッサは、制限された回転数指令値で同期モータが回転するように(すなわち、同期モータ4の回転速度を低下するように)、PWM信号を生成してインバータ回路3に出力する(ステップS150)。   On the other hand, when the estimated alternating current effective value Vac is equal to or greater than the reference value (NO in step S130), the processor limits the rotational speed command value to a predetermined upper limit value (step S140). The processor generates a PWM signal and outputs it to the inverter circuit 3 so that the synchronous motor rotates at the limited rotational speed command value (that is, so as to reduce the rotational speed of the synchronous motor 4) (step S150). .

次に、図10のステップS120の手順について説明する。まず、プロセッサは、現時刻から機械角1周期前までの3相交流電流の瞬時値Iu(t),Iv(t),Iw(t)の検出値と直流電圧Vdcの検出値に基づいて、同期モータが消費する有効電力Pを算出する(ステップS200)。具体的な計算は式1による。プロセッサは、算出した有効電力Pにパワーモジュールの熱損失分を表す係数(1+k1)を乗算することによって、総合有効電力P_md1を算出する(ステップS210)。具体的な計算は式2による。   Next, the procedure of step S120 in FIG. 10 will be described. First, based on the detected values of the instantaneous values Iu (t), Iv (t), Iw (t) of the three-phase alternating current from the current time to one cycle before the mechanical angle, and the detected value of the DC voltage Vdc, The active power P consumed by the synchronous motor is calculated (step S200). The specific calculation is based on Equation 1. The processor calculates the total active power P_md1 by multiplying the calculated active power P by a coefficient (1 + k1) representing the heat loss of the power module (step S210). The specific calculation is based on Equation 2.

次に、プロセッサは、予め測定された総合有効電力P_md1と降下直流電圧ΔVacとの関係を表すテーブルを参照することによって、算出した総合有効電力P_md1に対応する降下直流電圧ΔVdcを求める。プロセッサは、求めた降下直流電圧ΔVdcと直流電圧Vdcの検出値とから、式5または式51に従って交流電圧実効値Vacの推定値を算出する(ステップS220)。   Next, the processor obtains a drop DC voltage ΔVdc corresponding to the calculated total active power P_md1 by referring to a table representing the relationship between the total active power P_md1 and the drop DC voltage ΔVac measured in advance. The processor calculates an estimated value of the AC voltage effective value Vac in accordance with Equation 5 or Equation 51 from the obtained drop DC voltage ΔVdc and the detected value of the DC voltage Vdc (step S220).

次に、プロセッサは、予め測定した総合有効電力P_md1と定格電圧の場合の力率との関係を表すテーブル(力率テーブル642)を参照することによって、算出した総合有効電力P_md1に対応する力率cos(θ)を求める(ステップS230)。さらに、プロセッサは、補正係数テーブル643を参照することによってステップS220で求めた交流電圧実効値Vacの推定値に対応する補正係数を読出して、この補正係数を乗算することによってステップS230で求めた力率cos(θ)の値を補正する(ステップS240)。   Next, the processor refers to a table (power factor table 642) representing the relationship between the pre-measured total active power P_md1 and the power factor in the case of the rated voltage, and thereby the power factor corresponding to the calculated total active power P_md1. cos (θ) is obtained (step S230). Further, the processor reads the correction coefficient corresponding to the estimated value of the AC voltage effective value Vac obtained in step S220 by referring to the correction coefficient table 643, and multiplies the correction coefficient to obtain the force obtained in step S230. The value of the rate cos (θ) is corrected (step S240).

次に、プロセッサは、総合有効電力P_md1を、推定した交流電圧実効値Vacおよび補正後の力率cos(θ)で除算することによって、交流電流実効値Iacの推定値を算出する(ステップS250)。   Next, the processor calculates an estimated value of the AC current effective value Iac by dividing the total effective power P_md1 by the estimated AC voltage effective value Vac and the corrected power factor cos (θ) (step S250). .

以上のように、実施の形態1の同期モータ駆動装置MD1は、マイクロコンピュータA1が備える汎用演算処理機能を使用することにより、複雑な構成の回路部品を追加することなく、冷凍サイクルを有する機器の連続運転を維持することができる。また、スイッチング素子の熱損失分の電力を同期モータ駆動装置MD1の有効電力に加えることによって、さらには、力率の推定精度を高めることによって、より正確に入力電流実効値を推定することができる。   As described above, the synchronous motor driving device MD1 according to the first embodiment uses a general-purpose arithmetic processing function provided in the microcomputer A1, and thus does not add complicated circuit components and has a refrigeration cycle. Continuous operation can be maintained. Further, the input current effective value can be estimated more accurately by adding the power corresponding to the heat loss of the switching element to the effective power of the synchronous motor drive device MD1, and further by increasing the accuracy of estimating the power factor. .

<実施の形態2>
図12を参照して、本発明の実施の形態2に係る同期モータ駆動装置MD11の構成および動作について説明する。実施の形態2は実施の形態1を変形したものである。
<Embodiment 2>
With reference to FIG. 12, the configuration and operation of synchronous motor drive device MD11 according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The second embodiment is a modification of the first embodiment.

図12に示す同期モータ駆動装置MD11は、電圧実効値Vacおよび電流実効値Iacの商用交流電源1から供給される交流電力を直流電圧Vdcに変換し、正極直流ラインPL1と負極直流ラインPL2間に出力するコンバータ回路2を有する。図1に示す同期モータ駆動装置MD1と異なり、同期モータ駆動装置MD11は、正極直流ラインPL1および負極直流ラインPL2に並列に接続されるインバータ回路31およびインバータ回路32を有する。   Synchronous motor drive device MD11 shown in FIG. 12 converts AC power supplied from commercial AC power supply 1 having voltage effective value Vac and current effective value Iac into DC voltage Vdc, and is connected between positive DC line PL1 and negative DC line PL2. It has the converter circuit 2 which outputs. Unlike synchronous motor drive device MD1 shown in FIG. 1, synchronous motor drive device MD11 has inverter circuit 31 and inverter circuit 32 connected in parallel to positive DC line PL1 and negative DC line PL2.

コンバータ回路2は、同期モータ駆動装置MD11に供給される交流電源の電圧実効値Vacの値に応じて、図2(a)または図2(b)に示されるものが適宜選択される。   The converter circuit 2 shown in FIG. 2A or 2B is appropriately selected according to the value of the voltage effective value Vac of the AC power supplied to the synchronous motor driving device MD11.

インバータ回路31およびインバータ回路32は、直流電圧Vdcから3相交流電流を生成し、各々、冷凍・空調装置の圧縮機用同期モータ41および室外機のファン用同期モータ42に供給する。マイクロコンピュータA21は、PWM信号1およびPWM信号2を生成し、各々、インバータ回路31およびインバータ回路32のスイッチング動作を制御する。   The inverter circuit 31 and the inverter circuit 32 generate a three-phase alternating current from the direct-current voltage Vdc, and supply the three-phase alternating current to the compressor synchronous motor 41 of the refrigeration / air conditioner and the fan synchronous motor 42 of the outdoor unit, respectively. The microcomputer A21 generates the PWM signal 1 and the PWM signal 2, and controls the switching operations of the inverter circuit 31 and the inverter circuit 32, respectively.

コンバータ回路2とインバータ回路31間を接続する負極直流ラインPL21上には、電流検出抵抗R11が設けられている。コンバータ回路2とインバータ回路32間を接続する負極直流ラインPL22上には、電流検出抵抗R21が設けられている。電流検出抵抗R11および抵抗R21の両端に発生する電圧に基づき、電流検出回路1(51)および電流検出回路2(52)は、各々、インバータ回路31およびインバータ回路32を流れる直流電流Idc1およびIdc2を検出し、増幅して、直流電流モニタ信号Idc1_sigおよび直流電流モニタ信号Idc2_sigをマイクロコンピュータA21に出力する。   On the negative DC line PL21 connecting the converter circuit 2 and the inverter circuit 31, a current detection resistor R11 is provided. On the negative DC line PL22 connecting the converter circuit 2 and the inverter circuit 32, a current detection resistor R21 is provided. Based on the voltages generated at both ends of the current detection resistor R11 and the resistor R21, the current detection circuit 1 (51) and the current detection circuit 2 (52) respectively generate DC currents Idc1 and Idc2 flowing through the inverter circuit 31 and the inverter circuit 32, respectively. It detects, amplifies, and outputs DC current monitor signal Idc1_sig and DC current monitor signal Idc2_sig to microcomputer A21.

同期モータ駆動装置MD11は、さらに、正極直流ラインPL1と負極直流ラインPL2との間に直列接続される抵抗Rdc1および抵抗Rdc2で構成される直流電圧モニタ回路(分圧回路)を有する。抵抗Rdc1および抵抗Rdc2の接続点から、直流電圧Vdcを両抵抗で分圧した直流電圧モニタ信号Vdc_sig11がマイクロコンピュータA21へ出力される。   Synchronous motor drive device MD11 further includes a DC voltage monitor circuit (voltage dividing circuit) configured by resistors Rdc1 and Rdc2 connected in series between positive DC line PL1 and negative DC line PL2. A DC voltage monitor signal Vdc_sig11 obtained by dividing the DC voltage Vdc by both resistors is output to the microcomputer A21 from a connection point between the resistors Rdc1 and Rdc2.

図13を参照して、マイクロコンピュータA21の構成および動作を説明する。マイクロコンピュータA21は、第1の入力電流推定部6M、第2の入力電流推定部6FM、第1のPWM信号生成部7M、および第2のPWM信号生成部7FMを有する。第1のPWM信号生成部7Mおよび第2のPWM信号生成部7FMは、各々、PWM信号1およびPWM信号2を生成し、インバータ回路31およびインバータ回路32へ出力する。   The configuration and operation of the microcomputer A21 will be described with reference to FIG. The microcomputer A21 includes a first input current estimation unit 6M, a second input current estimation unit 6FM, a first PWM signal generation unit 7M, and a second PWM signal generation unit 7FM. First PWM signal generation unit 7M and second PWM signal generation unit 7FM generate PWM signal 1 and PWM signal 2, respectively, and output them to inverter circuit 31 and inverter circuit 32.

第1の入力電流推定部6Mは、直流電流モニタ信号Idc1_sigおよび第1のPWM信号生成部7Mから出力されるPWM信号1に基づき、商用交流電源1から圧縮機用同期モータ41に供給される入力交流電流の推定電流実効値Iac1_estを計算し、第1のPWM信号生成部7Mに出力する。第2の入力電流推定部6FMは、直流電流モニタ信号Idc2_sigおよび第2のPWM信号生成部7FMから出力されるPWM信号2に基づき、商用交流電源1からファン用同期モータ42に供給される入力交流電流の推定電流実効値Iac2_estを計算し、第2のPWM信号生成部7FMに出力する。   The first input current estimation unit 6M is supplied from the commercial AC power supply 1 to the compressor synchronous motor 41 based on the DC current monitor signal Idc1_sig and the PWM signal 1 output from the first PWM signal generation unit 7M. An estimated current effective value Iac1_est of the alternating current is calculated and output to the first PWM signal generation unit 7M. The second input current estimation unit 6FM is based on the DC current monitor signal Idc2_sig and the PWM signal 2 output from the second PWM signal generation unit 7FM, and the input AC supplied from the commercial AC power supply 1 to the fan synchronous motor 42. The estimated current effective value Iac2_est of the current is calculated and output to the second PWM signal generation unit 7FM.

図13に示す第1の入力電流推定部6Mは、以下の点を除いて、図3に示す実施の形態1に係る入力電流推定部6と同一の構成を有する。図3における瞬時直流電圧検出部621は、直流電圧モニタ信号Vdc_sig1に基づき、設定された時刻におけるコンバータ回路2が出力する直流電圧Vdcの値を検出し、瞬時電力計算部62および電圧実効値計算部641へ出力する。これに対し、図13に示す第1の入力電流推定部6Mが備える瞬時直流電圧検出部621(図示せず)は、直流電圧モニタ信号Vdc_sig11に基づき直流電圧Vdcの値を検出する。   The first input current estimation unit 6M shown in FIG. 13 has the same configuration as the input current estimation unit 6 according to Embodiment 1 shown in FIG. 3 except for the following points. 3 detects the value of the DC voltage Vdc output from the converter circuit 2 at the set time based on the DC voltage monitor signal Vdc_sig1, and the instantaneous power calculator 62 and the voltage effective value calculator 641 is output. On the other hand, the instantaneous DC voltage detection unit 621 (not shown) included in the first input current estimation unit 6M shown in FIG. 13 detects the value of the DC voltage Vdc based on the DC voltage monitor signal Vdc_sig11.

図13に示す第1の入力電流推定部6Mは、圧縮機用同期モータ41のモータ極数を格納する第1の同期モータ極数格納部612M、瞬時電力を検出する電気角度を格納する第1の検出周期格納部613M、および比例定数k1を格納する第1の比例定数格納部644Mを備える。   A first input current estimation unit 6M shown in FIG. 13 is a first synchronous motor pole number storage unit 612M that stores the number of motor poles of the compressor synchronous motor 41, and a first electrical angle that detects an instantaneous power. Detection cycle storage unit 613M and a first proportionality constant storage unit 644M that stores the proportionality constant k1.

図13に示す第2の入力電流推定部6FMは、以下の点を除いて、図3に示す実施の形態1の係る入力電流推定部6と同一の構成を有する。図3における瞬時直流電圧検出部621は、直流電圧モニタ信号Vdc_sig1に基づき、直流電圧Vdcのリプル周波数f_rplおよび直流電圧Vdcを検出する。   The second input current estimation unit 6FM shown in FIG. 13 has the same configuration as the input current estimation unit 6 according to Embodiment 1 shown in FIG. 3 except for the following points. The instantaneous DC voltage detection unit 621 in FIG. 3 detects the ripple frequency f_rpl and the DC voltage Vdc of the DC voltage Vdc based on the DC voltage monitor signal Vdc_sig1.

これに対し、第2の入力電流推定部6FMは、図3における瞬時直流電圧検出部621を備えない。瞬時電力計算部62および電圧実効値計算部641は、第1の入力電流推定部6Mの瞬時直流電圧検出部621から出力されるそれらデータに基づき、瞬時電力p(t)および電圧実効値Vacを計算する。即ち、第1の入力電流推定部6Mのみ、直流電圧モニタ信号Vdc_sig11から直流電圧Vdcのリプル周波数f_rplおよび直流電圧Vdcを検出する機能を有する。   On the other hand, the second input current estimation unit 6FM does not include the instantaneous DC voltage detection unit 621 in FIG. The instantaneous power calculation unit 62 and the voltage effective value calculation unit 641 calculate the instantaneous power p (t) and the voltage effective value Vac based on the data output from the instantaneous DC voltage detection unit 621 of the first input current estimation unit 6M. calculate. That is, only the first input current estimation unit 6M has a function of detecting the ripple frequency f_rpl of the DC voltage Vdc and the DC voltage Vdc from the DC voltage monitor signal Vdc_sig11.

必要に応じ、第1の入力電流推定部6Mおよび第2の入力電流推定部6FMが、直流電圧モニタ信号Vdc_sig11から直流電圧Vdcのリプル周波数f_rplおよび直流電圧Vdcを検出する機能を備えてもよい。また、その検出機能を第2の入力電流推定部6FMが備えてもよい。   If necessary, the first input current estimation unit 6M and the second input current estimation unit 6FM may have a function of detecting the ripple frequency f_rpl of the DC voltage Vdc and the DC voltage Vdc from the DC voltage monitor signal Vdc_sig11. The detection function may be provided in the second input current estimation unit 6FM.

第2の入力電流推定部6FMは、ファン用同期モータ42のモータ極数を格納する第2の同期モータ極数格納部612FM、瞬時電力を検出する電気角度を格納する第2の検出周期格納部613FM、および比例定数k2を格納する第2の比例定数格納部644FMを備える。   The second input current estimation unit 6FM includes a second synchronous motor pole number storage unit 612FM that stores the motor pole number of the fan synchronous motor 42, and a second detection cycle storage unit that stores an electrical angle for detecting instantaneous power. 613FM and a second proportional constant storage unit 644FM for storing the proportional constant k2.

図12において、商用交流電源1の交流電圧と交流電流との位相差を”θ”とすると、その有効電力は、Vac*Iac*cos(θ)となる。同期モータ駆動装置MD11が消費する総合有効電力をP_md11とすると、両者の有効電力の値には、
Vac*Iac*cos(θ)=P_md11
という関係が成立する。実施の形態1と同じく、VacおよびIacは商用交流電源1の電圧実効値および電流実効値である。
In FIG. 12, when the phase difference between the AC voltage and the AC current of the commercial AC power supply 1 is “θ”, the effective power is Vac * Iac * cos (θ). Assuming that the total active power consumed by the synchronous motor driving device MD11 is P_md11, the value of the effective power of both is
Vac * Iac * cos (θ) = P_md11
The relationship is established. As in the first embodiment, Vac and Iac are the effective voltage value and the effective current value of the commercial AC power supply 1.

図13において、第1の入力電流推定部6Mで求めた圧縮機用同期モータ41の有効電力をP_compとし、第2の入力電流推定部6FMで求めたファン用同期モータ42の有効電力をP_fanとする。   In FIG. 13, the effective power of the compressor synchronous motor 41 obtained by the first input current estimation unit 6M is P_comp, and the effective power of the fan synchronous motor 42 obtained by the second input current estimation unit 6FM is P_fan. To do.

インバータ回路31およびインバータ回路32のチョッピング動作制御に起因するIPM(マイクロコンピュータA21)の熱損失分の電力P_ipm21の計算式は、
P_ipm21=k1*P_comp+k2*P_fan
となる。
The calculation formula of the electric power P_ipm21 for the heat loss of the IPM (microcomputer A21) resulting from the chopping operation control of the inverter circuit 31 and the inverter circuit 32 is
P_ipm21 = k1 * P_comp + k2 * P_fan
It becomes.

従って、同期モータ駆動装置MD11の総合有効電力P_md11は、
Vac*Iac*cos(θ)=P_md11
P_md11=(1+k1)*P_comp+(1+k2)*P_fan
となる。
Therefore, the total effective power P_md11 of the synchronous motor driving device MD11 is
Vac * Iac * cos (θ) = P_md11
P_md11 = (1 + k1) * P_comp + (1 + k2) * P_fan
It becomes.

商用交流電源1の電圧実効値Vacは、実施の形態1における式5または式51により求める。式5または式51において、直流電圧Vdcおよび降下直流電圧ΔVdcは、実施の形態1と同様に、図13の第1の入力電流推定部6Mが備える瞬時直流電圧検出部621および有効電力計算部63の出力に基づき計算する。降下直流電圧ΔVdcは、図13に示すマイクロコンピュータA21が備えるデータテーブル(図示せず)に基づき求める。   The voltage effective value Vac of the commercial AC power supply 1 is obtained by Equation 5 or Equation 51 in the first embodiment. In Equation 5 or 51, the DC voltage Vdc and the drop DC voltage ΔVdc are the same as in Embodiment 1 except that the instantaneous DC voltage detector 621 and the active power calculator 63 provided in the first input current estimator 6M in FIG. Calculate based on the output of. The drop DC voltage ΔVdc is obtained based on a data table (not shown) provided in the microcomputer A21 shown in FIG.

図13の第1入力電流推定部6Mが出力する第1の推定電流実効値Iac1_est、および第2の入力電流推定部6FMが出力する第2の推定電流実効値Iac2_estは、各々、以下の通りとなる。
Iac1_est=(1+k1)*P_comp/(Vac*cos(θ))
Iac2_est=(1+k2)*P_fan/(Vac*cos(θ))
電圧実効値Vacおよび力率cos(θ)の値は、実施の形態1と同様に求める。
The first estimated current effective value Iac1_est output from the first input current estimation unit 6M and the second estimated current effective value Iac2_est output from the second input current estimation unit 6FM in FIG. Become.
Iac1_est = (1 + k1) * P_comp / (Vac * cos (θ))
Iac2_est = (1 + k2) * P_fan / (Vac * cos (θ))
The voltage effective value Vac and the power factor cos (θ) are obtained in the same manner as in the first embodiment.

マイクロコンピュータA21は、上記Iac1_estとIac2_estの和が、所定の値を超えた場合、インバータ回路31およびインバータ回路32を適宜制御して、圧縮機用同期モータ41およびfan用同期モータ42の回転数を低下させる。この回転数制御により、同期モータ駆動装置MD11は、冷凍・空調装置の連続運転を維持することができる。   When the sum of Iac1_est and Iac2_est exceeds a predetermined value, the microcomputer A21 controls the inverter circuit 31 and the inverter circuit 32 as appropriate so that the rotation speed of the compressor synchronous motor 41 and the fan synchronous motor 42 is increased. Reduce. By this rotation speed control, the synchronous motor driving device MD11 can maintain the continuous operation of the refrigeration / air conditioning device.

以上のように、実施の形態2に係る同期モータ駆動装置MD11は、圧縮機用同期モータとファン用同期モータの、スイッチング素子等の熱損失分の電力も含めた総合有効電力を各々算出することが可能となる。   As described above, the synchronous motor drive device MD11 according to the second embodiment calculates the total effective power of the synchronous motor for the compressor and the synchronous motor for the fan, including the power for the heat loss of the switching elements and the like. Is possible.

<実施の形態3>
図14を参照して、本発明の実施の形態3に係る同期モータ駆動装置MD2の構成および動作について説明する。
<Embodiment 3>
Referring to FIG. 14, the configuration and operation of synchronous motor drive device MD2 according to Embodiment 3 of the present invention will be described.

図14に示す同期モータ駆動装置MD2は、コンバータ回路2、インバータ回路3、シャント抵抗R1、抵抗Rdc1、抵抗Rdc2、電流検出回路53、およびマイクロコンピュータA3より構成される。   A synchronous motor driving device MD2 shown in FIG. 14 includes a converter circuit 2, an inverter circuit 3, a shunt resistor R1, a resistor Rdc1, a resistor Rdc2, a current detection circuit 53, and a microcomputer A3.

コンバータ回路2は、電圧実効値Vacおよび電流実効値Iacを有する商用交流電源1から供給される交流電力を直流電圧Vdcに変換し、正極直流ラインPL1と負極直流ラインPL2間に出力する。コンバータ回路2は、同期モータ駆動装置MD2に供給される交流電源の電圧実効値Vacの値に応じて、図2(a)または図2(b)に示すものが適宜選択される。   Converter circuit 2 converts AC power supplied from commercial AC power supply 1 having voltage effective value Vac and current effective value Iac into DC voltage Vdc, and outputs the DC voltage Vdc between positive DC line PL1 and negative DC line PL2. The converter circuit 2 is appropriately selected from those shown in FIG. 2A or FIG. 2B according to the value of the voltage effective value Vac of the AC power supplied to the synchronous motor driving device MD2.

インバータ回路3は、正極直流ラインPL1と負極直流ラインPL2間に接続される3相(U相,V相,W相)のインバータ(Qu,Qx、Qv,Qy、Qw,Qz)を有する。3相の各インバータは、直流電圧Vdcを3相の交流電流(U相,V相,W相)に変換して、同期モータ4に供給する。   The inverter circuit 3 includes three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) inverters (Qu, Qx, Qv, Qy, Qw, Qz) connected between the positive DC line PL1 and the negative DC line PL2. Each of the three-phase inverters converts the DC voltage Vdc into a three-phase AC current (U phase, V phase, W phase) and supplies the same to the synchronous motor 4.

マイクロコンピュータA3は、PWM(Pulse Width Modulation)信号を生成し、3相の各インバータのスイッチングを制御する。このスイッチング制御により、インバータ回路3は、直流電圧Vdcから3相の交流電流を生成する。   The microcomputer A3 generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal and controls switching of each of the three-phase inverters. By this switching control, the inverter circuit 3 generates a three-phase AC current from the DC voltage Vdc.

コンバータ回路2の出力側とインバータ回路3の入力側とは、正極直流ラインPL1および負極直流ラインPL2で接続され、両回路間の負極直流ラインPL2上には、シャント抵抗R1が設けられている。   The output side of the converter circuit 2 and the input side of the inverter circuit 3 are connected by a positive DC line PL1 and a negative DC line PL2, and a shunt resistor R1 is provided on the negative DC line PL2 between the two circuits.

抵抗Rdc1および抵抗Rdc2は、正極直流ラインPL1と負極直流ラインPL2との間に直列接続され、直流電圧モニタ回路(分圧回路)を構成する。抵抗Rdc1および抵抗Rdc2の接続点から、直流電圧Vdcを両抵抗で分圧した直流電圧モニタ信号Vdc_sig2がマイクロコンピュータA3へ出力される。   The resistors Rdc1 and Rdc2 are connected in series between the positive DC line PL1 and the negative DC line PL2, and constitute a DC voltage monitor circuit (voltage dividing circuit). A DC voltage monitor signal Vdc_sig2 obtained by dividing the DC voltage Vdc by both resistors is output to the microcomputer A3 from the connection point between the resistors Rdc1 and Rdc2.

図14において、本発明の実施の形態3が、実施の形態1および実施の形態2と相違する点は、次の通りである。即ち、インバータ回路3を構成する3相(U相,V相,W層)の用のスイッチング素子Qx,Qy,Qzと負極直流ラインPL2と間に、各々に、電流検出抵抗(シャント抵抗)Ru,Rv,Rwが配置されている。実施の形態1および実施の形態2では、インバータ回路3から出力する3相交流電流を、シャント抵抗R1で検出された直流電流Idcに基づいて求めていた。実施の形態3では、シャント抵抗R1は、インバータ回路3の過電流を検出するために使用し、シャント抵抗Ru,Rv,Rwは、3相交流電流を検出するために使用する。   In FIG. 14, the third embodiment of the present invention is different from the first and second embodiments as follows. That is, a current detection resistor (shunt resistor) Ru is provided between the switching elements Qx, Qy, Qz for the three phases (U phase, V phase, W layer) constituting the inverter circuit 3 and the negative DC line PL2. , Rv, Rw are arranged. In the first embodiment and the second embodiment, the three-phase alternating current output from the inverter circuit 3 is obtained based on the direct current Idc detected by the shunt resistor R1. In the third embodiment, the shunt resistor R1 is used to detect an overcurrent of the inverter circuit 3, and the shunt resistors Ru, Rv, and Rw are used to detect a three-phase alternating current.

3相の用のスイッチング素子Qx,Qy,Qzと電流検出抵抗Ru、Rv、Rwとの接続点の電位は、電流検出回路53に入力される。電流検出回路53は、各相の電位の値を各相ごとの交流電流信号Iru、Irv、およびIrwに変換して、マイクロコンピュータA3に出力する。   The potential at the connection point between the three-phase switching elements Qx, Qy, Qz and the current detection resistors Ru, Rv, Rw is input to the current detection circuit 53. The current detection circuit 53 converts the value of the potential of each phase into alternating current signals Iru, Irv, and Irw for each phase, and outputs them to the microcomputer A3.

図15を参照して、本発明の実施例の形態3に係るマイクロコンピュータA3の構成について説明する。   With reference to FIG. 15, the configuration of a microcomputer A3 according to Embodiment 3 of the present invention will be described.

マイクロコンピュータA3は、入力電流推定部6AおよびPWM信号生成部7を有する。PWM信号生成部7は、PWM信号を生成してインバータ回路3へ出力する。入力電流推定部6Aは、電流検出回路53から出力される交流電流信号Iru,Irv,Irwと、PWM信号生成部7から出力されるPWM信号と、直流電圧モニタ信号Vdc_sig1とに基づき、商用交流電源1から同期モータ駆動装置MD2に供給される入力交流電流の推定電流実効値Iac_estを計算し、PWM信号生成部7に出力する。   The microcomputer A3 includes an input current estimation unit 6A and a PWM signal generation unit 7. The PWM signal generation unit 7 generates a PWM signal and outputs it to the inverter circuit 3. The input current estimator 6A is based on the AC current signals Iru, Irv, Irw output from the current detection circuit 53, the PWM signal output from the PWM signal generator 7, and the DC voltage monitor signal Vdc_sig1. 1 to calculate the estimated current effective value Iac_est of the input AC current supplied from 1 to the synchronous motor drive device MD2, and outputs it to the PWM signal generator 7.

入力電流推定部6Aの瞬時電流検出部61Aは、所定の時刻tで検出した交流電流信号Iru、Irv、Irwに基づき、時刻tにおいてインバータ回路3で生成される3相の瞬時電流Iu(t)、Iv(t)、およびIw(t)を出力する。実施の形態1と異なり、瞬時電流検出部61Aでは、PWM信号に基づいて電流検出抵抗R1の検出値を3相の瞬時電流に分配する必要はない。   The instantaneous current detector 61A of the input current estimator 6A has a three-phase instantaneous current Iu (t) generated by the inverter circuit 3 at the time t based on the alternating current signals Iru, Irv, Irw detected at the predetermined time t. , Iv (t), and Iw (t) are output. Unlike the first embodiment, the instantaneous current detection unit 61A need not distribute the detection value of the current detection resistor R1 to the three-phase instantaneous current based on the PWM signal.

瞬時電力計算部62Aは、3相の瞬時電流Iu(t)、Iv(t)、およびIw(t)と、PWM信号生成部7から出力されるPWM信号と、瞬時直流電圧検出部621が出力する直流電圧Vdcとに基づき、所定の時刻tにおける瞬時電力p(t)を計算する。具体的な計算方法は、実施の形態1で説明したものと同様であるので説明を繰り返さない。   The instantaneous power calculator 62A outputs the three-phase instantaneous currents Iu (t), Iv (t), and Iw (t), the PWM signal output from the PWM signal generator 7, and the instantaneous DC voltage detector 621. The instantaneous power p (t) at a predetermined time t is calculated based on the DC voltage Vdc to be performed. Since a specific calculation method is the same as that described in the first embodiment, description thereof will not be repeated.

入力電流推定部6Aのその他の構成は、図3で説明した実施の形態1の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。以上の実施の形態3によれば、実施の形態1とほぼ同じ効果を奏する。   Since the other configuration of input current estimating unit 6A is the same as that of the first embodiment described in FIG. 3, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. According to the third embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

なお、上記では各相ごとにシャント抵抗Ru,Rv,Rwを設けていたが、瞬時電流Iu(t)、Iv(t)、およびIw(t)の和は0になるので、いずれか2相にのみシャント抵抗を設け、残りの相の交流電流は計算によって求めてもよい。   In the above description, the shunt resistors Ru, Rv, and Rw are provided for each phase. However, since the sum of the instantaneous currents Iu (t), Iv (t), and Iw (t) is 0, any two phases It is also possible to provide a shunt resistor only for the AC current of the remaining phase by calculation.

<実施の形態4>
図16を参照して、本発明の各実施の形態に共通な変形例として実施の形態4を説明する。
<Embodiment 4>
With reference to FIG. 16, Embodiment 4 is demonstrated as a modification common to each embodiment of this invention.

図16に示すマイクロコンピュータAは、各実施の形態が有する電流検出回路5、51、52、53をマイクロコンピュータAの内部に電流検出回路5Aとして取り込んだ構成を有する。電流検出回路は、電流検出抵抗に流れる電流により発生する電圧を、その電流値に変換する機能を有する。電圧−電流変換回路である電流検出回路5Aを、マイクロコンピュータに内蔵される演算増幅器で構成した。   A microcomputer A shown in FIG. 16 has a configuration in which the current detection circuits 5, 51, 52, and 53 included in each embodiment are incorporated in the microcomputer A as a current detection circuit 5A. The current detection circuit has a function of converting a voltage generated by a current flowing through the current detection resistor into a current value. The current detection circuit 5A, which is a voltage-current conversion circuit, is composed of an operational amplifier built in the microcomputer.

図16に示すマイクロコンピュータAに含まれる他の回路、即ち、入力電流推定部6およびPWM信号生成部7の構成や動作は、他の実施の形態に係るものと同一であり、説明は省略する。   The other circuits included in the microcomputer A shown in FIG. 16, that is, the configurations and operations of the input current estimating unit 6 and the PWM signal generating unit 7 are the same as those according to the other embodiments, and the description thereof is omitted. .

以上のように、本発明の各実施の形態に共通な変形例の同期モータ駆動装置は、電流検出回路をマイクロコンピュータに内蔵させた。これにより、同期モータ駆動装置を、より一層小型かつ安価に提供することができる。   As described above, in the synchronous motor driving device of the modification common to the respective embodiments of the present invention, the current detection circuit is built in the microcomputer. Thereby, a synchronous motor drive device can be provided much smaller and cheaper.

<付記>
以下、上記の各実施形態に基づく発明の一部を列挙する。
<Appendix>
A part of the invention based on the above embodiments will be listed below.

(1)一局面に従うモータ駆動装置MD1は、交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ回路2と、コンバータ回路2から出力された直流電力を3相交流電力に変換してモータ4に出力するインバータ回路3と、インバータ回路3を制御する制御部A1とを備える。制御部A1は、インバータ回路3から出力された3相交流電流Iu(t),Iv(t),Iw(t)と、コンバータ回路2から出力された直流電圧Vdcとに基づいて、モータ4が消費する有効電力Pを算出する。制御部A1は、算出した有効電力Pと直流電圧Vdcとに基づいて、コンバータ回路2に入力された交流電圧実効値Vacを推定する。制御部A1は、算出した有効電力Pと推定した交流電圧実効値Vacとに基づいて、コンバータ回路2に入力された交流電力の力率cos(θ)を推定する。制御部A1は、算出した有効電力Pを推定した交流電圧実効値Vacと推定した力率cos(θ)とによって除算することによって、コンバータ回路2に入力された交流電流実効値Iacを推定するように構成される。制御部は、推定した交流電圧実効値が基準値を超えないようにインバータ回路を制御する。   (1) The motor drive device MD1 according to one aspect converts the AC power into DC power and outputs it, and converts the DC power output from the converter circuit 2 into three-phase AC power and outputs it to the motor 4 And an inverter circuit 3 for controlling the inverter circuit 3. Based on the three-phase AC currents Iu (t), Iv (t), Iw (t) output from the inverter circuit 3 and the DC voltage Vdc output from the converter circuit 2, the control unit A1 The active power P to be consumed is calculated. Control unit A1 estimates AC voltage effective value Vac input to converter circuit 2 based on calculated active power P and DC voltage Vdc. The control unit A1 estimates the power factor cos (θ) of the AC power input to the converter circuit 2 based on the calculated active power P and the estimated AC voltage effective value Vac. The control unit A1 estimates the AC current effective value Iac input to the converter circuit 2 by dividing the calculated active power P by the estimated AC voltage effective value Vac and the estimated power factor cos (θ). Configured. The control unit controls the inverter circuit so that the estimated AC voltage effective value does not exceed the reference value.

上記の構成によれば、算出した有効電力Pと、推定した交流電圧実効値Vacと、推定した交流電力の力率cos(θ)とに基づいて、交流電流実効値Iacをより正確に推定することができる。特に、交流電力の力率cos(θ)の推定において、算出した有効電力Pに加えて、推定した交流電圧実効値Vacを用いることによって、交流電力の力率cos(θ)の推定精度を高めることができる。   According to the above configuration, the AC current effective value Iac is more accurately estimated based on the calculated active power P, the estimated AC voltage effective value Vac, and the estimated AC power factor cos (θ). be able to. In particular, in estimating the power factor cos (θ) of AC power, in addition to the calculated effective power P, the estimated accuracy of the AC power factor cos (θ) is increased by using the estimated AC voltage effective value Vac. be able to.

(2)上記(1)において、制御部A1は、算出した有効電力Pに対応する力率cos(θ)の仮の推定値に、推定した交流電圧実効値Vacに対応する補正係数を乗算することによって、交流電力の力率の最終的な推定値を算出するように構成される。   (2) In the above (1), the control unit A1 multiplies the provisional estimated value of the power factor cos (θ) corresponding to the calculated active power P by the correction coefficient corresponding to the estimated AC voltage effective value Vac. By this, it is comprised so that the final estimated value of the power factor of alternating current power may be calculated.

(3)上記(2)において、制御部A1は、所定の交流電圧実効値Vacにおいて予め測定された有効電力Pと交流電力の力率との関係に基づいて、算出した有効電力Pに対応する力率cos(θ)の仮の推定値を決定し、所定のモータ回転速度において予め測定された交流電圧実効値Vacと交流電力の力率cos(θ)との関係に基づいて、推定した交流電圧実効値Vacに対応する上記の補正係数を決定するように構成される。   (3) In the above (2), the control unit A1 corresponds to the calculated active power P based on the relationship between the active power P measured in advance at the predetermined AC voltage effective value Vac and the power factor of the AC power. A temporary estimated value of the power factor cos (θ) is determined, and the estimated alternating current is based on the relationship between the AC voltage effective value Vac measured in advance at a predetermined motor rotational speed and the power factor cos (θ) of the AC power. The correction coefficient corresponding to the voltage effective value Vac is determined.

上記の(2)および(3)に示した簡単な方法によって、交流電力の力率cos(θ)の推定精度を高めることができる。特に上記(2)および(3)の方法によれば、交流電力の力率cos(θ)の推定のために、交流電圧実効値Vacおよびモータ回転速度をマトリクス状に変化させた場合の交流電力の力率を測定するという膨大な予備実験を行う必要がない。   By the simple method shown in the above (2) and (3), the estimation accuracy of the power factor cos (θ) of AC power can be increased. In particular, according to the methods (2) and (3) described above, the AC power when the AC voltage effective value Vac and the motor rotation speed are changed in a matrix form in order to estimate the power factor cos (θ) of the AC power. There is no need to conduct a huge preliminary experiment to measure the power factor.

(4)上記(1)において、制御部A1は、インバータ回路3の熱損失に基づく係数(1+k1)を、算出した有効電力Pに乗算することによって有効電力Pの値を補正し、補正後の有効電力P_md1を用いて、交流電圧実効値Vac、交流電力の力率cos(θ)、および交流電流実効値Iacを推定するように構成される。   (4) In the above (1), the control unit A1 corrects the value of the active power P by multiplying the calculated active power P by the coefficient (1 + k1) based on the heat loss of the inverter circuit 3, and after the correction, The effective power P_md1 is used to estimate the AC voltage effective value Vac, the AC power power factor cos (θ), and the AC current effective value Iac.

上記構成によれば、スイッチング素子の熱損失分の電力を同期モータ駆動装置MD1の有効電力に加えることによって、より正確に入力電流実効値を推定することができる。   According to the above configuration, the input current effective value can be estimated more accurately by adding the power corresponding to the heat loss of the switching element to the effective power of the synchronous motor driving device MD1.

(5)他の局面に従うモータ駆動装置MD1は、交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ回路2と、コンバータ回路2から出力された直流電力を3相交流電力に変換してモータ4に出力するインバータ回路3と、インバータ回路3を制御する制御部A1とを備える。制御部A1は、インバータ回路3から出力された3相交流電流Iu(t),Iv(t),Iw(t)と、コンバータ回路2から出力された直流電圧Vdcとに基づいて、モータ4が消費する有効電力Pを算出する。制御部A1は、算出した有効電力Pと直流電圧Vdcとに基づいて、コンバータ回路2に入力された交流電圧実効値Vacを推定する。制御部A1は、モータ4の回転速度と推定した交流電圧実効値Vacとに基づいて、コンバータ回路2に入力された交流電力の力率を推定し、算出した有効電力Pを推定した交流電圧実効値Vacと推定した力率cos(θ)とによって除算することによって、コンバータ回路2に入力された交流電流実効値Iacを推定するように構成される。制御部A1は、推定した交流電圧実効値Iacが基準値を超えないようにインバータ回路3を制御する。   (5) The motor drive device MD1 according to another aspect converts the AC power into DC power and outputs the converter circuit 2, and converts the DC power output from the converter circuit 2 into three-phase AC power to the motor 4 An inverter circuit 3 for outputting and a control unit A1 for controlling the inverter circuit 3 are provided. Based on the three-phase AC currents Iu (t), Iv (t), Iw (t) output from the inverter circuit 3 and the DC voltage Vdc output from the converter circuit 2, the control unit A1 The active power P to be consumed is calculated. Control unit A1 estimates AC voltage effective value Vac input to converter circuit 2 based on calculated active power P and DC voltage Vdc. The controller A1 estimates the power factor of the AC power input to the converter circuit 2 based on the rotational speed of the motor 4 and the estimated AC voltage effective value Vac, and the AC voltage effective that estimates the calculated effective power P. The AC current effective value Iac input to the converter circuit 2 is estimated by dividing the value Vac by the estimated power factor cos (θ). Control unit A1 controls inverter circuit 3 so that estimated AC voltage effective value Iac does not exceed the reference value.

上記の(1)の場合と異なり、モータが消費する有効電力Pに代えてモータ4の回転速度を用いて、交流電力の力率cos(θ)を推定することができる。   Unlike the case of (1) above, the power factor cos (θ) of AC power can be estimated using the rotational speed of the motor 4 instead of the active power P consumed by the motor.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 商用交流電源、2 コンバータ回路、3,31,32 インバータ回路、4,41,42 同期モータ、5,51,52,53 電流検出回路、R1,R11,R21,Ru,Rv,Rw 電流検出抵抗、Rdc1,Rdc2 抵抗、Vdc_sig1,Vdc_sig11,Vdc_sig2 直流電圧モニタ信号、A1,A21,A3 マイクロコンピュータ、Iac 電流実効値、Vac 電圧実効値、PL1,PL11 正極直流ライン、PL2,PL22 負極直流ライン、MD1,MD11,MD2 同期モータ駆動装置、Idc_sig,Idc1_sig,Idc2_sig 直流電流モニタ信号、6,6M,6FM,6A 入力電流推定部、Iac_est,Iac1_est,Iac2_est 推定電流実効値、L コイル、DB ダイオードブリッジ、C,C1,C2 キャパシタ。   1 commercial AC power supply, 2 converter circuit, 3, 31, 32 inverter circuit, 4, 41, 42 synchronous motor, 5, 51, 52, 53 current detection circuit, R1, R11, R21, Ru, Rv, Rw current detection resistor , Rdc1, Rdc2 resistance, Vdc_sig1, Vdc_sig11, Vdc_sig2, DC voltage monitor signal, A1, A21, A3 microcomputer, Iac current effective value, Vac voltage effective value, PL1, PL11 positive DC line, PL2, PL22 negative DC line, MD1, MD11, MD2 Synchronous motor driving device, Idc_sig, Idc1_sig, Idc2_sig DC current monitor signal, 6,6M, 6FM, 6A Input current estimation unit, Iac_est, Iac1_est, Iac2_est Estimated current effective value, L coil, DB diode bridge, C, C1 , C2 Capacitor.

Claims (5)

交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路から出力された直流電力を3相交流電力に変換してモータに出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記インバータ回路から出力された3相交流電流と、前記コンバータ回路から出力された直流電圧とに基づいて、前記モータが消費する有効電力を算出し、
前記算出した有効電力と前記直流電圧とに基づいて、前記コンバータ回路に入力された交流電圧実効値を推定し、
前記算出した有効電力と前記推定した交流電圧実効値とに基づいて、前記コンバータ回路に入力された交流電力の力率を推定し、
前記算出した有効電力を前記推定した交流電圧実効値と前記推定した力率とによって除算することによって、前記コンバータ回路に入力された交流電流実効値を推定するように構成され、
前記制御部は、前記推定した交流電圧実効値が基準値を超えないように前記インバータ回路を制御する、モータ駆動装置。
A converter circuit that converts alternating current power into direct current power and outputs,
An inverter circuit that converts the DC power output from the converter circuit into three-phase AC power and outputs it to the motor;
A control unit for controlling the inverter circuit,
The controller is
Based on the three-phase AC current output from the inverter circuit and the DC voltage output from the converter circuit, the active power consumed by the motor is calculated,
Based on the calculated active power and the DC voltage, an AC voltage effective value input to the converter circuit is estimated,
Based on the calculated active power and the estimated AC voltage effective value, the power factor of AC power input to the converter circuit is estimated,
By dividing the calculated active power by the estimated AC voltage effective value and the estimated power factor, the AC current effective value input to the converter circuit is estimated,
The control unit controls the inverter circuit so that the estimated AC voltage effective value does not exceed a reference value.
前記制御部は、前記算出した有効電力に対応する力率の仮の推定値に、前記推定した交流電圧実効値に対応する補正係数を乗算することによって、前記交流電力の力率の最終的な推定値を算出するように構成される、請求項1に記載のモータ駆動装置。   The control unit multiplies the provisional estimated value of the power factor corresponding to the calculated active power by a correction coefficient corresponding to the estimated AC voltage effective value, thereby obtaining a final power factor of the AC power. The motor drive apparatus of claim 1, configured to calculate an estimated value. 前記制御部は、
所定の交流電圧実効値において予め測定された前記有効電力と前記交流電力の力率との関係に基づいて、前記算出した有効電力に対応する力率の仮の推定値を決定し、
所定のモータ回転速度において予め測定された前記交流電圧実効値と前記交流電力の力率との関係に基づいて、前記推定した交流電圧実効値に対応する補正係数を決定するように構成される、請求項2に記載のモータ駆動装置。
The controller is
Based on the relationship between the active power measured in advance at a predetermined AC voltage effective value and the power factor of the AC power, a provisional estimate of the power factor corresponding to the calculated active power is determined,
Based on the relationship between the AC voltage effective value measured in advance at a predetermined motor rotation speed and the power factor of the AC power, the correction coefficient corresponding to the estimated AC voltage effective value is determined. The motor drive device according to claim 2.
前記制御部は、
前記インバータ回路の熱損失に基づく係数を、前記算出した有効電力に乗算することによって前記有効電力の値を補正し、
前記補正後の有効電力を用いて、前記交流電圧実効値、前記交流電力の力率、および前記交流電流実効値を推定するように構成される、請求項1に記載のモータ駆動装置。
The controller is
Correcting the value of the active power by multiplying the calculated active power by a coefficient based on the heat loss of the inverter circuit;
The motor driving device according to claim 1, configured to estimate the AC voltage effective value, the power factor of the AC power, and the AC current effective value using the corrected effective power.
交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路から出力された直流電力を3相交流電力に変換してモータに出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記インバータ回路から出力された3相交流電流と、前記コンバータ回路から出力された直流電圧とに基づいて、前記モータが消費する有効電力を算出し、
前記算出した有効電力と前記直流電圧とに基づいて、前記コンバータ回路に入力された交流電圧実効値を推定し、
前記モータの回転速度と前記推定した交流電圧実効値とに基づいて、前記コンバータ回路に入力された交流電力の力率を推定し、
前記算出した有効電力を前記推定した交流電圧実効値と前記推定した力率とによって除算することによって、前記コンバータ回路に入力された交流電流実効値を推定するように構成され、
前記制御部は、前記推定した交流電圧実効値が基準値を超えないように前記インバータ回路を制御する、モータ駆動装置。
A converter circuit that converts alternating current power into direct current power and outputs,
An inverter circuit that converts the DC power output from the converter circuit into three-phase AC power and outputs it to the motor;
A control unit for controlling the inverter circuit,
The controller is
Based on the three-phase AC current output from the inverter circuit and the DC voltage output from the converter circuit, the active power consumed by the motor is calculated,
Based on the calculated active power and the DC voltage, an AC voltage effective value input to the converter circuit is estimated,
Based on the rotational speed of the motor and the estimated AC voltage effective value, the power factor of AC power input to the converter circuit is estimated,
By dividing the calculated active power by the estimated AC voltage effective value and the estimated power factor, the AC current effective value input to the converter circuit is estimated,
The control unit controls the inverter circuit so that the estimated AC voltage effective value does not exceed a reference value.
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