JP2017070065A - Rotary electric machine and assembly thereof - Google Patents
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Abstract
Description
ポンプの駆動を始めとする各種機器の駆動に用いられる回転電機および回転電機組立体に係り、特に回転電機の制御方法に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine and a rotating electrical machine assembly used for driving various devices including a pump, and more particularly to a method for controlling the rotating electrical machine.
例えば、屋外に単独で設置されるポンプでは、気温(周囲温度)による影響を受けやすく、さらには単独で設置され遮蔽物がないため、運転音が静かであることが求められる。特に、気温が上がり場所によっては直射日光により回転電機が温められる昼間は、回転電機の温度上昇を抑制する必要があり、逆に、周囲の暗騒音が下がる夜間は、回転電機の運転音を低く抑える必要がある。 For example, a pump installed alone outdoors is likely to be affected by the air temperature (ambient temperature), and further installed alone and has no shielding, so that it is required that the operation sound be quiet. In particular, depending on the location where the temperature rises and the rotating electrical machine is warmed by direct sunlight, it is necessary to suppress the temperature rise of the rotating electrical machine, and conversely, the operating sound of the rotating electrical machine is reduced at night when the surrounding background noise is reduced. It is necessary to suppress.
本技術分野の背景技術として、特開2014−20764号公報(特許文献1)がある。特許文献1には、ヒートポンプ給湯器において、時計(タイマユニット)を設け、時刻に合わせたヒートポンプユニットの制御を行う方法が開示されている。また、特開2012−10490号公報(特許文献2)には、演算処理装置の内部情報のみを使用しインバータ部品の温度上昇を演算推定する方法が開示されている。
As a background art of this technical field, there is JP-A-2014-2076 (Patent Document 1).
さらに、一般的にキャリア周波数(後述の電力変換装置が出力する出力電力のパルス幅変調周期の周波数)を下げることにより、回転電機を制御する電力変換装置での発熱量を低減できることが知られている。 Further, it is generally known that the amount of heat generated in the power converter that controls the rotating electrical machine can be reduced by lowering the carrier frequency (frequency of the pulse width modulation period of the output power output from the power converter described later). Yes.
しかしながら、特許文献1では、時計(タイマユニット)を用いなければならず、時計を常に通電させるか、或いは電池やバッテリを備えておく必要がある。電池を備えた場合においても、電池が寿命を迎えた場合に停電が発生すると時刻情報が失われる恐れがある。従って、時計を用いずに昼夜判断して回転電機の制御方法を変更することが考えられる。昼夜判断の一つとして外気温を用いての判断が可能である。
However, in
一方、特許文献2では、インバータ部品の温度上昇を推定できるが、外気温を把握するためには別途、外部に専用の温度センサを設ける必要がある。
On the other hand, in
本発明は、上述した従来技術における課題に鑑みて達成されたものであり、外気温を取得するための部品構成を低減しつつ、周囲温度に応じて回転電機の制御方法を変更することを目的とする。 The present invention has been achieved in view of the above-described problems in the prior art, and an object of the present invention is to change the control method of the rotating electrical machine according to the ambient temperature while reducing the component configuration for acquiring the outside air temperature. And
上記の目的を達成するために、本発明は、その一例を挙げるならば、ハウジングと、ハウジングに取り付けられる固定子と、回転軸に固定された回転子と、回転軸を支持する軸受と、軸受が取り付けられるエンドブラケットを有する回転電機を備え、回転電機の固定子に駆動電流を供給する電力変換装置と、電力変換装置を介して回転電機を制御する制御基板と、をハウジングの外周部に配置した回転電機組立体であって、電力変換装置内に電力変換装置とハウジングが接触する領域に温度検出器を備え、制御基板は、温度検出器により検出された温度に応じて回転電機の制御方法を変更するように構成する。 In order to achieve the above object, the present invention, as an example, includes a housing, a stator attached to the housing, a rotor fixed to the rotating shaft, a bearing that supports the rotating shaft, and a bearing. A rotating electrical machine having an end bracket to which the motor is mounted, a power conversion device that supplies a drive current to the stator of the rotating electrical machine, and a control board that controls the rotating electrical machine via the power conversion device are disposed on the outer periphery of the housing The rotating electrical machine assembly includes a temperature detector in a region where the power converter and the housing are in contact with each other in the power converter, and the control board controls the rotating electrical machine according to the temperature detected by the temperature detector. Configure to change.
本発明によれば、温度情報を取得するための部品構成を低減し、回転電機の温度をもとに周囲温度を把握することを可能とし、周囲温度に応じて回転電機を制御することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the component configuration for acquiring temperature information, to grasp the ambient temperature based on the temperature of the rotating electrical machine, and to control the rotating electrical machine according to the ambient temperature. It becomes.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施例は、回転電機に電力変換装置や各種の回路基板、コンデンサ、ノイズフィルタ等が一体に構成された回転電機組立体を例に説明する。これらの回転電機組立体は、例えば屋外設置ポンプの駆動用などに用いられる。そして、周囲温度に応じた回転電機の温度上昇抑制運転と運転音を低く抑える静音運転の制御方法変更について説明する。 In the present embodiment, a rotating electrical machine assembly in which a power converter, various circuit boards, a capacitor, a noise filter, and the like are integrated with the rotating electrical machine will be described as an example. These rotating electrical machine assemblies are used, for example, for driving an outdoor installation pump. And the control method change of the temperature rise suppression driving | running | working of a rotary electric machine according to ambient temperature and the silent operation which suppresses a driving | running sound low is demonstrated.
図1は本実施例における屋外設置ポンプ駆動用の回転電機組立体の全体構成を示す外観斜視図である。図1において、10は回転電機本体の外周を覆うカバーを示しており、略円筒形状の外形を備えている。このカバー10は、板状の共振抑制材料を、例えば押圧加工等を行って所定の形状に形成されている。より具体的には、カバーの内側に吸音材、防音材、制振材、防振材等を取り付けることによって、騒音や振動の抑制が可能である。
FIG. 1 is an external perspective view showing the entire configuration of a rotary electric machine assembly for driving an outdoor installation pump in this embodiment. In FIG. 1,
上記カバー10の軸方向における一方の端部(図の奥側)には、後にも説明する遠心ファン58を内蔵する冷却ファンカバー20が取り付けられる。また、他方の端部(図の手前側、負荷側)には、以下に述べる回転電機のエンドブラケット11が取り付けられている。更に、上記カバー10の外周面には、後にも説明する電力変換装置を収納した電力変換装置用ケース30や、ノイズフィルタを内蔵した端子箱40が、それぞれ、取り付けられている。
A
図2は、本実施例における上記カバー10内に内蔵される回転電機50の構成を示す展開斜視図である。図2は永久磁石式回転電機の例を示している。図2において、51は、略円筒状のハウジング(又は、フレームとも言う)を示しており、このハウジング51は、伝熱性(熱伝導性)に優れたアルミニウム等の材料を押し出すことにより形成されている。また、このハウジング51は、図にも示すように、その外周表面の全体には、円筒形の回転軸に沿って並列に延びた多数の冷却フィン52L、52Sを形成している。また、このハウジング51の外周表面の一部(図では、上部)には、上述した電力変換装置用ケース30を取り付けるための比較的大きな面積の取り付け用平面部53を形成しており、その周囲には、水平方向に、比較的大きい(長く延びた)冷却フィン52Lを形成している。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of the rotating
なお、この円筒状のハウジング51の内部には、上記永久磁石式回転電機の電機子を構成する固定子54が挿入して固定されると共に、当該固定子54の円筒状の内部空間内には、複数の永久磁石を円筒状に配置して構成された回転子(ロータ)55が挿入され、所定の隙間を介して、回転自在に取り付けられている。また、56は、上記回転子(ロータ)55と一体に形成された回転軸(シャフト)であり、回転電機の回転駆動力を、当該軸を介して、例えば、ポンプ等の被駆動機器に伝達する。また、57は、上述したエンドブラケット11とは反対側において、ハウジング51の端部に取り付けられたエンドブラケットであり、さらに、58は、当該エンドブラケット57の外側で上記回転軸(シャフト)56に取り付けられる遠心ファン(冷却ファン)を示している。なお、図示しない軸受がエンドブラケットに取り付けられており、回転軸は軸受で支持されている。
A
図3は、上述した回転電機50を図1に示したカバー10の内部に収納する際の各部を示す展開斜視図である。図3において、回転電機50は、そのハウジング51の外周表面の一部、例えば、図の例では、下部周辺の比較的短い冷却フィン52Sが形成されている部分には、その外形断面が略円弧上形成された制御基板用ケース60や平滑コンデンサ用ケース70が取り付けられ、その後、上記カバー10の内部に挿入される(図の矢印を参照)。また、ハウジング51の取り付け用平面部53には、カバー10の一部に設けられた開口部511を介して、インバータを構成する発熱素子であるパワースイッチング素子(例えば、IGBTなど)や温度検出器を一部に備えた電力変換装置31が取り付けられる。そして、その保護のための電力変換装置用ケース30が外側から取り付けられる。さらに、ハウジング51の外周表面の一部には、上述した端子箱40が取り付けられる(図の矢印を参照)。そして、ハウジング51の他の端部(図の左端)には、上述した冷却ファンカバー20が取り付けられる。また、21は、当該冷却ファンカバー20の壁面の略中央部に、多数、メッシュ状に形成した、外部の空気を取り入れるための小孔を示している。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing each part when the rotating
即ち、上述した回転電機本体やその周辺装置をも含めた回転電機組立体によれば、回転電機の運転に伴って回転する回転軸(シャフト)56により、その先端に取り付けられた遠心ファン58が回転し、外部からの空気がカバー10の内部に導かれ、ハウジング51の外周表面に多数形成された冷却フィン52L、52Sの間を流れて熱交換を行う(図2の白抜きの矢印を参照)。その後、他端のエンドブラケット11との間の隙間を通って外部に流出する。即ち、遠心ファン58の回転により生じる空気流により、その外周表面に冷却フィン52L、52Sが多数形成されたハウジング51が冷却される。
That is, according to the rotating electrical machine assembly including the rotating electrical machine main body and its peripheral devices, the
なお、電力変換装置31は、上述したように、回転電機の発熱を外部に排出するために、固定子(ステータ)54の外周に一体に設けたハウジング51の一部、即ち、その取り付け用平面部53に直接的に取り付けられる。これにより、電力変換装置31は、伝熱性に優れた材料で形成されたハウジング51と熱的に一体となり、電力変換装置31の内部にある温度検出器で、電力変換装置31自身の温度とハウジング51の温度を一体管理出来る。
Note that, as described above, the
特に、上述の実施例では、電力変換装置31が配置される円筒状のハウジング51の上部に形成した取り付け用平面部53の周辺は、その他の部分に比べて薄くなっていることから、電力変換装置31とハウジング51とがより熱的に一体となる。
In particular, in the above-described embodiment, since the periphery of the mounting
また、上述したように、本実施例によれば、制御基板用ケース60やコンデンサ用ケース70についても、ハウジング51の外周表面の一部に取り付けられていることから、これらのケースの内部における発熱も、上記と同様に、ハウジング51の外周に形成した冷却フィン52L、52Sを介して、効率的に外部へ排出することが可能となる。
Further, as described above, according to the present embodiment, the
なお、この制御基板用ケース60とは、その内部に、制御用のコントローラ(制御基板、制御回路、制御用マイコン)と共に、通信用のインターフェース基板を内蔵し、その内部に樹脂材等を注入したものであり、耐環境性や耐衝撃性にも優れたものである。そして、この制御基板用ケース60を回転電機の一部に取り付けることによれば、屋外設置ポンプの駆動制御と共に、無線/有線による外部との通信機能をも可能となる。また、これによれば、例えば、制御基板に、圧力センサ、流量センサ等を搭載すれば、これらの量をフィードバック信号として自動制御を可能とし、更には、サポートセンサに伝達(通信)することにより、集中管理や統合省エネモニタシステム等も実現可能となる。即ち、これにより、屋外設置ポンプの運転管理や省エネ運転などが可能となると共に、遠隔監視制御や集中管理、更には、複数のポンプによるシステム化をも実現することが可能となる。
The
また、コンデンサ用ケース70とは、その内部に、上記電力変換装置31のインバータ回路の一部(部品)を構成する平滑コンデンサを収容したものであり、上記と同様に、その内部に樹脂材等を注入することにより、耐環境性や耐衝撃性を図っている。また、インバータの一部を構成するDCリアクトルは、本実施例では、上記電力変換装置31の一部に組み込まれているものとして説明したが、このDCリアクトルについても、同様に、専用ケース内に内蔵してハウジング51の外周表面の一部に取り付けてもよい。
Further, the
図4は、本実施例における回転電機組立体において、ハウジングに取り付ける電力変換装置と固定子との位置関係の他の例を説明する一部切断斜視図である。図4に示すように、 上記実施例に代えて、例えば、電力変換装置31における発熱部(図のメッシュ部)Hが、上記円筒形状のハウジング51の取り付け用平面部53上で、その回転中心軸上において、回転電機側の発熱部である固定子54の中心部(図に破線Bで示す)の位置と一致するように配置する。すなわち、BとHが一致する位置になるように固定子54を挿入する。そして、電力変換装置31とハウジング51が接触する領域に温度検出器を設置して制御すれば、電力変換装置31とハウジング51がより熱的に一体となり、正確な温度制御が可能となる。
FIG. 4 is a partially cut perspective view illustrating another example of the positional relationship between the power conversion device attached to the housing and the stator in the rotating electrical machine assembly according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, instead of the above embodiment, for example, the heat generating portion (mesh portion in the figure) H in the
図5は本実施例における電力変換装置31の回路構成図を示す。入力される交流電力は順変換器1で直流電力に変換される。変換された直流電力は、平滑コンデンサ2により平滑された後に、パワースイッチング素子により構成される逆変換器3にて任意の周波数の交流電力に変換されて回転電機50に供給される。逆変換器は駆動回路8により駆動される。また、温度検出器9を有し、温度検出器9で検出された温度情報は制御回路5に入力され、駆動回路8は温度情報を加味した制御回路5からの指令により制御され、速度の増減を行う。制御回路5に接続された操作表示部7により各種設定を行うことができる。
FIG. 5 shows a circuit configuration diagram of the
なお、平滑コンデンサ2は、コンデンサ用ケース70に格納され、制御回路5は、制御基板用ケース60に収納され、構造上は電力変換装置用ケース30とは離れた位置に配置される。
The smoothing
図6A、図6Bには制御基板内における制御回路内の記憶部に記憶する、揮発性メモリの内容と不揮発性メモリの内容を示す。尚、制御基板内に記憶部を持たず、外部に記憶装置を取り付けて代用しても差し支えない。 6A and 6B show the contents of the volatile memory and the nonvolatile memory stored in the storage unit in the control circuit in the control board. In addition, it does not have a memory | storage part in a control board, and it does not interfere even if it attaches a memory | storage device outside and substitutes.
図6Aは記憶部のうち揮発性メモリに記憶する内容である。 図6Aにおいて、揮発性メモリの1001番地には現在のキャリア周波数CHNを記憶する。キャリア周波数とは、電力変換装置が出力する出力電圧のパルス幅変調のスイッチングの周期のことであり、キャリア周波数が高いほど運転音が静かになる代わりに、発熱量が増えるというデメリットがある。特にキャリア周波数を人間の可聴域を超える15kHzや20kHzに設定することで、モータの運転音が聞こえなくなり、運転音を大きく低減させることができる。1002番地にはインバータが回転電機に対し現在指令している速度(出力している運転周波数)HzNを記憶し、1003番地には現在のインバータの出力電流値(回転電機の負荷電流値)AmNを記憶する。HzNとAmNからインバータの負荷状態を推定することが可能である。1004番地には温度検出手段より検出された値を、現在の温度検出値TeNとして記憶する。1005番地は本実施例では使用しない。
FIG. 6A shows the contents stored in the volatile memory in the storage unit. In FIG. 6A, the current carrier frequency CHN is stored at
1006番地には温度測定周期管理タイマの残り時間TN1を記憶する。1007番地には運転状態測定周期管理タイマの残り時間TN2を記憶する。1008番地には後述する時刻設定処理で設定する、現在の時刻(午前0時からの経過時間)TiNを記憶する。1009番地には温度測定を開始してからの経過時間TeSを記憶する。
The remaining time TN1 of the temperature measurement cycle management timer is stored at
回転電機およびインバータの温度は、温度を検出した瞬間の負荷ではなく、それまでの負荷状態の積算によって変化する。そのため、1101番地には運転状態測定周期で測定される指令速度の積算値HzSを記憶し、1102番地には積算値HzSを後述する平均化回数AvCで除した値(平均値)である平均のインバータ駆動周波数であるHzAを記憶する。電流値についても同様に、1201番地には運転状態測定周期で測定される出力電流値の積算値AmSを記憶し、1202番地には積算値AmSを平均化回数AvCで除した値(平均値)AmAを記憶する。
The temperatures of the rotating electrical machine and the inverter change not by the load at the moment when the temperature is detected but by the integration of the load state up to that point. For this reason, the integrated value HzS of the command speed measured at the driving state measurement cycle is stored at address 1101, and the integrated value HzS is a value (average value) obtained by dividing the integrated value HzS by an averaging number AvC described later. The inverter driving frequency HzA is stored. Similarly, with respect to the current value, the integrated value AmS of the output current value measured at the operating state measurement cycle is stored at address 1201, and the integrated value AmS is divided by the averaging count AvC (average value) at
1301番地には、温度測定周期に達した場合に、後述する温度判定処理を実行する為の判断フラグTeFを記憶する。TeFが0の場合は温度判定処理を実行せず、TeFが1の場合は温度判定処理を行う。
The
図6Bは記憶部のうち不揮発性メモリに記憶する内容である。図6Bにおいて、不揮発性メモリの2001番地には温度勾配計算を行なうか否かを判断するフラグSLTを記憶する。SLTが0である場合には温度勾配計算を行なわず、SLTが1である場合には温度検出器が検出した値に温度勾配計算の結果を加えたものを現在の温度検出値とする。2002番地には部品材質により変化する温度勾配係数TGを、2003番地には発熱部の中心と、温度検出器による測定地点(温度検出部)との距離DSを記憶する。2004番地には温度勾配係数TGと距離DSより計算にて求められる温度低下量TXを記憶する。
FIG. 6B shows the contents stored in the nonvolatile memory in the storage unit. In FIG. 6B, a flag SLT for determining whether or not to perform temperature gradient calculation is stored at
2011番地から2013番地にはキャリア周波数を記憶する。時刻を把握し、夜間は運転音を下げるためにキャリア周波数を高くし、逆に日中の外気温が高く、冷却を優先すべき時間帯にはキャリア周波数を低めに設定することで温度上昇を抑制するため、2011番地には夜間のキャリア周波数CHLを記憶し、2012番地には通常のキャリア周波数CHDを記憶し、2013番地には日中のキャリア周波数CHMを記憶する。
The carrier frequency is stored in
2021番地には回転電機の冷却能力(冷却ファンの冷却能力)CoKを記憶する。回転電機の回転数(インバータの指令速度)に応じて冷却ファンの回転数も変化し、ある回転数範囲では定数k1を用いて、冷却量を下記(式1)として近似表現することができる。 Address 2021 stores the cooling capacity of the rotating electrical machine (cooling capacity of the cooling fan) CoK. The number of rotations of the cooling fan also changes according to the number of rotations of the rotating electrical machine (inverter command speed), and the cooling amount can be approximated as the following (Equation 1) using a constant k1 within a certain number of rotations.
HzA3 × CoK × k1 ・・・ 式1
なお、使用回転数範囲全体において、より正確に、高次式での近似やこれらを実測に基づいて補正した式、データテーブルなどを使用してもよい。
HzA 3 × CoK ×
It should be noted that high-order approximation, a formula obtained by correcting these based on actual measurement, a data table, or the like may be used more accurately in the entire rotation speed range.
2022番地には回転電機の温度上昇係数(負荷電流に対する温度上昇量)WaKを記憶する。回転電機およびインバータの温度上昇は、出力電流値(負荷電流値)により変化し、定数k2を用いて、温度上昇量を、下記(式2)として近似表現することができる。 The address 2022 stores a temperature increase coefficient (temperature increase amount with respect to load current) WaK of the rotating electrical machine. The temperature rise of the rotating electrical machine and the inverter changes depending on the output current value (load current value), and the constant k2 can be used to approximate the temperature rise amount as the following (Equation 2).
AmA2 × WaK × k2 ・・・ 式2
なお、より正確に、高次式での近似やこれらを実測に基づいて補正した式、データテーブルなどを使用してもよい。
AmA 2 × WaK × k2 ...
It should be noted that approximations using higher-order equations, equations obtained by correcting these approximations based on actual measurements, data tables, and the like may be used.
2031番地には温度測定周期管理タイマの設定時間(温度を測定する周期)TM1を記憶する。2032番地には運転状態測定周期管理タイマの設定時間(運転状態を測定する周期)TM2を記憶する。2033番地には温度測定を開始して時刻を判定するまでの設定時間TeTを記憶する。
The set time (cycle for measuring temperature) TM1 of the temperature measurement cycle management timer is stored at
2101番地には指令速度、出力電流値を平均化する回数AvCを記憶する。温度の測定間隔TM1が十分に長い場合には平均化回数AvCは温度を1回測定する間に、指令速度および出力電流値を測定する回数と同等に設定するのが良い。温度の測定間隔TM1が短い場合には平均化回数AvCは温度を1回測定する間に、指令速度および出力電流値を測定する回数以上に設定するのが良い。制御を容易にする観点からは、平均化回数AvCは温度を1回測定する間に、指令速度および出力電流値を測定する回数と同等に設定し、測定回数が平均化回数AvCに達した際に温度検出値TeN、指令速度および出力電流の平均値HzA、AmAを記憶し、指令速度および出力電流値の積算値HzS、AmSをリセットするのが望ましい。 At address 2101, the command speed and the number of times AvC for averaging the output current value are stored. When the temperature measurement interval TM1 is sufficiently long, the averaging number AvC is preferably set equal to the number of times of measuring the command speed and the output current value while measuring the temperature once. When the temperature measurement interval TM1 is short, the averaging number AvC is preferably set to be equal to or more than the number of times of measuring the command speed and the output current value while measuring the temperature once. From the viewpoint of facilitating control, the averaging count AvC is set to be equal to the number of times the command speed and output current value are measured while measuring the temperature once, and when the measurement count reaches the averaging count AvC. It is desirable to store the temperature detection value TeN, the command speed and the average value of the output current HzA, AmA, and reset the integrated value HzS, AmS of the command speed and the output current value.
3011番地には1回目の温度検出時(時刻1)において後述する温度判定処理で判定した判定温度(周囲温度)T01Tを、3012番地には時刻1における指令速度T01Hを、3013番地には時刻1における出力電流値T01Aを記憶する。
At the
本実施例では温度測定周期TM1を60(60分=1時間)とし、72回の温度検出(4320分=72時間=3日間)を行うため3723番地まで各時刻における判定温度、指令速度、出力電流値を記憶する。特に屋外設置においては天候(日照)による気温の変化が大きいため、天候に左右されず正確に時刻を割り出すよう72回の測定を行うのである。よって、測定時間(周期×回数)は大きい方が望ましいが、初回の時刻設定までの時間を考慮すると3日程度が望ましい。初回の時刻判定の後も周期的に各時刻における判定温度、指令速度、出力電流値を記憶し、時刻判定を実施し、前回の判定時刻との平均値を新しい判定時刻とすることで、より正確な時刻の把握が可能となる。ただし、曜日の判定まで行うことを目的とする場合には10080分(=168時間=7日間)の測定が必要となる。 In this embodiment, the temperature measurement cycle TM1 is set to 60 (60 minutes = 1 hour), and the temperature is detected 72 times (4320 minutes = 72 hours = 3 days). Store the current value. Especially in outdoor installations, the change in temperature due to the weather (sunshine) is large, so the measurement is performed 72 times so that the time is accurately determined regardless of the weather. Therefore, it is desirable that the measurement time (cycle × number) is large, but it is preferably about 3 days in consideration of the time until the first time setting. Even after the first time determination, the determination temperature, command speed, and output current value at each time are periodically stored, the time determination is performed, and the average value with the previous determination time is set as a new determination time. Accurate time can be grasped. However, if the purpose is to perform the determination up to the day of the week, a measurement of 10080 minutes (= 168 hours = 7 days) is required.
4001番地には温度上昇抑制を優先する1回目の時間帯(例えば朝)の開始時刻PT1Sを記憶し、4002番地には温度上昇抑制を優先する1回目の時間帯の終了時刻PT1Eを記憶する。4003番地には温度上昇抑制を優先する2回目の時間帯(例えば夕方)の開始時刻PT2Sを記憶し、4004番地には温度上昇抑制を優先する2回目の時間帯の終了時刻PT2Eを記憶する。逆に、4101番地には運転音の低減を優先する1回目の時間帯(例えば夜間)の開始時刻ST1Sを記憶し、4102番地には運転音の低減を優先する1回目の時間帯の終了時刻ST1Eを記憶する。4103番地には運転音の低減を優先する2回目の時間帯(例えば昼過ぎ)の開始時刻ST2Sを記憶し、4104番地には運転音の低減を優先する2回目の時間帯の終了時刻ST2Eを記憶する。正確に外気温の変化に合わせた時間帯設定を行う場合には、温度測定周期を設定したい時間幅の半分以下とするのが望ましいが、周囲温度は急激に変化するものではないので、温度測定周期は30分ないし60分程度の周期で十分である。
The start time PT1S of the first time zone in which priority is given to temperature rise suppression (for example, morning) is stored at
5001番地には時刻判断が完了していることを示すフラグTJuを記憶する。後述するモータ制御設定処理はTJuが1である(時刻判定が完了している)ことを確認した後に実行する。
図7は本実施例におけるポンプを例にしたメイン制御処理フロー図である。図7において、まず100ステップで各種機能の初期化処理を行い、以下300ステップから800ステップの各制御を繰り返し実行する。300ステップでは温度測定処理を行い、温度測定を行う周期に達した場合、温度判定処理を実行するよう処理を行う。400ステップでは運転状態測定処理を行い、運転状態を測定する周期に達した場合、指令速度と出力電流値を記憶する処理を行う。500ステップでは温度判定処理を行い、温度検出値と指令速度と出力電流値より判定温度(周囲温度)を算出し、記憶する。
FIG. 7 is a main control process flow diagram using the pump in this embodiment as an example. In FIG. 7, first, initialization processing of various functions is performed in 100 steps, and each control from 300 steps to 800 steps is repeatedly executed. In
600ステップでは時刻設定処理を行い、複数回の温度判定結果(複数の判定温度)の関係性より時刻を推定し、設定する。700ステップでは設定された時刻と、予め記憶された温度上昇抑制を優先する時刻、あるいは運転音の低減を優先する時刻とを比較し、現在の時刻が通常時からモータの制御方法が変化させる時間帯においてはモータ制御を変更する処理を行う。
In
800ステップではポンプ制御処理を行う。700ステップのモータ制御設定により、同じ回転数(周波数)での運転においてもより温度上昇を抑え、あるいはより運転音を低減し、給水を行う。
In
図8は本実施例における温度測定処理300の処理フロー図である。図8において、310ステップで温度測定周期管理タイマの残り時間TN1が0になっているか判定を行い、TN1が0であれば311ステップへ進む。311ステップで温度検出器が検出した温度を現在の温度検出値TeNに記憶し、312ステップで温度判定処理の実行フラグTeFを1(実行)に設定する。313ステップで温度測定周期管理タイマの残り時間TN1に、温度測定周期管理タイマ設定値TM1を設定し、メイン制御フローに戻る。313ステップでTN1にTM1を設定するのは再び周期TM1の時間後に温度測定を行うためである。
FIG. 8 is a process flowchart of the
310ステップで温度測定周期管理タイマの残り時間TN1が0になっていなかった場合には、314ステップで温度測定周期管理タイマの残り時間TN1をカウントダウンし、記憶する。その後、メイン制御フローに戻る。
If the remaining time TN1 of the temperature measurement cycle management timer is not 0 in
図9は本実施例における運転状態測定処理400の処理フロー図である。図9において、410ステップで運転状態測定周期管理タイマの残り時間TN2が0になっているか判定を行い、TN2が0であれば411ステップへ進む。411ステップでインバータが回転電機に対し現在指示している速度(指令速度、出力周波数)HzNを記憶し、412ステップでHzNを指令速度の積算値HzSに加算し、HzSを更新する。413ステップでインバータが回転電機に対し現在出力している電流値(負荷電流値)AmNを記憶し、414ステップでAmNを出力電流値の積算値AmSに加算し、AmSを更新する。415ステップで運転状態測定周期管理タイマの残り時間TN2に、運転状態測定周期タイマ設定値TM2を設定し、メイン制御フローに戻る。415ステップでTN2にTM2を設定するのは再び周期TM2の時間後に運転状態測定処理を行うためである。
FIG. 9 is a process flow diagram of the operation
410ステップで運転状態周期管理タイマの残り時間TN2が0になっていなかった場合には、416ステップで運転状態測定周期管理タイマの残り時間TN2をカウントダウンし、記憶する。その後、メイン制御フローに戻る。
If the remaining time TN2 of the operation state cycle management timer is not 0 in
図10は本実施例における温度判定処理500の処理フロー図である。図10において、510ステップで温度判定処理の実行フラグTeFが1(実行)であるか判定を行い、TeFが1(実行)であれば511ステップに進み、TeFが0(なし)の場合にはメイン制御フローに戻る。511ステップで指令速度の積算値HzSと平均化回数AvCより、指令速度の平均値HzAを下記(式3)により算出する。
FIG. 10 is a process flowchart of the
HzA = HzS ÷ AvC ・・・ 式3
512ステップで指令速度の平均値HzAと冷却係数CoKより(式1)を用いて冷却量を算出する。513ステップで出力電流値の積算値AmSと平均化回数AvCより、出力電流値の平均値AmAを下記(式4)により算出する。
HzA = HzS ÷ AvC ...
In
AmA = AmS ÷ AvC ・・・ 式4
514ステップで出力電流の平均値AmAと温度上昇係数WaKより(式2)を用いて温度上昇量を算出する。515ステップで指令速度の積算値HzSを0に戻し、516ステップで出力電流値の積算値AmSを0に戻す。517ステップで現在の温度検出値TeNと(式1)、(式2)より得られた冷却量、温度上昇量より(式5)を用いて判定温度を算出する。判定1回目であれば時刻1における判定温度T01Tに記憶し、判定n回目であれば時刻nにおける判定温度TnTに記憶する。
AmA = AmS ÷
In
(判定温度)=TeN−(温度上昇量)+(冷却量) ・・・ 式5
518ステップで温度判定処理の実行フラグTeFを0(なし)に設定し、メイン制御フローに戻る。
(Judgment temperature) = TeN− (temperature rise amount) + (cooling amount)
In step 518, the temperature determination process execution flag TeF is set to 0 (none), and the process returns to the main control flow.
ここで、温度勾配計算の選択があり(SLTの設定値が1)の場合には、517ステップで温度検出器が検出した値を、そのまま現在の温度検出値TeNとするのではなく、温度勾配を考慮して、下記(式6)、(式7)を演算する。
If the temperature gradient calculation is selected (SLT set value is 1), the value detected by the temperature detector in
TG × DS = TX ・・・ 式6
(温度検出値) + TX = TeN ・・・ 式7
図11に示すように、実際の発熱部と測定点(温度検出部)の間には温度に差が生じ、その温度差は部品の材質によって決まる熱の伝えやすさ(温度勾配係数)TGと発熱部と測定点との距離DSで算出できる。図12に示すように距離が大きくなればなるほど、或いは温度勾配係数が大きくなればなるほど、発熱部から測定点までの温度低下量(温度勾配)は大きくなり、温度検出値と実際の発熱量との誤差が大きくなることとなる。温度勾配を考慮して計算することで、電流に依存し発熱量が変化する発熱部の中心と、温度検出部との温度差を補正し、より正確に現在の周囲温度を算出することが可能となる。
TG × DS = TX Equation 6
(Temperature detection value) + TX = TeN
As shown in FIG. 11, there is a difference in temperature between the actual heat generation part and the measurement point (temperature detection part), and the temperature difference is determined by the ease of heat transfer (temperature gradient coefficient) TG determined by the material of the part. It can be calculated by the distance DS between the heat generating part and the measurement point. As the distance increases or the temperature gradient coefficient increases, the amount of temperature decrease (temperature gradient) from the heat generating portion to the measurement point increases as shown in FIG. 12, and the detected temperature value and the actual heat generation amount The error will increase. By calculating in consideration of the temperature gradient, the current ambient temperature can be calculated more accurately by correcting the temperature difference between the temperature detection unit and the center of the heat generation unit where the amount of heat generation depends on the current. It becomes.
図13は本実施例における時刻設定処理600の処理フロー図である。図13において、610ステップで温度測定経過時間TeSが温度測定時間TeTに達しているか判定し、達している場合には611ステップに進み、まだ達していない場合にはメイン制御フローに戻る。611ステップで判定温度のうち最も高い値のデータを時刻「午後3時(午前0時より900分経過)」とする。612ステップで「午後3時」とした時間と現在の温度測定経過時間TeSの差分から午後0時を算出する。例えば測定周期60分で「午後3時(900分経過)」とするデータが30回目(1800分経過)の測定において検出された場合、「午前0時」は「午後3時」の900分前であることから、下記(式8)より、
1800−900=900 ・・・ 式8
温度測定開始から900分経過時点であることが分かる。また、翌日「午前0時」は「午後3時」の540分後であることから、下記(式9)より、
1800+540=2340 ・・・ 式9
温度測定開始から2340分経過時点であると分かる。これを「午前0時」(基準時間)とする。
FIG. 13 is a process flow diagram of the
1800−900 = 900
It can be seen that 900 minutes have elapsed since the start of temperature measurement. Also, since the next day “0:00 am” is 540 minutes after “3 pm”,
1800 + 540 = 2340 ...
It can be seen that 2340 minutes have elapsed since the start of temperature measurement. This is assumed to be “midnight” (reference time).
613ステップで「午前0時」と測定開始から現在までの測定経過時間TeS(72回の測定であれば60分×72回=4320分)より現在の時刻TiNが下記(式10)により算出できる。
In
4320−2340=1980 ・・・ 式10
一日は1440分(24時間)であるため、(式10)の解が1440以上の場合は、下記(式11)のように1440で減算する。
4320-2340 = 1980
Since one day is 1440 minutes (24 hours), if the solution of (Equation 10) is 1440 or more, it is subtracted at 1440 as shown in (Equation 11) below.
1980−1440=540 ・・・ 式11
よって、現在は540分経過(9時間経過)より午前9時と算出できる。
1980-1440 = 540 Equation 11
Therefore, it can be calculated as 9:00 am from 540 minutes (9 hours).
614ステップで時刻判断完了フラグTJuを1(完了)に設定する。615ステップで温度測定経過時間TeSを0に戻し、メイン制御フローに戻る。
In
612ステップでの「午後3時」の抽出方法を最も高い判定温度としたが、1440分(=24時間)おきの3つのデータの平均値が最も高いものとしても良く、または最も低い判定温度を「午前6時」としても良い。あるいは気温の変化点(上昇から減少、減少から上昇)で判定しても良い。
Although the extraction method of “3 pm” in
設置される地域や建物により気温の特徴があらかじめ判っている場合は、判定温度の設定パラメータを不揮発性メモリに保持して、例えばその判定温度を超えたときに「午後3時」等の判定をしてもよい。さらに、判定温度パラメータを不揮発性メモリに夏用、冬用、春・秋用の3つ保持して季節によってそれぞれ判定温度を設定することもできる。この場合、例えば、設置後の検出温度1週間分の温度平均値を算出し、各週の温度平均値の増減度合いやこの温度平均値とあらかじめ保持した3つの判定温度との乖離の度合いにより季節を判断することで、判定温度パラメータ3つのうちどれを使用するが自動選択することができる。さらに、1週間分の温度平均値を4回平均して月の温度平均を算出し、これを12回分保持することで1年分の温度の変動範囲や推移がわかる。例えば、この温度変動範囲の高温域30%は夏用の判定温度を使用し、低温域30%は冬用の判定温度を使用し、中間域は春・秋用の判定温度を使用する等の制御を行ってもよい。
If the characteristics of the air temperature are known in advance depending on the area or building where it is installed, the setting parameter for the judgment temperature is stored in the non-volatile memory. For example, when the judgment temperature is exceeded, a judgment such as “3 pm” is made. May be. In addition, three determination temperature parameters can be stored in the nonvolatile memory for summer, winter, spring and autumn, and the determination temperature can be set according to the season. In this case, for example, the temperature average value for one week of the detected temperature after installation is calculated, and the season is determined by the degree of increase or decrease in the temperature average value for each week and the degree of deviation between this temperature average value and the three judgment temperatures held in advance. By determining, which of the three determination temperature parameters is used can be automatically selected. Furthermore, the average temperature value for one week is averaged four times to calculate the average temperature for the month, and by holding this for 12 times, the temperature fluctuation range and transition for one year can be found. For example, the
また、温度上昇抑制を優先する制御や運転音の低減を優先する制御は、それらの切替を行うにあたって時間換算をせずに温度から直接判定してもよい。例えば、不揮発性メモリに保持した判定温度を超えたとき昼運転と判断し温度上昇抑制を優先する制御を行い、下回ったときには夜運転と判断し運転音の低減を優先する制御を行ってもよい。さらに、設置後の検出温度を例えば1週間分保持してその温度平均値を算出し、この平均温度をこの制御切替の直接の判定値としてもよい。直近の一定期間の平均温度を使用することで季節や天候の変動の影響を判定値に反映することができる。 Further, the control giving priority to suppression of temperature rise and the control giving priority to reduction of driving sound may be determined directly from the temperature without performing time conversion when switching between them. For example, when the temperature exceeds the determination temperature held in the non-volatile memory, it is determined that the operation is daytime and priority is given to suppression of temperature rise, and when the temperature is lower, the control is determined to be night operation and priority is given to reduction of operation sound. . Furthermore, the detected temperature after installation may be held for one week, for example, and the average temperature value may be calculated, and this average temperature may be used as a direct determination value for this control switching. By using the average temperature for the most recent fixed period, the influence of seasonal and weather fluctuations can be reflected in the judgment value.
図14は本実施例におけるモータ制御設定処理700の処理フロー図である。図14において、710ステップで時刻判断完了フラグTJuが1(完了)であるか判定を行い、TJuが1(完了)であれば720ステップに進み、TJuが0(未完)の場合には763ステップに進む。
FIG. 14 is a process flow diagram of the motor
720ステップでは現在の時刻TiNが温度上昇抑制を優先する時間帯として設定されているPT1SとPT1Eの間の時間帯であるか判定を行い、TiNがPT1SとPT1Eの間である場合には761ステップに進み、PT1SとPT1Eの間の時間帯でなければ730ステップに進む。730ステップで、同様に、現在の時刻TiNが温度上昇抑制を優先する時間帯として設定されているPT2SとPT2Eの間の時間帯であるか判定を行い、TiNがPT2SとPT2Eの間である場合には761ステップに進み、PT2SとPT2Eの間の時間帯でなければ740ステップに進む。
In
740ステップでは現在の時刻TiNが運転音の低減を優先する時間帯として設定されているST1SとST1Eの間の時間帯であるか判定を行い、TiNがST1SとST1Eの間である場合には762ステップに進み、ST1SとST1Eの間の時間帯でなければ750ステップに進む。750ステップで、同様に、現在の時刻TiNが運転音の低減を優先する時間帯として設定されているST2SとST2Eの間の時間帯であるか判定を行い、TiNがST2SとST2Eの間である場合には762ステップに進み、ST2SとST2Eの間の時間帯でなければ763ステップに進む。
In
761ステップに進んだ場合、現在のキャリア周波数CHNに日中のキャリア周波数CHMを設定し、メイン制御フローに戻る。762ステップに進んだ場合、現在のキャリア周波数CHNに夜間のキャリア周波数CHLを設定し、メイン制御フローに戻る。763ステップに進んだ場合、現在のキャリア周波数CHNに通常のキャリア周波数CHDを設定し、メイン制御フローに戻る。 When the process proceeds to step 761, the daytime carrier frequency CHM is set to the current carrier frequency CHN, and the process returns to the main control flow. When the process proceeds to step 762, the night carrier frequency CHL is set to the current carrier frequency CHN, and the process returns to the main control flow. When the process proceeds to step 763, the normal carrier frequency CHD is set to the current carrier frequency CHN, and the process returns to the main control flow.
以上、本実施例を、回転電機に電力変換装置等が一体に構成された回転電機組立体を例に説明した。しかし、本実施例はこれに限定されるものではなく、例えば、回転電機と電力変換装置が別体で、回転電機は、回転電機のハウジングの近傍に温度検出器を備え、その温度検出器により検出された回転電機の温度に応じて回転電機の回転制御方法が変更されるようにしてもよい。すなわち、外気温測定のための専用の温度検出器を用いず、電力変換装置または回転電機の温度を測定する温度検出器を用いて、周囲温度を把握することを可能とし、周囲温度に応じて回転電機を制御すればよい。 As described above, the present embodiment has been described by taking the rotating electrical machine assembly in which the power conversion device and the like are integrated with the rotating electrical machine as an example. However, the present embodiment is not limited to this. For example, the rotating electrical machine and the power conversion device are separate, and the rotating electrical machine includes a temperature detector in the vicinity of the housing of the rotating electrical machine. The rotation control method of the rotating electrical machine may be changed according to the detected temperature of the rotating electrical machine. In other words, it is possible to grasp the ambient temperature using a temperature detector that measures the temperature of the power converter or the rotating electrical machine without using a dedicated temperature detector for measuring the outside air temperature, and depending on the ambient temperature. What is necessary is just to control a rotary electric machine.
以上のように、本実施例は、ハウジングと、ハウジングに取り付けられる固定子と、回転軸に固定された回転子と、回転軸を支持する軸受と、軸受が取り付けられるエンドブラケットを有する回転電機を備え、回転電機の固定子に駆動電流を供給する電力変換装置と、電力変換装置を介して回転電機を制御する制御基板と、をハウジングの外周部に配置した回転電機組立体であって、電力変換装置内に電力変換装置とハウジングが接触する領域に温度検出器を備え、制御基板は、温度検出器により検出された温度に応じて回転電機の制御方法を変更するように構成する。 As described above, the present embodiment includes a rotating electrical machine having a housing, a stator attached to the housing, a rotor fixed to the rotating shaft, a bearing that supports the rotating shaft, and an end bracket to which the bearing is attached. A rotating electrical machine assembly comprising: a power converter that supplies a drive current to a stator of the rotating electrical machine; and a control board that controls the rotating electrical machine via the power converter; A temperature detector is provided in a region where the power converter and the housing are in contact with each other in the converter, and the control board is configured to change the control method of the rotating electrical machine according to the temperature detected by the temperature detector.
また、ハウジングと、ハウジングに取り付けられる固定子と、回転軸に固定された回転子と、回転軸を支持する軸受と、軸受が取り付けられるエンドブラケットを有する回転電機であって、回転電機の固定子に駆動電流を供給する電力変換装置を介して回転制御され、ハウジングの近傍に温度検出器を備え、温度検出器により検出された温度に応じて回転電機の回転制御方法が変更されるように構成する。 A rotating electric machine having a housing, a stator attached to the housing, a rotor fixed to the rotating shaft, a bearing supporting the rotating shaft, and an end bracket to which the bearing is attached, the stator of the rotating electric machine Rotational control is performed via a power conversion device that supplies a drive current to the housing, a temperature detector is provided in the vicinity of the housing, and the rotation control method of the rotating electrical machine is changed according to the temperature detected by the temperature detector To do.
これにより、温度情報を取得するための部品構成を低減し、回転電機の温度をもとに周囲温度を把握することを可能とし、周囲温度に応じて回転電機を制御することが可能となる。 Thereby, the component configuration for acquiring temperature information can be reduced, the ambient temperature can be grasped based on the temperature of the rotating electrical machine, and the rotating electrical machine can be controlled according to the ambient temperature.
本実施例は、電力変換装置が出力する出力電圧のパルス幅変調の周波数変調方式を変更することで回転電機の温度上昇抑制運転と運転音を低く抑える静音運転の制御を行う場合について説明する。 In the present embodiment, a case will be described in which the temperature rise suppression operation of the rotating electrical machine and the silent operation control for reducing the operation noise are controlled by changing the frequency modulation method of the pulse width modulation of the output voltage output from the power converter.
本実施例においては、図6Aに示す揮発性メモリの1005番地に、後述するモータ制御設定処理で設定する、現在の周波数変調方式PWNを記憶することで実施する。PWNが0である場合は2相変調方式(2相スイッチング)とし、PWNが1である場合は3相変調方式(3相スイッチング)とする。通常はインバータの3相全てを使用した3相変調を行なうが、2相スイッチングを行なうことで発熱量を低減させることができる。2相スイッチングは発熱量が低下する代わりに、運転音が大きくなるというデメリットがある。
In this embodiment, the present frequency modulation system PWN set by a motor control setting process described later is stored at
本実施例におけるモータ制御設定処理700を図15に示す。図15において、710ステップで時刻判断完了フラグTJuが1(完了)であるか判定を行い、TJuが1(完了)であれば720ステップに進み、TJuが0(未完)の場合には766ステップに進む。
A motor
720ステップでは現在の時刻TiNが温度上昇抑制を優先する時間帯として設定されているPT1SとPT1Eの間の時間帯であるか判定を行い、TiNがPT1SとPT1Eの間である場合には764ステップに進み、PT1SとPT1Eの間の時間帯でなければ730ステップに進む。730ステップで、同様に、現在の時刻TiNが温度上昇抑制を優先する時間帯として設定されているPT2SとPT2Eの間の時間帯であるか判定を行い、TiNがPT2SとPT2Eの間である場合には764ステップに進み、PT2SとPT2Eの間の時間帯でなければ740ステップに進む。
In
740ステップでは現在の時刻TiNが運転音の低減を優先する時間帯として設定されているST1SとST1Eの間の時間帯であるか判定を行い、TiNがST1SとST1Eの間である場合には765ステップに進み、ST1SとST1Eの間の時間帯でなければ750ステップに進む。750ステップで、同様に、現在の時刻TiNが運転音の低減を優先する時間帯として設定されているST2SとST2Eの間の時間帯であるか判定を行い、TiNがST2SとST2Eの間である場合には765ステップに進み、ST2SとST2Eの間の時間帯でなければ766ステップに進む。
In
764ステップに進んだ場合、現在の周波数変調方式を2相変調方式(2相スイッチング)に設定し、メイン制御フローに戻る。765ステップに進んだ場合、現在の周波数変調方式を3相変調方式(3相スイッチング)に設定し、メイン制御フローに戻る。766ステップに進んだ場合、周波数変調方式を変更せず、メイン制御フローに戻る。766ステップでは周波数変調方式を変更しないものとしたが、温度上昇抑制を優先して2相変調方式としても、運転音の低減を優先して3相変調方式としても良く、使用される環境に応じて変更をするのが望ましい。
When the process proceeds to step 764, the current frequency modulation system is set to the two-phase modulation system (two-phase switching), and the process returns to the main control flow. When the process proceeds to step 765, the current frequency modulation method is set to the three-phase modulation method (three-phase switching), and the process returns to the main control flow. When the process proceeds to step 766, the frequency modulation method is not changed and the process returns to the main control flow. In
なお、実施例1のキャリア周波数の変更と、実施例2の周波数変調方式の変更は組み合わせて実施しても良く、組み合わせることによって、より効果が得られることは自明である。 It should be noted that the change of the carrier frequency of the first embodiment and the change of the frequency modulation method of the second embodiment may be implemented in combination, and it is obvious that the effect can be obtained by combining them.
本実施例は、実施例2と同じ手法にて時刻を求めるものであるが、図6Bの4001番地から4104番地に予め温度上昇抑制を優先する時間帯/運転音の低減を優先する時間帯を入力しておくものではなく、3011番地から3721番地に記憶された各時刻における判定温度をもとに周囲温度を判断し、4001番地から4104番地に周囲温度の高い/低い時間帯を自動で記憶させるものである。
In this embodiment, the time is obtained by the same method as in the second embodiment. However, the time zone in which priority is given to temperature rise suppression / the time zone in which priority is given to the reduction of driving sound is given in advance from
本実施例によれば、予め周囲環境を予測し、温度上昇抑制を優先する時間帯/運転音の低減を優先する時間帯を入力する必要がなく、さらには実際の判定温度データをもとに時間帯を自動入力するため、より正確に周囲温度の変化を把握、設定することが可能となる。加えて、周期的に時刻設定を行う場合、時刻設定を行うたびに温度上昇抑制を優先する時間帯/運転音の低減を優先する時間帯の見直し(再設定)を行うことで、常に直近の周囲環境を考慮した制御を行うことが可能となる。 According to the present embodiment, it is not necessary to predict the surrounding environment in advance and input a time zone in which priority is given to temperature rise suppression / a time zone in which reduction of driving sound is prioritized. Since the time zone is automatically input, it becomes possible to grasp and set the change in the ambient temperature more accurately. In addition, when the time is set periodically, the time zone that prioritizes temperature rise suppression / the time zone that prioritizes the reduction of driving sound is reviewed (reset) every time the time is set. Control in consideration of the surrounding environment can be performed.
各時刻における判定温度をもとに温度上昇抑制を優先する時間帯/運転音の低減を優先する時間帯を判断する際の基準値に関しては、不揮発性メモリに予め設定しても良いが、季節により周囲温度の平均値は異なるため、記憶された各時刻の判定温度の平均値、または中央値などをもとに演算で基準値を求めるのが望ましい。 The reference value for determining the time zone prioritizing temperature rise suppression / the time zone prioritizing the reduction of driving sound based on the judgment temperature at each time may be preset in the non-volatile memory. Since the average value of the ambient temperature differs depending on the value, it is desirable to obtain the reference value by calculation based on the average value or median value of the stored determination temperatures at each time.
本実施例は、現在の時刻と、温度上昇抑制を優先する時間帯/運転音の低減を優先する時間帯とを比較するのではなく、現在の温度検出値と判定温度の平均値で比較し、温度上昇抑制を優先する、または運転音の低減を優先することを判断するものである。 The present embodiment does not compare the current time with the time zone in which priority is given to temperature rise suppression / time zone in which reduction of driving sound is prioritized, but compares the current temperature detection value with the average value of the judgment temperatures. It is determined whether to give priority to temperature rise suppression or to give priority to reduction of driving noise.
本実施例と他の実施例との違いは、本実施例では時刻に関係なく、その日の周囲温度と直近(数日間、例えば3日間)の判定温度の平均値とを比較し、温度の高低を判断するもので、昼夜に関係なく何らかの予期せぬ外的要因により温度を抑制すべき状況となった際に、温度抑制の制御を行なうことができる点で優れている。判定温度の平均値は実施例3と同じように、図6Bの3011番地から3721番地に記憶された各時刻の判定温度より平均値を算出すると良い。温度抑制の制御を優先するための基準値を、予め不揮発性メモリに設定しても良い。
The difference between this embodiment and the other embodiments is that, in this embodiment, the ambient temperature of the day is compared with the average value of the most recent (several days, for example, 3 days) judgment temperature, and the temperature This is superior in that temperature suppression can be controlled when the temperature should be suppressed due to some unexpected external factor regardless of day or night. As in the third embodiment, the average value of the determination temperature may be calculated from the determination temperature at each time stored at
本実施例におけるモータ制御設定処理700を図16に示す。図16において、710ステップで時刻判断完了フラグTJuが1(完了)であるか判定を行い、TJuが1(完了)であれば721ステップに進み、TJuが0(未完)の場合にはメイン制御フローに戻る。
A motor
721ステップでは現在の判定温度が各時刻の判定温度の平均値以上であるか判定を行い、平均値以上である場合には761ステップに進み、平均値以上でなければ762ステップに進む。
In
761ステップに進んだ場合、現在のキャリア周波数CHNに日中のキャリア周波数CHMを設定し、メイン制御フローに戻る。762ステップに進んだ場合、現在のキャリア周波数CHNに夜間のキャリア周波数CHLを設定し、メイン制御フローに戻る。 When the process proceeds to step 761, the daytime carrier frequency CHM is set to the current carrier frequency CHN, and the process returns to the main control flow. When the process proceeds to step 762, the night carrier frequency CHL is set to the current carrier frequency CHN, and the process returns to the main control flow.
以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
1…順変換器、2…平滑コンデンサ、3…逆変換器、5…制御回路、7…操作表示部、8…駆動回路、9…温度検出器、10…カバー、11…エンドブラケット、20…冷却ファンカバー、30…電力変換装置用ケース、31…電力変換装置、40…端子箱、50…回転電機、51…ハウジング、52L、52S…冷却フィン、53…取り付け用平面部、54…固定子、55…回転子、56…回転軸、58…遠心ファン、60…制御基板用ケース、70…コンデンサ用ケース
DESCRIPTION OF
Claims (13)
該回転電機の固定子に駆動電流を供給する電力変換装置と、該電力変換装置を介して前記回転電機を制御する制御基板と、を前記ハウジングの外周部に配置した回転電機組立体であって、
前記電力変換装置内に該電力変換装置と前記ハウジングが接触する領域に温度検出器を備え、
前記制御基板は、前記温度検出器により検出された温度に応じて前記回転電機の制御方法を変更することを特徴とする回転電機組立体。 A rotating electrical machine having a housing, a stator attached to the housing, a rotor fixed to the rotating shaft, a bearing supporting the rotating shaft, and an end bracket to which the bearing is attached;
A rotating electrical machine assembly in which a power conversion device that supplies a drive current to a stator of the rotating electrical machine and a control board that controls the rotating electrical machine via the power conversion device are arranged on an outer periphery of the housing. ,
A temperature detector is provided in a region where the power converter and the housing are in contact with each other in the power converter,
The rotating electrical machine assembly, wherein the control board changes a control method of the rotating electrical machine according to a temperature detected by the temperature detector.
前記ハウジングの外周に、端子箱を備え、
該端子箱の中にノイズフィルタを内蔵したことを特徴とする回転電機組立体。 The rotating electrical machine assembly according to claim 1,
A terminal box is provided on the outer periphery of the housing,
A rotating electrical machine assembly, wherein a noise filter is built in the terminal box.
前記ハウジングにおいて、前記電力変換装置が配置される平面部を有し、
該平面部は、その他の部分に比べて薄いことを特徴とする回転電機組立体。 The rotating electrical machine assembly according to claim 1,
The housing has a flat surface portion on which the power conversion device is disposed,
The rotating electrical machine assembly, wherein the flat portion is thinner than other portions.
前記電力変換装置は、前記ハウジングの回転軸方向において、その中心位置が、前記回転電機の固定子の中心位置となるように配置されていることを特徴とする回転電機組立体。 The rotating electrical machine assembly according to claim 1,
The rotating electrical machine assembly, wherein the power conversion device is disposed such that a center position of the power conversion device is a center position of a stator of the rotating electrical machine in a rotation axis direction of the housing.
前記制御基板は、前記温度検出器により検出された温度を前記ハウジングの温度勾配を考慮した温度に補正し、その補正値に基づいて制御を行うことを特徴とする回転電機組立体。 The rotating electrical machine assembly according to claim 1,
The rotating electrical machine assembly, wherein the control board corrects the temperature detected by the temperature detector to a temperature considering a temperature gradient of the housing, and performs control based on the correction value.
前記制御基板は、前記回転電機の周囲温度が所定の値より高い場合には、該回転電機の発熱を抑制するよう制御を行うことを特徴とする回転電機組立体。 The rotating electrical machine assembly according to claim 1,
The rotating electrical machine assembly, wherein the control board performs control to suppress heat generation of the rotating electrical machine when an ambient temperature of the rotating electrical machine is higher than a predetermined value.
前記制御基板は、前記回転電機の周囲温度が所定の時間における平均値より高い場合には、該回転電機の発熱を抑制するよう制御を行うことを特徴とする回転電機組立体。 The rotating electrical machine assembly according to claim 1,
The rotating electrical machine assembly, wherein the control board performs control to suppress heat generation of the rotating electrical machine when an ambient temperature of the rotating electrical machine is higher than an average value in a predetermined time.
前記制御基板は、前記回転電機の周囲温度が所定の値より低い場合には、該回転電機の運転音を抑制するよう制御を行うことを特徴とする回転電機組立体。 The rotating electrical machine assembly according to claim 1,
When the ambient temperature of the rotating electrical machine is lower than a predetermined value, the control board performs control so as to suppress operation noise of the rotating electrical machine.
前記制御基板は、前記回転電機の周囲温度が所定の時間における平均値より低い場合には、該回転電機の運転音を抑制するよう制御を行うことを特徴とする回転電機組立体。 The rotating electrical machine assembly according to claim 1,
When the ambient temperature of the rotating electrical machine is lower than an average value at a predetermined time, the control board performs control so as to suppress operation noise of the rotating electrical machine.
前記制御基板は、前記回転電機の周囲温度を基に、前記電力変換装置が出力する出力電圧のパルス幅変調のスイッチング周期であるキャリア周波数を変更することを特徴とする回転電機組立体。 The rotating electrical machine assembly according to claim 1,
The rotating electrical machine assembly, wherein the control board changes a carrier frequency, which is a switching cycle of pulse width modulation of an output voltage output from the power converter, based on an ambient temperature of the rotating electrical machine.
前記制御基板は、前記回転電機の周囲温度を基に、前記電力変換装置が出力する出力電圧のパルス幅変調の周波数変調方式を変更することを特徴とする回転電機組立体。 The rotating electrical machine assembly according to claim 1,
The rotating electrical machine assembly, wherein the control board changes a frequency modulation method of pulse width modulation of an output voltage output from the power converter based on an ambient temperature of the rotating electrical machine.
該回転電機の固定子に駆動電流を供給する電力変換装置を介して回転制御され、
前記ハウジングの近傍に温度検出器を備え、
該温度検出器により検出された温度に応じて前記回転電機の回転制御方法が変更されることを特徴とする回転電機。 A rotating electrical machine having a housing, a stator attached to the housing, a rotor fixed to the rotating shaft, a bearing that supports the rotating shaft, and an end bracket to which the bearing is attached,
The rotation is controlled via a power converter that supplies a drive current to the stator of the rotating electrical machine,
A temperature detector in the vicinity of the housing;
A rotating electrical machine, wherein a rotation control method of the rotating electrical machine is changed according to a temperature detected by the temperature detector.
前記温度検出器は前記電力変換装置に設けられており、前記回転電機と前記電力変換装置が熱的に一体化されていることを特徴とする回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 12,
The temperature detector is provided in the power converter, and the rotating electrical machine and the power converter are thermally integrated.
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