JP2017085789A - コンバータ、モータ駆動装置、異常検出方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、関連する技術として、図10に示すようなモータ駆動装置におけるコンデンサインプット形の整流回路を有するコンバータにおいて、アクティブフィルタ(スイッチング回路)を用いてコンバータにおける力率を改善する際に、予め取得した正常動作時のコンバータの入力波形と現在のコンバータの入力波形とを比較し一致しているか否かに基づいて、アクティブフィルタが正常に動作しているか否かを判定する技術が記載されている。
そのため、モータ駆動装置のコンバータにおいてアクティブフィルタが正常に動作しているか否かを容易に判定する技術が求められていた。
以下、本発明の第一の実施形態によるコンバータを備えるモータ駆動装置の構成について説明する。
本実施形態によるモータ駆動装置1は、図1に示すように、コンバータ2と、インバータ3と、交流電源4と、モータ20と、を備える。
整流回路5は、交流電源4から供給された交流電力を整流して直流電力を生成する。
周期検出部17は、交流電源4が整流回路5に出力する交流電力の周期を検出する。
電流検出部27は、交流電源4が整流回路5に出力する電流の瞬時値を検出する。
昇圧アクティブフィルタ10は、整流回路5から直流電力が供給される。昇圧アクティブフィルタ10は、スイッチング素子8の導通タイミングを決定するオン・オフ状態に応じた電圧をダイオード7のカソードから平滑コンデンサ12に出力する。
モータ電流検出部29は、ブリッジ回路18がモータ20に出力するモータ電流を検出する。
インバータ制御部19は、直流電圧検出部28が検出した平滑コンデンサ12から供給される直流電圧の値と、モータ電流検出部29が検出したブリッジ回路18がモータ20に出力するモータ電流とに基づいて、ブリッジ回路18のオン・オフ状態を制御して、モータ20を回転させる制御を行う。
なお、インバータ制御部19は、コンバータ2を制御するコンバータ制御部15の制御の状態に基づいて、モータ20の回転を補正する制御を行ってもよい。
上述のように、昇圧アクティブフィルタ10が正常に動作し、コンバータ2における力率を向上させる目的で、コンバータ制御部15がスイッチング素子8のオン・オフ状態を制御する場合、交流電源4が整流回路5に出力する電流は、図2で示した電流波形となる。
また、昇圧アクティブフィルタ10が正常に動作せず、スイッチング素子8が開放状態の場合、交流電源4が整流回路5に出力する電流は、図3で示した電流波形となる。
この理由により、異常検出部31は、コンバータのさまざまな負荷条件に対して、交流電源4が整流回路5に出力する電流の瞬時値と、その瞬時値に対応する時間とに基づいて、図4の部分(a)において交流電源4が整流回路5に出力する電流が第1異常判定しきい値の範囲内となる期間の周期Tにおける割合((t1a+t3a+t5a)÷T)と、図4の部分(b)において交流電源4が整流回路5に出力する電流が第1異常判定しきい値の範囲内となる期間の周期Tにおける割合((t1b+t3b+t5b)÷T)との間の、例えば、割合((t1a+t3a+t5a+t1b+t3b+t5b)÷2÷T)を第2異常判定しきい値と算出する。
まず、異常検出部31が第1異常判定しきい値ithと、第2異常判定しきい値tthを記憶部30に書き込む図6に示す処理フローについて説明する。
周期検出部17は、周期Tを異常検出部31に出力する。
電流検出部27は、交流電源4が整流回路5に出力する電流の瞬時値を異常検出部31に出力する。
異常検出部31は、周期Tにおける交流電源4が整流回路5に出力する電流の瞬時値の平均値を算出し、交流電源4が整流回路5に出力する電流の中心値を算出する。異常検出部31は、交流電源4が整流回路5に出力する電流の中心値と、交流電源4が整流回路5に出力する電流の瞬時値を用いて、交流電源4が整流回路5に出力する電流の中心値から最大、または、最小までの変化分を算出し、交流電源4が整流回路5に出力する電流の最大振幅を特定する(ステップS1)。
周期検出部17は、周期Tを異常検出部31に出力する。
電流検出部27は、交流電源4が整流回路5に出力する電流の瞬時値を異常検出部31に出力する。
異常検出部31は、周期Tにおける交流電源4が整流回路5に出力する電流の瞬時値の平均値を算出し、交流電源4が整流回路5に出力する電流の中心値を算出する。異常検出部31は、交流電源4が整流回路5に出力する電流の中心値と、交流電源4が整流回路5に出力する電流の瞬時値を用いて、交流電源4が整流回路5に出力する電流の中心値から最大、または、最小までの変化分を算出し、交流電源4が整流回路5に出力する電流の最大振幅を特定する(ステップS11)。
異常検出部31は、モータ駆動装置1の動作を停止させるなどの処理を行う(ステップS20)。
異常検出部31は、昇圧アクティブフィルタ10が正常に動作していないことを外部に報知する(ステップS21)。
このようにすれば、異常検出部31を備えるコンバータ2は、モータ駆動装置のコンバータにおいてアクティブフィルタが正常に動作しているか否かを容易に判定することができる。
本発明の第二の実施形態によるコンバータを備えるモータ駆動装置の構成について説明する。
本実施形態によるモータ駆動装置1は、図9に示すように、コンバータ2と、インバータ3と、交流電源4と、モータ20と、を備える。
本実施形態によるモータ駆動装置1は、並列に接続された昇圧アクティブフィルタ10をコンバータ2が複数備える点で、本発明の第一の実施形態によるモータ駆動装置1と異なる。
このようにすれば、異常検出部31を備えるコンバータ2は、モータ駆動装置のコンバータにおいて並列に複数接続されたアクティブフィルタが正常に動作しているか否かを容易に判定することができる。
2・・・コンバータ
3・・・インバータ
4・・・交流電源
5・・・整流回路
6・・・インダクタ
7・・・ダイオード
8・・・スイッチング素子
10・・・昇圧アクティブフィルタ
12・・・平滑コンデンサ
15・・・コンバータ制御部
17・・・周期検出部
18・・・ブリッジ回路
19・・・インバータ制御部
20・・・モータ
27・・・電流検出部
29・・・モータ電流検出部
30・・・記憶部
31・・・異常検出部
Claims (9)
- 交流電源に接続され、前記交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換して負荷に出力するコンバータにおいて、
前記交流電源から供給された交流電力を整流して直流電力を生成する整流回路と、
前記整流回路から供給された直流電力から、導通タイミングに応じた電圧を生成して出力するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路を制御するコンバータ制御部と、
前記スイッチング回路が出力した電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
前記交流電源が前記整流回路に出力する交流電力の周期と、前記交流電源が前記整流回路に出力する電流の電流値と、前記スイッチング回路が正常に動作しているときに予め定めた電流値を示す第1異常判定しきい値と、前記スイッチング回路が正常に動作しているときに予め定めた現在の電流値が前記第1異常判定しきい値以下となる期間の前記交流電力の周期における割合を示す第2異常判定しきい値とに基づいて、前記スイッチング回路が正常に動作しているか否かを判定する異常検出部と、
を備えるコンバータ。 - 前記異常検出部は、前記交流電源が前記整流回路に出力する電流の瞬時値と、前記瞬時値に対応する時間とに基づいて、前記交流電源が前記整流回路に出力する電流の異なる実効値毎に前記第1異常判定しきい値と前記第2異常判定しきい値とを算出する、
請求項1に記載のコンバータ。 - 前記異常検出部は、前記交流電源が前記整流回路に出力する電流の瞬時値と、前記瞬時値に対応する時間とに基づいて、自コンバータの異なる負荷条件毎に前記第1異常判定しきい値と前記第2異常判定しきい値とを算出する、
請求項1または請求項2に記載のコンバータ。 - 前記異常検出部は、
前記スイッチング回路が正常に動作していないと判定した場合、前記スイッチング回路が正常に動作していないことを外部に報知する、
請求項1から請求項3の何れか一項に記載のコンバータ。 - 前記異常検出部は、
前記スイッチング回路が正常に動作していないと判定した場合、自コンバータの動作を停止させる、
請求項1から請求項4の何れか一項に記載のコンバータ。 - 請求項1から請求項5の何れか一項に記載のコンバータと、
前記コンバータが出力する直流電力からモータを駆動する交流電力を生成するインバータと、
を備える、モータ駆動装置。 - 前記コンバータが備える異常検出部は、
スイッチング回路が正常に動作していないと判定した場合、自モータ駆動装置の動作を停止させる、
請求項6に記載のモータ駆動装置。 - 交流電源に接続され、前記交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換して負荷に出力するコンバータの異常検出方法であって、
整流回路は、前記交流電源から供給された交流電力を整流して直流電力を生成し、
コンバータ制御部は、スイッチング回路を制御し、
前記スイッチング回路は、前記整流回路から供給された直流電力から、導通タイミングに応じた電圧を生成して出力し、
平滑コンデンサは、前記スイッチング回路が出力した電圧を平滑化し、
異常検出部は、前記交流電源が前記整流回路に出力する交流電力の周期と、前記交流電源が前記整流回路に出力する電流の電流値と、前記スイッチング回路が正常に動作しているときに予め定めた電流値を示す第1異常判定しきい値と、前記スイッチング回路が正常に動作しているときに予め定めた現在の電流値が前記第1異常判定しきい値以下となる期間の前記交流電力の周期における割合を示す第2異常判定しきい値とに基づいて、前記スイッチング回路が正常に動作しているか否かを判定する、ことを含む異常検出方法。 - 交流電源に接続され、前記交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換して負荷に出力するコンバータのコンピュータに、
前記交流電源から供給された交流電力を整流して直流電力を生成すること、
整流回路から供給された直流電力から、スイッチング回路の導通タイミングに応じた電圧を生成して出力すること、
前記スイッチング回路を制御すること、
前記スイッチング回路が出力した電圧を平滑化すること、
前記交流電源が前記整流回路に出力する交流電力の周期と、前記交流電源が前記整流回路に出力する電流の電流値と、前記スイッチング回路が正常に動作しているときに予め定めた電流値を示す第1異常判定しきい値と、前記スイッチング回路が正常に動作しているときに予め定めた現在の電流値が前記第1異常判定しきい値以下となる期間の前記交流電力の周期における割合を示す第2異常判定しきい値とに基づいて、前記スイッチング回路が正常に動作しているか否かを判定すること、
を実行させるプログラム。
Priority Applications (1)
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JP2015212029A JP6587134B2 (ja) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | コンバータ、モータ駆動装置、異常検出方法及びプログラム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021009882A1 (ja) * | 2019-07-17 | 2021-01-21 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置、モータ駆動装置、送風機、圧縮機及び空気調和機 |
US11788752B2 (en) * | 2018-03-29 | 2023-10-17 | Daikin Industries, Ltd. | Power source quality management system and air conditioning apparatus |
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2015
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WO2021009882A1 (ja) * | 2019-07-17 | 2021-01-21 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置、モータ駆動装置、送風機、圧縮機及び空気調和機 |
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