JP2017200337A

JP2017200337A - Motor drive device

Info

Publication number: JP2017200337A
Application number: JP2016090063A
Authority: JP
Inventors: 暁雪李; xiao xue Li; 綾飯島; Aya Iijima
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: JP6677067B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a rotation speed of a motor by prolonging a period of a dynamic brake due to an upper arm as further as possible in a motor drive device for executing the dynamic brake by using an inverter including a temperature protection function, and to provide the motor drive device at low cost.SOLUTION: A regenerative power reduction part 20 calculates a total ON time consisting of a total time of turning on upper arms during a switching period for each upper arm at all the time. When executing reduction of regenerative power, the regenerative power reduction part 20 extracts a maximum total ON time that is maximum among total ON times at the same time as a switching period just before start of reduction processing of regenerative power, from among internally stored total ON times, calculates a remaining operation time by subtracting the maximum total ON time from a maximum operation time of the upper arms drivable by a boot strap capacitor, and turns on all the upper arms just during a period of the remaining operation time.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータ駆動装置に係わり、より詳細には、モータの巻線を短絡することで回生電力を消費してダイナミックブレーキをかける構成に関する。 The present invention relates to a motor drive device, and more particularly to a configuration in which regenerative power is consumed and dynamic braking is applied by short-circuiting a motor winding.

従来、インバータを用いたモータの駆動装置において、モータが停止する場合にモータの巻線に発生する回生電力をインバータを介して消費することでモータの回転にブレーキをかける構成が多数の文献に開示されている。（例えば、特許文献１参照。）。 Conventionally, in a motor drive device using an inverter, a configuration that brakes the rotation of the motor by consuming regenerative power generated in the motor windings via the inverter when the motor stops is disclosed in many documents. Has been. (For example, refer to Patent Document 1).

この駆動装置はトーテムポール型に接続された上アーム用のスイッチング素子と下アーム用のスイッチング素子とからなるアームを３相分備えたインバータと、３つの相に対応する巻線のそれぞれの一端が共通に接続されてインバータで駆動される三相モータを備えている。そして、この三相モータの回転を停止する場合、上アームか、もしくは下アームの全てのスイッチング素子を全てオンすることでモータの巻線を短絡する。このため、この三相モータにダイナミックブレーキがかかってモータの回転が停止する。 This drive device is composed of an inverter composed of a switching element for an upper arm and a switching element for a lower arm connected in a totem pole type, and one end of each of windings corresponding to the three phases. It has a three-phase motor connected in common and driven by an inverter. When stopping the rotation of the three-phase motor, the windings of the motor are short-circuited by turning on all the switching elements of the upper arm or the lower arm. For this reason, a dynamic brake is applied to the three-phase motor and the rotation of the motor is stopped.

ところで、近年はこのようなインバータの機能のうちスイッチング素子周辺回路を１つのパッケージに集約したインテリジェントパワーモジュールを用いる場合が多い。このインテリジェントパワーモジュールは、前述した上下アームのスイッチング素子と、スイッチング素子の駆動回路と、このスイッチング素子の温度を測定し、この温度が許容値以上になった時に下アームを強制的にオフさせる温度保護機能が内部に備えられている。 By the way, in recent years, an intelligent power module in which switching device peripheral circuits are integrated into one package among the functions of such an inverter is often used. This intelligent power module measures the temperature of the switching elements of the upper and lower arms, the driving circuit of the switching elements, and the switching elements, and forcibly turns off the lower arm when the temperature exceeds the allowable value. Protection function is provided inside.

一方、上アームのスイッチング素子は下アームのスイッチング素子と直列に接続されている。このため下アームのスイッチング素子がオフとなった場合、上アームのオン可能時間は上アームの各スイッチング素子の駆動部に電源を供給するブートストラップコンデンサの電圧に依存する。この電圧は直前までの上アームのオン時間に対応して低下するため、現在の電圧（上アームのオン可能時間）を知るためにはこのブートストラップコンデンサの両端電圧を検出する電圧検出回路を追加する必要があった。 On the other hand, the switching element of the upper arm is connected in series with the switching element of the lower arm. For this reason, when the switching element of the lower arm is turned off, the time during which the upper arm can be turned on depends on the voltage of the bootstrap capacitor that supplies power to the drive unit of each switching element of the upper arm. Since this voltage drops in response to the upper arm on-time until immediately before, a voltage detection circuit that detects the voltage across this bootstrap capacitor is added to know the current voltage (upper arm on-time). There was a need to do.

なお、上アームのスイッチング素子はブートストラップコンデンサの両端電圧が一定電圧未満になった場合、そのオンオフ状態が不定になるためスイッチング素子の損失が増加して最悪の場合はスイッチング素子が破壊される場合がある。このため、上アームをオンする期間は、ブートストラップコンデンサの電圧が一定電圧（許容放電電圧）以上である期間に限られる。 In addition, when the voltage across the bootstrap capacitor becomes less than a certain voltage, the switching element of the upper arm becomes indeterminate because the ON / OFF state increases, and in the worst case, the switching element is destroyed. There is. Therefore, the period during which the upper arm is turned on is limited to a period in which the voltage of the bootstrap capacitor is equal to or higher than a certain voltage (allowable discharge voltage).

しかしながら、許容放電電圧を検出するために電圧検出回路を追加するとコストが増加する問題がある。一方、下アームはブートストラップコンデンサを使用しないため、このような時間的制約がない。しかしながら、前述したようにスイッチング素子の温度が許容温度以上になると下アームが強制的にオフとなるため、異常温度上昇時には下アームを用いてダイナミックブレーキをかけることができない問題があった。 However, if a voltage detection circuit is added to detect the allowable discharge voltage, there is a problem that the cost increases. On the other hand, since the lower arm does not use a bootstrap capacitor, there is no such time restriction. However, as described above, when the temperature of the switching element exceeds the allowable temperature, the lower arm is forcibly turned off, so that there is a problem that dynamic braking cannot be performed using the lower arm when the abnormal temperature rises.

また、電圧検出回路を用いないで上アームによるモータの巻線短絡を行なう場合、上アームをオンとしてもブートストラップコンデンサの電圧が許容放電電圧以上となることを保証するため、最大負荷でのスイッチング素子のオン時間に基づいて上アームの動作可能時間を決定する必要があり、この動作可能時間が非常に短くなってしまう問題もあった。 When the motor winding is short-circuited by the upper arm without using the voltage detection circuit, switching at the maximum load is ensured to ensure that the bootstrap capacitor voltage is equal to or higher than the allowable discharge voltage even when the upper arm is turned on. It is necessary to determine the operable time of the upper arm based on the ON time of the element, and there is a problem that this operable time becomes very short.

特開平９−４７０５４号公報（第３−４頁、図１）JP-A-9-47054 (page 3-4, FIG. 1)

本発明は以上述べた問題点を解決し、温度保護機能を備えたインバータを用いてダイナミックブレーキを実行するモータ駆動装置において、可能な限り上アームによるダイナミックブレーキの期間を長くしてモータの回転速度を減速させると共に、これを安価に提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and in a motor drive device that executes dynamic braking using an inverter having a temperature protection function, the rotational speed of the motor is increased by extending the period of dynamic braking by the upper arm as much as possible. The purpose of this is to provide a low cost.

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、トーテムポール型に接続された上アーム用のスイッチング素子と下アーム用のスイッチング素子とからなるアームを複数備えており、入力された直流電圧を交流電圧に変換して前記アームと対応するモータ内部に備えられて一端が共通に接続された複数の巻線の他端に供給するインバータと、
前記上アームを駆動する電荷を蓄積するブートストラップコンデンサと、
前記スイッチング素子にスイッチング信号を出力するインバータ制御部と、
前記モータの回転が減速する時に前記巻線に発生する回生電力を前記巻線の他端同士を接続させることで低減させる回生電力低減手段とを備え、
前記スイッチング信号は、前記スイッチング素子をオンオフして前記巻線に交流電圧を印加するスイッチング期間と印加しない休止期間が交互に設けられ、
前記回生電力低減手段は、前記ブートストラップコンデンサにおける所定電圧から上アームが動作可能な許容放電電圧に低下するまでの時間である最大動作時間が予め記憶された記憶手段を備え、
前記回生電力低減手段は、
前記スイッチング期間における上アームをオンした時間を合計した合計オン時間を個々の上アーム毎に算出して前記記憶手段に記憶し、
前記回生電力低減手段は、前記回生電力を低減させる場合、
回生電力の低減処理の開始時刻直前の前記スイッチング期間と同じ時間における前記合計オン時間のうち最も大きい最大合計オン時間を前記記憶手段から抽出し、
前記最大動作時間から、前記最大合計オン時間を差し引いた残動作時間を算出し、
前記残動作時間の期間だけ全ての前記上アームをオンする。 In order to solve the above-described problems, the present invention according to claim 1 of the present invention includes a plurality of arms each composed of an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in a totem pole type. An inverter that converts an input DC voltage into an AC voltage and supplies the other end of a plurality of windings provided inside the motor corresponding to the arm and having one end connected in common;
A bootstrap capacitor for accumulating electric charge for driving the upper arm;
An inverter control unit for outputting a switching signal to the switching element;
Regenerative power reducing means for reducing the regenerative power generated in the winding when the rotation of the motor is decelerated by connecting the other ends of the winding; and
The switching signal is alternately provided with a switching period in which an AC voltage is applied to the winding by turning on and off the switching element and a non-application idle period,
The regenerative power reduction means includes storage means in which a maximum operation time that is a time from when the bootstrap capacitor decreases to a permissible discharge voltage at which the upper arm can operate is stored in advance.
The regenerative power reduction means includes:
Calculate the total on time for each upper arm, which is the sum of the times when the upper arm was turned on in the switching period, and store it in the storage means,
When the regenerative power reduction means reduces the regenerative power,
Extracting from the storage means the largest maximum total on-time among the total on-time in the same time as the switching period immediately before the start time of the regenerative power reduction process,
Calculate the remaining operating time by subtracting the maximum total on-time from the maximum operating time,
All the upper arms are turned on only during the remaining operation time.

以上の手段を用いることにより、本発明によるモータ駆動装置によれば、請求項１に係わる発明は、可能な限り上アームによるダイナミックブレーキの期間を長くしてモータの回転速度を減速させると共に、モータ駆動装置を安価に提供できる。 By using the above-described means, according to the motor driving apparatus of the present invention, the invention according to claim 1 reduces the rotational speed of the motor by extending the period of dynamic braking by the upper arm as much as possible, and reducing the motor speed. A drive device can be provided at low cost.

本発明によるモータ駆動装置を備えた空気調和機の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the Example of the air conditioner provided with the motor drive device by this invention. インテリジェントパワーモジュールと、その周辺回路を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining an intelligent power module and its peripheral circuit. 本発明による回生電力低減部を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the regenerative electric power reduction part by this invention. 本発明による回生電力低減部の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the regenerative electric power reduction part by this invention.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail as examples based on the attached drawings.

図１は本発明によるモータ駆動装置を備えた空気調和機の実施例を示すブロック図である。
この空気調和機１は、室内機２と、交流電源４が入力される室外機３とが備えられており、室内機２と室外機３とは通信接続されている。なお、空気調和機１は図示しない圧縮機や熱交換器、冷媒回路、送風ファンなどを備えているが図示と説明とを省略する。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an air conditioner equipped with a motor drive device according to the present invention.
The air conditioner 1 includes an indoor unit 2 and an outdoor unit 3 to which an AC power supply 4 is input. The indoor unit 2 and the outdoor unit 3 are connected for communication. Although the air conditioner 1 includes a compressor, a heat exchanger, a refrigerant circuit, a blower fan, and the like (not shown), illustration and description thereof are omitted.

室外機３は、交流電源４が入力されて変換された直流電源を出力するコンバータ３１と、内部にＵ相の巻線３３Ｕ、Ｖ相の巻線３３Ｖ、Ｗ相の巻線３３Ｗが巻かれた図示しないステータを備えており、それぞれの巻線の一端が共通に接続されている三相のモータ３３と、コンバータ３１の出力電圧でこのモータ３３を駆動するモータ駆動装置５と、室内機２の指示に従って室外機３を制御する室外機制御部３６を備えている。 The outdoor unit 3 is provided with a converter 31 that outputs the converted DC power when the AC power 4 is input, and a U-phase winding 33U, a V-phase winding 33V, and a W-phase winding 33W are wound therein. A three-phase motor 33 having a stator (not shown) and having one end of each winding connected in common, a motor drive device 5 that drives the motor 33 with the output voltage of the converter 31, and an indoor unit 2 An outdoor unit control unit 36 that controls the outdoor unit 3 according to the instruction is provided.

モータ駆動装置５は、トーテムポール型に接続された２個のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）を有するアームを３個備え、コンバータ３１から出力された直流電圧を三相の交流電圧に変換してモータ３３の各巻線に三相の交流電圧を出力するインテリジェントパワーモジュール（インバータ）３２と、インテリジェントパワーモジュール３２に駆動信号を出力するインバータ制御部３５とを備えている。 The motor driving device 5 includes three arms having two switching elements (IGBTs) connected in a totem pole type, converts the DC voltage output from the converter 31 into a three-phase AC voltage, and converts the motor 33 An intelligent power module (inverter) 32 that outputs a three-phase AC voltage to each winding and an inverter control unit 35 that outputs a drive signal to the intelligent power module 32 are provided.

なお、インテリジェントパワーモジュール３２とモータ３３とを接続する配線を相ラインと呼称する。また、コンバータ３１とインテリジェントパワーモジュール３２とを接続する電源線のうち正極側をＰライン、負極側をＮラインとそれぞれ呼称する。また、モータ３３の巻線３３Ｕ、巻線３３Ｖ、巻線３３Ｗの他端がインテリジェントパワーモジュール３２と接続される相ラインを、それぞれＵ相ライン、Ｖ相ライン、Ｗ相ラインと呼称する。 The wiring connecting the intelligent power module 32 and the motor 33 is referred to as a phase line. Of the power lines connecting the converter 31 and the intelligent power module 32, the positive side is referred to as the P line and the negative side is referred to as the N line. In addition, phase lines in which the other ends of the winding 33U, winding 33V, and winding 33W of the motor 33 are connected to the intelligent power module 32 are referred to as a U-phase line, a V-phase line, and a W-phase line, respectively.

さらにモータ駆動装置５は、インテリジェントパワーモジュール３２とインバータ制御部３５の間に設けられ、インテリジェントパワーモジュール３２を介してＵ相ラインとＶ相ライン、及びＶ相ラインとＷ相ライン、及びＵ相ラインとＷ相ラインをそれぞれ短絡させることでモータ３３が減速するときに発生する回生電力を低減させる回生電力低減部（回生電力低減手段）２０と、モータ３３の各相ラインに接続されてモータ３３の回転位置を検出する回転位置検出部４０とを備えている。なお、検出された回転位置は回転位置信号として回生電力低減部２０とインバータ制御部３５に出力されている。また、室外機制御部３６はインバータ制御部３５にモータ３３の回転数である回転数指令値を出力している。 Further, the motor drive device 5 is provided between the intelligent power module 32 and the inverter control unit 35, and via the intelligent power module 32, the U-phase line and the V-phase line, the V-phase line and the W-phase line, and the U-phase line. The regenerative power reduction unit (regenerative power reduction means) 20 reduces the regenerative power generated when the motor 33 decelerates by short-circuiting the W-phase line and the W-phase line. And a rotational position detector 40 that detects the rotational position. The detected rotational position is output to the regenerative power reduction unit 20 and the inverter control unit 35 as a rotational position signal. Further, the outdoor unit control unit 36 outputs a rotation speed command value that is the rotation speed of the motor 33 to the inverter control unit 35.

インバータ制御部３５は、室外機制御部３６が出力する回転数指令信号の指示回転数にモータ３３の回転数が近づくように、回転位置検出部４０から出力される回転位置信号に基づいて巻線３３Ｕ、巻線３３Ｖ、巻線３３Ｗへの通電を切り替える。また、インバータ制御部３５はインテリジェントパワーモジュール３２の各スイッチング素子をオン、オフ駆動するスイッチング信号のデューティーを制御するＰＷＭ制御を実行する。 The inverter controller 35 performs winding based on the rotational position signal output from the rotational position detector 40 so that the rotational speed of the motor 33 approaches the indicated rotational speed of the rotational speed command signal output by the outdoor unit controller 36. The energization to 33U, winding 33V, and winding 33W is switched. Further, the inverter control unit 35 executes PWM control for controlling the duty of a switching signal for driving each switching element of the intelligent power module 32 to be turned on / off.

インテリジェントパワーモジュール３２は、コンバータ３１の出力の正極が接続される入力端３２ａと、負極が接続される入力端３２ｂと、各アームを駆動する電源であるドライバ駆動電源３４が接続される電源端子３２ｃと、内部のＩＧＢＴの過熱を報知する温度異常信号が出力される状態端子３２ｇと、各ＩＧＢＴを駆動する６つのスイッチング信号が入力される信号端子３２ｈと、ブートストラップコンデンサが接続される端子３２ｋと端子３２ｊと端子３２ｉと、モータ３３のＵ相ライン、Ｖ相ライン、Ｗ相ラインがそれぞれ接続される出力端３２ｄと出力端３２ｅと出力端３２ｆを備えている。 The intelligent power module 32 includes an input terminal 32a to which a positive output of the converter 31 is connected, an input terminal 32b to which a negative electrode is connected, and a power supply terminal 32c to which a driver drive power supply 34 that is a power supply for driving each arm is connected. A state terminal 32g that outputs a temperature abnormality signal that reports overheating of the internal IGBT, a signal terminal 32h that receives six switching signals that drive each IGBT, and a terminal 32k that is connected to a bootstrap capacitor. An output end 32d, an output end 32e, and an output end 32f are respectively connected to the terminal 32j, the terminal 32i, and the U-phase line, the V-phase line, and the W-phase line of the motor 33.

そして、ドライバ駆動電源３４の正極が電源端子３２ｃに、負極がグランドがそれぞれ接続されている。また、ブートストラップコンデンサ３９の正極が端子３２ｋに、負極が出力端３２ｆに接続され、ブートストラップコンデンサ３８の正極が端子３２ｊに、負極が出力端３２ｅに接続され、ブートストラップコンデンサ３７の正極が端子３２ｉに、負極が出力端３２ｄに接続されている。そして状態端子３２ｇから出力される温度異常信号は回生電力低減部２０とインバータ制御部３５にそれぞれ出力されている。 The positive electrode of the driver drive power supply 34 is connected to the power supply terminal 32c, and the negative electrode is connected to the ground. Also, the positive electrode of the bootstrap capacitor 39 is connected to the terminal 32k, the negative electrode is connected to the output terminal 32f, the positive electrode of the bootstrap capacitor 38 is connected to the terminal 32j, the negative electrode is connected to the output terminal 32e, and the positive electrode of the bootstrap capacitor 37 is connected to the terminal. The negative electrode is connected to the output end 32d at 32i. The temperature abnormality signal output from the status terminal 32g is output to the regenerative power reduction unit 20 and the inverter control unit 35, respectively.

図２は本発明によるインテリジェントパワーモジュール３２と、これに接続されるモータ３３とブートストラップコンデンサ３７、３８、３９の接続と、ドライバ駆動電源３４の接続を示すブロック図である。モータ３３はＵ相の巻線３３Ｕ，Ｖ相の巻線３３Ｖ，Ｗ相の巻線３３Ｗを備えており、それぞれの巻線の一端が共通に接続されている。また、信号端子３２ｈを介して各ＩＧＢＴを駆動するスイッチング信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰ，ＵＮ，ＶＮ，ＷＮが各ＩＧＢＴを駆動するドライバにそれぞれ入力されている。 FIG. 2 is a block diagram showing the intelligent power module 32 according to the present invention, the connection of the motor 33 and bootstrap capacitors 37, 38 and 39 connected thereto, and the connection of the driver drive power supply 34. As shown in FIG. The motor 33 includes a U-phase winding 33U, a V-phase winding 33V, and a W-phase winding 33W, and one end of each winding is connected in common. In addition, switching signals UP, VP, WP, UN, VN, and WN for driving the respective IGBTs are input to the drivers for driving the respective IGBTs through the signal terminals 32h.

インテリジェントパワーモジュール３２は以下に説明する構成が備えられている。
上アームとしてのＩＧＢＴ６１と下アームとしてのＩＧＢＴ７１とがトーテムポール型に接続されており、ＩＧＢＴ６１のエミッタ端子とＩＧＢＴ７１のコレクタ端子とが接続されている。
同様に上アームとしてのＩＧＢＴ６２と下アームとしてのＩＧＢＴ７２とがトーテムポール型に接続されており、ＩＧＢＴ６２のエミッタ端子とＩＧＢＴ７２のコレクタ端子とが接続されている。
同様に上アームとしてのＩＧＢＴ６３と下アームとしてのＩＧＢＴ７３とがトーテムポール型に接続されており、ＩＧＢＴ６３のエミッタ端子とＩＧＢＴ７３のコレクタ端子とが接続されている。 The intelligent power module 32 has a configuration described below.
The IGBT 61 as the upper arm and the IGBT 71 as the lower arm are connected in a totem pole type, and the emitter terminal of the IGBT 61 and the collector terminal of the IGBT 71 are connected.
Similarly, the IGBT 62 as the upper arm and the IGBT 72 as the lower arm are connected in a totem pole type, and the emitter terminal of the IGBT 62 and the collector terminal of the IGBT 72 are connected.
Similarly, the IGBT 63 as the upper arm and the IGBT 73 as the lower arm are connected in a totem pole type, and the emitter terminal of the IGBT 63 and the collector terminal of the IGBT 73 are connected.

なお、各ＩＧＢＴのコレクタ端子にはカソード端子が、エミッタ端子にはアノード端子が、それぞれ接続された還流ダイオードが接続されている。さらに上アームの各ＩＧＢＴのコレクタ端子はＰラインに接続され、下アームの各ＩＧＢＴのエミッタ端子はＮライン（グランド）に接続されている。 Each IGBT has a cathode terminal connected to a collector terminal, an anode terminal connected to an emitter terminal, and a reflux diode connected thereto. Furthermore, the collector terminal of each IGBT of the upper arm is connected to the P line, and the emitter terminal of each IGBT of the lower arm is connected to the N line (ground).

そしてＩＧＢＴ６１のゲート端子には、入力されたスイッチング信号ＵＰでＩＧＢＴ６１を駆動するドライバ６４の出力が接続され、ＩＧＢＴ６２のゲート端子には、入力されたスイッチング信号ＶＰでＩＧＢＴ６２を駆動するドライバ６５の出力が接続され、ＩＧＢＴ６３のゲート端子には、入力されたスイッチング信号ＷＰでＩＧＢＴ６３を駆動するドライバ６６の出力が接続されている。一方、下アームの各ＩＧＢＴのゲート端子は下アーム用のドライバ６７の出力に接続されている。そして、スイッチング信号ＵＮでＩＧＢＴ７１が、スイッチング信号ＶＮでＩＧＢＴ７２が、スイッチング信号ＷＮでＩＧＢＴ７３が、それぞれ駆動される。 The output of the driver 64 that drives the IGBT 61 with the input switching signal UP is connected to the gate terminal of the IGBT 61, and the output of the driver 65 that drives the IGBT 62 with the input switching signal VP is connected to the gate terminal of the IGBT 62. The gate terminal of the IGBT 63 is connected to the output of a driver 66 that drives the IGBT 63 with the input switching signal WP. On the other hand, the gate terminal of each IGBT of the lower arm is connected to the output of the driver 67 for the lower arm. Then, the IGBT 71 is driven by the switching signal UN, the IGBT 72 is driven by the switching signal VN, and the IGBT 73 is driven by the switching signal WN.

各ドライバに電源を供給するため、電源端子３２ｃがドライバ６７と、ダイオード５１とダイオード５２とダイオード５３の各アノード端子に接続されている。そして、ダイオード５１のカソード端子は抵抗５４を介して端子３２ｉとドライバ６４に接続され、ダイオード５２のカソード端子は抵抗５５を介して端子３２ｊとドライバ６５に接続され、ダイオード５３のカソード端子は抵抗５６を介して端子３２ｋとドライバ６６に接続されている。 In order to supply power to each driver, the power supply terminal 32 c is connected to the driver 67, and the anode terminals of the diode 51, the diode 52, and the diode 53. The cathode terminal of the diode 51 is connected to the terminal 32i and the driver 64 via the resistor 54, the cathode terminal of the diode 52 is connected to the terminal 32j and the driver 65 via the resistor 55, and the cathode terminal of the diode 53 is connected to the resistor 56. To the terminal 32k and the driver 66.

一方、インテリジェントパワーモジュール３２は温度保護部５７を備えており、いずれかのＩＧＢＴの温度が許容値以上となると全ての下アームをオフする下アームオフ信号をドライバ６７に出力すると共に、状態端子３２ｇからパルス信号である温度異常信号を出力する。 On the other hand, the intelligent power module 32 is provided with a temperature protection unit 57, and outputs a lower arm off signal for turning off all lower arms to the driver 67 when the temperature of any IGBT exceeds a permissible value, and from the status terminal 32g. Outputs an abnormal temperature signal that is a pulse signal.

以上のようにインテリジェントパワーモジュール３２が構成されている。そして、１５．７ボルトのドライバ駆動電源３４の電圧が電源端子３２ｃを介して各ドライバに印加されると、下アームはスイッチング信号ＵＮ，ＶＮ，ＷＮに従ってオン又はオフになる。一方、ドライバ駆動電源３４の電圧はダイオード５１，５２，５３のアノード端子に供給されており、下アームがオンとなっている間、この下アームと対応する上アームを駆動するための電源を保持するブートストラップコンデンサ３７、３８、３９を予め定めた所定電圧である１５ボルト（満充電電圧）まで充電することができる。 The intelligent power module 32 is configured as described above. When the voltage of the driver driving power supply 34 of 15.7 volts is applied to each driver via the power supply terminal 32c, the lower arm is turned on or off according to the switching signals UN, VN, WN. On the other hand, the voltage of the driver drive power supply 34 is supplied to the anode terminals of the diodes 51, 52 and 53, and holds the power supply for driving the upper arm corresponding to the lower arm while the lower arm is on. The bootstrap capacitors 37, 38 and 39 to be charged can be charged to a predetermined voltage of 15 volts (full charge voltage).

従って各下アームをオンにすることで、各ブートストラップコンデンサを充電し、下アームがオフとなっても、この充電された電荷を用いて上アームを駆動することができる。ただし、最初に起動する場合は下アームをオンにして各ブートストラップコンデンサを充電してから動作を開始する必要がある。また、インテリジェントパワーモジュール３２をインバータとして使用する場合、上下アーム共オンオフに変化するスイッチング信号で駆動されるため、上アームを所定時間、つまり、ブートストラップコンデンサの電圧が上アームを駆動できる最低の電圧である許容放電電圧値未満に低下しない期間で使用しなければならない。 Therefore, by turning on each lower arm, each bootstrap capacitor is charged, and even when the lower arm is turned off, the upper arm can be driven using this charged charge. However, when starting up for the first time, it is necessary to turn on the lower arm and charge each bootstrap capacitor before starting the operation. In addition, when the intelligent power module 32 is used as an inverter, the upper arm is driven by a switching signal that changes on and off, so that the upper arm is driven for a predetermined time, that is, the lowest voltage at which the bootstrap capacitor voltage can drive the upper arm. It must be used in a period that does not drop below the allowable discharge voltage value.

図３は本発明による回生電力低減部２０を説明するブロック図である。
回生電力低減部２０は、ブートストラップコンデンサにおける所定電圧（満充電電圧）から上アームが動作可能な許容放電電圧に低下するまでの時間である最大動作時間が予め記憶された記憶部（記憶手段）４１と、上アームがオンした時間の合計である合計オン時間をそれぞれの上アーム毎に算出して記憶部４１に記憶し、この記憶された中で最も長い最大合計オン時間を記憶部４１から抽出して出力するオン時間算出部（オン時間算出手段）２２と、記憶部４１から読み出した最大動作時間から、入力された最大合計オン時間を差し引いて、ブートストラップコンデンサの電圧が上アームを駆動できる許容放電電圧値まで低下するまでの残時間を算出する残時間算出部（残時間算出手段）２３と備えている。 FIG. 3 is a block diagram illustrating the regenerative power reduction unit 20 according to the present invention.
The regenerative power reduction unit 20 is a storage unit (storage unit) in which the maximum operation time, which is the time from when a predetermined voltage (full charge voltage) in the bootstrap capacitor is lowered to an allowable discharge voltage at which the upper arm can operate, is stored in advance 41 and the total on-time, which is the sum of the times when the upper arm is turned on, are calculated for each upper arm and stored in the storage unit 41, and the longest maximum total on-time stored among these is stored from the storage unit 41. The voltage of the bootstrap capacitor drives the upper arm by subtracting the input maximum total on-time from the maximum operating time read from the on-time calculating unit (on-time calculating means) 22 and the storage unit 41 that is extracted and output And a remaining time calculating unit (remaining time calculating means) 23 for calculating the remaining time until the allowable discharge voltage value is reduced.

また、回生電力低減部２０は、パルス信号である初回タイマー信号をこの算出した残時間だけ出力する初回タイマー部（初回タイマー手段）２４と、オア回路（オア手段）２５と、モータ３３を駆動するためのスイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１，ＵＮ１，ＶＮ１，ＷＮ１か、モータ３３を停止するためにモータ３３の各巻線を短絡させる上アーム信号が入力されるＵＰ２，ＶＰ２，ＷＰ２の各端子の信号と下アーム信号が入力されるＵＮ２，ＶＮ２，ＷＮ２の各端子の信号とのいずれか一方を切り換えてスイッチング信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰ，ＵＮ，ＶＮ，ＷＮとして出力する信号切換部（信号切換手段）２１を備えている。 The regenerative power reduction unit 20 drives an initial timer unit (initial timer unit) 24 that outputs an initial timer signal that is a pulse signal for the calculated remaining time, an OR circuit (OR unit) 25, and a motor 33. Switching signals UP1, VP1, WP1, UN1, VN1, WN1, or signals of terminals UP2, VP2, WP2 to which upper arm signals for short-circuiting the windings of the motor 33 to stop the motor 33 are input. A signal switching unit (signal switching means) 21 for switching one of the signals of the respective terminals UN2, VN2, and WN2 to which the lower arm signal is input to output as switching signals UP, VP, WP, UN, VN, and WN. It has.

また、回生電力低減部２０は、モータ３３を停止するためにモータ３３の各巻線を短絡させる停止処理の時間を管理する停止処理時間管理部（停止処理時間管理手段）２６と、入力された回転位置信号から回転数（ｒｐｍ）を算出して停止処理時間管理部２６へ出力する回転数算出部（回転数算出手段）３０と、モータ３３の停止処理中に上アームをオンさせる上アーム信号を出力する上アームタイマー部（上アームタイマー手段）２８と、モータ３３の停止処理中に下アームをオンさせる下アーム信号を出力する下アームタイマー部（下アームタイマー手段）２９と、上アームタイマー部２８と下アームタイマー部２９の動作を管理するタイマー管理部（タイマー管理手段）２７を備えている。 The regenerative power reduction unit 20 also includes a stop processing time management unit (stop processing time management means) 26 that manages a stop processing time for short-circuiting each winding of the motor 33 to stop the motor 33, and the input rotation. A rotation speed calculation section (rotation speed calculation means) 30 that calculates the rotation speed (rpm) from the position signal and outputs the rotation speed to the stop processing time management section 26, and an upper arm signal that turns on the upper arm during the stop processing of the motor 33 An upper arm timer unit (upper arm timer unit) 28 for outputting, a lower arm timer unit (lower arm timer unit) 29 for outputting a lower arm signal for turning on the lower arm during the stop process of the motor 33, and an upper arm timer unit 28 and a timer management unit (timer management means) 27 for managing the operations of the lower arm timer unit 29.

停止処理時間管理部２６は、インバータ制御部３５が指示する運転停止信号と、インテリジェントパワーモジュール３２が出力する温度異常信号と、スイッチング信号ＵＰ１と、回転数算出部３０が出力する回転数（ｒｐｍ）が、それぞれ入力されている。一方、停止処理時間管理部２６が出力し、回生電力低減処理を実行する期間を示す停止処理信号を、オン時間算出部２２と信号切換部２１とタイマー管理部２７にそれぞれ出力する。 The stop processing time management unit 26 includes an operation stop signal instructed by the inverter control unit 35, a temperature abnormality signal output from the intelligent power module 32, a switching signal UP1, and a rotation speed (rpm) output from the rotation speed calculation unit 30. Are entered. On the other hand, the stop processing time management unit 26 outputs a stop processing signal indicating a period during which the regenerative power reduction process is executed to the on-time calculation unit 22, the signal switching unit 21, and the timer management unit 27, respectively.

また、初回タイマー部２４は、初回タイマー信号をオア回路２５とタイマー管理部２７へそれぞれ出力する。一方、上アームタイマー部２８は、タイマー管理部２７から出力される上アームの開始信号が入力され、上アームタイマー部２８から出力される上アーム信号はオア回路２５とタイマー管理部２７へそれぞれ出力されている。さらに、オア回路２５の出力は信号切換部２１のＵＰ２，ＶＰ２，ＷＰ２の各端子へ出力されている。 The initial timer unit 24 outputs an initial timer signal to the OR circuit 25 and the timer management unit 27, respectively. On the other hand, the upper arm timer unit 28 receives the upper arm start signal output from the timer management unit 27, and the upper arm signal output from the upper arm timer unit 28 is output to the OR circuit 25 and the timer management unit 27, respectively. Has been. Further, the output of the OR circuit 25 is output to the UP2, VP2, and WP2 terminals of the signal switching unit 21.

また、下アームタイマー部２９は、タイマー管理部２７から出力される下アームの開始信号が入力され、下アームタイマー部２９から出力される下アーム信号は信号切換部２１のＵＮ２，ＶＮ２，ＷＮ２の各端子とタイマー管理部２７へそれぞれ出力されている。 Further, the lower arm timer unit 29 receives the lower arm start signal output from the timer management unit 27, and the lower arm signal output from the lower arm timer unit 29 corresponds to UN2, VN2, and WN2 of the signal switching unit 21. It is output to each terminal and the timer management unit 27, respectively.

次に回生電力低減部２０の各部の動作について説明する。
モータ３３を回転させる場合、インバータ制御部３５は、インテリジェントパワーモジュール３２を介してモータ３３の各巻線に電圧を印加するためにオンオフを繰り返すスイッチング信号を連続的に発生させるスイッチング期間と、スイッチングを休止する休止期間を交互に繰り返して発生させている。また、インバータ制御部３５から出力されるスイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１はそれぞれ１２０度の位相差を有し、スイッチング信号ＵＮ１，ＶＮ１，ＷＮ１は、それぞれ１２０度の位相差を有すると共に、スイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１に対して、それぞれの信号が１８０度の位相差を有している。また、上アームがオフとなって休止している時、対応する下アームがオンとなるタイミングが必ず存在するため、このタイミングでブートストラップコンデンサを所定電圧、ここでは満充電電圧まで充電することができる。これらの詳しいタイミングについては後で説明する。 Next, the operation of each part of the regenerative power reduction unit 20 will be described.
When the motor 33 is rotated, the inverter control unit 35 suspends the switching during the switching period in which the switching signal is repeatedly generated to repeatedly turn on and off in order to apply a voltage to each winding of the motor 33 via the intelligent power module 32. The rest period is repeatedly generated alternately. The switching signals UP1, VP1, and WP1 output from the inverter control unit 35 each have a phase difference of 120 degrees, and the switching signals UN1, VN1, and WN1 each have a phase difference of 120 degrees and the switching signal UP1. , VP1 and WP1, each signal has a phase difference of 180 degrees. In addition, there is always a timing when the corresponding lower arm is turned on when the upper arm is off, so that the bootstrap capacitor can be charged to a predetermined voltage, here a fully charged voltage at this timing. it can. These detailed timings will be described later.

オン時間算出部２２は、上アームがオフとなる休止期間になってから次に上アームがオンとなるタイミング、つまりスイッチング期間の開始を監視し、これを検出してからスイッチング期間における上アームの合計オン時間を各アーム毎に算出して、それぞれの合計オン時間の値を記憶部４１に記憶する。 The on-time calculation unit 22 monitors the timing when the upper arm is turned on next after the rest period in which the upper arm is turned off, that is, the start of the switching period, and detects this to detect the upper arm in the switching period. The total on-time is calculated for each arm, and the total on-time value is stored in the storage unit 41.

そして停止処理時間管理部２６から出力される停止処理信号がローレベルからハイレベルに変化した時、つまり、モータ３３の停止処理である回生電力の低減処理が開始された時、オン時間算出部２２は、記憶部４１から各アーム毎の合計オン時間を読み出す。そして、オン時間算出部２２は、回生電力の低減処理の開始時刻からスイッチング期間と同じ時間だけ遡った期間における各上アーム毎の合計オン時間を算出する。そして３種類の上アームのそれぞれの合計オン時間値のうち最も大きい値である最大合計オン時間を残時間算出部２３へ出力する。これは合計オン時間値のうち最も大きい値の上アームは、対応するブートストラップコンデンサの電圧が３つのブートストラップコンデンサの中で最も低い、つまり、次に上アームをオンにする場合、３つの上アームの中で最もオンできる時間が短いからである。 When the stop processing signal output from the stop processing time management unit 26 changes from low level to high level, that is, when regenerative power reduction processing, which is stop processing of the motor 33, is started, the on-time calculation unit 22 Reads the total on-time for each arm from the storage unit 41. Then, the on-time calculation unit 22 calculates the total on-time for each upper arm in a period that is the same time as the switching period from the start time of the regenerative power reduction process. Then, the maximum total on-time which is the largest value among the total on-time values of the three types of upper arms is output to the remaining time calculation unit 23. This is because the upper arm of the largest total on-time value has the corresponding bootstrap capacitor voltage is the lowest of the three bootstrap capacitors, ie, the next time the upper arm is turned on, the three upper This is because the time during which the arm can be turned on most is short.

一方、本実施例ではインバータ制御部３５が三相モータを制御している。そして上アームの３つの相のスイッチング信号においてある相が休止期間の場合、他の相が順次スイッチング期間となる。これは２つの上アームの合計オン時間のみを比較して時間が大きい方の値を抽出するだけでよいため、３つの上アームと対応する合計オン時間の大小判別が容易である。 On the other hand, in this embodiment, the inverter control unit 35 controls the three-phase motor. When a certain phase in the switching signals of the three phases of the upper arm is a pause period, the other phases are sequentially switched. This is because it is only necessary to compare the total on-time of the two upper arms and extract the value with the larger time, and it is easy to determine the size of the total on-time corresponding to the three upper arms.

残時間算出部２３は、記憶部４１から最大動作時間を読み出し、この最大動作時間から入力された合計オン時間値を差し引いた残動作時間を算出して初回タイマー部２４へ出力する。初回タイマー部２４は、この残動作時間だけハイレベルとなる初回タイマー信号をオア回路２５とタイマー管理部２７と停止処理時間管理部２６へ出力する。 The remaining time calculation unit 23 reads the maximum operation time from the storage unit 41, calculates the remaining operation time obtained by subtracting the input total on-time value from the maximum operation time, and outputs the remaining operation time to the first timer unit 24. The initial timer unit 24 outputs an initial timer signal that is high for the remaining operation time to the OR circuit 25, the timer management unit 27, and the stop processing time management unit 26.

初回タイマー信号はオア回路２５に入力されると、オア回路２５は初回タイマー信号がハイレベルとなる期間、信号切換部２１のＵＰ２，ＶＰ２，ＷＰ２の各端子へハイレベルの信号を出力する。一方、この時点で下アームタイマー部２９は動作していないため、下アーム信号はローレベルのままである。このため、信号切換部２１のＵＮ２，ＶＮ２，ＷＮ２の各端子はローレベルとなっている。 When the initial timer signal is input to the OR circuit 25, the OR circuit 25 outputs a high level signal to each of the UP2, VP2, and WP2 terminals of the signal switching unit 21 during a period when the initial timer signal is at a high level. On the other hand, since the lower arm timer unit 29 is not operating at this time, the lower arm signal remains at a low level. For this reason, each terminal of UN2, VN2, and WN2 of the signal switching unit 21 is at a low level.

一方、停止処理信号がハイレベルの期間において信号切換部２１は、スイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１，ＵＮ１，ＶＮ１，ＷＮ１に代えてＵＰ２，ＶＰ２，ＷＰ２の各端子の信号とＵＮ２，ＶＮ２，ＷＮ２の各端子の信号をＵＰ信号，ＶＰ信号，ＷＰ信号，ＵＮ信号，ＶＮ信号，ＷＮ信号としてインテリジェントパワーモジュール３２へ出力する。このため、上アームは残時間算出部２３で算出された残動作時間の期間だけモータ３３の巻線を短絡することになる。 On the other hand, during the period in which the stop processing signal is at a high level, the signal switching unit 21 replaces the switching signals UP1, VP1, WP1, UN1, VN1, and WN1 with the signals of the terminals UP2, VP2, and WP2, and the signals UN2, VN2, and WN2. The signal of each terminal is output to the intelligent power module 32 as an UP signal, a VP signal, a WP signal, a UN signal, a VN signal, and a WN signal. For this reason, the upper arm short-circuits the winding of the motor 33 only during the remaining operation time period calculated by the remaining time calculation unit 23.

このように回生電力低減部２０は、モータ３３の負荷によって異なるスイッチング信号のパルス幅の時間をオン時間算出部２２で常に検出・合計し、３つの上アームのそれぞれ合計オン時間が最も大きい最大オン時間合計を抽出し、これで駆動できる上アームのオン時間（残動作時間）を算出し、この時間だけモータ３３の巻線を短絡させる。 In this way, the regenerative power reduction unit 20 always detects and sums the time of the pulse width of the switching signal that varies depending on the load of the motor 33 by the on-time calculation unit 22, and the maximum on-time of each of the three upper arms is the largest The total time is extracted, the on-time (remaining operation time) of the upper arm that can be driven is calculated, and the winding of the motor 33 is short-circuited for this time.

一方、前述したように、温度保護部５７によっていずれかのＩＧＢＴの温度異常が検出された場合、温度保護部５７が全ての下アームをオフにするため、下アームで巻線の短絡ができない状況が発生する。この状態を温度異常信号で検出した回生電力低減部２０は、上アームをオン可能な最大の時間、つまり、ブートストラップコンデンサの電圧が許容放電電圧に低下するまでの時間だけ連続的に上アームをオンとして巻線を短絡させる。これによって回生電力によるＰラインとＮライン間における異常な電圧上昇を抑制してインテリジェントパワーモジュール３２やコンバータ３１の回路を保護することができる。 On the other hand, as described above, when a temperature abnormality of any IGBT is detected by the temperature protection unit 57, the temperature protection unit 57 turns off all lower arms, so that the winding cannot be short-circuited by the lower arm. Occurs. The regenerative power reduction unit 20 that has detected this state with the temperature abnormality signal continuously turns the upper arm on for the maximum time during which the upper arm can be turned on, that is, the time until the bootstrap capacitor voltage drops to the allowable discharge voltage. Turn on to short the winding. Thereby, an abnormal voltage rise between the P line and the N line due to regenerative power can be suppressed, and the intelligent power module 32 and the circuit of the converter 31 can be protected.

一方、タイマー管理部２７の許可端子には停止処理信号が入力されており、停止処理信号がハイレベルの期間だけタイマー管理部２７が動作するようになっている。また、タイマー管理部２７の開始端子には初回タイマー信号が入力されており、この信号がハイレベルからローレベルに変化した時、つまり、初回タイマー部２４による最初の上アームのオンが終了した時、タイマー管理部２７は下アームタイマー部２９のタイマー起動と、このタイマーの終了待ちを実行し、このタイマーが終了した直後に上アームタイマー部２８のタイマー起動と、このタイマーの終了待ちを実行する。そして、このタイマーが終了した直後に下アームタイマー部２９のタイマー起動と終了待ちを実行し、この２つのタイマー部の交互の動作を停止処理信号がローレベルになるまで繰り返して実行する。 On the other hand, a stop processing signal is input to the permission terminal of the timer management unit 27, and the timer management unit 27 operates only when the stop processing signal is at a high level. The initial timer signal is input to the start terminal of the timer management unit 27, and when this signal changes from high level to low level, that is, when the first upper arm is turned on by the initial timer unit 24. The timer management unit 27 starts the timer of the lower arm timer unit 29 and waits for the timer to end, and immediately starts the timer of the upper arm timer unit 28 and waits for the timer to end. . Immediately after the timer expires, the timer activation and termination waiting of the lower arm timer unit 29 are executed, and the alternate operation of the two timer units is repeatedly executed until the stop processing signal becomes low level.

タイマー管理部２７は上アームタイマー部２８にタイマーの開始信号を出力し、上アームタイマー部２８はこの開始信号に従って予め規定された上アームタイマー時間だけハイレベルとなる上アーム信号を出力する。この上アーム信号はタイマー管理部２７に入力されており、タイマー管理部２７は上アーム信号がハイレベルからローレベルになることでタイマーの終了を検出することができる。なお、上アームタイマー時間は、各ブートストラップコンデンサが所定電圧（満充電電圧）から上アームを連続オンすることで許容放電電圧に低下するまでの時間を予め実験的に求めた時間である。なお、上アームタイマー時間は実験的に求めてもよいし、供給電圧や配線インピーダンス、ブートストラップコンデンサの容量から計算で求めてもよい。 The timer management unit 27 outputs a timer start signal to the upper arm timer unit 28, and the upper arm timer unit 28 outputs an upper arm signal that is at a high level for a predetermined upper arm timer time according to the start signal. The upper arm signal is input to the timer management unit 27, and the timer management unit 27 can detect the end of the timer when the upper arm signal changes from the high level to the low level. Note that the upper arm timer time is a time obtained by experimentally obtaining in advance the time until each bootstrap capacitor decreases to an allowable discharge voltage by continuously turning on the upper arm from a predetermined voltage (full charge voltage). The upper arm timer time may be obtained experimentally, or may be obtained by calculation from the supply voltage, the wiring impedance, and the capacity of the bootstrap capacitor.

また、タイマー管理部２７は下アームタイマー部２９にタイマーの開始信号を出力し、下アームタイマー部２９はこの開始信号に従って予め規定された下アームタイマー時間だけハイレベルとなる下アーム信号を出力する。この下アーム信号はタイマー管理部２７に入力されており、タイマー管理部２７は下アーム信号がハイレベルからローレベルになることでタイマーの終了を検出することができる。なお、下アームタイマー時間は、各ブートストラップコンデンサが許容放電電圧から所定電圧（満充電電圧）に上昇するまでの時間を予め実験的に求めた時間である。なお、下アームタイマー時間は実験的に求めてもよいし、供給電圧や配線インピーダンス、ブートストラップコンデンサの容量から計算で求めてもよい。 The timer management unit 27 outputs a timer start signal to the lower arm timer unit 29, and the lower arm timer unit 29 outputs a lower arm signal that is at a high level for a predetermined lower arm timer time according to the start signal. . The lower arm signal is input to the timer management unit 27, and the timer management unit 27 can detect the end of the timer when the lower arm signal changes from the high level to the low level. The lower arm timer time is a time obtained by experimentally determining in advance the time until each bootstrap capacitor rises from the allowable discharge voltage to a predetermined voltage (full charge voltage). The lower arm timer time may be obtained experimentally, or may be obtained by calculation from the supply voltage, the wiring impedance, and the capacity of the bootstrap capacitor.

停止処理時間管理部２６は、インバータ制御部３５から出力される運転停止信号とインテリジェントパワーモジュール３２から出力される温度異常信号がそれぞれ入力されている。運転停止信号は室内機２の指示や室外機制御部３６の判断による空気調和機１の運転停止を意味しており、温度異常信号はこのような指示とは無関係にインテリジェントパワーモジュール３２の温度異常を意味している。 The stop processing time management unit 26 receives an operation stop signal output from the inverter control unit 35 and a temperature abnormality signal output from the intelligent power module 32. The operation stop signal means the operation stop of the air conditioner 1 based on the instruction of the indoor unit 2 or the judgment of the outdoor unit control unit 36, and the temperature abnormality signal is the temperature abnormality of the intelligent power module 32 irrespective of such an instruction. Means.

停止処理時間管理部２６は、温度異常信号が入力された場合は下アームによる回生電力低減が実行できないと判断し、上アームによる１回のみの巻線短絡処理を実行する。この場合、停止処理時間管理部２６は、入力された初回タイマー信号がハイレベルからローレベルに変化した時、上アームによる初回の巻線短絡が完了したと認識して停止処理信号をハイレベルからローレベルにする。 When the temperature abnormality signal is input, the stop processing time management unit 26 determines that the regenerative power reduction by the lower arm cannot be performed, and executes only one winding short-circuit process by the upper arm. In this case, when the input initial timer signal changes from the high level to the low level, the stop processing time management unit 26 recognizes that the first winding short circuit by the upper arm is completed, and changes the stop processing signal from the high level. Set to low level.

一方、停止処理時間管理部２６は、温度異常信号が入力さずに運転停止信号のみが入力された場合は下アームによる回生電力低減が使用できると判断し、初回タイマー部２４による上アームのオンが終了した後、下アーム／上アームによる交互の巻線短絡処理を実行する。この場合、停止処理時間管理部２６は入力された初回タイマー信号を無視する。
また、停止処理時間管理部２６は運転停止信号が入力された場合、モータ３３の負荷状態と回転数とにより求められる停止時間だけ上アーム／下アームによる交互の巻線短絡処理を実行する。次にこの停止時間の算出方法を説明する。 On the other hand, the stop processing time management unit 26 determines that the regenerative power reduction by the lower arm can be used when only the operation stop signal is input without inputting the temperature abnormality signal, and the upper timer is turned on by the initial timer unit 24. After the above is completed, alternate winding short-circuiting processing is executed by the lower arm / upper arm. In this case, the stop processing time management unit 26 ignores the input initial timer signal.
Further, when an operation stop signal is input, the stop processing time management unit 26 executes alternate winding short-circuit processing by the upper arm / lower arm for the stop time determined by the load state and the rotation speed of the motor 33. Next, a method for calculating the stop time will be described.

停止処理時間管理部２６は、スイッチング信号ＵＰ１と回転数信号が入力されており、停止処理時間管理部２６は、最新のスイッチング信号ＵＰ１のパルス幅（ＩＧＢＴ６１がオンとなる時間）と最新の回転数を記憶部４１に常に記憶している。そして、停止処理時間管理部２６は運転停止信号が入力された時に、直前のスイッチング信号ＵＰ１のパルス幅と回転数（ｒｐｍ）を記憶部４１から読み出す。スイッチング信号ＵＰ１のパルス幅はＰＷＭ制御された結果であり、このパルス幅はモータ３３の負荷の大きさを示している。この負荷の大きさである負荷トルク（単位はニュートンメートル）とこのパルス幅との関係を予め実験的に求めてあり、記憶部４１に対比表として記憶されている。 The stop processing time management unit 26 receives the switching signal UP1 and the rotation number signal. The stop processing time management unit 26 sets the latest pulse width of the switching signal UP1 (the time when the IGBT 61 is turned on) and the latest rotation number. Is always stored in the storage unit 41. Then, when the operation stop signal is input, the stop processing time management unit 26 reads the pulse width and the rotation speed (rpm) of the immediately preceding switching signal UP1 from the storage unit 41. The pulse width of the switching signal UP1 is a result of PWM control, and this pulse width indicates the magnitude of the load of the motor 33. The relationship between the load torque (the unit is Newton meter) and the pulse width, which is the magnitude of the load, is experimentally obtained in advance and stored in the storage unit 41 as a comparison table.

次に回生電圧を抑制するための巻線の短絡処理時間の算出方法について説明する。
短絡処理時間：ｔ（単位は秒）、
モータ３３の慣性モーメント：Ｊｍ（単位はキログラム平方メートル）、
モータ３３の制動直前の回転速度：Ｎ（単位は回転数／毎分）、
負荷トルク：ＴＬ（単位はニュートンメートル）と規定した場合、

短絡処理時間：ｔ＝Ｊｍ×Ｎ／（９．５５×ＴＬ）・・・・・・・・式１

なお、慣性モーメント：Ｊｍはモータ３３の仕様書に記載されている値が予め記憶部４１に記憶されている。そして停止処理時間管理部２６は、回転速度：Ｎを回転数算出部３０から入力し、また、負荷トルク：ＴＬは前述したようにスイッチング信号ＵＰ１のパルス幅を記憶部４１が記憶している対比表から抽出し、これらを式１に代入して短絡処理時間：ｔを算出し、この算出した時間だけ停止処理信号をハイレベルにする。
なお、簡易的には短絡処理時間を予め実験で求めたモータ３３の最高速からの停止時間としてもよい。 Next, a method for calculating the winding short-circuiting time for suppressing the regenerative voltage will be described.
Short circuit processing time: t (unit: seconds),
Moment of inertia of motor 33: Jm (unit: kilogram square meter),
Rotational speed immediately before braking of motor 33: N (unit: number of revolutions / minute),
Load torque: TL (unit: Newton meter)

Short-circuit processing time: t = Jm × N / (9.55 × TL) Expression 1

Note that the moment of inertia: Jm is stored in the storage unit 41 in advance as a value described in the specifications of the motor 33. Then, the stop processing time management unit 26 inputs the rotation speed: N from the rotation number calculation unit 30, and the load torque: TL is a comparison in which the storage unit 41 stores the pulse width of the switching signal UP1 as described above. These are extracted from the table, and these are substituted into Equation 1 to calculate the short circuit processing time: t, and the stop processing signal is set to the high level for the calculated time.
For simplicity, the short-circuit processing time may be the stop time from the highest speed of the motor 33 obtained in advance by experiments.

次に図４の説明図を用いて本発明による回生電力低減部２０の動作を説明する。
図４の横軸は時間である。図４の縦軸においてインテリジェントパワーモジュール３２に出力される図４（１）はＵＰ信号、図４（２）はＶＰ信号、図４（３）はＷＰ信号、図４（４）はＵＮ信号、図４（５）ＶＮ信号、図４（６）はＷＮ信号を示している。 Next, the operation of the regenerative power reduction unit 20 according to the present invention will be described using the explanatory diagram of FIG.
The horizontal axis in FIG. 4 is time. 4 (1) output to the intelligent power module 32 on the vertical axis in FIG. 4 is an UP signal, FIG. 4 (2) is a VP signal, FIG. 4 (3) is a WP signal, FIG. 4 (4) is a UN signal, FIG. 4 (5) shows the VN signal, and FIG. 4 (6) shows the WN signal.

さらに、図４の縦軸において図４（７）はブートストラップコンデンサ３７、図４（８）はブートストラップコンデンサ３８、図４（９）はブートストラップコンデンサ３９、のそれぞれの両端電圧を示している。 Further, on the vertical axis of FIG. 4, FIG. 4 (7) shows the voltage across the bootstrap capacitor 37, FIG. 4 (8) shows the bootstrap capacitor 38, and FIG. 4 (9) shows the voltage across the bootstrap capacitor 39. .

さらに、図４の縦軸において図４（１０）は運転停止信号を、図４（１１）は停止処理信号を、図４（１２）は初回タイマー信号を、図４（１３）は上アーム信号を、図４（１４）は下アーム信号を、図４（１５）はインテリジェントパワーモジュール３２の入力電圧を、図４（１６）は温度異常信号をそれぞれ示している。なお、ｔ０ｔ〜１５は時刻を示している。
まず最初に運転停止信号が出力された場合の動作について説明し、その説明の後で温度異常信号が出力された場合について説明する。 Further, on the vertical axis of FIG. 4, FIG. 4 (10) is an operation stop signal, FIG. 4 (11) is a stop processing signal, FIG. 4 (12) is an initial timer signal, and FIG. 4 (13) is an upper arm signal. 4 (14) shows the lower arm signal, FIG. 4 (15) shows the input voltage of the intelligent power module 32, and FIG. 4 (16) shows the temperature abnormal signal. Note that t0t to 15 indicate time.
First, the operation when the operation stop signal is output will be described, and after that description, the case where the temperature abnormality signal is output will be described.

ｔ０〜ｔ１１の期間におけるＵＰ信号，ＶＰ信号，ＷＰ信号，ＵＮ信号，ＶＮ信号，ＷＮ信号はインテリジェントパワーモジュール３２を介してモータ３３を回転させるスイッチング信号であり、運転停止信号、もしくは温度異常信号がローレベルからハイレベルに変化するｔ１１まで出力されている。運転停止信号、もしくは温度異常信号がローレベルの時は信号切換部２１が選択するスイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１，ＵＮ１，ＶＮ１，ＷＮ１がそのままインテリジェントパワーモジュール３２へ出力される。 The UP signal, VP signal, WP signal, UN signal, VN signal, and WN signal in the period from t0 to t11 are switching signals for rotating the motor 33 via the intelligent power module 32, and an operation stop signal or a temperature abnormality signal is generated. It is output until t11 when it changes from the low level to the high level. When the operation stop signal or the temperature abnormality signal is at a low level, the switching signals UP1, VP1, WP1, UN1, VN1, and WN1 selected by the signal switching unit 21 are output to the intelligent power module 32 as they are.

インバータ制御部３５はスイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１毎にＰＷＭ変調されたスイッチング期間の次に、この期間の２倍の期間がローレベルの休止期間として続くように１周期を構成して制御し、各スイッチング信号は位相が１２０度ごとに順次ずれたタイミングになっている。さらに、スイッチング信号ＵＮ１，ＶＮ１，ＷＮ１も同様に位相が１２０度ごとに順次ずれたタイミングになっている。そして、インバータ制御部３５は、スイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１に対してスイッチング信号ＵＮ１，ＶＮ１，ＷＮ１が１８０度の位相遅れとなるように制御している。 The inverter control unit 35 configures and controls one cycle so that a period twice as long as this period continues as a low-level pause period after the switching period PWM-modulated for each of the switching signals UP1, VP1, and WP1, Each switching signal has a phase sequentially shifted every 120 degrees. In addition, the switching signals UN1, VN1, and WN1 are similarly shifted in phase every 120 degrees. The inverter control unit 35 controls the switching signals UN1, VN1, and WN1 to be 180 degrees behind the switching signals UP1, VP1, and WP1.

このため、例えばＵＰ信号がスイッチングを開始するｔ８からスイッチングが終了するｔ１０の期間でブートストラップコンデンサ３７の電圧は図４（７）に示すように低下する。一方、ＶＰ信号がオフとなったｔ６〜ｔ１０の期間において、この上アームと対応する下アームの信号であるＶＮ信号は、ｔ６〜ｔ７、及びｔ９〜ｔ１０でローレベルとなっており、ＶＰ信号で駆動されるＩＧＢＴ６２用のブートストラップコンデンサ３８を、少なくともｔ１０までに所定電圧（満充電）まで充電することができる。また、ＷＰ信号はｔ８でスイッチングを終了しており、ｔ８〜ｔ１１でブートストラップコンデンサ３９をほぼ所定電圧まで充電することができる。 For this reason, for example, the voltage of the bootstrap capacitor 37 decreases as shown in FIG. 4 (7) in the period from t8 when the UP signal starts switching to t10 when the switching ends. On the other hand, during the period from t6 to t10 when the VP signal is turned off, the VN signal that is the signal of the lower arm corresponding to the upper arm is at the low level at t6 to t7 and t9 to t10. It is possible to charge the bootstrap capacitor 38 for the IGBT 62 that is driven at a predetermined voltage (full charge) at least by t10. Further, the switching of the WP signal is finished at t8, and the bootstrap capacitor 39 can be charged to almost a predetermined voltage from t8 to t11.

オン時間算出部２２は、スイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１毎に算出した運転停止信号もしくは、温度異常信号の発生直前の所定期間であるオン時間集計期間（スイッチング期間と同じ長さ）における３つの合計オン時間から最も長い最大合計オン時間を抽出する。具体的にはスイッチング期間と同じ時間であるｔ８．５〜ｔ１１の期間におけるＵＰ信号，ＶＰ信号，ＷＰ信号（スイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１）におけるそれぞれの合計オン時間を算出する。この場合、ＵＰ信号がｔ８．５〜ｔ１０であり、ＶＰ信号がｔ１０〜ｔ１１であり、ＷＰ信号がゼロ（オン信号なし）であり、ＵＰ信号の合計オン時間が一番長い。つまり、上アームの中ではブートストラップコンデンサの電圧が最も低く、次に上アームをオンする場合において、オン時間を３つの上アームの中で最も短くする必要がある。 The on-time calculation unit 22 calculates the total of three in the on-time counting period (same length as the switching period), which is a predetermined period immediately before the occurrence of the operation stop signal or the temperature abnormality signal, for each of the switching signals UP1, VP1, and WP1. Extract the longest maximum total on-time from the on-time. Specifically, the total on-time of the UP signal, VP signal, and WP signal (switching signals UP1, VP1, WP1) in the period from t8.5 to t11, which is the same time as the switching period, is calculated. In this case, the UP signal is t8.5 to t10, the VP signal is t10 to t11, the WP signal is zero (no ON signal), and the total ON time of the UP signal is the longest. That is, the bootstrap capacitor voltage is the lowest in the upper arm, and when the upper arm is turned on next, the on-time needs to be the shortest of the three upper arms.

なお、図４の例の場合、ＵＰ信号はｔ８〜ｔ１０で１つのスイッチング期間だけ上アームを使用している。従ってｔ１０の時点ではｔ８〜ｔ１０の合計オン時間と対応するブートストラップコンデンサ３７の電圧だけが低下している。一方、本実施例ではｔ８．５〜ｔ１０の期間だけを合計オン時間の比較対象にしており、ｔ８〜ｔ８．５の期間は合計オン時間の対象外となり、この期間の電圧低下分が考慮されていない。一方、ｔ１０〜ｔ１１はブートストラップコンデンサ３７に関しては充電期間中であり、ブートストラップコンデンサ３７の電圧が上昇する期間である。従って本実施例では簡易的にこれを相殺と見なして計算の対象から除外する。 In the case of the example in FIG. 4, the UP signal uses the upper arm only for one switching period from t8 to t10. Therefore, at time t10, only the voltage of the bootstrap capacitor 37 corresponding to the total on-time from t8 to t10 is lowered. On the other hand, in this embodiment, only the period from t8.5 to t10 is the comparison target of the total on-time, and the period from t8 to t8.5 is excluded from the total on-time, and the voltage drop during this period is considered. Not. On the other hand, t10 to t11 are a period during which the bootstrap capacitor 37 is being charged, and is a period during which the voltage of the bootstrap capacitor 37 rises. Therefore, in the present embodiment, this is simply regarded as offset and excluded from the calculation target.

この電圧低下と充電による電圧上昇の相殺における誤差を低減させるためには、ｔ８〜ｔ８．５の期間の合計オン時間に、予め実験的に求めた誤差を低減させる一定の係数を乗じた値をｔ８．５〜ｔ１０の合計オン時間に加算してもよい。もしくは、ｔ８〜ｔ８．５の期間の合計オン時間から、ｔ１０〜ｔ１１の電圧上昇の差分と対応する合計オン時間を差し引き、この結果にｔ８．５〜ｔ１０の期間の合計オン時間を加算するようにしてもよい。 In order to reduce the error in canceling the voltage drop and the voltage rise due to charging, a value obtained by multiplying the total on-time of the period from t8 to t8.5 by a certain coefficient for reducing the error obtained experimentally in advance. You may add to the total ON time of t8.5-t10. Alternatively, the total on-time corresponding to the voltage rise difference between t10 and t11 is subtracted from the total on-time during the period from t8 to t8.5, and the total on-time during the period from t8.5 to t10 is added to the result. It may be.

そして、オン時間算出部２２は、このようにして求めたＵＰ信号の合計オン時間と、同様にして求めたＶＰ信号とＷＰ信号の合計オン時間から最も長い最大オン時間合計を抽出し、これを残時間算出部２３へ出力し、残時間算出部２３がｔ１１以降でＵＰ信号をオンできるｔ１１〜ｔ１２の残動作時間を算出して初回タイマー部２４へ出力する。初回タイマー部２４は、この残作動時間だけ図４（１２）に示すように初回タイマー信号を出力する。 Then, the on-time calculating unit 22 extracts the longest maximum on-time total from the total on-time of the UP signal obtained in this way and the total on-time of the VP signal and the WP signal obtained in the same manner. The remaining time calculation unit 23 outputs the remaining operation time from t11 to t12 when the UP signal can be turned on after t11, and outputs the remaining operation time to the first timer unit 24. The initial timer unit 24 outputs an initial timer signal as shown in FIG. 4 (12) for the remaining operating time.

運転停止信号もしくは温度異常信号がローレベルからハイレベルに変化したｔ１１以降は停止処理信号がハイレベルになるため、信号切換部２１はスイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１，ＵＮ１，ＶＮ１，ＷＮ１をＵＰ２，ＶＰ２，ＷＰ２，ＵＮ２，ＶＮ２，ＷＮ２の各端子に入力されている信号に切り換える。このため、信号切換部２１はｔ１１〜ｔ１２の期間に初回タイマー信号をＵＰ信号，ＶＰ信号，ＷＰ信号としてオンの信号（ハイレベルの信号）を出力する。一方、ＵＮ２，ＶＮ２，ＷＮ２の各端子には下アームタイマー部２９が未動作のためローレベルが入力されており、信号切換部２１はＵＮ信号，ＶＮ信号，ＷＮ信号をローレベルで出力する。 Since the stop processing signal becomes high level after t11 when the operation stop signal or the temperature abnormality signal changes from low level to high level, the signal switching unit 21 sets the switching signals UP1, VP1, WP1, UN1, VN1, and WN1 to UP2, Switching to signals input to the terminals VP2, WP2, UN2, VN2, and WN2. For this reason, the signal switching unit 21 outputs an ON signal (high level signal) with the initial timer signal as the UP signal, VP signal, and WP signal during the period from t11 to t12. On the other hand, the low level is input to the terminals UN2, VN2, and WN2 because the lower arm timer unit 29 is not operated, and the signal switching unit 21 outputs the UN signal, the VN signal, and the WN signal at a low level.

このため、モータ３３の各巻線は、初回タイマー信号のハイレベルの期間であるｔ１１〜ｔ１２に上アームによって短絡される。これにより図４（１５）に示すように、インテリジェントパワーモジュール３２の入力電圧のピークが、回生電圧を短絡しない場合の５５０ボルトから３９０ボルトに低減され、コンバータ３１やインテリジェントパワーモジュール３２内のスイッチング素子や還流ダイオードなどの破損を防止することができる。 For this reason, each winding of the motor 33 is short-circuited by the upper arm during t11 to t12 which is a high level period of the initial timer signal. As a result, as shown in FIG. 4 (15), the peak of the input voltage of the intelligent power module 32 is reduced from 550 volts when the regenerative voltage is not short-circuited to 390 volts, and the switching elements in the converter 31 and the intelligent power module 32 are reduced. It is possible to prevent breakage of the return diode and the like.

一方、残動作時間が終了して初回タイマー信号がハイレベルからローレベルに変化するとタイマー管理部２７が動作を開始し、下アームタイマー部２９から下アームタイマー時間だけハイレベルとなる下アーム信号を出力する。この時、初回タイマー部２４と上アームタイマー部２８は動作を停止しているため、共に出力信号はローレベルである。このため、信号切換部２１はｔ１２〜ｔ１３の下アームタイマー時間に、ＵＰ信号，ＶＰ信号，ＷＰ信号をローレベルに、ＵＮ信号，ＶＮ信号，ＷＮ信号をハイレベルにしてそれぞれ出力する。 On the other hand, when the remaining operation time ends and the initial timer signal changes from the high level to the low level, the timer management unit 27 starts to operate, and the lower arm signal from the lower arm timer unit 29 becomes the high level for the lower arm timer time. Output. At this time, since the operation of the initial timer unit 24 and the upper arm timer unit 28 is stopped, both output signals are at a low level. For this reason, the signal switching unit 21 outputs the UP signal, the VP signal, and the WP signal at the low level and the UN signal, the VN signal, and the WN signal at the high level during the lower arm timer time of t12 to t13, respectively.

そしてタイマー管理部２７は、停止処理信号がハイレベルからローレベルになるｔ１５まで上アームと下アームを交互にオンするように上アーム信号と下アーム信号を交互に出力する。なお、停止処理時間管理部２６は、前述した式１を用いて短絡処理時間を求め、運転停止信号がローレベルからハイレベルになった以降、この短絡処理時間だけ停止処理信号をハイレベルにした後ローレベルにする。 The timer management unit 27 alternately outputs the upper arm signal and the lower arm signal so that the upper arm and the lower arm are alternately turned on until t15 when the stop processing signal changes from the high level to the low level. The stop processing time management unit 26 obtains the short circuit processing time using the above-described equation 1, and after the operation stop signal has changed from the low level to the high level, the stop processing signal is set to the high level only for this short circuit processing time. Set to low level afterwards.

次に図４（１６）に示す温度異常信号がｔ１１でインテリジェントパワーモジュール３２から出力された場合を説明する。この場合、ｔ１２までは運転停止信号が停止処理時間管理部２６に入力された場合と同じ処理になる。つまり、初回タイマー部２４が残動作時間だけ上アームをオンする。 Next, the case where the temperature abnormality signal shown in FIG. 4 (16) is output from the intelligent power module 32 at t11 will be described. In this case, the same processing as when the operation stop signal is input to the stop processing time management unit 26 is performed until t12. That is, the first timer unit 24 turns on the upper arm for the remaining operation time.

一方、温度異常信号が停止処理時間管理部２６に入力された場合、ｔ１２で初回タイマー信号がハイレベルからローレベルになると、停止処理時間管理部２６は、停止処理信号をハイレベルからローレベルにして回生電力低減処理を終了する。これは前述したように、インテリジェントパワーモジュール３２の温度異常の場合、下アームによる制御ができないためである。このため、モータ３３の制動を最後まで行なうことができないが、上アームによる巻線短絡でインテリジェントパワーモジュール３２の入力電圧の上昇を低減させることができる。 On the other hand, when the temperature abnormality signal is input to the stop processing time management unit 26, when the initial timer signal changes from the high level to the low level at t12, the stop processing time management unit 26 changes the stop processing signal from the high level to the low level. To finish the regenerative power reduction process. As described above, this is because the control by the lower arm cannot be performed when the temperature of the intelligent power module 32 is abnormal. For this reason, although the braking of the motor 33 cannot be performed to the end, the rise of the input voltage of the intelligent power module 32 can be reduced by the winding short-circuit by the upper arm.

そして、停止処理時間管理部２６は、停止処理信号をハイレベルからローレベルにしてタイマー管理部２７の動作を停止させる共に、信号切換部２１がスイッチング信号ＵＰ１，ＶＰ１，ＷＰ１，ＵＮ１，ＶＮ１，ＷＮ１を選択して出力する。なお、インバータ制御部３５は温度異常信号が入力された時点でインバータの運転を停止させるため、全てのスイッチング信号をローレベルにしている。このため、ＵＰ信号，ＶＰ信号，ＷＰ信号，ＵＮ信号，ＶＮ信号，ＷＮ信号は全てローレベルになる。 Then, the stop processing time management unit 26 changes the stop processing signal from the high level to the low level to stop the operation of the timer management unit 27, and the signal switching unit 21 switches the switching signals UP1, VP1, WP1, UN1, VN1, and WN1. Select to output. Note that the inverter control unit 35 sets all the switching signals to a low level in order to stop the operation of the inverter when the temperature abnormality signal is input. For this reason, the UP signal, VP signal, WP signal, UN signal, VN signal, and WN signal are all at a low level.

以上説明したように、温度保護部５７により下アームが全てオフとなった状態であっても、回生電力低減手段が上アームを確実にオン可能な残動作時間を算出してこの時間だけ上アームをオンするため、ブートストラップコンデンサの電圧が許容放電電圧未満になることがない。このため、背景技術で説明したように最大負荷を考慮して短めに決定した上アームの動作可能時間よりも長い動作可能時間を求めることができる。
また、残動作時間の算出やタイマー機能をソフトウェアで実現できるため、背景技術で説明した許容放電電圧を検出するための電圧検出回路が不要であるためコストを低減できる。 As described above, even if the lower arm is all turned off by the temperature protection unit 57, the remaining power operation time during which the regenerative power reducing means can reliably turn on the upper arm is calculated, and the upper arm is calculated by this time. Therefore, the bootstrap capacitor voltage does not become lower than the allowable discharge voltage. For this reason, as described in the background art, it is possible to obtain an operable time longer than the operable time of the upper arm that is determined to be short considering the maximum load.
In addition, since the remaining operation time can be calculated and the timer function can be realized by software, the voltage detection circuit for detecting the allowable discharge voltage described in the background art is not necessary, so that the cost can be reduced.

なお、本実施例ではモータ駆動装置５を空気調和機１に適用した例を説明しているが、これに限るものでなく、洗濯機のモータ駆動装置などに適用してもよい。
さらに、本実施例では回生電力低減部２０をハードウェアとして説明しているが、これをソフトウェアで実現してもよい。
また、本実施例ではインテリジェントパワーモジュール３２の保護機能としてスイッチング素子の温度保護を説明しているが、これに限るものでなく、スイッチング素子の過電流保護機能など、他の保護機能を総合的に備えたものであってもよい。これらの保護機能が動作して、下アームが使用できない場合であっても本発明と同様の効果を得ることができる。 In addition, although the present Example demonstrates the example which applied the motor drive device 5 to the air conditioner 1, it is not restricted to this, You may apply to the motor drive device of a washing machine, etc.
Furthermore, although the present embodiment has described the regenerative power reduction unit 20 as hardware, this may be realized by software.
In this embodiment, the temperature protection of the switching element is described as the protection function of the intelligent power module 32. However, the present invention is not limited to this, and other protection functions such as an overcurrent protection function of the switching element are comprehensively provided. It may be provided. Even when these protective functions operate and the lower arm cannot be used, the same effect as the present invention can be obtained.

１空気調和機
２室内機
３室外機
４交流電源
５モータ駆動装置
２０回生電力低減部（回生電力低減手段）
２１信号切換部（信号切換手段）
２２オン時間算出部（オン時間算出手段）
２３残時間算出部（残時間算出手段）
２４初回タイマー部（初回タイマー手段）
２５オア回路（オア手段）
２６停止処理時間管理部（停止処理時間管理手段）
２７タイマー管理部（タイマー管理手段）
２８上アームタイマー部（上アームタイマー手段）
２９下アームタイマー部（下アームタイマー手段）
３０回転数算出部（回転数算出手段）
３１コンバータ
３２インテリジェントパワーモジュール（インバータ）
３２ａ入力端
３２ｂ入力端
３２ｃ電源端子
３２ｄ出力端
３２ｅ出力端
３２ｆ出力端
３２ｇ状態端子
３２ｈ信号端子
３２ｉ端子
３２ｊ端子
３２ｋ端子
３３モータ
３３Ｕ巻線
３３Ｖ巻線
３３Ｗ巻線
３４ドライバ駆動電源
３５インバータ制御部
３６室外機制御部
３７、３８、３９ブートストラップコンデンサ
４０回転位置検出部
４１記憶部（記憶手段）
５１、５２、５３ダイオード
５４、５５、５６抵抗
５７温度保護部
６１、６２、６３ＩＧＢＴ
６４ドライバ、６５、６６、６７ドライバ
７１、７２、７３ＩＧＢＴ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air conditioner 2 Indoor unit 3 Outdoor unit 4 AC power supply 5 Motor drive device 20 Regenerative electric power reduction part (regenerative electric power reduction means)
21 Signal switching part (signal switching means)
22 On-time calculation unit (on-time calculation means)
23 Remaining time calculation unit (remaining time calculation means)
24 First timer part (first timer means)
25 OR circuit (OR means)
26 Stop processing time management section (stop processing time management means)
27 Timer Manager (Timer Manager)
28 Upper arm timer section (upper arm timer means)
29 Lower arm timer section (lower arm timer means)
30 Rotational speed calculation unit (Rotational speed calculation means)
31 Converter 32 Intelligent Power Module (Inverter)
32a input terminal 32b input terminal 32c power supply terminal 32d output terminal 32e output terminal 32f output terminal 32g status terminal 32h signal terminal 32i terminal 32j terminal 32k terminal 33 motor 33U winding
33V winding
33W winding
34 Driver Drive Power Supply 35 Inverter Control Unit 36 Outdoor Unit Control Unit 37, 38, 39 Bootstrap Capacitor 40 Rotation Position Detection Unit 41 Storage Unit (Storage Unit)
51, 52, 53 Diode 54, 55, 56 Resistance 57 Temperature protection part 61, 62, 63 IGBT
64 drivers, 65, 66, 67 drivers 71, 72, 73 IGBT

Claims

It has a plurality of arms consisting of switching elements for the upper arm and switching elements for the lower arm connected in a totem pole type, and converts the input DC voltage into an AC voltage and converts it into the motor corresponding to the arm. An inverter that is provided and supplies the other end of a plurality of windings connected at one end in common;
A bootstrap capacitor for accumulating electric charge for driving the upper arm;
An inverter control unit for outputting a switching signal to the switching element;
Regenerative power reducing means for reducing the regenerative power generated in the winding when the rotation of the motor is decelerated by connecting the other ends of the winding; and
The switching signal is alternately provided with a switching period in which an AC voltage is applied to the winding by turning on and off the switching element and a non-application idle period,
The regenerative power reduction means includes storage means in which a maximum operation time that is a time from when the bootstrap capacitor decreases to a permissible discharge voltage at which the upper arm can operate is stored in advance.
The regenerative power reduction means includes:
Calculate the total on time for each upper arm, which is the sum of the times when the upper arm was turned on in the switching period, and store it in the storage means,
When the regenerative power reduction means reduces the regenerative power,
Extracting from the storage means the largest maximum total on-time among the total on-time in the same time as the switching period immediately before the start time of the regenerative power reduction process,
Calculate the remaining operating time by subtracting the maximum total on-time from the maximum operating time,
All the upper arms are turned on only during the remaining operation time period.