JP2020171183A - Converter device, air conditioner, and control method and program of converter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンバータ装置、空気調和機、コンバータ装置の制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a converter device, an air conditioner, a control method and a program of the converter device.
従来、コンバータ装置として、特許文献１に開示される装置が知られている。特許文献１に開示されているコンバータ装置は、交流電力を直流電力に変換する装置であり、高調波成分の低減及び力率改善を目的として、２つのスイッチング回路を有している。そして、負荷の小さいときには片方のスイッチング回路のみを作動させ、負荷が大きい場合に２つのスイッチング回路の両方を作動させる。 Conventionally, as a converter device, a device disclosed in Patent Document 1 is known. The converter device disclosed in Patent Document 1 is a device that converts AC power into DC power, and has two switching circuits for the purpose of reducing harmonic components and improving the power factor. Then, when the load is small, only one switching circuit is operated, and when the load is large, both of the two switching circuits are operated.
また、特許文献２には、力率改善回路に対する信号のオンデューティを変更することが記載されている。 Further, Patent Document 2 describes changing the on-duty of a signal with respect to the power factor improving circuit.
交流電源（商用電源）から伝送される交流電力が高品質（振幅、周波数がほぼ一定）である場合、コンバータ装置から出力される直流電圧も一定に維持され、安定した動作が得られる。しかし、地域や環境によっては、交流電源から伝送される交流電力が必ずしも高品質であるとは限らない。交流電源から伝送される交流電力の品質が低い場合、コンバータ装置から出力される直流電圧が不均一となり、安定した動作が得られないことが想定される。 When the AC power transmitted from the AC power source (commercial power source) is of high quality (amplitude and frequency are almost constant), the DC voltage output from the converter device is also maintained constant, and stable operation can be obtained. However, depending on the region and environment, the AC power transmitted from the AC power supply is not always of high quality. If the quality of the AC power transmitted from the AC power supply is low, it is assumed that the DC voltage output from the converter device becomes non-uniform and stable operation cannot be obtained.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、交流電源から伝送される交流電力が高品質でなくとも、均一な直流電圧を出力可能なコンバータ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a converter device capable of outputting a uniform DC voltage even if the AC power transmitted from the AC power source is not of high quality. To do.
本発明の第１の態様によれば、コンバータ装置は、インバータ装置に入力される直流電圧の検出値を取得する直流電圧取得部と、前記直流電圧の検出値と所定の判定閾値との大小関係を判定する判定部と、前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するオンデューティ変更部と、前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力する信号出力部と、を備える。 According to the first aspect of the present invention, the converter device has a magnitude relationship between a DC voltage acquisition unit that acquires a detected value of a DC voltage input to an inverter device, and the detected value of the DC voltage and a predetermined determination threshold value. The on-duty change unit that changes the on-duty of the switching signal input to the force factor improvement circuit based on the determination result of the magnitude relationship, and the switching signal to which the on-duty is applied. It includes a signal output unit for output.
また、本発明の第２の態様によれば、前記オンデューティ変更部は、前記直流電圧の検出値が所定の判定閾値を下回った場合に、前記オンデューティを増加させる。 Further, according to the second aspect of the present invention, the on-duty changing unit increases the on-duty when the detected value of the DC voltage falls below a predetermined determination threshold value.
また、本発明の第３の態様によれば、前記オンデューティ変更部は、前記直流電圧の検出値が所定の判定閾値を上回った場合に、前記オンデューティを減少させる。 Further, according to the third aspect of the present invention, the on-duty changing unit reduces the on-duty when the detected value of the DC voltage exceeds a predetermined determination threshold value.
また、本発明の第４の態様によれば、前記オンデューティ変更部は、フィードバック制御により、前記直流電圧の検出値が所定の判定閾値に一致するように前記オンデューティを変更する。 Further, according to the fourth aspect of the present invention, the on-duty changing unit changes the on-duty by feedback control so that the detected value of the DC voltage matches a predetermined determination threshold value.
また、本発明の第５の態様によれば、空気調和機は、上述のコンバータ装置を備える。 Further, according to the fifth aspect of the present invention, the air conditioner includes the above-mentioned converter device.
また、本発明の第６の態様によれば、コンバータ装置の制御方法は、インバータ装置に入力される直流電圧の検出値を取得するステップと、前記直流電圧の検出値と所定の判定閾値との大小関係を判定するステップと、前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するステップと、前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力するステップと、を有する。 Further, according to the sixth aspect of the present invention, the control method of the converter device includes a step of acquiring a detected value of the DC voltage input to the inverter device, the detected value of the DC voltage, and a predetermined determination threshold value. A step of determining the magnitude relationship, a step of changing the on-duty of the switching signal input to the power factor improvement circuit based on the determination result of the magnitude relationship, and outputting the switching signal to which the on-duty is applied. It has steps and.
また、本発明の第７の態様によれば、プログラムは、コンバータ装置のコンピュータに、インバータ装置に入力される直流電圧の検出値を取得するステップと、前記直流電圧の検出値と所定の判定閾値との大小関係を判定するステップと、前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するステップと、前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力するステップと、を実行させる。 Further, according to the seventh aspect of the present invention, the program includes a step of acquiring the detection value of the DC voltage input to the inverter device in the computer of the converter device, the detection value of the DC voltage, and a predetermined determination threshold value. A step of determining the magnitude relationship between the two, a step of changing the on-duty of the switching signal input to the power factor improving circuit based on the determination result of the magnitude relationship, and the switching signal to which the on-duty is applied. Execute the output step and.
上述の各態様によれば、交流電源から伝送される交流電力が高品質でなくとも、均一な直流電圧を出力することができる。 According to each of the above aspects, a uniform DC voltage can be output even if the AC power transmitted from the AC power source is not of high quality.
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係るコンバータ装置について、図１〜図４を参照しながら詳しく説明する。なお、本実施形態に係るコンバータ装置は、空気調和機の圧縮機モータを駆動するモータ駆動装置に適用される。なお、他の実施形態に係るコンバータ装置の適用先は、空気調和機に限られず、交流電源からの交流電力を直流電力に変換して用いるような装置に対して広く適用可能である。
<First Embodiment>
Hereinafter, the converter device according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. The converter device according to the present embodiment is applied to a motor drive device that drives a compressor motor of an air conditioner. The application destination of the converter device according to the other embodiment is not limited to the air conditioner, and can be widely applied to a device that converts AC power from an AC power source into DC power and uses it.
（概略構成）
図１は、第１の実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示した図である。
図１に示すように、モータ駆動装置１は、交流電源４からの交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ装置２と、コンバータ装置２から出力された直流電力を三相交流電力に変換して圧縮機モータ（負荷）２０に出力するインバータ装置３とを主な構成として備えている。
(Outline configuration)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a motor drive device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the motor drive device 1 converts the AC power from the AC power supply 4 into DC power and outputs the converter device 2, and converts the DC power output from the converter device 2 into three-phase AC power. The inverter device 3 for outputting to the compressor motor (load) 20 is provided as a main configuration.
コンバータ装置２は、交流電源４より入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路５と、整流回路５の直流出力側に、整流回路５に並列に接続された平滑コンデンサ（平滑手段）１２と、整流回路５と平滑コンデンサ１２との間に、互いに並列に設けられた２つのスイッチング回路１０ａ、１０ｂと、スイッチング回路１０ａ、１０ｂを制御するコンバータ制御部（制御手段）１５とを主な構成として備えている。 The converter device 2 includes a rectifier circuit 5 that converts AC power input from the AC power supply 4 into DC power, and a smoothing capacitor (smoothing means) 12 connected in parallel to the rectifier circuit 5 on the DC output side of the rectifier circuit 5. A main configuration is two switching circuits 10a and 10b provided in parallel between the rectifier circuit 5 and the smoothing capacitor 12, and a converter control unit (control means) 15 for controlling the switching circuits 10a and 10b. Prepared as.
スイッチング回路１０ａ、１０ｂは、力率改善、及び、交流電源への高調波を抑制する目的で設けられた力率改善回路である。
スイッチング回路１０ａは、整流回路５と平滑コンデンサ１２とを接続する正極母線Ｌｐに、直列的に設けられたインダクタ（誘導性素子）６ａと、インダクタ６ａの電流出力側に直列に接続されるダイオード７ａと、インダクタ６ａとダイオード７ａとの間に一端が接続され、かつ、整流回路５と並列に接続されたスイッチング素子８ａとを有する。
同様に、スイッチング回路１０ｂは、整流回路５と平滑コンデンサ１２とを接続する正極母線Ｌｐに、直列的に設けられたインダクタ６ｂと、インダクタ６ｂの電流出力側に直列に接続されるダイオード７ｂと、インダクタ６ｂとダイオード７ｂとの間に一端が接続され、かつ、整流回路５と並列に接続されたスイッチング素子８ｂとを有する。
スイッチング素子８ａ、８ｂの一例としては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等が挙げられる。
The switching circuits 10a and 10b are power factor improving circuits provided for the purpose of improving the power factor and suppressing harmonics to the AC power supply.
The switching circuit 10a includes an inductor (inductive element) 6a provided in series with the positive electrode bus Lp connecting the rectifier circuit 5 and the smoothing capacitor 12, and a diode 7a connected in series with the current output side of the inductor 6a. And a switching element 8a having one end connected between the inductor 6a and the diode 7a and connected in parallel with the rectifier circuit 5.
Similarly, the switching circuit 10b includes an inductor 6b provided in series with the positive electrode bus Lp connecting the rectifier circuit 5 and the smoothing capacitor 12, and a diode 7b connected in series with the current output side of the inductor 6b. It has a switching element 8b having one end connected between the inductor 6b and the diode 7b and connected in parallel with the rectifier circuit 5.
Examples of the switching elements 8a and 8b include field effect transistors (FETs), IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), and the like.
交流電源４には、ゼロクロス点を検出するためのゼロクロス検出部１７が設けられている。ゼロクロス検出部１７からのゼロクロス信号はコンバータ制御部１５に出力される。
インバータ装置３は、６個のスイッチング素子を備えるブリッジ回路１８と、ブリッジ回路１８におけるスイッチング素子の開閉を制御するインバータ制御部１９とを備える。インバータ制御部１９は、例えば、上位装置（図示略）から入力される要求回転数指令に基づいて、各スイッチング素子のゲート駆動信号Ｓｐｗｍを生成し、ブリッジ回路１８に与える。インバータ制御の具体的な手法の一例としては、ベクトル制御、センサレスベクトル制御、Ｖ／Ｆ制御、過変調制御、１パルス制御などが挙げられる。
上記のような制御を実現するために、ブリッジ回路１８の入力直流電圧Ｖｄｃを検出する直流電圧検出部２８、圧縮機モータ２０に流れる各相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出するモータ電流検出部２９が設けられ、これらの検出値Ｖｄｃ、ｉｕ、ｉｖ、ｉｗがインバータ制御部１９に入力されるようになっている。ここで、モータ電流検出部２９は、ブリッジ回路１８と平滑コンデンサ１２の間の負極側電力線に流れる電流を検出し、この検出信号から各相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを取得することとしてもよい。また、本実施形態においては、図１に示すように、直流電圧検出部２８が検出した入力直流電圧Ｖｄｃは、コンバータ制御部１５にも入力される。
The AC power supply 4 is provided with a zero cross detection unit 17 for detecting a zero cross point. The zero-cross signal from the zero-cross detection unit 17 is output to the converter control unit 15.
The inverter device 3 includes a bridge circuit 18 including six switching elements, and an inverter control unit 19 that controls opening and closing of the switching elements in the bridge circuit 18. For example, the inverter control unit 19 generates a gate drive signal Spwm for each switching element based on a required rotation speed command input from a host device (not shown) and gives it to the bridge circuit 18. Specific examples of the inverter control method include vector control, sensorless vector control, V / F control, overmodulation control, and one pulse control.
In order to realize the above control, the DC voltage detection unit 28 that detects the input DC voltage Vdc of the bridge circuit 18, and the motor current detection unit 29 that detects the phase currents iu, iv, and iwa flowing through the compressor motor 20. Is provided, and these detected values Vdc, iu, iv, and iwa are input to the inverter control unit 19. Here, the motor current detection unit 29 may detect the current flowing through the negative electrode side power line between the bridge circuit 18 and the smoothing capacitor 12, and acquire the phase currents iu, iv, and iwa from this detection signal. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the input DC voltage Vdc detected by the DC voltage detection unit 28 is also input to the converter control unit 15.
コンバータ制御部１５及びインバータ制御部１９は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）であり、以下に記載する各処理を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を有しており、ＣＰＵがこの記録媒体に記録されたプログラムをＲＡＭ等の主記憶装置に読み出して実行することにより、以下の各処理が実現される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。
コンバータ制御部１５及びインバータ制御部１９は、一つのＭＰＵによって具現化されてもよいし、個別のＭＰＵによって具現化されてもよい。
The converter control unit 15 and the inverter control unit 19 are, for example, MPUs (Micro Processing Units), and have a computer-readable recording medium in which a program for executing each of the processes described below is recorded. The following processes are realized by the CPU reading the program recorded on the recording medium into a main storage device such as RAM and executing the program. Examples of computer-readable recording media include magnetic disks, magneto-optical disks, semiconductor memories, and the like.
The converter control unit 15 and the inverter control unit 19 may be embodied by one MPU or may be embodied by individual MPUs.
（コンバータ制御部の機能構成）
図２は、第１の実施形態に係るコンバータ制御部の機能構成を示す図である。
図２に示すように、コンバータ制御部１５は、直流電圧取得部１５０、判定部１５１、オンデューティ変更部１５２、及び、信号出力部１５３としての機能を有する。
(Functional configuration of converter control unit)
FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of the converter control unit according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the converter control unit 15 has functions as a DC voltage acquisition unit 150, a determination unit 151, an on-duty change unit 152, and a signal output unit 153.
直流電圧取得部１５０は、直流電圧検出部２８を介して、インバータ装置３に入力される直流電圧（入力直流電圧Ｖｄｃ）の検出値を取得する。
判定部１５１は、入力直流電圧Ｖｄｃの検出値と所定の判定閾値（後述する第１判定閾値Ｖｔｈ１及び第２判定閾値Ｖｔｈ２）との大小関係を判定する。
オンデューティ変更部１５２は、判定部１５１による大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路（スイッチング回路１０ａ、１０ｂ）に入力されるスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティを変更する。
信号出力部１５３は、ゼロクロス検出部１７からのゼロクロス信号と同期しながら、力率改善及び高調波を抑制するためのスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２をスイッチング回路１０ａ、１０ｂに向けて出力する。また、信号出力部１５３は、オンデューティ変更部１５２によって決定（変更）されたオンデューティをスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２に適用して出力する。
The DC voltage acquisition unit 150 acquires a detected value of the DC voltage (input DC voltage Vdc) input to the inverter device 3 via the DC voltage detection unit 28.
The determination unit 151 determines the magnitude relationship between the detected value of the input DC voltage Vdc and a predetermined determination threshold value (first determination threshold value Vth1 and second determination threshold value Vth2 described later).
The on-duty changing unit 152 changes the on-duty of the switching signals Sg1 and Sg2 input to the power factor improving circuit (switching circuits 10a and 10b) based on the determination result of the magnitude relationship by the determination unit 151.
The signal output unit 153 outputs switching signals Sg1 and Sg2 for improving the power factor and suppressing harmonics toward the switching circuits 10a and 10b while synchronizing with the zero-cross signal from the zero-cross detection unit 17. Further, the signal output unit 153 applies the on-duty determined (changed) by the on-duty changing unit 152 to the switching signals Sg1 and Sg2 and outputs the signals.
（コンバータ制御部の処理の詳細な説明）
図３は、第１の実施形態に係るコンバータ制御部の処理を詳細に説明するために用いる図である。
(Detailed explanation of the processing of the converter control unit)
FIG. 3 is a diagram used to explain in detail the processing of the converter control unit according to the first embodiment.
まず、図３を参照しながら、コンバータ制御部１５の信号出力部１５３の処理について詳しく説明する。 First, the processing of the signal output unit 153 of the converter control unit 15 will be described in detail with reference to FIG.
信号出力部１５３は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、基準波形と電圧指令とを比較し、その結果に基づいて、スイッチング回路１０ａを制御するためのスイッチング信号Ｓｇ１と、スイッチング回路１０ｂを制御するためのスイッチング信号Ｓｇ２とを生成する。
具体的には、まず、信号出力部１５３は、予め定められたキャリア周波数の基準波形（例えば、三角波）を生成する（図３の（ａ）参照）。
次に、信号出力部１５３は、ゼロクロス検出部１７からのゼロクロス信号と同期し、所定の振幅値を有する正弦波の電圧指令を生成する。なお、この電圧指令は、交流電源４から入力される交流電圧の周波数と同じ周波数の正弦波として成形されるものであり、かつ、負側の半周期が正側に反転されてなる。
図３に示すように、信号出力部１５３は、電圧指令よりも基準波形の方が大きい期間を“ＯＮ”とし、電圧指令よりも基準波形の方が小さい期間を“ＯＦＦ”とするスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２を出力する。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the signal output unit 153 compares the reference waveform with the voltage command, and based on the result, switches with the switching signal Sg1 for controlling the switching circuit 10a. A switching signal Sg2 for controlling the circuit 10b is generated.
Specifically, first, the signal output unit 153 generates a reference waveform (for example, a triangular wave) having a predetermined carrier frequency (see (a) in FIG. 3).
Next, the signal output unit 153 synchronizes with the zero cross signal from the zero cross detection unit 17, and generates a voltage command of a sine wave having a predetermined amplitude value. Note that this voltage command is formed as a sine wave having the same frequency as the frequency of the AC voltage input from the AC power supply 4, and the negative half cycle is inverted to the positive side.
As shown in FIG. 3, the signal output unit 153 sets the switching signal Sg1 in which the period in which the reference waveform is larger than the voltage command is “ON” and the period in which the reference waveform is smaller than the voltage command is “OFF”. , Sg2 is output.
ここで、基準波形の大きさ（最大値と最小値との差）に対する電圧指令の振幅値の比を電圧指令の「変調率」と定義し、例えば、基準波形の大きさと電圧指令の振幅値とが等しい場合、変調率を１００％と規定する。この場合、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティ（ＯＮ期間及びＯＦＦ期間全体に対するＯＮ期間が占める割合）は、電圧指令の変調率によって制御可能である。具体的には、電圧指令の変調率を下げるほどスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティは増加し、逆に、電圧指令の変調率を上げるほどスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティは減少する。 Here, the ratio of the amplitude value of the voltage command to the size of the reference waveform (difference between the maximum value and the minimum value) is defined as the "modulation rate" of the voltage command. For example, the size of the reference waveform and the amplitude value of the voltage command are defined. If is equal, the modulation factor is defined as 100%. In this case, the on-duty of the switching signals Sg1 and Sg2 (the ratio of the ON period to the entire ON period and the OFF period) can be controlled by the modulation rate of the voltage command. Specifically, the on-duty of the switching signals Sg1 and Sg2 increases as the modulation rate of the voltage command decreases, and conversely, the on-duty of the switching signals Sg1 and Sg2 decreases as the modulation rate of the voltage command increases.
信号出力部１５３によって生成されたスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２は、それぞれ、スイッチング素子８ａ、８ｂを駆動するゲート回路（図示略）にそれぞれ与えられ、この信号に基づいてゲート回路が駆動することにより、スイッチング素子８ａ、８ｂの開閉が制御される。 The switching signals Sg1 and Sg2 generated by the signal output unit 153 are given to gate circuits (not shown) that drive the switching elements 8a and 8b, respectively, and switching is performed by driving the gate circuit based on these signals. The opening and closing of the elements 8a and 8b is controlled.
（コンバータ制御部の処理フロー）
図４は、第１の実施形態に係るコンバータ制御部の処理フローを示す図である。
図４に示す処理フローは、モータ駆動装置（空気調和機）の運転中において、繰り返し実行される。
図４に示すように、まず、コンバータ制御部１５の直流電圧取得部１５０は、直流電圧検出部２８を介して、入力直流電圧Ｖｄｃの検出値を取得する（ステップＳ０１）。
次に、コンバータ制御部１５の判定部１５１は、ステップＳ０１で取得された入力直流電圧Ｖｄｃと、予め規定された第１判定閾値Ｖｔｈ１との大小関係を判定する（ステップＳ０２）。
(Processing flow of converter control unit)
FIG. 4 is a diagram showing a processing flow of the converter control unit according to the first embodiment.
The processing flow shown in FIG. 4 is repeatedly executed during the operation of the motor drive device (air conditioner).
As shown in FIG. 4, first, the DC voltage acquisition unit 150 of the converter control unit 15 acquires the detected value of the input DC voltage Vdc via the DC voltage detection unit 28 (step S01).
Next, the determination unit 151 of the converter control unit 15 determines the magnitude relationship between the input DC voltage Vdc acquired in step S01 and the predetermined first determination threshold value Vth1 (step S02).
入力直流電圧Ｖｄｃが第１判定閾値Ｖｔｈ１を下回っていた場合（ステップＳ０２；ＮＯ）、入力直流電圧Ｖｄｃが本来出力すべき電圧を大きく下回っていると判断される。そこで、この場合、コンバータ制御部１５のオンデューティ変更部１５２は、電圧指令（図３）の変調率を所定量だけ減少させる（ステップＳ０３）。この結果、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティが増加する。 When the input DC voltage Vdc is lower than the first determination threshold value Vth1 (step S02; NO), it is determined that the input DC voltage Vdc is significantly lower than the voltage to be originally output. Therefore, in this case, the on-duty changing unit 152 of the converter control unit 15 reduces the modulation factor of the voltage command (FIG. 3) by a predetermined amount (step S03). As a result, the on-duty of the switching signals Sg1 and Sg2 increases.
入力直流電圧Ｖｄｃが第１判定閾値Ｖｔｈ１以上であった場合（ステップＳ０２；ＹＥＳ）、次に、判定部１５１は、ステップＳ０１で取得された入力直流電圧Ｖｄｃと、予め規定された第２判定閾値Ｖｔｈ２（Ｖｔｈ１＜Ｖｔｈ２）との大小関係を判定する（ステップＳ０４）。 When the input DC voltage Vdc is equal to or higher than the first determination threshold value Vth1 (step S02; YES), the determination unit 151 then determines the input DC voltage Vdc acquired in step S01 and a predetermined second determination threshold value. The magnitude relationship with Vth2 (Vth1 <Vth2) is determined (step S04).
入力直流電圧Ｖｄｃが第２判定閾値Ｖｔｈ２を上回っていた場合（ステップＳ０４；ＮＯ）、入力直流電圧Ｖｄｃが本来出力すべき電圧を大きく上回っていると判断される。そこで、この場合、コンバータ制御部１５のオンデューティ変更部１５２は、電圧指令（図３）の変調率を所定量だけ増加させる（ステップＳ０５）。この結果、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティが減少する。 When the input DC voltage Vdc exceeds the second determination threshold value Vth2 (step S04; NO), it is determined that the input DC voltage Vdc greatly exceeds the voltage that should be output. Therefore, in this case, the on-duty changing unit 152 of the converter control unit 15 increases the modulation factor of the voltage command (FIG. 3) by a predetermined amount (step S05). As a result, the on-duty of the switching signals Sg1 and Sg2 is reduced.
入力直流電圧Ｖｄｃが第２判定閾値Ｖｔｈ２以下であった場合（ステップＳ０４；ＹＥＳ）、変調率が変更されないまま次の処理に進む。
次に、信号出力部１５３は、ステップＳ０３、ステップＳ０５を経て決定（変更）された変調率を適用したスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２を出力する（ステップＳ０６）。
When the input DC voltage Vdc is equal to or less than the second determination threshold value Vth2 (step S04; YES), the process proceeds to the next process without changing the modulation factor.
Next, the signal output unit 153 outputs the switching signals Sg1 and Sg2 to which the modulation factor determined (changed) through steps S03 and S05 is applied (step S06).
（作用、効果）
上述のステップＳ０１〜ステップＳ０６の処理フローによれば、入力直流電圧Ｖｄｃの検出値が所定の判定閾値（第１判定閾値Ｖｔｈ１）を下回った場合には、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティが減少する。そうすると、スイッチング回路１０ａ、１０ｂのスイッチング素子８ａ、８ｂを流れる電流が増加する。その結果、インダクタ６ａ、６ｂに蓄えられる電荷が増加するので、ダイオード７ａ、７ｂの下流側の電圧（即ち、入力直流電圧Ｖｄｃ）が増加する方向に作用する。したがって、第１判定閾値Ｖｔｈ１を下回った入力直流電圧Ｖｄｃが、第１判定閾値Ｖｔｈ１以上となるように制御される。
また、上述のステップＳ０１〜ステップＳ０６の処理フローによれば、入力直流電圧Ｖｄｃの検出値が所定の判定閾値（第２判定閾値Ｖｔｈ２）を上回った場合には、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティが増加する。そうすると、スイッチング回路１０ａ、１０ｂのスイッチング素子８ａ、８ｂを流れる電流が減少する。その結果、インダクタ６ａ、６ｂに蓄えられる電荷が減少するので、ダイオード７ａ、７ｂの下流側の電圧（即ち、入力直流電圧Ｖｄｃ）が減少する方向に作用する。したがって、第２判定閾値Ｖｔｈ２を上回った入力直流電圧Ｖｄｃが、直ちに、第２判定閾値Ｖｔｈ２以下となるように制御される。
(Action, effect)
According to the processing flow of steps S01 to S06 described above, when the detected value of the input DC voltage Vdc falls below a predetermined determination threshold value (first determination threshold value Vth1), the on-duty of the switching signals Sg1 and Sg2 decreases. To do. Then, the current flowing through the switching elements 8a and 8b of the switching circuits 10a and 10b increases. As a result, the electric charge stored in the inductors 6a and 6b increases, so that the voltage on the downstream side of the diodes 7a and 7b (that is, the input DC voltage Vdc) acts in an increasing direction. Therefore, the input DC voltage Vdc below the first determination threshold value Vth1 is controlled to be equal to or higher than the first determination threshold value Vth1.
Further, according to the processing flow of steps S01 to S06 described above, when the detected value of the input DC voltage Vdc exceeds a predetermined determination threshold value (second determination threshold value Vth2), the on-duty of the switching signals Sg1 and Sg2 Will increase. Then, the current flowing through the switching elements 8a and 8b of the switching circuits 10a and 10b is reduced. As a result, the electric charge stored in the inductors 6a and 6b decreases, so that the voltage on the downstream side of the diodes 7a and 7b (that is, the input DC voltage Vdc) acts in a direction of decreasing. Therefore, the input DC voltage Vdc that exceeds the second determination threshold value Vth2 is immediately controlled to be equal to or less than the second determination threshold value Vth2.
以上より、第１の実施形態に係るコンバータ装置２によれば、交流電源から伝送される交流電力が高品質でなくとも、均一な直流電圧を出力することができる。 From the above, according to the converter device 2 according to the first embodiment, it is possible to output a uniform DC voltage even if the AC power transmitted from the AC power source is not of high quality.
（変形例）
以上、第１の実施形態に係るコンバータ装置２及びこれを備える空気調和機について詳細に説明したが、コンバータ装置２の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
(Modification example)
The converter device 2 and the air conditioner provided with the converter device 2 according to the first embodiment have been described in detail above, but the specific embodiment of the converter device 2 is not limited to the above and deviates from the gist. It is possible to make various design changes, etc. within the range not specified.
第１の実施形態に係るコンバータ制御部１５は、入力直流電圧Ｖｄｃの検出値が第１判定閾値Ｖｔｈ１及び第２判定閾値Ｖｔｈ２と比較して大きいか小さいかの判定結果に応じてオンデューティを変更することを決定するものとした。しかし、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、他の実施形態に係るコンバータ制御部１５は、所定の判定閾値（入力直流電圧の目標値）と入力直流電圧Ｖｄｃの検出値との偏差に応じたフィードバック制御（例えば、ＰＩ制御）により、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティを決定してもよい。即ち、オンデューティ変更部１５２は、フィードバック制御により、入力直流電圧Ｖｄｃの検出値が所定の判定閾値に一致するようにオンデューティを変更するようにしてもよい。
The converter control unit 15 according to the first embodiment changes the on-duty according to the determination result of whether the detected value of the input DC voltage Vdc is larger or smaller than the first determination threshold value Vth1 and the second determination threshold value Vth2. It was decided to do so. However, other embodiments are not limited to this aspect.
For example, the converter control unit 15 according to another embodiment performs feedback control (for example, PI control) according to a deviation between a predetermined determination threshold value (target value of the input DC voltage) and the detected value of the input DC voltage Vdc. The on-duty of the switching signals Sg1 and Sg2 may be determined. That is, the on-duty changing unit 152 may change the on-duty so that the detected value of the input DC voltage Vdc matches a predetermined determination threshold value by feedback control.
また、力率改善回路（スイッチング回路１０ａ、１０ｂ）に対するスイッチング制御は、本来、力率改善及び高調波抑制の目的で実行されるものである。そのため、例えば圧縮機モータ２０における負荷が小さい場合には、高調波を抑制することの必要性が小さいことから、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２を出力せずスイッチング回路１０ａ、１０ｂを動作させないようにする制御が考えられる。このように、（高調波抑制の必要性がないために）コンバータ制御部１５がスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２を出力していない状態にあったとしても、入力直流電圧Ｖｄｃが本来出力すべき電圧値から大きく逸脱した場合には、直ちに、入力直流電圧Ｖｄｃを安定化させる目的で、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２を出力するようにしてもよい。 Further, the switching control for the power factor improving circuit (switching circuits 10a and 10b) is originally executed for the purpose of improving the power factor and suppressing harmonics. Therefore, for example, when the load on the compressor motor 20 is small, there is little need to suppress harmonics. Therefore, control is performed so that the switching signals Sg1 and Sg2 are not output and the switching circuits 10a and 10b are not operated. Can be considered. In this way, even if the converter control unit 15 does not output the switching signals Sg1 and Sg2 (because there is no need to suppress harmonics), the input DC voltage Vdc starts from the voltage value that should be output. If there is a large deviation, the switching signals Sg1 and Sg2 may be output immediately for the purpose of stabilizing the input DC voltage Vdc.
上述の実施形態においては、コンバータ制御部１５の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the processes of various processes of the converter control unit 15 are stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the various processes are performed by the computer reading and executing this program. It is said. The computer-readable recording medium refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Further, this computer program may be distributed to a computer via a communication line, and the computer receiving the distribution may execute the program.
上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。 The above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions. Further, a so-called difference file (difference program) may be used, which can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.
以上のとおり、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As described above, some embodiments of the present invention have been described, but all of these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
１ モータ駆動装置
２ コンバータ装置
３ インバータ装置
４ 交流電源
５ 整流回路
６ａ、６ｂ インダクタ
７ａ、７ｂ ダイオード
８ａ、８ｂ スイッチング素子
１０ａ、１０ｂ スイッチング回路（力率改善回路）
１２ 平滑コンデンサ
１５ コンバータ制御部
１５０ 直流電圧取得部
１５１ 判定部
１５２ オンデューティ変更部
１５３ 信号出力部
１７ ゼロクロス検出部
1 Motor drive device 2 Converter device 3 Inverter device 4 AC power supply 5 Rectifier circuit 6a, 6b Inductor 7a, 7b Diode 8a, 8b Switching element 10a, 10b Switching circuit (power factor improvement circuit)
12 Smoothing capacitor 15 Converter control unit 150 DC voltage acquisition unit 151 Judgment unit 152 On-duty change unit 153 Signal output unit 17 Zero cross detection unit
Claims (7)
前記直流電圧の検出値と所定の判定閾値との大小関係を判定する判定部と、
前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するオンデューティ変更部と、
前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力する信号出力部と、
を備えるコンバータ装置。 A DC voltage acquisition unit that acquires the detected value of the DC voltage input to the inverter device,
A determination unit that determines the magnitude relationship between the detected value of the DC voltage and a predetermined determination threshold value,
An on-duty change unit that changes the on-duty of the switching signal input to the power factor improvement circuit based on the determination result of the magnitude relationship, and
A signal output unit that outputs the switching signal to which the on-duty is applied, and a signal output unit.
A converter device equipped with.
請求項１に記載のコンバータ装置。 The converter device according to claim 1, wherein the on-duty changing unit increases the on-duty when the detected value of the DC voltage falls below a predetermined determination threshold value.
請求項１または請求項２に記載のコンバータ装置。 The converter device according to claim 1 or 2, wherein the on-duty changing unit reduces the on-duty when the detected value of the DC voltage exceeds a predetermined determination threshold value.
請求項１に記載のコンバータ装置。 The converter device according to claim 1, wherein the on-duty changing unit changes the on-duty so that the detected value of the DC voltage matches a predetermined determination threshold value by feedback control.
前記直流電圧の検出値と所定の判定閾値との大小関係を判定するステップと、
前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するステップと、
前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力するステップと、
を有するコンバータ装置の制御方法。 Steps to acquire the detected value of the DC voltage input to the inverter device,
A step of determining the magnitude relationship between the detected value of the DC voltage and a predetermined determination threshold value,
A step of changing the on-duty of the switching signal input to the power factor improvement circuit based on the determination result of the magnitude relationship, and
The step of outputting the switching signal to which the on-duty is applied, and
A method of controlling a converter device having.
インバータ装置に入力される直流電圧の検出値を取得するステップと、
前記直流電圧の検出値と所定の判定閾値との大小関係を判定するステップと、
前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するステップと、
前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力するステップと、
を実行させるプログラム。 To the computer of the converter device
Steps to acquire the detected value of the DC voltage input to the inverter device,
A step of determining the magnitude relationship between the detected value of the DC voltage and a predetermined determination threshold value,
A step of changing the on-duty of the switching signal input to the power factor improvement circuit based on the determination result of the magnitude relationship, and
The step of outputting the switching signal to which the on-duty is applied, and
A program that executes.
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