JP2020178388A - Motor drive device, air conditioner, idling state detection method and program - Google Patents
Motor drive device, air conditioner, idling state detection method and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020178388A JP2020178388A JP2019077198A JP2019077198A JP2020178388A JP 2020178388 A JP2020178388 A JP 2020178388A JP 2019077198 A JP2019077198 A JP 2019077198A JP 2019077198 A JP2019077198 A JP 2019077198A JP 2020178388 A JP2020178388 A JP 2020178388A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- idling state
- phase
- inverter circuit
- pattern
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、モータ駆動装置、空気調和機、空転状態検出方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a motor drive, an air conditioner, an idling state detection method and a program.
ブラシレス駆動モータの駆動装置として、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に開示されている駆動装置は、起動前速度・位置推定部により、ブラシレスモータの起動前に、誘起電圧検出回路の検出結果に基づき、フリーラン時（無給電時）におけるロータの速度および位置を推定し、速度・位置推定部では、フリーラン時のロータの速度および位置を初期値とし、ｑ軸電圧Ｖｑおよびd軸電圧Ｖｄ、並びに、電流検出回路で検出し２相／３相変換部で変換されたｑ軸電流ｉｑおよびｄ軸電流ｉｄに基づき、ロータの速度および位置を推定する。 As a drive device for a brushless drive motor, a device disclosed in Patent Document 1 is known. In the drive device disclosed in Patent Document 1, the speed of the rotor during free-running (when no power is supplied) is based on the detection result of the induced voltage detection circuit before the brushless motor is started by the pre-start speed / position estimation unit. And the position is estimated, and in the speed / position estimation unit, the speed and position of the rotor at the time of free run are used as initial values, and the q-axis voltage Vq and d-axis voltage Vd and the current detection circuit detect them in 2-phase / 3-phase. The speed and position of the rotor are estimated based on the q-axis current iq and the d-axis current id converted by the conversion unit.
特許文献１記載の駆動装置は、フリーラン時におけるロータの速度および位置を推定するためには、モータの誘起電圧を検出する必要がある。そのため、特許文献１記載の駆動装置は、モータの誘起電圧を検出するための回路を追設する必要がある。 The drive device described in Patent Document 1 needs to detect the induced voltage of the motor in order to estimate the speed and position of the rotor during free running. Therefore, in the drive device described in Patent Document 1, it is necessary to add a circuit for detecting the induced voltage of the motor.
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、簡素な構成でフリーラン時におけるモータの回転状態（空転状態）を検出可能なモータ駆動装置、空気調和機、空転状態検出方法およびプログラム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 is a motor drive device, an air conditioner, and an idling state detecting method capable of detecting a rotating state (idling state) of a motor during a free run with a simple configuration. And the purpose of providing the program.
本発明の第１の態様によれば、モータ駆動装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、前記直流電力をモータ駆動用の交流電力に変換するインバータ回路と、前記コンバータ回路と前記インバータ回路とを接続する直流バス上に設けられたシャント抵抗素子とを備えるモータ駆動装置である。モータ駆動装置は、前記インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子に対するスイッチング制御を行うスイッチング制御部と、前記シャント抵抗素子を介して前記直流バスを流れる電流の検出値を取得する電流取得部と、前記インバータ回路に対して所定の空転状態検出用パターンが適用されている間に前記直流バスを流れる電流の検出値に基づいてモータの空転状態を特定する空転状態特定部と、を備える。前記空転状態検出用パターンは、前記インバータ回路における上アーム側の少なくとも一相のスイッチング素子と、前記インバータ回路における下アーム側の少なくとも一相であって前記上アーム側の少なくとも一相とは異なる相のスイッチング素子とをオン状態とするスイッチングパターンである。 According to the first aspect of the present invention, the motor drive device includes a converter circuit that converts AC power from an AC power source into DC power, an inverter circuit that converts the DC power into AC power for driving a motor, and the above. It is a motor drive device including a shunt resistance element provided on a DC bus that connects a converter circuit and the inverter circuit. The motor drive device includes a switching control unit that performs switching control for a plurality of switching elements constituting the inverter circuit, a current acquisition unit that acquires a detected value of a current flowing through the DC bus via the shunt resistance element, and the above. It is provided with an idling state specifying unit that specifies the idling state of the motor based on the detected value of the current flowing through the DC bus while the predetermined idling state detecting pattern is applied to the inverter circuit. The idling state detection pattern is a phase different from at least one phase of the switching element on the upper arm side in the inverter circuit and at least one phase on the lower arm side of the inverter circuit and different from at least one phase on the upper arm side. This is a switching pattern in which the switching element of the above is turned on.
また、本発明の第２の態様によれば、前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路に対し、前記モータに流れる電流が互いに直交する関係となる第１空転状態検出用パターン及び第２空転状態検出用パターンを適用し、前記空転状態特定部は、前記第１空転状態検出用パターンが適用されている間に前記直流バスを流れる第１電流の検出値と、前記第２空転状態検出用パターンが適用されている間に前記直流バスを流れる第２電流の検出値とを用いて、前記モータの空転状態を特定する。 Further, according to the second aspect of the present invention, the switching control unit has a first idling state detection pattern and a second idling state detection in which the currents flowing through the motor are orthogonal to each other with respect to the inverter circuit. The pattern is applied, and the idling state specifying unit has a detection value of the first current flowing through the DC bus while the first idling state detection pattern is applied, and the second idling state detection pattern. The idling state of the motor is specified by using the detected value of the second current flowing through the DC bus while being applied.
また、本発明の第３の態様によれば、前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路に対し、三相の各相に対応する３種類の前記第１空転状態検出用パターン及び前記第２空転状態検出用パターンの組み合わせを適用し、前記空転状態特定部は、三相の各相に対応する３種類の前記第１電流の検出値及び前記第２電流の検出値の組み合わせを用いて、前記モータの空転状態を特定する。 Further, according to the third aspect of the present invention, the switching control unit has three types of patterns for detecting the first idling state and the second idling state corresponding to each of the three phases with respect to the inverter circuit. A combination of detection patterns is applied, and the idling state identification unit uses a combination of three types of first current detection values and second current detection values corresponding to each of the three phases of the motor. Identify the idling state of.
また、本発明の第４の態様によれば、空気調和機は、上述のモータ駆動装置を備える。 Further, according to the fourth aspect of the present invention, the air conditioner includes the above-mentioned motor drive device.
また、本発明の第５の態様によれば、空転状態検出方法は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、前記直流電力をモータ駆動用の交流電力に変換するインバータ回路と、前記コンバータ回路と前記インバータ回路とを接続する直流バス上に設けられたシャント抵抗素子とを備えるモータ駆動装置を用いてモータの空転状態を検出する方法である。空転状態検出方法は、前記インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子に対するスイッチング制御を行うステップと、前記シャント抵抗素子を介して前記直流バスを流れる電流の検出値を取得するステップと、前記インバータ回路に対して所定の空転状態検出用パターンが適用されている間に前記直流バスを流れる電流の検出値に基づいてモータの空転状態を特定するステップと、を有する。前記空転状態検出用パターンは、前記インバータ回路における上アーム側の少なくとも一相のスイッチング素子と、前記インバータ回路における下アーム側の少なくとも一相であって前記上アーム側の少なくとも一相とは異なる相のスイッチング素子とをオン状態とするスイッチングパターンである。 Further, according to the fifth aspect of the present invention, the idling state detection method includes a converter circuit that converts AC power from an AC power source into DC power and an inverter circuit that converts the DC power into AC power for driving a motor. This is a method of detecting the idling state of a motor by using a motor drive device including a shunt resistance element provided on a DC bus connecting the converter circuit and the inverter circuit. The idling state detection method includes a step of performing switching control for a plurality of switching elements constituting the inverter circuit, a step of acquiring a detected value of a current flowing through the DC bus via the shunt resistance element, and the inverter circuit. On the other hand, it has a step of specifying the idling state of the motor based on the detected value of the current flowing through the DC bus while the predetermined idling state detecting pattern is applied. The idling state detection pattern is a phase different from at least one phase of the switching element on the upper arm side in the inverter circuit and at least one phase on the lower arm side of the inverter circuit and different from at least one phase on the upper arm side. This is a switching pattern in which the switching element of the above is turned on.
また、本発明の第６の態様によれば、プログラムは、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、前記直流電力をモータ駆動用の交流電力に変換するインバータ回路と、前記コンバータ回路と前記インバータ回路とを接続する直流バス上に設けられたシャント抵抗素子とを備えるモータ駆動装置のコンピュータに、前記インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子に対するスイッチング制御を行うステップと、前記シャント抵抗素子を介して前記直流バスを流れる電流の検出値を取得するステップと、前記インバータ回路に対して所定の空転状態検出用パターンが適用されている間に前記直流バスを流れる電流の検出値に基づいてモータの空転状態を特定するステップと、を実行させる。前記空転状態検出用パターンは、前記インバータ回路における上アーム側の少なくとも一相のスイッチング素子と、前記インバータ回路における下アーム側の少なくとも一相であって前記上アーム側の少なくとも一相とは異なる相のスイッチング素子とをオン状態とするスイッチングパターンである。 Further, according to the sixth aspect of the present invention, the program includes a converter circuit that converts AC power from an AC power source into DC power, an inverter circuit that converts the DC power into AC power for driving a motor, and the above. A step of performing switching control on a plurality of switching elements constituting the inverter circuit on a computer of a motor drive device including a shunt resistance element provided on a DC bus connecting the converter circuit and the inverter circuit, and the shunt. The step of acquiring the detected value of the current flowing through the DC bus via the resistance element and the detection value of the current flowing through the DC bus while the predetermined idling state detection pattern is applied to the inverter circuit. The step of identifying the idling state of the motor based on the above is executed. The idling state detection pattern is a phase different from at least one phase of the switching element on the upper arm side in the inverter circuit and at least one phase on the lower arm side of the inverter circuit and different from at least one phase on the upper arm side. This is a switching pattern in which the switching element of the above is turned on.
上述の各態様によれば、簡素な構成でフリーラン時におけるモータの回転状態（空転状態）を検出することができる。 According to each of the above-described aspects, it is possible to detect the rotational state (idling state) of the motor during free run with a simple configuration.
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係るモータ駆動装置について、図１〜図７を参照しながら詳しく説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the motor drive device according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.
（モータ駆動装置の回路構成）
図１は、第１の実施形態に係るモータ駆動装置の回路構成を示す第１図である。
本実施形態に係るモータ駆動装置１は、空気調和機のファンモータ２（三相ブラシレスＤＣモータ）を駆動する。
図１に示すように、モータ駆動装置１は、交流電源ＰＷからの三相交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路１０と、コンバータ回路１０から出力された直流電力を、モータ駆動用の三相交流電力に変換してファンモータ２（負荷）に出力するインバータ回路１１とを主な構成として備えている。
(Circuit configuration of motor drive device)
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a motor drive device according to the first embodiment.
The motor drive device 1 according to the present embodiment drives a fan motor 2 (three-phase brushless DC motor) of an air conditioner.
As shown in FIG. 1, the motor drive device 1 converts the three-phase AC power from the AC power supply PW into DC power and the DC power output from the
コンバータ回路１０は、整流回路を有し、交流電源ＰＷより入力された三相交流電力を直流電力に変換する。整流回路は、例えば、ブリッジ接続されたダイオード素子からなる。コンバータ回路１０は、正極直流バスＰ及び負極直流バスＮに直流電圧Ｖｄｃを印加することでインバータ回路１１に直流電力を伝送する。
平滑コンデンサＥＣは、正極直流バスＰと負極直流バスＮとの間に接続される。平滑コンデンサＥＣは、例えば電解コンデンサであって、コンバータ回路１０から出力される直流電圧を平滑化する。
なお、以下の説明においては、正極直流バスＰ及び負極直流バスＮを総称して、単に「直流バス」とも表記する。
The
The smoothing capacitor EC is connected between the positive electrode DC bus P and the negative electrode DC bus N. The smoothing capacitor EC is, for example, an electrolytic capacitor, and smoothes the DC voltage output from the
In the following description, the positive electrode DC bus P and the negative electrode DC bus N are collectively referred to as “DC bus”.
インバータ回路１１は、６個のスイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＶＮ、Ｔｒ＿ＷＰ、Ｔｒ＿ＷＮを有してなる。
スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ及びスイッチング素子Ｔｒ＿ＵＮは、正極直流バスＰと負極直流バスＮとの間に直列接続される。スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＵＮは、インバータ制御装置１３によってスイッチング制御されることで、直流電圧Ｖｄｃから、ファンモータ２へのＵ相の交流電力を生成する。
スイッチング素子Ｔｒ＿ＶＰ及びスイッチング素子Ｔｒ＿ＶＮは、正極直流バスＰと負極直流バスＮとの間に直列接続される。スイッチング素子Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＶＮは、インバータ制御装置１３によってスイッチング制御されることで、直流電圧Ｖｄｃから、ファンモータ２へのＶ相の交流電力を生成する。
スイッチング素子Ｔｒ＿ＷＰ及びスイッチング素子Ｔｒ＿ＷＮは、正極直流バスＰと負極直流バスＮとの間に直列接続される。スイッチング素子Ｔｒ＿ＷＰ、Ｔｒ＿ＷＮは、インバータ制御装置１３によってスイッチング制御されることで、直流電圧Ｖｄｃから、ファンモータ２へのＷ相の交流電力を生成する。
なお、以下の説明においては、正極直流バスＰ側に接続されるスイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＷＰを総称して「上アーム側（のスイッチング素子）」とも表記する。同様に、負極直流バスＮ側に接続されるスイッチング素子Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＶＮ、Ｔｒ＿ＷＮを総称して「下アーム側（のスイッチング素子）」とも表記する。
The
The switching element Tr_UP and the switching element Tr_UN are connected in series between the positive electrode DC bus P and the negative electrode DC bus N. The switching elements Tr_UP and Tr_UN are switched and controlled by the
The switching element Tr_VP and the switching element Tr_VN are connected in series between the positive electrode DC bus P and the negative electrode DC bus N. The switching elements Tr_VP and Tr_VN are switched and controlled by the
The switching element Tr_WP and the switching element Tr_WN are connected in series between the positive electrode DC bus P and the negative electrode DC bus N. The switching elements Tr_WP and Tr_WN are switched and controlled by the
In the following description, the switching elements Tr_UP, Tr_VP, and Tr_WP connected to the positive electrode DC bus P side are collectively referred to as "upper arm side (switching element)". Similarly, the switching elements Tr_UN, Tr_VN, and Tr_WN connected to the negative electrode DC bus N side are collectively referred to as "lower arm side (switching element)".
また、モータ駆動装置１は、負極直流バスＮ上に接続されたシャント抵抗素子Ｒｓｈと、当該シャント抵抗素子Ｒｓｈに生じる降下電圧を検出してインバータ制御装置１３に出力する電流検出回路１２とを有している。
モータ駆動装置１は、空気調和機の運転中において、シャント抵抗素子Ｒｓｈ及び電流検出回路１２を介してモータ電流（ファンモータ２を流れる電流）を継続的に監視し、モータ電流の異常（過電流）を検知した場合には、直ちに運転を停止するように構成されている。
Further, the motor drive device 1 includes a shunt resistance element Rsh connected on the negative electrode DC bus N and a
The motor drive device 1 continuously monitors the motor current (current flowing through the fan motor 2) via the shunt resistance element Rsh and the
また、モータ駆動装置１は、インバータ制御装置１３を備えている。インバータ制御装置１３は、例えば、ＭＣＵ（Micro Control Unit）によって構成される。インバータ制御装置１３は、所定のスイッチング信号（例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）をインバータ回路１１に出力する。スイッチング信号は、インバータ回路１１を構成する６個のスイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＶＮ、Ｔｒ＿ＷＰ、Ｔｒ＿ＷＮそれぞれのゲート端子に入力される。空気調和機の運転中においては、これらのスイッチング素子が適切にスイッチング制御されることでＵ、Ｖ、Ｗ各相の交流電力が生成される。
Further, the motor drive device 1 includes an
（インバータ制御装置の機能構成）
図２は、第１の実施形態に係るインバータ制御装置の機能構成を示す図である。
図２に示すように、ＭＣＵであるインバータ制御装置１３は、予め用意されたプログラムに従って動作することで、電流取得部１３０、スイッチング制御部１３１、及び、空転状態特定部１３２としての機能を発揮する。
電流取得部１３０は、電流検出回路１２からの電流検出信号を入力し、負極直流バスＮを流れる電流の検出値（サンプリング値）を取得する。
スイッチング制御部１３１は、インバータ回路１１を構成する複数のスイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＶＮ、Ｔｒ＿ＷＰ、Ｔｒ＿ＷＮに対するスイッチング制御を行う。特に、本実施形態に係るスイッチング制御部１３１は、空気調和機の駆動開始時（電源投入時）において、インバータ回路１１に対し所定の空転状態検出用パターンを適用する。この「空転状態検出用パターン」については後述する。
空転状態特定部１３２は、インバータ回路１１に対して空転状態検出用パターンが適用されている間に、直流バスを流れる電流の検出値に基づいてファンモータ２の空転状態を特定する。ここで、「空転」とは、外風などに起因してフリーラン時（無給電時）に生じるファンモータ２の回転を意味する。「空転状態」とは、具体的には、空転時におけるファンモータ２の回転数（回転速度）、ファンモータ２のロータ位置（ロータの回転位置）である。
(Functional configuration of inverter control device)
FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of the inverter control device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the
The
The switching
The idling
（空転状態検出用パターンの例）
図３は、第１の実施形態に係る空転状態検出用パターンの例を示す図である。
図４、図５は、第１の実施形態に係る空転状態検出用パターンが適用された場合の等価回路を示す図である。
インバータ制御装置１３は、空気調和機の運転開始時において、インバータ回路１１に対し、図３に示すような２つの空転状態検出用パターンを適用する。
図３に示す「Ｕ相-パターンＡ」なる空転状態検出用パターン（第１空転状態検出用パターン）は、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＶＮ、Ｔｒ＿ＷＮの３つをオン状態とし、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＷＰの３つをオフ状態とするスイッチングパターンである。このような空転状態検出用パターンを適用した場合における、モータ駆動装置１及びファンモータ２の等価回路を図４に示す。なお、図４に示す巻線Ｌは、ファンモータ２の内部（ステータの各相）に配される巻線である。
図４に示すように、「Ｕ相-パターンＡ」なる空転状態検出用パターンが適用されたモータ駆動装置１によれば、ファンモータ２のＵ相端子が正極直流バスＰに接続され、Ｖ相端子およびＷ相端子が負極直流バスＮに接続される。ここで、後述するように「Ｕ相-パターンＡ」なる空転状態検出用パターンが適用される期間は、予め規定された小期間Δｔとされる。「Ｕ相-パターンＡ」が適用された小期間Δｔの間に直流バスを流れる電流のピーク値を“ΔｉｕＡ”と表記する。
図３に示す「Ｕ相-パターンＢ」なる空転状態検出用パターン（第２空転状態検出用パターン）は、スイッチング素子Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＷＮの２つをオン状態とし、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＶＮ、Ｔｒ＿ＷＰの４つをオフ状態とするスイッチングパターンである。このような空転状態検出用パターンを適用した場合における、モータ駆動装置１及びファンモータ２の等価回路を図５に示す。
図５に示すように、「Ｕ相-パターンＢ」なる空転状態検出用パターンが適用されたモータ駆動装置１によれば、ファンモータ２のＶ相端子が正極直流バスＰに接続され、Ｗ相端子が負極直流バスＮに接続される。ファンモータ２のＵ相端子は開放されている。ここで、後述するように「Ｕ相-パターンＢ」なる空転状態検出用パターンが適用される期間は、予め規定された小期間Δｔとされる。「Ｕ相-パターンＢ」が適用された小期間Δｔの間に直流バスを流れる電流のピーク値を“ΔｉｖＢ”と表記する。
図４、図５に示すように、ピーク値ΔｉｕＡ及びピーク値ΔｉｖＢは、いずれもシャント抵抗素子Ｒｓｈ及び電流検出回路１２を介して検出可能な電流である。
(Example of idling state detection pattern)
FIG. 3 is a diagram showing an example of a slipping state detection pattern according to the first embodiment.
4 and 5 are diagrams showing an equivalent circuit when the idling state detection pattern according to the first embodiment is applied.
At the start of operation of the air conditioner, the
In the idling state detection pattern (first idling state detection pattern), which is the "U phase-pattern A" shown in FIG. 3, three switching elements Tr_UP, Tr_VN, and Tr_WN are turned on, and the switching elements Tr_UN, Tr_VP, and Tr_WP are turned on. It is a switching pattern in which three of the above are turned off. FIG. 4 shows an equivalent circuit of the motor drive device 1 and the
As shown in FIG. 4, according to the motor drive device 1 to which the idling state detection pattern "U-phase-pattern A" is applied, the U-phase terminal of the
In the idling state detection pattern (second idling state detection pattern), which is the "U phase-pattern B" shown in FIG. 3, two switching elements Tr_VP and Tr_WN are turned on, and the switching elements Tr_UP, Tr_UN, Tr_VN, and Tr_WP are turned on. This is a switching pattern in which four of the above are turned off. FIG. 5 shows an equivalent circuit of the motor drive device 1 and the
As shown in FIG. 5, according to the motor drive device 1 to which the idling state detection pattern "U phase-pattern B" is applied, the V phase terminal of the
As shown in FIGS. 4 and 5, the peak value ΔiuA and the peak value ΔivB are both currents that can be detected via the shunt resistance element Rsh and the
「Ｕ相-パターンＡ」が適用された際にＵ、Ｖ、Ｗ各相に流れるモータ電流と、「Ｕ相-パターンＢ」が適用された際にＵ、Ｖ、Ｗ各相に流れるモータ電流とは互いに直交関係にある。より具体的に説明すると、「Ｕ相-パターンＡ」が適用された際にＵ、Ｖ、Ｗ各相に流れるモータ電流、及び、「Ｕ相-パターンＢ」が適用された際にＵ、Ｖ、Ｗ各相に流れるモータ電流をそれぞれ三相／二相変換してα軸−β軸座標で表すと、両者はα軸−β軸座標上にて互いに直交する関係にある。 The motor current that flows in each of the U, V, and W phases when "U phase-pattern A" is applied, and the motor current that flows in each of the U, V, and W phases when "U phase-pattern B" is applied. Are orthogonal to each other. More specifically, the motor current flowing through each of the U, V, and W phases when the "U phase-pattern A" is applied, and the U, V when the "U phase-pattern B" is applied. , W When the motor current flowing in each phase is converted into three-phase / two-phase and expressed in α-axis-β-axis coordinates, the two are orthogonal to each other on the α-axis-β-axis coordinates.
（インバータ制御装置の処理の流れ）
図６は、第１の実施形態に係るインバータ制御装置の処理の流れを示す図である。
次に、図６を参照しながら、第１の実施形態に係るインバータ制御装置１３の処理の流れについて説明する。
図６は、第１の実施形態に係るモータ駆動装置１（スイッチング制御部１３１）が運転開始時に出力するスイッチング信号のタイミングチャートである。
図６に示すように、スイッチング制御部１３１は、「Ｕ相−パターンＡ」と「Ｕ相−パターンＢ」とを繰り返し交互に適用する。そして、電流取得部１３０は、「Ｕ相−パターンＡ」、「Ｕ相−パターンＢ」それぞれが適用されている間に直流バスに流れる電流の検出値を取得する。
より具体的に説明すると、スイッチング制御部１３１は、時刻ｔ１ａから小期間Δｔだけスイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＶＮ、Ｔｒ＿ＷＮの３つをオン状態として「Ｕ相−パターンＡ」を適用する。電流取得部１３０は、この「Ｕ相−パターンＡ」が適用されている小期間Δｔにおいて直流バスに流れる電流のピーク値ΔｉｕＡを取得する。
次に、スイッチング制御部１３１は、時刻ｔ１ｂから小期間Δｔだけスイッチング素子Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＷＮの２つをオン状態として「Ｕ相−パターンＢ」を適用する。電流取得部１３０は、この「Ｕ相−パターンＢ」が適用されている小期間Δｔにおいて直流バスに流れる電流のピーク値ΔｉｖＢを取得する。
空転状態特定部１３２は、上記のように検出されたピーク値ΔｉｕＡ及びピーク値ΔｉｖＢを用いて、Ｕ相についての所定の電流“ΔｉｕＥ”を演算する。この演算によって得られる電流“ΔｉｕＥ”は、後述するように、ファンモータ２のロータ位置θに依存する成分のみを有し、ロータ位置θの２倍（２θ）に依存する成分を有さない。以下、Ｕ相についての電流“ΔｉｕＥ”をＵ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥとも表記する。
電流取得部１３０、スイッチング制御部１３１及び空転状態特定部１３２は、複数回に渡って上記処理を繰り返し実行する。空転状態特定部１３２は、複数回にわたって算出されたＵ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥを時系列として蓄積する。
(Processing flow of inverter control device)
FIG. 6 is a diagram showing a processing flow of the inverter control device according to the first embodiment.
Next, the processing flow of the
FIG. 6 is a timing chart of a switching signal output by the motor drive device 1 (switching control unit 131) according to the first embodiment at the start of operation.
As shown in FIG. 6, the switching
More specifically, the switching
Next, the switching
The idling
The
（ロータ位置依存電流の算出方法）
次に、式（１）〜式（８）を参照しながら、「Ｕ相−パターンＡ」が適用された際に直流バスを流れる電流のピーク値ΔｉｕＡと、「Ｕ相−パターンＢ」が適用された際に直流バスを流れる電流のピーク値ΔｉｖＢとに基づいてロータ位置依存電流ΔｉｕＥを算出する手順について説明する。
(Calculation method of rotor position dependent current)
Next, referring to the equations (1) to (8), the peak value ΔiuA of the current flowing through the DC bus when the "U phase-pattern A" is applied, and the "U phase-pattern B" are applied. A procedure for calculating the rotor position-dependent current ΔiuE based on the peak value ΔivB of the current flowing through the DC bus when the current is generated will be described.
ファンモータ２のＵ、Ｖ、Ｗの各相端子間に印加される電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗは、式（１）で表される。
The voltages vu, vv, vw applied between the U, V, and W phase terminals of the
式（１）における“ｉｕ”、“ｉｖ”、“ｉｗ”は、各相に流れる電流である。
なお、式（１）では、電圧の印加時間が充分に短い小期間Δｔであることを考慮して、抵抗成分を無視している。また、式（１）のインダクタンス値Ｌ１は、ファンモータ２が突極性を有さないモータ（ＳＰＭモータ）である場合はＬ１＝０となるが、ファンモータ２が突極性を有するモータ（ＩＰＭモータ）である場合はＬ１≠０となる。本実施形態においては、ファンモータ２が突極性を有するモータ（ＩＰＭモータ）であるものとして説明する。したがって、この場合、電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗは、ロータ位置θの２倍（２θ）に依存する成分を有する。
“Iu”, “iv”, and “iw” in the formula (1) are currents flowing in each phase.
In the equation (1), the resistance component is ignored in consideration of the short period Δt in which the voltage application time is sufficiently short. Further, the inductance value L1 of the equation (1) is L1 = 0 when the
「Ｕ相-パターンＡ」が適用された際にファンモータ２の各相に印加される電圧ｖｕＡ、ｖｖＡ、ｖｗＡ、及び、「Ｕ相-パターンＢ」が適用された際にファンモータ２の各相に印加される電圧ｖｕＢ、ｖｖＢ、ｖｗＢは、コンバータ回路１０からの直流電圧Ｖｄｃを用いて、それぞれ、式（２）のように表される。
The voltages vA, vvA, vwA applied to each phase of the
他方、「Ｕ相-パターンＡ」が適用された際にファンモータ２のＵ相に印加される電圧ｖｕＡとＵ相に流れる電流ｉｕＡとの関係は、式（１）に基づいて式（３）のように表される。
On the other hand, the relationship between the voltage vuA applied to the U phase of the
同様に、「Ｕ相-パターンＢ」が適用された際にファンモータ２のＶ相に印加される電圧ｖｖＢとＶ相に流れる電流ｉｖＢとの関係は、式（１）に基づいて式（４）のように表される。
Similarly, the relationship between the voltage vvB applied to the V phase of the
式（２）及び式（３）から電圧ｖｕＡを消去して小期間Δｔの間に生じる電流変化（ピーク値ΔｉｕＡ）を求めると、式（５）のようになる。 When the voltage vuaA is eliminated from the equations (2) and (3) and the current change (peak value ΔiuA) that occurs during the short period Δt is obtained, the equation (5) is obtained.
同様に、式（２）及び式（４）から電圧ｖｖＢを消去して小期間Δｔの間に生じる電流変化（ピーク値ΔｉｖＢ）を求めると、式（６）となる。 Similarly, when the voltage vvB is eliminated from the equations (2) and (4) and the current change (peak value ΔivB) occurring during the short period Δt is obtained, the equation (6) is obtained.
なお、式（５）、式（６）では、Ｅ０≪Ｖｄｃ、Ｌ１≪Ｌ０を条件に近似している。 In the equations (5) and (6), E0 << Vdc and L1 << L0 are approximated as conditions.
ここで、式（５）、式（６）に示すように、ピーク値ΔｉｕＡ、及び、ピーク値ΔｉｖＢは、それぞれ、ロータ位置θに依存して振動する成分とロータ位置θの２倍（２θ）に依存して振動する成分の両方を含む。したがって、ピーク値ΔｉｕＡ、ピーク値ΔｉｖＢのいずれか一方のみだけでは、ロータ位置θを一意に特定することが困難になる。 Here, as shown in the equations (5) and (6), the peak value ΔiuA and the peak value ΔivB are the components that oscillate depending on the rotor position θ and twice the rotor position θ (2θ), respectively. Contains both components that vibrate depending on. Therefore, it is difficult to uniquely identify the rotor position θ only by using only one of the peak value ΔiuA and the peak value ΔivB.
そこで、空転状態特定部１３２は、式（７）のように、適切な比率（３：４）でピーク値ΔｉｕＡとピーク値ΔｉｖＢとを加えることで、ロータ位置θの２倍（２θ）に依存して振動する成分を消す演算を行う。なお、ピーク値ΔｉｕＡとピーク値ΔｉｖＢは直交関係にあるため、ロータ位置θの２倍（２θ）に依存して振動する成分は逆位相（１８０°）となって打ち消される。
Therefore, the idling
式（７）における“ΔｉｕＥ”は、ロータ位置θ’の正弦波（ｓｉｎθ’）のみに依存して変化する電流値（Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥ）である。 “ΔiuE” in the equation (7) is a current value (U-phase rotor position-dependent current ΔiuE) that changes depending only on the sine wave (sinθ ′) of the rotor position θ ′.
（インバータ制御装置の処理の結果）
図７は、第１の実施形態に係るインバータ制御装置の処理の結果を示す図である。
空転状態特定部１３２は、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥを継続して取得し、時系列データを生成する。そうすると、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥの時間変化が把握される。図７に示すように、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥは、電流のピーク値ΔｉｕＡ、ΔｉｖＢと比較して２倍の周期で振動している。
式（７）で示したように、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥは、ロータ位置θ’のみに依存して振動する電流であるから、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥの周波数は、空転時におけるファンモータ２の回転数（ｒｐｓ）に依存する。また、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥの波形の最大値及び最小値と、現時刻におけるＵ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥとの関係から、現時刻におけるロータ位置θ’を一意に特定することができる。空転状態特定部１３２は、このようにして、ファンモータ２の空転状態を特定することができる。
(Result of processing of inverter controller)
FIG. 7 is a diagram showing the result of processing of the inverter control device according to the first embodiment.
The idling
As shown by the equation (7), the U-phase rotor position-dependent current ΔiuE is a current that oscillates depending only on the rotor position θ', so that the frequency of the U-phase rotor position-dependent current ΔiuE is the fan during idling. It depends on the rotation speed (rps) of the
（作用、効果）
以上の通り、第１の実施形態に係るモータ駆動装置１によれば、スイッチング制御部１３１は、インバータ回路１１に対し、ファンモータ２に流れる電流が互いに直交する関係となる第１空転状態検出用パターン（Ｕ相−パターンＡ）及び第２空転状態検出用パターン（Ｖ相−パターンＢ）を適用する。そして、空転状態特定部１３２は、第１空転状態検出用パターンが適用されている間に直流バスを流れる第１電流の検出値（ピーク値ＩｕＡ）と、第２空転状態検出用パターンが適用されている間に直流バスを流れる第２電流の検出値（ピーク値ｉｖＢ）とを用いて、ファンモータの空転状態を特定する。
ここで、第１空転状態検出用パターン及び第２空転状態検出用パターンは、いずれも、インバータ回路１１における上アーム側の少なくとも一相のスイッチング素子と、インバータ回路１１における下アーム側の少なくとも一相であって上アーム側の少なくとも一相とは異なる相のスイッチング素子とをオン状態とするスイッチングパターンとされる。
(Action, effect)
As described above, according to the motor drive device 1 according to the first embodiment, the switching
Here, the first idling state detection pattern and the second idling state detection pattern are both a switching element of at least one phase on the upper arm side in the
このようにすることで、シャント抵抗素子Ｒｓｈ及び電流検出回路１２を介して検出可能な電流（ピーク値ΔｉｕＡ及びピーク値ΔｉｖＢ）に基づいてファンモータ２の空転状態を特定することができる。ここで、シャント抵抗素子Ｒｓｈ及び電流検出回路１２は、異常検知（過電流検知）のためにもともと設けられている構成である。したがって、モータの空転状態を検出するために新たな回路を追設する必要がない。
By doing so, the idling state of the
以上より、簡素な構成でフリーラン時におけるファンモータ２の回転状態（空転状態）を検出することができる。
From the above, it is possible to detect the rotational state (idling state) of the
また、電流が互いに直交する関係となる２種類の空転状態検出用パターン（Ｕ相−パターンＡ、Ｖ相−パターンＢ）を適用することで、ロータ位置θ’の２倍（２θ）に依存して振動する成分を打ち消し、ロータ位置θ’のみに依存して振動する電流を検出することができる。これにより、簡素な演算処理で正確にファンモータ２の空転状態を検出することができる。
なお、ファンモータ２がＳＰＭモータである場合は、ロータ位置θ’の２倍（２θ）に依存して振動する成分が存在しない。したがって、この場合は、１種類の空転状態検出用パターンのみに基づいて空転状態を特定する態様としてもよい。
Further, by applying two types of idling state detection patterns (U phase-pattern A, V phase-pattern B) in which the currents are orthogonal to each other, it depends on twice (2θ) of the rotor position θ'. It is possible to cancel the oscillating component and detect the oscillating current depending only on the rotor position θ'. As a result, the idling state of the
When the
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態に係るモータ駆動装置について、図８〜図９を参照しながら詳しく説明する。
<Second embodiment>
Hereinafter, the motor drive device according to the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 9.
（空転状態検出用パターンの例）
図８は、第２の実施形態に係る空転状態検出用パターンの例を示す図である。
第２の実施形態に係るインバータ制御装置１３は、空気調和機の運転開始時において、インバータ回路１１に対し、図８に示すような６つの空転状態検出用パターンを適用する。
(Example of idling state detection pattern)
FIG. 8 is a diagram showing an example of a slipping state detection pattern according to the second embodiment.
The
図８に示す「Ｕ相-パターンＡ」、「Ｕ相−パターンＢ」なる空転状態検出用パターンは、第１の実施形態と同等であるため説明を省略する。 Since the idling state detection patterns "U-phase-pattern A" and "U-phase-pattern B" shown in FIG. 8 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
図８に示す「Ｖ相-パターンＡ」なる空転状態検出用パターン（第１空転状態検出用パターン）は、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＷＮの３つをオン状態とし、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＶＮ、Ｔｒ＿ＷＰの３つをオフ状態とするスイッチングパターンである。
等価回路の図示を省略するが、「Ｖ相-パターンＡ」なる空転状態検出用パターンが適用されたモータ駆動装置１によれば、ファンモータ２のＶ相端子が正極直流バスＰに接続され、Ｕ相端子およびＷ相端子が負極直流バスＮに接続される。「Ｖ相-パターンＡ」が適用された小期間Δｔの間に直流バスを流れる電流のピーク値を“ΔｉｖＡ”と表記する。
図８に示す「Ｖ相-パターンＢ」なる空転状態検出用パターン（第２空転状態検出用パターン）は、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＷＰの２つをオン状態とし、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＶＮ、Ｔｒ＿ＷＮの４つをオフ状態とするスイッチングパターンである。
等価回路の図示を省略するが、「Ｖ相-パターンＢ」なる空転状態検出用パターンが適用されたモータ駆動装置１によれば、ファンモータ２のＷ相端子が正極直流バスＰに接続され、Ｕ相端子が負極直流バスＮに接続される。ファンモータ２のＶ相端子は開放されている。「Ｖ相-パターンＢ」が適用された小期間Δｔの間に直流バスを流れる電流のピーク値を“ΔｉｗＢ”と表記する。
ピーク値ΔｉｖＡ及びピーク値ΔｉｗＢは、いずれもシャント抵抗素子Ｒｓｈ及び電流検出回路１２を介して検出可能な電流である。
In the idling state detection pattern (first idling state detection pattern), which is the "V phase-pattern A" shown in FIG. 8, the switching elements Tr_UN, Tr_VP, and Tr_WN are turned on, and the switching elements Tr_UP, Tr_VN, and Tr_WP are turned on. It is a switching pattern in which three of the above are turned off.
Although the equivalent circuit is not shown, according to the motor drive device 1 to which the idling state detection pattern "V-phase-pattern A" is applied, the V-phase terminal of the
In the idling state detection pattern (second idling state detection pattern), which is the "V phase-pattern B" shown in FIG. 8, the switching elements Tr_UN and Tr_WP are turned on, and the switching elements Tr_UN, Tr_VP, Tr_VN, and Tr_WN are turned on. This is a switching pattern in which four of the above are turned off.
Although the equivalent circuit is not shown, the W-phase terminal of the
The peak value ΔivA and the peak value ΔiwB are both currents that can be detected via the shunt resistance element Rsh and the
図８に示す「Ｗ相-パターンＡ」なる空転状態検出用パターン（第１空転状態検出用パターン）は、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＶＮ、Ｔｒ＿ＷＰの３つをオン状態とし、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＷＮの３つをオフ状態とするスイッチングパターンである。
等価回路の図示を省略するが、「Ｗ相-パターンＡ」なる空転状態検出用パターンが適用されたモータ駆動装置１によれば、ファンモータ２のＷ相端子が正極直流バスＰに接続され、Ｕ相端子およびＶ相端子が負極直流バスＮに接続される。「Ｗ相-パターンＡ」が適用された小期間Δｔの間に直流バスを流れる電流のピーク値を“ΔｉｗＡ”と表記する。
図８に示す「Ｗ相-パターンＢ」なる空転状態検出用パターン（第２空転状態検出用パターン）は、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＰ、Ｔｒ＿ＶＮの２つをオン状態とし、スイッチング素子Ｔｒ＿ＵＮ、Ｔｒ＿ＶＰ、Ｔｒ＿ＷＰ、Ｔｒ＿ＷＮの４つをオフ状態とするスイッチングパターンである。
等価回路の図示を省略するが、「Ｗ相-パターンＢ」なる空転状態検出用パターンが適用されたモータ駆動装置１によれば、ファンモータ２のＵ相端子が正極直流バスＰに接続され、Ｖ相端子が負極直流バスＮに接続される。ファンモータ２のＷ相端子は開放されている。「Ｗ相-パターンＢ」が適用された小期間Δｔの間に直流バスを流れる電流のピーク値を“ΔｉｕＢ”と表記する。
ピーク値ΔｉｗＡ及びピーク値ΔｉｕＢは、いずれもシャント抵抗素子Ｒｓｈ及び電流検出回路１２を介して検出可能な電流である。
In the idling state detection pattern (first idling state detection pattern), which is the "W phase-pattern A" shown in FIG. 8, the switching elements Tr_UN, Tr_VN, and Tr_WP are turned on, and the switching elements Tr_UP, Tr_VP, and Tr_WN. It is a switching pattern in which three of the above are turned off.
Although the equivalent circuit is not shown, according to the motor drive device 1 to which the idling state detection pattern "W phase-pattern A" is applied, the W phase terminal of the
In the idling state detection pattern (second idling state detection pattern) called "W phase-pattern B" shown in FIG. 8, two switching elements Tr_UP and Tr_VN are turned on, and the switching elements Tr_UN, Tr_VP, Tr_WP, Tr_WN. This is a switching pattern in which four of the above are turned off.
Although the equivalent circuit is not shown, according to the motor drive device 1 to which the idling state detection pattern "W phase-pattern B" is applied, the U phase terminal of the
The peak value ΔiwA and the peak value ΔiuB are both currents that can be detected via the shunt resistance element Rsh and the
（インバータ制御装置の処理の結果）
図９は、第２の実施形態に係るインバータ制御装置の処理の結果を示す図である。
第２の実施形態に係るインバータ制御装置１３（空転状態特定部１３２）は、第１の実施形態と同様の手法により、直交関係にあるピーク値ΔｉｕＡ及びピーク値ΔｉｖＢを用いてＵ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥを算出する。更に、空転状態特定部１３２は、第１の実施形態と同様の手法により、直交関係にあるピーク値ΔｉｖＡ及びピーク値ΔｉｗＢを用いてＶ相ロータ位置依存電流ΔｉｖＥを算出する。更に、空転状態特定部１３２は、第１の実施形態と同様の手法により、直交関係にあるピーク値ΔｉｗＡ及びピーク値ΔｉｕＢを用いてＷ相ロータ位置依存電流ΔｉｗＥを算出する。
図９に、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥ、Ｖ相ロータ位置依存電流ΔｉｖＥ、及び、Ｗ相ロータ位置依存電流ΔｉｗＥの時間変化を示す。
(Result of processing of inverter controller)
FIG. 9 is a diagram showing the result of processing of the inverter control device according to the second embodiment.
The inverter control device 13 (sliding state specifying unit 132) according to the second embodiment is dependent on the U-phase rotor position by using the peak values ΔiuA and the peak values ΔivB that are orthogonal to each other by the same method as that of the first embodiment. Calculate the current ΔiuE. Further, the idling
FIG. 9 shows the time changes of the U-phase rotor position-dependent current ΔiuE, the V-phase rotor position-dependent current ΔivE, and the W-phase rotor position-dependent current ΔiwE.
空転状態特定部１３２は、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥ、Ｖ相ロータ位置依存電流ΔｉｖＥ、及び、Ｗ相ロータ位置依存電流ΔｉｗＥを取得する。第１の実施形態とは異なり、取得するのは、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥ、Ｖ相ロータ位置依存電流ΔｉｖＥ、及び、Ｗ相ロータ位置依存電流ΔｉｗＥの瞬時値でよい。
空転状態特定部１３２は、取得したＵ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥ、Ｖ相ロータ位置依存電流ΔｉｖＥ、及び、Ｗ相ロータ位置依存電流ΔｉｗＥの瞬時値を用いて式（８）を演算する。
The idling
The idling
式（８）は、三相／二相変換の式である。これにより、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥ、Ｖ相ロータ位置依存電流ΔｉｖＥ、及び、Ｗ相ロータ位置依存電流ΔｉｗＥは、α軸電流のピーク値ΔｉαＥと、β軸電流のピーク値ΔｉβＥとで表される。軸電流のピーク値ΔｉαＥとβ軸電流のピーク値ΔｉβＥとのなす角がロータ位置に相当するから、空転状態特定部１３２は、式（９）を用いてロータ位置θ’を算出する。
Equation (8) is an equation for three-phase / two-phase conversion. As a result, the U-phase rotor position-dependent current ΔiuE, the V-phase rotor position-dependent current ΔivE, and the W-phase rotor position-dependent current ΔiwE are represented by the peak value ΔiαE of the α-axis current and the peak value ΔiβE of the β-axis current. To. Since the angle formed by the peak value ΔiαE of the shaft current and the peak value ΔiβE of the β-axis current corresponds to the rotor position, the idling
（作用、効果）
以上の通り、第２の実施形態に係るモータ駆動装置１によれば、スイッチング制御部１３１は、インバータ回路１１に対し、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相に対応する３種類の第１空転状態検出用パターン（Ｕ相-パターンＡ、Ｖ相-パターンＡ、Ｗ相-パターンＡ）及び第２空転状態検出用パターン（Ｕ相-パターンＢ、Ｖ相-パターンＢ、Ｗ相-パターンＢ）の組み合わせを適用する。
そして、空転状態特定部１３２は、三相の各相に対応する３種類の第１電流の検出値（ピーク値ΔｉｕＡ、ΔｉｖＡ、ΔｉｗＡ）及び第２電流の検出値（ピーク値ΔｉｕＢ、ΔｉｖＢ、ΔｉｗＢ）の組み合わせを用いて、ファンモータ２の空転状態を特定する。
(Action, effect)
As described above, according to the motor drive device 1 according to the second embodiment, the switching
Then, the idling
このようにすることで、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥ、Ｖ相ロータ位置依存電流ΔｉｖＥ、及び、Ｗ相ロータ位置依存電流ΔｉｗＥの瞬時値のみで、ロータ位置θ’を特定することができる。
例えば、第１の実施形態の場合、Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥの波形（図７参照）の最大値及び最小値を取得しようとする場合、波形の最大値及び最小値を把握するためにＵ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥを時系列で（継続的に）取得し続ける必要がある。Ｕ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥの取得中に回転数（ｒｐｓ）が変化していると、誘起電圧Ｅ０が回転数に比例して変化するためＵ相ロータ位置依存電流ΔｉｕＥの振幅も変化する。このため、ロータ位置を精度よく特定できない場合が想定される。
これに対し、第２の実施形態に係るモータ駆動装置１は、瞬時的に取得される３つの電流値に基づいて、ロータ位置θ’を特定することができる。
By doing so, the rotor position θ'can be specified only by the instantaneous values of the U-phase rotor position-dependent current ΔiuE, the V-phase rotor position-dependent current ΔivE, and the W-phase rotor position-dependent current ΔiwE.
For example, in the case of the first embodiment, when trying to acquire the maximum value and the minimum value of the waveform (see FIG. 7) of the U-phase rotor position-dependent current ΔiuE, U is used to grasp the maximum value and the minimum value of the waveform. It is necessary to keep acquiring the phase rotor position-dependent current ΔiuE in chronological order (continuously). If the rotation speed (rps) changes during the acquisition of the U-phase rotor position-dependent current ΔiuE, the induced voltage E0 changes in proportion to the rotation speed, so that the amplitude of the U-phase rotor position-dependent current ΔiuE also changes. Therefore, it is assumed that the rotor position cannot be specified accurately.
On the other hand, the motor drive device 1 according to the second embodiment can specify the rotor position θ'based on the three current values that are instantaneously acquired.
上述の実施形態においては、インバータ制御装置１３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
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
１０ コンバータ回路
１１ インバータ回路
１２ 電流検出回路
１３ インバータ制御装置
１３０ 電流取得部
１３１ スイッチング制御部
１３２ 空転状態特定部
２ ファンモータ（モータ）
ＰＷ 交流電源
ＥＣ 平滑コンデンサ
Ｒｓｈ シャント抵抗素子
1
PW AC power supply EC smoothing capacitor Rsh shunt resistor element
Claims (6)
前記インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子に対するスイッチング制御を行うスイッチング制御部と、
前記シャント抵抗素子を介して前記直流バスを流れる電流の検出値を取得する電流取得部と、
前記インバータ回路に対して所定の空転状態検出用パターンが適用されている間に前記直流バスを流れる電流の検出値に基づいてモータの空転状態を特定する空転状態特定部と、
を備え、
前記空転状態検出用パターンは、前記インバータ回路における上アーム側の少なくとも一相のスイッチング素子と、前記インバータ回路における下アーム側の少なくとも一相であって前記上アーム側の少なくとも一相とは異なる相のスイッチング素子とをオン状態とするスイッチングパターンである、
モータ駆動装置。 A converter circuit that converts AC power from an AC power source into DC power, an inverter circuit that converts the DC power into AC power for driving a motor, and a DC bus that connects the converter circuit and the inverter circuit are provided. It is a motor drive device equipped with an inverter resistance element.
A switching control unit that performs switching control for a plurality of switching elements constituting the inverter circuit,
A current acquisition unit that acquires a detected value of the current flowing through the DC bus via the shunt resistance element, and
An idling state specifying unit that specifies the idling state of the motor based on the detected value of the current flowing through the DC bus while a predetermined idling state detecting pattern is applied to the inverter circuit.
With
The idling state detection pattern is a phase different from at least one phase of the switching element on the upper arm side in the inverter circuit and at least one phase on the lower arm side of the inverter circuit and different from at least one phase on the upper arm side. It is a switching pattern that turns on the switching element of
Motor drive.
前記空転状態特定部は、前記第１空転状態検出用パターンが適用されている間に前記直流バスを流れる第１電流の検出値と、前記第２空転状態検出用パターンが適用されている間に前記直流バスを流れる第２電流の検出値とを用いて、前記モータの空転状態を特定する
請求項１に記載のモータ駆動装置。 The switching control unit applies a first idling state detection pattern and a second idling state detection pattern in which the currents flowing through the motor are orthogonal to each other to the inverter circuit.
The idling state specifying unit receives the detection value of the first current flowing through the DC bus while the first idling state detecting pattern is applied and the idling state detecting pattern while the second idling state detecting pattern is applied. The motor drive device according to claim 1, wherein the idling state of the motor is specified by using the detected value of the second current flowing through the DC bus.
前記空転状態特定部は、三相の各相に対応する３種類の前記第１電流の検出値及び前記第２電流の検出値の組み合わせを用いて、前記モータの空転状態を特定する
請求項２に記載のモータ駆動装置。 The switching control unit applies a combination of three types of the first idling state detection pattern and the second idling state detection pattern corresponding to each of the three phases to the inverter circuit.
2. The idling state specifying unit identifies the idling state of the motor by using a combination of three types of detected values of the first current and the detected values of the second current corresponding to each of the three phases. The motor drive device according to.
空気調和機。 An air conditioner including the motor drive device according to any one of claims 1 to 3.
前記インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子に対するスイッチング制御を行うステップと、
前記シャント抵抗素子を介して前記直流バスを流れる電流の検出値を取得するステップと、
前記インバータ回路に対して所定の空転状態検出用パターンが適用されている間に前記直流バスを流れる電流の検出値に基づいてモータの空転状態を特定するステップと、
を有し、
前記空転状態検出用パターンは、前記インバータ回路における上アーム側の少なくとも一相のスイッチング素子と、前記インバータ回路における下アーム側の少なくとも一相であって前記上アーム側の少なくとも一相とは異なる相のスイッチング素子とをオン状態とするスイッチングパターンである、
空転状態検出方法。 A converter circuit that converts AC power from an AC power source into DC power, an inverter circuit that converts the DC power into AC power for driving a motor, and a DC bus that connects the converter circuit and the inverter circuit are provided. It is a method of detecting the idling state of a motor by using a motor drive device provided with an inverter resistance element.
A step of performing switching control for a plurality of switching elements constituting the inverter circuit, and
The step of acquiring the detected value of the current flowing through the DC bus via the shunt resistance element, and
A step of specifying the idling state of the motor based on the detected value of the current flowing through the DC bus while a predetermined idling state detecting pattern is applied to the inverter circuit.
Have,
The idling state detection pattern is a phase different from at least one phase of the switching element on the upper arm side in the inverter circuit and at least one phase on the lower arm side of the inverter circuit and different from at least one phase on the upper arm side. It is a switching pattern that turns on the switching element of
Idling state detection method.
前記インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子に対するスイッチング制御を行うステップと、
前記シャント抵抗素子を介して前記直流バスを流れる電流の検出値を取得するステップと、
前記インバータ回路に対して所定の空転状態検出用パターンが適用されている間に前記直流バスを流れる電流の検出値に基づいてモータの空転状態を特定するステップと、
を実行させ、
前記空転状態検出用パターンは、前記インバータ回路における上アーム側の少なくとも一相のスイッチング素子と、前記インバータ回路における下アーム側の少なくとも一相であって前記上アーム側の少なくとも一相とは異なる相のスイッチング素子とをオン状態とするスイッチングパターンである、
プログラム。 A converter circuit that converts AC power from an AC power source into DC power, an inverter circuit that converts the DC power into AC power for driving a motor, and a DC bus that connects the converter circuit and the inverter circuit are provided. For a computer of a motor drive equipped with a shunt resistance element
A step of performing switching control for a plurality of switching elements constituting the inverter circuit, and
The step of acquiring the detected value of the current flowing through the DC bus via the shunt resistance element, and
A step of specifying the idling state of the motor based on the detected value of the current flowing through the DC bus while a predetermined idling state detecting pattern is applied to the inverter circuit.
To execute,
The idling state detection pattern is a phase different from at least one phase of the switching element on the upper arm side in the inverter circuit and at least one phase on the lower arm side of the inverter circuit and different from at least one phase on the upper arm side. It is a switching pattern that turns on the switching element of
program.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019077198A JP2020178388A (en) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Motor drive device, air conditioner, idling state detection method and program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019077198A JP2020178388A (en) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Motor drive device, air conditioner, idling state detection method and program |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020178388A true JP2020178388A (en) | 2020-10-29 |
Family
ID=72937562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019077198A Pending JP2020178388A (en) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Motor drive device, air conditioner, idling state detection method and program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2020178388A (en) |
-
2019
- 2019-04-15 JP JP2019077198A patent/JP2020178388A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20070296371A1 (en) | Position sensorless control apparatus for synchronous motor | |
| JP5431465B2 (en) | Method for determining inductance of permanent magnet synchronous machine | |
| CN104079217A (en) | Motor control apparatus and magnetic-pole position estimating method | |
| JP2011061887A (en) | Power converter, method of controlling the same, and air conditioner | |
| JP2016189698A (en) | Controller and control method of dynamo-electric machine for vehicle | |
| JP5561550B2 (en) | Rotating electrical machine control device | |
| JP6241460B2 (en) | Electric motor control device | |
| JP5165545B2 (en) | Electric motor magnetic pole position estimation device | |
| JP6463966B2 (en) | Motor driving device, motor driving module and refrigeration equipment | |
| JP2010088261A (en) | Apparatus for detecting abnormality in current sensor of motor | |
| JP7358277B2 (en) | Drive device, drive system, and electric motor drive method | |
| JP4670044B2 (en) | Method and apparatus for estimating magnetic pole position of electric motor | |
| JP2019057981A (en) | Motor control integrated circuit | |
| JP2012165585A (en) | Synchronous motor drive system | |
| JP2018007390A (en) | Motor control device | |
| WO2021200389A1 (en) | Motor control device, motor system, and motor control method | |
| JP2000232797A (en) | Driver for brushless motor | |
| JP2020178388A (en) | Motor drive device, air conditioner, idling state detection method and program | |
| JP6768753B2 (en) | Motor control device | |
| JP7196469B2 (en) | Controller for synchronous reluctance motor | |
| CN107482965B (en) | Control device for synchronous motor | |
| Zaky et al. | Sensorless induction motor drives using adaptive flux observer at low frequencies | |
| JP2010130752A (en) | Phase current estimator for motor | |
| JP6500225B2 (en) | Motor control device for washing machine | |
| JP4070467B2 (en) | Identification method of motor constant and load torque of permanent magnet type synchronous motor |