JP3278188B2 - Inverter device for motor drive - Google Patents

Inverter device for motor drive

Info

Publication number
JP3278188B2
JP3278188B2 JP05850292A JP5850292A JP3278188B2 JP 3278188 B2 JP3278188 B2 JP 3278188B2 JP 05850292 A JP05850292 A JP 05850292A JP 5850292 A JP5850292 A JP 5850292A JP 3278188 B2 JP3278188 B2 JP 3278188B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
voltage
circuit
inverter
phase
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP05850292A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05260787A (en
Inventor
勲 高橋
和伸 大山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP05850292A priority Critical patent/JP3278188B2/en
Publication of JPH05260787A publication Critical patent/JPH05260787A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3278188B2 publication Critical patent/JP3278188B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は電動機の駆動に好適な
インバータ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device suitable for driving an electric motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から電動機駆動用のインバータ装置
として電流形のインバータ装置と電圧形のインバータ装
置が提供されている。図8は三相電流形インバータ装置
の構成を示す電気回路図であり、三相交流電源を入力と
するサイリスタブリッジ整流回路51と、定電流源とし
て機能させるためのリアクトル52と、リアクトル52
により得られる電流をスイッチングして三相交流電流を
得て負荷としての電動機54に供給する電流形の三相フ
ルブリッジインバータ53とを有している。尚、電流形
の三相フルブリッジインバータ53を構成する3対の
(各相の)サイリスタ53aの直列回路に順接続のダイ
オード53bを接続しているとともに、各相間に転流コ
ンデンサ53cを接続している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a current type inverter device and a voltage type inverter device have been provided as inverter devices for driving a motor. FIG. 8 is an electric circuit diagram showing a configuration of a three-phase current source inverter device. A thyristor bridge rectifier circuit 51 having a three-phase AC power supply as an input, a reactor 52 for functioning as a constant current source, and a reactor 52
And a current-type three-phase full-bridge inverter 53 that obtains a three-phase alternating current by switching the current obtained by the above and supplies the three-phase alternating current to the electric motor 54 as a load. A series connection of three pairs of thyristors 53a (of each phase) constituting a current type three-phase full-bridge inverter 53 is connected to a forward-connected diode 53b, and a commutation capacitor 53c is connected between each phase. ing.

【0003】図9は三相電圧形インバータ装置の構成を
示す電気回路図であり、直流電源61の端子間に電圧形
の三相フルブリッジインバータ62を構成する3対の
(各相の)スイッチング素子62aの直列回路を接続し
ているとともに、各スイッチング素子62aと並列にダ
イオード62bを接続している。尚、63は負荷として
の三相電動機を示している。上記直流電源61は、三相
交流電源を入力とするコンバータを簡単に示したもので
ある。
FIG. 9 is an electric circuit diagram showing a configuration of a three-phase voltage source inverter device. Three pairs of (each phase) switching constituting a voltage type three-phase full-bridge inverter 62 between terminals of a DC power supply 61. A series circuit of the elements 62a is connected, and a diode 62b is connected in parallel with each switching element 62a. Reference numeral 63 denotes a three-phase motor as a load. The DC power supply 61 simply shows a converter that receives a three-phase AC power supply as an input.

【0004】上記三相電流形インバータ装置は負荷に供
給する電流波形が方形波となるように各相のサイリスタ
53aをスイッチングさせるものであり、サイリスタ5
3aをこのようにスイッチングさせれば電圧波形は正弦
波状になるのであるから、サイリスタ53aの1周期当
りのスイッチング回数を少なくでき、しかも良好な波形
を得ることができる。そして、1周期当りのスイッチン
グ回数を少なくできるという利点に着目して大型の電動
機の駆動に適用されている。
The three-phase current source inverter device switches the thyristors 53a of each phase so that the current waveform supplied to the load becomes a square wave.
Since the voltage waveform becomes a sine wave shape by switching the 3a in this manner, the number of times of switching of the thyristor 53a per cycle can be reduced, and a good waveform can be obtained. Focusing on the advantage that the number of switching operations per cycle can be reduced, the present invention is applied to driving of a large motor.

【0005】また、三相電圧形インバータ装置は負荷に
供給する電圧波形が方形波となるように各相のスイッチ
ング素子62aをスイッチングさせるものであり、転流
コンデンサ53c等が不要になるので回路構成を簡素化
できる。
The three-phase voltage-source inverter device switches the switching elements 62a of each phase so that the voltage waveform supplied to the load becomes a square wave. Can be simplified.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記三相電流形インバ
ータ装置は、各相間に転流コンデンサ53cを接続しな
ければならないのであるから回路構成が著しく複雑化す
るのみならず、電源を定電流源として機能させるために
リアクトル52のインダクタンスを大きくしなければな
らず、しかも電流波形を方形波状にする関係上、負荷条
件によっては過電圧、不安定等の不都合を生じてしまう
ことになる。
In the above three-phase current source inverter device, the commutation capacitor 53c must be connected between each phase, so that not only the circuit configuration becomes significantly complicated, but also the power supply is connected to a constant current source. In order to function as, the inductance of the reactor 52 must be increased, and since the current waveform is made into a square waveform, depending on load conditions, inconveniences such as overvoltage and instability may occur.

【0007】上記三相電圧形インバータ装置は、電圧波
形を方形波状に制御する関係上、そのままでは電圧波形
に含まれる高調波成分が多く、騒音が大きくなるととも
に効率が悪くなるという不都合を生じ、しかも過電流に
なる可能性があり、過電流になればスイッチング素子が
破壊されてしまうという不都合を生じることになる。こ
のような不都合を解消するために、一般的に各相のスイ
ッチング素子62aをPWM制御して電圧波形を正弦波
に近づけるようにしているが、必然的に1周期当りのス
イッチング回数を著しく増加させなければならなくな
る。したがって、三相フルブリッジインバータ62が追
従可能なスイッチング回数の制約を受けてしまう。
In the three-phase voltage source inverter, since the voltage waveform is controlled in a square wave form, the voltage waveform contains many harmonic components, and the noise becomes large and the efficiency becomes poor. Moreover, there is a possibility that an overcurrent occurs, and if the overcurrent occurs, a disadvantage that the switching element is destroyed occurs. In order to solve such inconveniences, generally, the switching element 62a of each phase is PWM-controlled so that the voltage waveform approximates a sine wave. However, the number of switching operations per cycle is inevitably increased. I have to. Therefore, the number of switching times that the three-phase full-bridge inverter 62 can follow is restricted.

【0008】また、本件発明者らは上記従来の三相電流
形インバータ装置、三相電圧形インバータ装置の不都合
を解消して両者の利点を兼ね備えた電動機駆動用インバ
ータ装置として新たな電動機駆動用インバータ装置を提
案した。図10は上記提案された電動機駆動用インバー
タ装置の構成を示す電気回路図であり、三相交流電源7
1を入力とする三相ダイオードブリッジ整流回路72
と、三相ダイオードブリッジ整流回路72により得られ
る直流電圧を電源とする降圧チョッパ回路73と、降圧
チョッパ回路73の出力を入力として所定のスイッチン
グ動作を行なって負荷としての電動機76に三相電力を
供給する電圧形三相フルブリッジインバータ74と、降
圧チョッパ回路73に対して並列に逆接続された回生電
力バイパス用ダイオード75とを有している。
Further, the present inventors have solved the above-mentioned conventional three-phase current source inverter device and three-phase voltage source inverter device, and have developed a new motor drive inverter as a motor drive inverter device having both advantages. The device was proposed. FIG. 10 is an electric circuit diagram showing the configuration of the motor driving inverter device proposed above, and shows a three-phase AC power supply 7.
Three-phase diode bridge rectifier circuit 72 with 1 as input
And a step-down chopper circuit 73 using a DC voltage obtained by the three-phase diode bridge rectifier circuit 72 as a power supply, and performing a predetermined switching operation by using an output of the step-down chopper circuit 73 as an input to supply three-phase power to a motor 76 as a load. It has a voltage source three-phase full-bridge inverter 74 to be supplied and a regenerative power bypass diode 75 reversely connected in parallel to the step-down chopper circuit 73.

【0009】上記の構成の電動機駆動用インバータ装置
は、従来の電流形インバータ装置において必須であった
転流コンデンサを省略できるとともにスイッチング素子
と直列接続された直列ダイオードを不要にできるのであ
るから、全体として回路構成を簡素化できる。また、回
生電力バイパス用ダイオードの導通期間の長短に対応し
て電圧形インバータ装置に近い負荷電流、電圧波形、電
流形インバータに近い負荷電流、電圧波形を得ることが
できる。
The inverter device for driving a motor having the above configuration can omit a commutation capacitor which is indispensable in a conventional current source inverter device, and can eliminate a series diode connected in series with a switching element. As a result, the circuit configuration can be simplified. Further, it is possible to obtain a load current and a voltage waveform close to the voltage-source inverter device and a load current and a voltage waveform close to the current-source inverter according to the length of the conduction period of the regenerative power bypass diode.

【0010】しかし、より高効率、低騒音かつ漏れ電流
を少なくすること、および安定な始動を達成することが
要望される。
However, there is a need to achieve higher efficiency, lower noise, less leakage current, and to achieve stable starting.

【0011】[0011]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、簡単な回路構成で、負荷の大きさ、入力
電圧の大きさ等により電流形インバータ装置と電圧形イ
ンバータ装置の特性を示し、しかもより高効率、低騒音
かつ漏れ電流を少なくすることができるとともに、安定
な始動を達成できる電動機駆動用インバータ装置を提供
することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a simple circuit configuration and is characterized by the characteristics of a current source inverter device and a voltage source inverter device depending on the size of a load, the magnitude of an input voltage, and the like. It is another object of the present invention to provide an electric motor driving inverter device that can achieve higher efficiency, lower noise, reduce leakage current, and achieve stable starting.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項1の電動機駆動用インバータ装置は、交流
電源を入力とするブリッジ整流回路と、ブリッジ整流回
路により得られた直流電圧を降圧させる降圧チョッパ回
路と、降圧チョッパ回路により得られた直流電源を入力
とする電圧形ブリッジインバータと、降圧チョッパ回路
と並列に逆接続された回生電力バイパス用ダイオード
と、電動機の誘起電圧を入力として、電動機の力率をほ
ぼ1にすべく電圧形ブリッジインバータにスイッチング
指令を供給するインバータ制御手段とを含んでいる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an inverter device for driving a motor, comprising: a bridge rectifier circuit having an AC power supply as an input; and a DC voltage obtained by the bridge rectifier circuit. A step-down chopper circuit for stepping down, a voltage-type bridge inverter inputting the DC power obtained by the step-down chopper circuit, a regenerative power bypass diode reversely connected in parallel with the step-down chopper circuit, and an induced voltage of the motor as inputs. And an inverter control means for supplying a switching command to the voltage-type bridge inverter so as to make the power factor of the electric motor substantially equal to one.

【0013】請求項2の電動機駆動用インバータ装置
は、降圧チョッパ回路の出力端子間にコンデンサがさら
に接続されてある。請求項3の電動機駆動用インバータ
装置は、電動機としてブラシレスDCモータを採用して
いる。請求項4の電動機駆動用インバータ装置は、始動
時に所定のパターンで電圧形ブリッジインバータを動作
させるべくスイッチング指令を供給し、所定値より大き
い誘起電圧をブラシレスDCモータが発生させたことに
応答してインバータ制御手段を動作させる始動手段をさ
らに含んでいる。
In the inverter device for driving a motor according to the second aspect, a capacitor is further connected between output terminals of the step-down chopper circuit. The motor driving inverter device according to claim 3 employs a brushless DC motor as the motor. The motor driving inverter device according to claim 4 supplies a switching command to operate the voltage-type bridge inverter in a predetermined pattern at the time of starting, and responds to the generation of the induced voltage larger than the predetermined value by the brushless DC motor. A starting means for operating the inverter control means is further included.

【0014】請求項5の電動機駆動用インバータ装置
は、インバータ制御手段として、電動機の相電圧を検出
する抵抗分圧回路と、相電圧を入力とする積分器と、積
分器出力の正負を判別するコンパレータと、フォトカプ
ラと、フォトカプラを通して供給される正負判別結果に
基づいてスイッチング指令を得て出力する論理演算回路
とを含むものを用いている。
According to a fifth aspect of the present invention, as the inverter control means, a resistor voltage dividing circuit for detecting a phase voltage of the motor, an integrator receiving the phase voltage, and discriminating the sign of the output of the integrator as the inverter control means. A circuit including a comparator, a photocoupler, and a logic operation circuit that obtains and outputs a switching command based on the positive / negative determination result supplied through the photocoupler is used.

【0015】[0015]

【作用】請求項1の電動機駆動用インバータ装置であれ
ば、ブリッジ整流回路により整流された直流電圧を得る
ことができ、降圧チョッパ回路によりリアクトルに流れ
る電流を直流に制御することができる。そして、電圧形
ブリッジインバータを動作させることにより所望の交流
電流を負荷としての電動機に供給できる。
According to the motor driving inverter device of the present invention, a DC voltage rectified by the bridge rectifier circuit can be obtained, and the current flowing through the reactor can be controlled to DC by the step-down chopper circuit. By operating the voltage-type bridge inverter, a desired AC current can be supplied to the motor as a load.

【0016】ここで、上記降圧チョッパ回路は、電圧形
ブリッジインバータから見た場合に定電流源として機能
するのであるが、回生電力バイパス用ダイオードが導通
している状態においては降圧チョッパ回路の出力電流は
一定にならず、降圧チョッパ回路の入力電圧と出力電圧
がほぼ等しくなり、逆に、回生電力バイパス用ダイオー
ドが導通していない状態においては降圧チョッパ回路の
出力電流は一定になる。したがって、回生電力バイパス
用ダイオードの導通期間が短ければ降圧チョッパ回路の
出力電流はほぼ直流になり、負荷電流、電圧は電流形イ
ンバータ装置の波形になる。逆に、回生電力バイパス用
ダイオードの導通期間が長ければ降圧チョッパ回路の出
力電圧が一定になる期間が増えてほぼ直流になり、負荷
電流、電圧は電圧形インバータ装置の波形になる。即
ち、電流形インバータ装置と電圧形インバータ装置の特
性を兼ね備えていることになる。
Here, the step-down chopper circuit functions as a constant current source when viewed from the voltage-type bridge inverter. However, when the regenerative power bypass diode is conducting, the output current of the step-down chopper circuit is reduced. Is not constant, the input voltage and the output voltage of the step-down chopper circuit become substantially equal, and conversely, the output current of the step-down chopper circuit becomes constant when the regenerative power bypass diode is not conducting. Therefore, if the conduction period of the regenerative power bypass diode is short, the output current of the step-down chopper circuit becomes substantially direct current, and the load current and voltage have the waveforms of the current source inverter device. Conversely, if the conduction period of the regenerative power bypass diode is long, the period during which the output voltage of the step-down chopper circuit becomes constant increases and becomes substantially DC, and the load current and voltage become waveforms of the voltage type inverter device. That is, it has the characteristics of the current source inverter device and the voltage source inverter device.

【0017】そして、電動機の誘起電圧を入力として、
インバータ制御手段により、電動機の力率をほぼ1にす
べく電圧形ブリッジインバータにスイッチング指令を供
給するのであるから、回生電力バイパス用ダイオードの
導通期間を短くでき、ひいては、高調波成分を一層低減
して負荷電圧波形をより正弦波に近づけることができ、
図10に示す電動機駆動用インバータ装置よりも高効率
かつ低騒音の電動機駆動を達成できる。
Then, using the induced voltage of the motor as an input,
Since the inverter control means supplies a switching command to the voltage type bridge inverter so that the power factor of the motor becomes almost 1, the conduction period of the regenerative power bypass diode can be shortened, and the harmonic component can be further reduced. To make the load voltage waveform closer to a sine wave,
Motor driving with higher efficiency and lower noise than the motor driving inverter device shown in FIG. 10 can be achieved.

【0018】また、以上の説明から明らかなように、従
来の電流形インバータ装置においてスイッチング素子と
してのサイリスタに直列接続されていた直列ダイオード
を1つの回生電力バイパス用ダイオードで代用でき、し
かも各相間に設けられていた転流用コンデンサを省略で
きるのであるから、全体としての回路構成を簡素化でき
る。
As is apparent from the above description, a series diode connected in series to a thyristor as a switching element in a conventional current-source inverter device can be replaced with a single regenerative power bypass diode. Since the provided commutation capacitor can be omitted, the circuit configuration as a whole can be simplified.

【0019】請求項2の電動機駆動用インバータ装置で
あれば、降圧チョッパ回路の出力端子間にコンデンサが
さらに接続されてあるので、コンデンサと降圧チョッパ
回路のリアクトルとでフィルタとしての機能を達成し、
高調波成分をさらに低減し、より一層の高効率化、低騒
音化を達成できるとともに電動機によりコンプレッサを
駆動する場合等に特に問題となる漏れ電流を低減でき
る。さらに、降圧チョッパ回路のスイッチング素子のス
イッチング周波数を低くできるので損失を低減でき、よ
り一層の高効率化を達成できる。
In the inverter device for driving a motor according to claim 2, since a capacitor is further connected between the output terminals of the step-down chopper circuit, a function as a filter is achieved by the capacitor and the reactor of the step-down chopper circuit.
Harmonic components can be further reduced, and higher efficiency and lower noise can be achieved, and leakage current, which is particularly problematic when a compressor is driven by an electric motor, can be reduced. Further, since the switching frequency of the switching element of the step-down chopper circuit can be reduced, the loss can be reduced, and higher efficiency can be achieved.

【0020】請求項3の電動機駆動用インバータ装置で
あれば、電動機としてブラシレスDCモータを採用して
いるので、電動機自体の特性として回転子に発熱がな
く、回転子の超小形化が達成でき、ひいては、高速回転
が可能であり、周波数が高くてPWM制御が不可能であ
るような高速回転を行なわせる場合であっても簡単に対
処できる。
According to the third aspect of the present invention, since the brushless DC motor is employed as the motor, the motor itself does not generate heat and the rotor can be miniaturized. As a result, high-speed rotation is possible, and it is possible to easily cope with a case where high-speed rotation is performed in which PWM control is impossible due to a high frequency.

【0021】請求項4の電動機駆動用インバータ装置
は、始動時に所定のパターンで電圧形ブリッジインバー
タを動作させるべくスイッチング指令を供給し、所定値
より大きい誘起電圧をブラシレスDCモータが発生させ
たことに応答してインバータ制御手段を動作させる始動
手段をさらに含んでいるので、開ループのままでは運転
を安定に継続できないブラシレスDCモータの始動時に
のみ開ループ制御を行ない、ブラシレスDCモータが始
動してある程度誘起電圧が発生するようになった後は、
インバータ制御手段により運転を安定に継続させること
ができる。また、上記開ループ制御によるブラシレスD
Cモータの始動時に生じる可能性が高い過電流を降圧チ
ョッパ回路のスイッチング素子の電流制御により阻止で
き、安定な始動を達成できる。
According to a fourth aspect of the present invention, the motor-driven inverter device supplies a switching command to operate the voltage-type bridge inverter in a predetermined pattern at the time of starting, and the brushless DC motor generates an induced voltage larger than a predetermined value. Since it further includes starting means for operating the inverter control means in response, open-loop control is performed only when the brushless DC motor cannot be stably operated in the open loop state, and the brushless DC motor starts to some extent. After the induced voltage is generated,
The operation can be stably continued by the inverter control means. Also, the brushless D by the above open loop control
An overcurrent that is likely to occur at the time of starting the C motor can be prevented by current control of the switching element of the step-down chopper circuit, and stable starting can be achieved.

【0022】請求項5の電動機駆動用インバータ装置で
あれば、インバータ制御手段として、電動機の相電圧を
検出する抵抗分圧回路と、相電圧を入力とする積分器
と、積分器出力の正負を判別するコンパレータと、フォ
トカプラと、フォトカプラを通して供給される正負判別
結果に基づいてスイッチング指令を得て出力する論理演
算回路とを含むものを用いているので、電動機に回転位
置センサ(電動機としてブラシレスDCモータを用いる
場合には必須とされていた)を設ける必要がなく、しか
も、従来のセンサレス制御では検出が困難であった低速
回転時に主回路が電流形インバータとして機能し、電圧
波形が正弦波に近くなることに伴ない、インバータ制御
手段を構成する積分器、コンパレータ等の定数設定をあ
まり厳密に行なう必要がなくなり、このインバータ制御
手段を用いて閉ループ制御を行なうことにより、閉ルー
プ制御が可能な低速回転領域を拡張できるので、広範囲
にわたって安定な閉ループ制御を達成できる。
According to a fifth aspect of the present invention, as the inverter control means, a resistance voltage dividing circuit for detecting a phase voltage of the motor, an integrator receiving the phase voltage, and a positive / negative output of the integrator are used as the inverter control means. Since a motor including a comparator for discriminating, a photocoupler, and a logic operation circuit for obtaining and outputting a switching command based on the positive / negative discrimination result supplied through the photocoupler is used, a rotational position sensor (a brushless motor as a motor) It is not necessary to use a DC motor), and the main circuit functions as a current-type inverter during low-speed rotation, which is difficult to detect with conventional sensorless control. As the values become closer, it is necessary to set the constants of the integrators and comparators that constitute the inverter control means very strictly. Is eliminated, by performing a closed loop control using the inverter control unit, it is possible to extend the low-speed rotation region capable of closed loop control, a stable closed-loop control can be achieved over a wide range.

【0023】[0023]

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図1はこの発明の電動機駆動用インバータ装
置の一実施例を示す電気回路図であり、三相交流電源1
を入力とする三相ダイオードブリッジ整流回路2と、三
相ダイオードブリッジ整流回路2により得られる直流電
圧を電源とする降圧チョッパ回路3と、降圧チョッパ回
路3の出力を入力として所定のスイッチング動作を行な
って負荷としてのブラシレスDCモータ6に三相電力を
供給する電圧形三相フルブリッジインバータ4と、降圧
チョッパ回路3に対して並列に逆接続された回生電力バ
イパス用ダイオード5と、ブラシレスDCモータ6の誘
起電圧を入力として、ブラシレスDCモータ6を力率が
ほぼ1になるように制御すべくスイッチング指令を供給
するインバータ制御回路8と、降圧チョッパ回路3の出
力端子間に設けられた小容量のコンデンサ9と、始動回
路10とを有している。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of an inverter device for driving a motor according to the present invention.
, A step-down chopper circuit 3 that uses a DC voltage obtained by the three-phase diode bridge rectifier circuit 2 as a power supply, and performs a predetermined switching operation using an output of the step-down chopper circuit 3 as an input. Three-phase full-bridge inverter 4 for supplying three-phase power to a brushless DC motor 6 as a load, a regenerative power bypass diode 5 reversely connected in parallel to the step-down chopper circuit 3, and a brushless DC motor 6 An inverter control circuit 8 that supplies a switching command to control the brushless DC motor 6 so that the power factor becomes substantially 1 by using the induced voltage of the input as an input, and a small-capacity provided between the output terminals of the step-down chopper circuit 3. It has a capacitor 9 and a starting circuit 10.

【0024】上記構成の電動機駆動用インバータ装置で
あれば、回生電力バイパス用ダイオード5が導通してい
ない状態において降圧チョッパ回路3の出力電流はほぼ
直流になる反面、回生電力バイパス用ダイオード5が導
通している状態において降圧チョッパ回路3の出力電流
が一定にならず、降圧チョッパ回路3の入力電圧と出力
電圧とがほぼ等しくなる。したがって、回生電力バイパ
ス用ダイオード5が導通する期間が短ければ降圧チョッ
パ回路3の出力電流はほぼ直流になり、負荷電流、電圧
が電流形インバータ装置の波形になる。逆に、回生電力
バイパス用ダイオード5が導通する期間が長ければ降圧
チョッパ回路3の出力電圧が一定になる期間が増えほぼ
直流になり、負荷電流、電圧が電圧形インバータ装置の
波形に似た波形になる。
In the inverter device for driving a motor having the above-described configuration, the output current of the step-down chopper circuit 3 becomes substantially DC when the regenerative power bypass diode 5 is not conductive, but the regenerative power bypass diode 5 is conductive. In this state, the output current of the step-down chopper circuit 3 does not become constant, and the input voltage and the output voltage of the step-down chopper circuit 3 become substantially equal. Therefore, if the period during which the regenerative power bypass diode 5 conducts is short, the output current of the step-down chopper circuit 3 becomes substantially direct current, and the load current and voltage have the waveform of the current source inverter device. Conversely, if the period during which the regenerative power bypass diode 5 conducts is long, the period during which the output voltage of the step-down chopper circuit 3 becomes constant increases, and becomes substantially DC, so that the load current and voltage are similar to the waveform of the voltage source inverter device. become.

【0025】そして、この動作を行なう場合において、
ブラシレスDCモータ6の誘起電圧を入力としてインバ
ータ制御回路8により、ブラシレスDCモータ6の力率
をほぼ1にすべくスイッチング指令を電圧形三相フルブ
リッジインバータ4に供給するので、回生電力バイパス
用ダイオードの導通期間を短縮でき、電流形インバータ
の波形により近づけることができるので、高調波成分が
低減され、電圧波形が正弦波に近くなることに起因して
より一層高効率かつ低騒音のブラシレスDCモータ6の
運転を達成できる。
When performing this operation,
The switching command is supplied to the voltage-type three-phase full-bridge inverter 4 by the inverter control circuit 8 using the induced voltage of the brushless DC motor 6 as an input, so that the power factor of the brushless DC motor 6 becomes almost 1, so that the regenerative power bypass diode Can reduce the conduction period of the current source and make it closer to the waveform of the current source inverter, so that the higher harmonic component is reduced and the voltage waveform becomes closer to a sine wave, so that the brushless DC motor has higher efficiency and lower noise. 6 operations can be achieved.

【0026】さらに、降圧チョッパ回路3の出力端子間
に小容量のコンデンサ9が接続されているので、負荷電
流リプルを小さくできる。この結果、高調波成分が減少
し、より高効率かつ低騒音の運転を行なうことができ、
さらに負荷としてコンプレッサを用いた場合等に特に問
題となる漏れ電流をも小さくできる。さらにまた、コン
デンサ9により負荷電流リプルを小さくできる関係上、
降圧チョッパ回路3のスイッチング素子3aのスイッチ
ング周波数を低くでき、スイッチングロスを少なくでき
る。
Further, since the small-capacity capacitor 9 is connected between the output terminals of the step-down chopper circuit 3, the load current ripple can be reduced. As a result, higher harmonic components are reduced, and higher efficiency and lower noise operation can be performed.
Furthermore, leakage current, which is particularly problematic when a compressor is used as a load, can be reduced. Furthermore, since the load current ripple can be reduced by the capacitor 9,
The switching frequency of the switching element 3a of the step-down chopper circuit 3 can be reduced, and the switching loss can be reduced.

【0027】また、始動時にはブラシレスDCモータ6
の誘起電圧が0であるからインバータ制御回路8による
制御を行なうことができないが、始動回路10により強
制的に電圧形三相フルブリッジインバータ4にスイッチ
ング指令を供給することによりブラシレスDCモータ6
の始動を達成できる。そして、ある程度の誘起電圧が発
生した後は、インバータ制御回路8によりスイッチング
指令を供給して上記の動作を行なわせる。尚、始動回路
10による運転を行なう場合には過電流が流れる可能性
があるが、降圧チョッパ回路3により過電流を確実に防
止でき、安定な始動が可能になる。
At the start, the brushless DC motor 6
The control by the inverter control circuit 8 cannot be performed because the induced voltage of the DC motor 6 is 0, but the switching command is forcibly supplied to the voltage type three-phase full-bridge inverter 4 by the starting circuit 10 so that the brushless DC motor 6
Starting can be achieved. After a certain amount of induced voltage is generated, a switching command is supplied by the inverter control circuit 8 to perform the above operation. When the operation is performed by the starting circuit 10, an overcurrent may flow. However, the overcurrent can be reliably prevented by the step-down chopper circuit 3, and a stable starting can be performed.

【0028】さらに、ブラシレスDCモータ6を用いる
場合には必須とされていた回転位置センサが不要にな
り、しかも、従来のセンサレス制御回路で検出困難な低
速回転時に主回路が電流形インバータの働きをするため
に電圧波形が正弦波に近い。したがって、閉ループ制御
が可能な低速領域を拡張でき、広範囲にわたって安定な
運転を達成できる。また、インバータ制御回路8に含ま
れる積分器8b、コンパレータ8c等の定数をあまり厳
密に行なう必要がなく、定数設定を簡素化できる。
In addition, when the brushless DC motor 6 is used, the rotation position sensor, which has been essential, becomes unnecessary, and the main circuit functions as a current source inverter at low speed rotation which is difficult to detect with the conventional sensorless control circuit. The voltage waveform is close to a sine wave. Therefore, a low-speed region in which closed-loop control is possible can be extended, and stable operation can be achieved over a wide range. In addition, the constants of the integrator 8b, the comparator 8c and the like included in the inverter control circuit 8 do not need to be set very strictly, and the setting of the constant can be simplified.

【0029】次いで、構成各部について詳細に説明す
る。上記三相ダイオードブリッジ整流回路2は整流素子
として、位相制御されるサイリスタに代えてダイオード
2aを採用し、電解コンデンサ2bにより定電圧源とし
ているので、構成を簡素化できる。上記降圧チョッパ回
路3は、リアクトル3bと、リアクトル3bの電流を直
流に制御すべくスイッチング制御されるスイッチング素
子3aと、スイッチング素子3aを介して電解コンデン
サ2bと並列に接続されたダイオード3cとから構成さ
れている。したがって、スイッチング制御されるスイッ
チング素子3aおよびダイオード3cによりリアクトル
3bの電流を制御でき、スイッチング素子3aのスイッ
チング周波数を高く設定することにより、リアクトル3
bの容量を小さくできる。また、サイリスタの位相を制
御する場合には、従来は6個のサイリスタをスイッチン
グさせる必要があったが、1つのスイッチング素子3a
をスイッチングさせるだけでよくなる。また、スイッチ
ング素子3aをスイッチングさせるためのチョッパ制御
回路は、電流指令値IL*とリアクトル電流ILとの差
分を算出する減算器3dと、減算器3dの減算結果を入
力とするPI制御部3eと、所定の周波数の基準信号
(例えば三角波信号)とPI制御部3eからの出力信号
との大小比較を行ない、比較結果信号をスイッチング指
令としてスイッチング素子3aに供給するコンパレータ
3fとを有している。したがって、始動時に代表される
ように電動機に過電流が流れる可能性がある時に、過電
流を抑制できる。この結果、始動時に過大な電流が流れ
ることを防止して電動機を軟らかく始動できることにな
る。
Next, each component will be described in detail. The three-phase diode bridge rectifier circuit 2 employs a diode 2a as a rectifier instead of a phase-controlled thyristor and uses a constant voltage source by an electrolytic capacitor 2b, so that the configuration can be simplified. The step-down chopper circuit 3 includes a reactor 3b, a switching element 3a that is switching-controlled to control the current of the reactor 3b to DC, and a diode 3c connected in parallel with the electrolytic capacitor 2b via the switching element 3a. Have been. Therefore, the current of the reactor 3b can be controlled by the switching element 3a and the diode 3c whose switching is controlled, and by setting the switching frequency of the switching element 3a high, the reactor 3
The capacity of b can be reduced. Further, when controlling the phase of the thyristor, conventionally, it was necessary to switch six thyristors, but one switching element 3a
It only needs to be switched. The chopper control circuit for switching the switching element 3a includes a subtractor 3d that calculates a difference between the current command value IL * and the reactor current IL, and a PI control unit 3e that receives the subtraction result of the subtractor 3d as an input. And a comparator 3f for comparing the magnitude of a reference signal (for example, a triangular wave signal) of a predetermined frequency with the output signal from the PI control unit 3e and supplying the comparison result signal as a switching command to the switching element 3a. Therefore, when there is a possibility that an overcurrent flows to the electric motor as represented at the start, the overcurrent can be suppressed. As a result, it is possible to prevent an excessive current from flowing at the time of starting, and to start the electric motor softly.

【0030】上記電圧形三相フルブリッジインバータ4
は、各相のスイッチング素子4aと並列にダイオード4
bが接続されているだけであり、各相間の転流ダイオー
ドが不要であるから構成を著しく簡素化できる。上記回
生電力バイパス用ダイオード5は、降圧チョッパ回路3
の、スイッチング素子3aとリアクトル3bとの直列回
路と並列に逆接続されている。したがって、三相ダイオ
ードブリッジ整流回路2の電解コンデンサ2bの端子間
電圧よりリアクトル3bの出力端子電圧が高い場合にの
み回生電力バイパス用ダイオード5が導通状態になる。
The above voltage type three-phase full bridge inverter 4
Is a diode 4 in parallel with the switching element 4a of each phase.
Since only b is connected, and no commutation diode between the phases is required, the configuration can be significantly simplified. The regenerative power bypass diode 5 includes a step-down chopper circuit 3.
Of the switching element 3a and the reactor 3b are reversely connected in parallel with the series circuit. Therefore, regenerative power bypass diode 5 is turned on only when the output terminal voltage of reactor 3b is higher than the voltage between terminals of electrolytic capacitor 2b of three-phase diode bridge rectifier circuit 2.

【0031】上記インバータ制御回路8は、ブラシレス
DCモータ6の相電圧を検出するための抵抗分圧回路8
aと、抵抗分圧回路8aにより検出された相電圧を入力
とする積分器8bと、積分器8bの出力の正負を判別す
るコンパレータ8cと、コンパレータ8cの判別結果を
入力とするフォトカプラ8dと、フォトカプラ8dから
の信号を入力としてスイッチング指令を得て出力する論
理演算回路8eとを有している。但し、積分器8b、コ
ンパレータ8cおよびフォトカプラ8dは三相分設けら
れてある(図2参照)。したがって、各相電圧毎に積分
器8bにより積分され、コンパレータ8cにより正負判
別が行なわれ、フォトカプラ8dを通して論理演算回路
8eに供給される。論理演算回路8eにおいては、各相
の正負判別結果に基づいて、相電圧と線電流とが同相に
なるように電圧形三相フルブリッジインバータ4に対す
るスイッチング指令を得て出力する。この結果、ブラシ
レスDCモータ6の力率がほぼ1になるので、回生電力
バイパス用ダイオード5の導通期間を短くでき、高調波
成分を低減できるとともに、負荷電圧波形を一層正弦波
に近づけることができるので、ブラシレスDCモータ6
の運転の高効率化、低騒音化を達成できる。図3は各部
の信号波形図であり、抵抗分圧回路8aにより検出され
た各相電圧が図3(A)に示すとおりである場合には、
各相の積分波形は図3(B)に示すとおりになり、コン
パレータ8cによる正負判別結果は図3(C)(D)
(E)に示すとおりになる。尚、各相電圧をVu,V
v,Vwで示している。これら正負判別結果が論理演算
回路8eに供給され、図3(F)〜(K)に示すように
電圧形三相フルブリッジインバータ4に対するスイッチ
ング指令を出力する。具体的には、例えば、u相の上側
スイッチング素子のスイッチング指令については、v相
の積分信号が正かつw相の積分信号が負の場合にONを
指令するように設定する。
The inverter control circuit 8 includes a resistance voltage dividing circuit 8 for detecting a phase voltage of the brushless DC motor 6.
a, an integrator 8b receiving the phase voltage detected by the resistor voltage dividing circuit 8a as an input, a comparator 8c determining whether the output of the integrator 8b is positive or negative, and a photocoupler 8d receiving the determination result of the comparator 8c as an input. And a logic operation circuit 8e that receives a signal from the photocoupler 8d as an input and obtains and outputs a switching command. However, the integrator 8b, the comparator 8c, and the photocoupler 8d are provided for three phases (see FIG. 2). Therefore, each phase voltage is integrated by the integrator 8b, the comparator 8c determines whether the phase voltage is positive or negative, and is supplied to the logical operation circuit 8e through the photocoupler 8d. The logic operation circuit 8e obtains and outputs a switching command to the voltage-type three-phase full-bridge inverter 4 based on the positive / negative determination result of each phase so that the phase voltage and the line current become the same phase. As a result, the power factor of the brushless DC motor 6 becomes substantially 1, so that the conduction period of the regenerative power bypass diode 5 can be shortened, harmonic components can be reduced, and the load voltage waveform can be made closer to a sine wave. So, brushless DC motor 6
Operation efficiency and noise can be reduced. FIG. 3 is a signal waveform diagram of each part. When each phase voltage detected by the resistance voltage dividing circuit 8a is as shown in FIG.
The integrated waveform of each phase is as shown in FIG. 3B, and the result of the positive / negative discrimination by the comparator 8c is shown in FIGS.
(E) is as shown. Note that each phase voltage is Vu, V
v and Vw. These positive / negative determination results are supplied to the logical operation circuit 8e, and output a switching command to the voltage type three-phase full-bridge inverter 4 as shown in FIGS. Specifically, for example, the switching command for the u-phase upper switching element is set so that the ON command is issued when the v-phase integration signal is positive and the w-phase integration signal is negative.

【0032】尚、積分器8bは電圧波形に含まれるノイ
ズの除去を達成でき、また積分器8bの利得は1/fに
比例するのであるから、電圧が低い低速回転時にも正確
な演算を可能とし、ブラシレスDCモータ6の力率をほ
ぼ1にすることができる。また、フォトカプラ8dは絶
縁を確保するためのものであり、アイソレーションアン
プ等で代用できるが、コスト面等を考慮すれば、フォト
カプラを用いることが好ましい。
The integrator 8b can remove noise included in the voltage waveform, and the gain of the integrator 8b is proportional to 1 / f, so that accurate calculation can be performed even at low speeds where the voltage is low. Thus, the power factor of the brushless DC motor 6 can be made approximately 1. The photocoupler 8d is for ensuring insulation, and can be replaced by an isolation amplifier or the like. However, it is preferable to use a photocoupler in consideration of cost and the like.

【0033】上記始動回路10は、図4に示すように、
予め定められたスイッチング指令を出力する始動時制御
回路10aと、始動時制御回路10aからのスイッチン
グ指令またはインバータ制御回路8からのスイッチング
指令を選択的に出力するゲート回路10bと、ゲート回
路10bの動作を制御するゲート制御回路10cとを有
している。尚、10dはゲート回路10bの動作を許容
し、または阻止するための単投形スイッチであり、ゲー
ト制御回路10cは、何れかのスイッチング指令を出力
すべく切替え動作される双投形スイッチ10c1と、単
投形スイッチ10dにより制御される1対のANDゲー
ト10c2,10c3とを有している。ゲート回路10
bは、ANDゲート10c2,10c3からの出力信号
によりそれぞれ制御される1対のANDゲート10b
1,10b2と、両ANDゲート10b1,10b2の
出力信号を入力とするORゲート10b3と、インバー
タ10b4とを有している。
As shown in FIG. 4, the starting circuit 10
Start-up control circuit 10a for outputting a predetermined switching command, gate circuit 10b for selectively outputting a switching command from start-up control circuit 10a or a switching command from inverter control circuit 8, and operation of gate circuit 10b And a gate control circuit 10c for controlling the Reference numeral 10d denotes a single-throw switch for allowing or preventing the operation of the gate circuit 10b. The gate control circuit 10c includes a double-throw switch 10c1 which is switched to output any one of the switching commands. , And a pair of AND gates 10c2 and 10c3 controlled by a single throw switch 10d. Gate circuit 10
b is a pair of AND gates 10b controlled by output signals from AND gates 10c2 and 10c3, respectively.
1 and 10b2, an OR gate 10b3 to which the output signals of both AND gates 10b1 and 10b2 are input, and an inverter 10b4.

【0034】したがって、単投形スイッチ10dをOF
F状態にすることにより始動時制御回路10aを動作さ
せるとともに、両ANDゲート10c2,10c3を開
くことができる。この状態において双投形スイッチ10
c1の状態に対応して何れかのANDゲート10c2,
10c3からゲート回路制御信号が出力され、対応する
ANDゲート10b1,10b2が開かれる。この結
果、ANDゲート10b2が開かれていれば始動時制御
回路10aからのスイッチング指令がORゲート10b
3およびインバータ10b4を通して電圧形三相フルブ
リッジインバータ4に供給され、ANDゲート10b1
が開かれていればインバータ制御回路8からのスイッチ
ング指令がORゲート10b3およびインバータ10b
4を通して電圧形三相フルブリッジインバータ4に供給
される。
Therefore, the single-throw switch 10d is
By setting the state to the F state, the start-time control circuit 10a can be operated, and both AND gates 10c2 and 10c3 can be opened. In this state, the double throw switch 10
Any one of the AND gates 10c2 and 10c2 corresponding to the state of c1
A gate circuit control signal is output from 10c3, and the corresponding AND gates 10b1 and 10b2 are opened. As a result, if the AND gate 10b2 is open, the switching command from the start-up control circuit 10a is applied to the OR gate 10b.
3 and the inverter 10b4 to supply the voltage-type three-phase full-bridge inverter 4 to the AND gate 10b1.
Is open, the switching command from the inverter control circuit 8 is applied to the OR gate 10b3 and the inverter 10b.
The voltage is supplied to the voltage-type three-phase full-bridge inverter 4 through the inverter 4.

【0035】図5は上記構成の電動機駆動用インバータ
装置を用いてブラシレスDCモータを駆動し、無負荷か
つ900r.p.m.の場合の負荷電圧、負荷電流を示
しており、負荷電流がほぼ方形波状になり、負荷電圧が
ほぼ正弦波状になっていることから電流形インバータ装
置の特性を示していることが分る。また、負荷電圧の位
相と負荷電流の位相とが同じであることが分る。この場
合の力率は95%であり、電圧波形もきれいな正弦波に
なっており、騒音、振動も非常に少なかった。図6は負
荷が1kWかつ900r.p.m.の場合の負荷電圧、
負荷電流を示しており、負荷電圧がほぼ正弦波状かつ負
荷電流がほぼ方形波状になっていることから電流形イン
バータ装置の特性を示していることが分る。
FIG. 5 shows that the brushless DC motor is driven by using the motor driving inverter device having the above-mentioned structure, and is operated under no load and 900 rpm. p. m. In this case, the load voltage and load current are shown, and the load current has a substantially square waveform and the load voltage has a substantially sinusoidal waveform, which indicates that the characteristics of the current source inverter device are exhibited. Also, it can be seen that the phase of the load voltage is the same as the phase of the load current. In this case, the power factor was 95%, the voltage waveform was a clean sine wave, and the noise and vibration were very small. FIG. 6 shows that the load is 1 kW and 900 r. p. m. The load voltage,
It shows the load current, and shows that the load voltage is substantially sinusoidal and the load current is substantially square-wave, indicating the characteristics of the current-source inverter device.

【0036】図7は始動特性を示しており、当初の所定
時間(図7中T1の範囲を参照)は始動回路10により
開ループ制御を行ない、その後はブラシレスDCモータ
6の相電圧に基づいて双投形スイッチ10c1を切替え
てインバータ制御回路8による閉ループセンサレス制御
を行なった場合を示している。図7から明らかなよう
に、開ループ制御を行なっている期間内において電流値
は5A以下であり、過電流が確実に防止できていること
が分る。また、降圧チョッパ回路3により定電流制御さ
れている間にブラシレスDCモータ6はほぼ直線的に加
速され、回転速度が1500r.p.m.の近傍で電圧
が飽和し、トルクがでなくなり、定電流制御が外れるこ
とも分る。さらに、1500r.p.m.近傍での高速
回転時における不安定も殆ど認められない。
FIG. 7 shows the starting characteristics. Open loop control is performed by the starting circuit 10 for an initial predetermined time (see the range of T1 in FIG. 7), and thereafter, based on the phase voltage of the brushless DC motor 6. This figure shows a case where the double-throw switch 10c1 is switched to perform closed-loop sensorless control by the inverter control circuit 8. As is clear from FIG. 7, the current value is 5 A or less during the period in which the open loop control is being performed, and it can be seen that the overcurrent can be reliably prevented. Further, the brushless DC motor 6 is accelerated substantially linearly while the constant current control is performed by the step-down chopper circuit 3, and the rotation speed is set to 1500 rpm. p. m. , The voltage is saturated, the torque is lost, and the constant current control is released. In addition, 1500r. p. m. Instability during high-speed rotation in the vicinity is hardly recognized.

【0037】尚、この発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば、ブラシレスDCモータ以外の電
動機の駆動にも適用できるほか、この発明の要旨を変更
しない範囲内において種々の設計変更を施すことが可能
である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the present invention can be applied to driving an electric motor other than a brushless DC motor, and various design changes can be made without departing from the scope of the present invention. Can be applied.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明は、三相電
圧形インバータに降圧チョッパを組み込み、しかも降圧
チョッパと並列に回生電力バイパス用ダイオードを逆接
続しているので回路構成を簡素化でき、しかも回路構成
を変化させることなく電流形インバータおよび電圧形イ
ンバータの特性を得ることができ、しかも力率がほぼ1
になるように電動機を制御するのであるから、回生電力
バイパス用ダイオードの導通時間を短くでき、高調波成
分が低減されるので電圧波形が一層正弦波に近くなり、
一層の高効率化、低騒音化を達成できるという特有の効
果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the step-down chopper is incorporated in the three-phase voltage source inverter, and the diode for regenerative power bypass is reversely connected in parallel with the step-down chopper, so that the circuit configuration is simplified. The characteristics of the current source inverter and the voltage source inverter can be obtained without changing the circuit configuration.
Since the motor is controlled so as to be as follows, the conduction time of the regenerative power bypass diode can be shortened, and the harmonic component is reduced, so that the voltage waveform becomes closer to a sine wave,
This has the specific effect that higher efficiency and lower noise can be achieved.

【0039】請求項2の発明は、降圧チョッパ回路の出
力端子間にコンデンサがさらに接続されてあるので、コ
ンデンサと降圧チョッパ回路のリアクトルとでフィルタ
としての機能を達成し、高調波成分をさらに低減し、よ
り一層の高効率化、低騒音化を達成できるとともに電動
機によりコンプレッサを駆動する場合等に特に問題とな
る漏れ電流を低減でき、さらに、降圧チョッパ回路のス
イッチング素子のスイッチング周波数を低くできるので
損失を低減でき、より一層の高効率化を達成できるとい
う特有の効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, since a capacitor is further connected between the output terminals of the step-down chopper circuit, a function as a filter is achieved by the capacitor and the reactor of the step-down chopper circuit, and the harmonic component is further reduced. In addition, higher efficiency and lower noise can be achieved, and leakage current, which is particularly problematic when a compressor is driven by an electric motor, can be reduced.In addition, the switching frequency of the switching element of the step-down chopper circuit can be reduced. There is a specific effect that loss can be reduced and higher efficiency can be achieved.

【0040】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2の効果に加え、電動機自体の特性として高速回転が可
能であり、周波数が高くてPWM制御が不可能であるよ
うな高速回転を行なわせる場合であっても簡単に対処で
きるという特有の効果を奏する。請求項4の発明は、開
ループのままでは運転を安定に継続できないブラシレス
DCモータの始動時にのみ開ループ制御を行ない、ブラ
シレスDCモータが始動してある程度誘起電圧が発生す
るようになった後は、インバータ制御手段により運転を
安定に継続させることができ、しかも、開ループ制御に
よるブラシレスDCモータの始動時に生じる可能性が高
い過電流を降圧チョッパ回路のスイッチング素子の電流
制御により阻止でき、安定な始動を達成できるという特
有の効果を奏する。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first and second aspects, the motor itself is capable of high-speed rotation, and has a high frequency so that PWM control is impossible due to a high frequency. There is a special effect that even if the operation is performed, it can be easily dealt with. The invention according to claim 4 performs the open loop control only at the time of starting the brushless DC motor which cannot continue the operation stably with the open loop, and after the brushless DC motor starts and the induced voltage is generated to some extent. The operation can be stably continued by the inverter control means, and the overcurrent which is likely to occur at the time of starting the brushless DC motor by the open loop control can be prevented by the current control of the switching element of the step-down chopper circuit. It has a unique effect of being able to achieve starting.

【0041】請求項5の発明は、電動機に回転位置セン
サ(電動機としてブラシレスDCモータを用いる場合に
は必須とされていた)を設ける必要がなく、しかも、従
来のセンサレス制御では検出が困難であった低速回転時
に主回路が電流形インバータとして機能し、電圧波形が
正弦波に近くなることに伴ない、インバータ制御手段を
構成する積分器、コンパレータ等の定数設定をあまり厳
密に行なう必要がなくなり、このインバータ制御手段を
用いて閉ループ制御を行なうことにより、閉ループ制御
が可能な低速回転領域を拡張できるので、広範囲にわた
って安定な閉ループ制御を達成できるという特有の効果
を奏する。
According to the fifth aspect of the present invention, there is no need to provide a rotational position sensor (which is indispensable when a brushless DC motor is used as the electric motor) in the electric motor, and it is difficult to detect by the conventional sensorless control. At low speed rotation, the main circuit functions as a current source inverter, and as the voltage waveform approaches a sine wave, it is not necessary to set the constants of the integrators and comparators constituting the inverter control means very strictly. By performing the closed loop control using the inverter control means, the low speed rotation region where the closed loop control can be performed can be expanded, so that there is a specific effect that stable closed loop control can be achieved over a wide range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の電動機駆動用インバータ装置の一実
施例を示す電気回路図である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of a motor driving inverter device of the present invention.

【図2】インバータ制御回路の構成を詳細に示す電気回
路図である。
FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a configuration of an inverter control circuit in detail.

【図3】インバータ制御回路の各部の信号波形を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing signal waveforms at various parts of the inverter control circuit.

【図4】始動回路の構成を詳細に示す電気回路図であ
る。
FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a configuration of a starting circuit in detail.

【図5】図1の構成の電動機駆動用インバータ装置を用
いてブラシレスDCモータを駆動し、無負荷かつ900
r.p.m.にした場合の負荷電圧、負荷電流を示す波
形図である。
5 drives a brushless DC motor using the motor driving inverter device having the configuration shown in FIG.
r. p. m. FIG. 6 is a waveform diagram showing load voltage and load current when the state is set to “1”.

【図6】図1の構成の電動機駆動用インバータ装置を用
いてブラシレスDCモータを駆動し、1kWの負荷をと
りかつ900r.p.m.にした場合の負荷電圧、負荷
電流を示す波形図である。
6 drives a brushless DC motor using the motor driving inverter device having the configuration shown in FIG. 1 to obtain a load of 1 kW and 900 r.p.m. p. m. FIG. 6 is a waveform diagram showing load voltage and load current when the state is set to “1”.

【図7】始動特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing starting characteristics.

【図8】従来の三相電流形インバータ装置の構成を示す
電気回路図である。
FIG. 8 is an electric circuit diagram showing a configuration of a conventional three-phase current source inverter device.

【図9】従来の三相電圧形インバータ装置の構成を示す
電気回路図である。
FIG. 9 is an electric circuit diagram showing a configuration of a conventional three-phase voltage source inverter device.

【図10】本件発明者らが提案した電動機駆動用インバ
ータ装置の構成を示す電気回路図である。
FIG. 10 is an electric circuit diagram showing a configuration of an inverter device for driving a motor proposed by the present inventors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 三相交流電源 2 三相ダイオードブリッジ整流
回路 3 降圧チョッパ回路 4 電圧形三相フルブリッジ
インバータ 5 回生電力バイパス用ダイオード 8 インバータ
制御回路 9 コンデンサ 10 始動回路
REFERENCE SIGNS LIST 1 three-phase AC power supply 2 three-phase diode bridge rectifier circuit 3 step-down chopper circuit 4 voltage-type three-phase full-bridge inverter 5 regenerative power bypass diode 8 inverter control circuit 9 capacitor 10 starting circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−268367(JP,A) 特開 昭63−95855(JP,A) 特開 平4−21362(JP,A) 特開 平4−54873(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/08 H02M 7/48 H02P 7/63 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-268367 (JP, A) JP-A-63-95855 (JP, A) JP-A-4-21362 (JP, A) JP-A-4-42 54873 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02P 6/08 H02M 7/48 H02P 7/63

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 交流電源(1)を入力とするブリッジ整
流回路(2)と、ブリッジ整流回路(2)により得られ
た直流電圧を降圧させる降圧チョッパ回路(3)と、降
圧チョッパ回路(3)により得られた直流電源を入力と
する電圧形ブリッジインバータ(4)と、降圧チョッパ
回路(3)と並列に逆接続された回生電力バイパス用ダ
イオード(5)と、電動機(6)の誘起電圧を入力とし
て、電動機(6)の力率をほぼ1にすべく電圧形ブリッ
ジインバータ(4)にスイッチング指令を供給するイン
バータ制御手段(8)とを含むことを特徴とする電動機
駆動用インバータ装置。
1. A bridge rectifier circuit (2) having an AC power supply (1) as an input, a step-down chopper circuit (3) for stepping down a DC voltage obtained by the bridge rectifier circuit (2), and a step-down chopper circuit (3). ), A voltage-type bridge inverter (4) having a DC power supply as an input, a regenerative power bypass diode (5) reversely connected in parallel with a step-down chopper circuit (3), and an induced voltage of a motor (6). And an inverter control means (8) for supplying a switching command to the voltage-type bridge inverter (4) so as to make the power factor of the motor (6) substantially equal to one.
【請求項2】 降圧チョッパ回路(3)の出力端子間に
コンデンサ(9)がさらに接続されてある請求項1に記
載の電動機駆動用インバータ装置。
2. The inverter device for driving a motor according to claim 1, wherein a capacitor is further connected between output terminals of the step-down chopper circuit.
【請求項3】 電動機(6)がブラシレスDCモータ
(6)である請求項1または請求項2に記載の電動機駆
動用インバータ装置。
3. The inverter device for driving a motor according to claim 1, wherein the motor (6) is a brushless DC motor (6).
【請求項4】 始動時に所定のパターンで電圧形ブリッ
ジインバータ(4)を動作させるべくスイッチング指令
を供給し、所定値より大きい誘起電圧をブラシレスDC
モータ(6)が発生させたことに応答してインバータ制
御手段(8)を動作させる始動手段(10)をさらに含
んでいる請求項3に記載の電動機駆動用インバータ装
置。
4. A switching command is supplied to operate the voltage-type bridge inverter (4) in a predetermined pattern at the time of starting, and an induced voltage larger than a predetermined value is applied to the brushless DC.
The inverter device for driving a motor according to claim 3, further comprising starting means (10) for operating the inverter control means (8) in response to the generation of the motor (6).
【請求項5】 インバータ制御手段(8)が、電動機
(6)の相電圧を検出する抵抗分圧回路(8a)と、相
電圧を入力とする積分器(8b)と、積分器出力の正負
を判別するコンパレータ(8c)と、フォトカプラ(8
d)と、フォトカプラ(8d)を通して供給される正負
判別結果に基づいてスイッチング指令を得て出力する論
理演算回路(8e)とを含んでいる請求項1から請求項
4の何れかに記載の電動機駆動用インバータ装置。
5. An inverter control means (8) comprising: a resistor voltage dividing circuit (8a) for detecting a phase voltage of a motor (6); an integrator (8b) having a phase voltage as input; (8c) for determining the
5. A logic circuit according to claim 1, further comprising: d); and a logic operation circuit (8e) for obtaining and outputting a switching command based on the positive / negative determination result supplied through the photocoupler (8d). Inverter for driving a motor.
JP05850292A 1992-03-16 1992-03-16 Inverter device for motor drive Expired - Lifetime JP3278188B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05850292A JP3278188B2 (en) 1992-03-16 1992-03-16 Inverter device for motor drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05850292A JP3278188B2 (en) 1992-03-16 1992-03-16 Inverter device for motor drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05260787A JPH05260787A (en) 1993-10-08
JP3278188B2 true JP3278188B2 (en) 2002-04-30

Family

ID=13086199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05850292A Expired - Lifetime JP3278188B2 (en) 1992-03-16 1992-03-16 Inverter device for motor drive

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3278188B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8299739B2 (en) 2007-04-27 2012-10-30 Meidensha Corporation Motor drive
CN103248291A (en) * 2013-05-30 2013-08-14 北京航空航天大学 Position-free sensor control system of high speed brushless direct current motor
JP2013219859A (en) * 2012-04-05 2013-10-24 Daikin Ind Ltd Power conversion device
US8855953B2 (en) 2009-07-08 2014-10-07 Meidensha Corporation Electrical power control device and electrical power calculation method in electrical power control device

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100420521B1 (en) * 2001-10-15 2004-03-02 엘지전자 주식회사 3-Mode Induction Motor Controlling System
KR100464050B1 (en) * 2002-06-11 2005-01-03 엘지전자 주식회사 Driving circuit for induction motor
ATE327589T1 (en) * 2003-07-01 2006-06-15 Cit Alcatel METHOD FOR PREVENTING SATURATION OF AN INDUCTANCE COIL AND INDUCTANCE COIL CIRCUIT FOR EXECUTING SUCH METHOD
DE102005050278A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-12 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Electronic DC intermediate circuit
GB201010443D0 (en) * 2010-06-22 2010-08-04 Aeristech Ltd Controller
JP5786337B2 (en) * 2011-01-12 2015-09-30 株式会社明電舎 Inverter control system
CN103326639A (en) * 2013-06-15 2013-09-25 曲阜师范大学 Variable frequency inverter for low-speed and high-power magnetic suspension disk type synchronous motor
JP2015104178A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 日本電産テクノモータ株式会社 Motor drive device
WO2017208938A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 アスモ 株式会社 Motor control device, onboard motor control device, and onboard motor system
JP6966498B2 (en) 2019-03-05 2021-11-17 ファナック株式会社 Power supply

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8299739B2 (en) 2007-04-27 2012-10-30 Meidensha Corporation Motor drive
US8855953B2 (en) 2009-07-08 2014-10-07 Meidensha Corporation Electrical power control device and electrical power calculation method in electrical power control device
JP2013219859A (en) * 2012-04-05 2013-10-24 Daikin Ind Ltd Power conversion device
CN103248291A (en) * 2013-05-30 2013-08-14 北京航空航天大学 Position-free sensor control system of high speed brushless direct current motor
CN103248291B (en) * 2013-05-30 2015-09-09 北京航空航天大学 A kind of high-speed brushless direct-current motor control system without position sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05260787A (en) 1993-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3278188B2 (en) Inverter device for motor drive
JP5070799B2 (en) Inverter control device for motor drive and equipment equipped with the same
JP3250329B2 (en) Two-phase PWM controller for inverter
JP2002199744A (en) Inverter-protecting method and device thereof
JP3293435B2 (en) Motor drive
JP3534107B2 (en) Centrifuge
JP3741291B2 (en) Sensorless synchronous motor drive device
JP2008154431A (en) Motor controller
WO2015052497A1 (en) Ac/ac boost converter
JP2004201453A (en) Drive unit of direct-current, three-phase brushless motor
JP2009100558A (en) Motor driving inverter controller
JP5045020B2 (en) Inverter controller for motor drive
JP3250555B2 (en) Inverter device for switch reluctance motor and control method thereof
JP3590541B2 (en) DC brushless motor drive
JP2863449B2 (en) Control method of DC motor by pulse width modulation signal
JP2757684B2 (en) Drive control device
JP3248218B2 (en) Inverter device for motor drive
JP2001211654A (en) Inverter unit
JPH05308778A (en) Inverter for driving electric car
JP3084832B2 (en) Control device for brushless DC motor
JP2003209999A (en) Motor controller
JPH03207293A (en) Rotor driver and vacuum pump
JP2002186274A (en) Brushless dc motor controller
JPH10146093A (en) Switched reluctance motor controller
JP4298896B2 (en) Power output device

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080215

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100215

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215

Year of fee payment: 11