JP3737370B2

JP3737370B2 - Inverter control device

Info

Publication number: JP3737370B2
Application number: JP2001024448A
Authority: JP
Inventors: 勲神宮; 和人川上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002233160A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータの出力電流の検出値を用いてモータを制御するインバータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインバータ制御装置を図７，図８に示す。図７に示すように、従来のインバータ制御装置は、モータ９を駆動するために、平滑コンデンサ２と、直流電圧をスイッチングするスイッチング素子３と、インバータの直流側の電圧（平滑コンデンサ２の両端電圧）を検出する直流電圧検出器４と、インバータ交流部の各相の電流を検出する電流検出器５と、インバータ交流部の各相の電圧を検出する電圧検出器６と、電流検出器５の電流検出値が電流指令値に追従するようにスイッチング素子３をゲート制御する制御装置７と、直流電圧検出器４、電流検出器５及び電圧検出器６の検出値が保護レベル以上になった場合にスイッチング素子３のゲート出力を停止させ、スイッチング素子３の保護を行う保護装置８と、インバータの交流部の電流検出器５の出力する各相の電流検出値を監視し、過電流判定基準値を超える電流検出値を示す相が１相でもあれば過電流検出信号を保護装置８に出力する過電流検出器１１を備えている。
【０００３】
また図８のインバータ制御装置は、Ｕ，Ｖ，Ｗ３相のうち例えばＵ，Ｗの２相のみに電流検出器５を設け、過電流検出器１１Ｂでは残りのＶ相１相については他の２相Ｕ，Ｗ相の電流検出値から推定し、これら各相の電流検出値を監視し、過電流判定基準値を超える電流検出値を示す相が１相でもあれば過電流検出信号を保護装置８に出力するようにしたものである。これは電流検出器の使用台数を削減することにより小形軽量化とコストダウンを図るためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来のインバータ制御装置では、３台又は２台の電流検出器５のうちのいずれか１台が異常になれば保護判定を正しく行えなくなり、スイッチング素子３の保護が行えずにスイッチング素子３を破壊に至らしめてしまう問題点があった。
【０００５】
本発明は、電流検出器からの各相の電流検出値による過電流検出に加え、他の相から求めた電流推定値によって最大値に対する過電流推定を行うことで、電流検出器の１台に異常が発生しても、スイッチング素子の保護を正しく行うことができるインバータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明はまた、電流検出器が異常になった相を特定し、異常になった電流検出器の電流検出値の代わりに他の相の電流検出値を用いて該当相の電流推定値を得、これを用いることで運転を電流検出器の１台に異常が発生しても運転継続することができるインバータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のインバータ制御装置は、インバータ出力の各相の電流を検出し、各相の電流検出値として出力する電流検出器と、電流検出器からの各相の電流検出値から各相の電流実効値を求める実効値検出器と、実効値検出器で求められた各相の電流実効値を他相の電流実効値と比較することにより異常が発生した相を検出する実効値比較器と、実効値比較器で検出された相の電流検出値の代わりに、他相の電流検出値から推定された電流推定値を用いて運転を行うように切り替える切替器とを備えて成る。
【００１０】
請求項１の発明のインバータ制御装置では、異常検出した時点のインバータの出力の各相の電流実効値を実効値検出器によって求め、実効値比較器が各相の電流実効値の大きさを比較し、他の相との偏差が最も大きい相の電流検出器に異常が発生したと判断する。そして、切替器が電流検出器が異常になった相の電流検出値の代わりに、該当相の電流検出値を他相の電流検出値から電流推定を行った電流推定値に切り替える。これにより、ある相の電流検出器に異常が発生しても、健全な相の電流検出器から求めた異常が発生した相の電流推定値と正常な相の電流検出値とを用いて運転する。
【００１３】
請求項２の発明のインバータ制御装置は、インバータ出力の各相の電流を検出し、各相の電流検出値として出力する電流検出器と、インバータに入力される直流電流を検出する直流電流検出器と、インバータに入力される直流電圧を検出する直流電圧検出器と、直流電流検出器で検出された直流電流と直流電圧検出器で検出された直流電圧とを乗算して直流電力を求める直流電力推定器と、インバータ出力の各相の交流電圧を検出し、各相の電圧検出値として出力する交流電圧検出器と、交流電圧検出器で検出された各相の電圧検出値に電流検出器で検出された各相の電流検出値をそれぞれ乗算して各相の瞬時電力値を求める交流各相電力検出器と、交流電圧検出器で検出された各相の電圧検出値に電流検出器で検出された他相の電流検出値から推定された各相の電流推定値をそれぞれ乗算することにより各相の瞬時電力推定値を求める交流各相電力推定器と、交流各相電力検出器で求められた各相の瞬時電力値の１つを、交流各相電力推定器で求められた各相の瞬時電力推定値のうちの対応する相の瞬時電力推定値で置き換える処理を各相について行って相数分の交流推定電力を求める交流電力推定器と、交流電力推定器で求められた相数分の交流推定電力と直流電力推定器で求められた直流電力とを比較して一致する交流推定電力を求め、この求めた交流推定電力に含まれる瞬時電力推定値に対応する相を異常が発生した相として検出する電力比較器と、電力比較器で検出された相の電流検出値の代わりに、他相の電流検出値から推定された電流推定値を用いて運転を行うように切り替える切替器とを備えて成る。
【００１４】
請求項２の発明のインバータ制御装置では、インバータ直流電圧とインバータ直流電流を乗算することでインバータ直流電力を求め、このインバータ直流電力値と、インバータ交流電圧値に電流検出値を乗算した各相瞬時電力検出値と、インバータ交流電圧値と他相の電流検出値から求めたインバータ電流推定値との積から求めた各相瞬時電力推定値とから、各相瞬時電力値に１つの相を瞬時電力推定値に代えた全相の和により瞬時電力の組合せを作成する。そして異常検出した時には、このインバータ出力側から求めた瞬時電力の組合せのうち、インバータ直流電力と一致する組合せがあればそれを求め、この組合せに電流推定値を用いた相の電流検出値を他相の電流検出値から電流推定を行った電流推定値に切り替えて運転を継続する。これにより、ある相の電流検出器に異常が発生しても、健全な相の電流検出器から求めた異常が発生した相の電流推定値と正常な相の電流検出値とを用いて運転する。
【００１５】
請求項３の発明のインバータ制御装置は、インバータからモータに供給される各相のモータ電流を検出する電流検出器と、電流検出器で検出された各相のモータ電流の１つを、他相のモータ電流から推定されたモータ電流推定値で置き換える処理を各相について行って相数分の組合せを求める交流電流推定器と、交流電流推定器で求められた相数分の組合せに係る電流とモータの回転数および負荷定数とから該モータのトルク電流を相数分求めるベクトル変換器と、インバータに入力される直流電流を検出する直流電流検出器と、直流電流検出器で検出された直流電流とベクトル変換器で求められた相数分のトルク電流とを比較して一致するトルク電流を求め、この求めたトルク電流に含まれるモータ電流推定値に対応する相を異常が発生した相として検出するベクトル電流比較器と、トルク電流比較器で検出された相のモータ電流の代わりに、他相のモータ電流から推定されたモータ電流推定値を用いて運転を行うように切り替える切替器とを備えて成る。
【００１６】
請求項３の発明のインバータ制御装置では、交流電流推定器により、インバータの各相のモータ電流のうちの１相を他相のモータ電流により推定したモータ電流推定値に代えたモータ電流の組合せ作成し、ベクトル変換器により、このモータ電流の組合せとモータの回転数と負荷定数とからモータのトルク電流を求め、トルク電流比較器により、インバータの直流電流検出値とモータトルク電流とを比較し、一致するモータ電流の組合せを求める。そして切替器により、一致した組合せに電流推定値を用いた相の電流検出器を他相の電流検出値から電流推定を行った電流推定値に切り替える。これにより、ある相の電流検出器に異常が発生しても、健全な相の電流検出器から求めた異常が発生した相の電流推定値と正常な相の電流検出値とを用いて運転する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の構成図である。なお、図１において、従来例で示した図７，図８の回路構成要素と共通する要素については同一の符号を用いて示してある。
【００１８】
第１の実施の形態は、モータ９として３相モータを制御するインバータ制御装置である。このインバータ制御装置は、スイッチング素子３の出力各相の電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを検出する電流検出器５と、各相の電流検出値ＩＵ，ＩＶ，ＩＷにより過電流検出を行う過電流検出器１１と、他相の電流検出値から過電流推定を行う推定過電流検出器１２と、過電流検出器１１及び推定過電流検出器１２の過電流検出結果からスイッチング素子の保護動作を行う保護装置８から構成されている。
【００１９】
次に、上記構成のインバータ制御装置の動作について説明する。電流検出器５は各相の電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを検出する。本実施の形態の特徴をなす推定過電流検出器１２は、電流検出値の２相の負和ＩＵ*＝−（ＩＶ＋ＩＷ），ＩＶ*＝−（ＩＵ＋ＩＷ），ＩＷ*＝−（ＩＵ＋ＩＶ）を整流器にて整流した値を出力する。過電流検出器１１は、電流検出値ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを整流し、これら電流検出値ＩＵ，ＩＶ，ＩＷと推定過電流検出器１２からの電流推定値ＩＵ*，ＩＶ*，ＩＷ*とを合算した値を過電流基準値と比較し、過電流基準値を超える出力がある場合に過電流検出信号ＯＣを出力する。保護装置８は、過電流検出器１１から過電流検出信号ＯＣを受けると、スイッチング素子３のゲート出力を停止させスイッチング素子３の保護を行う。
【００２０】
本実施の形態によれば、ある相の電流検出器に異常が発生して、例えば出力がなくなる断線モードで故障した場合でも、他の健全な電流検出器による電流検出値を用いて異常が発生した相の電流値を推定し、健全な相の電流検出値と異常が発生した相の電流推定値を用いて過電流を判定し、スイッチング素子３の保護を行うことができる。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施の形態のインバータ制御装置について、図２及び図３を用いて説明する。図２に示すように、第２の実施の形態のインバータ制御装置は、図１に示した第１の実施形態のインバータ制御装置に対し、波形保存器１３、実効値検出器１４、実効値比較器１５、センサ切替器１６を追加的に備えたことを特徴とする。
【００２２】
波形保存器１３は、インバータ基本周波数１周期分の電流検出値ＩＵ，ＩＶ，ＩＷの値を保存する。実効値検出器１４は、波形保存器１３の値を用いて推定過電流検出器１２及び過電流検出器１１が異常を検出した時点から前の１周期間の電流実効値ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを求める。実効値比較器１５は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の電流実効値ＩＵ，ＩＶ，ＩＷと各他相の電流実効値と比較して偏差を求め、この偏差の絶対値が他の２相における偏差よりも大きい相を検出し、その相の電流検出器を異常と判断し、センサ切替器１６に切替信号３０を出力する。
【００２３】
センサ切替器１６は図３に示す構成であり、実効値比較器１５からの信号３０を受けて、電流検出器３が異常になった相（例えば、Ｕ相とする）の電流検出値ＩＵの代わりに、他相Ｖ，Ｗの電流検出値ＩＶ，ＩＷから求めた電流推定値ＩＵ*と正常と判断した残りの２相の電流検出値ＩＶ，ＩＷとを用いて運転するように切り替える。
【００２４】
本実施の形態によれば電流センサの１相が異常になった場合でも、他相から求めた電流推定値を使うことで運転を再開することができる。
【００２５】
次に、本発明の第３の実施の形態のインバータ制御装置を、図４に基づいて説明する。本実施の形態のインバータ制御装置は、図１に示した第１の実施の形態のインバータ制御装置に対し、第２の実施の形態と同様のセンサ切替器１６と共に、周波数検出器１７及び周波数比較器１８を備えたことを特徴とする。
【００２６】
周波数検出器１７は、電流検出器５の出力する電流検出信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷの電流波形を各相のＰＬＬに入力し、周波数ＦＵ，ＦＶ，ＦＷを求める。周波数比較器１８は、制御装置７から出力された周波数の指令値Ｆと周波数検出器１７が求めた周波数ＦＵ，ＦＶ，ＦＷとを比較し、偏差の絶対値が設定値を超えた相を異常と判断し、センサ切替器１６に対して切替信号３０を出力する。
【００２７】
センサ切替器１６は第２の実施の形態と同様に図３の構成であり、周波数比較器１８から切替信号３０を受けると、電流検出器３が異常になった相の電流検出値の代わりに、他相の電流検出値から求めた電流推定値と正常と判断した残りの２相の電流検出値とを用いて運転を継続するように切り替える。
【００２８】
本実施の形態によれば、電流センサの１相が異常になった場合でも、他相から求めた電流推定値を使うことで運転を継続することができる。
【００２９】
次に、本発明の第４の実施の形態のインバータ制御装置について、図５を用いて説明する。本実施の形態のインバータ制御装置は、図１に示した第１の実施の形態のインバータ制御装置に対し、第２の実施の形態と同様のセンサ切替器１６と共に、直流電力推定器１９、交流各相電力検出器２０、交流各相電力推定器２１、交流電力推定器２２、電力比較器２３、直流電流検出器２４を備えたことを特徴とする。
【００３０】
直流電流検出器２４は、インバータ３の直流電流Ｉdcを検出する。直流電圧検出器４は、インバータ３の直流部の電圧Ｖdcを検出する。直流電力推定器１９は、インバータ直流電流Ｉdcとインバータ直流電圧Ｖdcとを乗算することでインバータ瞬時電力Ｐdcを求める。
【００３１】
交流電圧検出器６は、インバータ電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを検出する。交流各相電力検出器２０は、インバータ電圧検出値ＶＵ，ＶＶ，ＶＷに電流検出値ＩＵ，ＩＶ，ＩＷをそれぞれ乗算し各相の瞬時電力値ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを求める。交流各相電力推定器２１は、インバータ電圧検出値と他相の電流検出値から求めたインバータ電流推定値との積から求めた各相瞬時電力推定器ＰＵ*，ＰＶ*，ＰＷ*を求める。
【００３２】
交流電力推定器２２は、２相の瞬時電力値に残りの１相の電力推定値を加えた値を３相の組合せ毎に、つまり、合計で３個の組合せＰac1＝［ＰＵ*＋ＰＶ＋ＰＷ］，Ｐac2＝［ＰＵ＋ＰＶ*＋ＰＷ］，Ｐac3＝［ＰＵ＋ＰＶ＋ＰＷ*］を求める。電力比較器２３は、このインバータ３の交流出力側から求めた瞬時電力の合計値Ｐac1，Ｐac2，Ｐac3それぞれとインバータ３の直流部から求めた瞬時電力Ｐdcとを比較して一致する組合せを求め、一致する組合せがあればその推定値相の電流検出器５を異常と判断し、切替信号３０をセンサ切替器１６に出力する。
【００３３】
センサ切替器１６は第２の実施の形態と同様に図３の構成であり、電力比較器２２から切替信号３０を受けると、一致した組合せに用いた相の電流検出値を電流推定値に切り替えることで運転を継続する。
【００３４】
本実施の形態によれば、上述の第３の実施の形態と同様に、１相の電流検出器５に異常が発生しても、他相から求めた電流推定値を使うことで運転を継続することができる。
【００３５】
次に、本発明の第５の実施の形態のインバータ制御装置について、図６を用いて説明する。本実施の形態のインバータ制御装置は、図１に示した第１の実施の形態のインバータ制御装置に対し、第２の実施の形態と同様のセンサ切替器１６、第３の実施の形態と同様の直流電流検出器２４と共に、モータ９に対する速度センサ２５、交流電流推定器２６、ベクトル変換器２７及びトルク電流比較器２８を備えたことを特徴とする。
【００３６】
交流電流推定器２６は、モータ電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷに対して、他相のモータ電流から求めたモータ電流推定値ＩＵ*，ＩＶ*，ＩＷ*の１個を置き換えた組合せ、Ｉo1＝［ＩＵ*，ＩＶ，ＩＷ］，Ｉo2＝［ＩＵ，ＩＶ*，ＩＷ］，Ｉo3＝［ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ*］を作成する。
【００３７】
ベクトル変換器２７は、Ｉo1，Ｉo2，Ｉo3各々に速度センサ２５から出力されるモータの回転数とモータ定数とを用いてトルク電流Ｉq1，Ｉq2，Ｉq3を求める。トルク電流比較器２８は、このトルク電流Ｉq1，Ｉq2，Ｉq3と直流電流検出器２４の直流電流検出値Ｉdcとを比較して一致する組合せを求めることで、電流推定値を用いた相をセンサ異常とする。
【００３８】
センサ切替器１６は第２の実施の形態と同様に図３に示す構成であり、トルク電流比較器２８からの切替信号３０を受けると、一致した組合せに用いた相の電流検出値を電流推定値に切り替えることで運転を継続する。
【００３９】
本実施の形態によれば、上述の第３及び第４の実施の形態と同様に、１相の電流検出器５に異常が発生しても、他相から求めた電流推定値を使うことで運転を継続することができる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電流検出器が異常になった場合においてもスイッチング素子の保護を行うことができる。
【００４１】
請求項２〜５の発明によれば、電流検出器の１相が異常になった場合でも、他相から求めた電流推定値を使うことで運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回路ブロック図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の回路ブロック図。
【図３】第２の実施の形態におけるセンサ切替器の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の回路ブロック図。
【図５】本発明の第４の実施の形態の回路ブロック図。
【図６】本発明の第５の実施の形態の回路ブロック図。
【図７】従来例の回路ブロック図。
【図８】他の従来例の回路ブロック図。
【符号の説明】
２平滑コンデンサ
３インバータ（スイッチング素子）
４直流電圧検出器
５電流検出器
６電圧検出器
７制御装置
８保護装置
９モータ
１１過電流検出器
１２推定過電流検出器
１３波形保存器
１４実効値検出器
１５実効値比較器
１６センサ切替器
１７周波数検出器
１８周波数比較器
１９直流電力推定器
２０交流各相電力検出器
２１交流各相電力推定器
２２交流電力推定器
２３電力比較器
２４直流電流検出器
２５速度センサ
２６交流電流推定器
２７ベクトル変換器
２８トルク電流比較器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inverter control device that controls a motor using a detected value of an output current of an inverter.
[0002]
[Prior art]
A conventional inverter control device is shown in FIGS. As shown in FIG. 7, the conventional inverter control apparatus includes a smoothing capacitor 2, a switching element 3 that switches a DC voltage, and a voltage on the DC side of the inverter (a voltage across the smoothing capacitor 2 to drive the motor 9. ) For detecting the current of each phase of the inverter AC section, the voltage detector 6 for detecting the voltage of each phase of the inverter AC section, and the current detector 5 When the detection values of the control device 7 that gate-controls the switching element 3 so that the current detection value follows the current command value, and the DC voltage detector 4, the current detector 5, and the voltage detector 6 exceed the protection level. To stop the gate output of the switching element 3 and monitor the current detection value of each phase output from the protection device 8 for protecting the switching element 3 and the current detector 5 of the AC unit of the inverter. Includes an overcurrent detector 11 phase showing a current detection value exceeds the overcurrent determination reference value to be output to the overcurrent detection signal protection device 8 if even one phase.
[0003]
Further, the inverter control device of FIG. 8 is provided with the current detector 5 only in two phases of U, W and W among the U, V and W3 phases, and in the overcurrent detector 11B, the remaining two phases of V phase are the other two. Estimate from the current detection values of phase U and W, monitor the current detection values of each phase, and protect the overcurrent detection signal if there is even one phase that shows a current detection value that exceeds the overcurrent determination reference value 8 is output. This is for reducing the size and weight and reducing the cost by reducing the number of current detectors used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in these conventional inverter control devices, if any one of the three or two current detectors 5 becomes abnormal, the protection determination cannot be performed correctly, and the switching element 3 cannot be protected. There was a problem that caused 3 to be destroyed.
[0005]
In the present invention, in addition to the overcurrent detection based on the current detection value of each phase from the current detector, the overcurrent estimation with respect to the maximum value is performed based on the current estimation value obtained from the other phase. An object of the present invention is to provide an inverter control device that can correctly protect a switching element even if an abnormality occurs.
[0006]
The present invention also identifies the phase in which the current detector is abnormal, and obtains the current estimation value of the corresponding phase using the current detection value of the other phase instead of the current detection value of the current detector in which the abnormality has occurred. An object of the present invention is to provide an inverter control device that can continue operation even if an abnormality occurs in one of the current detectors by using this.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The inverter control device according to the first aspect of the invention detects a current of each phase of the inverter output , outputs a current detection value of each phase, and detects each phase from the current detection value of each phase from the current detector. RMS value detector that calculates the current RMS value of the current, and RMS value detector that detects the phase in which an abnormality has occurred by comparing the current RMS value of each phase determined by the RMS detector with the current RMS value of the other phase And a switch for switching to perform operation using the current estimation value estimated from the current detection value of the other phase instead of the current detection value of the phase detected by the effective value comparator.
[0010]
In the inverter control device according to the first aspect of the present invention, the effective current value of each phase of the output of the inverter when the abnormality is detected is obtained by the effective value detector, and the effective value comparator compares the magnitude of the effective current value of each phase. Then, it is determined that an abnormality has occurred in the current detector of the phase having the largest deviation from the other phases. Then, the switching unit switches the current detection value of the corresponding phase to the current estimation value obtained by performing the current estimation from the current detection value of the other phase instead of the current detection value of the phase in which the current detector becomes abnormal. As a result, even if an abnormality occurs in the current detector of a certain phase, the operation is performed using the estimated current value of the phase in which the abnormality has been obtained from the healthy current detector and the detected current value of the normal phase. .
[0013]
An inverter control device according to a second aspect of the invention detects a current of each phase of the inverter output and outputs a current detection value of each phase, and a DC current detector that detects a DC current input to the inverter A DC voltage detector that detects a DC voltage input to the inverter, and a DC power obtained by multiplying the DC current detected by the DC current detector and the DC voltage detected by the DC voltage detector. An estimator, an AC voltage detector that detects the AC voltage of each phase of the inverter output and outputs it as a voltage detection value for each phase, and a current detector that detects the voltage detection value for each phase detected by the AC voltage detector. Each phase phase power detector that calculates the instantaneous power value of each phase by multiplying each detected current detection value of each phase, and the current detector detects the voltage detection value of each phase detected by the AC voltage detector Detected current value of other phase Each phase power estimator that obtains the instantaneous power estimate of each phase by multiplying the estimated current value of each phase from the above, and the instantaneous power value of each phase obtained by the AC each phase power detector The process of replacing one with the instantaneous power estimated value of the corresponding phase among the instantaneous power estimated values of the respective phases obtained by the AC each phase power estimator is performed for each phase to obtain the estimated AC power for the number of phases. The AC power estimator and the AC estimated power for the number of phases obtained by the AC power estimator are compared with the DC power obtained by the DC power estimator to obtain a matching AC estimated power. Estimate from the current detection value of the other phase instead of the current detection value of the phase detected by the power comparator that detects the phase corresponding to the instantaneous power estimation value included in the power as the phase where the abnormality occurred To operate using the estimated current value Comprising a switch for switching.
[0014]
In the inverter control device according to the second aspect of the present invention, the inverter DC power is obtained by multiplying the inverter DC voltage and the inverter DC current, and each inverter instantaneously obtained by multiplying the inverter DC power value and the inverter AC voltage value by the current detection value. From the detected power value and the estimated instantaneous power value of each phase obtained from the product of the inverter AC voltage value and the detected current value of the other phase, the instantaneous power is converted to one phase for each phase instantaneous power value. A combination of instantaneous power is created by the sum of all phases instead of the estimated value. When an abnormality is detected, if there is a combination that matches the inverter DC power among the combinations of instantaneous power obtained from the inverter output side, it is obtained, and the current detection value of the phase using the current estimation value for this combination is obtained. The operation is continued by switching from the detected current value of the phase to the estimated current value obtained by estimating the current. As a result, even if an abnormality occurs in the current detector of a certain phase, the operation is performed using the estimated current value of the phase in which the abnormality has been obtained from the healthy current detector and the detected current value of the normal phase. .
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an inverter control device comprising: a current detector that detects a motor current of each phase supplied to the motor from the inverter; and one of the motor currents of each phase detected by the current detector, An alternating current estimator that obtains a combination for the number of phases by performing a process for replacing the estimated motor current from the motor current of each phase for each phase, and a current related to the combination for the number of phases obtained by the alternating current estimator A vector converter for determining the motor torque current for the number of phases from the motor speed and load constant, a DC current detector for detecting a DC current input to the inverter, and a DC current detected by the DC current detector And the torque current for the number of phases obtained by the vector converter are compared to find a matching torque current, and an abnormality occurs in the phase corresponding to the estimated motor current included in the obtained torque current. A vector current comparator to detect as a phase and a switch to switch to perform operation using a motor current estimated value estimated from the motor current of the other phase instead of the motor current of the phase detected by the torque current comparator And comprising.
[0016]
In the inverter control device according to the third aspect of the present invention, the AC current estimator makes a motor current combination in which one phase of the motor current of each phase of the inverter is replaced with the estimated motor current value estimated by the motor current of the other phase. The vector converter then calculates the motor torque current from the motor current combination, the motor speed and the load constant, and the torque current comparator compares the inverter DC current detection value with the motor torque current. Find matching motor current combinations. Then, the switching unit switches the phase current detector using the current estimation value to the matched combination to the current estimation value obtained by performing the current estimation from the current detection value of the other phase. As a result, even if an abnormality occurs in the current detector of a certain phase, the operation is performed using the estimated current value of the phase in which the abnormality has been obtained from the healthy current detector and the detected current value of the normal phase. .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, elements common to the circuit components of FIGS. 7 and 8 shown in the conventional example are indicated using the same reference numerals.
[0018]
The first embodiment is an inverter control device that controls a three-phase motor as the motor 9. The inverter control device includes a current detector 5 that detects currents IU, IV, and IW of each phase output from the switching element 3, and an overcurrent detector that performs overcurrent detection based on the current detection values IU, IV, and IW of each phase. 11, an estimated overcurrent detector 12 that performs overcurrent estimation from current detection values of other phases, and a protection device that performs a protection operation of the switching element from the overcurrent detection results of the overcurrent detector 11 and the estimated overcurrent detector 12 8 is composed.
[0019]
Next, the operation of the inverter control apparatus having the above configuration will be described. The current detector 5 detects the currents IU, IV, IW of each phase. The estimated overcurrent detector 12 that characterizes the present embodiment is a rectifier for two-phase negative sums of current detection values IU * = − (IV + IW), IV * = − (IU + IW), IW * = − (IU + IV). The value rectified in is output. The overcurrent detector 11 rectifies the current detection values IU, IV, IW, and uses these current detection values IU, IV, IW and the current estimation values IU *, IV *, IW * from the estimated overcurrent detector 12. The sum value is compared with the overcurrent reference value, and if there is an output exceeding the overcurrent reference value, the overcurrent detection signal OC is output. When receiving the overcurrent detection signal OC from the overcurrent detector 11, the protection device 8 stops the gate output of the switching element 3 and protects the switching element 3.
[0020]
According to the present embodiment, even if an abnormality occurs in a current detector of a certain phase and, for example, a failure occurs in a disconnection mode where there is no output, an abnormality occurs using a current detection value by another healthy current detector. The switching element 3 can be protected by estimating the current value of the detected phase, determining the overcurrent using the current detection value of the healthy phase and the current estimation value of the phase where the abnormality has occurred.
[0021]
Next, the inverter control apparatus of the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.2 and FIG.3. As shown in FIG. 2, the inverter control device of the second embodiment is different from the inverter control device of the first embodiment shown in FIG. 1 in that the waveform storage device 13, the effective value detector 14, and the effective value comparison are performed. And a sensor switch 16 are additionally provided.
[0022]
The waveform storage unit 13 stores the current detection values IU, IV, and IW for one period of the inverter basic frequency. The effective value detector 14 calculates current effective values IU, IV, and IW during the previous one cycle from the time when the estimated overcurrent detector 12 and the overcurrent detector 11 detect an abnormality using the value of the waveform storage unit 13. Ask. The effective value comparator 15 compares the current effective values IU, IV, IW of the U, V, and W phases with the current effective values of the other phases to obtain a deviation, and the absolute value of this deviation is determined in the other two phases. A phase larger than the deviation is detected, the current detector of that phase is determined to be abnormal, and a switching signal 30 is output to the sensor switch 16.
[0023]
The sensor switch 16 has the configuration shown in FIG. 3, and receives the signal 30 from the effective value comparator 15 and detects the current detection value IU of the phase in which the current detector 3 becomes abnormal (for example, the U phase). Instead, the operation is switched using the current estimation value IU * obtained from the current detection values IV and IW of the other phases V and W and the remaining two-phase current detection values IV and IW determined to be normal.
[0024]
According to the present embodiment, even when one phase of the current sensor becomes abnormal, the operation can be resumed by using the estimated current value obtained from the other phase.
[0025]
Next, the inverter control apparatus of the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. The inverter control device of the present embodiment is different from the inverter control device of the first embodiment shown in FIG. 1 in addition to the sensor switch 16 similar to the second embodiment, the frequency detector 17 and the frequency comparison. A device 18 is provided.
[0026]
The frequency detector 17 inputs the current waveforms of the current detection signals IU, IV, IW output from the current detector 5 to the PLL of each phase, and obtains the frequencies FU, FV, FW. The frequency comparator 18 compares the frequency command value F output from the control device 7 with the frequencies FU, FV, and FW obtained by the frequency detector 17, and abnormally detects a phase in which the absolute value of the deviation exceeds the set value. The switch signal 30 is output to the sensor switch 16.
[0027]
The sensor switch 16 has the configuration shown in FIG. 3 as in the second embodiment. When the switch signal 30 is received from the frequency comparator 18, the sensor switch 16 replaces the detected current value of the phase in which the current detector 3 becomes abnormal. The operation is switched so as to continue the operation using the estimated current value obtained from the detected current value of the other phase and the remaining detected current values of the two phases determined to be normal.
[0028]
According to the present embodiment, even when one phase of the current sensor becomes abnormal, the operation can be continued by using the estimated current value obtained from the other phase.
[0029]
Next, the inverter control apparatus of the 4th Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. The inverter control apparatus according to the present embodiment is different from the inverter control apparatus according to the first embodiment shown in FIG. Each phase power detector 20, AC each phase power estimator 21, AC power estimator 22, power comparator 23, and DC current detector 24 are provided.
[0030]
The direct current detector 24 detects the direct current Idc of the inverter 3. The DC voltage detector 4 detects the voltage Vdc of the DC part of the inverter 3. The DC power estimator 19 obtains the inverter instantaneous power Pdc by multiplying the inverter DC current Idc and the inverter DC voltage Vdc.
[0031]
The AC voltage detector 6 detects inverter voltages VU, VV, and VW. AC phase power detector 20 multiplies inverter voltage detection values VU, VV, and VW by current detection values IU, IV, and IW, respectively, to obtain instantaneous power values PU, PV, and PW of the respective phases. The AC each phase power estimator 21 obtains each phase instantaneous power estimator PU *, PV *, PW * obtained from the product of the inverter voltage detection value and the inverter current estimation value obtained from the current detection value of the other phase.
[0032]
The AC power estimator 22 adds a value obtained by adding the remaining one-phase power estimation value to the two-phase instantaneous power value for each three-phase combination, that is, a total of three combinations Pac1 = [PU * + PV + PW], Pac2 = [PU + PV * + PW] and Pac3 = [PU + PV + PW *] are obtained. The power comparator 23 compares the instantaneous power total values Pac1, Pac2, and Pac3 obtained from the AC output side of the inverter 3 with the instantaneous power Pdc obtained from the DC portion of the inverter 3 to obtain a matching combination. If there is a matching combination, it is determined that the current detector 5 in the estimated value phase is abnormal, and a switching signal 30 is output to the sensor switch 16.
[0033]
Similar to the second embodiment, the sensor switch 16 has the configuration shown in FIG. 3. When the switch signal 30 is received from the power comparator 22, the detected current value of the phase used for the matched combination is switched to the current estimated value. To continue driving.
[0034]
According to the present embodiment, as in the third embodiment described above, even if an abnormality occurs in the one-phase current detector 5, the operation is continued by using the estimated current value obtained from the other phase. can do.
[0035]
Next, the inverter control apparatus of the 5th Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. The inverter control device of this embodiment is similar to the sensor switch 16 and the third embodiment of the second embodiment, compared to the inverter control device of the first embodiment shown in FIG. A speed sensor 25 for the motor 9, an AC current estimator 26, a vector converter 27, and a torque current comparator 28 are provided.
[0036]
The AC current estimator 26 is a combination of the motor currents IU, IV, and IW in which one of the motor current estimated values IU *, IV *, and IW * obtained from the motor currents of the other phases is replaced, Io1 = [IU *, IV, IW], Io2 = [IU, IV *, IW], Io3 = [IU, IV, IW *].
[0037]
The vector converter 27 obtains torque currents Iq1, Iq2, and Iq3 using the motor speed and motor constant output from the speed sensor 25 for Io1, Io2, and Io3, respectively. The torque current comparator 28 compares the torque currents Iq1, Iq2, and Iq3 with the DC current detection value Idc of the DC current detector 24 to obtain a matching combination, thereby determining the phase using the current estimation value as a sensor abnormality. And
[0038]
The sensor switch 16 has the configuration shown in FIG. 3 as in the second embodiment. When the switch signal 30 is received from the torque current comparator 28, the current detection value of the phase used in the matched combination is estimated. Continue driving by switching to the value.
[0039]
According to the present embodiment, similarly to the third and fourth embodiments described above, even if an abnormality occurs in the one-phase current detector 5, the estimated current value obtained from the other phase is used. Driving can be continued.
[0040]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the switching element can be protected even when the current detector becomes abnormal.
[0041]
According to the second to fifth aspects of the present invention, even when one phase of the current detector becomes abnormal, the operation can be continued by using the estimated current value obtained from the other phase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit block diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a sensor switch according to a second embodiment.
FIG. 4 is a circuit block diagram of a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit block diagram of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit block diagram according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit block diagram of a conventional example.
FIG. 8 is a circuit block diagram of another conventional example.
[Explanation of symbols]
2 Smoothing capacitor 3 Inverter (switching element)
4 DC voltage detector 5 Current detector 6 Voltage detector 7 Control device 8 Protection device 9 Motor 11 Overcurrent detector 12 Estimated overcurrent detector 13 Waveform storage 14 RMS detector 15 RMS comparator 16 Sensor switcher 17 Frequency detector 18 Frequency comparator 19 DC power estimator 20 AC phase power detector 21 AC phase power estimator 22 AC power estimator 23 Power comparator 24 DC current detector 25 Speed sensor 26 AC current estimator 27 Vector converter 28 Torque current comparator

Claims

A current detector that detects the current of each phase of the inverter output and outputs the current detection value of each phase;
An effective value detector for determining the effective current value of each phase from the detected current value of each phase from the current detector;
An effective value comparator that detects a phase in which an abnormality has occurred by comparing the current effective value of each phase determined by the effective value detector with the current effective value of the other phase;
Inverter control device comprising a switch for switching to perform operation using a current estimated value estimated from the current detected value of the other phase instead of the current detected value of the phase detected by the effective value comparator .

A current detector that detects the current of each phase of the inverter output and outputs the current detection value of each phase;
A direct current detector for detecting a direct current input to the inverter;
A DC voltage detector for detecting a DC voltage input to the inverter;
A DC power estimator for obtaining DC power by multiplying the DC current detected by the DC current detector and the DC voltage detected by the DC voltage detector;
An AC voltage detector that detects an AC voltage of each phase of the inverter output and outputs a voltage detection value of each phase;
AC phase power detector for multiplying the detected voltage value of each phase detected by the AC voltage detector by the detected current value of each phase detected by the current detector to obtain the instantaneous power value of each phase; ,
By multiplying the detected voltage value of each phase detected by the AC voltage detector by the estimated current value of each phase estimated from the detected current value of the other phase detected by the current detector. AC phase power estimator for obtaining power estimates,
One of the instantaneous power values of each phase obtained by the alternating current phase power detector is used to estimate the instantaneous power of the corresponding phase among the instantaneous power estimated values of the phases obtained by the alternating current phase power estimator. An AC power estimator that calculates the AC estimated power for the number of phases by performing the process of replacing with a value for each phase;
The AC estimated power corresponding to the number of phases obtained by the AC power estimator is compared with the DC power obtained by the DC power estimator to obtain a matching AC estimated power, which is included in the obtained AC estimated power. A power comparator that detects the phase corresponding to the instantaneous power estimate as a phase in which an abnormality has occurred;
An inverter control device comprising: a switch for switching to perform operation using a current estimation value estimated from a current detection value of another phase instead of a current detection value of a phase detected by the power comparator .

A current detector for detecting the motor current of each phase supplied to the motor from the inverter;
AC current estimation in which one of the motor currents of each phase detected by the current detector is replaced with a motor current estimated value estimated from the motor current of the other phase for each phase, and combinations for the number of phases are obtained. And
A vector converter for obtaining the torque current of the motor by the number of phases from the current relating to the combination of the number of phases obtained by the alternating current estimator and the rotation speed and load constant of the motor;
A direct current detector for detecting a direct current input to the inverter;
The DC current detected by the DC current detector and the torque current corresponding to the number of phases obtained by the vector converter are compared to find a matching torque current, and the estimated motor current included in the obtained torque current A vector current comparator for detecting the phase corresponding to the phase in which an abnormality has occurred;
An inverter control device comprising: a switching device that switches to perform operation using a motor current estimated value estimated from a motor current of another phase instead of a motor current of a phase detected by the torque current comparator .