JP4259725B2 - インバータ制御装置およびこのインバータ制御装置を用いた空気調和機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインバータ制御装置およびこのインバータ制御装置を用いた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９に従来のインバータ制御装置の一例を示す。図９において、制御部１１０は外部速度指令信号に基づいてモータ１０３を所定の速度に制御するために、電流センサ１０４ａおよび１０４ｂより検出するモータ１０３の巻線電流の値をパラメータとしてインバータ１０２を駆動する信号を作成して出力する。この駆動信号を受けてインバータ駆動部１１１がインバータ１０２の各スイッチング素子を駆動する。
【０００３】
また、電流センサ１０４ａおよび１０４ｂは一般的には検出した電流値を電圧値に変換して出力する。ここで、電流量がゼロの時のセンサ出力電圧をオフセット電圧といい、検出したセンサ出力電圧からこのオフセット電圧を引いた値より検出電流値を算出する。
【０００４】
ところでこの電流センサ１０４ａおよび１０４ｂのオフセット電圧には製品の初期ばらつきや周囲温度の変化等による温度ドリフトのため誤差が生じる。これは検出する電流値に誤差を与え、モータ１０３の電流波形の歪み、効率の低下あるいは脱調を引き起こし、制御性能を劣化させることになる。
【０００５】
特開平７−２７１４４５号公報は、このような電流センサ１０４ａおよび１０４ｂのオフセット電圧の誤差を補正する方法を開示している。特開平７−２７１４４５号公報によると、モータ１０３が停止する毎に電流センサ１０４ａおよび１０４ｂのオフセット電圧が検出され、逐次更新される。このようにして製品の初期ばらつきによるオフセット電圧の誤差を補正することができる。また、モータ１０３の運転が停止した後に、運転中における温度ドリフト等によるオフセット電圧の誤差も補正することができる。
【０００６】
また、特開平５−２５２７８５号公報も電流センサ１０４ａおよび１０４ｂのオフセット電圧の誤差を補正する方法を開示している。特開平５−２５２７８５号公報によると、電流センサ１０４ａおよび１０４ｂの出力電圧の１周期分を積分することによりオフセット電圧を算出して、この算出値を用いてオフセット電圧の誤差を補正する。また電流センサ１０４ａおよび１０４ｂの出力電圧の１周期分における検出電流値が正である第１の時間と負である第２の時間とを計測し、この第１の時間と第２の時間との比に基づいてオフセット電圧を算出し、この算出値を用いてオフセット電圧の誤差を補正する。従って、製品の初期ばらつきによるオフセット電圧の誤差を補正することができるとともに、モータ１０３を運転状態にさせたまま、温度ドリフト等により生じるオフセット電圧の誤差を補正することができるとしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
例えば空気調和機において圧縮機モータを駆動するインバータ制御装置は室外機内に設けられ、この室外機は屋外に設置される。従って、インバータ制御装置における電流センサの温度環境は外気温の変化やモータの運転状態により大きく変動する。
【０００８】
上記特開平７−２７１４４５号公報に開示される従来のインバータ制御装置では、モータ１０３の停止中あるいは運転停止後の電流センサ１０４ａおよび１０４ｂのオフセット電圧を検出してその誤差を補正することができるものの、圧縮機モータ運転中の外気温の変化や温度ドリフト等により変動するオフセット電圧を補正することができない。従って検出する電流値に誤差が発生して、インバータ制御装置の制御性能が劣化するという課題を有していた。
【０００９】
また近年、空気調和機の更なる省エネルギー化を達成するために、メカ損失の小さい１ピストンロータリ圧縮機が用いられる場合がある。この場合、特に低速領域において圧縮機の音・振動が大きくなる。これを抑制するためにメカ１回転中のトルクを一定に保つトルク制御が用いられることがあり、この場合、圧縮機モータの電流波形は図１０に示すように歪んだ電流波形となる。上記特開平５−２５２７８５号公報に開示されるインバータ制御装置では、モータの巻線電流波形が滑らかな正弦波状である場合に圧縮機モータの運転中の外気温の変化や温度ドリフト等により変動するオフセット電圧を算出してその誤差を補正することができるが、インバータのスイッチング周波数成分が重畳された電流波形や、図１０に示すような１ピストンロータリ圧縮機のトルク制御時の歪んだ電流波形では正確なオフセット電圧を算出することができず、圧縮機モータ運転中の外気温の変化や温度ドリフト等により変動するオフセット電圧を補正することができない。従って上記特開平７−２７１４４５号公報と同様、検出する電流値に誤差が発生して、インバータ制御装置の制御性能が劣化するという課題を有していた。
【００１０】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、負荷に流れる電流がインバータのスイッチング周波数成分が重畳された電流波形または歪んだ電流波形を有していても、制御性能を劣化させることのないインバータ制御装置およびこのインバータ制御装置を用いた空気調和機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のインバータ制御装置は、複数のスイッチング素子を有し、直流を交流に変換して負荷に供給するインバータの制御装置であって、（ａ）前記負荷に流れる電流値を検出し電圧値に変換して出力する電流検出手段と、（ｂ）前記負荷の少なくとも１つの相に流れる電流値がゼロになるように前記インバータの少なくとも１つのスイッチング素子を所定時間オフさせる駆動停止手段と、（ｃ）前記駆動停止手段が前記インバータの前記スイッチング素子をオフさせることにより前記負荷に流れる電流値がゼロになる期間中に前記電流検出手段が出力する電圧値を記憶更新するオフセット電圧検出手段と、（ｄ）前記電流検出手段が出力する電圧値と前記オフセット電圧検出手段が記憶する電圧値とから前記負荷に流れる実電流値を演算する実電流演算手段と、（ｅ）前記駆動停止手段および前記実電流演算手段の出力信号に基づいて前記インバータを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。駆動停止手段により負荷の少なくとも１つの相に流れる電流値がゼロになるようにインバータの複数のスイッチング素子のうちの少なくとも１つが所定時間オフされ、この期間中に電流検出手段により出力される電圧値がオフセット電圧検出手段により記憶更新され、実電流演算手段において電流検出手段が出力する電圧値とオフセット電圧検出手段が記憶する電圧値とから負荷に流れる実電流値が演算され、駆動停止手段および実電流演算手段の出力信号に基づいてインバータが制御されるので、負荷の電流波形にインバータのスイッチング周波数成分が重畳されるような場合であっても、運転中における温度ドリフト等による電流検出部のオフセット電圧の変動誤差を補正することができる。従って制御性能を劣化させずに信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができる。
【００１２】
前記負荷に流れる電流のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段をさらに備え、前記駆動停止手段が前記ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点において前記インバータのスイッチング素子を所定時間停止させれば、電流波形の歪みを最小限に抑えることができる。
【００１３】
前記ゼロクロス検出手段が前記実電流演算手段から得られる前記実電流値よりゼロクロス点を算出してもよい。
【００１４】
前記負荷に流す電流値を算出する指令電流演算手段をさらに備え、前記ゼロクロス検出手段が前記指令電流演算手段が算出する電流波形の振幅値と各瞬時値よりゼロクロス点を算出すれば、非常に簡単な計算式によって運転中における温度ドリフト等による電流検出部のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができる。また周期的に変動する負荷を駆動する場合であっても、容易にオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができる。
【００１５】
ゼロクロス検出手段は、負荷に流す電流が正弦波形を有する場合に、電流の振幅値をＡとし、各瞬時値をＢとし、瞬時値Ｂにおける角度をθとすると、θ＝Ｂ／Ａ（θ≒０）によりゼロクロス点を算出することができれば、容易にゼロクロス点を推測でき、運転中における温度ドリフト等による電流検出部のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができる。
【００１６】
前記負荷はモータであることが好ましい。
【００１７】
本発明の空気調和機が上記インバータ制御装置を備えれば、装置の大型化やコストアップを伴わずに性能の劣化がなく信頼性の高い空気調和機を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインバータ装置の実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。なお全ての図面において、実質的に同様の機能を有する構成要素または部分は同じ参照符号で示す。
【００１９】
（実施の形態１）
図１および図２は本発明に係るインバータ制御装置の一実施形態を示す制御ブロック図である。以下これらの図を参照しながら本実施の形態のインバータ制御装置３０について説明する。
【００２０】
本実施の形態のインバータ制御装置３０は、複数のスイッチング素子を有し、直流を交流に変換して負荷としてのモータ３に供給するインバータ２の制御装置である。インバータ制御装置３０は、電流検出手段４と、駆動停止部１３と、オフセット電圧検出部１４と、実電流演算部１５ａと、制御部１０とを有する。
【００２１】
本実施の形態のインバータ制御装置３０は特に、駆動停止部１３がモータ３の少なくとも１つの相に流れる電流値がゼロになるようにインバータ２の有する複数のスイッチング素子のうちの２つを所定時間オフさせ、この期間中に電流検出手段４が出力する電圧値をオフセット電圧検出部１４が記憶更新することを特徴とする。なお後述するが、上記所定時間オフさせるスイッチング素子の数はモータ３の種類によって適宜決定され、少なくとも１以上である。
【００２２】
モータ３に流れる実電流は、実電流演算部１５ａにおいて、モータ３の運転時に電流検出手段４により検出される検出電圧から上記記憶更新されたオフセット電圧を引いた値を用いて検出される。さらに制御部１０において、実電流演算部１５ａおよび駆動停止部１３の出力信号に基づいてインバータ２が制御される。
【００２３】
電流検出手段４には例えば電流センサ４ａおよび４ｂが使用され、検出した電流値を対応する電圧値に変換して出力する。電流センサ４ａおよび４ｂのオフセット電圧は通常、製品の初期ばらつきやモータ３の運転中の温度ドリフト等により変動する。従って、電流センサ４ａおよび４ｂにより検出される電流値には誤差が生じ、このような電流値を用いてインバータ２の制御を行うと制御性能の劣化を引き起こす。しかしながら本実施の形態のインバータ制御装置３０によると上述したように、駆動停止部１３によって負荷であるモータ３の少なくとも１つの相に流れる電流値が所定時間ゼロにされ、この期間中に電流検出手段４が出力するモータ３の電圧値がオフセット電圧検出部１４により記憶更新される。従ってモータ３の運転中における温度ドリフト等による電流検出手段４のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができる。また駆動停止部１３によってモータ３に流れる電流値が強制的に所定時間ゼロにされるので、モータ３の電流波形にインバータ２のスイッチング周波数成分が重畳されても、電流検出手段４のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができる。よって本発明によると制御性能を劣化させずに信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができる。
【００２４】
下記に本実施の形態１のインバータ駆動装置３０についてさらに具体的に説明する。図２に示されるようにインバータ２は例えば、６個のスイッチング素子５ａ〜５ｆを制御することにより、直流電源１から可変電圧・可変周波数のＵ相、Ｖ相およびＷ相からなる３相交流をつくりだす。この交流電圧はモータ３に出力され、モータ３の速度が制御される。負荷としてのモータ３には例えば、ブラシレスＤＣモータ、誘導電動機またはリラクタンスモータ等が用いられる。
【００２５】
電流検出手段４は例えば電流検出センサ４ａおよび４ｂからなり、それぞれモータ３のＶ相およびＷ相に設けられ、各相に流れる電流値ＩｖおよびＩｗを検出する。Ｕ相に流れる電流値Ｉｕは下記の（式１）
Ｉｕ＝−Ｉｖ−Ｉｗ・・・（式１）
より算出する。以下特にモータ３のＶ相に設けられてＩｖを検出する電流センサ４ａによるオフセット電圧の補正方法について詳細に説明する。
【００２６】
駆動停止部１３は、例えばモータ３のＶ相巻線に接続されたインバータ２のスイッチング素子５ｂおよび５ｅを所定時間強制的に停止させ、これによりモータ３のＶ相に流れる電流値は所定時間ゼロの状態を保持する。このように駆動停止部１３がインバータ２のスイッチング素子５ｂおよび５ｅをオフさせることによりモータ３のＶ相に流れる電流値がゼロになる期間中に、オフセット電圧検出部１４はモータ３のＶ相に設けられた電流センサ４ａの出力電圧値をオフセット電圧として検出して、オフセット電圧を記憶更新する。更新されたオフセット電圧値と電流センサ４ａより得られる電圧値とを用いて、実電流演算部１５ａにおいてモータ３に流れる実電流値が演算される。この演算に用いるオフセット電圧は常にモータ３の運転中の温度ドリフト等による変動を含んだ値である。従って実電流演算部１５ａにおいて、オフセット電圧の変動誤差の影響を受けない真の実電流値を得ることができる。なお本実施の形態では、モータ３の少なくとも１つの相（例えばＶ相）に流れる電流値をゼロになるように、２つのスイッチング素子（５ｂおよび５ｅ）をオフさせるが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、各相に１つずつスイッチング素子を有する３相のＳＲＭ（スイッチトリラクタンスモータ）をモータ３として使用する場合には、このうちの１つのスイッチング素子をオフさせてモータ３の１つの相に流れる電流値がゼロになるようにすればよい。
【００２７】
図１および図２に示されるように、本実施の形態のインバータ駆動装置３０は、好ましくはゼロクロス検出部１２ａを有する。ゼロクロス検出部１２ａは、モータ３の各相に流れる電流波形のゼロクロス点を検出する。本実施の形態では実電流演算部１５ａにより算出される実電流値よりゼロクロス点を検出する。上述したように実電流値は、オフセット電圧検出部１４において記憶更新されたオフセット電圧値と電流センサ４ａより得られる電圧値とを用いて演算され、この実電流値からゼロクロス点を検出する。
【００２８】
ゼロクロス検出部１２ａにより検出されたＶ相のゼロクロス点において、駆動停止部１３では駆動信号作成部１８を介して、図２に示すようにモータ３のＶ相巻線に接続されたインバータ２のスイッチング素子５ｂおよび５ｅを所定時間停止させる。これにより図３に示されるようにＶ相に流れる電流値は増加せずにゼロの状態を保持する。オフセット電圧検出部１４はこの期間中における電流センサ４ａの出力電圧値をオフセット電圧として検出して更新し記憶する。更新されたオフセット電圧値と電流センサ４ａより得られる電圧値とを用いて、実電流演算部１５ａにおいてモータ３のＶ相に流れる実電流値が演算される。以上のように、モータ３の電流波形のゼロクロス点においてオフセット電圧検出が行われれば、電流波形の歪みを最小限に抑えることができるので、モータの駆動に影響を与えにくい。
【００２９】
インバータ２の制御を行う制御部１０は図１および図２に示されるように例えば、指令電流演算部１６ａ、電流誤差演算部１７および駆動信号作成部１８を有する。指令電流演算部１６ａは外部速度指令に基づいてモータ３を所定の速度に制御するための指令電流値を算出する。この指令電流演算部１６ａより算出される指令電流値と実電流演算部１５ａより算出される実電流値との誤差を電流誤差演算部１７において求め、この誤差値から駆動信号作成部１８においてインバータ２へ出力する駆動信号を作成して出力する。インバータ駆動部１１はこの駆動信号に基づいてインバータ２のスイッチングを行いモータ３の速度制御を行う。
【００３０】
以上の動作を一定時間毎或いは所定周期毎等に行い、運転中に変動するオフセット電圧の誤差を確実に補正する。上記の説明では電流センサ４ａのオフセット電圧の補正方法について説明したが、電流センサ４ｂのオフセット電圧の補正も電流センサ４ａと同様に行うことが可能であり、モータ３の全ての相において本実施の形態のインバータ制御を行う。
【００３１】
上述したように、本実施の形態のインバータ制御装置３０によると、モータ３の電流波形にインバータ２のスイッチング周波数成分が重畳されるような場合であっても、運転中における温度ドリフト等による電流センサ４ａおよび４ｂのオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができるので、制御性能を劣化させずに信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができる。
【００３２】
また、インバータ制御装置３０がモータ３の各相に流れる電流波形のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部１２ａを有し、モータ３の電流波形のゼロクロス点においてオフセット電圧検出が行われれば、電流波形の歪みを最小限に抑えることができる。
【００３３】
さらに本実施の形態のインバータ制御装置において、制御部１０にマイコン等を用いれば全ての制御をソフトウェアで行うことができるので、新たな回路等の追加を必要とせず、装置の大型化さらにはコストアップの防止を実現することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
図４は実施の形態２のインバータ制御装置３２の制御ブロック図である。実施の形態２のインバータ制御装置３２においては、指令電流演算部１６ｂが算出する指令電流値に基づいてモータ３の電流波形のゼロクロス点を検出することにおいて実施の形態１のインバータ制御装置３０と異なる。
【００３５】
以下、本実施形態２のインバータ制御装置３２について図４、図５および図６を用いて詳細に説明する。なお、電流センサ４ａおよび４ｂの温度ドリフト等により生じるオフセット電圧の変動誤差の補正方法については実施の形態１と同様であるので詳細な説明は省略し、特に電流波形のゼロクロス点の検出方法について詳細に説明する。
【００３６】
図４において、指令電流演算部１６ｂは外部速度指令に基づいて、モータ３を所定の速度に制御するために必要な電流指令値を算出する。この電流指令値と実電流演算部１５ｂより算出される実電流値とが一致するようにインバータ２の制御を行う。以下の説明においては、インバータ２からモータ３に流れる電流波形を正弦波状に制御すると仮定する。この場合、指令電流演算部１６ｂが算出する指令電流波形は図５に示すような正弦波状となる。
【００３７】
図５において指令電流波形の振幅値をＡとし、ある瞬間での指令電流の瞬時値をＢとし、このときの角度をθとすると、下記（式２）の等式が成り立つ。
Ｂ＝Ａ×ｓｉｎθ・・・（式２）
【００３８】
上記（式２）は、角度θがゼロに近い値、即ち正弦波のゼロクロス点近傍では下記の（式３）のように近似して表すことができる。
Ｂ≒Ａ×θ・・・（式３）
【００３９】
従って、角度θは（式４）のように簡単な数式により求めることができる。
θ＝Ｂ／Ａ・・・（式４）
（式４）の角度θにより、電流波形が次にゼロクロス点に到達するまでの時間を算出することができる。従って、ゼロクロス検出部１２ｂは、指令電流演算部１６ｂが算出する電流波形の振幅値Ａと各瞬時値Ｂとによりゼロクロス点を推測することができる。
【００４０】
これにより駆動停止部１３は電流波形のゼロクロス点付近、例えば図６に示すようにゼロクロス点前後でインバータ２への駆動信号を所定時間停止させることができる。この間にオフセット電圧検出部１４は、電流センサ４ａおよび４ｂが出力するオフセット電圧を検出する。このオフセット電圧を用いて実電流演算部１５ｂは実電流値を演算する。
【００４１】
従って本実施形態２のインバータ制御装置３２によれば、モータ３の電流波形にインバータ２のスイッチング周波数成分が重畳されるような場合であっても、（式４）に示す非常に簡単な計算式によって運転中における温度ドリフト等による電流センサ４ａおよび４ｂのオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができるので、制御性能を劣化させずに信頼性の高いインバータ制御装置を容易に実現することができる。
【００４２】
また、本実施形態２によっても上述の実施の形態１と同様に、運転中において変動するオフセット電圧の誤差を確実に補正することができるので、制御性能を劣化させることなく信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができる。また、モータ３の電流波形のゼロクロス点においてオフセット電圧検出が行われるので、電流波形の歪みを最小限に抑えることができる。さらに制御部１０にマイコン等を用いれば、全ての制御をソフトウェアで行うことができるので、新たな回路等の追加を必要とせず、装置の大型化さらにはコストアップの防止を実現することができる。
【００４３】
（実施の形態３）
図７はモータ３の回転速度に対してその半分の速度で周期的に変動する負荷を駆動する場合のモータ３の電流波形を示す図である。本実施の形態３においては、上述の実施の形態２と同様のインバータ制御装置３２を用い、図７に示されるような脈動した波形の電流がモータ３に流される。以下の説明は特に図７に示される電流波形のゼロクロス点の検出方法に関する。ゼロクロス点検出後の電流センサ４ａおよび４ｂの温度ドリフト等により生じるオフセット電圧の変動誤差の補正方法については実施の形態１と同様であるので詳細な説明は省略する。以下、本発明の実施の形態３について図４および図７を用いて詳細に説明する。
【００４４】
モータ３の回転速度に対して周期的に変動する負荷のトルクを補正し、一定トルクを発生させる制御方法として、トルク制御が用いられる。トルク制御は、周期的に変動する負荷量を検出し、この負荷に対してモータ３が発生するトルクが一定値になるように、モータ３に流す電流値を補正するものである。具体的には、指令電流演算部１６ｂにおいて、外部速度指令に基づいた正弦波状の基準電流指令値を算出し、この基準電流指令値に対して負荷の大きさに対応した電流値の補正を行う。
【００４５】
この結果、トルク制御によりモータ３の発生トルクは一定になるが、電流波形は図７に示すように脈動した波形となる。このとき、電流の補正を正弦波状の基準電流指令値に対して行うため、脈動電流波形のゼロクロス点は基準電流指令値のゼロクロス点と同じになる。
【００４６】
従って、図７の脈動電流波形のゼロクロス点を算出するには、基準の電流指令値のゼロクロス点を算出すればよいことになる。よって上述の実施の形態２で示した（式４）の計算式を用いて脈動電流波形のゼロクロス点を容易に算出することができる。ゼロクロス検出部１２ａにより得られるゼロクロス点において電流センサのオフセット電圧を補正すれば、上述の実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００４７】
従って本実施の形態３によれば、モータ３が周期的に変動する負荷を駆動する場合であっても（式４）に示す非常に簡単な計算式によって運転中における温度ドリフト等による電流センサ４ａおよび４ｂのオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができるので、制御性能を劣化させずに信頼性の高いインバータ制御装置を容易に実現することができる。
【００４８】
また、本実施の形態３によっても上述の実施の形態１および２と同様に、運転中において変動するオフセット電圧の誤差を確実に補正することができるので、制御性能を劣化させることなく信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができる。また、モータ３の電流波形のゼロクロス点においてオフセット電圧検出が行われるので、電流波形の歪みを最小限に抑えることができる。さらに制御部１０にマイコン等を用いれば、全ての制御をソフトウェアで行うことができるので、新たな回路等の追加を必要とせず、装置の大型化さらにはコストアップの防止を実現することができる。
【００４９】
（実施の形態４）
図８は、本発明のインバータ制御装置を有する空気調和機の一構成例を示す。本発明の空気調和機４０は例えば、図１のインバータ制御装置３０または図４のインバータ制御装置３２を有する。以下図８を用いて本発明の空気調和機４０について説明する。
【００５０】
図８に示される空気調和機４０は、電動圧縮機８２を駆動させるためのインバータ装置８１と、インバータ装置８１を制御するための実施の形態１と同様のインバータ制御装置３０とを有する。空気調和機４０は電動圧縮機８２、室内ユニット９２、室外ユニット９５および四方弁９１からなる冷凍サイクルを備えている。室内ユニット９２は室内熱交換器９３と室内送風機９４とを有し、室外ユニット９５は室外熱交換器９６、室外送風機９７および膨張弁９８を有する。
【００５１】
熱媒体である冷媒が冷凍サイクル中を循環する。冷媒は電動圧縮機８２により圧縮され、室外熱交換器９６において室外送風機９７からの送風により室外の空気と熱交換され、また室内熱交換器９３において室内送風機９４からの送風により室内の空気と熱交換される。室内熱交換器９３での熱交換後の空気により室内の冷暖房が行われる。冷房または暖房の切換は四方弁９１を用いて冷媒の循環方向を反転させることにより行われる。
【００５２】
以上のような冷凍サイクルにおける冷媒の循環は、インバータ装置８１を用いて電動圧縮機８２を駆動させることにより行われ、これらインバータ装置８１および電動圧縮機８２の制御方法は例えば実施の形態１と同様のインバータ制御装置を用いて行われる。インバータ制御装置の構成および動作については前述したとおりであるので説明は省略する。
【００５３】
以上のように本発明によると、効率の低下や制御性能の劣化などが抑制された空気調和機を提供することができる。
【００５４】
本実施形態では圧縮機８２の駆動装置として実施の形態１で説明したインバータ制御装置３０を用いた空気調和機について説明したが、実施の形態２または実施の形態３で説明したインバータ制御装置を用いても上記と同様の効果を有する空気調和機を提供することができる。なお、本発明の空気調和機に含まれるインバータ制御装置によると、電動圧縮機８２が１ピストンロータリ圧縮機であっても、実施の形態３に説明したように、運転中の温度ドリフト等による電流センサのオフセット電圧の誤差を補正して制御性能の劣化を抑制することができる。従って本発明のインバータ制御装置は、特に使用温度環境の厳しい空気調和機に対して用いることによりその効果を最大限に利用することができる。
【００５５】
さらに上記のオフセット電圧補正制御はソフトウエアにより実現することができる。従って、制御部１０にマイコンなどを使用すれば部品の追加やコストアップを伴うことがない。
【００５６】
なお、図１および図４に示される本発明の実施の形態１から３のインバータ制御装置において、制御部１０に含まれる構成要素は上記実施の形態で説明した組合わせに限られず、さらにインバータ駆動部１１、ゼロクロス検出部１２ａ、１２ｂ、駆動停止部１３、オフセット電圧検出部１４、および実電流検出部１５ａ、１５ｂのうちの一部または全てを含んでもよい。また、上記実施の形態１から４において、電流センサ４ａおよび４ｂのオフセット電圧の初期ばらつきについては、モータ３の起動前にセンサ出力電圧をオフセット電圧として予め検出することにより誤差を補正することができる。
【００５７】
上記実施の形態１から４では、負荷としてのモータの全ての相に対してオフセット電圧の変動誤差補正を伴うインバータ制御を行うことを説明したが、本発明はこれに限られず、モータの少なくとも１つの相に対して上記のようなインバータ制御を行えば本発明の効果は得られる。
【００５８】
【発明の効果】
上述のように本発明によると、駆動停止手段によって負荷の少なくとも１つの相に流れる電流値が所定時間ゼロにされ、この期間中に電流検出手段が出力する負荷の電圧値がオフセット電圧検出手段により記憶更新されるので、電流検出手段のオフセット電圧の変動誤差を確実に補正することができる。従って制御性能を劣化させずに信頼性の高いインバータ制御装置およびこれを用いた空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１のインバータ制御装置を示す制御ブロック図である。
【図２】 本発明の実施形態１のインバータ制御装置のインバータ回路構成図である。
【図３】 本発明の実施形態１のインバータ制御装置におけるモータ電流波形図である。
【図４】 本発明の実施形態２および３のインバータ制御装置を示す制御ブロック図である。
【図５】 本発明の実施形態２のインバータ制御装置におけるゼロクロス点検出方法を示す図である。
【図６】 本発明の実施形態２のインバータ制御装置におけるモータ電流波形図である。
【図７】 脈動電流波形およびその基準指令電流波形図である。
【図８】 本発明の実施形態４の空気調和機を示す構成のブロック図である。
【図９】 従来のインバータ制御装置における制御ブロック図である。
【図１０】 １ピストンロータリ圧縮機のモータ電流波形である。
【符号の説明】
１ 直流電源
２ インバータ
３ モータ
４ 電流検出手段
４ａ、４ｂ 電流センサ
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ スイッチング素子
１０ 制御部
１１ インバータ駆動部
１２ａ、１２ｂ ゼロクロス検出部
１３ 駆動停止部
１４ オフセット電圧検出部
１５ａ、１５ｂ 実電流演算部
１６ａ、１６ｂ 指令電流演算部
１７ 電流誤差演算部
１８ 駆動信号作成部
３０ インバータ制御装置
３２ インバータ制御装置
８１ インバータ装置
８２ 電動圧縮機
９１ 四方弁
９２ 室内ユニット
９３ 室内熱交換器
９４ 室内送風機
９５ 室外ユニット
９６ 室外熱交換器
９７ 室外送風機
９８ 膨張弁

Claims (4)

1. 複数のスイッチング素子を有し、直流を交流に変換して負荷に供給するインバータの制御装置であって、
   （ａ）前記負荷に流れる電流値を検出し電圧値に変換して出力する電流検出手段と、
   （ｂ）前記負荷の少なくとも１つの相に流れる電流値がゼロになるように前記インバータの少なくとも１つのスイッチング素子を所定時間オフさせる駆動停止手段と、
   （ｃ）前記駆動停止手段が前記インバータの前記スイッチング素子をオフさせることにより前記負荷に流れる電流値がゼロになる期間中に前記電流検出手段が出力する電圧値を記憶更新するオフセット電圧検出手段と、
   （ｄ）前記電流検出手段が出力する電圧値と前記オフセット電圧検出手段が記憶する電圧値とから前記負荷に流れる実電流値を演算する実電流演算手段と、
   （ｅ）前記駆動停止手段および前記実電流演算手段の出力信号に基づいて前記インバータを制御する制御部と、
   （ｆ）前記負荷に流れる電流のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、
   （ｇ）前記負荷に流す電流値を算出する指令電流演算手段と、
   を備え、
   前記ゼロクロス検出手段は、前記負荷に流す電流が正弦波形を有する場合に、前記指令電流演算手段が算出する電流波形の振幅値と各瞬時値とに基づいてゼロクロス点を算出し、
   前記駆動停止手段は、前記ゼロクロス検出手段が検出する電流のゼロクロス点において前記インバータのスイッチング素子を所定時間停止させることを特徴とするインバータ制御装置。
2. 前記ゼロクロス検出手段は、前記電流の振幅値をＡとし、各瞬時値をＢとし、瞬時値Ｂにおける角度をθとすると、θ＝Ｂ／Ａ（θ≒０）によりゼロクロス点を算出することを特徴とする、請求項２に記載のインバータ制御装置。
3. 前記負荷は、モータであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のインバータ制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載のインバータ制御装置を備えたことを特徴とする空気調和機。

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