JP4338876B2 - Electric motor drive device and compressor drive device - Google Patents

Electric motor drive device and compressor drive device Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機の回転数を制御するインバータと交流を直流に変換するコンバータとを有した電動機駆動装置に関し、特に充放電可能な電池を用いて電力を貯蔵することができる電動機駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、充放電可能な電池を用いて電力貯蔵することができる電動機駆動装置がある。たとえば、図１２は、従来の電動機駆動装置を用いた電力貯蔵エアコンシステムの構成を示す図である（特開平１０−１１７４４８号公報参照）。図１２において、ダイオードブリッジ１０３、短絡素子１０４、リアクトル１０２、ダイオード１０１、平滑コンデンサ１０６および制御部１０５から構成されるコンバータは、短絡素子１０４である半導体素子を１つ用いた昇圧形の高力率コンバータである。このコンバータは、制御部１０５による短絡素子１０４のオン、オフによって平滑コンデンサ１０６の両端電圧である直流母線電圧を所望の値に制御し、かつ交流電源１００から流れる入力電流をも制御し、これによって高周波含有量の少ない略正弦波状の入力電流に制御するようにしている。
【０００３】
平滑コンデンサ１０６の両端には、直流母線電圧が現れ、コンバータは、交流を直流に変換したことなる。この直流母線電圧はインバータ１０７に印加される。インバータ１０７は、モータ１０８を駆動し、回転数制御を行う。
【０００４】
ここで、図１２に示した電力貯蔵エアコンシステムは、コンバータとインバータ１０７によってモータ１０８を駆動するのみではなく、電力需要の少ない夜間電力を電池１１４に貯蔵し、電力需要の多い昼間時に夜間貯蔵した電力を用いるようにしている。
【０００５】
電池１１４への充電は、充電用半導体素子１１０がオン状態で、直流母線電圧が電池電圧に比して高い場合に行われるため、充電時には、コンバータの制御部１０５が、直流母線電圧が充電可能な電圧となるように制御する。一方、電池１１４からの放電は、電池電圧に比して直流母線電圧が低い場合に行われるので、放電時には、この直流母線電圧が低い状態で、放電用半導体素子１１１がオンされる。これによって、貯蔵された電池１１４の直流をそのままエアコンに利用し、電力効率を高めることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した電力貯蔵エアコンシステムでは、電池１１４への充電および放電を行う際に電圧変換することなく、直接、電池１１４の電圧をモータ１０８の出力補助に用いたり、コンバータ出力電圧を直接、電力貯蔵に用いることによって、電池１１４への充放電時の電圧変換に関わる効率を高めるようにしている。このため、高力率コンバータによる直流母線電圧を制御することによって、電池１１４からの充放電を制御するようにしているが、このような直流母線電圧の制御を行うのは、電流が電位の高い方から低い方にしか流れず、電池１１４とインバータ１０７の入力端との間を双方向に電流を流すためには、充放電時に電位差を逆転させる必要があるからである。
【０００７】
しかしながら、従来の電力貯蔵エアコンシステムでは、電池１１４からの放電を行う場合で、モータ１０８が電池１１４の電圧以上の印加電圧を必要とする場合、電池１１４に貯蔵した電力を供給し続けると、モータ１０８の印加電圧不足のために、モータ１０８の回転数が低下し、モータ１０８は出力不足になってしまうという問題点があった。
【０００８】
この場合、コンバータを動作させて、モータ１０８の必要電圧となるように直流母線電圧を制御すると、逆に電池１１４からの放電は電位差によってできなくなり、結果として電池１１４に貯蔵した電力を使用することができないという問題点があった。
【０００９】
また、電池１１４に充電する場合、電池１１４の電圧が電源電圧のピーク値以下の場合、電池１１４に充電できるが電池１１４からの放電ができなくなる。このため、電池の電圧は、電源電圧のピーク値を越える値を設定することになるが、この場合、電池が大型化し、しかもコスト高になるという問題点がああった。一方、コンバータによって昇圧して充電することになるため、このコンバータの昇圧動作によって多くの損失（ロス）が発生することになるという問題点もあった。
【００１０】
さらに、電池１１４から放電する場合、モータ１０８が停止しているか、または低速運転しているなどの負荷が軽い状態であって、電池１１４からの放電量が多い場合には、直流母線電圧が高くなりすぎてインバータ１０７やコンバータの耐電圧を越えてしまい、インバータ１０７やコンバータが破損するおそれが生じるという問題点があった。
【００１１】
一方、電池１１４に充電する場合も、同様であって、モータ１０８の出力が大きい重負荷で駆動している場合に、電池１１４への充電を行うと必要な入力が大きくなりすぎ、コンバータの電流容量を超えてしまい、コンバータが破損するおそれがあるという問題点があった。
【００１２】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、電動機出力に適した電力補助を行うことができるとともに、効率のよい充電による高い電力貯蔵を可能とする電動機駆動装置およびそれを用いた空気調和機ならび圧縮機駆動装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電動機の回転数が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、充放電制御手段が、電動機の回転数をもとに充放電回路の充放電量を制御するようにし、たとえば放電時には、電動機にアシストすべき電力量を電動機の回転数によって制御するので、コンバータ効率および充放電回路効率の双方とも向上させることができ、また、電動機の回転数が高い場合に、充電量を低減し、コンバータ効率の低い状態では、充電を行わないようにし、充電時に発生する電力損失を最小限に抑制するようにしている。また、電動機の回転数が所定値以下の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に、電池からの放電を強制的に停止するようにしている。
【００１５】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電動機の回転数が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段は、電動機の回転数が所定値以上の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に電池に対する充電を強制的に停止するようにしている。
【００１７】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電動機の消費電力が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段は、電動機の消費電力が所定値以下の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に電池からの放電を強制的に停止するようにしている。
【００１９】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電動機の消費電力が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段は、電動機の消費電力が所定値以上の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に電池に対する充電を強制的に停止するようにしている。
【００２１】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記直流接続点の電圧が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段は、直流接続点の電圧が所定値以下の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に電池からの放電を強制的に停止するようにしている。
【００２３】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記直流接続点の電圧が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段は、直流接続点の電圧が所定値以上の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止するようにしている。
【００２５】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点間に接続される平滑コンデンサと、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記を備えたことを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段は、電動機が停止した場合に電池から平滑コンデンサへの放電を強制的に停止するようにしている。
【００２７】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、前記電動機の回生動作を検出する回生検出手段をさらに備え、前記充放電制御手段は、前記回生検出手段が前記回生動作を検出した場合に該回生動作による電力を前記電池に充電する制御を行うことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、充放電制御手段が、回生検出手段による回生動作を検出した場合に該回生動作による電力を電池に充電させる制御を行うようにしている。
【００２９】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、時刻を計時する計時手段をさらに備え、前記充放電制御手段は、前記計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、充放電制御手段が、計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うようにしている。
【００３１】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、外部装置との間の通信処理を行う通信処理手段をさらに備え、前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記電池の充放電状態を前記外部装置に通知する充放電状態通知手段を備え、前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記外部装置によって充放電制御されることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、充放電制御手段が、通信処理手段を介して電池の充放電状態を外部装置に通知し、通信処理手段を介して外部装置によって充放電制御されるようにしている。
【００３３】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、前記電動機は、冷凍サイクルに用いられる圧縮機であることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、電動機を、冷凍サイクルに用いられた圧縮機とし、上記電動機駆動装置を空気調和機に用いるようにしている。
【００３５】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが、冷凍サイクルに用いられる圧縮機の回転数を制御する圧縮機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電池の充放電量をもとに前記圧縮機の回転数を制御するとともに、前記電池への充電時に前記圧縮機の回転数が所定値以上である場合に前記圧縮機の回転数を所定値未満の回転数に制御する圧縮機制御手段を備えたことを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、充放電制御手段の圧縮機制御手段は、電池の充放電量をもとに圧縮機の回転数を制御するとともに、電池への充電時に圧縮機の回転数が所定値以上である場合に圧縮機の回転数を所定値未満の回転数に制御するようにしている。
【００３７】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する圧縮機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電池の充放電量をもとに前記圧縮機の回転数を制御するとともに、前記電池からの放電時に前記圧縮機の回転数が所定値以下である場合に前記圧縮機の回転数を所定値を越える回転数に制御する圧縮機制御手段を備えたことを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、充放電制御手段の圧縮機制御手段は、電池の充放電量をもとに圧縮機の回転数を制御するとともに、電池からの放電時に前記圧縮機の回転数が所定値以下である場合に圧縮機の回転数を所定値を越える回転数に制御するようにしている。
【００３９】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、時刻を計時する計時手段をさらに備え、前記充放電制御手段は、前記計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うことを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、充放電制御手段が、計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うようにしている。
【００４１】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、外部装置との間の通信処理を行う通信処理手段をさらに備え、前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記電池の充放電状態を前記外部装置に通知する充放電状態通知手段を備え、前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記外部装置によって充放電制御されることを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、充放電制御手段が、通信処理手段を介して電池の充放電状態を外部装置に通知し、通信処理手段を介して外部装置によって充放電制御されるようにしている。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電動機駆動装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。また、図２は、図１に示した電動機駆動装置の詳細構成を示す図である。図１において、コンバータ３は、交流電源１の交流を直流に変換する。なお、コンバータ３は、一般的な交流直流変換装置であれば、どのような形態であってもよい。たとえば、交流電源１が３相電源であれば、図２に示したコンバータ３とすることができる。コンバータ３は、ダイオードブリッジ１１、リアクトル１２、および平滑コンデンサ１３によって構成される。コンバータ３の出力電圧となる平滑コンデンサ１３の両端には、交流電源１の線間電圧の√（２）倍の直流母線電圧が出力される。
【００４５】
コンバータ３から出力された直流母線電圧は、インバータ４に入力される。電動機２を駆動するインバータ４は、コンバータ３から出力された直流母線電圧をＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行い、電動機２に印加する。インバータ４は、周知のように６つの半導体素子で構成され、電動機２の各相への異なる電圧を出力し、電動機２を駆動する。
【００４６】
コンバータ３とインバータ４との間の接続点９は、充放電回路６が接続され、充放電回路６は、充放電可能な電池５を接続し、接続点９を介した電池５の充放電を行う。すなわち、電池５は、充放電回路６を介して接続点９に接続される。電流は、電位の高い方から電位の低い方に流れるため、電池５を接続点９に直接接続すると、接続点９に現れる直流母線電圧と電池５の両端電圧との大小関係が変化しない限り、充電あるいは放電の一方しか動作させることができなくなる。
【００４７】
このため、充放電回路６は、電池５と接続点９との間に接続される。充放電回路６は、電位差にかかわらず、双方向に電流が流れるように、電圧を低下させる降圧回路と、電圧を上昇させる昇圧回路とを兼ね備える回路であればよい。
【００４８】
充放電回路６は、図２に示すような複合チョッパ回路で構成される。この複合チョッパ回路は、スイッチ素子１４，１５とそれぞれ逆並列に接続されたダイオード１６，１８とを備えた２つの半導体素子を有する。また、各半導体素子の接続点にはリアクトル１７が接続され、このリアクトル１７を介して電池５の正側が接続される。
【００４９】
電池５に充電する場合、スイッチ素子１４をオンし、直流母線電圧の電池５とリアクトル１７との直列回路の両端に印加され、電池５に充電電流が流れる。その後、スイッチ素子１４がオフされると、スイッチ素子１４のオン時に、リアクトル１７に電流が流れることによって蓄えられたエネルギーによって、リアクトル１７から電池５に対して充電電流が流れ続け、ダイオード１８を介してリアクトル１７に循環するように電流が流れる。すなわち、スイッチ素子１４のオンによって、リアクトル１７に蓄えられたエネルギーが無くなるまで、スイッチ素子１４をオフしても電池５への充電電流は流れ続けるので、スイッチ素子１４のオン、オフ制御を行うことで、充電電流を制御することができ、結果として充電量を制御することができる。
【００５０】
一方、電池５から放電する場合、充電時に動作させるスイッチ素子１４は動作させず、スイッチ素子１５のみを動作させる。スイッチ素子１５をオンすると、電池５はリアクトル１７を介して短絡したことになり、短絡電流が電池５から流れ出す。スイッチ素子１５をオフさせると、短絡電流が流れることによってリアクトル１７にエネルギーが蓄えられ、このエネルギーは、リアクトル１７からダイオード１６を介して接続点９に流れ出す。この場合、エネルギーは電荷であるため、スイッチ素子１５のオン、オフ制御を行うことによって、接続点９に流れる放電電流を制御することができる。さらに、リアクトル１７から流れる放電電流を制御することによって、結果的に電池５からの放電量を制御することができる。
【００５１】
この複合チョッパ回路のような充放電回路６を、電池５と、コンバータ３およびインバータ４との接続点９との間に設けることによって、充電電流および放電電流を簡単に制御することができ、結果として充電量および放電量をも制御することができる。
【００５２】
ここで、この充電量および放電量の制御に基づいた電動機駆動について説明する。まず、電池５の放電時について説明する。電池５が放電を行うのは、通常、電動機２の負荷が重くなったときである。電動機２の負荷が重くなり、電動機２からの出力電力が増加すると、交流電源１からの入力電力も増加することになる。ここで、充放電制御部７は、電池５に貯蔵されていた電力を放電し、電動機２の駆動をアシストするように充放電回路６を動作させる。
【００５３】
電池５からの放電による電動機２の駆動アシストが増加すると、電動機２の出力電力が一定であっても、交流電源１からの入力電力は減少し、併せてコンバータ３から入力される電流も減少する。コンバータ３は、入力電流量に応じてコンバータ３における交流から直流への電力変換効率（コンバータ効率）を変化させ、入力電流量が小さい程、コンバータ効率は高まり、コンバータ３において発生する損失も電流が小さい程、小さくなる。したがって、電池５からの放電による電動機２の駆動アシストを行えば行う程、コンバータ効率は高まることになる。
【００５４】
また、電池５からの放電を行えば行う程、充放電回路６における損失は大きくなるが、電池５からの放電量からみた充放電回路６の電力変換効率（充放電回路効率）は、逆に放電電流が増加する程、高くなる。したがって、電池５からの放電量を増加させれば、コンバータ効率および充放電回路効率のいずれも高まり、電池５の放電による電動機２への駆動アシストは可能な限り行う方がよいことになる。ただし、放電量が多くなると、電池５の寿命および充放電回路６の発熱による熱破壊などの問題が発生しないように留意する必要があるとともに、充放電回路効率の飽和も考慮する必要がある。
【００５５】
そこで、実施の形態１における充放電制御部７は、電動機２の駆動アシストを行うべき電力量を電動機２の回転数に応じて制御するようにしている。充放電制御部７は、回転数検出部２３、充放電量演算・制御部２４、ＰＷＭ生成部２５および動作切換部２６を有する。
【００５６】
回転数検出部２３は、電動機２の回転数を検出し、その結果を充放電量演算・制御部２４に送出する。充放電量演算・制御部２４は、回転数検出部２３からの回転数に対応した充放電量をＰＷＭ生成部２５に送出する。ＰＷＭ生成部２５は、充放電量に対応したＰＷＭ信号を生成し、動作切換部２６に送出する。動作切換部２６は、充放電回路６に充電を行わせる場合には、スイッチ素子１４にＰＷＭ信号を送出し、充放電回路６に放電を行わせる場合には、スイッチ素子１５にＰＷＭ信号を送出する切換処理を行う。なお、充放電量演算・制御部２４には、回転数のほか、電池５による充放電量を取得するとともに、インバータ制御部８に接続され、インバータ制御部８に対する制御指示あるいはインバータ制御部８からの情報をもとにした充放電量制御をも行う。
【００５７】
このようにして、電池５の放電による電動機２の駆動アシストの電力量を、電動機２の回転数に応じて制御するように充放電制御部７が動作するため、コンバータ効率および充放電回路効率の双方とも向上させることができる。また、電池５による電力貯蔵を行わない電動機駆動装置に比して、電動機駆動装置全体の消費電力量を低減することができる。さらに、電動機２に適応した放電量であるため、電池５の寿命も短くならず、信頼性の高い電動機駆動装置を実現できる。
【００５８】
なお、電動機２の回転数に応じた充放電制御を行えばよいが、電動機２の出力は回転数にトルクを乗算した値で示され、電動機２の負荷が重い場合は、高速回転であり、高トルクでもあることから、電動機２のトルクに応じる、または電動機の出力量に応じることにも等価である。ここで、トルクを検出するための装置に比して、回転数を検出する装置の方が簡易な構成であるとともに、低コストである。
【００５９】
さらに、電動機２の出力量は、電動機２の相電流、コンバータ３の入力電流、インバータ４の入力電流などから検出することができる。ここで、これらの電流検出を行うための装置を設けることは構成が複雑となり、コストもかかる。もちろん、既存の電動機駆動装置に電流検出部が搭載されている場合には、この電流検出部を用いることができるが、一般の電動機駆動装置では、必ず回転数を検出して制御しているので、この回転数の検出装置を併用することによって電動機駆動装置の全体構成を簡易にし、しかも低コスト化を招くことができる。
【００６０】
つぎに、電池５の充電時について説明する。電池５を充電することは、交流電源１から電力を取り出すことと同じであるため、コンバータ３にも充電電流が流れる。このとき、インバータ４が動作していなければ問題はないが、インバータ４が動作している場合、コンバータ３には、電池５への充電電流と、電動機２の駆動電流とを加算した電流が流れることになる。この加算した電流量がコンバータ３の定格電流値を超えた場合、コンバータ３は破損することになる。
【００６１】
また、電池５への充電時に、インバータ４において電力消費されていると、インバータ４によって消費されている電力分だけ、コンバータ３に流れる電流量は増加するため、上述したように、インバータ４の動作時におけるコンバータ効率は、インバータ４の停止時におけるコンバータ効率に比して低下することになる。
【００６２】
したがって、電池５の充電時に、インバータ４が、コンバータ３を破損させないような負荷量で動作していても、コンバータ３における電力損失は、インバータ４の停止時に比して増加し、充電時の充電効率は低下してしまう。このため、充放電制御部７は、電動機２の回転数に応じて電池５への充電量を制御し、充電開始時に電動機２が動作している場合には、低い充電量で電池５を充電させるように充放電回路６を動作させる。また、充電時に電動機２が動作開始した場合、充放電制御部７は、充電量を低下させるように充放電回路６を制御する。
【００６３】
これによって、電動機２の動作で、充電時に発生する電力損失を最小限に抑えることができ、効率の良い電力貯蔵を行うことができる電動機駆動装置を実現できる。
【００６４】
ところで、電動機２の回転数のみによって電池５の充放電量を制御すると、電池５を充電できなくなる場合が発生する。この場合、充放電量演算・制御部２４は、内部に時刻を計時する図示しない計時部をもたせ、電動機２の動作時間として一定時間を経過した場合に、電動機２の回転数が低くなる指示をインバータ制御部８を送出する。
【００６５】
あるいは、充放電量演算・制御部２４は、充電動作が開始する時刻を予め設定しておき、設定した時刻から一定時間を過ぎても電動機２が動作している場合に、電動機２の回転数を低下する指示をインバータ制御部８を送出する。
【００６６】
また、充放電量演算・制御部２４は、電池５の充電量を監視し、この監視結果をもとに、電動機２の回転数が低くなる指示をインバータ制御部８に送出する。
【００６７】
このような時間に関する充電量あるいは直接的な充電量に基づいた電動機２の回転数制御を行うことによって、電池５の充電量が常に適切に保たれる。なお、充電量に基づいた電動機２の回転数制御に限らず、放電量に基づいた電動機２の回転数制御を行うようにしてもよい。したがって、時間に関する充放電量あるいは直接的な充放電量に基づいた電動機２の回転数制御を行うことによって、電池５の充電量が常に適切に保たれることになる。
【００６８】
このようにして、電動機２の回転数が高く、消費電力が大きい場合には、充電量を低減させ、コンバータ効率の低い状態では、充電を行わないように充放電制御部７が動作することによって、充電時におけるトータル効率が高くなり、省エネルギーを実現することができる。
【００６９】
なお、インバータ制御部８は回転数制御を行い、充放電制御部７は充放電制御を行うが、インバータ制御部８および充放電制御部７は、互いに独立して動作するのではなく、互いに協調し、制御量を増減させることによって、充電あるいは放電におけるトータル効率を高め、省エネルギーを実現する。
【００７０】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、図１に示した電動機２が圧縮機３２の電動機として用いられる場合を前提した形態である。図３は、この発明の実施の形態２である電動機駆動装置の詳細構成を示す図である。図３において、上述した電動機２に代えて圧縮機３２を用い、さらに計時部２７と設けているほかは、図１に示した実施の形態１と同じ構成であり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００７１】
図示しない電動機によって駆動される圧縮機３２は、空気調和機などに用いられる。一般家庭や事務所などで使用される電気製品は、人間が活動する時間帯に動作量が増加し、人間が活動しない夜間の時間帯における動作量は少ない。また、特に、空気調和機は、夜間よりも昼間の時間帯の動作量の方が圧倒的に多い。このため、昼間の電力需要量は、夜間の電力需要量に比して極端に多く、一方、発電所では、電力需要量に応じて発電量を制御できないので、夜間電力は余剰電力となっている。
【００７２】
このため、電力会社ではピークシフトを呼びかけ、昼間の電力と夜間の電力とで料金体系を変えるなどの措置が講じられている。ピークシフトとは、日中の電力需要のピークを夜間電力に需要をシフトさせることであり、昼間の電力ピーク時における発電所における発電量を低減させ、余剰が出る夜間電力を有効に使用することによって、地球全体から見た二酸化炭素の発生量を低下させるものである。また、上述したように、電力会社の電力料金は、深夜の方が安くなっているので、深夜の電力を電池に貯蔵し、日中の電力料金の高い時間帯は、電池に貯蔵した電力を使用すると、電気代のランニングコストも削減することになる。
【００７３】
また、電気代のランニングコストが安くなっているとはいっても、電力貯蔵用に追加する電池５、充放電回路６、充放電制御部７などの部品コストだけ、通常の空気調和機に比して初期コストが高くなる。ここで、ランニングコストが安くなった分によって初期コストを穴埋めすることをペイバックといい、ペイバックにかかる期間を短くすることによって、電力貯蔵のコスト効果の現れる時期が早くなる。
【００７４】
そこで、この実施の形態２では、電池５に電力を貯蔵することによって、昼間の高い電力料金時に消費する電力を安い深夜電力料金の時間帯に、電力をシフトし、深夜電力料金の使用によってランニングコストの削減を行うようにしている。さらに、圧縮機３２を駆動する電動機の動作に応じて充放電制御を適正に行い、充放電による電力変換の効率向上による電気料金の削減によって電気代のランニングコストを削減するようにもしている。これによって、ピークシフトによる電気料金と消費電力低減による電気料金低減によってペイバック期間を短くしてコスト効果を高くすることができる。
【００７５】
図３において、この電動機駆動装置は、実施の形態１と同様に、充放電回路６を用いて充電量および放電量を容易に制御することができる。また、電池５からの放電量および電池５への充電量を圧縮機３２からの出力量に応じて制御することによって、高い充電効率や放電効率での電力のピークシフトを簡単に実現できる。さらに、放電量や充電量に応じて圧縮機３２を駆動する電動機の回転数を制御するようにしてもよい。
【００７６】
なお、圧縮機３２を駆動する電動機の回転数に応じて放電量や充電量を制御し、あるいは放電量および充電量に応じて電動機の回転数を制御することができるのでは、圧縮機３２の出力が、回転数にトルクを乗算した値で示され、トルクは回転数に比例して大きくなり、負荷がおおむね回転数だけで圧縮機３２の出力を推測することができるからである。したがって、充電時や放電時のトータルでの効率を向上させることができ、電池５を用いたにもかかわらず、逆に省エネルギーを実現することができる。
【００７７】
また、電池５への充電は、電力負荷のピークシフトに対する電力料金に鑑み、安い深夜電力を利用して電池５に電力貯蔵することがコスト的に好ましい。ところが、充電は、深夜電力を貯蔵するものの、深夜において必ず空気調和機が停止しているとは限らない。したがって、圧縮機３２が深夜でも動作している場合、圧縮機３２の回転数に応じて電池５への充電量を変化させ、圧縮機３２の回転数が低くなり、コンバータ３への入力電流が小さくなってから、充電を開始するように充放電制御部７を動作させる。これによって、充電時の全電力損失を低減でき、効率の良い電力貯蔵を行うことができる。
【００７８】
ここで、充電を深夜電力で行わないと、電気料金の昼間と夜間との差分代のランニングコスト低下に作用しなくなり、また、充電を十分に行わない場合、昼間に放電する際、貯蔵電力が少なくなり、有効な電力量をアシストできなくなる。この結果、電力貯蔵の意味が小さくなり、ペイバックはおろか、初期コストの回収もできずに、コストの高いシステムになってしまう。また、ピークシフトに適合しないと、深夜電力の利用が進まず、社会的貢献の少ないシステムとなってしまう。
【００７９】
このため、充放電制御部７は、時刻を計時する計時部２７を有する。充放電制御部７は、予め設定されている所定の時刻を経過した場合に、充電を開始させる。なお、圧縮機３２の回転数が高く、消費電力が大きい場合、圧縮機３２の回転数を低くするようにインバータ制御部８に指令するようにしてもよい。
【００８０】
また、充放電制御部７は、初期に充電量を制限して充電動作を開始させ、予め設定されている時刻が経過しても、圧縮機３２の回転数が低下しない場合、圧縮機３２の回転数を低下させるようにインバータ制御部８に指令するようにしてもよい。
【００８１】
ここで、深夜電力を充電するために、圧縮機３２の回転数を低下させると、圧縮機３２の出力が低下し、空気調和機の出力も低下する。しかし、充電を行う深夜において、空気調和機が使用されている室内では、就寝していることもあり、回転数が低下して多少、能力が低下しても問題はないものと考える。逆に、人間が就寝している場合に、空気調和機の能力を低下させることは、人に優しい空気調和機となる。
【００８２】
このようにして、圧縮機３２の回転数も充電動作に適正な回転数に制御されるので、必要時間帯に充電することができ、かつトータルの充電時の効率を高めることができる。これによって、ピークシフトが可能になり、夜間電力料金利用によってランニングコストが低下し、ペイバック期間も短くなり、電力を貯蔵する効果が高めることができる。
【００８３】
また、圧縮機３２の回転数を充電動作に適正な回転数に制御するようにしているが、放電時にも同様な動作を行わせるようにしてもよい。この場合、放電量に応じて圧縮機３２の回転数を制御するが、充電時とは異なる効果を有する。すなわち、充電時は、回転数を低下させて必要時間帯に充電させるが、放電時の場合には、その必要はない。しかし、一般的に空気調和機は、ブレーカが作動しないように、インバータ制御部８によって許容電流以下になるように動作が制限されている。
【００８４】
ところで、負荷が重くなり、空気調和機の能力が必要となるのは、夏場の暑い時間帯であるが、この時間帯では、至る所にある空気調和機が動作している。このため、交流電源１の交流電圧が低下する可能性があり、特に電源インピーダンスの大きな場所に接続されている空気調和機は、交流電圧の低下が生じ易く、電圧低下によって同一入力を得るためには、入力電流が増加してしまう。しかし、ブレーカによる電流制限のため、インバータ制御部８によって圧縮機３２は、回転数の失速命令を受け、能力が出せない回転数で動作させている場合がある。また、室外機１台に対し、複数台の室内機が接続されているマルチエアコンと呼ばれるシステムも、電力を得る電源地点は同一であるので、電圧低下が生じると全ての室内機が一斉に出力不足となるおそれがある。
【００８５】
そこで、充放電回路６を介して電池５から電力をアシストすることによって、コンバータ３に流れる電流を低下させることができるので、充放電制御部７からの指令によって制限された回転数を高くさせることができ、必要能力を出力させることができる。また、電力アシストを行うエアコンが増えれば、電源電圧低下を低減でき、能力ダウンを起こしているエアコンを減らすことができ、社会全体での快適性を実現することができる。
【００８６】
したがって、ピークシフトに貢献できるだけでなく、空気調和機の能力低下を補い、かつ電源電圧低下を抑制することができることになる。
【００８７】
ここで、インバータ制御部８は、回転数制御を行い、充放電制御部７は、充放電制御を行っているが、インバータ制御部８および充放電制御部７は、互いに独立して動作するのではなく、互いに協調を取りながら、制御量を増減させることによって、充電や放電におけるトータル効率を高め、省エネルギーを実現する。また、圧縮機３２が空気調和機に使用されている場合、ピークシフトを実現し、これによって深夜電力利用によるランニングコスト低減だけでなく、充放電による効率向上による電気代低減によって、ランニングコストの更なる削減から電力貯蔵の効果を高め、短期間のペイバックを実現できる。
【００８８】
なお、上述した実施の形態２では、空気調和機を例にとって説明したが、その他、圧縮機を用いる冷蔵庫や除湿器なども同様に適用することができる。さらに、圧縮機でなくても、昼間の動作時間が長く、深夜の動作が少ない電動機を使用している製品、たとえば換気ダクトシステムや空気清浄機などの家電製品、エレベータやエスカレータなどの産業機器などにも同様に適用することができる。
【００８９】
実施の形態３．
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態３では、充放電制御部７に放電停止部４１を設け、電動機２が停止している場合に確実に放電を停止させるようにしている。
【００９０】
図４は、この発明の実施の形態３である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。図４において、充放電制御部７は、放電停止部４１を有する。その他の構成は、図１に示した実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００９１】
充放電回路６は、電池５の充放電を行う回路であり、充放電制御部７からの信号によって動作する。ここで、電動機２が全く動作していない停止状態である場合、電池５が放電し、接続点９から電力供給を行うと、この電力は、コンバータ３内あるいはインバータ４内に蓄えられる。たとえば、コンバータ３内の平滑コンデンサ１３内に蓄えられる。
【００９２】
この場合、電動機２が動作していないので、平滑コンデンサ１３に蓄えられた電力を消費することができないため、平滑コンデンサ１３内のエネルギーが増加し、平滑コンデンサ１３の両端電圧が上昇する。その後、平滑コンデンサ１３の電圧が、耐電圧以上の電圧に達すると、平滑コンデンサ１３は破損してしまうことなる。さらに、平滑コンデンサ１３の耐電圧に比してインバータ４やコンバータ３内に使用している半導体素子の耐電圧が低い場合、インバータ４やコンバータ３は破損することになる。
【００９３】
したがって、インバータ４での電力消費がなく、コンバータ３が交流電源１に電力を回生できない構成である場合、電動機２が停止している状態で、電池５から放電を行ってはならない。ただし、コンバータ３が電力回生可能な構成を有するのであれば、電動機２の停止時に放電しても、交流電源１に回生することができるので、コンバータ３が動作すれば、破損しなくて済む。なお、一般に、回生機能を有するコンバータ３はコストが高く、たとえば空気調和機などの家電機器の製品では、電力回生機能は不要な機能と考えられ、電力回生可能なコンバータ３によって構成されることは、ほとんどない。
【００９４】
このため、放電停止部４１は、電動機２が停止中に電池５から放電させないようにする。すなわち、放電停止部４１は、電動機２が停止中、充放電回路６を構成するスイッチ素子１５の動作を停止させる。
【００９５】
図５は、図４に示した充放電制御部７の詳細構成を示すブロック図である。図５において、充放電制御部７は、回転数検出部２３、充放電量演算・制御部２４、ＰＷＭ生成部２５、動作切換部２６および放電停止部４１を有する。回転数検出部２３は、電動機２の回転数を検出し、その結果を充放電量演算・制御部２４に送出する。充放電量演算・制御部２４は、回転数検出部２３からの回転数に対応した充放電量をＰＷＭ生成部２５に送出する。ＰＷＭ生成部２５は、充放電量に対応したＰＷＭ信号を生成し、動作切換部２６に送出する。動作切換部２６は、充放電回路６に充電を行わせる場合には、スイッチ素子１４にＰＷＭ信号を送出し、充放電回路６に放電を行わせる場合には、スイッチ素子１５にＰＷＭ信号を送出する切換処理を行う。
【００９６】
放電動作中では、スイッチ素子１５に対してＰＷＭ信号が出力されているが、電動機２が停止していることを回転数検出部２３が検出すると、回転数検出部２３は、放電停止部４１に対して信号の出力を停止する指示を送出し、放電停止部４１は、この停止の指示を受けてＰＷＭ信号のスイッチ素子１５への出力を遮断する処理を行う。
【００９７】
この結果、充放電量演算・制御部２４がＰＷＭ生成部２５に送出する制御量にオフセットがあり、ＰＷＭ信号出力が完全に零とならなくても、このＰＷＭ信号は、放電停止部４１によって確実に遮断されるので、電動機２の停止時に放電することを確実に防止できる。このため、コンバータ３やインバータ４などの部品を破損することを防ぎ、信頼性の高いシステムを実現することができる。
【００９８】
ここで、充放電量演算・制御部２４は、回転数検出部２３の回転数に応じて制御するが、回転数に応じて制御されなくても、停止時にＰＷＭ信号を遮断することができるので、コンバータ３やインバータ４などの部品を破損することを防ぎ、信頼性の高いシステムを実現することができる。
【００９９】
また、電動機２の停止状態の検出方式には、電動機２の回転数を直接検出することによって零速度を認識でき、この回転数に応じたきめの細かい放電制御を行うことができる。
【０１００】
電動機２の回転数を直接検出する方式では、たとえば電動機２としてＤＣブラシレスモータが用いられている場合、端子電圧から誘起電圧を検出することで電動機２の回転数を検出できる。電動機２が圧縮機用途で用いられ、ＤＣブラシレスモータである場合、通常、図６に示される１２０度矩形波駆動を行っているため、この非導通区間で誘起電圧を検出することができる。また、圧縮機の特性上、電動機２の回転子に位置センサを付加することができないため、誘起電圧を検出して位置センサレス運転するための位置検出回路が装置に付属している。この位置検出回路を用いることによって、電動機２の回転数を直接検出することができる。
【０１０１】
このようにして、電動機２の停止状態を、直接電動機２の回転数を検出するのは、つぎのような理由がある。まず、特開平１０−１１７４４８号公報に記載されているように、一般的には、コンバータ３への入力電流や電動機２の相電流を検出していた。しかし、電流検出は、一般にコストが高く、圧縮機用途の電動機２としてＤＣブラシレスモータが使用されている場合、誘起電圧を検出しており、電流検出部は、採用されていないことがある。この場合、兼用することによって、低コストを実現できる。また、近年の省エネルギー推進のため、圧縮機モータは、ＤＣブラシレスモータに移行している。
【０１０２】
また、誘導機や同期機を電動機２として用い、相電流によって回転数を検出する場合、検出される相電流は、インバータ４によって出力される周波数に同期しており、電動機２の回転数と相電流の周波数とは必ずしも、一致していない。これは、誘導機には、滑りがあり、同期機は脱調があるためである。したがって、電動機２自身の回転数を検出する方が、電流から回転数を推定する方式に比して、真の回転数を検出することができる。
【０１０３】
さらに、相電流や入力電流の検出には、シャント抵抗もしくはＣＴを用いるのが一般的であり、電流の大きさで回転数や負荷量を推定する方法もあり得る。シャント抵抗による検出の場合、抵抗両端に発生する電圧が小さいため、微小電流か停止状態かを判別することが困難である。また、ＣＴを用いた場合、ＣＴの出力にオフセットが発生するため、これによっても、微小電流と停止状態との判別は困難である。
【０１０４】
また、代替冷媒が使用された圧縮機の場合、冷媒の誘電率が増加して、漏洩電流が増加する。漏洩電流によって相電流に微少電流が流れるため、低速駆動か漏洩駆動かの区別はつかない。また、電動機２が動作していなくても、インバータ制御部８などで電力を消費するため、電動機２の動作と比較すると微小ではあるが、入力電流が流れるため、入力電流を検出したとしても、上述した問題が発生する。したがって、完全な停止状態を判別するのは難しく、電動機２の駆動における微小な放電制御もできなくなる。
【０１０５】
さらに、電動機２が停止中であるか動作中であるかの情報もしくは制御している回転数情報を、インバータ制御部８から充放電制御部７に送ることによっても可能であるが、このインバータ制御部８から充放電制御部７への情報伝送は、インバータ制御部８が誤作動していないことが前提である。したがって、充放電制御部７は、直接、電動機２の回転数を検出しつつ、インバータ制御部８および充放電制御部７同士が情報伝送を行う方が、システムとしての信頼性が高くなる。
【０１０６】
なお、充放電制御部７の構成を図５に示す構成としなくても、放電停止部４１が充放電回路６による放電動作を停止する構成であればよい。
【０１０７】
このように、電動機２の回転数を直接検出し、停止中は放電しないように放電停止部４１を設け、電動機２の停止中に放電動作するおそれをなくし、システムの破損を防ぎ、信頼性の高いシステムを実現できる。
【０１０８】
実施の形態４．
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、回転数検出部２３が検出した電動機２の回転数と所定の回転数とを比較し、この比較結果をもとに適切な充放電制御を行うようにしている。
【０１０９】
図７は、この発明の実施の形態４である電動機駆動装置の充放電制御部の構成を示すブロック図である。図７において、この充放電制御部７は、図５に示した充放電制御部７の構成に充電停止部４２と回転数判別部４３とを追加構成している。その他の構成は、実施の形態３と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【０１１０】
図７において、回転数検出部２３は、電動機２の回転数を検出し、この回転数を所定の回転数と比較するために、回転数判別部４３に送出する。回転数判別部４３には、放電停止レベルとなる電動機２の回転数と、充電停止レベルとなる電動機２の回転数が予め設定されている。回転数判別部４３は、回転数検出部２３から入力された回転数と、放電停止レベルの回転数および充電停止レベルの回転数とをそれぞれ比較する。なお、放電停止レベルの回転数と充電停止レベルの回転数とは、それぞれ図示しない外部の設定部から設定変更できるようにしてもよい。
【０１１１】
まず、電動機２の回転数が、放電動作中に放電停止レベルの回転数以下になった場合について説明する。この場合、回転数判別部４３は、放電停止部４１に対して放電を停止させる停止信号を送る。放電停止部４１は、回転数判別部４３から停止信号が入力されていない限り、動作切換部２６からのＰＷＭ信号をスイッチ素子１５に送出し、停止信号が入力されると、スイッチ素子１５に対するＰＷＭ信号の送出を強制遮断し、スイッチ素子１５を動作させないようにする。
【０１１２】
この状態で、たとえば充電中であれば、電動機２の回転数が放電停止レベル以下になっても問題はない。また、充電動作中では、動作切換部２６によって、ＰＷＭ信号はスイッチ素子１４に出力されているため、スイッチ素子１５に対して放電停止部４１による強制遮断を行わせなくても、スイッチ素子１５は動作しない。
【０１１３】
また、充放電量演算・制御部２４は、演算結果が出力零となるべき場合に、オフセットなどによって零にならない場合が生ずる。しかし、放電停止部４１を設けることによって、低速運転中に微小出力が残ってしまっても、スイッチ素子１４のＰＷＭ信号を完全に遮断することができる。
【０１１４】
つぎに、電動機２の回転数が、充電動作中に充電停止レベルの回転数以上となった場合について説明する。この場合、回転数判別部４３は、充電を停止させる停止信号を充電停止部４２に出力する。充電停止部４２は、停止信号が入力されていない場合、動作切換部２６からのＰＷＭ信号をスイッチ素子１４に出力するが、停止信号が入力されると、動作切換部２６からのＰＷＭ信号を強制遮断し、スイッチ素子１５に送出しない。
【０１１５】
この状態で、たとえ放電中に、電動機２の回転数が充電停止レベルの回転数以上になったとしても、問題は生じない。また、放電動作中に、動作切換部２６からのＰＷＭ信号は、スイッチ素子１５に出力されているため、スイッチ素子１４は、充電停止部４２によって強制遮断しなくても、動作しない。
【０１１６】
また、放電時と同様に、充放電量演算・制御部２４による演算の結果、充電動作における出力が零となるべき場合に、オフセットなどによって零にならない場合が生ずるが、充電停止部４２を設けることによって、高速運転中に微小電力のＰＷＭ信号を完全に遮断することができる。
【０１１７】
このように、電動機２の回転数に併せて充放電を停止させる充電停止部４２と放電停止部４１とを設けることによって、電動機２が停止中および軽負荷動作中における放電による昇圧を原因とする回路破損および電動機２が動作中における充電による電流容量オーバーを原因とする回路破損を確実に防ぐことができ、電動機駆動装置の信頼性を向上させることができる。また、オフセットなどによって発生する微小出力を完全に遮断することができ、常に充放電回路６を停止させたいときに停止させることができ、電動機駆動装置の信頼性向上および電池５の寿命の長期間化を実現できる。
【０１１８】
なお、回転数検出部２３および回転数判別部４３による回転数をもとに、充電や放電を停止させるようにしていたが、これに限られず、電動機２の消費電力を検出し、この消費電力に応じて充電や放電を停止させるようにしてもよい。
【０１１９】
また、接続点９の直流母線電圧が上昇した場合に放電を停止し、直流母線電圧が低下した場合に充電を停止する構成としてもよい。ここで、直流母線電圧の低下は、重負荷状態での電圧ドロップを利用したものである。
【０１２０】
実施の形態５．
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。この実施の形態５では、充電時には、電動機２の回転数が、所定の充電量に対して予め決定された回転数以上にならないようにし、放電時には、電動機２の回転数が、所定の放電量以下にならにようにしている。
【０１２１】
図８は、この発明の実施の形態５である電動機駆動装置の充放電制御部７およびインバータ制御部８の構成を示すブロック図である。図８において、充放電制御部７は、回転数指令変更部５１を有する。回転数指令変更部５１は、回転数検出部２３が検出した回転数と動作切換部２６の動作切換状態とに応じて電動機２の回転数の変更をインバータ制御部８に指示する。充放電制御部７のその他の構成は、実施の形態１と同じである。
【０１２２】
インバータ制御部８は、回転数検出部５２、回転数指令記憶部５３、回転数指令部５４、回転数制御部５５およびＰＷＭ生成部５６を有する。回転数検出部５２は、電動機２の回転数を検出する。回転数指令記憶部５３は、予め設定されている回転数指令を記憶する。回転数指令部５４は、回転数指令変更部５１からの指示と、回転数指令記憶部５３によって予め設定された回転数指令とをもとに、回転数指令を決定する。回転数制御部５５は、回転数指令部５４からの回転数指令と、回転数検出部５２によって検出された検出回転数とから、所望の回転数に電動機２を制御する。ＰＷＭ生成部５６は、回転数制御部５５からの制御量をもとに、インバータ４内の半導体素子をスイッチングするＰＷＭ信号を生成し、インバータ４内の半導体素子に出力する。
【０１２３】
図８において、実施の形態１と同様に、回転数検出部２３で検出された電動機２の回転数は、充放電量演算・制御部２４、ＰＷＭ生成部２５および動作切換部２６を介してＰＷＭ信号がスイッチ素子１４またはスイッチ素子１５に出力され、充放電量が制御される。一方、回転数検出部２３によって検出された回転数と、動作切換部２６の動作状態とは、回転数指令変更部５１に入力される。回転数指令変更部５１は、適正な充放電量と、電動機２が充放電動作に応じた回転数とに制御する回転数指令の変更をインバータ制御部８に出力する。
【０１２４】
インバータ制御部８は、回転数指令変更部５１からの回転数指令の変更が入力されない場合、回転数検出部５２によって回転数を検出し、回転数制御部５５は、電動機２の回転数が、回転数指令部５４からの指令値にする制御値をＰＷＭ生成部５６に出力し、ＰＷＭ生成部５６が制御値に対応したＰＷＭ信号をインバータ４に出力する。なお、回転数指令記憶部５３は、図示しないインバータ４からの検出値をもとに回転数を変更する。
【０１２５】
この場合における検出値は、インバータに流れる電流値でもよいし、電動機２への相電流値でもいいし、インバータ４の出力電圧でもよい。要は、回転数制御を行う対象として検出できればよい。さらに、電動機２が空気調和機の圧縮機などに用いられている場合には、室内温度、室外温度によって回転数指令を変化させるようにしているので、温度を検出対象としてもよい。
【０１２６】
一方、インバータ制御部８に、回転数指令変更部５１から回転数指令の変更指示が入力されると、回転数指令部５４は、回転数指令記憶部５３内の回転数指令値を回転数指令変更部５１から変更指示された回転数だけ変化させる。これによって回転数指令が変化し、回転数制御部５５およびＰＷＭ生成部５６を介して出力されるインバータ４に対するＰＷＭ信号の出力も変化し、電動機２の回転数が変化する。
【０１２７】
回転数指令変更部５１は、充電動作中は、充電量によって予め決定された回転数以上の加点数によって電動機２が動作している場合、予め決定された回数まで低下する指令値の変更を回転数指令部５４に出力する。また、放電動作中は、放電量に応じて予め決定された回転数以下の回転数によって電動機２が動作している場合、予め決定された回転数以上に上昇するように指令値の変更を回転数指令部５４に出力する。
【０１２８】
このようにして、電動機２が、充電時には、一定の充電量に対して決定された回転数以上で動作しなくなり、放電時には、一定の放電量に対して決定された回転数以下にならないように、回転数指令変更部５１は、インバータ制御部８に変更指示を出力する。
【０１２９】
これによって、電動機２は、充放電量に応じた回転数に制御され、放電時の昇圧を防ぎ、充電時の電流容量オーバーを抑制するので、システムの信頼性が向上する。また、充放電量に適した回転数によって電動機２が動作するので、充放電による効率が上昇し、システムの高効率化にも寄与する。
【０１３０】
さらに、たとえば実施の形態２と同様に、計時部を持たせ、決められた時間帯に充放電できようにすると、ピークカットを行う上で電力負荷の分散が進み、地球環境に優しいシステムを提供することができる。また、易い深夜の電力料金を医療でき、更なるランニングコストの削減が可能となる。
【０１３１】
また、回転数指令記憶部５３は、予め設定されたものとしたが、これに限らず、図示しない外部の入力装置によって、記憶された回転数の設定を変更することができるようにしてもよい。
【０１３２】
実施の形態６．
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。この実施の形態６では、電力の回生量を検出し、この回生量に応じた充電を行うようにしている。
【０１３３】
図９は、この発明の実施の形態６である電動機駆動装置の充放電制御部７およびインバータ制御部８の構成を示すブロック図である。図９において、インバータ制御部８は、回生検出部６１を有する。回生検出部６１は、電動機２の回生状態を検出する。また、充放電制御部７は、充電指令変更部６２を有する。充電指令変更部６２は、回生検出部６１からの回生状態を受け、充電動作の行わせる動作変更あるいは充電量変更の指示を動作切換部２６および充放電量演算・制御部２４に送る。その他の構成は、実施の形態５を同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。ただし、回転数指令変更部５１の構成はない。
【０１３４】
回生検出部６１は、インバータ４からの検出情報をもとに、電動機２が回生状態であるか否かを判別する。電動機の回生状態の判別は、たとえば、図１０に示すようなインバータ４の構成である場合、抵抗６５を接地側に設け、抵抗６５によって検出可能な電流の流れる方向で判別する。抵抗６５によって検出された電流が正の符号であれば、通常の電動機２の動作（力行）であり、負の符号であれば回生状態であると判別する。なお、上述した抵抗６５を用いた回生状態の検出は、これに限定されるものではなく、他の方式によって回生状態を検出できればそれを用いてもよい。
【０１３５】
回生検出部６１によって、電動機２が回生状態であると検出されると、この回生状態情報は充放電制御部７の充電指令変更部６２に出力される。充電指令変更部６２は、充放電回路６が充電動作になるように動作切換部２６に切換指示する。なお、放電動作中でなければ、充電動作に変更し、充放電回路６が停止していれば、充電動作を開始するように指示する。
【０１３６】
すなわち、充電指令変更部６２は、動作切換部２６に動作切換指示を行い、充放電量演算・制御部２４に対し、回生状態に応じた充電量が電池５に充電されるように制御させる指示を行う。これによって、充放電量演算・制御部２４は、充電量に相当する制御量を算出し、この制御量をＰＷＭ生成部２５に出力し、動作切換部２６は、ＰＷＭ生成部２５が生成したＰＷＭ信号を充放電回路６に出力し、充電動作を開始させる。
【０１３７】
ここで、回生状態すなわち回生量に応じた充電量となる充電制御を行うようにしているが、回生状態とは、電動機２が発電動作し、電源と同義になったことを意味するので、電動機２によって発電した電力を電池５に有効に貯蔵しようとするものである。また、回生状態になっているため、電池５によって電力をアシストする必要もなく、充放電回路６が動作するのであれば、充電動作のみが行われる。さらに、回生によって発生している電力だけを充電すれば、電源から電力を取り出さずに充電でき、一層、省エネルギーを実現できる。
【０１３８】
なお、回生によって発生している電力に比して多い電力を電池５に貯蔵するようにしてもよいのは、もちろんである。さらに、回生状態に応じた充電量でなく、一部の回生電力を充電できるものであってもよい。
【０１３９】
また、たとえば電動機２を圧縮機の電動機として用い、空気調和機として構成される場合、充電は、夜間電力を利用するため、夜間しか動作しないように制御されていたが、この回生状態を検出した場合、例外として充電するように動作させる。このような特別な充電動作を行わせることによって、夜間電力以外であって電気料金が零である回生電力を充電することができ、電気代のランニングコストを一層削減することができる。
【０１４０】
このような空気調和機に適用する場合、回生量に応じた電力を充電するように制御する方が、電気代のランニングコスト削減には有効である。ただし、回生電力量が、昼間と夜間の電気代差以上であれば、昼間に充電しても電気代の削減は可能である。
【０１４１】
実施の形態７．
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。この実施の形態７では、外部装置に充放電状態情報を通知し、外部装置によるきめの細かい充放電制御ができるようにしている。
【０１４２】
図１１は、この発明の実施の形態７である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。図１１において、この電動機駆動装置は、空気調和機に適用される。この電動機駆動装置は、実施の形態１の充放電制御部７に対応する充放電制御部７７を有するとともに、外部装置８０と通信回線７４を介して接続され、電動機駆動装置本体側との通信処理を行う送受信部７３を有する。送受信部７３は、外部装置８０側あるいは充放電制御部７７およびインバータ制御部８側からの通信情報を受信する信号受信部７１、および充放電制御部７７およびインバータ制御部８側あるいは外部装置８０側に送信する信号送信部７２を有する。充放電制御部７７は、充放電状態通知部７８を有する。充放電状態通知部７８は、充放電制御部７７内の充放電状態を外部装置８０に通知する。外部装置８０は、充放電状態通知部７８が通知した充放電状態および種々の外部情報を加味した制御を充放電制御部７７あるいはインバータ制御部８に対して行うようにしている。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【０１４３】
外部装置８０は、電池５、充放電回路６および充放電制御部７が構成されない場合に、空気調和機本体側の動作を遠隔制御する装置である。外部装置８０は、空気調和機が検出している情報、たとえば室温や、外気との温度差、湿度などを取得することができる。外部装置は、空気調和機から得られた情報をもとに、インバータ制御部８あるいは充放電制御部７７による制御に比してきめの細かな制御をする動作をするだけでなく、外部装置に接続される他の製品と連動して、一層快適な省エネルギーを実現する制御を行う。
【０１４４】
さて、充放電制御部７７は、圧縮機３２の回転数に応じた充放電量もしくは充放電量に応じた回転数に制御する。充放電制御部７７の充放電状態通知部７８は、送受信部７３を介して充放電状態を外部装置８０に通知し、充放電制御部７７のみでは困難な制御を外部装置に託す。
【０１４５】
たとえば、外部装置８０は、夏場において翌日の天気予報の情報を取得し、明日の天気が雨であった場合、昼間の空気調和機の運転を冷房運転ではなく、除湿運転とする制御を行う。この結果、圧縮機３２の負荷条件は軽負荷となる。このため、電池５からの電力アシストを多く必要としなくなり、翌日の放電量が推定できる。さらに、天気だけなく、予想最高気温も、外部装置によって通信されれば、一層精度良く推測するころができる。この推定された放電量は、送受信部７３を介して充放電制御部７７に送られ、充放電制御部７７を介して、翌日の放電量に応じた充電量となるように充放電回路６を制御する。なお、電池５に、翌日に必要と推定される放電量が残されていれば、充電動作を行わせない。
【０１４６】
ところで、電池５の寿命は、充放電を行う回数で決定されるので、不必要な充放電は行わない方がよい。すなわち、外部装置８０によって翌日の充放電制御情報などが指示されるので、電池５の寿命を延ばすことができ、きめの細かい充放電制御およびインバータ制御を行うことができる。
【０１４７】
また、圧縮機３２や充放電回路６での動作状態を外部装置８０に送出することによって、たとえばビル全体や地区全体の家屋などの動作状態を把握することができ、電力需要の総量をもとに逆算した充電量や放電量を制御することができる。
【０１４８】
このように外部装置８０との通信機能を設けることによって、外部情報をもとにした充放電制御などの予測制御を行うことができる。また、外部装置８０に充放電状態などの動作内容情報を送出することによって、システム化が実現でき、一層きめの細かい電動機駆動装置の制御が可能となり、システムとして省エネルギーを実現することができる。さらに、最適な充電量や放電量の制御ができるので、電池５の長寿命化が可能である。また、社会全体での電力負荷をシフトするシステム化が可能となり、地球全体の二酸化炭素発生量を抑制するなど、環境に優しいシステムを構築することができる。
【０１４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、充放電制御手段が、電動機の回転数をもとに充放電回路の充放電量を制御するようにし、たとえば放電時には、電動機にアシストすべき電力量を電動機の回転数によって制御するので、コンバータ効率および充放電回路効率の双方とも向上させることができ、また、電動機の回転数が高い場合に、充電量を低減し、コンバータ効率の低い状態では、充電を行わないようにし、充電時に発生する電力損失を最小限に抑制するようにしているので、消費電力量を低減することができ、電池寿命を長くでき、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏するとともに、効率の良い電力貯蔵を行うことができる電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。また、充放電制御手段の放電停止手段が、電動機の回転数が所定値以下の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に電池からの放電を強制的に停止するようにしているので、電動機の停止中および軽負荷動作中における放電による昇圧から生ずる回路破損を確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５０】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段が、電動機の回転数が所定値以上の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に電池への充電を強制的に停止するようにしているので、電動機動作中における充電による電流容量オーバーによって回路破損が生ずるのを確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５１】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段が、電動機の消費電力が所定値以下の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に電池からの放電を強制的に停止するようにしているので、電動機の停止中および軽負荷動作中における放電による昇圧から生ずる回路破損を確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５２】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段が、電動機の消費電力が所定値以上の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に電池への充電を強制的に停止するようにしているので、電動機動作中における充電による電流容量オーバーによって回路破損が生ずるのを確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５３】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段が、直流接続点の電圧が所定値以下の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に電池からの放電を強制的に停止するようにしているので、電動機の停止中および軽負荷動作中における放電による昇圧から生ずる回路破損を確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５４】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段が、直流接続点の電圧が所定値以上の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に電池への充電を強制的に停止するようにしているので、電動機動作中における充電による電流容量オーバーによって回路破損が生ずるのを確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５５】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段が、電送機が停止した場合に電池から平滑コンデンサへの放電を強制的に停止するようにしているので、電動機の停止中に放電するおそれをなくし、電動機駆動装置の破損を防ぎ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５６】
つぎの発明によれば、つぎの発明によれば、充放電制御手段が、回生検出手段による回生動作を検出した場合に該回生動作による電力を電池に充電させる制御を行うようにしているので、回生量に応じて回生電力を充電することができ、ランニングコストの低減を図ることができるという効果を奏する。
【０１５７】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うようにしているので、所望の時間帯に充電することができるので、充電不足を解消するとともに、ランニングコストの低減を図ることができ、さらに充電を、安い深夜電力料金の時間帯に設定すれば、昼間の高い電力料金時の消費電力を低減することができ、深夜電力料金の使用によるランニングコストダウンを実現することができるという効果を奏する。また、ピークシフトを実現することができ、ランニングコストの低減のみならず、電力貯蔵の効果を高め、結果として短期間のペイバックを実現できる。さらに、社会全体における快適性改善にも資する。
【０１５８】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、通信処理手段を介して電池の充放電状態を外部装置に通知し、通信処理手段を介して外部装置によって充放電制御されるようにしているので、各種の外部情報を用いた予測制御などが可能となり、一層、きめの細かい充放電制御ができるという効果を奏する。
【０１５９】
つぎの発明によれば、電動機を、冷凍サイクルに用いられた圧縮機とし、上記電動機駆動装置を空気調和機に用いるようにしているので、上述した電動機駆動装置が有する効果を空気調和機にもたらすことができるという効果を奏する。
【０１６０】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、電池の充放電量をもとに圧縮機の回転数を制御するようにしているので、放電時の昇圧を防ぎ、充電時の電流容量オーバーを抑制し、信頼性の高い圧縮機駆動装置を実現するとともに、充放電量に適した回転数によって圧縮機が動作するので、電力効率の高い充放電を行う圧縮機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。また、充放電制御手段の圧縮機制御手段が、電池への充電時に圧縮機の回転数が所定値以上である場合に圧縮機の回転数を所定値未満の回転数に制御するようにしているので、放電時の昇圧を防ぎ、充電時の電流容量オーバーを抑制し、信頼性の高い圧縮機駆動装置を実現するとともに、充放電量に適した回転数によって圧縮機が動作するので、電力効率の高い充放電を行う圧縮機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１６１】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、電池の充放電量をもとに圧縮機の回転数を制御するようにしているので、放電時の昇圧を防ぎ、充電時の電流容量オーバーを抑制し、信頼性の高い圧縮機駆動装置を実現するとともに、充放電量に適した回転数によって圧縮機が動作するので、電力効率の高い充放電を行う圧縮機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。また、充放電制御手段の圧縮機制御手段が、電池からの放電時に圧縮機の回転数が所定値以下である場合に圧縮機の回転数を所定値を越える回転数に制御するようにしているので、放電時の昇圧を防ぎ、充電時の電流容量オーバーを抑制し、信頼性の高い圧縮機駆動装置を実現するとともに、充放電量に適した回転数によって圧縮機が動作するので、電力効率の高い充放電を行う圧縮機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１６２】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うようにしているので、所望の時間帯に充電することができるので、充電不足を解消するとともに、ランニングコストの低減を図ることができ、さらに充電を、安い深夜電力料金の時間帯に設定すれば、昼間の高い電力料金時の消費電力を低減することができ、深夜電力料金の使用によるランニングコストダウンを実現することができるという効果を奏する。また、ピークシフトを実現することができ、ランニングコストの低減のみならず、電力貯蔵の効果を高め、結果として短期間のペイバックを実現できる。さらに、社会全体における快適性改善にも資する。
【０１６３】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、通信処理手段を介して電池の充放電状態を外部装置に通知し、通信処理手段を介して外部装置によって充放電制御されるようにしているので、各種の外部情報を用いた予測制御などが可能となり、一層、きめの細かい充放電制御ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１である電動機駆動装置の詳細構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態２である電動機駆動装置の詳細構成を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態３である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。
【図５】 図４に示した充放電制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】 ＰＷＭ信号の一例を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態４である電動機駆動装置の充放電制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態５である電動機駆動装置の充放電制御部およびインバータ制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態６である電動機駆動装置の充放電制御部およびインバータ制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図１０】 図９に示した回生検出部の検出箇所を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態７である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。
【図１２】 従来の電動機駆動装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 交流電源、２ 電動機、３ コンバータ、４ インバータ、５ 電池、６充放電回路、７，７７ 充放電制御部、８ インバータ制御部、９ 接続点、１１ ダイオードブリッジ、１２，１７ リアクトル、１３ 平滑コンデンサ、１４，１５ スイッチ素子、１６，１８ ダイオード、２３，５２ 回転数検出部、２４ 充放電量演算・制御部、２５，５６ ＰＷＭ生成部、２６ 動作切換部、２７ 計時部、３２ 圧縮機、４１ 放電停止部、４２ 充電停止部、４３回転数判別部、５１ 回転数指令変更部、５３ 回転数指令記憶部、５４ 回転数指令部、５５ 回転数制御部、６１ 回生検出部、６２ 充電指令変更部、７１ 信号受信部、７２ 信号送信部、７３ 送受信部、７８ 充放電状態通知部、８０ 外部装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric motor drive device having an inverter for controlling the rotation speed of an electric motor and a converter for converting alternating current into direct current, and more particularly to an electric motor drive device capable of storing electric power using a chargeable / dischargeable battery. It is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is an electric motor drive device that can store electric power using a chargeable / dischargeable battery. For example, FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a power storage air conditioner system using a conventional motor driving device (see Japanese Patent Laid-Open No. 10-117448). In FIG. 12, a converter composed of a diode bridge 103, a short-circuit element 104, a reactor 102, a diode 101, a smoothing capacitor 106 and a control unit 105 is a boost type high power factor using one semiconductor element as the short-circuit element 104. It is a converter. This converter controls the DC bus voltage, which is the voltage across the smoothing capacitor 106, to a desired value by turning on and off the short-circuit element 104 by the control unit 105, and also controls the input current flowing from the AC power supply 100, thereby The input current is controlled to be substantially sinusoidal with a low high-frequency content.
[0003]
A DC bus voltage appears at both ends of the smoothing capacitor 106, and the converter converts AC to DC. This DC bus voltage is applied to the inverter 107. The inverter 107 drives the motor 108 and performs rotation speed control.
[0004]
Here, the power storage air conditioner system shown in FIG. 12 not only drives the motor 108 by the converter and the inverter 107, but also stores the nighttime power with less power demand in the battery 114 and stores it at night in the daytime when there is much power demand. Electric power is used.
[0005]
Charging to the battery 114 is performed when the charging semiconductor element 110 is on and the DC bus voltage is higher than the battery voltage. Therefore, the controller 105 of the converter can charge the DC bus voltage during charging. To control the voltage. On the other hand, since the discharge from the battery 114 is performed when the DC bus voltage is lower than the battery voltage, the discharging semiconductor element 111 is turned on at the time of discharging while the DC bus voltage is low. Accordingly, the direct current of the stored battery 114 can be used as it is for the air conditioner, and the power efficiency can be improved.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described power storage air conditioner system, the voltage of the battery 114 is directly used for assisting the output of the motor 108 without converting the voltage when the battery 114 is charged and discharged, or the converter output voltage is directly used as power. By using it for storage, the efficiency related to voltage conversion during charging / discharging of the battery 114 is enhanced. Therefore, charging / discharging from the battery 114 is controlled by controlling the DC bus voltage by the high power factor converter. However, such DC bus voltage control is performed because the current has a high potential. This is because it is necessary to reverse the potential difference at the time of charging / discharging in order to flow the current bidirectionally between the battery 114 and the input terminal of the inverter 107.
[0007]
However, in the conventional power storage air conditioner system, when discharging from the battery 114 and the motor 108 requires an applied voltage equal to or higher than the voltage of the battery 114, if the power stored in the battery 114 is continuously supplied, Since the applied voltage of 108 is insufficient, the rotational speed of the motor 108 is reduced, and the motor 108 is insufficient in output.
[0008]
In this case, if the converter is operated to control the DC bus voltage so that the required voltage of the motor 108 is obtained, the discharge from the battery 114 cannot be caused by the potential difference, and as a result, the electric power stored in the battery 114 is used. There was a problem that could not.
[0009]
When charging the battery 114, if the voltage of the battery 114 is equal to or lower than the peak value of the power supply voltage, the battery 114 can be charged but cannot be discharged from the battery 114. For this reason, the voltage of the battery is set to a value exceeding the peak value of the power supply voltage, but in this case, there is a problem that the battery becomes large and the cost is high. On the other hand, since the voltage is boosted and charged by the converter, there is a problem that a lot of loss (loss) is generated by the boosting operation of the converter.
[0010]
Further, when discharging from the battery 114, when the load is light, such as when the motor 108 is stopped or operating at a low speed, and the amount of discharge from the battery 114 is large, the DC bus voltage is high. Therefore, the withstand voltage of the inverter 107 or the converter is exceeded, and the inverter 107 or the converter may be damaged.
[0011]
On the other hand, when the battery 114 is charged, the same applies to the case where the output of the motor 108 is driven with a heavy load. If the battery 114 is charged, the required input becomes too large and the converter current is increased. There is a problem that the converter may be damaged because the capacity is exceeded.
[0012]
  The present invention has been made in view of the above, and is an electric motor drive device that can perform electric power assistance suitable for electric motor output and enables high electric power storage by efficient charging.And air conditioner and compressor driving apparatus using the sameThe purpose is to obtain.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an electric motor drive device according to the present invention converts an alternating current into a direct current by a converter, and an electric motor drive device in which an inverter controls the rotational speed of the electric motor using the direct current. A charge / discharge circuit for charging / discharging the battery via a DC connection point between the converter and the inverter;Based on the rotation speed of the motorCharge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit, wherein the charge / discharge control means is configured such that the number of rotations of the motor is equal to or less than a predetermined valueAnd when the battery is not chargedDischarge from the batteryForcedStop onDoDischarge stop means is provided.
[0014]
  According to this invention, the charge / discharge control means controls the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit based on the rotation speed of the electric motor. For example, during discharge, the electric energy to be assisted to the electric motor is determined by the rotation speed of the motor. Therefore, both converter efficiency and charge / discharge circuit efficiency can be improved, and when the motor speed is high, the amount of charge is reduced, and charging is not performed when the converter efficiency is low. The power loss that occurs during charging is minimized.Further, when the number of rotations of the electric motor is not more than a predetermined value and the battery is not charged, the discharge from the battery is forcibly stopped.
[0015]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In an electric motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and an inverter controls the number of revolutions of the electric motor using the direct current, the battery can be charged and discharged, and the battery is connected via a direct current connection point between the converter and the inverter. A charge / discharge circuit for charging / discharging the charge / discharge, and charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit based on the number of rotations of the electric motor, the charge / discharge control means rotating the electric motor Charge stopping means for forcibly stopping charging of the battery when the number is equal to or greater than a predetermined value and the battery is not discharged.It is characterized by that.
[0016]
  According to this invention,The charge stop means of the charge / discharge control means forcibly stops charging the battery when the rotation speed of the electric motor is equal to or higher than a predetermined value and the battery is not discharged.I am doing so.
[0017]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In an electric motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and an inverter controls the number of revolutions of the electric motor using the direct current, the battery can be charged and discharged, and the battery is connected via a direct current connection point between the converter and the inverter. A charge / discharge circuit for charging / discharging the charge / discharge, and a charge / discharge control means for controlling a charge / discharge amount of the charge / discharge circuit, wherein the charge / discharge control means is a case where power consumption of the motor is equal to or less than a predetermined value. And a discharge stopping means for forcibly stopping the discharge from the battery when the battery is not charged.It is characterized by that.
[0018]
  According to this invention,The discharge stop means of the charge / discharge control means forcibly stops the discharge from the battery when the electric power consumption of the motor is equal to or less than a predetermined value and the battery is not charged.I am doing so.
[0019]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In an electric motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and an inverter controls the number of revolutions of the electric motor using the direct current, the battery can be charged and discharged, and the battery is connected via a direct current connection point between the converter and the inverter. A charge / discharge circuit for charging / discharging the charge / discharge, and a charge / discharge control means for controlling a charge / discharge amount of the charge / discharge circuit, wherein the charge / discharge control means is a case where power consumption of the electric motor is equal to or greater than a predetermined value. And charging stop means for forcibly stopping the charging of the battery when the battery is not discharged.It is characterized by that.
[0020]
  According to this invention,The charge stop means of the charge / discharge control means forcibly stops charging the battery when the electric power consumption of the motor is equal to or greater than a predetermined value and the battery is not discharged.I am doing so.
[0021]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In an electric motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and an inverter controls the number of revolutions of the electric motor using the direct current, the battery can be charged and discharged, and the battery is connected via a direct current connection point between the converter and the inverter. A charge / discharge circuit for charging / discharging the charge / discharge, and a charge / discharge control means for controlling a charge / discharge amount of the charge / discharge circuit, wherein the charge / discharge control means is a case where the voltage at the DC connection point is equal to or lower than a predetermined value. And provided with a discharge stopping means for forcibly stopping the discharge from the battery when the battery is not charged.It is characterized by that.
[0022]
  According to this invention,The discharge stop means of the charge / discharge control means forcibly stops the discharge from the battery when the voltage at the DC connection point is equal to or lower than a predetermined value and the battery is not charged.I am doing so.
[0023]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In an electric motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and an inverter controls the number of revolutions of the electric motor using the direct current, the battery can be charged and discharged, and the battery is connected via a direct current connection point between the converter and the inverter. And a charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit, wherein the charge / discharge control means is provided when the voltage at the DC connection point is equal to or higher than a predetermined value. And charging stop means for forcibly stopping the charging of the battery when the battery is not discharged.It is characterized by that.
[0024]
  According to this invention,The charge stopping means of the charge / discharge control means forcibly stops charging the battery when the voltage at the DC connection point is equal to or higher than a predetermined value and the battery is not discharged.I am doing so.
[0025]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In an electric motor drive device that converts alternating current into direct current by a converter, and the inverter controls the rotation speed of the electric motor using this direct current, a smoothing capacitor connected between the direct current connection points of the converter and the inverter, and charge and discharge are possible A charge / discharge circuit for charging / discharging the battery via a direct current connection point between the converter and the inverter, and a charge / discharge amount for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit based on the rotational speed of the motor. A discharge control means, and the charge / discharge control means comprises the aboveIt is characterized by that.
[0026]
  According to this invention,The discharge stop means of the charge / discharge control means forcibly stops the discharge from the battery to the smoothing capacitor when the motor stops.I am doing so.
[0027]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In the above invention, further comprising a regeneration detection means for detecting a regeneration operation of the electric motor, wherein the charge / discharge control means charges the battery with electric power from the regeneration operation when the regeneration detection means detects the regeneration operation. ControlIt is characterized by that.
[0028]
  According to this invention,When the charge / discharge control means detects the regenerative operation by the regenerative detection means, it performs control to charge the battery with the power from the regenerative operation.I am doing so.
[0029]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In the above invention, further comprising a time measuring means for measuring time, wherein the charge / discharge control means controls the charge / discharge amount of the battery within a predetermined time based on the time measured by the time measuring means.It is characterized by that.
[0030]
  According to this invention,The charge / discharge control means controls the charge / discharge amount of the battery within a predetermined time based on the time measured by the time measuring means.I am doing so.
[0031]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In the above invention, the communication processing unit further performs communication processing with an external device, and the charge / discharge control unit notifies the external device of a charge / discharge state of the battery via the communication processing unit. Discharge state notifying means is provided, and the charge / discharge control means is charge / discharge controlled by the external device via the communication processing means.It is characterized by that.
[0032]
  According to this invention,The charge / discharge control means notifies the external device of the charge / discharge state of the battery via the communication processing means, and the charge / discharge control is performed by the external device via the communication processing means.I am doing so.
[0033]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In the above invention, the electric motor is a compressor used in a refrigeration cycle.It is characterized by that.
[0034]
  According to this invention,The electric motor is a compressor used in a refrigeration cycle, and the electric motor driving device is used in an air conditioner.I am doing so.
[0035]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In the compressor driving device in which alternating current is converted into direct current by the converter, and the inverter controls the rotational speed of the compressor used in the refrigeration cycle, a chargeable / dischargeable battery, the converter and the inverter A charge / discharge circuit for charging / discharging the battery via a DC connection point; and charge / discharge control means for controlling a charge / discharge amount of the charge / discharge circuit, wherein the charge / discharge control means is for charging / discharging the battery. The number of revolutions of the compressor is controlled based on the amount, and when the number of revolutions of the compressor is equal to or greater than a predetermined value when charging the battery, the number of revolutions of the compressor is set to a number of revolutions less than the predetermined value. With compressor control means to controlIt is characterized by that.
[0036]
  According to this invention,The compressor control means of the charge / discharge control means controls the rotation speed of the compressor based on the charge / discharge amount of the battery, and when the rotation speed of the compressor is equal to or higher than a predetermined value when charging the battery. To control the rotation speed to less than the predetermined valueI am doing so.
[0037]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In the compressor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and the inverter controls the rotation speed of the electric motor using this direct current, the chargeable / dischargeable battery, and the direct current connection point between the converter and the inverter A charge / discharge circuit for charging / discharging the battery; and charge / discharge control means for controlling a charge / discharge amount of the charge / discharge circuit, wherein the charge / discharge control means compresses the battery based on the charge / discharge amount of the battery. Compressor control means for controlling the rotational speed of the compressor and controlling the rotational speed of the compressor to a rotational speed exceeding a predetermined value when the rotational speed of the compressor is less than or equal to a predetermined value when discharging from the battery. PreparedIt is characterized by that.
[0038]
  According to this invention,The compressor control means of the charge / discharge control means controls the rotation speed of the compressor based on the charge / discharge amount of the battery, and compresses when the rotation speed of the compressor is equal to or less than a predetermined value when discharging from the battery. Control the speed of the machine to a speed exceeding the specified valueI am doing so.
[0039]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In the above invention, further comprising a time measuring means for measuring time, wherein the charge / discharge control means controls the charge / discharge amount of the battery within a predetermined time based on the time measured by the time measuring means.It is characterized by that.
[0040]
  According to this invention,The charge / discharge control means controls the charge / discharge amount of the battery within a predetermined time based on the time measured by the time measuring means.I am doing so.
[0041]
  The electric motor drive device according to the next invention is:In the above invention, the communication processing unit further performs communication processing with an external device, and the charge / discharge control unit notifies the external device of a charge / discharge state of the battery via the communication processing unit. Discharge state notifying means is provided, and the charge / discharge control means is charge / discharge controlled by the external device via the communication processing means.It is characterized by that.
[0042]
  According to this invention,The charge / discharge control means notifies the external device of the charge / discharge state of the battery via the communication processing means, and the charge / discharge control is performed by the external device via the communication processing means.I am doing so.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of an electric motor drive device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0044]
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric motor drive apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the electric motor drive device shown in FIG. In FIG. 1, a converter 3 converts alternating current from an alternating current power source 1 into direct current. The converter 3 may be in any form as long as it is a general AC / DC converter. For example, if AC power supply 1 is a three-phase power supply, converter 3 shown in FIG. 2 can be used. The converter 3 includes a diode bridge 11, a reactor 12, and a smoothing capacitor 13. A DC bus voltage that is √ (2) times the line voltage of the AC power supply 1 is output to both ends of the smoothing capacitor 13 that is the output voltage of the converter 3.
[0045]
The DC bus voltage output from the converter 3 is input to the inverter 4. The inverter 4 that drives the electric motor 2 performs PWM (pulse width modulation) control on the DC bus voltage output from the converter 3 and applies it to the electric motor 2. The inverter 4 is composed of six semiconductor elements as is well known, and outputs different voltages to each phase of the electric motor 2 to drive the electric motor 2.
[0046]
A connection point 9 between the converter 3 and the inverter 4 is connected to a charge / discharge circuit 6, and the charge / discharge circuit 6 connects a chargeable / dischargeable battery 5 and charges / discharges the battery 5 through the connection point 9. Do. That is, the battery 5 is connected to the connection point 9 through the charge / discharge circuit 6. Since the current flows from the higher potential to the lower potential, when the battery 5 is directly connected to the connection point 9, unless the magnitude relationship between the DC bus voltage appearing at the connection point 9 and the voltage across the battery 5 changes, Only one of charging or discharging can be operated.
[0047]
For this reason, the charge / discharge circuit 6 is connected between the battery 5 and the connection point 9. The charge / discharge circuit 6 may be a circuit that has both a step-down circuit that lowers the voltage and a step-up circuit that raises the voltage so that current flows in both directions regardless of the potential difference.
[0048]
The charge / discharge circuit 6 is composed of a composite chopper circuit as shown in FIG. This composite chopper circuit has two semiconductor elements including switch elements 14 and 15 and diodes 16 and 18 connected in antiparallel, respectively. In addition, a reactor 17 is connected to a connection point of each semiconductor element, and the positive side of the battery 5 is connected via the reactor 17.
[0049]
When charging the battery 5, the switch element 14 is turned on and applied to both ends of the series circuit of the battery 5 and the reactor 17 having a DC bus voltage, and a charging current flows through the battery 5. Thereafter, when the switch element 14 is turned off, the charging current continues to flow from the reactor 17 to the battery 5 by the energy stored by the current flowing through the reactor 17 when the switch element 14 is turned on. Then, a current flows so as to circulate through the reactor 17. That is, since the charging current to the battery 5 continues to flow even if the switch element 14 is turned off until the energy stored in the reactor 17 disappears due to the switch element 14 being turned on, the on / off control of the switch element 14 is performed. Thus, the charging current can be controlled, and as a result, the charging amount can be controlled.
[0050]
On the other hand, when the battery 5 is discharged, the switch element 14 that is operated at the time of charging is not operated, and only the switch element 15 is operated. When the switch element 15 is turned on, the battery 5 is short-circuited via the reactor 17, and a short-circuit current flows out from the battery 5. When the switch element 15 is turned off, a short-circuit current flows to store energy in the reactor 17, and this energy flows out from the reactor 17 to the connection point 9 through the diode 16. In this case, since the energy is an electric charge, the discharge current flowing through the connection point 9 can be controlled by performing on / off control of the switch element 15. Furthermore, by controlling the discharge current flowing from the reactor 17, the amount of discharge from the battery 5 can be controlled as a result.
[0051]
By providing the charging / discharging circuit 6 such as this composite chopper circuit between the battery 5 and the connection point 9 between the converter 3 and the inverter 4, the charging current and the discharging current can be easily controlled. The charge amount and discharge amount can also be controlled.
[0052]
Here, the motor drive based on the control of the charge amount and the discharge amount will be described. First, the battery 5 will be described when it is discharged. The battery 5 normally discharges when the load on the electric motor 2 becomes heavy. When the load on the motor 2 becomes heavy and the output power from the motor 2 increases, the input power from the AC power source 1 also increases. Here, the charging / discharging control unit 7 operates the charging / discharging circuit 6 so as to discharge the electric power stored in the battery 5 and assist the driving of the electric motor 2.
[0053]
When the drive assist of the electric motor 2 due to the discharge from the battery 5 increases, even if the output power of the electric motor 2 is constant, the input power from the AC power source 1 decreases and the current input from the converter 3 also decreases. . The converter 3 changes the power conversion efficiency from AC to DC (converter efficiency) in the converter 3 in accordance with the amount of input current. The smaller the input current amount, the higher the converter efficiency. The smaller, the smaller. Therefore, the converter efficiency increases as the driving assist of the electric motor 2 by the discharge from the battery 5 is performed.
[0054]
Further, as the discharge from the battery 5 is performed, the loss in the charge / discharge circuit 6 increases. However, the power conversion efficiency (charge / discharge circuit efficiency) of the charge / discharge circuit 6 in terms of the amount of discharge from the battery 5 is reversed. It increases as the discharge current increases. Therefore, if the discharge amount from the battery 5 is increased, both the converter efficiency and the charge / discharge circuit efficiency are increased, and it is better to perform drive assist to the motor 2 by discharging the battery 5 as much as possible. However, when the discharge amount increases, it is necessary to pay attention not to cause problems such as the life of the battery 5 and thermal destruction due to heat generation of the charge / discharge circuit 6, and it is also necessary to consider saturation of the charge / discharge circuit efficiency.
[0055]
Therefore, the charge / discharge control unit 7 according to the first embodiment controls the amount of power to be assisted in driving the electric motor 2 in accordance with the rotational speed of the electric motor 2. The charge / discharge control unit 7 includes a rotation speed detection unit 23, a charge / discharge amount calculation / control unit 24, a PWM generation unit 25, and an operation switching unit 26.
[0056]
The rotation speed detection unit 23 detects the rotation speed of the electric motor 2 and sends the result to the charge / discharge amount calculation / control unit 24. The charge / discharge amount calculation / control unit 24 sends the PWM generation unit 25 the charge / discharge amount corresponding to the rotation number from the rotation number detection unit 23. The PWM generation unit 25 generates a PWM signal corresponding to the charge / discharge amount and sends it to the operation switching unit 26. The operation switching unit 26 sends a PWM signal to the switch element 14 when the charge / discharge circuit 6 is charged, and sends a PWM signal to the switch element 15 when the charge / discharge circuit 6 is discharged. A switching process is performed. The charge / discharge amount calculation / control unit 24 acquires the charge / discharge amount of the battery 5 in addition to the number of rotations, and is connected to the inverter control unit 8, and receives control instructions from the inverter control unit 8 or the inverter control unit 8. The charge / discharge amount control based on the information is also performed.
[0057]
In this way, the charge / discharge control unit 7 operates so as to control the amount of electric power for driving assist of the electric motor 2 due to the discharge of the battery 5 in accordance with the number of rotations of the electric motor 2, so that the converter efficiency and the charge / discharge circuit efficiency are improved. Both can be improved. Further, the power consumption of the entire motor drive device can be reduced as compared with the motor drive device that does not store power by the battery 5. Further, since the discharge amount is adapted to the electric motor 2, the life of the battery 5 is not shortened, and a highly reliable electric motor driving device can be realized.
[0058]
The charge / discharge control according to the rotation speed of the electric motor 2 may be performed, but the output of the electric motor 2 is indicated by a value obtained by multiplying the rotation speed by the torque. When the load of the electric motor 2 is heavy, the rotation speed is high. Since it is also a high torque, it is equivalent to responding to the torque of the electric motor 2 or depending on the output amount of the electric motor. Here, as compared with a device for detecting torque, a device for detecting the number of revolutions has a simpler configuration and is less expensive.
[0059]
Furthermore, the output amount of the electric motor 2 can be detected from the phase current of the electric motor 2, the input current of the converter 3, the input current of the inverter 4, and the like. Here, providing a device for performing these current detections complicates the configuration and increases the cost. Of course, when a current detection unit is mounted on an existing motor drive device, this current detection unit can be used, but a general motor drive device always detects and controls the rotation speed. By using this rotational speed detection device in combination, the overall configuration of the motor drive device can be simplified and the cost can be reduced.
[0060]
Next, the charging of the battery 5 will be described. Charging the battery 5 is the same as taking out power from the AC power supply 1, and therefore, a charging current also flows through the converter 3. At this time, there is no problem if the inverter 4 is not operating. However, when the inverter 4 is operating, a current obtained by adding the charging current to the battery 5 and the driving current of the motor 2 flows to the converter 3. It will be. When the added current amount exceeds the rated current value of the converter 3, the converter 3 is damaged.
[0061]
In addition, if power is consumed in the inverter 4 when the battery 5 is charged, the amount of current flowing through the converter 3 is increased by the amount of power consumed by the inverter 4, so that the operation of the inverter 4 is performed as described above. The converter efficiency at the time is lower than the converter efficiency when the inverter 4 is stopped.
[0062]
Therefore, even when the inverter 4 is operating with a load amount that does not damage the converter 3 when the battery 5 is charged, the power loss in the converter 3 increases as compared to when the inverter 4 is stopped, and charging at the time of charging is performed. Efficiency will decrease. For this reason, the charge / discharge control unit 7 controls the amount of charge to the battery 5 according to the number of revolutions of the electric motor 2, and charges the battery 5 with a low amount of charge when the electric motor 2 is operating at the start of charging. Thus, the charge / discharge circuit 6 is operated. Moreover, when the electric motor 2 starts operation | movement at the time of charge, the charging / discharging control part 7 controls the charging / discharging circuit 6 so that charge amount may be reduced.
[0063]
As a result, it is possible to realize an electric motor drive device that can minimize power loss that occurs during charging by the operation of the electric motor 2 and that can perform efficient electric power storage.
[0064]
By the way, when the charge / discharge amount of the battery 5 is controlled only by the rotation speed of the electric motor 2, the battery 5 may not be charged. In this case, the charge / discharge amount calculation / control unit 24 has an internal timer (not shown) that counts the time, and gives an instruction to reduce the rotational speed of the motor 2 when a certain time has elapsed as the operating time of the motor 2. The inverter control unit 8 is sent out.
[0065]
Alternatively, the charge / discharge amount calculation / control unit 24 sets the time at which the charging operation starts in advance, and when the motor 2 is operating even after a certain time has elapsed from the set time, the rotation speed of the motor 2 Is sent to the inverter control unit 8.
[0066]
Further, the charge / discharge amount calculation / control unit 24 monitors the charge amount of the battery 5 and sends an instruction to the inverter control unit 8 to reduce the rotation speed of the electric motor 2 based on the monitoring result.
[0067]
By performing the rotational speed control of the electric motor 2 based on the charge amount related to such time or the direct charge amount, the charge amount of the battery 5 is always kept appropriately. In addition, you may make it perform not only the rotation speed control of the electric motor 2 based on charge amount but the rotation speed control of the electric motor 2 based on discharge amount. Therefore, the charge amount of the battery 5 is always kept appropriate by controlling the rotational speed of the electric motor 2 based on the charge / discharge amount with respect to time or the direct charge / discharge amount.
[0068]
In this way, when the rotation speed of the electric motor 2 is high and the power consumption is large, the charge amount is reduced, and in a state where the converter efficiency is low, the charge / discharge control unit 7 operates so as not to perform charging. The total efficiency during charging is increased, and energy saving can be realized.
[0069]
The inverter control unit 8 performs rotation speed control and the charge / discharge control unit 7 performs charge / discharge control. However, the inverter control unit 8 and the charge / discharge control unit 7 do not operate independently of each other, but cooperate with each other. In addition, by increasing or decreasing the control amount, the total efficiency in charging or discharging is increased and energy saving is realized.
[0070]
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is a mode premised on the case where the electric motor 2 shown in FIG. 1 is used as the electric motor of the compressor 32. FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the electric motor drive apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, the compressor 32 is used in place of the electric motor 2 described above, and a time measuring unit 27 is provided, and the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. Is attached.
[0071]
The compressor 32 driven by an electric motor (not shown) is used for an air conditioner or the like. Electric appliances used in ordinary homes and offices increase in the amount of operation during the time when humans are active, and have a small amount of operation during the night when humans are not active. In particular, the air conditioner has an overwhelmingly larger amount of operation during the daytime than at night. For this reason, the amount of power demand during the day is extremely large compared to the amount of power demand during the night. On the other hand, the power generation cannot be controlled according to the amount of power demand at the power plant, so the night power becomes surplus power. Yes.
[0072]
For this reason, electric power companies are calling for peak shifts and taking measures such as changing the charge system between daytime and nighttime electricity. Peak shift means shifting the peak of power demand during the daytime to nighttime power, reducing the amount of power generation at the power plant during the daytime power peak, and effectively using the nighttime power with surplus. This reduces the amount of carbon dioxide generated from the whole earth. In addition, as mentioned above, the electricity charges of electric power companies are cheaper at midnight, so the electricity at midnight is stored in the battery, and the electricity stored in the battery is used during the high hours during the day. If used, the running cost of electricity will be reduced.
[0073]
In addition, even though the running cost of the electricity bill is reduced, the cost of parts such as the battery 5, the charge / discharge circuit 6 and the charge / discharge control unit 7 added for power storage is lower than that of a normal air conditioner. This increases the initial cost. Here, filling the initial cost with the reduced running cost is called payback, and shortening the payback period makes the time when the cost effect of power storage appears.
[0074]
Therefore, in the second embodiment, by storing electric power in the battery 5, the electric power consumed at the time of high daytime electric power is shifted to a low midnight electric power charge time zone and running by using the midnight electric power charge. We try to reduce costs. Furthermore, the charge / discharge control is appropriately performed according to the operation of the electric motor that drives the compressor 32, and the running cost of the electricity bill is reduced by reducing the electricity bill by improving the efficiency of power conversion by charge / discharge. Accordingly, the payback period can be shortened and the cost effect can be increased by reducing the electricity charge due to the peak shift and the electricity charge due to the reduced power consumption.
[0075]
In FIG. 3, the electric motor drive device can easily control the charge amount and the discharge amount using the charge / discharge circuit 6 as in the first embodiment. Further, by controlling the discharge amount from the battery 5 and the charge amount to the battery 5 in accordance with the output amount from the compressor 32, it is possible to easily realize a peak shift of power with high charge efficiency and discharge efficiency. Furthermore, you may make it control the rotation speed of the electric motor which drives the compressor 32 according to discharge amount or charge amount.
[0076]
Note that the discharge amount and the charge amount can be controlled according to the rotation speed of the electric motor that drives the compressor 32, or the rotation speed of the motor can be controlled according to the discharge amount and the charge amount. This is because the output is indicated by a value obtained by multiplying the rotational speed by the torque, and the torque increases in proportion to the rotational speed, so that the output of the compressor 32 can be estimated only by the rotational speed. Accordingly, the total efficiency during charging and discharging can be improved, and energy saving can be realized in spite of the use of the battery 5.
[0077]
In addition, it is preferable in terms of cost that the battery 5 is stored in the battery 5 using cheap late-night power in consideration of the power charge for the peak shift of the power load. However, although charging stores midnight power, the air conditioner is not always stopped at midnight. Therefore, when the compressor 32 is operating even at midnight, the amount of charge to the battery 5 is changed according to the rotational speed of the compressor 32, the rotational speed of the compressor 32 is lowered, and the input current to the converter 3 is reduced. After becoming small, the charge / discharge control unit 7 is operated so as to start charging. Thereby, the total power loss during charging can be reduced, and efficient power storage can be performed.
[0078]
Here, if charging is not performed at midnight power, it will not affect the running cost of the difference between the daytime and nighttime electricity charges, and if it is not fully charged, the stored power will be reduced when discharging in the daytime. As a result, the effective amount of power cannot be assisted. As a result, the meaning of power storage is reduced, and not only payback but also the initial cost cannot be recovered, resulting in an expensive system. If the peak shift is not adapted, the use of late-night power will not progress and the system will have little social contribution.
[0079]
For this reason, the charge / discharge control unit 7 includes a time measuring unit 27 that measures time. The charging / discharging control unit 7 starts charging when a predetermined time set in advance has elapsed. In addition, when the rotation speed of the compressor 32 is high and power consumption is large, you may make it instruct | indicate to the inverter control part 8 to make the rotation speed of the compressor 32 low.
[0080]
In addition, the charge / discharge control unit 7 initially starts the charging operation by limiting the amount of charge. If the rotation speed of the compressor 32 does not decrease even after a preset time has elapsed, You may make it instruct | indicate to the inverter control part 8 to reduce a rotation speed.
[0081]
Here, if the rotation speed of the compressor 32 is reduced in order to charge midnight power, the output of the compressor 32 is reduced and the output of the air conditioner is also reduced. However, in the middle of the night when charging is carried out, the room where the air conditioner is used may be asleep, and it is considered that there is no problem even if the capacity is slightly reduced due to a decrease in the rotational speed. Conversely, when a person is sleeping, reducing the ability of the air conditioner is a person-friendly air conditioner.
[0082]
Thus, since the rotation speed of the compressor 32 is also controlled to a rotation speed appropriate for the charging operation, charging can be performed in a necessary time zone, and the efficiency during total charging can be increased. As a result, peak shift is possible, the running cost is reduced due to the use of nighttime electricity charges, the payback period is shortened, and the effect of storing power can be enhanced.
[0083]
Moreover, although the rotation speed of the compressor 32 is controlled to a rotation speed appropriate for the charging operation, a similar operation may be performed during discharging. In this case, although the rotation speed of the compressor 32 is controlled according to the discharge amount, it has an effect different from that during charging. That is, at the time of charging, the number of revolutions is decreased and charging is performed in a necessary time zone, but this is not necessary at the time of discharging. However, in general, the operation of the air conditioner is limited by the inverter control unit 8 so as to be less than the allowable current so that the breaker does not operate.
[0084]
By the way, the load becomes heavy and the capacity of the air conditioner is required in the hot summer time zone. In this time zone, air conditioners everywhere are operating. For this reason, there is a possibility that the AC voltage of the AC power supply 1 may be lowered. In particular, an air conditioner connected to a place where the power supply impedance is large is likely to cause a drop in the AC voltage, and the same input is obtained due to the voltage drop. Will increase the input current. However, because of the current limitation due to the breaker, the inverter 32 may be operated by the inverter control unit 8 so that the compressor 32 receives a stall command for the rotational speed and operates at a rotational speed at which the capacity cannot be obtained. In addition, a system called multi air conditioner, in which multiple indoor units are connected to one outdoor unit, has the same power supply point for power, so all the indoor units output all at once when a voltage drop occurs. There may be a shortage.
[0085]
Therefore, by assisting the power from the battery 5 via the charge / discharge circuit 6, the current flowing through the converter 3 can be reduced, so that the number of rotations limited by the command from the charge / discharge control unit 7 is increased. Can output the necessary capacity. In addition, if the number of air conditioners that perform power assist increases, it is possible to reduce the power supply voltage drop, reduce the number of air conditioners that have reduced capacity, and realize comfort in society as a whole.
[0086]
Therefore, not only can it contribute to the peak shift, but also it can compensate for the reduced performance of the air conditioner and suppress the power supply voltage drop.
[0087]
Here, the inverter control unit 8 performs rotation speed control, and the charge / discharge control unit 7 performs charge / discharge control, but the inverter control unit 8 and the charge / discharge control unit 7 operate independently of each other. Instead, by increasing or decreasing the control amount while coordinating with each other, the total efficiency in charging and discharging is improved and energy saving is realized. In addition, when the compressor 32 is used in an air conditioner, a peak shift is realized, thereby not only reducing the running cost by using midnight power but also reducing the cost of electricity by improving the efficiency by charging and discharging. From this reduction, the effect of power storage can be improved and a short-term payback can be realized.
[0088]
In the above-described second embodiment, the air conditioner has been described as an example. However, a refrigerator or a dehumidifier that uses a compressor can be similarly applied. Furthermore, even if it is not a compressor, products that use electric motors with long daytime operating hours and low nighttime operation, such as home appliances such as ventilation duct systems and air purifiers, industrial equipment such as elevators and escalators, etc. It can be similarly applied to.
[0089]
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this Embodiment 3, the discharge stop part 41 is provided in the charging / discharging control part 7, and when the electric motor 2 has stopped, it is made to stop discharge reliably.
[0090]
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric motor drive apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 4, the charge / discharge control unit 7 includes a discharge stop unit 41. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals.
[0091]
The charge / discharge circuit 6 is a circuit that charges and discharges the battery 5, and operates according to a signal from the charge / discharge control unit 7. Here, when the electric motor 2 is in a stopped state where it is not operating at all, when the battery 5 is discharged and electric power is supplied from the connection point 9, this electric power is stored in the converter 3 or the inverter 4. For example, it is stored in the smoothing capacitor 13 in the converter 3.
[0092]
In this case, since the electric motor 2 is not operating, the electric power stored in the smoothing capacitor 13 cannot be consumed, so the energy in the smoothing capacitor 13 increases and the voltage across the smoothing capacitor 13 rises. Thereafter, when the voltage of the smoothing capacitor 13 reaches a voltage higher than the withstand voltage, the smoothing capacitor 13 is damaged. Furthermore, when the withstand voltage of the semiconductor elements used in the inverter 4 and the converter 3 is lower than the withstand voltage of the smoothing capacitor 13, the inverter 4 and the converter 3 are damaged.
[0093]
Therefore, when there is no power consumption in the inverter 4 and the converter 3 cannot regenerate power to the AC power source 1, the battery 5 must not be discharged while the electric motor 2 is stopped. However, if the converter 3 has a configuration capable of regenerating electric power, it can be regenerated to the AC power source 1 even if it is discharged when the electric motor 2 is stopped. In general, the converter 3 having a regenerative function is high in cost. For example, in a home appliance product such as an air conditioner, the power regenerative function is considered to be an unnecessary function, and is configured by the converter 3 capable of regenerating power. ,rare.
[0094]
For this reason, the discharge stop unit 41 prevents the battery 2 from being discharged while the electric motor 2 is stopped. That is, the discharge stop unit 41 stops the operation of the switch element 15 constituting the charge / discharge circuit 6 while the electric motor 2 is stopped.
[0095]
FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of the charge / discharge control unit 7 shown in FIG. In FIG. 5, the charge / discharge control unit 7 includes a rotation speed detection unit 23, a charge / discharge amount calculation / control unit 24, a PWM generation unit 25, an operation switching unit 26, and a discharge stop unit 41. The rotation speed detection unit 23 detects the rotation speed of the electric motor 2 and sends the result to the charge / discharge amount calculation / control unit 24. The charge / discharge amount calculation / control unit 24 sends the PWM generation unit 25 the charge / discharge amount corresponding to the rotation number from the rotation number detection unit 23. The PWM generation unit 25 generates a PWM signal corresponding to the charge / discharge amount and sends it to the operation switching unit 26. The operation switching unit 26 sends a PWM signal to the switch element 14 when the charge / discharge circuit 6 is charged, and sends a PWM signal to the switch element 15 when the charge / discharge circuit 6 is discharged. A switching process is performed.
[0096]
During the discharge operation, a PWM signal is output to the switch element 15, but when the rotation speed detection unit 23 detects that the electric motor 2 is stopped, the rotation speed detection unit 23 sends a signal to the discharge stop unit 41. In response to this, the discharge stop unit 41 receives the stop instruction and performs a process of cutting off the output of the PWM signal to the switch element 15.
[0097]
As a result, even if there is an offset in the control amount sent from the charge / discharge amount calculation / control unit 24 to the PWM generation unit 25, this PWM signal is reliably received by the discharge stop unit 41 even if the PWM signal output does not become completely zero. Therefore, it is possible to reliably prevent discharge when the electric motor 2 is stopped. For this reason, it is possible to prevent damage to parts such as the converter 3 and the inverter 4 and to realize a highly reliable system.
[0098]
Here, the charge / discharge amount calculation / control unit 24 controls according to the number of rotations of the rotation number detection unit 23, but even if not controlled according to the number of rotations, the PWM signal can be cut off when stopped. Further, it is possible to prevent damage to parts such as the converter 3 and the inverter 4 and to realize a highly reliable system.
[0099]
Further, in the detection method of the stop state of the electric motor 2, the zero speed can be recognized by directly detecting the rotational speed of the electric motor 2, and fine discharge control according to the rotational speed can be performed.
[0100]
In the method of directly detecting the rotation speed of the electric motor 2, for example, when a DC brushless motor is used as the electric motor 2, the rotation speed of the electric motor 2 can be detected by detecting the induced voltage from the terminal voltage. When the electric motor 2 is used for a compressor and is a DC brushless motor, since the 120-degree rectangular wave drive shown in FIG. 6 is normally performed, the induced voltage can be detected in this non-conduction period. Further, since a position sensor cannot be added to the rotor of the electric motor 2 due to the characteristics of the compressor, a position detection circuit for detecting an induced voltage and performing a position sensorless operation is attached to the apparatus. By using this position detection circuit, the rotational speed of the electric motor 2 can be directly detected.
[0101]
Thus, the reason why the rotational speed of the electric motor 2 is directly detected from the stopped state of the electric motor 2 is as follows. First, as described in JP-A-10-117448, generally, an input current to the converter 3 and a phase current of the electric motor 2 are detected. However, current detection is generally expensive, and when a DC brushless motor is used as the electric motor 2 for a compressor, an induced voltage is detected, and the current detection unit may not be employed. In this case, low cost can be realized by sharing. Further, in order to promote energy saving in recent years, the compressor motor has shifted to a DC brushless motor.
[0102]
Further, when an induction machine or a synchronous machine is used as the electric motor 2 and the rotation speed is detected by the phase current, the detected phase current is synchronized with the frequency output by the inverter 4 and is in phase with the rotation speed of the electric motor 2. It does not necessarily match the frequency of the current. This is because the induction machine has a slip and the synchronous machine has a step-out. Therefore, the true rotational speed can be detected by detecting the rotational speed of the motor 2 itself as compared with the method of estimating the rotational speed from the current.
[0103]
Furthermore, a shunt resistor or CT is generally used to detect the phase current and the input current, and there can be a method of estimating the rotation speed and the load amount based on the magnitude of the current. In the case of detection using a shunt resistor, it is difficult to determine whether the current is in a stopped state or not because the voltage generated across the resistor is small. In addition, when CT is used, an offset is generated in the CT output, which makes it difficult to discriminate between a minute current and a stopped state.
[0104]
In the case of a compressor using an alternative refrigerant, the dielectric constant of the refrigerant increases and the leakage current increases. Since a minute current flows in the phase current due to the leakage current, it is impossible to distinguish between low speed driving and leakage driving. Even if the motor 2 is not operating, power is consumed by the inverter control unit 8 or the like, and although it is very small compared to the operation of the motor 2, the input current flows, so even if the input current is detected, The problem described above occurs. Therefore, it is difficult to determine a complete stop state, and minute discharge control in driving the electric motor 2 cannot be performed.
[0105]
Furthermore, it is also possible to send information on whether the motor 2 is stopped or operating or information on the number of rotations being controlled from the inverter control unit 8 to the charge / discharge control unit 7. Information transmission from the unit 8 to the charge / discharge control unit 7 is based on the premise that the inverter control unit 8 is not malfunctioning. Therefore, when the charge / discharge control unit 7 directly detects the rotation speed of the electric motor 2 and the information is transmitted between the inverter control unit 8 and the charge / discharge control unit 7, the reliability of the system becomes higher.
[0106]
In addition, even if it does not make the structure of the charging / discharging control part 7 into the structure shown in FIG. 5, the structure which the discharge stop part 41 stops the discharge operation by the charging / discharging circuit 6 should just be.
[0107]
In this way, the rotation speed of the electric motor 2 is directly detected, and the discharge stop unit 41 is provided so as not to discharge during the stop, thereby eliminating the possibility of the discharge operation while the electric motor 2 is stopped, preventing the system from being damaged, and having the reliability. High system can be realized.
[0108]
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the rotation speed of the electric motor 2 detected by the rotation speed detector 23 is compared with a predetermined rotation speed, and appropriate charge / discharge control is performed based on the comparison result.
[0109]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a charge / discharge control unit of an electric motor drive apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 7, the charge / discharge control unit 7 includes a charge stop unit 42 and a rotation speed determination unit 43 in addition to the configuration of the charge / discharge control unit 7 illustrated in FIG. 5. Other configurations are the same as those of the third embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals.
[0110]
In FIG. 7, the rotation speed detection unit 23 detects the rotation speed of the electric motor 2 and sends it to the rotation speed determination unit 43 in order to compare this rotation speed with a predetermined rotation speed. In the rotation speed discriminating unit 43, the rotation speed of the electric motor 2 that becomes the discharge stop level and the rotation speed of the electric motor 2 that becomes the charge stop level are set in advance. The rotation speed determination unit 43 compares the rotation speed input from the rotation speed detection unit 23 with the rotation speed at the discharge stop level and the rotation speed at the charge stop level. It should be noted that the rotation speed at the discharge stop level and the rotation speed at the charge stop level may be set and changed from an external setting unit (not shown).
[0111]
First, the case where the rotation speed of the electric motor 2 becomes equal to or less than the rotation speed at the discharge stop level during the discharge operation will be described. In this case, the rotation speed determination unit 43 sends a stop signal for stopping the discharge to the discharge stop unit 41. The discharge stop unit 41 sends the PWM signal from the operation switching unit 26 to the switch element 15 unless the stop signal is input from the rotation speed determination unit 43. When the stop signal is input, the discharge stop unit 41 outputs the PWM signal to the switch element 15. The signal transmission is forcibly cut off so that the switch element 15 is not operated.
[0112]
In this state, for example, if charging is in progress, there is no problem even if the rotation speed of the electric motor 2 falls below the discharge stop level. During the charging operation, the PWM signal is output to the switch element 14 by the operation switching unit 26. Therefore, even if the switch element 15 is not forcedly cut off by the discharge stop unit 41, the switch element 15 Do not work.
[0113]
The charge / discharge amount calculation / control unit 24 may not become zero due to an offset or the like when the calculation result should be zero. However, by providing the discharge stop unit 41, the PWM signal of the switch element 14 can be completely blocked even if a minute output remains during low-speed operation.
[0114]
Next, a case where the rotation speed of the electric motor 2 becomes equal to or higher than the rotation speed at the charge stop level during the charging operation will be described. In this case, the rotation speed determination unit 43 outputs a stop signal for stopping charging to the charging stop unit 42. When the stop signal is not input, the charging stop unit 42 outputs the PWM signal from the operation switching unit 26 to the switch element 14. When the stop signal is input, the charging stop unit 42 forcibly outputs the PWM signal from the operation switching unit 26. Shut off and do not send to switch element 15.
[0115]
In this state, even if the rotational speed of the electric motor 2 becomes equal to or higher than the rotational speed at the charge stop level during discharging, no problem occurs. Further, since the PWM signal from the operation switching unit 26 is output to the switch element 15 during the discharging operation, the switch element 14 does not operate even if it is not forcibly cut off by the charge stop unit 42.
[0116]
Further, as in the case of discharging, when the output in the charging operation should be zero as a result of the calculation by the charge / discharge amount calculation / control unit 24, it may not be zero due to an offset or the like, but the charge stop unit 42 is provided. As a result, the PWM signal with a small electric power can be completely cut off during high-speed operation.
[0117]
Thus, by providing the charge stop unit 42 and the discharge stop unit 41 that stop charging / discharging in accordance with the rotation speed of the electric motor 2, the electric motor 2 is caused to increase in pressure due to discharge during stoppage and light load operation. Circuit breakage and circuit breakage caused by overcurrent capacity due to charging during operation of the motor 2 can be reliably prevented, and the reliability of the motor drive device can be improved. Further, the minute output generated by the offset or the like can be completely cut off, and the charge / discharge circuit 6 can always be stopped, so that the reliability of the motor drive device is improved and the life of the battery 5 is extended. Can be realized.
[0118]
Although charging and discharging are stopped based on the number of rotations by the rotation number detection unit 23 and the rotation number determination unit 43, the power consumption of the electric motor 2 is detected without being limited thereto. Depending on the case, charging and discharging may be stopped.
[0119]
Alternatively, the discharge may be stopped when the DC bus voltage at the connection point 9 increases, and the charging may be stopped when the DC bus voltage decreases. Here, the decrease in the DC bus voltage is based on voltage drop in a heavy load state.
[0120]
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, at the time of charging, the rotation speed of the electric motor 2 is set not to exceed a predetermined rotation speed with respect to a predetermined charge amount, and at the time of discharging, the rotation speed of the electric motor 2 is set to a predetermined discharge amount. I try to do the following.
[0121]
FIG. 8 is a block diagram showing configurations of charge / discharge control unit 7 and inverter control unit 8 of the electric motor drive apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 8, the charge / discharge control unit 7 includes a rotation speed command change unit 51. The rotational speed command changing unit 51 instructs the inverter control unit 8 to change the rotational speed of the electric motor 2 in accordance with the rotational speed detected by the rotational speed detection unit 23 and the operation switching state of the operation switching unit 26. Other configurations of the charge / discharge control unit 7 are the same as those of the first embodiment.
[0122]
The inverter control unit 8 includes a rotation number detection unit 52, a rotation number command storage unit 53, a rotation number command unit 54, a rotation number control unit 55, and a PWM generation unit 56. The rotation speed detection unit 52 detects the rotation speed of the electric motor 2. The rotation speed command storage unit 53 stores a rotation speed command set in advance. The rotational speed command unit 54 determines the rotational speed command based on the instruction from the rotational speed command change unit 51 and the rotational speed command preset by the rotational speed command storage unit 53. The rotational speed control unit 55 controls the electric motor 2 to a desired rotational speed based on the rotational speed command from the rotational speed command unit 54 and the detected rotational speed detected by the rotational speed detection unit 52. The PWM generation unit 56 generates a PWM signal for switching the semiconductor element in the inverter 4 based on the control amount from the rotation speed control unit 55 and outputs the PWM signal to the semiconductor element in the inverter 4.
[0123]
In FIG. 8, as in the first embodiment, the rotational speed of the electric motor 2 detected by the rotational speed detection unit 23 is PWMed via the charge / discharge amount calculation / control unit 24, the PWM generation unit 25, and the operation switching unit 26. A signal is output to the switch element 14 or the switch element 15, and the charge / discharge amount is controlled. On the other hand, the rotational speed detected by the rotational speed detection unit 23 and the operation state of the operation switching unit 26 are input to the rotational speed command change unit 51. The rotation speed command change unit 51 outputs to the inverter control unit 8 a change in the rotation speed command that is controlled to an appropriate charge / discharge amount and the rotation speed that the electric motor 2 responds to the charge / discharge operation.
[0124]
The inverter control unit 8 detects the rotation number by the rotation number detection unit 52 when the rotation number command change from the rotation number command change unit 51 is not input, and the rotation number control unit 55 determines that the rotation number of the electric motor 2 is A control value to be a command value from the rotation speed command unit 54 is output to the PWM generation unit 56, and the PWM generation unit 56 outputs a PWM signal corresponding to the control value to the inverter 4. The rotational speed command storage unit 53 changes the rotational speed based on a detection value from the inverter 4 (not shown).
[0125]
The detected value in this case may be a current value flowing through the inverter, a phase current value to the electric motor 2, or an output voltage of the inverter 4. In short, it is only necessary to be able to be detected as an object to be subjected to rotation speed control. Furthermore, when the electric motor 2 is used for a compressor of an air conditioner or the like, the rotational speed command is changed depending on the indoor temperature and the outdoor temperature, and therefore the temperature may be detected.
[0126]
On the other hand, when an instruction to change the rotational speed command is input from the rotational speed command changing unit 51 to the inverter control unit 8, the rotational speed command unit 54 uses the rotational speed command value in the rotational speed command storage unit 53 as the rotational speed command. The number of rotations instructed by the changing unit 51 is changed. As a result, the rotation speed command changes, the output of the PWM signal to the inverter 4 output via the rotation speed control unit 55 and the PWM generation unit 56 also changes, and the rotation speed of the electric motor 2 changes.
[0127]
During the charging operation, the rotation speed command changing unit 51 rotates a change in the command value that is reduced to a predetermined number of times when the motor 2 is operating with a score that is greater than or equal to the rotation speed determined in advance according to the amount of charge. The number is output to the number command unit 54. In addition, during the discharge operation, when the electric motor 2 is operating at a rotation speed that is less than or equal to a predetermined rotation speed according to the amount of discharge, the command value change is rotated so as to increase above the predetermined rotation speed. The number is output to the number command unit 54.
[0128]
In this way, the electric motor 2 does not operate at a rotational speed determined for a certain charge amount during charging, and does not fall below the rotational speed determined for a certain discharge amount during discharging. The rotation speed command changing unit 51 outputs a change instruction to the inverter control unit 8.
[0129]
As a result, the motor 2 is controlled to the number of revolutions corresponding to the charge / discharge amount, prevents voltage boost during discharge, and suppresses overcurrent capacity during charge, thereby improving system reliability. In addition, since the electric motor 2 operates at a rotation speed suitable for the charge / discharge amount, the efficiency due to charge / discharge increases, which contributes to the high efficiency of the system.
[0130]
In addition, for example, as in the second embodiment, if a timekeeping unit is provided so that charging and discharging can be performed during a predetermined time zone, the distribution of power load proceeds in performing peak cuts, and a system that is friendly to the global environment is provided. can do. In addition, it is possible to medically pay for an easy late-night electricity charge, and it is possible to further reduce running costs.
[0131]
The rotation speed command storage unit 53 is set in advance, but is not limited thereto, and the stored rotation speed setting may be changed by an external input device (not shown). .
[0132]
Embodiment 6 FIG.
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the sixth embodiment, the amount of power regeneration is detected, and charging is performed according to the amount of regeneration.
[0133]
FIG. 9 is a block diagram showing configurations of charge / discharge control unit 7 and inverter control unit 8 of the electric motor drive apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. In FIG. 9, the inverter control unit 8 includes a regeneration detection unit 61. The regeneration detection unit 61 detects the regeneration state of the electric motor 2. Further, the charge / discharge control unit 7 includes a charge command change unit 62. The charge command changing unit 62 receives the regenerative state from the regeneration detecting unit 61 and sends an operation change or charge amount change instruction to perform the charging operation to the operation switching unit 26 and the charge / discharge amount calculation / control unit 24. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals. However, there is no configuration of the rotation speed command changing unit 51.
[0134]
The regeneration detection unit 61 determines whether the electric motor 2 is in a regeneration state based on the detection information from the inverter 4. For example, in the case of the configuration of the inverter 4 as shown in FIG. 10, the regeneration state of the electric motor is determined based on the direction in which a current that can be detected by the resistor 65 flows by providing the resistor 65 on the ground side. If the current detected by the resistor 65 has a positive sign, it is determined that the operation of the electric motor 2 is normal (powering), and if the current has a negative sign, the regeneration state is determined. The detection of the regenerative state using the resistor 65 described above is not limited to this, and may be used as long as the regenerative state can be detected by other methods.
[0135]
When the regenerative detection unit 61 detects that the electric motor 2 is in the regenerative state, the regenerative state information is output to the charge command changing unit 62 of the charge / discharge control unit 7. The charging command changing unit 62 instructs the operation switching unit 26 to switch so that the charging / discharging circuit 6 performs a charging operation. Note that if the discharging operation is not being performed, the charging operation is changed, and if the charging / discharging circuit 6 is stopped, the charging operation is instructed to start.
[0136]
That is, the charge command changing unit 62 instructs the operation switching unit 26 to switch the operation, and instructs the charge / discharge amount calculation / control unit 24 to control the battery 5 to be charged with a charge amount corresponding to the regenerative state. I do. Thereby, the charge / discharge amount calculation / control unit 24 calculates a control amount corresponding to the charge amount, outputs this control amount to the PWM generation unit 25, and the operation switching unit 26 generates the PWM generated by the PWM generation unit 25. A signal is output to the charge / discharge circuit 6 to start the charging operation.
[0137]
Here, the regenerative state, that is, the charge control is performed so that the charge amount is in accordance with the regenerative amount. The regenerative state means that the electric motor 2 has generated power and has the same meaning as the power source. The electric power generated by 2 is intended to be effectively stored in the battery 5. Further, since the battery is in the regenerative state, it is not necessary to assist the power with the battery 5, and only the charging operation is performed if the charge / discharge circuit 6 operates. Furthermore, if only the electric power generated by the regeneration is charged, the electric power can be charged without taking out the electric power from the power source, and further energy saving can be realized.
[0138]
Of course, the battery 5 may store more electric power than the electric power generated by regeneration. Furthermore, it may be possible to charge a part of the regenerative power instead of the amount of charge according to the regenerative state.
[0139]
Further, for example, when the electric motor 2 is used as an electric motor of a compressor and configured as an air conditioner, charging is controlled so as to operate only at night in order to use night power, but this regenerative state is detected. If so, make it operate as an exception. By performing such a special charging operation, it is possible to charge regenerative electric power other than nighttime electric power, which has zero electricity bill, and further reduce the running cost of the electricity bill.
[0140]
When applied to such an air conditioner, it is more effective to reduce the running cost of electricity bills by controlling to charge the electric power according to the regenerative amount. However, if the amount of regenerative power is greater than the difference in electricity between daytime and nighttime, the electricity bill can be reduced even if it is charged in the daytime.
[0141]
Embodiment 7 FIG.
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In the seventh embodiment, charge / discharge state information is notified to an external device so that fine charge / discharge control can be performed by the external device.
[0142]
FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric motor drive apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. In FIG. 11, this electric motor drive device is applied to an air conditioner. This motor drive device includes a charge / discharge control unit 77 corresponding to the charge / discharge control unit 7 of the first embodiment, and is connected to the external device 80 via a communication line 74, and performs communication processing with the motor drive device main body side. It has the transmission / reception part 73 which performs. The transmission / reception unit 73 includes a signal receiving unit 71 that receives communication information from the external device 80 side or the charge / discharge control unit 77 and the inverter control unit 8 side, and a charge / discharge control unit 77 and the inverter control unit 8 side or the external device 80 side. The signal transmission part 72 which transmits to is provided. The charge / discharge control unit 77 includes a charge / discharge state notification unit 78. The charge / discharge state notification unit 78 notifies the external device 80 of the charge / discharge state in the charge / discharge control unit 77. The external device 80 controls the charge / discharge control unit 77 or the inverter control unit 8 in consideration of the charge / discharge state notified by the charge / discharge state notification unit 78 and various external information. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same components.
[0143]
The external device 80 is a device that remotely controls the operation of the air conditioner main body when the battery 5, the charge / discharge circuit 6 and the charge / discharge control unit 7 are not configured. The external device 80 can acquire information detected by the air conditioner, for example, room temperature, temperature difference from the outside air, humidity, and the like. Based on the information obtained from the air conditioner, the external device not only performs finer control than the control by the inverter control unit 8 or the charge / discharge control unit 77, but also connects to the external device. In conjunction with other products, control is performed to realize more comfortable energy savings.
[0144]
The charge / discharge control unit 77 controls the charge / discharge amount according to the rotation number of the compressor 32 or the rotation number according to the charge / discharge amount. The charge / discharge state notification unit 78 of the charge / discharge control unit 77 notifies the external device 80 of the charge / discharge state via the transmission / reception unit 73, and entrusts the external device with control that is difficult only by the charge / discharge control unit 77.
[0145]
For example, the external device 80 acquires the weather forecast information for the next day in the summer, and controls the daytime air conditioner to operate as a dehumidifying operation instead of a cooling operation when the weather tomorrow is rainy. As a result, the load condition of the compressor 32 is light. For this reason, a lot of power assistance from the battery 5 is not required, and the discharge amount of the next day can be estimated. Furthermore, if not only the weather but also the predicted maximum temperature is communicated by an external device, it is possible to estimate with higher accuracy. This estimated discharge amount is sent to the charge / discharge control unit 77 via the transmission / reception unit 73, and the charge / discharge circuit 6 is set via the charge / discharge control unit 77 so that the charge amount corresponds to the discharge amount of the next day. Control. In addition, if the amount of discharge estimated to be necessary on the next day remains in the battery 5, the charging operation is not performed.
[0146]
By the way, since the lifetime of the battery 5 is determined by the number of times of charging / discharging, it is better not to perform unnecessary charging / discharging. That is, since the charging / discharging control information for the next day is instructed by the external device 80, the life of the battery 5 can be extended, and fine charging / discharging control and inverter control can be performed.
[0147]
Also, by sending the operating state of the compressor 32 and the charging / discharging circuit 6 to the external device 80, it is possible to grasp the operating state of, for example, the entire building or the entire district, and based on the total amount of power demand. It is possible to control the amount of charge and the amount of discharge calculated backward.
[0148]
By providing a communication function with the external device 80 as described above, predictive control such as charge / discharge control based on external information can be performed. Further, by sending operation content information such as the charge / discharge state to the external device 80, systemization can be realized, and finer control of the motor drive device can be realized, and energy saving can be realized as a system. Furthermore, since the optimum charge amount and discharge amount can be controlled, the life of the battery 5 can be extended. In addition, it is possible to create a system that shifts the power load of society as a whole, and it is possible to construct an environment-friendly system such as suppressing the amount of carbon dioxide generated on the entire earth.
[0149]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the charge / discharge control means controls the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit based on the rotation speed of the motor. Is controlled by the number of revolutions of the motor, so that both the converter efficiency and the charge / discharge circuit efficiency can be improved, and when the number of revolutions of the motor is high, the amount of charge is reduced, and in a state where the converter efficiency is low, Since charging is not performed and power loss that occurs during charging is minimized, power consumption can be reduced, battery life can be extended, and a highly reliable motor drive device is realized. In addition to the effect that it is possible to achieve this, it is possible to realize an electric motor drive device that can perform efficient power storage.Further, the discharge stopping means of the charge / discharge control means forcibly stops discharging from the battery when the rotation speed of the electric motor is not more than a predetermined value and the battery is not charged. Therefore, it is possible to reliably prevent circuit breakage caused by boosting due to discharge while the motor is stopped and during light load operation, and it is possible to realize a highly reliable motor drive device.
[0150]
  According to the following invention,The charge stopping means of the charge / discharge control means forcibly stops charging the battery when the rotation speed of the electric motor is equal to or higher than a predetermined value and the battery is not discharged. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of circuit damage due to overcurrent capacity due to charging during operation of the motor, and to realize a highly reliable motor drive device.There is an effect that can be.
[0151]
  According to the following invention,The discharge stop means of the charge / discharge control means forcibly stops the discharge from the battery when the electric power consumption of the motor is equal to or lower than a predetermined value and the battery is not discharged. Therefore, it is possible to reliably prevent circuit breakage caused by boosting due to discharge while the motor is stopped and during light load operation, and to realize a highly reliable motor driving device.There is an effect that can be.
[0152]
  According to the following invention,The charge stopping means of the charge / discharge control means forcibly stops charging the battery when the electric power consumption of the motor is equal to or greater than a predetermined value and the battery is not charged. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of circuit damage due to overcurrent capacity due to charging during operation of the motor, and to realize a highly reliable motor drive device.There is an effect that can be.
[0153]
  According to the following invention,The discharge stop means of the charge / discharge control means forcibly stops the discharge from the battery when the voltage at the DC connection point is not more than a predetermined value and the battery is not charged. Therefore, it is possible to reliably prevent circuit breakage caused by boosting due to discharge during motor stop and light load operation, and to realize a highly reliable motor drive device.There is an effect that can be.
[0154]
  According to the following invention,The charging stop means of the charge / discharge control means forcibly stops charging the battery when the voltage at the DC connection point is equal to or higher than a predetermined value and the battery is not discharged. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of circuit damage due to overcurrent capacity due to charging during operation of the motor, and to realize a highly reliable motor drive device.There is an effect that can be.
[0155]
  According to the following invention,Since the discharge stop means of the charge / discharge control means forcibly stops the discharge from the battery to the smoothing capacitor when the transmitter is stopped, it eliminates the possibility of discharging while the motor is stopped, and the motor drive device The motor drive device with high reliabilityThere is an effect that can be.
[0156]
  According to the next invention, according to the next invention,When the charge / discharge control means detects the regenerative operation by the regenerative detection means, the battery is charged with the power generated by the regenerative operation, so the regenerative power can be charged according to the regenerative amount, Reduce running costsThere is an effect that can be.
[0157]
  According to the following invention,Since the charge / discharge control means controls the amount of charge / discharge of the battery within a predetermined time based on the time measured by the time measuring means, the charge / discharge control means can be charged in a desired time zone, so that it is insufficiently charged. In addition, the running cost can be reduced, and if charging is set to a time zone with a cheap midnight power charge, the power consumption at the time of high daytime electricity charges can be reduced, and the midnight power charge There is an effect that the running cost can be reduced by the use of. Moreover, peak shift can be realized, and not only the running cost can be reduced, but also the power storage effect can be enhanced, and as a result, a short-term payback can be realized. Furthermore, it contributes to improving the comfort of society as a whole.
[0158]
  According to the following invention,Since the charge / discharge control means notifies the external device of the charge / discharge state of the battery via the communication processing means, and the charge / discharge control is performed by the external device via the communication processing means, various external information is used. Predictive control, etc. can be performed, and finer charge / discharge control can be performed.There is an effect.
[0159]
  According to the following invention,Since the electric motor is a compressor used in the refrigeration cycle and the electric motor driving device is used in the air conditioner, the effects of the electric motor driving device described above can be brought to the air conditioner.There is an effect.
[0160]
  According to the following invention,The charge / discharge control means controls the number of rotations of the compressor based on the charge / discharge amount of the battery, so it prevents high voltage during discharge, suppresses overcurrent capacity during charge, and is highly reliable. While realizing a compressor drive device, since a compressor operate | moves by the rotation speed suitable for the amount of charging / discharging, there exists an effect that the compressor driving device which performs charging / discharging with high power efficiency is realizable. Further, the compressor control means of the charge / discharge control means controls the rotation speed of the compressor to be less than the predetermined value when the rotation speed of the compressor is equal to or higher than a predetermined value when charging the battery. As a result, it is possible to prevent boosting during discharge, suppress overcurrent capacity during charging, realize a highly reliable compressor drive device, and operate the compressor at a speed suitable for the amount of charge and discharge. A compressor drive unit that performs high charge / dischargeThere is an effect that can be.
[0161]
  According to the following invention,The charge / discharge control means controls the number of rotations of the compressor based on the charge / discharge amount of the battery, so it prevents high voltage during discharge, suppresses overcurrent capacity during charge, and is highly reliable. While realizing a compressor drive device, since a compressor operate | moves by the rotation speed suitable for the amount of charging / discharging, there exists an effect that the compressor driving device which performs charging / discharging with high power efficiency is realizable. Further, the compressor control means of the charge / discharge control means controls the rotational speed of the compressor to a rotational speed exceeding a predetermined value when the rotational speed of the compressor is not more than a predetermined value when discharging from the battery. As a result, it is possible to prevent boosting during discharge, suppress overcurrent capacity during charging, realize a highly reliable compressor drive device, and operate the compressor at a speed suitable for the amount of charge and discharge. A compressor drive unit that performs high charge / dischargeThere is an effect that can be.
[0162]
  According to the following invention,Since the charge / discharge control means controls the amount of charge / discharge of the battery within a predetermined time based on the time measured by the time measuring means, the charge / discharge control means can be charged in a desired time zone, so that it is insufficiently charged. In addition, the running cost can be reduced, and if charging is set to a time zone with a cheap midnight power charge, the power consumption at the time of high daytime electricity charges can be reduced, and the midnight power charge There is an effect that the running cost can be reduced by the use of. Moreover, peak shift can be realized, and not only the running cost can be reduced, but also the power storage effect can be enhanced, and as a result, a short-term payback can be realized. Furthermore, it contributes to improving the comfort of society as a whole.
[0163]
  According to the following invention,Since the charge / discharge control means notifies the external device of the charge / discharge state of the battery via the communication processing means, and the charge / discharge control is performed by the external device via the communication processing means, various external information is used. Predictive control, etc. can be performed, and finer charge / discharge control can be performed.There is an effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric motor drive apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the electric motor drive device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of an electric motor drive device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric motor drive apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
5 is a block diagram showing a detailed configuration of a charge / discharge control unit shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a PWM signal.
FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration of a charge / discharge control unit of an electric motor drive device according to Embodiment 4 of the present invention;
FIG. 8 is a block diagram showing a detailed configuration of a charge / discharge control unit and an inverter control unit of an electric motor drive device according to Embodiment 5 of the present invention;
FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of a charge / discharge control unit and an inverter control unit of an electric motor drive device according to Embodiment 6 of the present invention;
FIG. 10 is a diagram illustrating detection points of the regeneration detection unit illustrated in FIG. 9;
FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric motor drive apparatus according to Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a conventional motor drive device.
[Explanation of symbols]
1 AC power source, 2 electric motor, 3 converter, 4 inverter, 5 battery, 6 charge / discharge circuit, 7, 77 charge / discharge control unit, 8 inverter control unit, 9 connection point, 11 diode bridge, 12, 17 reactor, 13 smoothing capacitor , 14, 15 Switch element, 16, 18 Diode, 23, 52 Rotation speed detection unit, 24 Charge / discharge amount calculation / control unit, 25, 56 PWM generation unit, 26 Operation switching unit, 27 Timing unit, 32 Compressor, 41 Discharge stop unit, 42 charge stop unit, 43 rotation speed discrimination unit, 51 rotation speed command change unit, 53 rotation speed command storage unit, 54 rotation speed command unit, 55 rotation speed control unit, 61 regeneration detection unit, 62 charge command change Unit, 71 signal reception unit, 72 signal transmission unit, 73 transmission / reception unit, 78 charge / discharge state notification unit, 80 external device.

Claims (15)

コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電動機の回転数が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。In the motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and the inverter controls the rotational speed of the motor using this direct current.
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge circuit that charges and discharges the battery via a DC connection point between the converter and the inverter;
Charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit based on the rotational speed of the electric motor ;
With
The charge / discharge control means includes a discharge stop means for forcibly stopping discharge from the battery when the rotation speed of the electric motor is equal to or less than a predetermined value and the battery is not charged. An electric motor drive device comprising: コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電動機の回転数が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。In the motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and the inverter controls the rotational speed of the motor using this direct current.
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge circuit that charges and discharges the battery via a DC connection point between the converter and the inverter;
Charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit based on the rotational speed of the electric motor ;
With
The charge and discharge control means, the rotational speed of the electric motor is equal to or larger than the predetermined value, and includes a charge stopping means for forcibly stopping the charging of the battery when the discharge from the battery is not performed An electric motor drive device characterized by that. コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電動機の消費電力が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。In the motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and the inverter controls the rotational speed of the motor using this direct current.
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge circuit that charges and discharges the battery via a DC connection point between the converter and the inverter;
Charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit;
With
The charge / discharge control means is a discharge stop means for forcibly stopping the discharge from the battery when the electric power consumption of the electric motor is not more than a predetermined value and the battery is not charged. An electric motor drive device comprising: コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電動機の消費電力が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。In the motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and the inverter controls the rotational speed of the motor using this direct current.
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge circuit that charges and discharges the battery via a DC connection point between the converter and the inverter;
Charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit;
With
The charge and discharge control means, the power consumption of the electric motor is equal to or larger than the predetermined value, and includes a charge stopping means for forcibly stopping the charging of the battery when the discharge from the battery is not performed An electric motor drive device characterized by that. コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記直流接続点の電圧が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。In the motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and the inverter controls the rotational speed of the motor using this direct current.
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge circuit that charges and discharges the battery via a DC connection point between the converter and the inverter;
Charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit;
With
The charge / discharge control means is a discharge stop means for forcibly stopping discharge from the battery when the voltage at the DC connection point is equal to or lower than a predetermined value and the battery is not charged. An electric motor drive device comprising: コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記直流接続点の電圧が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。In the motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and the inverter controls the rotational speed of the motor using this direct current.
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge circuit that charges and discharges the battery via a DC connection point between the converter and the inverter;
Charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit;
With
The charge / discharge control means is a charge stop means for forcibly stopping the charging of the battery when the voltage at the DC connection point is equal to or higher than a predetermined value and the battery is not discharged. An electric motor drive device comprising: コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点間に接続される平滑コンデンサと、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電動機が停止した場合に前記電池から前記平滑コンデンサへの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。In the motor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and the inverter controls the rotational speed of the motor using this direct current.
A smoothing capacitor connected between the DC connection points of the converter and the inverter;
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge circuit that charges and discharges the battery via a DC connection point between the converter and the inverter;
Charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit based on the rotational speed of the electric motor ;
With
The charge and discharge control means, electric motor drive device, characterized in that the electric motor is provided with a discharge stop means for forcibly stopping the discharge to the smoothing capacitor from said battery when stopped. 前記電動機の回生動作を検出する回生検出手段をさらに備え、
前記充放電制御手段は、前記回生検出手段が前記回生動作を検出した場合に該回生動作による電力を前記電池に充電する制御を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の電動機駆動装置。Regenerative detection means for detecting regenerative operation of the electric motor,
The charge and discharge control means, in any one of claims 1 to 7, characterized in that the control for charging the power by the regenerative operation to the battery when the regenerative detecting means detects said regenerative operation The electric motor drive device described. 時刻を計時する計時手段をさらに備え、
前記充放電制御手段は、前記計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の電動機駆動装置。It further includes a time measuring means for measuring time,
The charge and discharge control means according to any one of claims 1-8, characterized in that for controlling the charging and discharging of the battery within the time which is previously determined based on the counting of the clock means Electric motor drive device. 外部装置との間の通信処理を行う通信処理手段をさらに備え、
前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記電池の充放電状態を前記外部装置に通知する充放電状態通知手段を備え、
前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記外部装置によって充放電制御されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の電動機駆動装置。A communication processing means for performing communication processing with an external device;
The charge / discharge control means includes charge / discharge state notification means for notifying the external device of the charge / discharge state of the battery via the communication processing means,
The charge and discharge control means, the motor driving device according to any one of claims 1-9, characterized in that the charge-discharge control by the external apparatus through the communication processing means. 前記電動機は、冷凍サイクルに用いられる圧縮機であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の電動機駆動装置を用いた空気調和機。The motor, an air conditioner using the motor driving device according to any one of claims 1-10, characterized in that the are that the compressor used in a refrigeration cycle. コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが、冷凍サイクルに用いられる圧縮機の回転数を制御する圧縮機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電池の充放電量をもとに前記圧縮機の回転数を制御するとともに、前記電池への充電時に前記圧縮機の回転数が所定値以上である場合に前記圧縮機の回転数を所定値未満の回転数に制御する圧縮機制御手段を備えたことを特徴とする圧縮機駆動装置。In the compressor drive device that converts alternating current into direct current by a converter, and the inverter uses this direct current to control the rotational speed of the compressor used in the refrigeration cycle .
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge circuit that charges and discharges the battery via a DC connection point between the converter and the inverter;
Charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit;
With
The charge / discharge control means controls the rotation speed of the compressor based on the charge / discharge amount of the battery, and the compression is performed when the rotation speed of the compressor is equal to or higher than a predetermined value when charging the battery. A compressor driving device comprising compressor control means for controlling the rotational speed of the machine to a rotational speed less than a predetermined value . コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する圧縮機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電池の充放電量をもとに前記圧縮機の回転数を制御するとともに、前記電池からの放電時に前記圧縮機の回転数が所定値以下である場合に前記圧縮機の回転数を所定値を越える回転数に制御する圧縮機制御手段を備えたことを特徴とする圧縮機駆動装置。In the compressor drive device in which alternating current is converted into direct current by a converter, and the inverter controls the rotational speed of the motor using this direct current.
A chargeable / dischargeable battery;
A charge / discharge circuit that charges and discharges the battery via a DC connection point between the converter and the inverter;
Charge / discharge control means for controlling the charge / discharge amount of the charge / discharge circuit;
With
The charge / discharge control means controls the rotation speed of the compressor based on the charge / discharge amount of the battery, and the compression is performed when the rotation speed of the compressor is equal to or less than a predetermined value during discharge from the battery. A compressor driving device comprising compressor control means for controlling the rotational speed of a machine to a rotational speed exceeding a predetermined value . 時刻を計時する計時手段をさらに備え、Further provided with a time measuring means for measuring time,
前記充放電制御手段は、前記計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うことを特徴とする請求項１２または１３に記載の圧縮機駆動装置。  14. The compressor driving device according to claim 12, wherein the charge / discharge control unit controls the charge / discharge amount of the battery within a predetermined time based on the time measured by the time measuring unit. 外部装置との間の通信処理を行う通信処理手段をさらに備え、A communication processing means for performing communication processing with an external device;
前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記電池の充放電状態を前記外部装置に通知する充放電状態通知手段を備え、  The charge / discharge control means includes charge / discharge state notification means for notifying the external device of the charge / discharge state of the battery via the communication processing means,
前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記外部装置によって充放電制御されることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一つに記載の圧縮機駆動装置。  The compressor driving device according to any one of claims 12 to 14, wherein the charge / discharge control means is charge / discharge controlled by the external device via the communication processing means.
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