JP4613387B2 - Motor drive device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータを用いたモータ駆動装置、例えば空気調和機に備えられるモータを駆動するためのモータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のモータ駆動装置として、交流電源から与えられる交流電流を整流する整流回路と、整流手段から与えられる直流電流に基づいてモータを駆動するための駆動電流を生成するインバータと、整流回路とインバータとの間を接続する正負の給電路間に接続されるコンデンサと、整流回路とコンデンサとの間の給電路に介装される力率改善用のアクティブフィルタとを備えたものが知られている。アクティブフィルタは、整流回路とアクティブフィルタとの間の正側の給電路に設けられたチョークコイルと共に昇圧チョッパ回路を構成している。
【０００３】
このモータ駆動装置では、整流回路からアクティブフィルタを介してコンデンサに供給される直流電流をアクティブフィルタによりチョップし、コンデンサへの直流電流の電流供給量を調節し、その直流電流がインバータに供給される際の供給電圧（すなわち、充電により得られるコンデンサの端子間電圧）を、その供給電圧が所定の目標値に一致するように調節することにより力率改善を図っている。
【０００４】
ところで、このようなアクティブフィルタを用いたモータ駆動装置では、整流回路から出力される直流電流の出力電圧の瞬間的な低下（瞬停）により、オーバーシュートが生じることがある。図５は、アクティブフィルタ動作中の瞬停等によりインバータへの直流電流の供給電圧のオーバーシュートが生じる様子を示す図である。通常の状態では、アクティブフィルタの働きにより、前記供給電圧Ｖｐは目標値Ｖａに一致するように調節されているのであるが、図５の時点Ａで供給電圧Ｖｐが瞬間的に低下した際には、アクティブフィルタが供給電圧Ｖｐを目標値Ｖａに近づけるように動作するため、前記出力電圧が回復した際に瞬間的に大量の直流電流がアクティブフィルタを介してコンデンサに供給されてしう。これにより、図５の時点Ｂで供給電圧Ｖｐが目標値Ｖａを瞬間的に大きく上回ってしまう。ここで、このオーバーシュート時の供給電圧Ｖｐのピーク値Ｖｍａｘと目標値Ｖａとの差は、瞬停により供給電圧Ｖｐが低下した際のボトム値Ｖｍｉｎと目標値Ｖａとの差が大きいほど大きくなるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のモータ駆動装置では、瞬停により生じる供給電圧Ｖｐのオーバーシュートに対する対策が不十分であるため、オーバーシュートによって供給電圧Ｖｐが回路の許容上限値を超えてしまい、インバータや、インバータ前段に設けらえるコンデンサや、そのコンデンサを介して電源供給を受ける各種の駆動回路等の回路部品に過大な電圧がかかる場合があるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、瞬停により生じる直流電流に基づくインバータへの供給電圧のオーバーシュートを防止することができるモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、整流して得られた直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するインバータ（１７）を備えるモータ駆動装置であって、前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、前記第１の許容下限値は、整流回路（９）とインバータ（１７）との間にアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とする。
【０００８】
また、前記目的を達成するための技術的手段は、交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（９）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）とを備えるモータ駆動装置であって、前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、前記第１の許容下限値は、前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に力率改善用のアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とする。
【０００９】
さらに、好ましくは、前記電圧監視部（１９ａ）は、前記供給電圧が第２の基準電圧以下に低下したことを検出する機能をさらに備え、前記第２の基準電圧は、第２の許容下限値以上に設定され、前記第２の許容下限値は、前記供給電圧がこの第２の許容下限値以下に低下すると電力不足により前記インバータ（１７）による前記モータ（２１）の駆動が困難になるような値であるのがよい。
【００１０】
また、好ましくは、前記アクティブフィルタ（１３）は、前記アクティブフィルタ（１３）と前記整流回路（９）との間の正側の給電路（２３，２５）に介装されたチョークコイル（１１）と共に昇圧チョッパ回路を構成しているのがよい。
【００１１】
さらに、好ましくは、前記第１の基準電圧は、前記第２の基準電圧よりも高く設定されているのがよい。
【００１２】
また、好ましくは、前記電圧監視部（１９ａ）は、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中であるか否かを判別する機能をさらに備え、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中である場合において前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力する一方、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中でない場合において前記供給電圧が前記第２の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力し、前記出力信号が出力されたときに、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されるのがよい。
【００１３】
さらに、好ましくは、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されるのがよい。
【００１４】
さらに、前記目的を達成するための技術的手段は、交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（１）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）と、前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に介装されるアクティブフィルタ（１３）とを備え、前記整流回路（９）から前記アクティブフィルタ（１３）を介して前記コンデンサ（１５）に供給される前記直流電流の電流供給量を前記アクティブフィルタ（１３）により調節し、前記直流電流が前記インバータ（１３）に供給される際の供給電圧を、その供給電圧が所定の目標値に一致するように調節することにより力率改善を図るモータ駆動装置であって、前記供給電圧が、前記目標値から所定の基準量以上低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、前記基準量は、許容限度量以下の値に設定され、前記許容限度量は、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧が瞬間的に低下した際に、前記供給電圧が前記目標値からこの許容限度量以上低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とする。
【００１６】
【作用】
請求項１および２に記載の発明に従えば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、このモータ駆動装置にアクティブフィルタを備えた場合に、電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう第１の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出され、インバータへの直流電流の供給が停止されるようになっている。
【００１７】
請求項３に記載の発明に従えば、直流電流に基づくインバータへの供給電圧が、電力不足によりインバータによるモータの駆動が困難になる第２の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第２の基準電圧に第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっている。
【００１８】
請求項４に記載の発明に従えば、アクティブフィルタとチョークコイルとから構成される昇圧チョッパ回路により、整流回路から供給される直流電圧が昇圧されてインバータに供給されるようになっている。
【００１９】
請求項５に記載の発明に従えば、第１の基準電圧は、第２の基準電圧よりも高く設定されているため、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合には、第１の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができ、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられていない場合には、第２の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができる。
【００２０】
請求項６，７に記載の発明に従えば、アクティブフィルタが動作しているか否かに対応した適切な基準に基づいて供給電圧の異常低下が検出され、供給電圧の異常低下を示す出力信号が電圧監視部から出力され、インバータへの直流電流の供給が停止されるようになっている。
【００２２】
請求項８に記載の発明に従えば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、供給電圧が、目標値から電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう許容限度量以上低下する前に、供給電圧が目標値から所定の基準量以上低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出され、インバータへの直流電流の供給が停止されるようになっている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。このモータ駆動装置は、交流電源１、高周波ノイズフィルタ３、Ｙ形コンデンサ回路５、キャリア成分ノイズフィルタ７、整流回路９、チョークコイル１１、力率改善用のアクティブフィルタ１３、コンデンサ（ここでは電解コンデンサ）１５、インバータ１７、遮断器１８および制御ユニット１９を備えて構成されており、インバータ１７が生成した駆動電流によって空気調和機に備えられるモータ（３相モータ）２１を駆動するようになっている。
【００２５】
交流電源１は、所定周波数の単相交流電流を出力する。整流回路９は、交流電源１から与えられる交流電流を整流して直流電流として出力する。インバータ１７は、制御ユニット１９の制御部１９ｂの制御により、整流回路９から与えられる直流電流に基づき、モータ２１を駆動するための駆動電流（ここでは３相交流電流）を生成してモータ２１に供給する。
【００２６】
高周波ノイズフィルタ３、Ｙ形コンデンサ回路５およびキャリア成分フィルタ７は、交流電源１側からこの順に交流電源１と整流回路９との間の給電路に介装されている。
【００２７】
コンデンサ１５は、整流回路９とインバータ１７との間を接続する正負の給電路２３，２５間を接続するように設けられている。ここで、コンデンサ１５の端子と給電路２３，２５との接続部を符号２７，２９で示す。チョークコイル１１は、整流回路９とインバータ１７との間の正側の給電路２３における整流回路９と接続部２７との間に介装されている。
【００２８】
遮断器１８は、コンデンサ１５の接続部２７，２９を介して電力供給を受けるインバータ１７およびその他の回路への直流電流の供給をオン、オフする。ここでは、遮断器１８は、交流電源１と整流回路９との間の１対の給電路に介装され、整流回路９に入力される交流電流を制御部１９ｂの制御によりオン、オフすることにより、インバータ１７等への直流電流の供給をオン、オフする。
【００２９】
力率改善用のアクティブフィルタ１３は、スイッチングトランジスタ１３ａおよびダイオード１３ｂを備えている。トランジスタ１３ａは、チョークコイル１１と接続部２７との間のプラス側の給電路２３と、整流回路９と接続部２９との間の負側の給電路２５との間を、制御部１９ｂから与えられる制御信号により、導通、遮断させるように設けられている。ダイオード１３ｂは、トランジスタ１３ａの給電路２３との接続部と接続部２７との間の給電路２３に、トランジスタ１３ａ側から接続部２７側に向かって順方向になるように介装されている。
【００３０】
このように構成されるアクティブフィルタ１３は、チョークコイル１１とともに昇圧チョッパ回路を構成しており、制御部１９ｂからトランジスタ１３ａに入力される制御信号に基づいて、トランジスタ１３ａをオン、オフさせて正負の給電路２３，２５間を高速で導通、遮断させ、整流回路９からチョークコイル１１を介して入力される直流電流を高速でチョップすることにより、整流回路９から与えられる直流電流がコンデンサ１５を充電して得られる接続部２７の電圧（コンデンサ１５の端子間電圧）、すなわち直流電流がインバータ１７に供給される際の供給電圧Ｖｐを所定の目標値Ｖａに一致するように調節する（図２参照）。
【００３１】
ここで、通常時に整流回路９から出力される直流電圧の出力電圧は、例えば２００Ｖであり、この直流電圧を、チョークコイル１１およびアクティブフィルタ１３からなる昇圧チョッパ回路により目標値Ｖａ（例えば３２０Ｖ）まで昇圧してインバータ１７等に供給している。また、本実施形態では、目標値Ｖａは一定値（ここでは３２０Ｖ）に設定されている。
【００３２】
また、このアクティブフィルタ１３は、このモータ駆動装置にとって必ずしも必須の構成要素ではなく、アクティブフィルタ１３が備えられていない場合には、整流回路９から出力された直流電流は、チョッパコイル１１およびコンデンサ１５により平滑化されて昇圧されることなくインバータ１７等に供給される。
【００３３】
制御ユニット１９は、電圧監視部１９ａと制御部１９ｂとを備えている。電圧監視部１９ａは、電圧Ｖｐの異常低下を検出する電圧低下検出機能と、アクティブフィルタ１３が動作しているか否かを検出するアクティブフィルタ監視機能とを有している。
【００３４】
アクティブフィルタ監視機能では、接続部２７の電圧Ｖｐを監視することにより、アクティブフィルタ１３が備えられ、かつ正常に動作しているか否かが検出される。すなわち、アクティブフィルタ１３は整流回路９から出力される直流電流をチョークコイル１１と共働して昇圧し、直流電流の接続部２７での電圧Ｖｐを目標値Ｖａに一致させるように動作するため、アクティブフィルタ１３が正常に動作している場合には、電圧Ｖｐは目標値Ｖａの近傍に維持される（図２参照）。
【００３５】
これに対し、アクティブフィルタ１３が備えられていないか、あるいは備えられていても正常に動作していない場合には、昇圧が行われないか、あるいは適切に行われないため、電圧Ｖｐは整流回路９からの直流電流の出力電圧と実質的に同じか、目標値Ｖａから下方に大きくかけ離れた値となる場合が多い（図３参照）。
【００３６】
そこで、本実施形態ではこの点に着目し、目標値Ｖａの近傍の目標値Ｖａよりもやや低い値を有する判別値Ｖｂを設定し（図２および図３参照）、電圧Ｖｐがその判別値Ｖｂ以上である場合には、アクティブフィルタ１３が正常に動作していると判別し、電圧Ｖｐが判別値Ｖｂ未満である場合には、アクティブフィルタ１３が備えられていないか、あるいはアクティブフィルタ１３が正常に動作していないと判別するようになっている。
【００３７】
電圧低下検出機能では、上述のアクティブフィルタ監視機能によってアクティブフィルタ１３が正常に動作していることが検出されている場合には、電圧Ｖｐが第１の基準電圧Ｖ１（図２参照）以下に低下したことを検出すると、電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号を制御部１９ｂに出力する。一方、アクティブフィルタ１３が正常に動作していることが検出されていない場合には、電圧Ｖｐが第２の基準電圧Ｖ２（図３参照）以下に低下したことを検出すると、電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号を制御部１９ｂに出力する。
【００３８】
第１の基準値Ｖ１は、瞬停等によって生じるオーバーシュートによる電圧Ｖｐの異常上昇から回路を保護するために設けられたものであり、後述する第１の許容下限値Ｖｃ１以上に設定されている。第２の基準値Ｖ２は、電圧Ｖｐの異常低下によりインバータ１７がモータ２１を適切に駆動できなくなるのを未然に防止するために設けられたものであり、後述する第２の許容下限値Ｖｃ２以上に設定されている。本実施形態では、第１の基準値Ｖ１は、第２の基準値Ｖ２よりも高い値に設定されているが、Ｖ１＜Ｖ２と設定されることもある。
【００３９】
ここで、第１の許容下限値Ｖｃ１は、このモータ駆動装置にアクティブフィルタ１３が備えられて正常に動作している場合において、瞬停等による整流回路９から出力される直流電流の出力電圧の瞬間的な低下により電圧Ｖｐが瞬間的に低下した際に、電圧Ｖｐがこの第１の許容下限値Ｖｃ１以下に低下すると電圧回復時のオーバーシュートにより、図２の実線で示すグラフのように、電圧Ｖｐが回路の許容上限値Ｖｄ（例えば、４００Ｖ）を一時的に超えてしまうような値である。本実施形態では、第１の基準電圧Ｖ１は、この第１の許容下限値Ｖｃ１に実質的に一致するように設定されている。なお、図２において、鎖線で示すグラフは、許容範囲内の電圧電動を示している。
【００４０】
また、第２の許容下限値Ｖｃ２は、図３の実線で示すグラフのように、電圧Ｖｐがこの第２の許容下限値Ｖｃ２以下に低下すると電力不足によりインバータ１７によるモータ２１の駆動が困難になるような値である。本実施形態では、第２の基準電圧Ｖ１は、この第２の許容下限値Ｖｃ２に実質的に一致するように設定されている。なお、図３において、鎖線で示すグラフは、許容範囲内の電圧変動を示している。
【００４１】
制御部１９ｂは、電圧監視部１９ａから電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号が出力されない通常の状態では、接続部２７の電圧を検出し、その検出結果等に基づいて、トランジスタ１３ａのオン、オフタイミングを前記制御信号により変化させることにより、直流電流を昇圧して得られるを電圧Ｖｐを所定の目標値Ｖａに一致するように調節して力率改善を図りつつ、インバータ１７を制御している。
【００４２】
また、制御部１９ｂは、電圧監視部１９ａから電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号が出力されると、電圧Ｖｐの異常低下により生じる不都合（アクティブフィルタ１３が備えられている場合にオーバーシュートにより生じる回路部品への過大な電圧印加や、インバータ１７への供給電力不足によるモータ２１の動作不良）を防止するため、遮断器１８に給電路を遮断させ、接続部２７を介したインバータ１７等への直流電流の供給をオフし、モータ２１の駆動を停止する。
【００４３】
図４は、制御ユニット１９における電圧Ｖｐの異常低下時の制御内容を示すフローチャートである。ステップＳ１では、電圧Ｖｐが判別値Ｖｂを上回っているか否か、すなわち、このモータ駆動装置にアクティブフィルタ１３が備えられてかつ正常に動作しているか否かが電圧監視部１９ｂによって判断され、肯定的な判断結果が得られた場合にはステップＳ２に進む一方、否定的な判断結果が得られた場合にはステップＳ４に進む。
【００４４】
ステップＳ２では、電圧Ｖｐが第１の基準電圧Ｖ１以下に低下しているか否かが電圧監視部１９ｂによって判断され、低下していない場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１ないしステップＳ４を繰り返しつつ、モータ２１の駆動が続行される一方、低下している場合には、ステップＳ３に進む。
【００４５】
ステップＳ４では、電圧Ｖｐが第１の基準電圧Ｖ１以下に低下しているか否かが電圧監視部１９ｂによって判断され、低下していない場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１ないしステップＳ４を繰り返しつつ、モータ２１の駆動が続行される一方、低下している場合には、ステップＳ３に進む。
【００４６】
ステップＳ３では、電圧監視部１９ａから制御部１９ｂに電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号が出力され、制御部１９ｂによって遮断器１８が動作されて整流回路９の上流側の給電路が遮断され、接続部２７を介したインバータ１７等への直流電流の供給がオフされてモータ２１の駆動が停止される。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、アクティブフィルタ１３が備えられて正常に動作している場合には、第１の基準電圧Ｖ１を基準として電圧Ｖｐの異常低下が検出され、異常低下検出時に遮断器１８によって給電路が遮断されることにより、瞬停等により生じる電圧Ｖｐのオーバーシュートにより回路部品に過大な電圧が印加されるのを未然に防止することができる。
【００４８】
また、アクティブフィルタ１３が備えられていないか、あるいは備えられていても正常に動作していない場合には、第２の基準電圧Ｖ２を基準として電圧Ｖｐの異常低下が検出され、異常低下検出時に遮断器１８によって給電路が遮断されることにより、インバータ１７への供給電力不足により生じるモータ２１の動作不良を未然に防止することができる。
【００４９】
さらに、第１の基準電圧Ｖ１が第２の基準電圧Ｖ２よりも高く設定されているとともに、アクティブフィルタ１３が備えられてかつ正常に動作しているか否かに応じて、電圧ｖｐの異常低下の検出基準に第１の基準電圧Ｖ１と第２の基準電圧Ｖ２とのいずれを用いるかが自動的に決定されて、その決定された検出基準に基づいて電圧Ｖｐの異常低下が検出されるようになっているため、制御ユニット１９を変更しなくとも、モータ駆動装置にアクティブフィルタ１３が備えられ、かつ正常に動作しているか否かにかかわらず、同一の制御ユニット１９により、電圧Ｖｐの異常低下により生じる不都合を未然に防止しつつ、このモータ駆動装置の制御を行うことができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、目標値Ｖａは一定値に設定されているが、いわゆるＰＡＭ制御によりモータ２１に要求する出力に応じて目標値Ｖａを変化させるようにしてもよい。この場合、目標値Ｖａの変化に伴って前述の第１の許容下限値も変化するため、この目標値Ｖａおよび第１の許容下限値の変化に応じて第１の基準電圧Ｖ１も変化させるのが好ましい。
【００５１】
あるいは、目標値Ｖａを変化させるようにした場合には、前述の第１の基準電圧Ｖ１を用いた電圧Ｖｐの異常低下の検出方法に代えて、電圧Ｖｐが目標値Ｖａからどれくらいの量だけ低下したかに基づいて、電圧Ｖｐの異常低下を検出するようにしてもよい。この場合には、電圧Ｖｐが目標値Ｖａから所定の基準量以上低下した場合に、電圧監視部１９ａが異常低下と判断することとなる。
【００５２】
ここで、前記基準量は、所定の許容限度量以下の値に設定され（ここでは、許容限度量と実質的に一致するように設定される）、その許容限度量は、整流回路９から出力される直流電流の出力電圧の瞬間的な低下により電圧Ｖｐが瞬間的に低下した際に、電圧Ｖｐが目標値Ｖａからこの許容限度量以上低下すると電圧回復時に電圧Ｖｐが回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値である。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１ないし７に記載の発明によれば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、このモータ駆動装置にアクティブフィルタを備えた場合に、電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう第１の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっているため、この電圧監視部の検出結果を有効に利用してこのような供給電圧の異常低下が生じた際にはインバータ等への電流供給を遮断するなどすることにより、瞬停により生じる直流電流に基づくインバータへの供給電圧のオーバーシュートによって回路部品に過大な電圧が印加されるのを防止することができる。
【００５４】
請求項３に記載の発明によれば、直流電流に基づくインバータへの供給電圧が、電力不足によりインバータによるモータの駆動が困難になる第２の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第２の基準電圧に第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっているため、この電圧監視部の検出結果を有効に利用してこのような供給電圧の異常低下が生じた際にはモータの駆動を停止するなどの適切な対応を取ることができる。
【００５５】
請求項５に記載の発明によれば、第１の基準電圧は、第２の基準電圧よりも高く設定されているため、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合には、第１の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができ、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられていない場合には、第２の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができ、その結果、第１または第２の基準電圧を択一的に用いることにより、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合にも、アクティブフィルタが備えられていない場合にも、供給電圧の異常低下により生じる不都合を防止することができる。
【００５６】
請求項６，７に記載の発明によれば、アクティブフィルタが動作しているか否かに対応した適切な基準に基づいて供給電圧の異常低下が検出され、供給電圧の異常低下を示す出力信号が電圧監視部から出力されるようになっているため、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合にも、アクティブフィルタが備えられていない場合にも、供給電圧の異常低下により生じる不都合を防止することができる。
【００５７】
請求項８に記載の発明によれば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、供給電圧が、目標値から電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう許容限度量以上低下する前に、供給電圧が目標値から所定の基準量以上低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっているため、この電圧監視部の検出結果を有効に利用して供給電圧の異常低下が生じた際にはインバータ等への電流供給を遮断するなどすることにより、瞬停により生じる直流電流に基づくインバータへの供給電圧のオーバーシュートによって回路部品に過大な電圧が印加されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】アクティブフィルタ動作中の供給電圧Ｖｐの変動例を示す図である。
【図３】アクティブフィルタが備えされていない場合の供給電圧Ｖｐの変動例を示すグラフである。
【図４】制御ユニットにおける電圧Ｖｐの異常低下時の制御内容を示すフローチャートである。
【図５】アクティブフィルタ動作中の瞬停等によりインバータへの直流電流の供給電圧のオーバーシュートが生じる様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 交流電源
３ 高周波ノイズフィルタ
５ Ｙ形コンデンサ回路
７ キャリア成分ノイズフィルタ
９ 整流回路
１１ チョークコイル
１３ アクティブフィルタ
１５ コンデンサ
１７ インバータ
１８ 遮断器
１９ 制御ユニット
１９ａ 電圧監視部
１９ｂ 制御部
２１ モータ
２３，２５ 給電路
Ｖ１ 第１の基準電圧
Ｖ２ 第２の基準電圧
Ｖａ 目標値
Ｖｂ 判別値
Ｖｃ１ 第１の許容下限値
Ｖｃ２ 第２の許容下限値
Ｖｐ 供給電圧[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor driving device using an inverter, for example, a motor driving device for driving a motor provided in an air conditioner.
[0002]
[Prior art]
As a conventional motor drive device of this type, a rectifier circuit that rectifies an alternating current supplied from an alternating current power supply, an inverter that generates a drive current for driving a motor based on a direct current supplied from a rectifier, and a rectifier circuit And a capacitor connected between a positive and negative power supply path connecting the inverter and the inverter, and a power factor improving active filter interposed in the power supply path between the rectifier circuit and the capacitor are known ing. The active filter constitutes a step-up chopper circuit together with a choke coil provided in the positive power supply path between the rectifier circuit and the active filter.
[0003]
In this motor drive device, the DC current supplied from the rectifier circuit to the capacitor via the active filter is chopped by the active filter, the amount of DC current supplied to the capacitor is adjusted, and the DC current is supplied to the inverter. The power factor is improved by adjusting the supply voltage (that is, the voltage across the terminals of the capacitor obtained by charging) so that the supply voltage matches a predetermined target value.
[0004]
By the way, in the motor drive device using such an active filter, an overshoot may occur due to an instantaneous drop (instantaneous power failure) of the output voltage of the direct current output from the rectifier circuit. FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which an overshoot of the supply voltage of the direct current to the inverter occurs due to a momentary power failure or the like during the active filter operation. In the normal state, the supply voltage Vp is adjusted so as to coincide with the target value Va by the action of the active filter. However, when the supply voltage Vp instantaneously decreases at the point A in FIG. Since the active filter operates to bring the supply voltage Vp closer to the target value Va, a large amount of direct current is instantaneously supplied to the capacitor via the active filter when the output voltage is recovered. As a result, the supply voltage Vp momentarily exceeds the target value Va at time B in FIG. Here, the difference between the peak value Vmax of the supply voltage Vp at the time of overshoot and the target value Va increases as the difference between the bottom value Vmin and the target value Va when the supply voltage Vp decreases due to instantaneous power failure. It is like that.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional motor driving device, since the countermeasure against the overshoot of the supply voltage Vp caused by the instantaneous power failure is insufficient, the supply voltage Vp exceeds the allowable upper limit value of the circuit due to the overshoot. There is a problem that an excessive voltage may be applied to a circuit component such as a capacitor provided in the circuit board and various drive circuits that receive power supply through the capacitor.
[0006]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a motor drive device that can prevent an overshoot of a supply voltage to an inverter based on a direct current generated by an instantaneous power failure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The technical means for achieving the above object is a motor drive device including an inverter (17) for driving the motor (21) based on a direct current obtained by rectification. ,in front A voltage monitoring unit (19a) for detecting that the supply voltage of the direct current to the inverter (17) has dropped below a first reference voltage, wherein the first reference voltage is a first allowable lower limit; The first allowable lower limit value is set to be equal to or greater than the value, and an active filter (13) is interposed between the rectifier circuit (9) and the inverter (17), and the active filter (13 ) Is controlled so that the supply voltage is adjusted so as to coincide with a predetermined target value, and the supply is caused by an instantaneous decrease in the direct current output from the rectifier circuit (9). When the voltage drops below the first allowable lower limit, the supply voltage temporarily exceeds the allowable upper limit of the circuit when the DC current is restored. Thus, when the voltage monitoring unit (19a) detects that the supply voltage has dropped below the first reference voltage, the supply of the DC current to the inverter (17) is stopped. It is characterized by that.
[0008]
Further, technical means for achieving the object include a rectifier circuit (9) for rectifying an alternating current supplied from an alternating current power source (1), and a motor (based on a direct current supplied from the rectifier circuit (9)). 21) is connected between an inverter (17) that generates a drive current for driving the current source, and a positive and negative power supply path (23, 25) that connects between the rectifier circuit (9) and the inverter (17). A motor drive device comprising a capacitor (15), comprising a voltage monitoring unit (19a) for detecting that the supply voltage of the direct current to the inverter (17) has dropped below a first reference voltage. The first reference voltage is set to be equal to or higher than a first allowable lower limit value, and the first allowable lower limit value is the power supply path (23 between the rectifier circuit (9) and the capacitor (15). 25) for power factor improvement In the case where the supply voltage is adjusted to coincide with a predetermined target value by interposing an active filter (13) and drivingly controlling the active filter (13) according to the supply voltage, When the supply voltage falls below the first allowable lower limit value due to an instantaneous drop in the DC current output from the rectifier circuit (9), the supply voltage becomes the allowable upper limit value of the circuit when the DC current is restored. Is a value that temporarily exceeds Thus, when the voltage monitoring unit (19a) detects that the supply voltage has dropped below the first reference voltage, the supply of the DC current to the inverter (17) is stopped. It is characterized by that.
[0009]
Further preferably, the voltage monitoring unit (19a) further includes a function of detecting that the supply voltage has dropped below a second reference voltage, and the second reference voltage is a second allowable lower limit value. The second allowable lower limit value is set as described above, and when the supply voltage decreases below the second allowable lower limit value, it becomes difficult to drive the motor (21) by the inverter (17) due to power shortage. It should be a good value.
[0010]
Preferably, the active filter (13) includes a choke coil (11) interposed in a positive power supply path (23, 25) between the active filter (13) and the rectifier circuit (9). In addition, a boost chopper circuit is preferably configured.
[0011]
Furthermore, it is preferable that the first reference voltage is set higher than the second reference voltage.
[0012]
Preferably, the voltage monitoring unit (19a) further includes a function of determining whether or not the active filter (13) is in operation, and when the active filter (13) is in operation, When it is detected that the supply voltage has dropped below the first reference voltage, an output signal indicating an abnormal drop in the supply voltage is output, while the supply is performed when the active filter (13) is not in operation. When it is detected that the voltage has dropped below the second reference voltage, an output signal indicating an abnormal drop in the supply voltage is output. When the output signal is output, the supply of the direct current to the inverter (17) is stopped. It is good.
[0013]
Further preferably, when the voltage monitoring unit (19a) detects that the supply voltage has dropped below the first reference voltage, the supply of the DC current to the inverter (17) is stopped. It is better.
[0014]
Further, the technical means for achieving the object includes a rectifier circuit (9) for rectifying an alternating current supplied from an alternating current power supply (1), and a motor (based on a direct current supplied from the rectifier circuit (1)). 21) is connected between an inverter (17) that generates a drive current for driving the current source, and a positive and negative power supply path (23, 25) that connects between the rectifier circuit (9) and the inverter (17). A capacitor (15), and an active filter (13) interposed in the power supply path (23, 25) between the rectifier circuit (9) and the capacitor (15), the rectifier circuit (9) To adjust the current supply amount of the direct current supplied to the capacitor (15) via the active filter (13) by the active filter (13). 3) A motor drive device for improving the power factor by adjusting the supply voltage supplied to 3) so that the supply voltage matches a predetermined target value, wherein the supply voltage is less than the target value. A voltage monitoring unit (19a) for detecting that the voltage has decreased by a predetermined reference amount or more is provided. The reference amount is set to a value equal to or less than an allowable limit amount, and the allowable limit amount is output from the rectifier circuit (9). When the supply voltage drops instantaneously due to the instantaneous drop of the direct current, and the supply voltage drops from the target value by more than this allowable limit amount, the supply voltage is It is a value that temporarily exceeds the allowable upper limit. Thus, when the voltage monitoring unit (19a) detects that the supply voltage has dropped below the first reference voltage, the supply of the DC current to the inverter (17) is stopped. It is characterized by that.
[0016]
[Action]
According to the first and second aspects of the present invention, when the supply voltage to the inverter based on the direct current is reduced due to a momentary power interruption or the like, the voltage recovery is performed when the motor drive device includes the active filter. At times when the supply voltage drops below the first reference voltage before the supply voltage drops below the first allowable lower limit that temporarily exceeds the allowable upper limit of the circuit due to overshoot, An abnormal drop is detected by the voltage monitor. The supply of direct current to the inverter is stopped It is like that.
[0017]
According to the invention described in claim 3, before the supply voltage to the inverter based on the direct current falls below the second allowable lower limit value that makes it difficult to drive the motor by the inverter due to power shortage, the supply voltage is reduced. When the second reference voltage drops below the first reference voltage, an abnormal drop in the supply voltage is detected by the voltage monitoring unit.
[0018]
According to the fourth aspect of the present invention, the DC voltage supplied from the rectifier circuit is boosted and supplied to the inverter by the boost chopper circuit composed of the active filter and the choke coil.
[0019]
According to the fifth aspect of the present invention, since the first reference voltage is set higher than the second reference voltage, when the motor drive device is provided with the active filter, the first reference voltage is An abnormal drop in supply voltage can be detected with reference to the reference voltage, and when the motor drive device is not equipped with an active filter, an abnormal drop in supply voltage can be detected with the second reference voltage as a reference. it can.
[0020]
Claim 6 , 7 According to the invention described in the above, an abnormal drop in the supply voltage is detected based on an appropriate standard corresponding to whether or not the active filter is operating, and an output signal indicating the abnormal drop in the supply voltage is output from the voltage monitoring unit. Is The supply of direct current to the inverter is stopped It is like that.
[0022]
According to the eighth aspect of the present invention, when the supply voltage to the inverter based on the direct current is reduced due to a momentary power interruption or the like, the supply voltage becomes a circuit due to overshoot when the voltage is recovered from the target value. The voltage monitoring unit detects an abnormal drop in the supply voltage when the supply voltage drops more than a predetermined reference amount from the target value before it falls below the allowable limit amount that temporarily exceeds the allowable upper limit value. The supply of direct current to the inverter is stopped It is like that.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive device according to an embodiment of the present invention. This motor drive device includes an AC power supply 1, a high frequency noise filter 3, a Y-type capacitor circuit 5, a carrier component noise filter 7, a rectifier circuit 9, a choke coil 11, a power factor improving active filter 13, a capacitor (here, an electrolytic capacitor) ) 15, the inverter 17, the circuit breaker 18, and the control unit 19. The motor (three-phase motor) 21 provided in the air conditioner is driven by the drive current generated by the inverter 17. .
[0025]
The AC power supply 1 outputs a single-phase AC current having a predetermined frequency. The rectifier circuit 9 rectifies an alternating current supplied from the alternating current power source 1 and outputs it as a direct current. The inverter 17 generates a drive current (here, a three-phase AC current) for driving the motor 21 based on the DC current supplied from the rectifier circuit 9 under the control of the control unit 19b of the control unit 19 and supplies the motor 21 with the drive current. Supply.
[0026]
The high-frequency noise filter 3, the Y-type capacitor circuit 5, and the carrier component filter 7 are interposed in the power supply path between the AC power supply 1 and the rectifier circuit 9 in this order from the AC power supply 1 side.
[0027]
The capacitor 15 is provided so as to connect between the positive and negative power supply paths 23 and 25 that connect the rectifier circuit 9 and the inverter 17. Here, reference numerals 27 and 29 denote connection portions between the terminals of the capacitor 15 and the power feeding paths 23 and 25. The choke coil 11 is interposed between the rectifier circuit 9 and the connecting portion 27 in the positive power supply path 23 between the rectifier circuit 9 and the inverter 17.
[0028]
The circuit breaker 18 turns on and off the supply of direct current to the inverter 17 and other circuits that receive power supply via the connection portions 27 and 29 of the capacitor 15. Here, the circuit breaker 18 is interposed in a pair of power supply paths between the AC power source 1 and the rectifier circuit 9, and turns on and off the AC current input to the rectifier circuit 9 under the control of the control unit 19b. As a result, the supply of direct current to the inverter 17 and the like is turned on and off.
[0029]
The power factor improving active filter 13 includes a switching transistor 13a and a diode 13b. The transistor 13a gives from the control unit 19b a gap between the plus-side feeding path 23 between the choke coil 11 and the connecting portion 27 and a negative-side feeding path 25 between the rectifier circuit 9 and the connecting portion 29. It is provided so as to be turned on and off by a control signal. The diode 13b is interposed in the power supply path 23 between the connection part and the connection part 27 of the transistor 13a so as to be in the forward direction from the transistor 13a side to the connection part 27 side.
[0030]
The active filter 13 configured as described above constitutes a step-up chopper circuit together with the choke coil 11, and turns on / off the transistor 13 a based on a control signal input from the control unit 19 b to the transistor 13 a to make positive and negative The power supply paths 23 and 25 are electrically connected and disconnected at high speed, and the direct current input from the rectifier circuit 9 via the choke coil 11 is chopped at high speed, so that the direct current supplied from the rectifier circuit 9 charges the capacitor 15. The voltage of the connecting portion 27 (voltage between terminals of the capacitor 15), that is, the supply voltage Vp when the DC current is supplied to the inverter 17 is adjusted so as to coincide with a predetermined target value Va (see FIG. 2). ).
[0031]
Here, the output voltage of the DC voltage that is normally output from the rectifier circuit 9 is 200 V, for example, and this DC voltage is reduced to the target value Va (for example, 320 V) by the boost chopper circuit including the choke coil 11 and the active filter 13. The voltage is boosted and supplied to the inverter 17 and the like. In the present embodiment, the target value Va is set to a constant value (here, 320 V).
[0032]
In addition, the active filter 13 is not necessarily an essential component for the motor driving device. When the active filter 13 is not provided, the direct current output from the rectifier circuit 9 is the chopper coil 11 and the capacitor 15. And is supplied to the inverter 17 and the like without being boosted.
[0033]
The control unit 19 includes a voltage monitoring unit 19a and a control unit 19b. The voltage monitoring unit 19a has a voltage drop detection function for detecting an abnormal drop in the voltage Vp and an active filter monitoring function for detecting whether or not the active filter 13 is operating.
[0034]
In the active filter monitoring function, by monitoring the voltage Vp of the connecting portion 27, it is detected whether or not the active filter 13 is provided and is operating normally. That is, the active filter 13 operates to boost the DC current output from the rectifier circuit 9 in cooperation with the choke coil 11 so that the voltage Vp at the DC current connection portion 27 matches the target value Va. When the active filter 13 is operating normally, the voltage Vp is maintained near the target value Va (see FIG. 2).
[0035]
On the other hand, if the active filter 13 is not provided or is not operating normally even if it is provided, the voltage Vp is not rectified because boosting is not performed or not performed properly. In many cases, the output voltage is substantially the same as the output voltage of the direct current from 9 or a value far away from the target value Va (see FIG. 3).
[0036]
Therefore, in the present embodiment, focusing on this point, a determination value Vb having a value slightly lower than the target value Va in the vicinity of the target value Va is set (see FIGS. 2 and 3), and the voltage Vp is set to the determination value Vb. If it is above, it is determined that the active filter 13 is operating normally. If the voltage Vp is less than the determination value Vb, the active filter 13 is not provided or the active filter 13 is normal. It is determined that it is not operating properly.
[0037]
In the voltage drop detection function, when it is detected by the above-described active filter monitoring function that the active filter 13 is operating normally, the voltage Vp drops below the first reference voltage V1 (see FIG. 2). If detected, an output signal indicating an abnormal decrease in the voltage Vp is output to the control unit 19b. On the other hand, when it is not detected that the active filter 13 is operating normally, when it is detected that the voltage Vp has dropped below the second reference voltage V2 (see FIG. 3), the voltage Vp is abnormally reduced. Is output to the control unit 19b.
[0038]
The first reference value V1 is provided to protect the circuit from an abnormal increase in the voltage Vp due to overshoot caused by a momentary power interruption or the like, and is set to be equal to or higher than a first allowable lower limit value Vc1 described later. . The second reference value V2 is provided in order to prevent the inverter 17 from properly driving the motor 21 due to an abnormal decrease in the voltage Vp, and is greater than or equal to a second allowable lower limit value Vc2 described later. Is set to In the present embodiment, the first reference value V1 is set to a value higher than the second reference value V2, but may be set to V1 <V2.
[0039]
Here, the first allowable lower limit value Vc1 is the output voltage of the direct current output from the rectifier circuit 9 due to a momentary power failure or the like when the motor drive device is provided with the active filter 13 and is operating normally. When the voltage Vp drops momentarily due to an instantaneous drop, if the voltage Vp drops below the first allowable lower limit value Vc1, due to overshoot at the time of voltage recovery, as shown in the graph shown by the solid line in FIG. The voltage Vp is a value that temporarily exceeds the allowable upper limit value Vd (for example, 400 V) of the circuit. In the present embodiment, the first reference voltage V1 is set to substantially coincide with the first allowable lower limit value Vc1. In FIG. 2, a graph indicated by a chain line indicates voltage electricity within an allowable range.
[0040]
Further, as shown in the graph shown by the solid line in FIG. 3, the second allowable lower limit value Vc2 is difficult to drive the motor 21 by the inverter 17 due to power shortage when the voltage Vp falls below the second allowable lower limit value Vc2. It is such a value. In the present embodiment, the second reference voltage V1 is set so as to substantially match the second allowable lower limit value Vc2. In FIG. 3, a graph indicated by a chain line indicates voltage fluctuation within an allowable range.
[0041]
In a normal state where the output signal indicating an abnormal decrease in the voltage Vp is not output from the voltage monitoring unit 19a, the control unit 19b detects the voltage of the connection unit 27, and turns on / off the transistor 13a based on the detection result and the like. By changing the timing according to the control signal, the inverter 17 is controlled while improving the power factor by adjusting the voltage Vp obtained by boosting the direct current so as to coincide with the predetermined target value Va. .
[0042]
Further, when an output signal indicating an abnormal decrease in the voltage Vp is output from the voltage monitoring unit 19a, the control unit 19b causes an inconvenience caused by the abnormal decrease in the voltage Vp (which occurs due to overshoot when the active filter 13 is provided). In order to prevent an excessive voltage application to the circuit components and a malfunction of the motor 21 due to a shortage of power supplied to the inverter 17), the circuit breaker 18 interrupts the power supply path, and the connection to the inverter 17 or the like via the connection portion 27 The supply of the direct current is turned off, and the driving of the motor 21 is stopped.
[0043]
FIG. 4 is a flowchart showing the control contents when the voltage Vp is abnormally lowered in the control unit 19. In step S1, the voltage monitoring unit 19b determines whether or not the voltage Vp exceeds the determination value Vb, that is, whether or not the motor drive device is provided with the active filter 13 and is operating normally. If a negative determination result is obtained, the process proceeds to step S2, while if a negative determination result is obtained, the process proceeds to step S4.
[0044]
In step S2, the voltage monitoring unit 19b determines whether or not the voltage Vp has decreased to the first reference voltage V1 or less. If not, the process returns to step S1 and repeats steps S1 to S4. On the other hand, if the drive of the motor 21 is continued, but the speed has decreased, the process proceeds to step S3.
[0045]
In step S4, the voltage monitoring unit 19b determines whether or not the voltage Vp has dropped below the first reference voltage V1. If not, the process returns to step S1 and repeats steps S1 to S4. On the other hand, if the drive of the motor 21 is continued, but the speed has decreased, the process proceeds to step S3.
[0046]
In step S3, an output signal indicating an abnormal decrease in the voltage Vp is output from the voltage monitoring unit 19a to the control unit 19b, the circuit breaker 18 is operated by the control unit 19b, and the power supply path on the upstream side of the rectifier circuit 9 is interrupted, The supply of direct current to the inverter 17 and the like via the connection unit 27 is turned off, and the driving of the motor 21 is stopped.
[0047]
As described above, according to the present embodiment, when the active filter 13 is provided and is operating normally, an abnormal drop in the voltage Vp is detected with reference to the first reference voltage V1, and an abnormal drop detection is performed. Since the power supply path is sometimes interrupted by the circuit breaker 18, it is possible to prevent an excessive voltage from being applied to the circuit components due to the overshoot of the voltage Vp caused by a momentary power interruption or the like.
[0048]
If the active filter 13 is not provided or is not operating normally even if it is provided, an abnormal drop in the voltage Vp is detected with reference to the second reference voltage V2, and when the abnormal drop is detected. By shutting off the power supply path by the circuit breaker 18, it is possible to prevent malfunction of the motor 21 caused by a shortage of power supplied to the inverter 17.
[0049]
Furthermore, the first reference voltage V1 is set higher than the second reference voltage V2, and the abnormal drop in the voltage vp depends on whether the active filter 13 is provided and is operating normally. It is automatically determined whether to use the first reference voltage V1 or the second reference voltage V2 as a detection reference, and an abnormal drop in the voltage Vp is detected based on the determined detection reference. Therefore, even if the control unit 19 is not changed, regardless of whether the motor drive device is provided with the active filter 13 and is operating normally, the same control unit 19 reduces the voltage Vp abnormally. This motor drive device can be controlled while preventing inconvenience caused by the above.
[0050]
In the present embodiment, the target value Va is set to a constant value. However, the target value Va may be changed according to the output requested to the motor 21 by so-called PAM control. In this case, since the first allowable lower limit value changes with the change of the target value Va, the first reference voltage V1 is also changed according to the change of the target value Va and the first allowable lower limit value. Is preferred.
[0051]
Alternatively, when the target value Va is changed, instead of the above-described method for detecting an abnormal decrease in the voltage Vp using the first reference voltage V1, the amount by which the voltage Vp decreases from the target value Va. An abnormal drop in the voltage Vp may be detected based on whether or not it has been done. In this case, when the voltage Vp decreases from the target value Va by a predetermined reference amount or more, the voltage monitoring unit 19a determines that the abnormality is lower.
[0052]
Here, the reference amount is set to a value equal to or less than a predetermined allowable limit amount (here, set to substantially match the allowable limit amount), and the allowable limit amount is output from the rectifier circuit 9. When the voltage Vp drops momentarily due to a momentary drop in the output voltage of the direct current, if the voltage Vp drops from the target value Va by more than this allowable limit amount, the voltage Vp will reach the allowable upper limit value of the circuit during voltage recovery. The value is temporarily exceeded.
[0053]
【The invention's effect】
According to the first to seventh aspects of the present invention, when a drop in the supply voltage to the inverter based on a direct current occurs due to a momentary power failure or the like, the voltage recovery is performed when the motor drive device includes an active filter. At times when the supply voltage drops below the first reference voltage before the supply voltage drops below the first allowable lower limit that temporarily exceeds the allowable upper limit of the circuit due to overshoot, Since the abnormal drop is detected by the voltage monitoring unit, the current supply to the inverter or the like is supplied when the abnormal drop in the supply voltage occurs by effectively using the detection result of the voltage monitoring unit. By cutting off, etc., it is possible to prevent an excessive voltage from being applied to the circuit components due to an overshoot of the supply voltage to the inverter based on a direct current generated by a momentary power interruption. Kill.
[0054]
According to the third aspect of the present invention, before the supply voltage to the inverter based on the direct current drops below the second allowable lower limit value that makes it difficult to drive the motor by the inverter due to power shortage, the supply voltage is reduced. When the voltage drops to the second reference voltage below the first reference voltage, an abnormal drop in the supply voltage is detected by the voltage monitoring unit. Therefore, the detection result of the voltage monitoring unit is used effectively. When such an abnormal drop in supply voltage occurs, it is possible to take appropriate measures such as stopping the driving of the motor.
[0055]
According to the fifth aspect of the present invention, since the first reference voltage is set higher than the second reference voltage, when the motor drive device is provided with the active filter, the first reference voltage is An abnormal drop in supply voltage can be detected with reference to the reference voltage, and when the motor drive device is not equipped with an active filter, an abnormal drop in supply voltage can be detected with the second reference voltage as a reference. As a result, by alternatively using the first or the second reference voltage, the supply voltage can be applied both when the motor drive device is provided with an active filter and when the active filter is not provided. It is possible to prevent inconvenience caused by an abnormal decrease in the above.
[0056]
Claim 6 , 7 According to the present invention, an abnormal drop in supply voltage is detected based on an appropriate criterion corresponding to whether or not the active filter is operating, and an output signal indicating the abnormal drop in supply voltage is output from the voltage monitoring unit. Therefore, it is possible to prevent inconvenience caused by an abnormal drop in the supply voltage regardless of whether the motor drive device is provided with an active filter or not.
[0057]
According to the eighth aspect of the present invention, when the supply voltage to the inverter based on the direct current is reduced due to a momentary power interruption or the like, the supply voltage becomes a circuit due to overshoot when the voltage is recovered from the target value. An abnormal drop in the supply voltage is detected by the voltage monitoring unit when the supply voltage drops from the target value by a predetermined reference amount or more before the allowable limit amount that temporarily exceeds the allowable upper limit value. Therefore, when an abnormal drop in supply voltage occurs using the detection result of this voltage monitoring unit effectively, the current supply to the inverter etc. is cut off, etc. Therefore, it is possible to prevent an excessive voltage from being applied to the circuit component by overshooting the supply voltage to the inverter based on the above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a variation example of a supply voltage Vp during an active filter operation.
FIG. 3 is a graph showing a variation example of a supply voltage Vp when an active filter is not provided.
FIG. 4 is a flowchart showing control details when the voltage Vp is abnormally lowered in the control unit.
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which an overshoot of a supply voltage of a direct current to an inverter occurs due to a momentary power failure or the like during an active filter operation.
[Explanation of symbols]
1 AC power supply
3 High frequency noise filter
5 Y-type capacitor circuit
7 Carrier component noise filter
9 Rectifier circuit
11 Choke coil
13 Active filter
15 capacitor
17 Inverter
18 Circuit breaker
19 Control unit
19a Voltage monitoring unit
19b Control unit
21 Motor
23, 25 Feeding path
V1 first reference voltage
V2 Second reference voltage
Va target value
Vb discrimination value
Vc1 first allowable lower limit value
Vc2 second allowable lower limit value
Vp supply voltage

Claims (8)

整流して得られた直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するインバータ（１７）を備えるモータ駆動装置であって、
前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、
前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、
前記第１の許容下限値は、
整流回路（９）とインバータ（１７）との間にアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、
前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とするモータ駆動装置。A motor drive device comprising an inverter (17) for driving a motor (21) based on a direct current obtained by rectification,
The supply voltage to the inverter (17) before Symbol DC current, comprising a voltage monitoring unit (19a) for detecting that falls below the first reference voltage,
The first reference voltage is set to be equal to or higher than a first allowable lower limit value,
The first allowable lower limit value is
An active filter (13) is interposed between the rectifier circuit (9) and the inverter (17), and the active filter (13) is driven and controlled according to the supply voltage, whereby the supply voltage is set to a predetermined target. In the case where the adjustment is made so as to match the value, when the supply voltage decreases below the first allowable lower limit value due to an instantaneous decrease in the direct current output from the rectifier circuit (9), Ri Nedea as the supply voltage during the recovery of the DC current may temporarily exceed the allowable upper limit value of the circuit,
The supply of the DC current to the inverter (17) is stopped when the voltage monitoring unit (19a) detects that the supply voltage has dropped below the first reference voltage. A motor drive device. 交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（９）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）とを備えるモータ駆動装置であって、
前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、
前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、
前記第１の許容下限値は、
前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に力率改善用のアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、
前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とするモータ駆動装置。A rectifier circuit (9) for rectifying an alternating current applied from an alternating current power source (1), and an inverter for generating a drive current for driving the motor (21) based on the direct current applied from the rectifier circuit (9) ( 17) and a capacitor (15) connected between positive and negative power supply paths (23, 25) connecting the rectifier circuit (9) and the inverter (17),
A voltage monitoring unit (19a) for detecting that the supply voltage of the direct current to the inverter (17) has dropped below a first reference voltage;
The first reference voltage is set to be equal to or higher than a first allowable lower limit value,
The first allowable lower limit value is
A power factor improving active filter (13) is interposed in the power supply path (23, 25) between the rectifier circuit (9) and the capacitor (15), and the active filter ( 13) When the supply voltage is adjusted so as to coincide with a predetermined target value by controlling the drive, the instantaneous decrease in the direct current output from the rectifier circuit (9) causes the When the supply voltage drops below the first allowable lower limit value, the supply voltage during the recovery of the DC current Ri Nedea that would temporarily exceed the allowable upper limit value of the circuit,
The supply of the DC current to the inverter (17) is stopped when the voltage monitoring unit (19a) detects that the supply voltage has dropped below the first reference voltage. A motor drive device. 前記電圧監視部（１９ａ）は、前記供給電圧が第２の基準電圧以下に低下したことを検出する機能をさらに備え、
前記第２の基準電圧は、第２の許容下限値以上に設定され、
前記第２の許容下限値は、
前記供給電圧がこの第２の許容下限値以下に低下すると電力不足により前記インバータ（１７）による前記モータ（２１）の駆動が困難になるような値であることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。The voltage monitoring unit (19a) further includes a function of detecting that the supply voltage has dropped below a second reference voltage,
The second reference voltage is set to be equal to or higher than a second allowable lower limit value,
The second allowable lower limit value is
3. The value according to claim 1, wherein when the supply voltage drops below the second allowable lower limit value, it becomes difficult to drive the motor (21) by the inverter (17) due to power shortage. The motor drive device described in 1. 前記アクティブフィルタ（１３）は、前記アクティブフィルタ（１３）と前記整流回路（９）との間の正側の給電路（２３，２５）に介装されたチョークコイル（１１）と共に昇圧チョッパ回路を構成していることを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。  The active filter (13) includes a boost chopper circuit together with a choke coil (11) interposed in a positive power supply path (23, 25) between the active filter (13) and the rectifier circuit (9). The motor drive device according to claim 3, wherein the motor drive device is configured. 前記第１の基準電圧は、前記第２の基準電圧よりも高く設定されていることを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。  The motor driving apparatus according to claim 4, wherein the first reference voltage is set higher than the second reference voltage. 整流して得られた直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するインバータ（１７）を備えるモータ駆動装置であって、
前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、
前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、
前記第１の許容下限値は、
整流回路（９）とインバータ（１７）との間にアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、
前記電圧監視部（１９ａ）は、前記供給電圧が第２の基準電圧以下に低下したことを検出する機能をさらに備え、
前記第２の基準電圧は、第２の許容下限値以上に設定され、
前記第２の許容下限値は、
前記供給電圧がこの第２の許容下限値以下に低下すると電力不足により前記インバータ（１７）による前記モータ（２１）の駆動が困難になるような値であり、
前記アクティブフィルタ（１３）は、前記アクティブフィルタ（１３）と前記整流回路（９）との間の正側の給電路（２３，２５）に介装されたチョークコイル（１１）と共に昇圧チョッパ回路を構成しており、
前記第１の基準電圧は、前記第２の基準電圧よりも高く設定され、
前記電圧監視部（１９ａ）は、
前記アクティブフィルタ（１３）が動作中であるか否かを判別する機能をさらに備え、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中である場合において前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力する一方、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中でない場合において前記供給電圧が前記第２の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力し、
前記出力信号が出力されたときに、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とするモータ駆動装置。 A motor drive device comprising an inverter (17) for driving a motor (21) based on a direct current obtained by rectification,
A voltage monitoring unit (19a) for detecting that the supply voltage of the direct current to the inverter (17) has dropped below a first reference voltage;
The first reference voltage is set to be equal to or higher than a first allowable lower limit value,
The first allowable lower limit value is
An active filter (13) is interposed between the rectifier circuit (9) and the inverter (17), and the active filter (13) is driven and controlled according to the supply voltage, whereby the supply voltage is set to a predetermined target. In the case where the adjustment is made so as to match the value, when the supply voltage decreases below the first allowable lower limit value due to an instantaneous decrease in the direct current output from the rectifier circuit (9), The supply voltage is a value that temporarily exceeds the allowable upper limit of the circuit when the DC current is recovered,
The voltage monitoring unit (19a) further includes a function of detecting that the supply voltage has dropped below a second reference voltage,
The second reference voltage is set to be equal to or higher than a second allowable lower limit value,
The second allowable lower limit value is
When the supply voltage falls below the second allowable lower limit value, it is a value that makes it difficult to drive the motor (21) by the inverter (17) due to power shortage,
The active filter (13) includes a step-up chopper circuit together with a choke coil (11) interposed in a positive power supply path (23, 25) between the active filter (13) and the rectifier circuit (9). Composed of
The first reference voltage is set higher than the second reference voltage;
The voltage monitoring unit (19a)
A function for determining whether or not the active filter (13) is in operation; and when the active filter (13) is in operation, the supply voltage has dropped below the first reference voltage Is detected, an output signal indicating an abnormal decrease in the supply voltage is output. On the other hand, when the active filter (13) is not in operation, the supply voltage has decreased below the second reference voltage. If detected, an output signal indicating an abnormal drop in the supply voltage is output ,
When the output signal is output, the supply of the direct current to the inverter (17) is stopped . 交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（９）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）とを備えるモータ駆動装置であって、
前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、
前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、
前記第１の許容下限値は、
前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に力率改善用のアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、
前記電圧監視部（１９ａ）は、前記供給電圧が第２の基準電圧以下に低下したことを検出する機能をさらに備え、
前記第２の基準電圧は、第２の許容下限値以上に設定され、
前記第２の許容下限値は、
前記供給電圧がこの第２の許容下限値以下に低下すると電力不足により前記インバータ（１７）による前記モータ（２１）の駆動が困難になるような値であり、
前記アクティブフィルタ（１３）は、前記アクティブフィルタ（１３）と前記整流回路（９）との間の正側の給電路（２３，２５）に介装されたチョークコイル（１１）と共に昇圧チョッパ回路を構成しており、
前記第１の基準電圧は、前記第２の基準電圧よりも高く設定され、
前記電圧監視部（１９ａ）は、
前記アクティブフィルタ（１３）が動作中であるか否かを判別する機能をさらに備え、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中である場合において前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力する一方、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中でない場合において前記供給電圧が前記第２の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力し、
前記出力信号が出力されたときに、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とするモータ駆動装置。 A rectifier circuit (9) for rectifying an alternating current applied from an alternating current power source (1), and an inverter for generating a drive current for driving the motor (21) based on the direct current applied from the rectifier circuit (9) ( 17) and a capacitor (15) connected between positive and negative power supply paths (23, 25) connecting the rectifier circuit (9) and the inverter (17),
A voltage monitoring unit (19a) for detecting that the supply voltage of the direct current to the inverter (17) has dropped below a first reference voltage;
The first reference voltage is set to be equal to or higher than a first allowable lower limit value,
The first allowable lower limit value is
A power factor improving active filter (13) is interposed in the power supply path (23, 25) between the rectifier circuit (9) and the capacitor (15), and the active filter ( 13) When the supply voltage is adjusted so as to coincide with a predetermined target value by controlling the drive, the instantaneous decrease in the direct current output from the rectifier circuit (9) causes the When the supply voltage falls below the first allowable lower limit value, the supply voltage is a value that temporarily exceeds the allowable upper limit value of the circuit when the DC current is recovered,
The voltage monitoring unit (19a) further includes a function of detecting that the supply voltage has dropped below a second reference voltage,
The second reference voltage is set to be equal to or higher than a second allowable lower limit value,
The second allowable lower limit value is
When the supply voltage falls below the second allowable lower limit value, it is a value that makes it difficult to drive the motor (21) by the inverter (17) due to power shortage,
The active filter (13) includes a step-up chopper circuit together with a choke coil (11) interposed in a positive power supply path (23, 25) between the active filter (13) and the rectifier circuit (9). Composed of
The first reference voltage is set higher than the second reference voltage;
The voltage monitoring unit (19a)
A function for determining whether or not the active filter (13) is in operation; and when the active filter (13) is in operation, the supply voltage has dropped below the first reference voltage Is detected, an output signal indicating an abnormal decrease in the supply voltage is output. On the other hand, when the active filter (13) is not in operation, the supply voltage has decreased below the second reference voltage. If detected, an output signal indicating an abnormal drop in the supply voltage is output,
When the output signal is output, the supply of the direct current to the inverter (17) is stopped . 交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（１）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）と、前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に介装されるアクティブフィルタ（１３）とを備え、前記整流回路（９）から前記アクティブフィルタ（１３）を介して前記コンデンサ（１５）に供給される前記直流電流の電流供給量を前記アクティブフィルタ（１３）により調節し、前記直流電流が前記インバータ（１３）に供給される際の供給電圧を、その供給電圧が所定の目標値に一致するように調節することにより力率改善を図るモータ駆動装置であって、
前記供給電圧が、前記目標値から所定の基準量以上低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、
前記基準量は、許容限度量以下の値に設定され、
前記許容限度量は、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧が瞬間的に低下した際に、前記供給電圧が前記目標値からこの許容限度量以上低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、
前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とするモータ駆動装置。A rectifier circuit (9) for rectifying an alternating current applied from an alternating current power source (1), and an inverter for generating a drive current for driving the motor (21) based on the direct current applied from the rectifier circuit (1) ( 17), a capacitor (15) connected between positive and negative power supply paths (23, 25) connecting the rectifier circuit (9) and the inverter (17), the rectifier circuit (9) and the An active filter (13) interposed in the power supply path (23, 25) between the capacitor (15) and the capacitor (15) from the rectifier circuit (9) via the active filter (13). ) Is adjusted by the active filter (13), and the supply voltage when the DC current is supplied to the inverter (13) is the supply voltage. A motor driving apparatus to improve power factor by adjusting to match a predetermined target value,
A voltage monitoring unit (19a) for detecting that the supply voltage has decreased from the target value by a predetermined reference amount or more;
The reference amount is set to a value equal to or less than an allowable limit amount,
The allowable limit amount is equal to or greater than the allowable limit amount from the target value when the supply voltage is instantaneously decreased due to an instantaneous decrease in the direct current output from the rectifier circuit (9). When lowered, the supply voltage during the recovery of the DC current Ri Nedea that would temporarily exceed the allowable upper limit value of the circuit,
The supply of the DC current to the inverter (17) is stopped when the voltage monitoring unit (19a) detects that the supply voltage has dropped below the first reference voltage. A motor drive device.
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