JP5353025B2 - Control device for electric compressor - Google Patents

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Description

本発明は、運転前において直流電源側の電気抵抗を診断できるインバータ装置に関するものである。   The present invention relates to an inverter device capable of diagnosing an electrical resistance on a DC power supply side before operation.

従来実施されているインバータ装置の回路、作動について以下説明する。図10に従来のインバータ装置120とその周辺の電気回路図を示す。運転前に、センサレスDCブラシレスモータ11(以降モータと称す)を構成する磁石回転子5の位置決めが行われる。位置決めは、インバータ装置120からモータ11を構成する固定子巻線4へ直流電流を出力することで行われる(例えば、特許文献1参照)。図11(A)は、4極の場合において、固定子巻線4のU相とV相をS極に、W相をN極にして、磁石回転子5を位置決めする場合を示している。固定子巻線4のS極には磁石回転子5のN極が、固定子巻線4のN極には磁石回転子5のS極が、それぞれ対向して停止することにより、位置決めされる。このとき、インバータ装置120の制御回路107は、図11(B)に示す如く、固定子巻線4のW相からU相及びV相へ電流が流れるように、スイッチング素子2を制御する。また、制御回路107は、電流センサ106により、モータの相電流を検出する。   The circuit and operation of an inverter device that has been conventionally performed will be described below. FIG. 10 shows an electrical circuit diagram of a conventional inverter device 120 and its periphery. Prior to operation, the magnet rotor 5 constituting the sensorless DC brushless motor 11 (hereinafter referred to as a motor) is positioned. The positioning is performed by outputting a direct current from the inverter device 120 to the stator winding 4 constituting the motor 11 (see, for example, Patent Document 1). FIG. 11A shows a case where the magnet rotor 5 is positioned with the U and V phases of the stator winding 4 as the S pole and the W phase as the N pole in the case of four poles. The N pole of the magnet rotor 5 is positioned on the S pole of the stator winding 4 and the S pole of the magnet rotor 5 is positioned on the N pole of the stator winding 4 so as to be opposed to each other. . At this time, the control circuit 107 of the inverter device 120 controls the switching element 2 so that current flows from the W phase to the U phase and the V phase of the stator winding 4 as shown in FIG. Further, the control circuit 107 detects the phase current of the motor with the current sensor 106.

運転時においては、制御回路107が、インバータ回路を構成するスイッチング素子2(IGBT、FET,トランジスタ等が用いられる)を制御することにより、バッテリー1からの直流電圧がPWM変調でスイッチングされ、正弦波状の交流電流がモータ11を構成する固定子巻線4へ出力される。これにより、モータ11が駆動される。ダイオード3は、固定子巻線4に流れる電流の循環ルートとなる。電流センサ106の検出電流値は、制御回路107へ送られ、消費電力算出、スイッチング素子2保護などに用いられ、更には、磁石回転子5の位置推定に用いられる。
特開平11−356088号公報(第7頁、第6図)
During operation, the control circuit 107 controls the switching element 2 (IGBT, FET, transistor, etc.) constituting the inverter circuit, so that the DC voltage from the battery 1 is switched by PWM modulation and is sinusoidal. Is output to the stator winding 4 constituting the motor 11. Thereby, the motor 11 is driven. The diode 3 serves as a circulation route for the current flowing through the stator winding 4. The detected current value of the current sensor 106 is sent to the control circuit 107, used for power consumption calculation, switching element 2 protection, and the like, and further used for position estimation of the magnet rotor 5.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-356088 (page 7, FIG. 6)

上記のように、従来のインバータ装置においては、磁石回転子の位置決め後すぐに運転を開始している。そのため、直流電源の内部抵抗が大きい場合、直流電源側の配線抵抗が大きい場合などにおいて、大きな電流が流れるモータ起動時などには、当該抵抗により電力損失が大きくなる。従って、直流電源側の電気抵抗を運転前に診断し適切な処置を講じることが望ましい。また、運転する場合においては、電力損失が大きくならないように対処することが望ましい。   As described above, in the conventional inverter device, the operation is started immediately after the positioning of the magnet rotor. For this reason, when the internal resistance of the DC power supply is large, or when the wiring resistance on the DC power supply side is large, the power loss is increased by the resistance when the motor in which a large current flows is started. Therefore, it is desirable to diagnose the electrical resistance on the DC power supply side before operation and take appropriate measures. In addition, when operating, it is desirable to take measures so that power loss does not increase.

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、運転前に直流電源側の電気抵抗診断が可能であり、更には、電気抵抗が大きい場合に電力損失の増大を防止するインバータ装置の提供を目的とする。   The present invention solves such a conventional problem, and it is possible to diagnose an electrical resistance on the side of a DC power source before operation, and further, an inverter device that prevents an increase in power loss when the electrical resistance is large. For the purpose of provision.

上記課題を解決するために、本発明の電動圧縮機の制御装置は、冷媒を圧縮する圧縮機構部及び当該圧縮機構部を駆動するモータを備えた電動圧縮機と、モータを制御するインバータ装置とからなり、インバータ装置は、直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子とマイナス側に接続される下アームスイッチング素子とを備えたインバータ回路と、直流電源からの直流電圧を検出する電圧検出器と、運転前においてインバータ回路からモータへ直流電流を出力させてモータの磁石回転子の位置決めを行い、運転時においてはインバータ回路からモータへ交流電流を出力させる制御回路とを備え、制御回路は、磁石回転子の位置決め時、予め定められた位置決め電流又はシャント抵抗により検出された位置決め電流の値と電圧検出器により検出される直流電圧値に基づき直流電源側の電気抵抗を算出し、直流電源側の電気抵抗が予め定められたしきい値より大きいと診断された場合には、モータの運転始動時の電流を抑制してモータを緩やかに始動させる。 In order to solve the above-described problems, an electric compressor control device according to the present invention includes an electric compressor including a compression mechanism unit that compresses refrigerant, a motor that drives the compression mechanism unit, and an inverter device that controls the motor. The inverter device comprises an inverter circuit having an upper arm switching element connected to the positive side of the DC power source and a lower arm switching element connected to the negative side, and a voltage detection for detecting a DC voltage from the DC power source And a control circuit that outputs a DC current from the inverter circuit to the motor before operation to position the magnet rotor of the motor and outputs an AC current from the inverter circuit to the motor during operation. , when the magnet rotor positioning, the positioning current detected by predetermined positioning current or shunt resistor value and the voltage Out device by calculating the electrical resistance of the DC power source side based on the DC voltage value detected, when the electric resistance of the DC power supply side is diagnosed with greater than a predetermined threshold value, the motor operation start Slowly start the motor while suppressing the current.

直流電源側には、直流電源の内部抵抗、配線抵抗など電気抵抗が存在する。このため、電流が流れると電圧が低下する。そして、直流電源は性能が低下などにより内部抵抗が大きくなる。また、配線不良などにより配線抵抗は大きくなる。これにより、電流が流れることによる電圧低下が大きくなる。磁石回転子の位置決め時には、直流電流が流される。従って、磁石回転子の位置決め時に、電圧低下の大きさを調べることで、直流電源側の電気抵抗の大小を診断することができる。そして、この運転前の直流電源側の電気抵抗診断は、検査装置の準備などをすることなく実現することができる。また、起動運転前に常に行う磁石回転子の位置決めソフトを応用するのみであるため、当該機能追加はソフト面でも負担が小さい。   On the DC power supply side, there are electrical resistances such as internal resistance and wiring resistance of the DC power supply. For this reason, a voltage will fall if an electric current flows. The direct current power supply has an increased internal resistance due to a decrease in performance. In addition, the wiring resistance increases due to a wiring defect or the like. As a result, the voltage drop due to current flow increases. When positioning the magnet rotor, a direct current is passed. Therefore, the magnitude of the electric resistance on the DC power supply side can be diagnosed by examining the magnitude of the voltage drop when positioning the magnet rotor. The electrical resistance diagnosis on the DC power supply side before the operation can be realized without preparing an inspection device. Moreover, since only the magnetic rotor positioning software that is always performed before the start-up operation is applied, the addition of the function has a small burden in terms of software.

本発明のインバータ装置は、運転前に直流電源側の電気抵抗診断が可能であり、更には、電気抵抗が大きい場合に電力損失の増大を防止することができる。   The inverter device according to the present invention can make an electrical resistance diagnosis on the DC power supply side before operation, and can further prevent an increase in power loss when the electrical resistance is large.

第1の発明のインバータ装置は、直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子とマイナス側に接続される下アームスイッチング素子とを備えたインバータ回路と、直流電源からの直流電圧を検出する電圧検出器と、運転前においてインバータ回路からモータへ直流電流を出力させてモータの磁石回転子の位置決めを行い、運転時においてはインバータ回路からモータへ交流電流を出力させる制御回路とを備え、制御回路は、磁石回転子の位置決め時、電圧検出器により検出される直流電圧値に基づき直流電源側の電気抵抗を診断するものである。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an inverter device including an inverter circuit including an upper arm switching element connected to a plus side of a DC power source and a lower arm switching element connected to a minus side, and detecting a DC voltage from the DC power source. It is equipped with a voltage detector and a control circuit that outputs a direct current from the inverter circuit to the motor before operation to position the magnet rotor of the motor and outputs an alternating current from the inverter circuit to the motor during operation. The circuit diagnoses the electric resistance on the DC power source side based on the DC voltage value detected by the voltage detector when positioning the magnet rotor.

これにより、運転前に直流電源側の電気抵抗の大小を診断することができる。そして、この運転前の直流電源側の電気抵抗診断は、検査装置の準備などをすることなく実現することができる。   Thereby, the magnitude of the electrical resistance on the DC power supply side can be diagnosed before operation. The electrical resistance diagnosis on the DC power supply side before the operation can be realized without preparing an inspection device.

第2の発明は、第1の発明のインバータ装置において、直流電源側の電気抵抗診断は直流電源側の温度を考慮して診断するものである。温度が低いと直流電源の内部抵抗は大きい。そのため、温度を考慮することで、直流電源側の電気抵抗診断を正確に行うことができる。   According to a second aspect of the present invention, in the inverter device according to the first aspect of the present invention, the diagnosis of electrical resistance on the DC power supply side is performed in consideration of the temperature on the DC power supply side. When the temperature is low, the internal resistance of the DC power supply is large. Therefore, the electrical resistance diagnosis on the DC power supply side can be accurately performed by considering the temperature.

第3の発明は、は第2の発明のインバータ装置において、直流電源側の温度は、磁石回転子の位置決め時において、モータの固定子巻線の抵抗値を算出し当該抵抗値に基づいて算出される温度で代用されるものである。そのため、特段の温度センサなどを設置する必要がない。   According to a third invention, in the inverter device of the second invention, the temperature on the DC power supply side is calculated based on the resistance value obtained by calculating the resistance value of the stator winding of the motor when the magnet rotor is positioned. The temperature is used as a substitute. Therefore, it is not necessary to install a special temperature sensor or the like.

第4の発明は、第1乃至第3の発明のインバータ装置において、電気抵抗が大きいと診断された場合には、運転始動時の立上りを緩やかにするものである。これにより、大きな電流が流れるモータ起動時においても、直流電源側の電気抵抗による電力損失を抑制することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the inverter device according to the first to third aspects, when it is diagnosed that the electric resistance is large, the rise at the start of operation is made gentle. Thereby, even at the time of starting the motor in which a large current flows, it is possible to suppress power loss due to the electric resistance on the DC power supply side.

第5の発明は、第1乃至第4の発明のインバータ装置において、電気抵抗が大きいと診断された場合には、運転時の最大出力を制限するものである。これにより、大きな電流が流れることを防止し、直流電源側の電気抵抗による電力損失を抑制することができる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the inverter device according to the first to fourth aspects, when the electrical resistance is diagnosed, the maximum output during operation is limited. Thereby, it can prevent that a big electric current flows and can suppress the power loss by the electrical resistance by the side of a DC power supply.

第6の発明は、第1乃至第5の発明のインバータ装置において、電動圧縮機のモータを駆動するものである。電動圧縮機においては、空調立上り時の電流が大きく、定常時の電流も大きいので、直流電源側の電気抵抗を診断し電気抵抗が大きい場合に電力損失の増大を防止する本インバータ装置は有用である。   A sixth invention drives the motor of the electric compressor in the inverter device of the first to fifth inventions. In an electric compressor, since the current at the start of air conditioning is large and the current at steady state is also large, this inverter device that diagnoses the electrical resistance on the DC power source side and prevents an increase in power loss when the electrical resistance is large is useful. is there.

第7の発明は、第1乃至第6の発明のインバータ装置において、車両に搭載されるものである。車両に搭載される直流電源、配線などは振動など環境が厳しい。そのため、直流電源側の電気抵抗を診断し電気抵抗が大きい場合に電力損失の増大を防止する本インバータ装置は有用である。   A seventh invention is an inverter device according to the first to sixth inventions, which is mounted on a vehicle. The DC power supply and wiring mounted on the vehicle are severe in environment such as vibration. Therefore, this inverter device that diagnoses the electrical resistance on the DC power supply side and prevents an increase in power loss when the electrical resistance is large is useful.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るインバータ装置20とその周辺の電気回路である。運転前における磁石回転子5の位置決め通電について以下説明する。図2(A)は、4極の場合において、固定子巻線4のU相とV相をS極に、W相をN極にして、磁石回転子5を位置決めする場合を示している。固定子巻線4のS極には磁石回転子5のN極が、固定子巻線4のN極には磁石回転子5のS極が、それぞれ対向して停止することにより、位置決めされる。このとき、インバータ装置20の制御回路7は、図2(B)に示す如く、固定子巻線4のW相からU相及びV相へ電流が流れるように、スイッチング素子2を制御する。また、制御回路7は、シャント抵抗6からの電圧により、モータの相電流を検出する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an inverter device 20 according to Embodiment 1 of the present invention and an electric circuit around it. The positioning energization of the magnet rotor 5 before operation will be described below. FIG. 2A shows a case where the magnet rotor 5 is positioned with the U phase and V phase of the stator winding 4 set to the S pole and the W phase set to the N pole in the case of four poles. The N pole of the magnet rotor 5 is positioned on the S pole of the stator winding 4 and the S pole of the magnet rotor 5 is positioned on the N pole of the stator winding 4 so as to be opposed to each other. . At this time, the control circuit 7 of the inverter device 20 controls the switching element 2 so that current flows from the W phase to the U phase and the V phase of the stator winding 4 as shown in FIG. The control circuit 7 detects the phase current of the motor based on the voltage from the shunt resistor 6.

図3に、上記スイッチングに関し、位置決めにおける上アームスイッチング素子のキャリア周期内でのON期間例を示す。細線はU相、中線はV相、太線はW相である。所定の一定電流が流れるように、通電期間を設定している。例として、バッテリー1の直流電圧をDC300V、図4に示す固定子巻線4の各相の抵抗値Rを1Ω、キャリア周波数10kHz(キャリア周期100μS)とする。ここで、位置決めにおけるW相の相電流値を20Aとするためには、固定子巻線4の等価抵抗値が1.5Ωとなるので、DC30V相当を印加する必要がある。DC30Vは、DC300Vの10%である。従って、通電期間のDuty即ちΔtと表示した前半と後半の期間合計を10%(10μS)にすればよい。おおよそ100mS(キャリア周期1000回)実行される。図5に、W相の相電流の時間経過を示す。電流が上昇し上記所定の一定直流電流が流れることにより、磁石回転子5が位置決めされる。   FIG. 3 shows an example of the ON period within the carrier cycle of the upper arm switching element in positioning in relation to the above switching. The thin line is the U phase, the middle line is the V phase, and the thick line is the W phase. The energization period is set so that a predetermined constant current flows. As an example, the DC voltage of the battery 1 is set to DC 300 V, the resistance value R of each phase of the stator winding 4 shown in FIG. 4 is set to 1Ω, and the carrier frequency is 10 kHz (carrier cycle is 100 μS). Here, in order to set the phase current value of the W phase in positioning to 20 A, the equivalent resistance value of the stator winding 4 is 1.5Ω, and therefore it is necessary to apply a DC equivalent of 30 V. DC30V is 10% of DC300V. Therefore, the total of the first half and the second half displayed as Duty of the energization period, that is, Δt may be set to 10% (10 μS). Approximately 100 mS (carrier cycle 1000 times) is executed. FIG. 5 shows the time course of the W-phase phase current. As the current rises and the predetermined constant DC current flows, the magnet rotor 5 is positioned.

運転時について以下説明する。制御回路7は、モータ11を構成する磁石回転子5による固定子巻線4の誘起電圧を演算し、磁石回転子5の位置推定を行う。そして、この位置推定、回転数指令信号(図示せず)等に基づき、インバータ回路10を構成するスイッチング素子2を制御し、バッテリー1からの直流電圧をPWM変調でスイッチングすることにより、正弦波状の交流電流をモータ11の固定子巻線4へ出力する。制御回路7は、上アームスイッチング素子U、V、W、下アームスイッチング素子X、Y、Zと、ドライブ回路などを介して接続線18により接続されており、各スイッチング素子を制御している。スイッチング素子2がIGBT、パワーMOSFETの場合はゲート電圧を、パワートランジスタの場合はベース電流を制御する。また、各スイッチング素子U、V、W、X、Y、Zに対応するダイオード3を、3U、3V、3W、3X、3Y、3Zと定義する。   The operation will be described below. The control circuit 7 calculates the induced voltage of the stator winding 4 by the magnet rotor 5 constituting the motor 11 and estimates the position of the magnet rotor 5. Then, based on the position estimation, the rotation speed command signal (not shown), etc., the switching element 2 constituting the inverter circuit 10 is controlled, and the DC voltage from the battery 1 is switched by PWM modulation. An alternating current is output to the stator winding 4 of the motor 11. The control circuit 7 is connected to the upper arm switching elements U, V, W and the lower arm switching elements X, Y, Z by a connection line 18 via a drive circuit or the like, and controls each switching element. When the switching element 2 is an IGBT or a power MOSFET, the gate voltage is controlled. When the switching element 2 is a power transistor, the base current is controlled. The diodes 3 corresponding to the switching elements U, V, W, X, Y, and Z are defined as 3U, 3V, 3W, 3X, 3Y, and 3Z.

次に、位置決め時における直流電源側の電気抵抗診断について以下説明する。図6は、インバータ装置20の当該作動例を示すフローチャートである。ステップ10において、上述の位置決めを行う。この時、図3にΔtと表示した前半と後半の期間において、位置決め電流(上記実施例では20A)がバッテリー1の直流電源ラインに流れる。この電流は、シャント抵抗6からの電圧により検出される。また、この電流は、バッテリー1(直流電源)側の電気抵抗25を流れるため、バッテリー1からの直流電圧が低下する。この電圧低下はバッテリー電圧検出器8により検出される。この電圧検出器8は、抵抗によるバッテリー電圧の分圧により簡単に構成できる。また、バッテリー1の直流電圧が変動しても電圧を正確に出力するために設けられているバッテリー電圧検出器でも良い。   Next, the electrical resistance diagnosis on the DC power source side during positioning will be described below. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the inverter device 20. In step 10, the above-described positioning is performed. At this time, a positioning current (20 A in the above embodiment) flows through the DC power supply line of the battery 1 in the first half and the latter half of the period indicated by Δt in FIG. This current is detected by the voltage from the shunt resistor 6. Further, since this current flows through the electric resistance 25 on the battery 1 (DC power supply) side, the DC voltage from the battery 1 decreases. This voltage drop is detected by the battery voltage detector 8. The voltage detector 8 can be easily configured by dividing the battery voltage by a resistor. Further, a battery voltage detector provided to accurately output the voltage even when the DC voltage of the battery 1 fluctuates may be used.

ステップ20において、この電圧低下から電気抵抗25を算出する。位置決め電流が20A、電圧低下が20Vならば1Ωとなる。位置決め電流は、シャント抵抗6により検出される値を用いても良い。ここで、電気抵抗の良否判定を1Ωとすると、0.5Ωならば(Y)、ステップ60に移り通常運転を行う。電気抵抗が1.5Ωならば(N)、ステップ30に移り、電気抵抗が大きいことをコントローラ(図示せず)などへ情報送信する。これによりユーザなどが認識できるようにする。そして、ステップ40に移り、運転始動時の立上りを緩やかにする。これにより、大きな電流が流れるモータ11の起動時においても、バッテリー1側の電気抵抗による電力損失を抑制することができる。また、ステップ50に移り、運転時の最大出力を制限する。これにより、大きな電流が流れることを防止し、バッテリー1側の電気抵抗による電力損失を抑制することができる。ステップ40、ステップ50は一方だけでも良い。   In step 20, the electric resistance 25 is calculated from this voltage drop. If the positioning current is 20 A and the voltage drop is 20 V, 1Ω is obtained. As the positioning current, a value detected by the shunt resistor 6 may be used. Here, if the determination of pass / fail of the electrical resistance is 1Ω, if it is 0.5Ω (Y), the process proceeds to step 60 and the normal operation is performed. If the electrical resistance is 1.5Ω (N), the process proceeds to step 30, and information that the electrical resistance is large is transmitted to a controller (not shown). As a result, the user or the like can be recognized. Then, the process proceeds to step 40, where the rise at the start of operation is moderated. Thereby, even when the motor 11 in which a large current flows is started, power loss due to the electric resistance on the battery 1 side can be suppressed. Moreover, it moves to step 50 and limits the maximum output during operation. Thereby, it can prevent that a big electric current flows and can suppress the power loss by the electrical resistance of the battery 1 side. Only one of step 40 and step 50 may be used.

これらにより、検査装置の準備などをすることなく、運転前にバッテリー1側の電気抵抗診断が可能であり、更には、電気抵抗が大きい場合に電力損失の増大を防止することができる。そして、起動運転前に常に行う磁石回転子5の位置決めソフトを応用するのみであるため、当該機能追加はソフト面でも負担が小さい。ここで、ステップ20における電気抵抗の良否判定1Ωは、バッテリー1の温度を考慮して変更しても良い。温度が低いとバッテリー1の内部抵抗は大きくなるので、温度が低い場合1.5Ωなどのように変更することで、バッテリー1の電気抵抗診断を正確に行うことができる。この温度は、コントローラ(図示せず)などから情報受信してもよい。また、この温度を、磁石回転子5の位置決め時において、モータ11の固定子巻線4の抵抗値を算出し当該抵抗値に基づいて算出される温度で代用しても良い。これは、固定子巻線4の抵抗値と固定子巻線4の温度とは線形の関係にあることによる。これによれば、特段の温度センサなどを設置する必要はない。   As a result, it is possible to diagnose the electric resistance on the battery 1 side before operation without preparing an inspection device, and it is possible to prevent an increase in power loss when the electric resistance is large. And since only the positioning software of the magnet rotor 5 that is always performed before the start-up operation is applied, the addition of the function has a small burden in terms of software. Here, the electrical resistance quality determination 1Ω in step 20 may be changed in consideration of the temperature of the battery 1. Since the internal resistance of the battery 1 increases when the temperature is low, the electrical resistance diagnosis of the battery 1 can be accurately performed by changing to 1.5Ω or the like when the temperature is low. This temperature may be received from a controller (not shown) or the like. Further, this temperature may be substituted with the temperature calculated based on the resistance value of the stator winding 4 of the motor 11 calculated when the magnet rotor 5 is positioned. This is because the resistance value of the stator winding 4 and the temperature of the stator winding 4 are in a linear relationship. According to this, it is not necessary to install a special temperature sensor or the like.

尚、上記実施の形態において、固定子巻線4のU相とV相をS極に、W相をN極にして、4極の磁石回転子5を位置決めする場合を示したが、これに限るものではなく、固定子巻線4のS極N極の相は任意であり、2極、6極等にも、また、固定子巻線4の2相のみに電流を流す場合にも適用できる。シャント抵抗6は、電源ラインのプラス側に設けても良い。また、下アームスイッチング素子と電源ラインのマイナス側に設けても良い。電流センサとしては、シャント抵抗に限らず、ホール素子を用いた電流センサなど瞬時ピーク電流が検出できるものであれば良い。インバータ回路10とモータ11との間に設け、直接モータ電流(相電流)を検出しても良い。起動運転の期間は図5の例に限らず時間など任意で良い。W相電流について示したが、U相、V相に関しても位相が異なるのみで同様な挙動をする。   In the above embodiment, the case where the U-phase and V-phase of the stator winding 4 are set to the S-pole and the W-phase is set to the N-pole is shown, and the 4-pole magnet rotor 5 is positioned. The phase of the S pole and the N pole of the stator winding 4 is arbitrary, and is applicable to two poles, six poles, etc., and also when a current is passed through only two phases of the stator winding 4. it can. The shunt resistor 6 may be provided on the plus side of the power supply line. Further, it may be provided on the negative side of the lower arm switching element and the power supply line. The current sensor is not limited to a shunt resistor, and may be any sensor that can detect an instantaneous peak current, such as a current sensor using a Hall element. It may be provided between the inverter circuit 10 and the motor 11 to directly detect the motor current (phase current). The period of the startup operation is not limited to the example in FIG. Although the W-phase current is shown, the U-phase and the V-phase behave in the same way only with different phases.

(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2に係るインバータ装置21とその周辺の電気回路図である。実施の形態1における図1に比較し、平滑コンデンサ24と平滑コンデンサ側の電気抵抗26が追加され、制御回路7が制御回路9に変更されている。この場合、バッテリー1と平滑コンデンサ24の並列回路をひとつの直流電源とみなし、実施の形態1と同様に扱えばよい。平滑コンデンサ24がインバータ装置21の中ではなく、バッテリー1側に設置されていても同じである。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is an electric circuit diagram of the inverter device 21 according to the second embodiment of the present invention and its periphery. Compared to FIG. 1 in the first embodiment, a smoothing capacitor 24 and an electric resistor 26 on the smoothing capacitor side are added, and the control circuit 7 is changed to the control circuit 9. In this case, the parallel circuit of the battery 1 and the smoothing capacitor 24 is regarded as one DC power source and may be handled in the same manner as in the first embodiment. The same applies even if the smoothing capacitor 24 is installed not on the inverter device 21 but on the battery 1 side.

(実施の形態3)
図8に、電動圧縮機40の右側にインバータ装置20を密着させて取り付けた図を示す。金属製筐体32の中に圧縮機構部28、モータ11等が設置されている。冷媒は、吸入口33から吸入され、圧縮機構部28(この例ではスクロール)がモータ11で駆動されることにより、圧縮される。この圧縮された冷媒は、モータ11を通過する際にモータ11を冷却し、吐出口34より吐出される。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a diagram in which the inverter device 20 is attached in close contact with the right side of the electric compressor 40. The compression mechanism 28, the motor 11, and the like are installed in the metal casing 32. The refrigerant is sucked from the suction port 33 and compressed by the compression mechanism 28 (scroll in this example) being driven by the motor 11. The compressed refrigerant cools the motor 11 when passing through the motor 11 and is discharged from the discharge port 34.

インバータ装置20は電動圧縮機40に取り付けられるように、ケース30を使用している。発熱源となるインバータ回路部10は、低圧配管38を介して低圧冷媒で冷却される。電動圧縮機40の内部でモータ11の固定子巻線4に接続されているターミナル39は、インバータ回路部10の出力部に接続される。保持部35でインバータ装置22に固定される接続線36には、バッテリー1への電源線と回転数信号を送信するエアコンコントローラ(図示せず)との信号線がある。   The inverter device 20 uses a case 30 so as to be attached to the electric compressor 40. The inverter circuit unit 10 serving as a heat source is cooled by the low-pressure refrigerant through the low-pressure pipe 38. A terminal 39 connected to the stator winding 4 of the motor 11 inside the electric compressor 40 is connected to the output section of the inverter circuit section 10. The connection line 36 fixed to the inverter device 22 by the holding unit 35 includes a power line to the battery 1 and a signal line to an air conditioner controller (not shown) that transmits a rotation speed signal.

電動圧縮機においては、空調立上り時の電流が大きく、定常時の電流も大きいので、バッテリー1側の電気抵抗を診断し電気抵抗が大きい場合に電力損失の増大を防止する本インバータ装置は有用である。また、圧縮機構部28から振動を受けるため、バッテリー1側の電気抵抗を診断できる本インバータ装置は有用である。   In an electric compressor, since the current at the start of air conditioning is large and the current at steady state is also large, this inverter device that diagnoses the electrical resistance on the battery 1 side and prevents an increase in power loss when the electrical resistance is large is useful. is there. Further, since the vibration is received from the compression mechanism 28, the present inverter device that can diagnose the electric resistance on the battery 1 side is useful.

尚、上記実施の形態において、電動圧縮機の圧縮機構部をスクロールとしたが、これに限るものではない。また、圧縮された冷媒がモータを冷却する高圧型について示したが、低圧型でもよい。インバータ装置20の温度を、実施の形態におけるバッテリー1の温度の代用にしても良い。   In the above embodiment, the compression mechanism of the electric compressor is a scroll. However, the present invention is not limited to this. Moreover, although the compressed refrigerant showed about the high voltage | pressure type which cools a motor, a low voltage | pressure type may be sufficient. The temperature of the inverter device 20 may be substituted for the temperature of the battery 1 in the embodiment.

(実施の形態4)
図9は、本発明のインバータ装置を圧縮機に一体に構成(実施の形態3)し、空調装置に適用して車両60に搭載した一例を示す。インバータ装置一体型電動圧縮機61及び室外熱交換器63、室外ファン62が、車両60の前方のエンジンルーム(乃至モータルーム)に搭載される。一方、車両室内には室内送風ファン65、室内熱交換器67、エアコンコントローラ64が配置されている。空気導入口66から車外空気を吸込み、室内熱交換器67で熱交換した空気を車室内に送風する。
(Embodiment 4)
FIG. 9 shows an example in which the inverter device of the present invention is configured integrally with a compressor (Embodiment 3) and applied to an air conditioner and mounted on a vehicle 60. The inverter device-integrated electric compressor 61, the outdoor heat exchanger 63, and the outdoor fan 62 are mounted in an engine room (or motor room) in front of the vehicle 60. On the other hand, an indoor fan 65, an indoor heat exchanger 67, and an air conditioner controller 64 are disposed in the vehicle compartment. Air outside the vehicle is sucked from the air introduction port 66, and the air heat-exchanged by the indoor heat exchanger 67 is blown into the vehicle interior.

車両に搭載されるバッテリー1、配線などは振動など環境が厳しい。そのため、バッテリー1側の電気抵抗を診断し電気抵抗が大きい場合に電力損失の増大を防止する本インバータ装置は有用である。   The battery 1 and wiring mounted on the vehicle are severe in environment such as vibration. Therefore, the present inverter device that diagnoses the electrical resistance on the battery 1 side and prevents an increase in power loss when the electrical resistance is large is useful.

尚、上記各実施の形態において、直流電源をバッテリーとしたが、これに限るものではなく、商用交流電源を整流した直流電源などでもよい。モータをセンサレスDCブラシレスモータとしたが、リラクタンスモータ等位置決め必要なモータに適用できる。正弦波駆動に限らず位置決め時に相電流の検出が必要となる駆動方式に適用できる。また、PWM2相変調においても適用できる。   In each of the above embodiments, the DC power source is a battery. However, the present invention is not limited to this, and a DC power source rectified from a commercial AC power source may be used. Although the motor is a sensorless DC brushless motor, it can be applied to a motor that requires positioning, such as a reluctance motor. The present invention is not limited to sinusoidal driving, and can be applied to a driving method that requires detection of a phase current during positioning. It can also be applied to PWM two-phase modulation.

以上のように、本発明にかかるインバータ装置は、運転前に直流電源側の電気抵抗診断が可能であり、更には、電気抵抗が大きい場合に電力損失の増大を防止することができる。そのため、各種民生用製品、各種産業用機器に適用できる。   As described above, the inverter device according to the present invention can make an electrical resistance diagnosis on the DC power supply side before operation, and can further prevent an increase in power loss when the electrical resistance is large. Therefore, it can be applied to various consumer products and various industrial equipment.

本発明の実施の形態1に係るインバータ装置とその周辺の電気回路図The inverter apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, and its surrounding electric circuit diagram 同(A)位置決め時における固定子巻線と磁石回転子の位置関係図、(B)同位置決め時における固定子巻線の電流説明図(A) Positional relationship diagram of stator winding and magnet rotor during positioning, (B) Current explanation diagram of stator winding during positioning 同位置決め時における通電例を示す説明図Explanatory drawing showing an example of energization during the same positioning 同固定子巻線のインピーダンスを示す説明図Explanatory drawing showing impedance of the same stator winding 同位置決めから運転に渡るW相の相電流説明図Illustration of phase current of W phase from the same positioning to operation 同インバータ装置の作動例を示すフローチャートFlow chart showing an operation example of the inverter device 本発明の実施の形態2に係るインバータ装置とその周辺の電気回路図The inverter apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention, and its surrounding electric circuit diagram 本発明の実施の形態3に係るインバータ装置一体型電動圧縮機の断面図Sectional drawing of the inverter apparatus integrated electric compressor which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係るインバータ装置を搭載した車両の模式図Schematic diagram of a vehicle equipped with an inverter device according to Embodiment 4 of the present invention 従来のインバータ装置とその周辺の電気回路図Conventional inverter device and peripheral electrical circuit diagram (A)位置決め時における固定子巻線と磁石回転子の位置関係図、(B)同位置決め時における固定子巻線の電流説明図(A) Positional relationship diagram of stator winding and magnet rotor during positioning, (B) Current diagram of stator winding during positioning

符号の説明Explanation of symbols

1 バッテリー
2 スイッチング素子
4 固定子巻線
5 磁石回転子
7 制御回路(インバータ装置20)
9 制御回路(インバータ装置21)
8 バッテリー電圧検出器
10 インバータ回路
11 センサレスDCブラシレスモータ
20 インバータ装置
21 インバータ装置
24 平滑コンデンサ
25 直流電源側の電気抵抗
26 平滑コンデンサ側の電気抵抗
40 電動圧縮機
60 車両
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Switching element 4 Stator winding 5 Magnet rotor 7 Control circuit (inverter apparatus 20)
9 Control circuit (inverter device 21)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Battery voltage detector 10 Inverter circuit 11 Sensorless DC brushless motor 20 Inverter apparatus 21 Inverter apparatus 24 Smoothing capacitor 25 Electric resistance on the DC power supply side 26 Electric resistance on the smoothing capacitor side 40 Electric compressor 60 Vehicle

Claims (5)

冷媒を圧縮する圧縮機構部及び当該圧縮機構部を駆動するモータを備えた電動圧縮機と、前記モータを制御するインバータ装置とからなり、前記インバータ装置は、直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子とマイナス側に接続される下アームスイッチング素子とを備えたインバータ回路と、前記直流電源からの直流電圧を検出する電圧検出器と、運転前において前記インバータ回路からモータへ直流電流を出力させて前記モータの磁石回転子の位置決めを行い、運転時においては前記インバータ回路から前記モータへ交流電流を出力させる制御回路とを備え、前記制御回路は、前記磁石回転子の位置決め時、予め定められた位置決め電流又はシャント抵抗により検出された位置決め電流の値と前記電圧検出器により検出される直流電圧値に基づき前記直流電源側の電気抵抗を算出し、前記直流電源側の電気抵抗が予め定められたしきい値より大きいと診断された場合には、前記モータの運転始動時の電流を抑制してモータを緩やかに始動させる電動圧縮機の制御装置。 An electric compressor including a compression mechanism unit that compresses the refrigerant and a motor that drives the compression mechanism unit, and an inverter device that controls the motor, and the inverter device is connected to the positive side of a DC power source. An inverter circuit having an arm switching element and a lower arm switching element connected to the negative side, a voltage detector for detecting a DC voltage from the DC power supply, and outputting a DC current from the inverter circuit to the motor before operation A control circuit for positioning the magnet rotor of the motor and outputting an alternating current from the inverter circuit to the motor during operation, and the control circuit is predetermined when positioning the magnet rotor. value and the detection of the voltage detector was positioned current or positioning current detected by the shunt resistor That based on the DC voltage value to calculate the electric resistance of the DC power supply side, when said electrical resistance of the DC power supply side is diagnosed with greater than a predetermined threshold value, during operation starting of the motor The control apparatus of the electric compressor which suppresses the electric current and starts the motor gently. 前記直流電源側の電気抵抗診断は、前記しきい値を直流電源側の温度が低くなるに応じて大きく、直流電源側の温度が高くなるに応じて小さくして診断する請求項1に記載の電動圧縮機の制御装置。 The electrical resistance diagnosis on the DC power supply side is performed by making the threshold value large as the temperature on the DC power supply side decreases and decreasing as the temperature on the DC power supply side increases. Control device for electric compressor. 前記直流電源側の温度は、前記磁石回転子の位置決め時において、前記モータの固定子巻線の抵抗値を算出し当該抵抗値に基づいて算出される温度で代用される請求項2に記載の電動圧縮機の制御装置。 The temperature on the DC power supply side is substituted by a temperature calculated based on the resistance value calculated from the resistance value of the stator winding of the motor when the magnet rotor is positioned. Control device for electric compressor. 前記直流電源側の電気抵抗診断において、電気抵抗が予め定められたしきい値より大きいと診断された場合には、運転時の最大出力を制限する請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の電動圧縮機の制御装置。 4. In the electrical resistance diagnosis on the DC power supply side, when the electrical resistance is diagnosed to be greater than a predetermined threshold value , the maximum output during operation is limited. The control apparatus of the electric compressor of description. 車両に搭載される請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の電動圧縮機の制御装置。 The control apparatus of the electric compressor as described in any one of Claims 1-4 mounted in a vehicle.
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