JP5707352B2 - Permanent magnet motor and air conditioner - Google Patents

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Description

本発明は、PWM制御方式を用いた永久磁石電動機およびそれを用いた駆動システムに関し、特に永久磁石電動機の起動時の減磁抑制に関する。   The present invention relates to a permanent magnet motor using a PWM control system and a drive system using the same, and more particularly to suppression of demagnetization at the time of starting a permanent magnet motor.

一般的に、永久磁石電動機には、小型・高効率化のため、高性能なネオジウム磁石が使用されている。しかし、希土類元素は高価であるため、希土類元素を使用するネオジウム磁石は価格を押し上げる要因となっている。   In general, high performance neodymium magnets are used in permanent magnet motors for miniaturization and high efficiency. However, since rare earth elements are expensive, neodymium magnets using rare earth elements are a factor that increases the price.

これに対して、フェライト磁石を使用した永久磁石電動機は、ネオジウム磁石を使用した永久磁石電動機に比べて価格を下げることができる。しかし、フェライト磁石は低温になるほど減磁耐力が弱くなる。そのため、低温の環境下で電動機の起動を行うと、電動機電流により発生する磁界によって、磁石が永久減磁し、本来の電動機出力を出せなくなる可能性がある。   On the other hand, a permanent magnet motor using a ferrite magnet can be priced lower than a permanent magnet motor using a neodymium magnet. However, the demagnetization resistance of the ferrite magnet becomes weaker as the temperature becomes lower. For this reason, when the motor is started in a low-temperature environment, the magnet may be permanently demagnetized by the magnetic field generated by the motor current, and the original motor output may not be produced.

このようなフェライト磁石の低温時の電動機電流による減磁を抑制する手法の一つとして、特許文献1に温度によって電動機に流れる電流の電流制限値を小さくする方式が提案されている。また、特許文献2に低温時にヒータ等を用いて電動機を加熱する方式が提案されている。   As one of the methods for suppressing the demagnetization of the ferrite magnet due to the motor current at a low temperature, Patent Document 1 proposes a method of reducing the current limit value of the current flowing through the motor depending on the temperature. Patent Document 2 proposes a method of heating an electric motor using a heater or the like at a low temperature.

一方、永久磁石電動機の停止時において、位置センサを用いずに磁極位置を推定して起動を行う手法として、電動機の磁気飽和特性を利用した方式が提案されており、例えば、特許文献3に開示されているインバータの非通電相の端子電圧の変化を用いた方式や、特許文献4に開示されている高周波の印加電圧パルスに対する電動機電流の変化を用いた方式などがある。   On the other hand, as a method for starting by estimating the magnetic pole position without using a position sensor when the permanent magnet motor is stopped, a method using the magnetic saturation characteristics of the motor has been proposed. There are a method using a change in the terminal voltage of the non-conduction phase of the inverter being used, a method using a change in the motor current with respect to a high-frequency applied voltage pulse disclosed in Patent Document 4, and the like.

特開2009−136054号公報JP 2009-136054 A 特開2002−354888号公報JP 2002-354888 A 特開2009−189176号公報JP 2009-189176 A 特開2011−050198号公報JP2011-050198A

特許文献1に記載の温度によって電動機に流れる電流の電流制限値を小さくする方式では、低温下でフェライト磁石を減磁することなく電動機を起動することが可能となるが、駆動条件によっては、電動機が起動に必要な動力を出力することができなくなる。   In the method of reducing the current limit value of the current flowing to the motor according to the temperature described in Patent Document 1, it is possible to start the motor without demagnetizing the ferrite magnet at a low temperature. However, depending on the driving conditions, the motor Cannot output the power required for startup.

また、特許文献2のヒータもしくはインバータからの高周波電流を用いて電動機を加熱する方式では、電動機を加熱することで低温時にも常温時とおなじ方式で起動が可能となるが、ヒータ等の加熱装置が必要となり、部品点数の増加及びコストアップの要因となる。   In the method of heating a motor using a high-frequency current from a heater or an inverter of Patent Document 2, it is possible to start the motor by heating the motor in the same manner as at room temperature even at low temperatures. Is required, which increases the number of parts and increases costs.

また、特許文献3及び特許文献4は、電動機が停止状態から磁極位置の検出が可能であり、停止状態からの安定した起動が可能であるが、フェライト磁石の低温時の起動法に関しては開示していない。   Patent Document 3 and Patent Document 4 can detect the position of the magnetic pole from the stopped state of the electric motor and can stably start the motor from the stopped state. However, the method for starting the ferrite magnet at a low temperature is disclosed. Not.

本発明の課題は、低温で減磁が生じやすい磁石の低温減磁を防ぎつつ、追加部品を設けずに電動機を暖めることである。   An object of the present invention is to warm a motor without providing additional components while preventing low-temperature demagnetization of a magnet that is likely to be demagnetized at low temperatures.

直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路に接続された低温で減磁が生じやすい永久磁石と複数の巻線とを有する電動機と、マグネットトルクの出力が最大となる角度を基準としてマイナス90度からプラス90度の範囲に無効電流を流す暖機運転モードと、永久磁石の位置を推定又は検出する永久磁石位置検出手段と、電動機によって駆動される圧縮機と、を備え、起動時、永久磁石位置検出手段によって永久磁石の位置を推定又は検出した後に、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて暖機運転モードを行い、暖機運転モード終了後に、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて電動機がトルクを発生する方向に有効電流を流すBased on an inverter circuit that converts DC power into AC power, a motor connected to the inverter circuit that has a permanent magnet that is susceptible to demagnetization and a plurality of windings, and an angle at which the output of the magnet torque is maximized A warm-up operation mode in which a reactive current flows in a range from minus 90 degrees to plus 90 degrees, a permanent magnet position detecting means for estimating or detecting the position of the permanent magnet, and a compressor driven by an electric motor , After the position of the permanent magnet is estimated or detected by the permanent magnet position detecting means, the warm-up operation mode is performed based on the detection result of the permanent magnet position detecting means, and the permanent magnet position detecting means is detected after the warm-up operation mode is completed. Based on the result, an effective current flows in a direction in which the electric motor generates torque .

本発明によれば、低温減磁を防ぎつつ、巻線で熱が発生する。従って、低温で減磁が生じやすい磁石の低温減磁を防ぎつつ、追加部品を設けずに電動機を暖めることができる。   According to the present invention, heat is generated in the winding while preventing low temperature demagnetization. Therefore, it is possible to warm the electric motor without providing additional components while preventing the low-temperature demagnetization of the magnet that is likely to be demagnetized at low temperatures.

本発明の実施例1の永久磁石電動機駆動装置の全体構成図を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole block diagram of the permanent magnet motor drive device of Example 1 of this invention. フェライト磁石における温度と減磁開始電流を示した概要図である。It is the schematic which showed the temperature and demagnetization start current in a ferrite magnet. 従来方式と実施例1の方式における、起動方式の流れを示した概要図である。It is the schematic which showed the flow of the starting system in the conventional system and the system of Example 1. FIG. 本発明の実施例1の電動機暖機運転での無効電流の設定例を示した図である。It is the figure which showed the example of a setting of the reactive current in the electric motor warming-up driving | operation of Example 1 of this invention. 高調波電流により電動機を暖機する方式と実施例1の方式の起動方式の流れを示した概要図である。It is the schematic which showed the flow of the starting system of the system which warms up an electric motor with a harmonic current, and the system of Example 1. FIG. 実施例1の構成を直流母線電流検出器で電流検出を行い、高調波電圧パルス印加時の電動機電流により磁極位置判定を行う方式に変更した場合の構成図である。It is a block diagram at the time of changing the structure of Example 1 into the system which performs a current detection with a direct-current bus current detector, and performs a magnetic pole position determination with the motor current at the time of a harmonic voltage pulse application. 実施例1の構成を位置検出器で磁極位置判定を行う方式に変更した場合の構成図である。It is a block diagram at the time of changing the structure of Example 1 into the system which performs a magnetic pole position determination with a position detector. 本発明の変形例1の起動方式の流れを示した概要図である。It is the schematic which showed the flow of the starting system of the modification 1 of this invention. 本実施例2の、実施例1の永久磁石電動機駆動装置を用いた空調機の全体構成図である。It is a whole block diagram of the air conditioner using the permanent magnet electric motor drive device of Example 1 of the present Example 2. 本実施例2の構成で、冷媒の循環とバイパス配管による冷媒を圧縮機へ環流する構成の全体概要図である。In the structure of the present Example 2, it is a whole schematic diagram of the structure which circulates the refrigerant | coolant by the circulation of a refrigerant | coolant, and bypass piping to a compressor. 本実施例2の方式で駆動した場合の室内機吐出温度を示した概要図である。It is the schematic which showed the indoor unit discharge temperature at the time of driving by the system of the present Example 2. 本実施例3の急速暖房指令が要求された場合の室内機吐出温度と電動機電流の関係を示した概要図である。It is the schematic which showed the relationship between the indoor unit discharge temperature when the rapid heating command of this Example 3 was requested | required, and an electric motor electric current. タイマ予約時のタイマ予約時間の場合の圧縮機温度と電動機電流の関係の流れを示した概要図である。It is the schematic which showed the flow of the relationship between the compressor temperature and the motor current in the case of the timer reservation time at the time of timer reservation.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本発明の第1の実施例を図1から図8を用いて説明する。
本実施例は、本発明の制御方法を、永久磁石電動機3を駆動する永久磁石電動機駆動装置1に適用した場合であり、増磁方向に無効電流を流す運転モードを有する起動を行う例を説明する。ここで、無効電流とはトルクを発生させない電流をいい、例えば、無効電流と電圧とは90度の位相差がある。一方、有効電流とはトルクを発生させる電流をいい、例えば、有効電流と電圧とは同位相である。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the control method of the present invention is applied to the permanent magnet motor drive device 1 that drives the permanent magnet motor 3, and an example is described in which start-up having an operation mode in which a reactive current flows in the direction of magnetizing is described. To do. Here, the reactive current refers to a current that does not generate torque. For example, the reactive current and the voltage have a phase difference of 90 degrees. On the other hand, the effective current refers to a current that generates torque. For example, the effective current and the voltage are in phase.

図1に示すように、永久磁石電動機駆動装置1は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路4と、インバータ回路4に接続された低温で減磁しやすい磁石、例えばフェライト磁石を用いた永久磁石電動機3に流れる電動機電流を検出する相電流検出回路6と、相電流検出回路6で検出された相電流情報6Aと相電圧検出回路7で検出された相電圧情報7Aを基に印加電圧指令パルス信号8Aを用いてインバータ制御を行う制御装置5で構成されている。また、インバータ回路4は、IGBTとダイオードなどの半導体スイッチング素子から構成されたインバータ主回路41と、インバータ制御部8からの印加電圧指令パルス信号8Aに基づいて主回路のIGBTへのゲート信号を発生するゲート・ドライバ42から構成されている。   As shown in FIG. 1, a permanent magnet motor drive apparatus 1 is a permanent magnet using an inverter circuit 4 that converts DC power into AC power, and a magnet that is connected to the inverter circuit 4 and is easily demagnetized at a low temperature, for example, a ferrite magnet. An applied voltage command based on the phase current detection circuit 6 for detecting the motor current flowing through the magnet motor 3, the phase current information 6A detected by the phase current detection circuit 6, and the phase voltage information 7A detected by the phase voltage detection circuit 7. It is comprised by the control apparatus 5 which performs inverter control using the pulse signal 8A. The inverter circuit 4 generates an inverter main circuit 41 composed of an IGBT and a semiconductor switching element such as a diode, and a gate signal to the IGBT of the main circuit based on an applied voltage command pulse signal 8A from the inverter control unit 8. The gate driver 42 is configured to be configured.

制御装置5は、相電流検出回路6で検出された相電流情報6Aと、温度検出部10で検出された温度情報10Aと、磁極位置判定部9で推定された磁極位置情報9Aとを用いて印加電圧指令パルス情報8Aを算出するインバータ制御部8と、相電圧検出回路7で検出された相電圧情報7Aと、インバータ制御部8から出力された印加電圧指令パルス信号8Aを用いて磁極位置を判別する磁極位置判定部9から構成されている。   The control device 5 uses the phase current information 6A detected by the phase current detection circuit 6, the temperature information 10A detected by the temperature detection unit 10, and the magnetic pole position information 9A estimated by the magnetic pole position determination unit 9. The magnetic pole position is determined by using the inverter control unit 8 for calculating the applied voltage command pulse information 8A, the phase voltage information 7A detected by the phase voltage detection circuit 7, and the applied voltage command pulse signal 8A output from the inverter control unit 8. The magnetic pole position determining unit 9 is configured to determine.

図1の構成では、磁極位置判定部9は前述した特許文献3に記載されている方式の構成を示しているが、図6に示す構成のように、直流母線電流検出部と高調波電圧パルスを三相電動機の各相に印加することで磁極位置を推定する特許文献4に記載されている方式の構成でもよく、磁極位置判定部9の構成は停止時に磁極位置を推定できる方式を用いることで実現可能であり、磁極位置推定方式を特定するものではない。また、図7に示す構成のように、位置検出部14からの位置情報14Aから磁極位置を判定する方式でも、本実施例の増磁方向に無効電流を流す運転モードを有する起動を行うことが可能である。   In the configuration of FIG. 1, the magnetic pole position determination unit 9 shows the configuration of the method described in Patent Document 3 described above. However, like the configuration shown in FIG. 6, the DC bus current detection unit and the harmonic voltage pulse May be applied to each phase of the three-phase motor to estimate the magnetic pole position, and the configuration of the magnetic pole position determination unit 9 may use a system that can estimate the magnetic pole position when stopped. The magnetic pole position estimation method is not specified. Further, as in the configuration shown in FIG. 7, even with the method of determining the magnetic pole position from the position information 14 </ b> A from the position detection unit 14, it is possible to perform the start-up with the operation mode in which the reactive current flows in the direction of increasing magnetism in this embodiment. Is possible.

磁方向に電流を流すことで、トルクを発生させることができる。一方、減磁方向とは増磁方向以外の範囲を言う。
By supplying a current to increase magnetic direction, it is possible to generate a torque. On the other hand, the demagnetizing direction refers to a range other than the magnetizing direction.

ここで、図2に、永久磁石電動機3に用いたフェライト磁石の温度に対する減磁開始電流の概要図を示す。フェライト磁石は図2に示すとおり、低温になるほど減磁に対する耐性が弱くなるという特性が有る。電動機の駆動保証最低温度をTMINとし、その温度でフェライト磁石の減磁が開始する減磁開始電流をIT-MINとした場合、インバータが出力可能な最大電流であるIINV-MAXがIT-MINより大きいと、駆動条件によっては低温のTMIN時に起動を行うとフェライト磁石が減磁する可能性がある。このため、インバータが最大電流IINV-MAXを出力しても減磁が起こらない温度であるTINV-MAXまで電動機のフェライト磁石の温度を加熱することで、低温のTMIN時でも減磁させることなく起動を行うことができる。 Here, FIG. 2 shows a schematic diagram of the demagnetization start current with respect to the temperature of the ferrite magnet used in the permanent magnet motor 3. As shown in FIG. 2, the ferrite magnet has a characteristic that resistance to demagnetization becomes weaker as the temperature becomes lower. When the minimum motor drive guarantee temperature is T MIN and the demagnetization start current at which the demagnetization of the ferrite magnet starts is I T-MIN , the maximum current I INV-MAX that the inverter can output is I INV-MAX If it is larger than T-MIN , the ferrite magnet may be demagnetized if it is started at low temperature TMIN depending on the driving conditions. For this reason, the temperature of the ferrite magnet of the motor is heated to T INV-MAX, which is a temperature at which demagnetization does not occur even when the inverter outputs the maximum current I INV-MAX , thereby demagnetizing even at a low temperature T MIN . You can start without

図1および図3を用いて、本発明の起動方式の説明を行う。まず、特許文献3に記載されている起動方式を明確にするため、従来の起動方式を説明する。   The activation method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3. First, in order to clarify the activation method described in Patent Document 3, a conventional activation method will be described.

従来の起動方式では、電動機への印加電圧と電動機電流から電動機の誘起電圧の位相を推定することで磁極位置推定を行っているため、誘起電圧が小さい状態である電動機の停止から低速駆動域においてはセンサレス駆動を行うことができない。このため、図3(a)に示すとおり、磁極の位置によらず、インバータ制御部8から制御上での増磁方向に電流を流し、位置決め運転・同期運転を行うことで、センサレス駆動が可能な領域まで電動機の回転数を上昇させ、センサレス駆動へ切替える起動を行っている。図3(a)右側には、磁石の増磁方向をd軸、トルクを出力する電流方向をq軸とした場合の同期運転区間での電流のベクトル図の概要を示している。   In the conventional starting method, the magnetic pole position is estimated by estimating the phase of the induced voltage of the motor from the voltage applied to the motor and the motor current. Therefore, in the low-speed drive range from the stop of the motor where the induced voltage is small. Cannot perform sensorless drive. Therefore, as shown in Fig. 3 (a), sensorless driving is possible by flowing current from the inverter control unit 8 in the direction of magnetizing on the control and performing positioning operation / synchronous operation regardless of the position of the magnetic pole. The rotation speed of the electric motor is increased to an appropriate range, and startup is switched to sensorless driving. The right side of FIG. 3 (a) shows an outline of a current vector diagram in the synchronous operation section when the magnet magnetization direction is the d-axis and the current direction for outputting torque is the q-axis.

上記した従来の起動方式では、位置決め運転・同期運転区間では磁極位置が不明なため、減磁方向に電動機電流が流れる可能性がある。このため、低温TMIN時に電動機電流による減磁を回避するためには、低温TMIN時のフェライト磁石の減磁開始電流IT-MINより小さな電流値で電動機の起動を行う必要がある。また、駆動条件によっては電流値を制限するため、起動に必要なトルクを出力することができなくなり、電動機の起動ができなくなる可能性がある。また、同期運転からセンサレス駆動への切替え時は制御が不安定となり脱調が発生しやすくなるため、駆動条件によっては切替え時の脱調により電動機に過大な電流が流れ、減磁が発生する可能性もある。 In the conventional starting method described above, since the magnetic pole position is unknown in the positioning operation / synchronous operation section, the motor current may flow in the demagnetization direction. Therefore, in order to avoid demagnetization by low-temperature T MIN at the motor current, it is necessary to start the motor with a small current value than demagnetization starting current I T-MIN ferrite magnet at a low temperature T MIN. Further, since the current value is limited depending on the driving conditions, it is impossible to output the torque necessary for starting, and the motor may not be started. Also, when switching from synchronous operation to sensorless drive, the control becomes unstable and step-out easily occurs. Depending on the drive conditions, excessive current flows in the motor due to step-out at the time of switch and demagnetization may occur. There is also sex.

一方、特許文献3に記載されている起動方式では、図3(b)に示す磁極位置推定区間で、インバータ制御部8において電動機の三相巻線のうち通電する二つの相を選択し、パルス幅変調動作によって印加電圧指令パルス信号8Aを出力する。磁極位置判定部9では、相電圧検出回路7で検出された相電圧情報7Aのうち、前記印加電圧指令パルス情報8Aの非通電相の端子電圧を通電相の印加電圧パルス信号に同期してサンプリングを行うことで、磁極位置の判定を行っている。さらに、センサレス駆動区間で、前記サンプリング値の絶対値と基準電圧との比較を行い、比較結果に応じて、通電モードを順次切替えていくことで、図3(b)の電流のベクトル図に示すとおり、トルクに寄与しない無効な電流を流すことなく、停止状態から位置センサを用いずにセンサレス駆動を行うことが可能となる。   On the other hand, in the starting method described in Patent Document 3, in the magnetic pole position estimation section shown in FIG. 3B, the inverter control unit 8 selects two phases to be energized among the three-phase windings of the motor, and the pulse The applied voltage command pulse signal 8A is output by the width modulation operation. The magnetic pole position determination unit 9 samples the terminal voltage of the non-energized phase of the applied voltage command pulse information 8A among the phase voltage information 7A detected by the phase voltage detection circuit 7 in synchronization with the applied voltage pulse signal of the energized phase. Thus, the magnetic pole position is determined. Further, in the sensorless drive section, the absolute value of the sampling value is compared with the reference voltage, and the energization mode is sequentially switched according to the comparison result, so that the current vector diagram of FIG. As described above, it is possible to perform sensorless driving from a stopped state without using a position sensor without flowing an invalid current that does not contribute to torque.

上記した特許文献3に記載の起動方式では、磁極位置推定区間終了後、ただちにセンサレス駆動を行っている。このため、図2で示した低温TMIN時に起動を行うと、駆動条件によっては、インバータが減磁開始電流IT-MIN以上の電流を出力し、フェライト磁石が減磁する可能性がある。 In the starting method described in Patent Document 3 described above, sensorless driving is performed immediately after the magnetic pole position estimation section ends. For this reason, when starting at the low temperature T MIN shown in FIG. 2, depending on the driving conditions, the inverter may output a current equal to or greater than the demagnetization start current I T-MIN and the ferrite magnet may be demagnetized.

以下では、本発明の起動方式である、増磁方向に無効電流を流す運転モードを有するインバータ制御部8の動作を説明する。   Below, operation | movement of the inverter control part 8 which has a driving | operation mode which flows a reactive current in the direction of a magnetization which is a starting system of this invention is demonstrated.

図3(c)に示すように、磁極位置推定区間で磁極位置判定部9では電動機の磁極位置の推定を行う。そして、インバータ制御部8は、磁極位置情報9Aを用いて、磁石の増磁方向に無効電流を流す運転モードを行い、電動機暖機運転終了後にセンサレス駆動を行う。   As shown in FIG. 3C, the magnetic pole position determination unit 9 estimates the magnetic pole position of the motor in the magnetic pole position estimation section. Then, the inverter control unit 8 uses the magnetic pole position information 9A to perform an operation mode in which an invalid current flows in the direction of magnet increase, and performs sensorless drive after the motor warm-up operation is completed.

図3(c)に示すように、特許文献3に記載の起動方法である磁極位置推定区間とセンサレス駆動区間との間に、磁石の増磁方向に無効電流を流す運転モードである電動機暖機運転区間を設けることで、電動機のフェライト磁石の加熱を行うことが可能となる。   As shown in FIG. 3 (c), the electric motor warm-up that is an operation mode in which a reactive current is passed in the direction of magnet increase of the magnet between the magnetic pole position estimation section and the sensorless drive section, which is the starting method described in Patent Document 3. By providing the operation section, it becomes possible to heat the ferrite magnet of the electric motor.

電動機暖機運転区間でフェライト磁石の温度をインバータが出力可能な最大電流IINV-MAXが流れても減磁が開始しない温度TINV-MAXまで加熱を行うことで、センサレス駆動区間へ移行し、インバータから最大電流IINV-MAXが出力された場合でも、フェライト磁石を減磁させることなく駆動することが可能となる。また、磁極位置推定区間で、磁石の増磁方向を判定して無効電流を流すため、低温TMIN時の減磁開始電流IT-MINより大きなインバータ最大出力電流IINV-MAXを電動機のコイルに流しても、フェライト磁石が減磁することなく加熱することが可能となる。 In the motor warm-up period, the temperature of the ferrite magnet is heated to the temperature T INV-MAX where demagnetization does not start even when the maximum current I INV-MAX that can be output by the inverter flows. Even when the maximum current I INV-MAX is output from the inverter, the ferrite magnet can be driven without demagnetization. In addition, in order to determine the magnet's magnetizing direction and flow reactive current in the magnetic pole position estimation section, the inverter maximum output current I INV-MAX larger than the demagnetization starting current I T-MIN at the low temperature T MIN is set to the motor coil. It is possible to heat the ferrite magnet without demagnetizing even if it is applied to the magnet.

電動機暖機運転区間からセンサレス駆動への切替えは、図4(a)に示すように、インバータ制御部8は、永久磁石電動機3の温度検出部10で検出される温度情報10Aと温度T1との大小を判定し、温度情報10Aが温度T1未満の場合は、設定した無効電流を電動機へ流す電圧印加指令パルス情報8Aを出力する。一方、温度情報10Aが温度T1以上の場合は、無効電流を0とする電圧印加指令パルス情報8Aを出力する。言い換えると、永久磁石電動機3の温度が温度T1未満の場合、インバータ回路4が永久磁石電動機3へ増磁方向に無効電流を出力し、温度T1以上の場合、インバータ回路4が永久磁石電動機3へ増磁方向に無効電流を出力しない。   As shown in FIG. 4A, the inverter control unit 8 switches between the temperature information 10A detected by the temperature detection unit 10 of the permanent magnet motor 3 and the temperature T1. When the temperature information 10A is lower than the temperature T1, the voltage application command pulse information 8A that causes the set reactive current to flow to the electric motor is output. On the other hand, when the temperature information 10A is equal to or higher than the temperature T1, voltage application command pulse information 8A with the reactive current set to 0 is output. In other words, when the temperature of the permanent magnet motor 3 is lower than the temperature T1, the inverter circuit 4 outputs a reactive current to the permanent magnet motor 3 in the direction of magnetizing, and when the temperature is equal to or higher than the temperature T1, the inverter circuit 4 supplies the permanent magnet motor 3. Does not output reactive current in the magnetizing direction.

なお、切替え時の位置の変動を抑制するため、図4(b)に示すように、無効電流を温度T2から温度T3まで一定の割合で変化させる方式でも良い。また、無効電流の切替えをさらにスムーズにするため、図4(c)に示すように、無効電流を温度T2から温度T3まで曲線のように割合を変えながら変化させる方式でも良い。   In addition, in order to suppress the fluctuation | variation of the position at the time of switching, as shown in FIG.4 (b), the system which changes a reactive current from the temperature T2 to the temperature T3 by a fixed ratio may be used. Further, in order to make switching of the reactive current even smoother, as shown in FIG. 4C, a method of changing the reactive current from the temperature T2 to the temperature T3 while changing the ratio like a curve may be used.

また、永久磁石電動機3の温度情報10Aに基づいて無効電流を切替えるのではなく、温度検出部10を用いることなく、電動機暖機運転を開始してからの時間に基づいて無効電流を切替える構成としてもよい。さらに、温度検出部10を用いることなく、電動機の印加電圧と電動機電流から電動機の抵抗値を推定し、事前に取得した抵抗値と温度の関係から抵抗値を温度に換算した値に基づいて無効電流を切替える構成としてもよい。   In addition, the reactive current is not switched based on the temperature information 10A of the permanent magnet motor 3, but the reactive current is switched based on the time from the start of the motor warm-up operation without using the temperature detection unit 10. Also good. Furthermore, without using the temperature detection unit 10, the resistance value of the motor is estimated from the applied voltage and the motor current of the motor, and invalid based on the value obtained by converting the resistance value into the temperature from the relationship between the resistance value and the temperature acquired in advance. It is good also as a structure which switches an electric current.

以上の通り、フェライト磁石を用いた永久磁石電動機3を増磁方向に無効電流を流す運転モードを有するインバータ制御部8により加熱することで、低温時にヒータ等の部品を追加することなく電動機暖機運転が可能となる。また、減磁開始電流がインバータで出力可能な最大電流以下となるまでフェライト磁石を加熱することで、センサレス駆動後に駆動条件によってインバータが最大電流を出力した場合でもフェライト磁石を減磁させることなく駆動が可能となる。   As described above, the permanent magnet motor 3 using the ferrite magnet is heated by the inverter control unit 8 having an operation mode in which an invalid current flows in the direction of increasing the magnet, so that the motor is warmed up without adding components such as a heater at a low temperature. Driving is possible. Also, by heating the ferrite magnet until the demagnetization start current is below the maximum current that can be output by the inverter, even if the inverter outputs the maximum current depending on the drive conditions after sensorless driving, the ferrite magnet is driven without demagnetization. Is possible.

さらに、図5(a)に示す特許文献2に記載のインバータ回路から低温TMIN時の減磁開始電流IT-MINより小さい振幅の高周波電流を電動機のコイルに通流して電動機暖機運転を行う方式に対して、図5(b)に示す本発明の電動機暖機運転では、インバータ回路からフェライト磁石の増磁方向に低温TMIN時の減磁開始電流IT-MINより大きな電流を電動機のコイルに通流することが可能なため、より大きな無効電力で電動機の暖機を行うことが可能となり、電動機暖機運転の時間を短縮することが可能となる。 Further, a high-frequency current having an amplitude smaller than the demagnetization start current I T-MIN at the low temperature T MIN is passed from the inverter circuit described in Patent Document 2 shown in FIG. 5B, in the motor warming-up operation of the present invention shown in FIG. 5B, a current larger than the demagnetization start current I T-MIN at the low temperature T MIN is supplied from the inverter circuit to the magnetization direction of the ferrite magnet. Therefore, the motor can be warmed up with a larger reactive power, and the time required for motor warm-up operation can be shortened.

また、電動機のセンサレス起動中に電動機の増磁方向に無効電流を流す電動機暖機運転区間を設けることで、前記電動機の起動指令と同時に電動機の起動が可能となり、電動機の起動時間の短縮化を図ることができる。さらに、電動機の駆動時の損失も磁石の温度上昇に寄与するため、磁石の温度上昇が早くなり、前記電動機暖機運転時間を短くでき、より早く効率最大となる通常運転モードへの切替えが可能となる。   In addition, by providing a motor warm-up operation section in which a reactive current flows in the direction of magnetization of the motor during sensorless startup of the motor, the motor can be started simultaneously with the motor start command, and the motor startup time can be shortened. Can be planned. Furthermore, since the loss during driving of the motor also contributes to the temperature rise of the magnet, the temperature rise of the magnet is accelerated, the motor warm-up operation time can be shortened, and switching to the normal operation mode in which the efficiency is maximized earlier is possible. It becomes.

また、電動機の温度、前記電動機暖機運転の経過時間、抵抗値の温度換算値を基に、前記無効電流の大きさを調整することで、無効電流を必要以上に通流する必要がなくなり、前記電動機暖機運転時の余分な損失を低減することが可能となる。   In addition, by adjusting the magnitude of the reactive current based on the temperature of the motor, the elapsed time of the motor warm-up operation, the temperature converted value of the resistance value, it is not necessary to pass the reactive current more than necessary, It is possible to reduce extra loss during the motor warm-up operation.

次に、図3(d)を用いて、実施例1の変形例である実施例2を説明する。
図3(d)の電流ベクトル図に示すように、センサレス駆動時は磁極位置判定部9により磁石の増磁方向であるd軸方向を判別しているため、電動機にトルクを発生させる方向に電動機電流を流す運転モードであるセンサレス駆動と同時に、増磁方向に無効電流を流す運転モードである電動機暖機運転を行うことが可能となる。
Next, Example 2 which is a modification of Example 1 will be described with reference to FIG.
As shown in the current vector diagram of FIG. 3 (d), during sensorless driving, the magnetic pole position determination unit 9 determines the d-axis direction, which is the direction of magnet magnetization, so that the motor is driven in the direction in which torque is generated in the motor. At the same time as sensorless driving, which is an operation mode in which current flows, it is possible to perform motor warm-up operation, which is an operation mode in which reactive current flows in the direction of magnetization.

電動機の起動中に電動機の磁石の増磁方向に無効電流を流す運転モードを設けると、電動機暖機運転終了後にセンサレス駆動を開始する場合に比べて、電動機の起動を早めることができる。また、センサレス駆動時の損失も磁石の温度上昇に寄与するので、磁石の温度上昇が早くなり、増磁方向の無効電流の通電時間を短くでき、より早く通常運転モードへの切替えが可能となる。   By providing an operation mode in which an ineffective current flows in the direction of magnet increase of the magnet of the motor during startup of the motor, startup of the motor can be accelerated compared to when sensorless driving is started after the end of motor warm-up operation. In addition, the loss during sensorless driving also contributes to the temperature rise of the magnet, so the temperature rise of the magnet is accelerated, the time for supplying the reactive current in the magnetizing direction can be shortened, and the switching to the normal operation mode becomes possible earlier. .

次に、図8を用いて、実施例1の変形例である実施例3を説明する。本変形例は、磁極位置推定区間と電動機暖機運転区間を、従来の起動方式の前に実施する方式である。なお、実施例1の永久磁石電動機駆動装置と共通する点については説明を省略する。   Next, Embodiment 3 which is a modification of Embodiment 1 will be described with reference to FIG. In this modification, the magnetic pole position estimation section and the electric motor warm-up operation section are performed before the conventional starting system. In addition, description is abbreviate | omitted about the point which is common in the permanent magnet motor drive device of Example 1. FIG.

図1に示す制御装置5をマイコンなどの集積回路で実現する場合、マイコンの演算負荷を低減することが望ましい。そこで、従来の起動方式の前に、磁極位置推定区間と電動機暖機運転区間により電動機の加熱を行う構成とする。また、磁極位置推定方式を、図6に示す特許文献4に記載の電動機への印加電圧と電動機相電流から磁極位置を推定する方式とすることで、電動機暖機運転を行うことが可能となる。   When the control device 5 shown in FIG. 1 is realized by an integrated circuit such as a microcomputer, it is desirable to reduce the calculation load of the microcomputer. Therefore, before the conventional starting method, the motor is heated by the magnetic pole position estimation section and the motor warm-up operation section. Further, by setting the magnetic pole position estimation method to a method of estimating the magnetic pole position from the voltage applied to the motor and the motor phase current described in Patent Document 4 shown in FIG. 6, it is possible to perform the motor warm-up operation. .

以上の通り、従来の起動方式で起動を行う前に、増磁方向に無効電流を流す電動機暖機運転区間により電動機の加熱を行うことで、制御装置の変更およびマイコンの演算負荷を最小限に抑えることが可能となる。また、特別な回路等を追加することなく、電動機暖機運転区間による電動機の加熱を行うことが可能となる。また、特許文献4に記載されている方式で磁極位置推定を行う場合、印加する高調波パルス電圧の音が発生するため、磁極位置推定時間を短くし、従来の起動方式で起動を行うことで、音の発生を最小限に抑えることが可能となる。   As described above, before starting with the conventional start-up method, the motor is heated by the motor warm-up operation section in which the reactive current flows in the direction of magnetizing, thereby minimizing the control device change and the computational load on the microcomputer. It becomes possible to suppress. In addition, it is possible to heat the motor in the motor warm-up operation section without adding a special circuit or the like. In addition, when the magnetic pole position estimation is performed by the method described in Patent Document 4, since the sound of the applied harmonic pulse voltage is generated, the magnetic pole position estimation time is shortened and the activation is performed by the conventional activation method. The generation of sound can be minimized.

図9〜図12を用いて、実施例1の永久磁石電動機駆動装置1を空調機100の圧縮機駆動に適用した例を説明する。図9に示すように、本実施例の空調機100は、外気と熱交換を行う室外機101、室内と熱交換を行う室内機102、両者をつなぐ配管103から構成される。室外機101は、冷媒を圧縮する圧縮機104と、それを駆動する圧縮機駆動電動機105と、それを制御する電動機駆動装置106と圧縮機温度検出器107と、圧縮した冷媒と外気とを熱交換する熱交換機108から構成される。電動機駆動装置106には、実施例1の永久磁石電動機駆動装置1が適用される。また、室内機102は、室内と熱交換を行う熱交換機109と、室内に送風する送風機110から構成される。   The example which applied the permanent-magnet-motor drive device 1 of Example 1 to the compressor drive of the air conditioner 100 is demonstrated using FIGS. 9-12. As shown in FIG. 9, the air conditioner 100 according to the present embodiment includes an outdoor unit 101 that exchanges heat with the outside air, an indoor unit 102 that exchanges heat with the room, and a pipe 103 that connects the two. The outdoor unit 101 heats the compressor 104 that compresses the refrigerant, the compressor drive motor 105 that drives the compressor, the motor drive device 106 that controls the compressor 104, the compressor temperature detector 107, the compressed refrigerant and the outside air. It is comprised from the heat exchanger 108 to exchange. The permanent magnet motor drive device 1 of the first embodiment is applied to the motor drive device 106. The indoor unit 102 includes a heat exchanger 109 that exchanges heat with the room, and a blower 110 that blows air into the room.

図9に示すように、外気温が低温の場合、室外機101内にある圧縮機駆動電動機105も低温状態となる。このため、電動機105にフェライト磁石を用いた場合、起動時にフェライト磁石の減磁が発生し、圧縮機に必要な動力を出力することができなくなる可能性がある。   As shown in FIG. 9, when the outside air temperature is low, the compressor drive motor 105 in the outdoor unit 101 is also in a low temperature state. For this reason, when a ferrite magnet is used for the electric motor 105, demagnetization of the ferrite magnet occurs at the time of start-up, and there is a possibility that the power required for the compressor cannot be output.

本実施例では、実施例1の永久磁石電動機駆動装置1を空調機100に適用し、フェライト磁石を適用した圧縮機駆動電動機105が低温の場合、増磁方向に無効電流を流す運転モードを行うことで圧縮機駆動電動機105の加熱を行う方式である。電動機温度の検出は、実施例1で示した電動機温度検出器を圧縮機温度検出器107で代用する構成とする。本実施例では、空調機の圧縮機駆動電動機の低温時の起動方法について述べる。   In the present embodiment, the permanent magnet motor drive device 1 of the first embodiment is applied to the air conditioner 100, and when the compressor drive motor 105 to which the ferrite magnet is applied is at a low temperature, an operation mode in which an ineffective current is passed in the direction of magnetization is performed. In this way, the compressor drive motor 105 is heated. The motor temperature is detected by replacing the motor temperature detector shown in the first embodiment with the compressor temperature detector 107. In the present embodiment, a starting method at a low temperature of the compressor drive motor of the air conditioner will be described.

図10に空調機を起動した時の時間に対する室内機から吐出される空気の温度(以下「送風温度」という。)の変化を示す。図10(a)は図5(a)に示す特許文献2に記載の方法を用いた場合、図10(b)は実施例1の起動方法を用いた場合、図10(c)は空調機の冷媒を利用して磁石を温める第2の起動方法を示している。ここで、時間T4、T5、T6は、空調機への起動指令が来てから室内機吐出温度が目標値TTに達するまでの時間である。 FIG. 10 shows changes in the temperature of air discharged from the indoor unit (hereinafter referred to as “air blowing temperature”) with respect to the time when the air conditioner is started. 10A shows a case where the method described in Patent Document 2 shown in FIG. 5A is used, FIG. 10B shows a case where the start-up method of the first embodiment is used, and FIG. 10C shows an air conditioner. The 2nd starting method which warms a magnet using the refrigerant of this is shown. Here, the time T4, T5, T6, the time from coming start command to the air conditioner to the indoor unit discharge temperature reaches the target value T T.

先ず実施例1の起動方法について説明する。実施例1の起動方法は、図3(d)に示した磁極位置推定後にセンサレス駆動をしながら磁石の増磁方向に無効電流を通電し磁石を温める方式である。このように圧縮機駆動と磁石の暖機を同時に行うことで、空調機への起動指令から室内機の温風吹き出しまでの時間を短縮することが可能になる。   First, the starting method of the first embodiment will be described. The starting method according to the first embodiment is a method in which a reactive current is applied in the magnet increasing direction to warm the magnet while performing sensorless driving after estimating the magnetic pole position shown in FIG. Thus, by simultaneously performing the drive of the compressor and the warm-up of the magnet, it is possible to shorten the time from the start command to the air conditioner to the hot air blow-out of the indoor unit.

次に第2の起動方法について説明する。第2の起動方法は、実施例1の起動方法に加えて、空調機の冷媒を利用して磁石を温める方法である。図11に暖房運転における空調機のシステムと冷媒の流れを示す。第2の起動方法は、圧縮機104から出た高温の冷媒をバイパスして圧縮機にもどすバイパス管111を追加している。   Next, the second activation method will be described. The second activation method is a method of warming the magnet using the refrigerant of the air conditioner in addition to the activation method of the first embodiment. FIG. 11 shows the air conditioner system and the refrigerant flow in the heating operation. In the second starting method, a bypass pipe 111 is added which bypasses the high-temperature refrigerant from the compressor 104 and returns it to the compressor.

通常の暖房運転の場合、圧縮機104で圧縮された高温の冷媒は、室内機の熱交換器109で放熱し、冷えた冷媒は、室外機の熱交換器108で外気の熱を吸収して圧縮機104に戻す。対して、第2の起動方法は、圧縮機104の起動直後から磁石が温まるまでの間は、バイパス管111で圧縮機から出た高温の冷媒をそのまま圧縮機に戻す。   In a normal heating operation, the high-temperature refrigerant compressed by the compressor 104 dissipates heat in the heat exchanger 109 of the indoor unit, and the cooled refrigerant absorbs heat of the outside air in the heat exchanger 108 of the outdoor unit. Return to the compressor 104. On the other hand, in the second starting method, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor through the bypass pipe 111 is returned to the compressor as it is immediately after the compressor 104 is started and until the magnet is warmed.

第2の起動方法を用いることで、圧縮機内の温度を上昇させ磁石を急速に温めることができ、図10(c)に示すように、第1の方法に比べて更に室内機の吐出温度が目標値に早く到達でき、温風の吹き出しまでの時間を更に短縮することができる。   By using the second start-up method, the temperature in the compressor can be raised and the magnet can be warmed rapidly. As shown in FIG. 10 (c), the discharge temperature of the indoor unit is further increased compared to the first method. The target value can be reached quickly, and the time until the hot air is blown out can be further shortened.

本発明を空調機に適用することにより、例えばフェライト磁石のような低温で減磁しやすい磁石を圧縮機駆動用モータとした場合において、温風吹き出しまでの時間を短縮でき、快適性と使い勝手を向上させた空調機の提供が可能となる。   By applying the present invention to an air conditioner, for example, when a magnet that is easily demagnetized at a low temperature, such as a ferrite magnet, is used as a compressor drive motor, the time until hot air blowing can be shortened, and comfort and usability are improved. An improved air conditioner can be provided.

次に、実施例2の空調機において、リモコン等から急速暖房を要求された時の本発明にかかる実施例を述べる。   Next, in the air conditioner of the second embodiment, an embodiment according to the present invention when quick heating is requested from a remote controller or the like will be described.

図12は、横軸に時間、縦軸に室内機吐出温度((a1)(b1))と圧縮機駆動用電動機電流((a2)(b2))を示している。ここで、TOUT-Tが目標の室内機吐出温度、TP-UPは急速暖房指令を要求された時間、T7、T8がTOUT-Tに到達した時間を示している。図12(a1)及び図12(a2)は従来の駆動方法、図12(b1)及び図12(b2)は本発明を適用した駆動方法である。 In FIG. 12, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the indoor unit discharge temperature ((a1) (b1)) and the compressor drive motor current ((a2) (b2)). Here, T OUT-T represents the target indoor unit discharge temperature, T P-UP represents the time when the rapid heating command is requested, and T 7 and T 8 indicate the time when T OUT-T has reached T OUT-T . 12 (a1) and 12 (a2) are conventional driving methods, and FIGS. 12 (b1) and 12 (b2) are driving methods to which the present invention is applied.

一般的な空調機の運転では、図12(a1)及び図12(a2)に示す通り、急速暖房指令が入ると圧縮機駆動電動機の回転数及びトルクを増加させることで室内機吐出温度を上昇させる。しかし、従来の方法では、室外気温によっては室内機吐出温度が目標値に到達するのに時間がかかる。言い換えれば、急速暖房が困難な場合がある。   In general air conditioner operation, as shown in FIGS. 12 (a1) and 12 (a2), when a rapid heating command is input, the rotational speed and torque of the compressor drive motor are increased to increase the discharge temperature of the indoor unit. Let However, in the conventional method, depending on the outdoor air temperature, it takes time for the indoor unit discharge temperature to reach the target value. In other words, rapid heating may be difficult.

そこで、図12(b1)及び図12(b2)に示すように、急速暖房指令が要求されると、磁石の増磁方向に無効電流を通電するモードを併用し、圧縮機駆動電動機の巻線からの発熱を用いて圧縮された冷媒をさらに加熱する。そして、加熱された冷媒は室内熱交換器から室内へ放熱するため、電動機巻線の発熱を暖房に利用することができる。従って、図12(a1)及び図12(a2)の方法よりも急速暖房を実現することができる。また、電動機巻線の発熱は室外気温に依存しないので、室外気温の影響を抑制することができる。   Therefore, as shown in FIGS. 12 (b1) and 12 (b2), when a rapid heating command is requested, a mode in which a reactive current is energized in the magnet magnetization direction is used together, and the winding of the compressor driving motor is used. The compressed refrigerant is further heated using the heat generated from. And since the heated refrigerant radiates heat indoors from the indoor heat exchanger, the heat generated by the motor winding can be used for heating. Therefore, rapid heating can be realized as compared with the methods of FIGS. 12 (a1) and 12 (a2). Moreover, since the heat generation of the motor winding does not depend on the outdoor temperature, the influence of the outdoor temperature can be suppressed.

以上により、本発明を空調機の急速暖房に適用することにより、暖房機としての快適性向上が図れる。   As described above, by applying the present invention to rapid heating of an air conditioner, comfort as a heater can be improved.

次に、タイマ予約時の動作について、図13を用いて、本発明を適用した場合の動作を説明する。   Next, the operation at the time of timer reservation will be described with reference to FIG. 13 when the present invention is applied.

図13(a1)及び図13(b1)は、横軸に時間、縦軸に圧縮機温度を示している。図13(a2)及び図13(b2)は、横軸に時間、縦軸に圧縮機駆動用電動機電流を示している。ここで、TTIMERがタイマ予約設定された時間、TCOMP-Sが目標の磁石温度、T9、T10がTTIMERにより設定された時間に合わせて電動機に通電・起動動作を開始する時間を示している。なお、目標の磁石温度は圧縮機温度で代用している。 In FIG. 13 (a1) and FIG. 13 (b1), the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents compressor temperature. In FIG. 13 (a2) and FIG. 13 (b2), the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the motor current for driving the compressor. Here, T TIMER indicates the time when timer reservation is set, T COMP-S indicates the target magnet temperature, and T9 and T10 indicate the time when the motor starts energization / startup operation according to the time set by T TIMER. Yes. The target magnet temperature is replaced by the compressor temperature.

ここで、図13(a1)及び図13(a2)は図3(c)の起動方法をタイマ予約時の起動方法に適用したものであり、図13(b1)及び図13(b2)は、図3(d)の起動方法を適用した方法である。   Here, FIGS. 13 (a1) and 13 (a2) are obtained by applying the activation method of FIG. 3 (c) to the activation method at the time of timer reservation, and FIGS. 13 (b1) and 13 (b2) This is a method to which the activation method of FIG.

詳細動作は図3(c)及び図3(d)で述べたので省略するが、図3(c)の方法では、電動機を停止させた状態で暖機運転を実施するため、空調機に適用する場合、通常動作時では、暖機時間に時間がかかり空調機としての快適性を損ねる恐れがある。   The detailed operation has been described in FIGS. 3 (c) and 3 (d) and will be omitted. However, in the method of FIG. 3 (c), the warm-up operation is performed with the electric motor stopped, and thus the operation is applied to the air conditioner. In such a case, during normal operation, the warm-up time may take a long time and the comfort of the air conditioner may be impaired.

しかし、上述の通り、タイマ予約による起動時に適用した場合、図13(a1)及び図13(a2)に示すように、タイマ予約時間TTIMER前に暖機運転動作を開始できるので、暖機運転時間による快適性の低下が無い。 However, as described above, when applied at the time of start-up by timer reservation, the warm-up operation can be started before the timer reservation time T TIMER as shown in FIGS. 13 (a1) and 13 (a2). There is no decrease in comfort over time.

更に、図13(b1)及び図13(b2)に示すように、図3(d)の起動方法を併用することにより、電動機を停止させた状態での暖機時間を短くすることができ、電気の使用量の低減にもつながる。   Furthermore, as shown in FIG. 13 (b1) and FIG. 13 (b2), by using the starting method of FIG. 3 (d) together, the warm-up time with the motor stopped can be shortened, It also leads to reduction of electricity usage.

本実施例では、代表的な方式として2方式を説明したが、先に述べた第2の実施例の起動方法を併用することも可能である。   In this embodiment, two methods have been described as typical methods. However, the activation method of the second embodiment described above can be used in combination.

以上により、タイマ予約時の起動方法に本発明を適用することにより、空調機の快適性及び使い勝手を損なうことなく、例えばフェライト磁石のような減磁しやすい磁石を圧縮機駆動用電動機に適用できる。   As described above, by applying the present invention to the starting method at the time of timer reservation, a magnet that is easily demagnetized, such as a ferrite magnet, can be applied to an electric motor for driving a compressor without impairing the comfort and usability of the air conditioner. .

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。たとえば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、Solid State Drive等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。   Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk, or a solid state drive, or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されている。   Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. In practice, almost all the components are connected to each other.

本発明の永久磁石電動機駆動装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路に接続された低温で減磁が生じやすい永久磁石と複数の巻線とを有する電動機と、永久磁石が増磁する方向に無効電流を流す暖機運転と、を備える。   A permanent magnet motor driving apparatus according to the present invention includes an inverter circuit that converts DC power to AC power, a motor that is connected to the inverter circuit and has a permanent magnet that is likely to be demagnetized at low temperatures, and a plurality of windings, and a permanent magnet And warm-up operation in which a reactive current is passed in the direction of increasing the magnetization.

また、本発明の永久磁石電動機駆動装置は、永久磁石の位置を推定又は検出する永久磁石位置検出手段と、を備え、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて暖機運転を行い、暖機運転終了後に、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて電動機がトルクを発生する方向に巻線に有効電流を流す。   The permanent magnet motor driving device of the present invention comprises a permanent magnet position detecting means for estimating or detecting the position of the permanent magnet, and performs a warm-up operation based on the detection result of the permanent magnet position detecting means. After the operation is completed, an effective current is supplied to the winding in the direction in which the electric motor generates torque based on the detection result of the permanent magnet position detection means.

また、本発明の永久磁石電動機駆動装置は、永久磁石の位置を推定又は検出する永久磁石位置検出手段と、を備え、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて暖機運転を行い、暖機運転時に、永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて電動機がトルクを発生する方向に巻線に有効電流を流す。   The permanent magnet motor driving device of the present invention comprises a permanent magnet position detecting means for estimating or detecting the position of the permanent magnet, and performs a warm-up operation based on the detection result of the permanent magnet position detecting means. During operation, an effective current is passed through the winding in the direction in which the motor generates torque based on the detection result of the permanent magnet position detection means.

また、本発明の永久磁石電動機駆動装置は、電動機の温度、暖機運転開始からの時間、若しくは、電動機への印加電圧と電流より推定した抵抗値の温度換算値に基づいて、暖機運転を終了する。   Further, the permanent magnet motor driving device of the present invention performs the warm-up operation based on the temperature of the motor, the time from the start of the warm-up operation, or the temperature converted value of the resistance value estimated from the applied voltage and current to the motor. finish.

また、本発明の永久磁石電動機駆動装置の永久磁石は、フェライト磁石である。
また、本発明の空調機は、電動機によって駆動される圧縮機と、圧縮機の温度を検出する温度検出器と、を備え、温度検出器から検出された温度を電動機の温度とする。
Moreover, the permanent magnet of the permanent magnet motor driving device of the present invention is a ferrite magnet.
Moreover, the air conditioner of this invention is provided with the compressor driven with an electric motor, and the temperature detector which detects the temperature of a compressor, and makes temperature detected from the temperature detector into the temperature of an electric motor.

また、本発明の空調機は、圧縮機の吸入前の配管と圧縮機の吐出後の配管とを連通するバイパス配管部とを備える。   Moreover, the air conditioner of this invention is provided with the bypass piping part which connects piping before suction | inhalation of a compressor, and piping after discharge of a compressor.

1 永久磁石電動機駆動装置
2 直流電源
3 永久磁石電動機
4 インバータ回路
41 インバータ主回路
42 ゲート・ドライバ
5 制御装置
6 相電流検出回路
7 相電圧検出回路
8 インバータ制御部
9 磁極位置判定部
10 温度検出部
11 温度判別部
12 直流母線電流検出部
13 三相電流検出部
14 位置検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Permanent magnet motor drive device 2 DC power supply 3 Permanent magnet motor 4 Inverter circuit 41 Inverter main circuit 42 Gate driver 5 Controller 6 Phase current detection circuit 7 Phase voltage detection circuit 8 Inverter control unit 9 Magnetic pole position judgment unit 10 Temperature detection unit 11 Temperature discriminating unit 12 DC bus current detecting unit 13 Three-phase current detecting unit 14 Position detecting unit

Claims (6)

直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路に接続された低温で減磁が生じやすい永久磁石と複数の巻線とを有する電動機と、
前記永久磁石が増磁する方向に無効電流を流す暖機運転モードと、
前記永久磁石の位置を推定又は検出する永久磁石位置検出手段と、を備え
起動時、前記永久磁石位置検出手段によって前記永久磁石の位置を推定又は検出した後に、前記永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて前記暖機運転モードを行い、
前記暖機運転モード終了後にセンサレス駆動を行う永久磁石電動機駆動装置。
An inverter circuit for converting DC power into AC power;
A motor connected to the inverter circuit and having a permanent magnet and a plurality of windings that are susceptible to demagnetization at low temperatures;
A warm-up operation mode in which a reactive current flows in a direction in which the permanent magnet is magnetized;
A permanent magnet position detecting means for estimating or detecting the position of the permanent magnet ,
At startup, after estimating or detecting the position of the permanent magnet by the permanent magnet position detection means, the warm-up operation mode is performed based on the detection result of the permanent magnet position detection means,
A permanent magnet motor drive device that performs sensorless drive after the warm-up operation mode ends .
直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路に接続された低温で減磁が生じやすい永久磁石と複数の巻線とを有する電動機と、
前記永久磁石が増磁する方向に無効電流を流す暖機運転モードと、
前記永久磁石の位置を推定又は検出する永久磁石位置検出手段と、を備え
起動時、前記永久磁石位置検出手段によって前記永久磁石の位置を推定又は検出した後に、前記永久磁石位置検出手段の検出結果に基づいて前記暖機運転モードを行い、
前記暖機運転モード時にセンサレス駆動を行う永久磁石電動機駆動装置。
An inverter circuit for converting DC power into AC power;
A motor connected to the inverter circuit and having a permanent magnet and a plurality of windings that are susceptible to demagnetization at low temperatures;
A warm-up operation mode in which a reactive current flows in a direction in which the permanent magnet is magnetized;
A permanent magnet position detecting means for estimating or detecting the position of the permanent magnet ,
At startup, after estimating or detecting the position of the permanent magnet by the permanent magnet position detection means, the warm-up operation mode is performed based on the detection result of the permanent magnet position detection means,
A permanent magnet motor driving device that performs sensorless driving in the warm-up operation mode .
前記電動機の温度、前記暖機運転モード開始からの時間、若しくは、前記電動機への印加電圧と電流より推定した抵抗値の温度換算値に基づいて、前記暖機運転モードを終了することを特徴とする請求項1又は2に記載の永久磁石電動機駆動装置。 The warm-up operation mode is terminated based on the temperature of the motor, the time from the start of the warm-up operation mode , or the temperature converted value of the resistance value estimated from the applied voltage and current to the motor. The permanent magnet motor drive device according to claim 1 or 2 . 前記永久磁石は、フェライト磁石であることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の永久磁石電動機駆動装置。 The permanent magnet, the permanent magnet motor drive system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a ferrite magnet. 前記電動機によって駆動される圧縮機と、
前記圧縮機の温度を検出する温度検出器と、を備え、
前記圧縮機の温度が所定の温度以下の時に前記暖機運転モードを行うことを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の永久磁石電動機駆動装置を備えた空調機。
A compressor driven by the electric motor;
A temperature detector for detecting the temperature of the compressor,
The air conditioner equipped with the permanent magnet motor drive device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the warm-up operation mode is performed when a temperature of the compressor is equal to or lower than a predetermined temperature.
前記圧縮機の吸入前の配管と前記圧縮機の吐出後の配管とを連通するバイパス配管部とを備え
前記圧縮機の温度が所定の温度以下の時、前記バイパス配管部を介して前記圧縮機の吐出後の配管から出た冷媒を前記圧縮機の吸入前の配管に流すことを特徴とする請求項に記載の空調機。
A bypass pipe section that communicates the pipe before suction of the compressor and the pipe after discharge of the compressor ;
The refrigerant discharged from a pipe after discharge of the compressor through the bypass pipe portion is caused to flow to a pipe before suction of the compressor when the temperature of the compressor is equal to or lower than a predetermined temperature. 5. The air conditioner according to 5 .
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JP5159465B2 (en) * 2008-06-24 2013-03-06 株式会社東芝 Motor control device and semiconductor integrated circuit device
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