JP5711683B2 - Motor drive unit, and an air conditioner having the same, and a motor drive method - Google Patents

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Description

本発明は、モータ駆動装置、及びこれを備えた空気調和機、並びにモータ駆動方法に関する。 The present invention is a motor drive device, and an air conditioner having the same, and a motor drive method.

近年、圧縮機のモータが備える永久磁石として、安価なフェライト磁石が用いられているが、フェライト磁石は低温環境で減磁しやすい特性(低温減磁特性)を有している。 Recently, as a permanent magnet motor of the compressor is provided, it has been used inexpensive ferrite magnet, ferrite magnet has a demagnetization sensitive characteristics at low temperature environment (low temperature demagnetization characteristics).
ここで、「減磁」とは、磁石の渦電流損による温度上昇や、電流によって生じる逆磁界などにより、磁石全体の磁気モーメントが減少することを意味している。 Here, the "demagnetization", the temperature rise and due to eddy current loss of the magnet, due opposing magnetic field generated by the current, the magnetic moment of the entire magnet is meant to decrease.
このような永久磁石の減磁を防止するための技術として、以下に示すものが知られている。 As a technique for preventing the demagnetization of such permanent magnets, it is known those shown below.

例えば、特許文献1には、DC電流検出回路(電流検出器)の出力に基づき相電流演算部(電流再現部)にてモータ相電流を演算し、当該モータ相電流が所定の閾値以上となった場合にブラシレスモータ(モータ)の周波数を下げる電流制限機能を備えた圧縮機用ブラシレスモータ駆動装置について記載されている。 For example, Patent Document 1 calculates the motor phase current phase current calculation unit based on the output of the DC current detection circuit (current detector) at (current reproduction unit), become the motor phase current is equal to or greater than a predetermined threshold value there is described a brushless motor driving device for a compressor having a current limiting function to lower the frequency of the brushless motor (motor) when the.
特許文献1に記載の技術では、電圧比較回路によって決定される過電流保護停止閾値を、減磁電流未満である所定値に変更することによって永久磁石の減磁を防止している。 In the technique described in Patent Document 1, the overcurrent protection stop threshold determined by the voltage comparator circuit, thereby preventing demagnetization of the permanent magnet by changing the predetermined value is less than the demagnetizing current.

また、特許文献2には、圧縮機温度検知手段によって検知される温度に応じてモータの過電流検知レベルを切り替える空気調和機について記載されている。 Further, Patent Document 2 describes an air conditioner switch the overcurrent detection level of the motor in accordance with the temperature detected by the compressor temperature detecting means. そして、検出されるモータ電流が過電流検知レベルを超えた場合にはモータの回転速度を制限することで、モータが備える永久磁石の減磁を防止している。 Then, the motor current to be detected when it exceeds the overcurrent detection level by limiting the rotational speed of the motor, thereby preventing demagnetization of the permanent magnet included in the motor.

特開2009−198139号公報 JP 2009-198139 JP 特開2005−308233号公報 JP 2005-308233 JP

ところで、特許文献1,2に記載の技術では、モータ電流が所定の電流制限閾値を超えると、マイコンからモータの周波数を下げる(つまり、モータを減速させる)指令信号がインバータに出力される。 Incidentally, in the technique described in Patent Documents 1 and 2, the motor current exceeds a predetermined current limit threshold, reducing the frequency of the motor from the microcomputer (i.e., decelerates the motor) command signal is output to the inverter. また、モータ電流が所定の過電流保護閾値を超えると、マイコンからモータの駆動を停止させる指令信号がインバータに出力される。 Further, when the motor current exceeds the predetermined overcurrent protection threshold, a command signal for stopping the driving of the motor from the microcomputer it is output to the inverter.

そうすると、例えば、空気調和機において暖房運転を行う際にモータを高速回転させようとすると、前記したモータの減速制御又は停止制御が行われることによって、目標回転速度に到達するまでに長時間を要することになる。 Then, required for example, if the motor when performing heating operation in the air conditioner an attempt at high speed, by the deceleration control or stop control of the the motor is carried out, a long time to reach the target rotational speed It will be. さらに、このような場合には、モータの減速と加速とを繰り返してしまう可能性が高く、モータの駆動が不安定になるという問題もある。 Furthermore, in such a case, acceleration and deceleration and the possibility of repeating the motor is high, there is a problem that driving of the motor becomes unstable.

そこで、本発明の課題は、モータを安定的に駆動させつつ、モータが有する永久磁石の減磁抑制を適切に行うことにある。 An object of the present invention is to stably cause driving the motor, in appropriately perform that the reduced 磁抑 system of permanent magnets with the motor.

前記課題を達成するために、本発明は、モータの加速レートを制限する際の電流閾値である加速レート制限閾値を、モータ温度検出手段によって検出されるモータ温度に対応して設定する電流閾値設定部と、電流検出手段によって検出される電流値に対応するモータ電流と、前記電流閾値設定部から入力される前記加速レート制限閾値とを比較し、当該比較結果に応じて前記モータの加速レートを設定する加速レート設定部と、前記加速レート設定部によって設定される前記加速レートに従ってインバータに駆動信号を出力する駆動信号発生部と、を備え、前記加速レート制限閾値は、前記モータを減磁保護するための電流閾値である減磁保護閾値よりも小さく、前記モータ温度が高くなるにつれて、前記加速レート制限閾値が大きくなるよ To achieve the above object, the present invention, the acceleration rate limit threshold is a current threshold value in limiting the acceleration rate of the motor, the current threshold setting for setting in response to a motor temperature detected by the motor temperature detection means and parts, and a motor current corresponding to a current value detected by the current detector, comparing the acceleration rate limit threshold inputted from the current threshold setting unit, the acceleration rate of the motor in accordance with the comparison result with an accelerating rate setting unit for setting, and a drive signal generator for outputting a driving signal to the inverter in accordance with the acceleration rate set by said acceleration rate setting unit, the acceleration rate limit threshold, demagnetization protect the motor less than demagnetization protection threshold is a current threshold for, as the motor temperature increases, the acceleration rate limit threshold is increased に設定され、前記加速レート設定部は、前記モータ電流が前記加速レート制限閾値以上である場合、前記加速レートをゼロ以上である第1所定値に設定することで前記加速レートを制限する加速レート制限処理と、前記モータ電流が前記加速レート制限閾値未満である場合、前記加速レートを前記第1所定値よりも大きい第2所定値に設定することで前記モータ電流を前記加速レート制限閾値に近づける通常加速処理と、を交互に繰り返すことを特徴とする。 Is set to, the acceleration rate setting unit, when the motor current is the acceleration rate limit threshold or more, the acceleration rate for limiting the acceleration rate by setting the acceleration rate to the first predetermined value greater than zero and limiting process, if the motor current is less than the acceleration rate limit threshold, closer to the motor current to the acceleration rate limit threshold by setting the acceleration rate to a second predetermined value greater than the first predetermined value and repeating the normal acceleration processing, the alternately.
本発明のその他の態様については、後記する実施の形態において説明する。 Other aspects of the present invention will be described in the embodiments described below.

本発明によれば、モータを安定的に駆動させつつ、モータが有する永久磁石の減磁抑制を適切に行うことができる。 According to the present invention, while stably thereby driving the motor, the reduction 磁抑 system of permanent magnets with the motor can be appropriately performed.

本発明の第1実施形態に係るモータ制御装置を用いた空気調和機のシステム構成図である。 Is a system configuration diagram of an air conditioner using the motor control apparatus according to a first embodiment of the present invention. 圧縮機に設置されたモータを駆動させるモータ駆動装置を含む構成図である。 It is a configuration diagram including a motor driving apparatus for driving a motor installed in the compressor. 低温減磁特性を有する永久磁石を用いたモータにおいて、モータ巻線温度に対するモータ減磁電流、及びモータ減磁保護閾値の関係を示すマップである。 In the motor using a permanent magnet having a low-temperature demagnetization characteristics, a map showing the motor down current to the motor winding temperature, and the relationship between the motor demagnetization protection threshold. 素子短絡保護閾値、モータ減磁電流、モータ減磁保護閾値、及び加速レート制限閾値と、モータ温度との関係を示すマップである。 Element short-circuit protection threshold, the motor down current, the motor demagnetization protection threshold, and the acceleration rate limit threshold, a map showing the relationship between motor temperature. インバータ制御手段が行う処理の流れを示すフローチャートである。 Inverter control means is a flow chart showing a flow of processing performed. モータの回転速度の時間的変化を示す説明図である。 It is an explanatory view showing a temporal change in the rotational speed of the motor. モータの回転速度の時間的変化を示す説明図である。 It is an explanatory view showing a temporal change in the rotational speed of the motor. 本発明の第2実施形態に係るモータ駆動装置において、素子短絡保護閾値、モータ減磁電流、モータ減磁保護閾値、及び加速レート制限閾値と、モータ温度との関係を示すマップである。 The motor drive device according to a second embodiment of the present invention, a map showing element short-circuit protection threshold, the motor down current, the motor demagnetization protection threshold, and the acceleration rate limit threshold, the relationship between the motor temperature. インバータ制御手段が行う処理の流れを示すフローチャートである。 Inverter control means is a flow chart showing a flow of processing performed. 本発明の第3実施形態に係るモータ駆動装置を用いた空気調和機において、圧縮機駆動用モータの加速レート制限値を0min −1 /secとしたときの回転速度とモータ相電流との関係を示す特性図である。 In a third embodiment an air conditioner using the motor driving device according to the embodiment of the present invention, the rotational speed and the relation between the motor phase current when the acceleration rate limit value of the compressor driving motor was 0min -1 / sec it is a characteristic diagram showing. 空気調和機の制御手段が行う処理の流れを示すフローチャートである。 Is a flowchart showing the flow of processing by the control unit of the air conditioner is performed. (a)はトルク外乱抑制制御を行った場合において、圧縮機の圧力を変化させたときのモータ電流特性を示す説明図であり、(b)はトルク変動抑制制御を実行する領域Tと、電流変動抑制制御を実行する領域Iとにおける相電流波形を示す説明図である。 (A) in the case of performing the torque disturbance suppression control is an explanatory view of a motor current characteristic when changing the pressure of the compressor, (b) is a region T to run the torque fluctuation suppression control, current it is an explanatory diagram showing a phase current waveform in a region I to perform fluctuation suppression control. トルク外乱抑制制御を行った場合において、圧縮機の圧力を変化させたときのモータ電流特性と、実負荷例を示す説明図である。 In case of performing the torque disturbance suppression control, the motor current characteristic when changing the pressure of the compressor is an explanatory view showing an actual load example.

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Incidentally, the same parts in the respective drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

≪第1実施形態≫ «First embodiment»
<空気調和機の構成> <Configuration of the air conditioner>
図1は、本実施形態に係るモータ制御装置を用いた空気調和機のシステム構成図である。 Figure 1 is a system configuration diagram of an air conditioner using the motor control apparatus according to the present embodiment. 空気調和機Aは、室内機Iuと室外機Ouとが冷媒配管Lで接続され、リモコンReから入力される赤外線信号に従って、所定の空調運転を行うようになっている。 Air conditioner A includes a indoor unit Iu and the outdoor unit Ou are connected by a refrigerant pipe L, according to an infrared signal inputted from a remote controller Re, and performs a predetermined air conditioning operation.
室内機Iuは、膨張弁4と、室内熱交換器5と、室内ファン5aと、室内制御装置100aと、を備えている。 Indoor unit Iu is, an expansion valve 4, the indoor heat exchanger 5 is provided with a indoor fan 5a, and the indoor controller 100a, a. また、室外機Ouは、圧縮機1と、四方弁2と、室外熱交換器3と、室外ファン3aと、室外制御装置100bと、を備えている。 Further, the outdoor unit Ou includes a compressor 1, a four-way valve 2, an outdoor heat exchanger 3, and includes an outdoor fan 3a, the outdoor control unit 100b, a.

圧縮機1には、冷房時と暖房時で冷媒の流れを切り替える四方弁2が接続されている。 The compressor 1, the four-way valve 2 for switching the flow of the refrigerant is connected with the heating and the cooling. この四方弁2の一方側には、冷房運転時に凝縮器として機能し、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器3が冷媒配管Lを介して接続されている。 The one side of the four-way valve 2 functions as a condenser during cooling operation, the outdoor heat exchanger 3 which functions as an evaporator during the heating operation are connected via a refrigerant pipe L. また、四方弁2の他方側には、冷房運転時に蒸発器として機能し、暖房運転時に凝縮器として機能する室内熱交換器5が冷媒配管Lを介して接続されている。 Further, the other side of the four-way valve 2, and functions as an evaporator during the cooling operation, the indoor heat exchanger 5 which functions as a condenser during the heating operation are connected via a refrigerant pipe L.
さらに、室外熱交換器3と室内熱交換器5との間には減圧装置である膨張弁4が接続されている。 Furthermore, the expansion valve 4 as a decompression device is connected between the outdoor heat exchanger 3 and the indoor heat exchanger 5. ちなみに、圧縮機1から四方弁2へ吐出される冷媒の圧力を検知する圧力センサ(図示せず)が設置されている。 Incidentally, a pressure sensor for detecting the pressure of refrigerant discharged from the compressor 1 to the four-way valve 2 (not shown) is installed.
このように、圧縮機1と、四方弁2と、室外熱交換器3と、膨張弁4と、室内熱交換器5とは冷媒配管Lで接続され、ヒートポンプサイクルを構成している。 Thus, the compressor 1, a four-way valve 2, an outdoor heat exchanger 3, an expansion valve 4, the indoor heat exchanger 5 are connected by a refrigerant pipe L, it constitutes a heat pump cycle.

なお、暖房運転及び冷房運転における各機器の機能については周知であるから、詳細な説明を省略する。 Incidentally, since the functions of each device in the heating operation and the cooling operation is well known, a detailed description thereof will be omitted.
以下の説明において、圧縮機1が備えるモータMの駆動を制御する制御装置(室外制御装置100b)を、「モータ駆動装置100」と記すことがあるものとする。 In the following description, a control device for controlling the driving of the motor M the compressor 1 is provided with (outdoor control unit 100b), it is assumed that there may be referred to as "motor driving apparatus 100 '.

<モータ駆動装置を含むシステム構成> <System configuration including a motor driving device>
図2は、圧縮機に設置されたモータを駆動させるモータ駆動装置を含む構成図である。 Figure 2 is a block diagram including a motor driving apparatus for driving a motor installed in the compressor.
交流電源200は、発電所(図示せず)などから送配電される交流電力の電源を示している。 AC power source 200 shows the power of the AC power delivered feed from power plants (not shown).
コンバータ300は、交流電源200から入力される交流電圧を直流電圧に変換する回路であり、ダイオードD1,D3を順方向に直列接続し、その相互接続点をコンバータ入力端とするダイオードブリッジを備えている。 Converter 300 is a circuit for converting an AC voltage input from the AC power source 200 into a DC voltage, a diode D1, D3 connected in series in the forward direction, provided with a diode bridge to the interconnection point between the converter input end there. なお、ダイオードD2,D4についても同様である。 The same applies to the diode D2, D4. また、当該直流電圧に含まれる脈動成分を平滑化するための平滑コンデンサCが、前記したダイオードブリッジと並列に接続されている。 Further, a smoothing capacitor C for smoothing a pulsating component contained in the DC voltage, is connected in parallel with said the diode bridge.
したがって、交流電源200に接続されるコンバータ300が「直流電源」を構成している。 Accordingly, the converter 300 is connected to an AC power source 200 constitute the "DC power source".

モータ駆動装置100は、前記した直流電源から入力される直流電圧を、インバータ制御によって所定の交流電圧に変換してモータMに出力するようになっている。 The motor drive device 100, a DC voltage input from the DC power supply described above, and outputs to the motor M into a predetermined AC voltage by the inverter control. なお、モータ駆動装置100の詳細については、後記する。 The details of the motor drive apparatus 100 will be described later.
モータMは、例えば、永久磁石型同期モータであり、三相巻線を介してインバータ11と接続され、当該三相巻線に流入する交流電流によって生じる回転磁界で永久磁石(図示せず)を吸引することにより回転する。 Motor M is, for example, a permanent magnet type synchronous motor, is connected to an inverter 11 via a three-phase winding, a permanent magnet (not shown) in the rotating magnetic field generated by the AC current flowing into the three-phase windings rotated by sucking. なお、モータMの回転軸は、負荷である圧縮機1(図1参照)の主軸に固定され、モータMの回転に伴って圧縮機1が駆動するようになっている。 The rotation shaft of the motor M is fixed to the main shaft of the compressor 1 as a load (see FIG. 1), the compressor 1 is adapted to be driven with the rotation of the motor M.
本実施形態では、モータMが有する永久磁石として、低温で減磁しやすい低温減磁特性をもつフェライト磁石を用いることとする。 In the present embodiment, as the permanent magnet having the motor M is to be referred to with the ferrite magnet having a demagnetization easily cold demagnetization characteristics at low temperatures.

<モータ駆動装置の構成> <Configuration of a motor drive device>
図2に示すように、モータ駆動装置100は、パワーモジュール10と、電流検出器20と、増幅器30と、インバータ制御手段40と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the motor driving apparatus 100 includes a power module 10, a current detector 20, an amplifier 30, and an inverter control unit 40, a.
パワーモジュール10は、モータMに所定の交流電圧を出力するための複数のスイッチング素子(図示せず)を含むインバータ11と、スイッチング素子を保護するための素子短絡保護手段12と、スイッチング素子を駆動させるためのインバータ駆動回路13と、が集約的に一体化された構成となっている。 Power module 10, drives an inverter 11 including a plurality of switching elements for outputting a predetermined AC voltage to the motor M (not shown), and device-shorting protection means 12 for protecting the switching element, the switching element an inverter drive circuit 13 for, has become intensively integrated configuration.
電流検出器(電流検出手段)20は、コンバータ300とインバータ11との間の母線に直列に接続され、インバータ11に供給される電流を検出して増幅器30及び素子短絡保護手段12に時々刻々と出力する。 Current detector (current detecting means) 20 is connected in series to the bus between the converter 300 and the inverter 11, and momentarily to the amplifier 30 and the element short-circuit protection means 12 detects a current supplied to the inverter 11 Output.

増幅器30は、例えばトランジスタ(図示せず)を有し、電流検出器20から入力される検出信号を増幅し、インバータ制御手段40のモータ電流再現部41に出力する。 Amplifier 30 has, for example, a transistor (not shown), amplifies the detection signal inputted from the current detector 20, and outputs the motor current reproduction unit 41 of inverter control means 40.
インバータ制御手段(制御手段)40は、増幅器30から入力される検出信号とモータMの回転速度指令値ωとに基づいて、モータMに印加すべき交流電圧を演算し、駆動信号に変換して出力する。 Inverter control means (control means) 40, based on the rotational speed command value ω of the detection signal and the motor M is inputted from the amplifier 30 calculates the AC voltage to be applied to the motor M, it is converted to a drive signal Output.
なお、回転速度指令値ωは、リモコンRe(図1参照)から入力される設定温度情報や、室内機Iuのサーミスタ(図示せず)によって検出される室内温度などに基づいて決定される指令値である。 The rotation speed command value ω is remote Re and the set temperature information to be inputted (see FIG. 1), the command value is determined based, such as the indoor temperature detected by the thermistor of the indoor unit Iu (not shown) it is. 例えば、暖房運転時にリモコンReから入力される設定温度が上昇すると、空気調和機の温調用マイコン(図示せず)が、回転速度指令値ωを増加させる。 For example, when the set temperature input from the remote controller Re during the heating operation is increased, (not shown) microcomputer temperature control of the air conditioner, thereby increasing the rotational speed command value omega.
モータ巻線温度検出器(モータ温度検出手段)50は、モータMの巻線温度を検出し、電流閾値設定部45に時々刻々と出力する。 Motor winding temperature detector (motor temperature detecting means) 50 detects the winding temperature of the motor M, and outputs every moment the current threshold setting unit 45.

(1.パワーモジュール) (1. power module)
パワーモジュール10は、インバータ11と、素子短絡保護手段12と、インバータ駆動回路13と、を備えている。 Power module 10 includes an inverter 11, and a device short circuit protection unit 12, an inverter drive circuit 13, a.
インバータ11は、複数のスイッチング素子(図示せず)を有し、インバータ駆動回路13から入力されるPWM信号に従って、それぞれのスイッチング素子のON/OFFを切り替え、所定の三相交流電圧をモータMに出力する。 Inverter 11 has a plurality of switching elements (not shown), according to the PWM signal inputted from the inverter drive circuit 13 switches the ON / OFF of each switching element, a predetermined three-phase AC voltage to the motor M Output. そして、当該三相交流電圧に応じた三相交流電流がモータMに流入し、前記した回転磁界を発生させる。 Then, the three-phase alternating current corresponding to the three-phase AC voltage flows in the motor M, generates a rotating magnetic field above.
なお、インバータ11が有する複数のスイッチング素子として、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いることができる。 Incidentally, as a plurality of switching elements inverter 11 has, for example, can be used IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).

素子短絡保護手段12は、電流検出器20から入力される電流検出値と、予め設定された素子短絡保護閾値とを比較し、前記した電流検出値が素子短絡保護閾値を超える場合に停止指令信号をインバータ駆動回路13に出力し、インバータ11の駆動を停止させる。 Element short-circuit protection means 12, a current detection value inputted from the current detector 20 compares the preset element short-circuit protection threshold, stop command signal when the above-mentioned current detection value exceeds the element short-circuit protection threshold the output to the inverter drive circuit 13 to stop the driving of the inverter 11.
なお、素子短絡保護手段12の処理は、マイコンを介在させずに実行される。 The processing element short-circuit protection means 12 is performed without interposing the microcomputer. これによって、スイッチング素子が短絡した場合などに、極めて短い時間(数μsec)でインバータ11の駆動を停止させることができる。 Thus, for example, when the switching element is short-circuited, it is possible to stop the driving of the inverter 11 in a very short time (several .mu.sec).
インバータ駆動回路13は、駆動信号発生部44から入力される駆動信号に従って、インバータ11が有するそれぞれのスイッチング素子(図示せず)にPWM信号(Pulse Width Modulation:パルス幅変調波信号)を出力する。 Inverter driver circuit 13 in accordance with a drive signal inputted from the drive signal generator 44, PWM signal to each of the switching elements the inverter 11 has (not shown) outputs a (Pulse Width Modulation PWM wave signal). また、素子短絡保護手段12から停止指令信号が入力された場合、インバータ駆動回路13は、前記したPWM信号の出力を停止する。 Further, if the stop command signal from the element short-circuit protection means 12 is input, the inverter drive circuit 13 stops the output of the above-described PWM signal.

(2.インバータ制御手段) (2. inverter control means)
インバータ制御手段(制御手段)40は、モータ電流再現部41と、速度指令部42と、駆動信号発生部44と、電流閾値設定部45と、加速レート設定部46と、を備えている。 Inverter control means (control means) 40, a motor current reproduction unit 41, a speed command portion 42, a drive signal generation unit 44 includes a current threshold setting unit 45, the acceleration rate setting unit 46, a.
なお、インバータ制御手段40の処理は、マイコン(Microcomputer:図示せず)により実行される。 The processing of the inverter control means 40, the microcomputer: executed by (Microcomputer not shown). マイコンは、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、各種インタフェースなどの電子回路(図示せず)を含んで構成され、ROMに記憶されたプログラムを読み出してRAMに展開し、CPUが各種処理を実行するようになっている。 Microcomputer, CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), is configured to include an electronic circuit, such as various interfaces (not shown) reads a program stored in the ROM expand the RAM, so that the CPU to execute various processing.

モータ電流再現部41は、電流検出器20で検出し、さらに増幅器30で増幅された検出信号に基づいて、モータMに流れる電流(以下、モータ電流と記す)を再現し、加速レート設定部46に出力する。 Motor current reproduction unit 41, detected by the current detector 20, based on the further amplified detected signal by an amplifier 30, a current flowing through the motor M (hereinafter, referred to as the motor current) to reproduce, acceleration rate setting unit 46 and outputs it to.
速度指令部42は、モータ電流再現部41から入力されるモータ電流と、前記した温調用マイコン(図示せず)から入力される回転速度指令値ωとに基づいて、モータMに印加すべき三相交流指令電圧、及び、PWM周波数指令値を算出し、駆動信号発生部44に出力する。 Speed ​​commanding part 42 includes a motor current input from the motor current reproduction unit 41, based on the rotational speed command value ω inputted from the above-mentioned temperature control microcomputer (not shown), to be applied to the motor M three phase AC command voltages, and calculates the PWM frequency command value, and outputs to the drive signal generator 44.

電流閾値設定部45は、モータMの加速レートを制限する際の電流閾値である加速レート制限閾値を、モータ巻線温度検出器50によって検出されるモータ温度に対応して設定する(図4参照)。 Current threshold setting unit 45, the acceleration rate limit threshold is a current threshold value in limiting the acceleration rate of the motor M, is set corresponding to the motor temperature detected by the motor winding temperature detector 50 (see FIG. 4 ). また、電流閾値設定部45は、モータ巻線温度検出器50から入力されるモータ巻線温度に応じて、永久磁石の減磁を防止するためのモータ減磁保護閾値(減磁保護閾値)を設定する(図4参照)。 The current threshold setting unit 45, according to the motor winding temperature inputted from the motor winding temperature detector 50, the motor demagnetization protection threshold to prevent demagnetization of the permanent magnet (demagnetization protection threshold) set (see FIG. 4). なお、前記した加速レート制限閾値と、モータ減磁保護閾値とを含めて「電流閾値」と記すことがあるものとする。 Note that the acceleration rate limit threshold described above, including the motor demagnetization protection threshold is assumed that may be referred to as "current threshold".
電流閾値設定部45は、設定した複数の電流閾値を加速レート設定部46に出力する。 Current threshold setting unit 45 outputs a plurality of current thresholds set in the acceleration rate setting unit 46.

加速レート設定部46は、モータ電流再現部41から入力されるモータ電流と、電流閾値設定部45から入力される加速レート制限閾値とを比較し、当該比較結果に応じてモータMの加速レートを決定して駆動信号発生部44に出力する。 Acceleration rate setting unit 46, a motor current input from the motor current reproduction unit 41 compares the acceleration rate limit threshold inputted from the current threshold setting unit 45, the acceleration rate of the motor M in accordance with the comparison result It determines and outputs the driving signal generating unit 44.
また、加速レート設定部46は、モータ電流再現部41から入力されるモータ電流と、電流閾値設定部45から入力される加速レート制限閾値とを比較し、その比較結果に応じてモータMの加速レートを設定する。 Also, the acceleration rate setting unit 46 compares the motor current input from the motor current reproduction unit 41, and a acceleration rate limit threshold inputted from the current threshold setting unit 45, the acceleration of the motor M according to the comparison result to set the rate. すなわち、加速レート設定部46は、モータ電流が、前記した複数の電流閾値間に予め設定される加速レート領域(図4の領域A、領域B参照)のうちいずれに属するかを特定し、その加速レート領域に対応する加速レートを駆動信号発生部44に出力する。 That is, the acceleration rate setting unit 46, motor current, and determine whether belongs to which of the acceleration rate region is preset among a plurality of current thresholds described above (see region A, region B in FIG. 4), the and outputs an acceleration rate corresponding to the acceleration rate region to the drive signal generator 44.
なお、モータ電流がモータ減磁保護閾値を超える場合、加速レート設定部46は、インバータ11の駆動を停止させる停止指令信号を駆動信号発生部44に出力する。 Incidentally, when the motor current exceeds the motor demagnetization protection threshold, the acceleration rate setting unit 46 outputs a stop command signal for stopping the driving of the inverter 11 to the drive signal generator 44.

駆動信号発生部44は、速度指令部42から入力される回転速度指令値ωと、加速レート設定部46から入力される加速レート情報とに応じて、インバータ駆動回路13に駆動信号を出力する。 Drive signal generating unit 44 includes a rotation speed command value ω inputted from the speed command unit 42, in accordance with the acceleration rate information inputted from the acceleration rate setting unit 46 outputs a drive signal to the inverter driver circuit 13. また、駆動信号発生部44は、電流閾値設定部45からインバータ11の駆動を停止させる停止指令信号が入力された場合には、速度指令部42から入力される回転速度指令値ωに関わらず、インバータ駆動回路13に停止指令信号を出力する。 The drive signal generating unit 44, when the stop command signal for stopping the driving of the inverter 11 from the current threshold setting unit 45 is input, regardless of the rotational speed command value ω inputted from the speed command unit 42, It outputs a stop command signal to the inverter driver circuit 13.

(1.減磁保護処理) (1. demagnetization protection processing)
図3は、低温減磁特性を有する永久磁石を用いたモータにおいて、モータ巻線温度に対するモータ減磁電流、及びモータ減磁保護閾値の関係を示すマップである。 Figure 3 is the motor using a permanent magnet having a low-temperature demagnetization characteristics, a map showing the motor down current to the motor winding temperature, and the relationship between the motor demagnetization protection threshold. 図3に示すように、低温減磁特性を有する永久磁石(例えば、フェライト磁石)は、その温度が低くなるにしたがってモータ減磁電流の値が小さくなる(つまり、減磁しやすくなる)。 As shown in FIG. 3, the permanent magnets having a low-temperature demagnetization characteristics (e.g., ferrite magnet), the value of the motor down current decreases as the temperature is lowered (i.e., more easily demagnetized). なお、「モータ減磁電流」とは、所定温度においてモータ電流を増加させた場合に減磁が起こり始めるときのモータ電流値である。 Note that "motor decrease current" is a motor current value when starting to occur demagnetization in case of increasing the motor current at a predetermined temperature.

また、図4に示すモータ減磁保護閾値は、任意のモータ巻線温度においてモータ減磁電流の値よりも小さくなるように設定されている。 The motor demagnetization protection threshold shown in FIG. 4 is set to be smaller than the value of the motor down current at any motor winding temperature. ここで、「モータ減磁保護閾値」とは、モータMが備える永久磁石の減磁を防止するために予め設定されている電流閾値である。 Here, "motor demagnetization protection threshold", a current threshold that is previously set in order to prevent the demagnetization of the permanent magnet included in the motor M. ちなみに、モータ減磁保護閾値は、モータ巻線温度検出器50や電流検出器20の検出誤差、パワーモジュール10の構成部品の電気的特性のばらつき、及びインバータ制御手段40のマイコン処理能力(反応時間)などを考慮し、モータ減磁電流の特性に対して若干低い電流値に設定されている。 Incidentally, the motor demagnetization protection threshold, the detection error of the motor winding temperature detector 50 and the current detector 20, variation in electric characteristics of the components of the power module 10, and the microcomputer processing capacity (the reaction time of the inverter control means 40 ) considering such, it is set slightly lower current value for the characteristic of the motor down current.
そして、これらの情報が、予めマイコンが備える記憶手段(図示せず)に記憶されている。 And these information are stored in advance in the microcomputer comprises memory means (not shown).

このように、時定数が比較的大きい減磁特性については、マイコンの制御によって精度の高い判定処理を行い、モータ巻線温度検出器50から入力されるモータ巻線温度と、モータ電流再現部41から入力されるモータ巻線温度と、に応じてモータMの加速レートを適切に設定するようになっている。 Thus, when the constant is relatively large demagnetization characteristic performs a high determination processing precision by control of the microcomputer, and a motor winding temperature inputted from the motor winding temperature detector 50, motor current reproduction unit 41 a motor winding temperature input from, so as to appropriately set the acceleration rate of the motor M in response to.

(2.素子短絡保護処理) (2. element short-circuit protection processing)
素子短絡保護手段12は、インバータ11のスイッチング素子(図示せず)の短絡を防止するための素子短絡保護閾値を、素子絶対定格よりも低い所定値に設定する(図5参照)。 Element short-circuit protection means 12, the element short-circuit protection threshold to prevent shorting of the switching elements of the inverter 11 (not shown) is set to a predetermined value lower than the element absolute rating (see FIG. 5). なお、素子絶対定格とは、モータ電流が一瞬たりとも超えてはならない電流値として予め設定されている値である。 Note that the element absolute rating, a preset value as a current value by the motor current must not exceed even for an instant.
素子短絡保護手段12はマイコンを介在することなく処理を実行し、モータ電流が素子短絡保護閾値を超えると、極めて短時間(例えば、数μsec)でインバータ11の駆動を停止させる。 Element short-circuit protection means 12 executes the process without intervening microcomputer, the motor current exceeds the element short-circuit protection threshold, a very short time (e.g., several .mu.sec) stops driving the inverter 11 at.

このように、マイコンによる減磁保護処理と、マイコンを介さない素子短絡保護処理とを独立に実行することで、モータMが備える永久磁石の減磁を防止すると共に、インバータ11のスイッチング素子を適切に保護することができる。 In this way, by executing the demagnetization protection process by the microcomputer, independently and element short-circuit protection process without using a microcomputer, thereby preventing demagnetization of the permanent magnet provided motor M, the switching elements of the inverter 11 suitable it can be protected in.

(3.加速レート制限処理) (3. acceleration rate limiting process)
図4は、素子短絡保護閾値、モータ減磁電流、モータ減磁保護閾値、及び加速レート制限閾値と、モータ温度との関係を示すマップである。 Figure 4 is a map showing element short-circuit protection threshold, the motor down current, the motor demagnetization protection threshold, and the acceleration rate limit threshold, the relationship between the motor temperature.
なお、以下の説明では、モータMが、低温減磁特性を有するフェライト磁石(図示せず)を有する場合について述べることにする。 In the following description, the motor M is to be described for the case with a ferrite magnet (not shown) having a low-temperature demagnetization characteristics.

図4に示すように、モータ巻線温度に応じて所定範囲のモータ電流が予め対応付けられると共に、当該範囲のモータ電流に加速レートが対応付けられる加速レート領域(領域A、領域B)が予め設定されている。 As shown in FIG. 4, the motor current of a predetermined range in accordance with the motor winding temperature are correlated in advance, the range of acceleration rate region (region A, region B) where the motor current acceleration rate is correlated in advance It has been set. なお、加速レート(min -1 /sec(回転/秒))とは、単位時間当たりに増加するモータMの回転速度である。 Incidentally, the acceleration rate (min -1 / sec (rotation / sec)) and is the rotational speed of the motor M to be increased per unit time.

また、図4に示すように、加速レート制限閾値I1から加速レート制限閾値I2までの領域を領域Aとし、加速レート制限閾値I2からモータ減磁保護閾値までの領域を領域Bとしている。 Further, as shown in FIG. 4, an area from the acceleration rate limit threshold I1 until acceleration rate limit threshold I2 and region A, the region from the acceleration rate limit threshold I2 until the motor demagnetization protection threshold is set to region B. したがって、領域Aでは、例えば加速レートを32min −1 /sec、領域Bでは、例えば、加速レートを14min −1 /secというように、電流レベルの高い領域(B領域)は電流レベルの低い領域(A領域)よりも1/3〜1/10の加速レートに低減させ、電流レベルが高い領域Bは電流レベルが小さい領域Aよりも低い加速レートに設定している。 Therefore, in the region A, in an acceleration rates 32min -1 / sec, the area B, for example, the acceleration rate and so 14 min -1 / sec, a high current level region (B region) of low current level region ( than a area) is reduced to the acceleration rate of 1 / 3-1 / 10, the current level is high region B is set to a lower acceleration rate than the region a current level is small. ちなみに、定常領域における加速レートは、例えば、96min -1 /secである。 Incidentally, the acceleration rate in the constant region, for example, a 96min -1 / sec.
つまり、定常領域→領域A→領域Bのように、減磁保護閾値に近づくにつれて加速度レートの値が小さくなるように予め設定されている。 That is, as the constant region → region A → region B, and is set in advance as the value of the acceleration rate is reduced toward the demagnetization protection threshold. なお、これらの情報は、マイコンの記憶手段(図示せず)に予め記憶されている。 Incidentally, these information is stored in advance in the microcomputer memory means (not shown).

そして、加速レート設定部46は、モータ電流再現部41から入力されるモータ電流(のピーク値)が属する加速レート領域を特定し、当該加速レート領域に対応する加速レートを駆動信号発生部44に出力する。 The acceleration rate setting unit 46 specifies the acceleration rate region where the motor current input from the motor current reproduction unit 41 (peak) belongs, the acceleration rate corresponding to the acceleration rate region to the drive signal generating unit 44 Output.
これによって、加速レートが低い時の負荷電流の脈動幅(モータ電流のピーク値)が、加速レートが高い時の脈動幅よりも小さいという特性を利用して運転可能なモータ電流の範囲を広げることができる。 Thus, the pulsation width of the load current when the acceleration rate is low (the peak value of the motor current), by utilizing the property that is smaller than the pulsation width when the acceleration rate is high to increase the range of drivable motor current can. その結果、偶発的に発生するモータMの減磁保護停止を避けてると共に、スムーズかつ速やかに目標回転速度に到達させることができる。 As a result, it avoids the accidental demagnetization protection stop of the motor M to be generated, smoothly and quickly can reach the target rotational speed.

図5は、インバータ制御手段が行う処理の流れを示すフローチャートである。 Figure 5 is a flowchart showing a flow of processing inverter control means performs.
ステップS101においてインバータ制御手段40は、モータMの駆動開始時刻から所定時間Δt1が経過したか否かを判定する。 Inverter control means at step S101 40 determines whether or not a predetermined time Δt1 from the driving start time of the motor M has elapsed. なお、所定時間Δt1は、予め設定された値(例えば、マイコンのサイクルタイム)であり、記憶手段(図示せず)に記憶させている。 The predetermined time Δt1 has preset value (e.g., the cycle time of the microcomputer), and are stored in the storage unit (not shown).
モータMの駆動開始時刻から所定時間Δt1が経過している場合(S101→Yes)、インバータ制御手段40の処理はステップS102に進む。 If the predetermined time Δt1 has elapsed from the driving start time of the motor M (S101 → Yes), the processing of the inverter control unit 40 proceeds to step S102. 一方、モータMの駆動開始時刻から所定時間Δt1が経過していない場合(S101→No)、インバータ制御手段40はステップS101の処理を繰り返す。 On the other hand, if the predetermined time Δt1 from the driving start time of the motor M has not elapsed (S101 → No), the inverter control unit 40 repeats the processing of step S101.

ステップS102においてインバータ制御手段40は、モータ巻線温度検出器50から入力される巻線温度Tに対応して、電流閾値(つまり、減磁電流保護閾値、及び2つの加速レート制限閾値I1,I2)の値を更新(設定)する。 Inverter control means at step S102 40, corresponding to the winding temperature T inputted from the motor winding temperature detector 50, a current threshold value (i.e., reduced current protection threshold, and two acceleration rate limit threshold I1, I2 ) to update the value of (setting). なお、加速レート制限閾値I1は、図4に示す領域Aの下限値であり、加速レート制限閾値I2は、図4に示す領域Bの下限値である。 Incidentally, the acceleration rate limit threshold I1 is the lower limit of the region A shown in FIG. 4, the acceleration rate limit threshold I2 is the lower limit of the area B shown in FIG. 例えば、モータMの巻線温度が60℃であった場合、インバータ制御手段40は図4に示すマップを参照して当該温度に対応する加速レート制限閾値I1(約15A)及びI2(約17A)を更新(設定)する。 For example, if the winding temperature of the motor M was 60 ° C., the acceleration rate limit threshold I1 (about 15A) inverter control means 40 corresponding to the reference to the temperature map shown in FIG. 4 and I2 (about 17A) the update (set) to.

ステップS103においてインバータ制御手段40は、モータ電流Imが加速レート制限閾値I2以上であるか否かを判定する。 Inverter control means at step S103 40 determines whether the motor current Im is the acceleration rate limit threshold I2 above. モータ電流Imが加速レート制限閾値I2以上である場合(S103→Yes)、インバータ制御手段40の処理はステップS104に進む。 If the motor current Im is the acceleration rate limit threshold I2 above (S103 → Yes), the processing of the inverter control unit 40 proceeds to step S104. 一方、モータ電流Imが加速レート制限閾値I2未満である場合(S103→No)、インバータ制御手段40の処理はステップS105に進む。 On the other hand, when the motor current Im is smaller than the acceleration rate limit threshold I2 (S103 → No), the processing of the inverter control unit 40 proceeds to step S105.

ステップS104においてインバータ制御手段40は、モータMの加速度指令値を所定値α(例えば、14min −1 /sec)に設定し、駆動信号としてインバータ駆動回路13に出力する。 Inverter control means 40 at step S104, the predetermined value of the acceleration command value for the motor M alpha (e.g., 14 min -1 / sec) is set to, and outputs to the inverter drive circuit 13 as the drive signal. なお、所定値αはゼロ以上の予め設定された加速度である。 The predetermined value α is more preset zero acceleration.
ステップS105においてインバータ制御手段40は、モータ電流Imが加速レート制限閾値I1以上であるか否かを判定する。 Inverter control means at step S105 40 determines whether the motor current Im is the acceleration rate limit threshold I1 above. モータ電流Imが加速レート制限閾値I1以上である場合(S105→Yes)、インバータ制御装置の処理はステップS106に進む。 If the motor current Im is the acceleration rate limit threshold I1 above (S105 → Yes), the processing of the inverter control device goes to step S106. 一方、モータ電流Imが第1加速レート制限閾値I1未満である場合(S105→No)、インバータ制御手段40の処理はステップS107に進む。 On the other hand, when the motor current Im is smaller than the first acceleration rate limit threshold I1 (S105 → No), the processing of the inverter control unit 40 proceeds to step S107.

ステップS106においてインバータ制御手段40は、モータMの加速度指令値を所定値β(例えば、32min −1 /sec)に設定し、駆動信号としてインバータ駆動回路13に出力する。 Inverter control means 40 at step S106, the predetermined value of the acceleration command value for the motor M beta (e.g., 32min -1 / sec) is set to, and outputs to the inverter drive circuit 13 as the drive signal. なお、所定値βは前記した所定値α以上の予め設定された加速度である。 The predetermined value β is a preset acceleration equal to or greater than a predetermined value α mentioned above. このようにインバータ制御手段40は、モータ電流のピーク値がモータ減磁保護閾値から遠ざかるにつれて、大きな加速レートを設定する。 Thus inverter control means 40, as the peak value of the motor current is away from the motor demagnetization protection threshold, sets a high acceleration rate.
つまり、モータ電流のピーク値が、モータ減磁保護閾値に近い領域A又は領域B内にある場合でも、インバータ制御手段40は、モータMの回転速度を維持するか、又は、モータ回転速度は上昇させつつも、モータMの加速レートを下げるように制御する。 In other words, the peak value of the motor current, even if in the region A or the region B close to the motor demagnetization protection threshold, the inverter control unit 40, either maintains the rotational speed of the motor M, or the motor rotation speed increases even while performs control to reduce the acceleration rate of the motor M.
これによって、モータMが有する永久磁石の減磁を回避しつつ、速やかにモータMを目標回転速度まで到達させるように駆動できる。 Thus, while avoiding the demagnetization of the permanent magnet having the motor M is rapidly be driven to reach the motor M to the target rotational speed.

ステップS107においてインバータ制御手段40は、通常の加速度指令値γ(例えば、96min -1 /sec)を維持する。 Inverter control means 40 at step S107, the normal acceleration command value gamma (e.g., 96min -1 / sec) to maintain. なお、所定値γは前記した所定値β以上の予め設定された加速度である。 The predetermined value γ is a preset acceleration equal to or greater than a predetermined value β described above. この場合、インバータ制御手段40は、通常運転を行ってモータMを駆動させる。 In this case, the inverter control unit 40 drives the motor M performs the normal operation.

図6は、モータの回転速度の時間的変化を示す説明図である。 Figure 6 is an explanatory view showing a temporal change in the rotational speed of the motor. 図6の横軸はモータMの駆動開始からのモータの運転時間、縦軸はモータの回転速度を示している。 The horizontal axis in FIG. 6 is a motor driving time from the start of driving of the motor M, the vertical axis represents the rotational speed of the motor. また、図6に示す実線は本実施形態に係るモータ駆動装置100を用いた場合であり、破線は比較例である。 The solid line shown in FIG. 6 is a case of using the motor driving apparatus 100 according to this embodiment, the broken line is a comparative example.

図6の破線で示す比較例の場合(加速レート制限を設けない場合)には、時刻0でモータMを起動させたとき、モータMの回転速度が上昇すると、時刻t2においてモータ電流が減磁電流閾値(図4参照)に到達し、モータMが停止して再始動する。 For comparative example indicated by the broken line in FIG. 6 (case without the acceleration rate limit) which, when activating the motor M at time 0, when the rotation speed of the motor M is increased, the motor current is demagnetized at time t2 reaches the current threshold value (see FIG. 4), the motor M is stopped and restarted. このように運転と再始動を繰り返す場合には、モータMの駆動が不安定になると共に、目標回転速度に到達するまでに長時間を要してしまう。 Thus in case of repeating operation and a restart, the driving of the motor M becomes unstable, it takes a long time to reach the target rotational speed.

これに対して、図6の実線で示す本実施形態の場合には、定常領域において比較的高い加速度γでモータMの回転速度を上昇させた後、モータ電流がI1(図4参照)以上になる時刻t1において領域A(図4参照)に移行し、モータMの回転速度を加速度γより低い加速度βで上昇させる。 In contrast, in the case of this embodiment shown by the solid line in FIG. 6, after increasing the rotational speed of the motor M at a relatively high acceleration γ in the constant region, the motor current I1 (see FIG. 4) or more in becomes time t1 region a moves (see FIG. 4), it increases the rotational speed of the motor M in acceleration lower acceleration than gamma beta.
さらに、モータ電流がI2(≧I1:図4参照)以上になる時刻t3において領域B(図4参照)に移行し、モータMの回転速度を加速度βより低い加速度αで上昇させる。 Further, the motor current I2: moves to area B (see FIG. 4) at time t3 becomes (≧ I1 see FIG. 4) above, increases the rotational speed of the motor M by the acceleration lower than the β acceleration alpha.
そして、モータMの回転速度は、時刻t4で目標回転速度に到達する。 Then, the rotational speed of the motor M reaches the target speed at time t4.
このようにして、モータ減磁保護閾値に近づくにしたがってモータMの加速度を段階的に低減させながら回転速度を上昇させることにより、モータMを停止させることなく速やかに目標回転速度に到達することができる。 In this way, by increasing the rotational speed while stepwise reducing the acceleration of the motor M toward the motor demagnetization protection threshold, it quickly reaches the target rotational speed without stopping the motor M it can. つまり、加速レート制限処理を実行することにより、モータMは、運転停止及び再始動を繰り返すことなく安定して駆動し、早く目標回転速度に到達することができる。 In other words, by executing the acceleration rate limiting control, the motor M can be driven stably without repeating shutdown and restart, to reach the faster the target rotational speed.

図7は、モータの回転速度の時間的変化を示す説明図である。 Figure 7 is an explanatory view showing a temporal change in the rotational speed of the motor. 図6の横軸は駆動開始からのモータの運転時間、縦軸はモータの回転速度を示している。 Motor operating time from the horizontal axis drive start 6, the vertical axis represents the rotational speed of the motor. また、図6に示す実線は本実施形態に係るモータ駆動装置100を用いた場合であり、破線は比較例である。 The solid line shown in FIG. 6 is a case of using the motor driving apparatus 100 according to this embodiment, the broken line is a comparative example.
図7に示す比較例(破線)は、モータ回転速度が所定閾値を超えた場合にモータMを強制減速させる場合である。 Comparative Example shown in FIG. 7 (broken line) shows the case where the motor speed to force decelerating the motor M in the case of exceeding a predetermined threshold value. この場合には、図7に示す時刻t5においてモータ電流が所定の電流閾値に到達するとモータMを減速させ、前記した電流閾値未満となるとモータを加速させる。 In this case, when the motor current at a time t5 shown in FIG. 7 reaches the predetermined current threshold then decelerates the motor M, to accelerate the motor becomes less than the above-mentioned current threshold. したがって、強制減速制御を行うと、目標回転速度に到達するのに時間がかかるだけでなく、モータM自身の加減速による負荷変動で電流脈動を引き起こすため、モータMの運転/停止を繰り返すリスクがさらに高くなる。 Accordingly, when the forced deceleration control, not only takes time to reach the target rotational speed, to cause a current pulse in the load fluctuation due to acceleration or deceleration of the motor M itself, the risk of repeating the operation / stop of the motor M further increases. また、モータMの加減速に伴って騒音が発生したりする可能性がある。 Moreover, the noise accompanying the acceleration or deceleration of the motor M is likely to or generated.

これに対して、図7の実線で示す本実施形態の場合には、時刻t5〜t6の間は領域A(図4参照)で加速レート制限をかけて加速度βとし、時刻t6〜t7の間は領域B(図4参照)で加速レート制限をかけて加速度α(≦β)とする。 In contrast, in the case of the present embodiment indicated by the solid line in FIG. 7, between times t5~t6 is the acceleration β over the acceleration rate limiting region A (see FIG. 4), during the time t6~t7 the acceleration alpha (≦ beta) over the acceleration rate limiting region B (see FIG. 4).
したがって、目標回転速度に速やかに到達できると共に、モータMの運転/停止を繰り返すことがない。 Therefore, the can quickly reach the target rotational speed, never repeating the operation / stop of the motor M. これによってモータMを安定的に駆動させて騒音を抑制することができる。 This stable manner so driving the motor M can be suppressed noise.

<効果> <Effect>
本実施形態に係るモータ駆動装置100によれば、モータ減磁保護閾値に近づくにしたがって、モータMの加速度を段階的に低減させながら回転速度を上昇させる制御を行う。 According to the motor drive device 100 according to this embodiment, toward the motor demagnetization protection threshold, it performs control for increasing the rotational speed while stepwise reducing the acceleration of the motor M. これによって、モータMを停止させることなく、モータ電流を最大限に高くしてモータMの回転速度を上昇させることができる。 Thus, without stopping the motor M, it is possible to increase the rotational speed of the motor M by increasing the motor current to the maximum. その結果、運転開始から速やかに目標回転速度に到達させることができる。 As a result, it is possible to quickly reach the target rotational speed from the start of operation.
また、本実施形態に係るモータ駆動装置100を備えた圧縮機1を用いた空気調和機Aを運転すると、例えば、低温環境で暖房運転を行ってモータMを高速回転させる場合でも、安定して速やかに目標回転速度に到達させることができる。 Also, when operating the air conditioner A using a compressor 1 having a motor driving apparatus 100 according to this embodiment, for example, even when rotated at a high speed the motor M performs heating operation in low temperature environment, stable quickly it can reach the target rotational speed. したがって、快適性に優れた空気調和機Aを提供することができる。 Therefore, it is possible to provide an excellent air conditioners A in comfort.

また、加速レート制限閾値を設けて、モータ電流とモータ温度に応じて加速度レートを変化させつつモータMの回転速度を継続的に上昇させることによって、運転停止及び再始動を繰り返す事態を回避できる。 Further, by providing the acceleration rate limit threshold, by continuously increasing the rotational speed of the motor M while changing the acceleration rate in accordance with the motor current and the motor temperature, it is possible to avoid the situation in which repeated shutdown and restart. したがって、モータMが備える永久磁石の減磁を防止しつつ、モータMを安定的に駆動することが可能となる。 Accordingly, while preventing the demagnetization of the permanent magnet included in the motor M, it is possible to drive the motor M stably.

また、従来のフェライト磁石を備えるモータ制御では、モータMの減磁電流閾値と定格負荷電流値との差が小さくなり、モータMが運転停止する可能性が高くなりがちであった。 Further, in the motor control with a conventional ferrite magnets, the difference between the reduced current threshold value and the rated load current of the motor M is reduced, the motor M is tended more likely to stop operation. つまり、周囲環境負荷の急変におけるモータ電流の脈動(つまり、モータ電流のピーク値)によって、偶発的な運転停止が頻発することがあった。 In other words, there is the by pulsation of the motor current in the sudden change of the ambient environmental impact (i.e., the peak value of the motor current), accidental shutdown occurs frequently.
これに対して本実施形態に係るモータ駆動装置100では、減磁開始電流値より若干低い電流レベルで加速レート制限閾値を設けることによって、モータMの回転速度を上げつつ加速レートを段階的に低減させる。 In the motor driving apparatus 100 according to the present embodiment, on the other hand, by providing the acceleration rate limit threshold slightly lower current level than the demagnetization start current value, stepwise reduced acceleration rate while increasing the rotation speed of the motor M make. これによって、モータMの減磁保護を行い、さらに、目標回転速度にスムーズかつ速やかに到達することができる。 This performs demagnetization protection of the motor M, further can be smoothly and quickly reaches the target rotational speed.

≪第2実施形態≫ «Second Embodiment»
次に、第2実施形態について説明する。 Next, a second embodiment will be described. 前記した第1実施形態では、複数の領域(領域A、領域B)を設け、モータMの状態(モータ温度及びモータ電流)に応じて加速レートを制限したのに対し、本実施形態では、定常領域を利用して加速度を変化させ、モータMの状態が前記領域の境界線に沿って変化するように制御する点が異なる。 In the first embodiment described above, a plurality of areas (areas A, area B) and is provided, whereas to limit the acceleration rate in accordance with the state of the motor M (motor temperature and motor current), in this embodiment, the constant utilizing the area by changing the acceleration, that is controlled as state of the motor M is varied along the boundary of the region is different.
なお、モータ駆動装置100の構成については第1実施形態と同様であるから、説明を省略する。 Incidentally, since the configuration of the motor driving apparatus 100 is the same as the first embodiment, the description thereof is omitted.

図8は、本実施形態に係るモータ駆動装置において、素子短絡保護閾値、モータ減磁電流、モータ減磁保護閾値、及び加速レート制限閾値と、モータ温度との関係を示すマップである。 8, in the motor driving device of the present embodiment, a map showing element short-circuit protection threshold, the motor down current, the motor demagnetization protection threshold, and the acceleration rate limit threshold, the relationship between the motor temperature. なお、図8の横軸はモータ温度を示し、縦軸はモータ電流及びインバータ11の回路電流を示している。 The horizontal axis of FIG. 8 represents the motor temperature, the vertical axis represents the circuit current of the motor current and the inverter 11.
本実施形態では、モータ減磁保護閾値と、任意のモータ電流において前記モータ減磁保護閾値よりも小さい値となるように設定される加速レート制限閾値I3(図9参照)と、が記憶手段(図示せず)に予め記憶されている。 In this embodiment, the motor demagnetization protection threshold, any acceleration rate limit threshold is set to the motor current becomes smaller than the motor demagnetization protection threshold I3 (see FIG. 9), the storage means ( is stored in advance in the not shown).
そして、モータ電流が加速レート制限閾値I3を超えて、図8に示す領域Cに入った場合に、モータMの加速度指令値を所定値δ(≧0)とする。 Then, the motor current exceeds the acceleration rate limit threshold I3, when entering the area C shown in FIG. 8, and the acceleration command value for the motor M predetermined value δ (≧ 0). ちなみに、以下では、所定値δ=0とする場合について説明するが、これに限定されない。 Incidentally, in the following, a description is given of a case where a predetermined value [delta] = 0, but is not limited thereto.

本実施形態では、モータ巻線温度検出器50から入力されるモータ巻線温度と、モータ電流再現部41から入力されるモータ電流とに対応するモータMの状態が領域Cに入った場合に、加速レート設定部46がモータMの加速度をゼロとする指令信号を駆動信号発生部44に出力する。 In the present embodiment, when a motor winding temperature inputted from the motor winding temperature detector 50, the state of the motor M corresponding to the motor current input from the motor current reproduction unit 41 has entered the area C, acceleration rate setting unit 46 outputs a command signal to zero acceleration of the motor M to the drive signal generator 44. つまり、加速レート設定部46は、モータMの温度上昇に伴って加速レート制限閾値が増加する際に、モータ電流より大きい加速レート制限閾値が存在する場合にはモータMの加速レートを増加させる。 In other words, the acceleration rate setting unit 46, when the acceleration rate limit threshold with an increase in temperature of the motor M is increased, when the motor current is greater than the acceleration rate limit threshold is present to increase the acceleration rate of the motor M.
そうすると、モータMは略一定の定格速度で駆動するため、モータ電流のピーク値も略一定となる(図8のK部拡大部を参照)。 Then, the motor M is to drive a substantially constant rated speed, the peak value of the motor current becomes substantially constant (see K enlarged portion of FIG. 8). さらに、モータ電流が流れることによってモータ巻線温度が上昇するため、そのモータ巻線温度に対応する加速レート制限閾値との間に余裕ができる。 Further, since the motor windings temperature increases by the motor current flows, it can afford between the acceleration rate limit threshold corresponding to the motor winding temperature.

加速度をゼロに変更した後、モータ電流が加速レート制限閾値I3以上になると、加速レート設定部46は加速度δ(=0)でモータMを回転させるように、所定の指令信号を駆動信号発生部44に出力する。 After changing the acceleration to zero, when the motor current becomes equal to or higher than the acceleration rate limit threshold I3, acceleration rate setting unit 46 acceleration [delta] (= 0) so as to rotate the motor M in the drive signal generating unit a predetermined command signal and outputs it to the 44. インバータ制御手段40は、このような処理をマイコンのサイクルタイムごとに実行する。 Inverter control means 40 executes such processing for each microcomputer of the cycle time.
したがて、図8のK部拡大図に示すように、モータMの状態は領域Cの境界線となる加速度レート制限閾値の直線(又は曲線)に沿って、図の右側に徐々に移動することとなる。 Was but, as shown in K part enlarged view of FIG. 8, state of the motor M is along a straight line acceleration rate limit threshold as a boundary line of the area C (or curve), gradually moves to the right in FIG. and thus.

図9は、インバータ制御手段が行う処理の流れを示すフローチャートである。 Figure 9 is a flowchart showing a flow of processing inverter control means performs. 図9に示すステップS201,S202の処理はそれぞれ、第1実施形態で図5を用いて示したステップS101,102の処理と同様であるから、説明を省略する。 Each processing of steps S201, S202 shown in FIG. 9 are similar to those of the process of step S101,102 shown using FIG. 5 in the first embodiment, the description thereof is omitted.
ステップS203においてインバータ制御手段40は、モータ電流Imが加速レート制限閾値I3以上であるか否かを判定する。 Inverter control means at step S203 40 determines whether the motor current Im is the acceleration rate limit threshold I3 above. モータ電流Imが加速レート制限閾値I3以上である場合(S203→Yes)、インバータ制御手段40の処理はステップS204に進む。 If the motor current Im is the acceleration rate limit threshold I3 above (S203 → Yes), the processing of the inverter control unit 40 proceeds to step S204. 一方、モータ電流Imが加速レート制限閾値I3未満である場合(S203→No)、インバータ制御手段40の処理は、ステップS205に進む。 On the other hand, when the motor current Im is smaller than the acceleration rate limit threshold I3 (S203 → No), the processing of the inverter control unit 40 proceeds to step S205.

ステップS204においてインバータ制御手段40は、モータMの加速度指令値を所定値δに設定し、駆動信号を駆動信号発生部44に出力する。 Inverter control means 40 in step S204 sets the acceleration command value for the motor M to a predetermined value [delta], and outputs a drive signal to the drive signal generator 44. 前記したように、所定値δはゼロ以上の予め設定された値である。 As described above, the predetermined value δ is a predetermined value greater than or equal to zero. ステップS205においてインバータ制御手段40は、通常の加速度指令値γを維持する。 Inverter control means at step S205 40 maintains normal acceleration command value gamma. なお、所定値γは前記した所定値δ以上の予め設定された値である。 The predetermined value γ is a preset value equal to or greater than a predetermined value δ mentioned above. この場合、インバータ制御手段40は通常運転を行ってモータMを駆動させる。 In this case, the inverter control unit 40 drives the motor M performs the normal operation.

図10は、本実施形態に係るモータ駆動装置を用いた空気調和機において、圧縮機駆動用モータの加速レート制限値を0min −1 /secとしたときの回転速度とモータ相電流との関係を示す特性図である。 10 comprises the air conditioner using the motor driving device according to the present embodiment, the rotational speed and the relation between the motor phase current when the acceleration rate limit value of the compressor driving motor was 0min -1 / sec it is a characteristic diagram showing. なお、図10の横軸はモータMの回転速度を示し、縦軸はモータ電流のピーク値を示している。 The horizontal axis of FIG. 10 represents the rotation speed of the motor M, the vertical axis represents the peak value of the motor current.
図10に示すように、モータ電流のピーク値は、モータMの回転速度に比例して大きくなるとともに、圧縮機1の吐出圧力(圧縮機圧力)の変化により同じ回転速度の条件であっても変化する。 As shown in FIG. 10, the peak value of the motor current, as well as increases in proportion to the rotational speed of the motor M, also a condition of the same rotation speed by the change of the discharge pressure of the compressor 1 (compressor pressure) Change. すなわち、所定の回転速度でモータMを駆動した場合でも、モータ電流の値が大きいほど圧縮機1(図1参照)の吐出圧力も上昇する。 That is, even when driving the motor M at a predetermined rotation speed, the discharge pressure of the larger the value of the motor current compressor 1 (see FIG. 1) also increases.

例えば、モータMの回転速度及びモータ電流の状態が、図10に示す点Pであった場合に、モータMの回転速度が上昇するにしたがってモータ電流も大きくなる。 For example, the state of the rotational speed and the motor current of the motor M, when was a point P shown in FIG. 10, the greater the motor current in accordance with the rotational speed of the motor M is increased. また、モータ電流によってモータMの温度が上昇するため、モータ減磁保護閾値も上昇する。 Further, since the temperature of the motor M is increased by the motor current also increases motor demagnetization protection threshold. つまり、点Pの状態が図10の右上に向かって移動すると共に、モータ減磁保護閾値も上昇する。 That, together with the state of point P is moved toward the upper right in FIG. 10, also increases the motor demagnetization protection threshold.
ここで、前記したようにモータMの加速レートを制限(例えば、δ=0)することによって、モータ減磁保護閾値が、点Pに対応するモータ電流よりも常に上に位置する状態が継続する。 Here, limiting the acceleration rate of the motor M as described above (e.g., [delta] = 0) by the motor demagnetization protection threshold, state continues always located above the motor current corresponding to the point P . 加速レートを調整しながらモータMの回転速度を増加させつつ、確実にモータMの減磁を回避することができる。 While increasing the rotational speed of the motor M while adjusting the acceleration rate can be reliably avoided demagnetization of the motor M.

<効果> <Effect>
本実施形態に係るモータ駆動装置100では、モータ減磁保護閾値と加速レート制限閾値I3との間の領域における加速レートδ(≧0)を設定することによって、モータMの状態を領域Cの境界線となる加速レート制限閾値I3に沿うように変化させることができる。 In the motor driving apparatus 100 according to the present embodiment, by setting the acceleration rate in the region between the motor demagnetization protection threshold and the acceleration rate limit threshold I3 [delta] a (≧ 0), the state of the motor M in the region C boundary it can be varied along the acceleration rate limit threshold I3 to be linear.
したがって、図8に示すように、モータ電流がモータ減磁保護閾値に達することを確実に防止しつつ、モータMの回転速度を上昇させることができる。 Accordingly, as shown in FIG. 8, while reliably prevent the motor current reaches the motor demagnetization protection threshold, it is possible to increase the rotational speed of the motor M. つまり、モータMが有する永久磁石の減磁を回避しつつ、速やかにモータMを目標回転速度まで移動させることができる。 That is, while avoiding the demagnetization of the permanent magnet having the motor M is, it is possible to quickly move the motor M to the target rotational speed.

また、図10に示す領域Bの加速レート制限値を0min −1 /sec(すなわち、加速しない)としても、モータ巻線温度の上昇(例えば、−20℃から+80℃への上昇)と共にモータ減磁電流が上昇する。 Further, 0min -1 / sec (i.e., no acceleration) and the acceleration rate limit value in the region B shown in FIG. 10 as an increase in the motor winding temperature (e.g., increase to + 80 ° C. from -20 ° C.) motor down with current is increased. したがって、モータ減磁保護閾値も上昇するため、モータMの永久磁石の減磁を回避しつつ、モータMを目標回転速度にスムーズに到達させることができる。 Accordingly, since the motor demagnetization protection threshold also rises, while avoiding demagnetization of the permanent magnet of the motor M, it is possible to reach the smooth motor M to the target rotational speed.

≪第3実施形態≫ «Third Embodiment»
次に、第3実施形態について説明する。 Next, a third embodiment will be described. 前記した各実施形態では、モータMの巻線温度とモータ電流値とに対応して加速レートを変化させたのに対して、第3実施形態では膨張弁4の開度を調整することによってモータ電流の値を変化させる場合について説明する。 Motor by in the embodiments described above, whereas changing the acceleration rate in response to the winding temperature and the motor current value of the motor M, in the third embodiment to adjust the opening of the expansion valve 4 description will be given of a case where changing the value of current. なお、圧縮機1(図1参照)は、圧縮機1が備えるモータMの回転速度を制御することによって圧力が変化するようになっている。 Incidentally, the compressor 1 (see FIG. 1) is adapted pressure changes by controlling the rotational speed of the motor M the compressor 1 is provided.

例えば、暖房運転を行う際に、圧縮機1(図1参照)から吐出された高温高圧ガス冷媒は、四方弁2を介して室内熱交換器5で放熱し凝縮して高圧液冷媒となる。 For example, when performing heating operation, high-temperature high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 1 (see FIG. 1) is a high-pressure liquid refrigerant by heat radiation and condensation in the indoor heat exchanger 5 through the four-way valve 2. この高圧液冷媒は減圧装置である膨張弁4で減圧され、室外熱交換器3で蒸発吸熱しガス化した状態となる。 The high-pressure liquid refrigerant is decompressed by the expansion valve 4 as a decompression device, in a state of being evaporated endothermic gasified in the outdoor heat exchanger 3. そして、当該冷媒は四方弁2を介して圧縮機1に戻って圧縮される。 Then, the refrigerant is compressed back to the compressor 1 through the four-way valve 2.
本実施形態では、このようなヒートポンプサイクルを用いて適正な空調能力を得ると共に、圧縮機1の回転速度に応じて膨張弁4の開度を調整する。 In the present embodiment, with such obtain a proper air-conditioning capacity by using a heat pump cycle, adjusts the opening degree of the expansion valve 4 according to the rotational speed of the compressor 1.

また、本実施形態に係る空気調和機Aは、電流閾値設定部45(図示せず)と、膨張弁開度変更部(図示せず)と、を備えている。 The air conditioner A of this embodiment includes a current threshold setting unit 45 (not shown), the expansion valve opening degree changing section (not shown).
電流閾値設定部45は、膨張弁4の開度を変更する際の電流閾値を、モータ温度検出手段によって検出されるモータ温度に対応して設定する。 Current threshold setting unit 45, the current threshold for changing the opening degree of the expansion valve 4 is set corresponding to the motor temperature detected by the motor temperature detection means. また、膨張弁開度変更部は、電流検出器20によって検出される電流値に対応するモータ電流と、電流閾値設定部45から入力される前記電流閾値とを比較し、当該比較結果に応じて膨張弁4の開度を変更する。 Further, the expansion valve opening degree changing unit compares the motor current corresponding to the current value detected by the current detector 20, and the current threshold value input from the current threshold setting unit 45, in accordance with the comparison result changing the opening of the expansion valve 4. ちなみに、電流閾値設定部45が行う処理、及び、膨張弁開度変更部が行う処理は、インバータ制御手段40と連携してマイコンにより実行される。 Incidentally, processing to the current threshold setting unit 45 performs, and a process of expansion valve opening degree changing unit performs is performed by the microcomputer in cooperation with inverter control means 40.

図11は、空気調和機の制御手段が行う処理の流れを示すフローチャートである。 Figure 11 is a flowchart showing the flow of processing by the control unit of the air conditioner is performed.
図11に示すステップS301,S302の処理はそれぞれ、第1実施形態で図5のステップS101,102の処理と同様であるから、説明を省略する。 Each processing of steps S301, S302 of FIG. 11 are similar to those of the processing in step S101,102 in Figure 5 the first embodiment, the description thereof is omitted.
ステップS303においてインバータ制御手段40は、モータ電流Imが電流閾値I4以上であるか否かを判定する。 Inverter control means at step S303 40 determines whether the motor current Im is current threshold I4 above. モータ電流Imが電流閾値I4以上である場合(S303→Yes)、インバータ制御手段40の処理はステップS304に進む。 If the motor current Im is current threshold I4 or more (S303 → Yes), the processing of the inverter control unit 40 proceeds to step S304. 一方、モータ電流Imが電流閾値I4未満である場合(S303→No)、インバータ制御手段40の処理は、ステップS305に進む。 On the other hand, when the motor current Im is smaller than the current threshold I4 (S303 → No), the processing of the inverter control means 40, the process proceeds to step S305.

ステップS304においてインバータ制御手段40は、膨張弁4の開度を所定値Δεだけ開く。 Step inverter control unit 40 in step S304, opening the opening of the expansion valve 4 by a predetermined value [Delta] [epsilon]. また、ステップS305においてインバータ制御手段40は、目標開度にしたがって膨張弁4を動作させる(ステップS305)。 Further, inverter control unit 40 in step S305 operates the expansion valve 4 according to the target opening (step S305).

例えば、モータMが所定の回転速度で駆動する際に、モータ電流が所定の電流閾値以上となった場合には、膨張弁4の開度を大きくすることによって圧縮機1の吐出圧力を小さくする。 For example, when the motor M is driven at a predetermined rotational speed, when the motor current is equal to or greater than a predetermined current threshold value, to reduce the discharge pressure of the compressor 1 by increasing the opening degree of the expansion valve 4 . これによって、モータMの回転速度を増加させつつ加速度を抑えて、モータ電流がモータ減磁保護閾値を超えることを防止できる。 Thus, while increasing the rotational speed of the motor M by suppressing the acceleration, motor current can be prevented from exceeding the motor demagnetization protection threshold. したがって、モータMの駆動(つまり、圧縮機1の駆動)を停止させることなく、空気調和機Aの立ち上がり運転時においても所望の暖房を実現することができる。 Thus, driving of the motor M (i.e., driving the compressor 1) without stopping the can also achieve the desired heating during the rising operation of the air conditioner A.

図12(a)はトルク外乱抑制制御を行った場合において、圧縮機の圧力を変化させたときのモータ電流特性の変化を示す説明図であり、図12(b)はトルク変動抑制制御を実行する領域1と、電流変動抑制制御を実行する領域2とにおける相電流波形を示す説明図である。 In FIG. 12 (a) when performing torque disturbance suppression control is an explanatory diagram showing a change in the motor current characteristic when changing the pressure of the compressor, FIG. 12 (b) perform a torque fluctuation suppression control an area 1 is an explanatory diagram showing a phase current waveform in a region 2 which to perform the current fluctuation suppression control.
なお、図12(a)は、空気調和機Aに使用される圧縮機1の圧縮方式が、ロータリ方式やレシプロ方式などのように、冷媒圧縮の一過程において大きなトルク脈動を伴う圧縮機1を使用した場合のモータ電流特性を示している。 Incidentally, FIG. 12 (a), the compression method compressor 1 used in the air conditioner A is, as such as a rotary type or reciprocating type, the compressor 1 with a large torque pulsation in one course of refrigerant compression It shows the motor current characteristic when used. このような場合には、トルク外乱抑制制御(トルク変動抑制制御、及び電流変動抑制制御)を行って、トルク外乱を抑制する。 In such a case, by performing the torque disturbance suppression control (torque fluctuation suppression control, and the current fluctuation suppression control), suppresses torque disturbance.

図12(b)に示す領域Tは低速回転領域であるため、圧縮機1で大きなトルク変動が起きやすく、さらに圧縮機圧力が大きいほど振動も大きくなる。 Since the area T shown in Fig. 12 (b) is a low-speed rotation area, easily large torque fluctuations in the compressor 1 is happening, the vibration becomes larger as further larger compressor pressure. このような低速回転領域では、トルク変動抑制制御を実行する。 In such a low-speed rotation area, it executes the torque fluctuation suppression control. ちなみに、トルク変動抑制制御とは、PWM信号のデューティ比を制御して、圧縮過程の回転角速度に合わせて必要トルクを得る制御である。 Incidentally, the torque fluctuation suppressing control, by controlling the duty ratio of the PWM signal is a control to obtain the necessary torque in accordance with the rotational angular velocity of the compression process.
一方、図12(b)に示す領域Iは高速回転領域であるため、比較的トルク変動は小さいものの、モータ電流の変動を抑制して正弦波に近づけるための電流変動抑制制御を実行する。 Meanwhile, since the region I shown in FIG. 12 (b) it is a high-speed rotation area, relatively although the torque fluctuation is small, executes the current fluctuation suppression control to approximate to a sine wave by suppressing the fluctuation of the motor current.

すなわち、図12中の圧縮機圧力の特性に示すように、同じ圧縮機圧力の条件(例えば、圧縮機負荷標準(実線))であっても、回転速度が低い条件の方が、モータMのピーク電流が大きくなる。 That is, as shown in the characteristic of the compressor pressure in FIG. 12, the condition of the same compressor pressure (e.g., compressor load standard (solid line)) even found the rotational speed is low condition, the motor M peak current is increased. そうすると、従来の減磁保護制御による減速保護では、特にT領域からI領域に移行する直前にモータ電流がモータ減磁保護閾値に到達して、モータMが運転/停止を繰り返す現象が発生してしまう。 Then, the deceleration protection conventional demagnetization protection control, the motor current just prior to particularly transition from T region I region reaches the motor demagnetization protection threshold, a phenomenon that the motor M is repeated start / stop occurs put away. 回転速度が上昇する過程において、回転速度が3500min -1の付近で運転/停止の現象が現われてしまう。 In the course of rotation speed increases, the rotational speed will appear phenomenon of operation / stop in the vicinity of the 3500 min -1.

図13は、トルク外乱抑制制御を行った場合において、圧縮機1の圧力を変化させたときのモータ電流特性の変化を示す説明図であり、太線は実負荷例を示している。 13, in a case of performing torque disturbance suppression control is an explanatory diagram showing a change in the motor current characteristic when changing the pressure of the compressor 1, the thick line represents the actual load example. なお、図13の横軸はモータMの回転速度を示し、縦軸はモータ電流を示している。 The horizontal axis of FIG. 13 represents the rotation speed of the motor M, the vertical axis represents the motor current.
本実施形態では、図13の実線で示す実負荷例に示すように、回転速度が加速レート制限閾値に到達したら、膨張弁4の開度を所定値だけ大きくすることによってモータ電流を抑制する。 In the present embodiment, as shown in actual load examples shown by the solid line in FIG. 13, when the rotation speed reaches the acceleration rate limit threshold, it inhibits the motor current by increasing the opening degree of the expansion valve 4 by a predetermined value. これによって、モータ電流のピーク値を小さくしつつ、モータMの回転速度を徐々に大きくして、トルク変動抑制制御から電流変動抑制制御にスムーズに移行させることができる。 Thus, while reducing the peak value of the motor current, and gradually increasing the rotational speed of the motor M, it is possible to smoothly shift to current fluctuation suppression control from the torque fluctuation suppression control. したがって、圧縮機1を駆動するモータMの停止リスクは少なくなり、空気調和機Aの低温暖房時の立ち上がり運転時においても安定して圧縮機1を駆動させることができる。 Therefore, stopping the risk of the motor M for driving the compressor 1 is reduced, it can also be driven stably and compressor 1 at the time of rising operation at a low temperature heating of the air conditioner A.

<効果> <Effect>
また、発明の実施形態に係る空気調和機Aによれば、膨張弁4の開度を制御することによって、ヒートポンプサイクルでの圧縮機1の圧力を調整する。 Further, according to the air conditioner A according to the embodiment of the invention, by controlling the opening degree of the expansion valve 4, to adjust the pressure of the compressor 1 of the heat pump cycle. これによって、モータ電流のピーク値を小さくしつつ、モータMの回転速度を徐々に大きくして、空気調和機Aを安定的かつ継続的に運転することができる。 Thus, while reducing the peak value of the motor current, and gradually increasing the rotational speed of the motor M, it is possible to operate the air conditioner A stably and continuously.
また、トルク変動抑制制御から電流変動抑制制御に移行する際にはモータMのピーク電流が小さくなることから、高い加速レートを保ちながらモータMを加速することができる。 Further, since the peak of the motor M current becomes small when moving the current fluctuation suppression control from the torque fluctuation suppression control, it is possible to accelerate the motor M while maintaining high acceleration rate.
さらに、モータMの回転速度を維持又は増加させながら、膨張弁4の開度を大きくすることによってピーク電流を小さくすることができる。 Further, while maintaining or increasing the rotational speed of the motor M, it is possible to reduce the peak current by increasing the opening degree of the expansion valve 4. これによって、モータMが有する永久磁石の減磁を抑制しながら、モータMの目標回転速度に速やかに到達させることができる。 Thus, while suppressing the demagnetization of the permanent magnet having the motor M is, it can be promptly reach the target rotational speed of the motor M.

≪変形例≫ «Modification»
以上、本発明に係るモータ駆動装置100について各実施形態により説明したが、本発明の実施態様はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更などを行うことができる。 Although the motor driving apparatus 100 according to the present invention has been explained by the embodiments, embodiments of the present invention is not limited to these described, it is possible to perform such various modifications.
例えば、前記した第1実施形態では2つの加速レート領域(領域A、領域B)が設定される場合について説明し、第2実施形態では1つの加速レート領域(領域C)が設定される場合について説明したが、これに限らない。 For example, the above-described first embodiment in the two acceleration rate region (region A, region B) for the case described the case where is set, in the second embodiment in which one acceleration rate region (region C) is set the described, but the present invention is not limited to this. すなわち、加速レートが設定される領域は3つ以上であってもよい。 That is, a region where an acceleration rate is set may be three or more. この場合において、各領域の加速レートの値は、モータ電流の値が前記したモータ減磁保護閾値に近づくにつれて小さくすることが好ましい。 In this case, the value of the acceleration rate of each region is preferably smaller toward the motor demagnetization protection threshold value of the motor current is above.
これによって、モータ電流がモータ減磁保護閾値に近づくにしたがって、モータMの回転速度を大きくしながら、段階的に加速レートを小さくすることができる。 Thus, according to the motor current approaches the motor demagnetization protection threshold, while increasing the rotational speed of the motor M, can be reduced stepwise acceleration rate.

また、第1実施形態では、前記した2つの領域に対応して設定される加速度レートがいずれも正の値である場合について説明したが、これに限らない。 In the first embodiment, but the acceleration rate set corresponding to the two regions described above have been described for the case both a positive value, not limited to this. 例えば、定格電流とモータ減磁電流の余裕度がさらに無い場合などには、モータ減磁保護閾値に最も近い領域の加速度レートをゼロ(つまり、加速せずに一定の回転速度を維持すること)としてもよい。 For example, in a case no further allowance of the rated current and the motor down current is the acceleration rate of the region closest to the motor demagnetization protection threshold zero (i.e., to maintain a constant rotational speed without acceleration) it may be. この場合、モータMを一定速度で回転させることによりモータ電流を略一定の値に維持し、かつ、モータ巻線温度を上昇させる。 In this case, to maintain the motor current at a substantially constant value by rotating the motor M at a constant speed, and increases the motor winding temperature. したがって、モータ電流がモータ減磁保護閾値を超えることを確実に防止できる。 Therefore, it is possible to reliably prevent the motor current exceeds the motor demagnetization protection threshold.

また、前記した各実施形態では、モータ巻線温度検出器50によってモータ巻線温度を検出する場合について説明したが、これに限らない。 Further, in the embodiments described above, the description has been given of the case of detecting the motor winding temperature by a motor winding temperature detector 50 is not limited thereto. 例えば、圧縮機1の外郭(図示せず)の温度を検出する外郭温度検出手段(図示せず)によってモータMの巻線温度を間接的に検出することとしてもよい。 For example, it is also possible to indirectly detect the winding temperature of the motor M by the outer temperature detection means for detecting a temperature of the shell of the compressor 1 (not shown) (not shown).
これによって、圧縮機1の外郭温度とモータ減磁保護閾値との相関に基づいてモータ減磁保護を行うので、モータMの減磁保護を適切に行うことができる。 Thus, since the motor demagnetization protection based on the correlation between the outer temperature and the motor demagnetization protection threshold of the compressor 1, it is possible to properly carry out demagnetization protection of the motor M. また、高圧となる圧縮機1の内部に温度検出器を設置する場合と比べて、温度検出器(外郭温度検出手段)の取付構造や信号線の引出構造が簡単になり、製造コストを低減できる。 Further, as compared with the case of installing the inside temperature detector of the compressor 1 becomes a high-pressure, extraction structure of the mounting structure and the signal line of the temperature detector (outer temperature detecting means) is simplified, the manufacturing cost can be reduced .
また、圧縮機1の吐出配管温度を検出する吐出配管温度検出手段(図示せず)によって、モータMの巻線温度を間接的に取得してもよい。 Further, the discharge pipe temperature detection means for detecting a discharge pipe temperature of the compressor 1 (not shown), the winding temperature of the motor M may be indirectly acquired.

また、前記した各実施形態では、モータMとして、永久磁石型同期モータを用いる場合について説明したが、これに限定されない。 Further, in the embodiments described above, as the motor M, it has been described the case of using the permanent magnet synchronous motor, but is not limited thereto. すなわち、巻線型同期モータ、リラクタンスモータなど、他の同期モータにも前記各実施形態を同様に適用できる。 That is, the winding-type synchronous motor, such as reluctance motors, it can be similarly applied to the respective embodiments to other synchronous motor.

また、前記した各実施形態では、交流電源200から入力される交流電圧をコンバータ300によって直流電圧に変換し、さらにインバータ11のスイッチング素子を駆動されることによって所定の交流電圧に変換する場合について説明したが、これに限定されない。 Further, in the embodiments described above, if converted into a DC voltage an AC voltage input from the AC power source 200 by the converter 300, further converted into a predetermined AC voltage by being driven switching element of the inverter 11 for a description but it was not limited to this. 例えば、蓄電池(直流電源:図示せず)からインバータ11に直流電圧を入力することとしてもよい。 For example, the storage battery: it is also possible to input the DC voltage from the (direct-current power source not shown) to the inverter 11.
また、前記した各実施形態では、低温減磁特性の永久磁石を有するモータMを用いる場合について説明したが、これに限らない。 Further, in the embodiments described above, description has been given of the case using the motor M with a low-temperature demagnetization characteristics of the permanent magnets is not limited thereto. すなわち、高温環境で減磁しやすい高温減磁特性(例えば、ネオジム磁石を含む希土類磁石)の永久磁石を用いる場合でも、前記した各実施形態と同様の方法でモータMの駆動を制御することができる。 Namely, demagnetization easily hot demagnetization characteristics in high temperature environments (e.g., rare earth magnets containing neodymium magnets) to control the drive of the motor M in a manner similar to the embodiments, even, that the case of using the permanent magnet it can.

A 空気調和機 Iu 室内機 Ou 室外機 1 圧縮機 2 四方弁 3 室外熱交換器 4 膨張弁 5 室内熱交換器 L 冷媒配管 100 モータ駆動装置 11 インバータ 12 素子短絡保護手段 13 インバータ駆動回路 20 電流検出器(電流検出手段) A air conditioner Iu indoor Ou outdoor unit 1 compressor 2 four-way valve 3 outdoor heat exchanger 4 expansion valve 5 indoor heat exchanger L refrigerant pipe 100 motor driving device 11 inverter 12 element short-circuit protection means 13 inverter drive circuit 20 a current detection vessel (current detecting means)
30 増幅器 40 インバータ制御手段(制御手段) 30 amplifier 40 inverter control unit (control means)
44 駆動信号発生部 45 電流閾値設定部 46 加速レート設定部 50 モータ巻線温度検出器(モータ温度検出手段) 44 the drive signal generator 45 current threshold setting unit 46 Acceleration rate setting unit 50 motor winding temperature detector (motor temperature detection means)
M モータ M motor

Claims (9)

  1. 直流電源から入力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、前記インバータの直流側に設けられる電流検出手段と、前記インバータに接続されるモータの温度を検出するモータ温度検出手段と、前記インバータの駆動を制御する制御手段と、を備え、前記インバータからの交流電力によって前記モータを駆動するモータ駆動装置であって、 An inverter for converting a DC voltage input from the DC power source into an AC voltage, a current detecting means provided to the DC side of the inverter, and the motor temperature detection means for detecting the temperature of the motor connected to the inverter, the inverter and a control means for controlling the drive, a motor driving apparatus for driving the motor by the AC power from said inverter,
    前記制御手段は、 Wherein,
    前記モータの加速レートを制限する際の電流閾値である加速レート制限閾値を、前記モータ温度検出手段によって検出されるモータ温度に対応して設定する電流閾値設定部と、 The acceleration rate limit threshold is a current threshold value in limiting the acceleration rate of the motor, the current threshold setting unit for setting in response to a motor temperature detected by the motor temperature detection means,
    前記電流検出手段によって検出される電流値に対応するモータ電流と、前記電流閾値設定部から入力される前記加速レート制限閾値とを比較し、当該比較結果に応じて前記モータの加速レートを設定する加速レート設定部と、 Compares the motor current corresponding to a current value detected by said current detecting means and the acceleration rate limit threshold inputted from the current threshold setting unit sets the acceleration rate of the motor in accordance with the comparison result and the acceleration rate setting section,
    前記加速レート設定部によって設定される前記加速レートに従って、前記インバータに駆動信号を出力する駆動信号発生部と、を備え In accordance with the acceleration rate set by said acceleration rate setting unit, and a drive signal generator for outputting a driving signal to the inverter,
    前記加速レート制限閾値は、前記モータを減磁保護するための電流閾値である減磁保護閾値よりも小さく、 The acceleration rate limit threshold is smaller than the demagnetization protection threshold is a current threshold for demagnetizing protect the motor,
    前記モータ温度が高くなるにつれて、前記加速レート制限閾値が大きくなるように設定され、 Wherein as the motor temperature increases, is set such that the acceleration rate limit threshold is increased,
    前記加速レート設定部は、 The acceleration rate setting section,
    前記モータ電流が前記加速レート制限閾値以上である場合、前記加速レートをゼロ以上である第1所定値に設定することで前記加速レートを制限する加速レート制限処理と、 If the motor current is the acceleration rate limit threshold or more, an acceleration rate limiting process of limiting the acceleration rate by setting the acceleration rate to the first predetermined value greater than zero,
    前記モータ電流が前記加速レート制限閾値未満である場合、前記加速レートを前記第1所定値よりも大きい第2所定値に設定することで前記モータ電流を前記加速レート制限閾値に近づける通常加速処理と、を交互に繰り返すこと If the motor current is less than the acceleration rate limit threshold, the normal acceleration processing to approach the motor current to the acceleration rate limit threshold by setting the acceleration rate to a second predetermined value greater than the first predetermined value , repeating the alternately
    を特徴とするモータ駆動装置。 Motor driving apparatus according to claim.
  2. 前記モータ温度に応じて所定範囲の前記モータ電流が予め対応付けられると共に、当該範囲のモータ電流に前記加速レートが対応付けられる加速レート領域に関する情報を記憶する記憶手段を備え、 The motor current with associated pre-specified range depending on the motor temperature, comprising a storage unit for the acceleration rate of the motor current of the range for storing information about the acceleration rate region associated,
    前記加速レート領域の境界は、前記減磁保護閾値及び前記加速レート制限閾値を含み、 The boundaries of the acceleration rate region comprises a pre-Symbol demagnetization protection threshold value and pre-Symbol acceleration rate limit threshold,
    前記加速レート領域は一つ又は複数設けられると共に、前記減磁保護閾値に近づくにつれて、前記加速レートが小さくなるように予め設定され、 The acceleration rate area with is one or more provided closer to the demagnetization protection threshold, the acceleration rate is previously set to be smaller,
    前記加速レート設定部は、前記モータ電流が属する前記加速レート領域を特定し、当該加速レート領域に対応する加速レートを前記駆動信号発生部に出力すること を特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。 The acceleration rate setting unit, a motor according to claim 1, wherein identifying the acceleration rate region where the motor current belongs, and outputs the acceleration rate corresponding to the acceleration rate region to the drive signal generating unit drive.
  3. それぞれの前記加速レート領域に対応付けられる加速レートは、ゼロ以上であること を特徴とする請求項2に記載のモータ駆動装置。 Acceleration rate associated with the each of the acceleration rate region, the motor driving device according to claim 2, characterized in that greater than zero.
  4. 前記加速レート設定部は、前記モータ電流が前記減磁保護閾値に達した場合、前記インバータの駆動を停止させるための指令信号を前記駆動信号発生部に出力すること を特徴とする請求項1から請求項のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。 The acceleration rate setting unit, when the motor current reaches the demagnetization protection threshold, claim 1, characterized in that for outputting a command signal for stopping the driving of the inverter to the drive signal generating unit the motor drive apparatus according to any one of claims 3.
  5. 前記モータは、低温で減磁しやすい低温減磁特性を有する永久磁石を有すること を特徴とする請求項1から請求項のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。 The motor, the motor driving apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a permanent magnet having a demagnetization easily cold demagnetization characteristics at low temperatures.
  6. 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に記載のモータ駆動装置。 The permanent magnet motor drive system according to claim 5, characterized in that the ferrite magnets.
  7. 請求項1から請求項のいずれか一項に記載のモータ駆動装置を備え、当該モータ駆動装置によって駆動されるモータが設置される圧縮機と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、四方弁と、が冷媒配管で接続されてヒートポンプサイクルを構成すること を特徴とする空気調和機。 A motor driving apparatus according to any one of claims 1 to 6, a compressor motor driven by the motor driving apparatus is installed, an outdoor heat exchanger, an expansion valve, an indoor heat exchanger and a four-way valve, but the air conditioner is characterized in that it constitutes a connection has been heat pump cycle by refrigerant pipes.
  8. 前記制御手段は、 Wherein,
    前記膨張弁の開度を変更する際の電流閾値を、前記モータ温度検出手段によって検出されるモータ温度に対応して設定する電流閾値設定部と、 The current threshold for changing the opening degree of the expansion valve, and the current threshold setting unit for setting in response to a motor temperature detected by the motor temperature detection means,
    前記電流検出手段によって検出される電流値に対応するモータ電流と、前記電流閾値設定部から入力される前記電流閾値とを比較し、当該比較結果に応じて前記膨張弁の開度を変更する膨張弁開度変更部と、を備えること を特徴とする請求項に記載の空気調和機。 Expansion wherein the motor current corresponding to a current value detected by the current detector, comparing the current threshold input from the current threshold setting unit changes the opening degree of the expansion valve in response to the comparison result the air conditioner according to claim 7, characterized in that it comprises a valve opening degree changing section.
  9. 直流電源からインバータに入力される直流電圧を交流電圧に変換し、前記インバータに接続されるモータを駆動させるモータ駆動方法であって、 Converts the DC voltage input from the DC power supply to the inverter into an AC voltage, a motor driving method for driving a motor connected to the inverter,
    前記モータの加速レートを制限するための電流閾値である加速レート制限閾値を、モータ温度検出手段によって検出されるモータ温度に対応して設定する電流閾値設定処理と、 The acceleration rate limit threshold is a current threshold value for limiting the acceleration rate of the motor, the current threshold setting processing for setting in response to a motor temperature detected by the motor temperature detection means,
    電流検出手段によって検出される電流値に対応して再現されるモータ電流と、 前記電流閾値設定処理によって設定される前記加速レート制限閾値とを比較し、当該比較結果に応じて前記モータの加速レートを設定する加速レート設定処理と、 Compares the motor current is reproduced in response to a current value detected by the current detecting means and the acceleration rate limit threshold set by the current threshold setting process, the acceleration rate of the motor in accordance with the comparison result an accelerating rate setting processing for setting,
    前記加速レート設定処理によって設定される前記加速レートに従って、前記インバータに駆動信号を出力する駆動信号発生処理と、を含み、 In accordance with the acceleration rate set by said acceleration rate setting process, seen including a drive signal generation processing for outputting a drive signal to said inverter,
    前記加速レート制限閾値は、前記モータを減磁保護するための電流閾値である減磁保護閾値よりも小さく、 The acceleration rate limit threshold is smaller than the demagnetization protection threshold is a current threshold for demagnetizing protect the motor,
    前記モータ温度が高くなるにつれて、前記加速レート制限閾値が大きくなるように設定され、 Wherein as the motor temperature increases, is set such that the acceleration rate limit threshold is increased,
    前記加速レート設定処理において、 In the acceleration rate setting process,
    前記モータ電流が前記加速レート制限閾値以上である場合、前記加速レートをゼロ以上である第1所定値に設定することで前記加速レートを制限する加速レート制限処理と、 If the motor current is the acceleration rate limit threshold or more, an acceleration rate limiting process of limiting the acceleration rate by setting the acceleration rate to the first predetermined value greater than zero,
    前記モータ電流が前記加速レート制限閾値未満である場合、前記加速レートを前記第1所定値よりも大きい第2所定値に設定することで前記モータ電流を前記加速レート制限閾値に近づける通常加速処理と、を交互に繰り返すこと If the motor current is less than the acceleration rate limit threshold, the normal acceleration processing to approach the motor current to the acceleration rate limit threshold by setting the acceleration rate to a second predetermined value greater than the first predetermined value , repeating the alternately
    を特徴とするモータ駆動方法。 Motor driving method comprising.
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