JP5825945B2 - Inverter control device, inverter device, and air conditioner - Google Patents

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Description

本発明は、インバータ制御装置及びインバータ装置に係り、特に、家庭用または業務用の空調調和機に搭載されるインバータ制御装置及びインバータ装置に関するものである。   The present invention relates to an inverter control device and an inverter device, and more particularly to an inverter control device and an inverter device mounted on a home or business use air conditioner.

交流モータの駆動に用いられる三相電圧形インバータの制御方法として、例えば、正弦波PWM制御と過変調PWM制御と矩形波電圧制御とを切り替えて採用する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   As a control method for a three-phase voltage source inverter used for driving an AC motor, for example, a method of switching and adopting sine wave PWM control, overmodulation PWM control, and rectangular wave voltage control has been proposed (for example, Patent Documents). 1).

上記正弦波PWM制御は、位相が互いに120°ずれた正弦波状の電圧指令値と搬送波とを比較し、その比較結果からPWM信号を生成する制御方式である。この正弦波PWM制御方式では、一定期間内でその基本波成分が正弦波となるようにデューティ比が制御される。   The sine wave PWM control is a control method in which a sine wave voltage command value whose phases are shifted from each other by 120 ° is compared with a carrier wave, and a PWM signal is generated from the comparison result. In this sine wave PWM control system, the duty ratio is controlled so that the fundamental wave component becomes a sine wave within a certain period.

また、過変調PWM制御は、例えば、特許文献2に開示されるように、過変調領域における電圧指令値を正弦波PWM制御方式の電圧指令値よりも大きな電圧とすることにより、変調率を正弦波PWM制御モードにおける最高変調率よりも高めることができる制御である。   In addition, overmodulation PWM control, for example, as disclosed in Patent Document 2, sets the voltage command value in the overmodulation region to a voltage larger than the voltage command value of the sine wave PWM control method, thereby changing the modulation rate to sine. This control can be higher than the maximum modulation rate in the wave PWM control mode.

また、矩形波電圧制御は、上記一定期間内で、ハイレベル期間およびローレベル期間の比が1:1の矩形波1パルス分を交流モータに印加する制御方式であり、上記過変調PWM制御と略同等の変調率まで高めることができる。   Further, the rectangular wave voltage control is a control method in which one pulse of a rectangular wave having a ratio of 1: 1 between the high level period and the low level period is applied to the AC motor within the predetermined period. The modulation rate can be increased to substantially the same.

特開2008−253000号公報JP 2008-253000 A 特開2002−247876号公報JP 2002-247876 A

ところで、上記正弦波PWM制御方式は、スイッチング損失が大きく、効率が悪い。また、複数の制御方式を切り替えて採用する制御方法では、制御方式の切替時において相電流や相電圧が変動し、切替を円滑に行うことができないという問題があった。   By the way, the sine wave PWM control system has a large switching loss and is inefficient. In addition, in the control method in which a plurality of control methods are switched and employed, there is a problem that the phase current and the phase voltage fluctuate when the control method is switched, and the switching cannot be performed smoothly.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、スイッチング損失を低減するとともに、制御方式の切り替えを円滑に行うことのできるインバータ制御装置、インバータ装置、及び空気調和機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an inverter control device, an inverter device, and an air conditioner capable of reducing switching loss and smoothly switching between control methods. For the purpose.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、2アーム変調方式を採用し、正弦波状の基準電圧指令信号を補正して第1電圧指令信号を生成する第1信号生成手段と、正弦波状の基準電圧指令信号にその第3次高調波成分を重畳させた波形の振幅の最大値が搬送波の振幅以上になるような過変調方式による第2電圧指令信号を生成する第2信号生成手段と、前記第1信号生成手段の前記基準電圧指令信号の振幅が、該基準電圧指令信号の最大振幅値に設定された第1閾値未満の場合に前記第1電圧指令信号を選択し、該基準電圧指令信号の振幅が該第1閾値と等しい場合に前記第2電圧指令信号を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された電圧指令信号と搬送波とを比較することによりパルス幅変調信号を生成するPWM信号生成手段とを備えるインバータ制御装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention adopts a two-arm modulation method, corrects a sine wave reference voltage command signal to generate a first voltage command signal, and adds a third order to the sine wave reference voltage command signal. Second signal generating means for generating a second voltage command signal by an overmodulation method in which the maximum value of the amplitude of the waveform on which the harmonic component is superimposed is equal to or greater than the amplitude of the carrier wave; and the reference of the first signal generating means The first voltage command signal is selected when the amplitude of the voltage command signal is less than the first threshold value set to the maximum amplitude value of the reference voltage command signal, and the amplitude of the reference voltage command signal is equal to the first threshold value. Inverter control comprising: selection means for selecting the second voltage command signal when equal, and PWM signal generation means for generating a pulse width modulation signal by comparing the voltage command signal selected by the selection means with a carrier wave Dress To provide.

上記構成によれば、第1信号生成手段によって正弦波状の基準電圧指令信号が補正されて2アーム変調方式による第1電圧指令信号が生成され、第2信号生成手段によって正弦波状の基準電圧指令信号にその第3次高調波成分を重畳させた波形の振幅の最大値が搬送波の振幅以上になるような過変調方式による第2電圧指令信号が生成される。第1電圧指令信号と第2電圧指令信号とは選択手段に出力され、第1信号生成手段の基準電圧指令信号の振幅が、該基準電圧指令信号の最大振幅値に設定された第1閾値未満の場合に第1電圧指令信号が選択され、該基準電圧指令信号の振幅が第1閾値と等しい場合に第2電圧指令信号が選択される。選択された電圧指令信号は、PWM信号生成手段に出力され、搬送波と比較されることによりパルス幅変調信号が生成される。
ここで、2アーム変調方式による第1電圧指令信号の最大振幅は、搬送波の振幅を超える値に設定されないため、モータ回転数がある回転数以上となる領域では、それ以上のインバータ出力電圧を得ることができない。このため、2アーム変調方式によってはインバータ出力電圧を増加させることのできない領域においては、第2信号生成手段による過変調方式のPWM制御を行うことにより、高回転数領域における出力増加を実現することが可能となる。また、前記過変調方式によるPWM制御では効率が低下する回転数領域においては第1信号生成手段による2アーム変調方式のPWM制御が選択されることにより、効率低減を抑制することができる。更に、第1電圧指令信号の振幅が第1閾値と等しい領域では、第1信号生成手段において用いられる基準電圧指令信号の振幅と第2信号生成手段において用いられる基準電圧指令信号の振幅とが等しくなる。この基準電圧指令信号は、相電圧を意味するため、インバータ出力の線間電圧を切替前後において等しくすることができる。これにより、制御方式の切替時におけるインバータ出力の線間電圧の変動や、出力電流の歪みを低減させることができ、円滑に制御方式を切り替えることが可能となる。
上記インバータ制御装置において、前記選択手段は、モータ回転数に応じて第1電圧指令信号と第2電圧指令信号とを切り替えることとしてもよい。この場合、切替時のモータ回転数は、例えば、インバータ出力電圧がある一定の電圧値に達し、2アーム変調方式のPWM制御ではそれ以上増加させることのできない回転数或いはその回転数から所定のパーセント範囲内の値に設定されている。
According to the above configuration, the first signal generating unit corrects the sine wave reference voltage command signal to generate the first voltage command signal by the two-arm modulation method, and the second signal generating unit generates the sine wave reference voltage command signal. Then, a second voltage command signal is generated by an overmodulation method such that the maximum value of the amplitude of the waveform in which the third harmonic component is superimposed on is equal to or greater than the amplitude of the carrier wave. The first voltage command signal and the second voltage command signal are output to the selection means, and the amplitude of the reference voltage command signal of the first signal generation means is less than the first threshold set to the maximum amplitude value of the reference voltage command signal. In this case, the first voltage command signal is selected, and the second voltage command signal is selected when the amplitude of the reference voltage command signal is equal to the first threshold value. The selected voltage command signal is output to the PWM signal generation means, and is compared with the carrier wave to generate a pulse width modulation signal.
Here, since the maximum amplitude of the first voltage command signal by the two-arm modulation method is not set to a value exceeding the amplitude of the carrier wave, an inverter output voltage higher than that is obtained in a region where the motor rotation speed exceeds a certain rotation speed. I can't. For this reason, in the region where the inverter output voltage cannot be increased by the two-arm modulation method, the output increase in the high rotation speed region is realized by performing the PWM control of the overmodulation method by the second signal generating means. Is possible. Further, in the rotational speed region where the efficiency is lowered in the PWM control by the overmodulation method, the 2-arm modulation method PWM control by the first signal generating means is selected, so that the efficiency reduction can be suppressed. Further, in a region where the amplitude of the first voltage command signal is equal to the first threshold value, the amplitude of the reference voltage command signal used in the first signal generation unit is equal to the amplitude of the reference voltage command signal used in the second signal generation unit. Become. Since this reference voltage command signal means a phase voltage, the line voltage of the inverter output can be made equal before and after switching. Thereby, fluctuations in the line voltage of the inverter output at the time of switching the control method and distortion of the output current can be reduced, and the control method can be switched smoothly.
The said inverter control apparatus WHEREIN: The said selection means is good also as switching a 1st voltage command signal and a 2nd voltage command signal according to motor rotation speed. In this case, the motor rotational speed at the time of switching is, for example, an inverter output voltage that reaches a certain voltage value, and the rotational speed that cannot be increased any more by 2-arm modulation PWM control or a predetermined percentage from the rotational speed. It is set to a value within the range.

上記インバータ制御装置は、3アーム変調方式による第3電圧指令信号を生成する第3信号生成手段を備え、前記選択手段は、起動領域において、前記第3電圧指令信号を選択することとしてもよい。   The inverter control device may include a third signal generation unit that generates a third voltage command signal by a three-arm modulation method, and the selection unit may select the third voltage command signal in a startup region.

上記構成によれば、回転数指令値が起動領域においては、3アーム変調方式による第3電圧指令信号に基づくPWM制御が行われることとなる。回転数が低い領域においては、2アーム変調方式よりも3アーム変調方式(正弦波PWM制御)の方が効率が高いため、更なる高効率化を図ることが可能となる。
上記起動領域は、例えば、15Hzから20Hz以下に設定されるとよい。
According to the above configuration, PWM control based on the third voltage command signal by the three-arm modulation method is performed when the rotation speed command value is in the startup region. In the region where the rotational speed is low, the efficiency is higher in the three-arm modulation method (sinusoidal PWM control) than in the two-arm modulation method, so that further increase in efficiency can be achieved.
For example, the activation area may be set to 15 Hz to 20 Hz or less.

上記インバータ制御装置は、前記直流電源と前記インバータとの間の直流母線を流れる直流電流の検出値と前記パルス幅変調信号とを用いて、各相電流を検出する相電流検出手段を備え、前記相電流検出手段は、3相全てのパルス幅変調信号がオンまたはオフになる期間については、相電流として前回値を出力することとしてもよい。 The inverter control device includes phase current detection means for detecting each phase current using a detection value of a direct current flowing through a direct current bus between the direct current power source and the inverter and the pulse width modulation signal, The phase current detection means may output the previous value as the phase current for a period in which the pulse width modulation signals of all three phases are turned on or off.

上記構成によれば、相電流検出手段が直流電流から相電流を検出できない期間においては、前回値を出力するので、相電流を検出できない期間においてもPWM制御を継続して実施することが可能となる。 According to the above configuration, since the previous value is output during the period in which the phase current detection unit cannot detect the phase current from the direct current, the PWM control can be continuously performed even during the period in which the phase current cannot be detected. Become.

上記インバータ制御装置は、前記直流電源と前記インバータとの間の直流母線を流れる直流電流の検出値と前記パルス幅変調信号とを用いて、各相電流を検出する相電流検出手段を備え、前記相電流検出手段は、3相のうちいずれか1相のみのパルス幅変調信号がオンまたはオフとされている電流検出期間が、該相電流検出手段の電流検出能力に応じて設定された所定の時間よりも短い場合に、当該相電流として前回値を出力することとしてもよい。   The inverter control device includes phase current detection means for detecting each phase current using a detection value of a direct current flowing through a direct current bus between the direct current power source and the inverter and the pulse width modulation signal, The phase current detection means has a predetermined current detection period in which the pulse width modulation signal of only one of the three phases is turned on or off is set according to the current detection capability of the phase current detection means When the time is shorter than the time, the previous value may be output as the phase current.

上記構成によれば、相電流検出手段が直流電流から相電流を検出できない期間においては、前回値を出力するので、相電流を検出できない期間においてもPWM制御を継続して実施することが可能となる。 According to the above configuration, since the previous value is output during the period in which the phase current detection unit cannot detect the phase current from the direct current, the PWM control can be continuously performed even during the period in which the phase current cannot be detected. Become.

本発明は、直流電源からの直流電圧を三相交流電圧に変換してモータに出力するインバータと、前記インバータを制御する上記インバータ制御装置とを備えるインバータ装置を提供する。
本発明は、家庭用または業務用に適し、上記インバータ装置を備える空気調和機を提供する。
The present invention provides an inverter device comprising an inverter that converts a DC voltage from a DC power source into a three-phase AC voltage and outputs the same to a motor, and the inverter control device that controls the inverter.
The present invention provides an air conditioner suitable for home use or business use and provided with the above inverter device.

本発明によれば、スイッチング損失を低減するとともに、制御方式の切り替えを円滑に行うことができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to reduce the switching loss and to smoothly switch the control method.

本発明の一実施形態に係るインバータ装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the inverter apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 相電流検出部による相電流検出について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase current detection by a phase current detection part. 相電流検出部による相電流検出について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase current detection by a phase current detection part. 本発明の一実施形態に係る電圧指令演算部の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the voltage command calculating part which concerns on one Embodiment of this invention. 第1信号生成部により生成される第1電圧指令信号の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the 1st voltage command signal produced | generated by the 1st signal production | generation part. 第2信号生成部により生成される第2電圧指令信号の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the 2nd voltage command signal produced | generated by the 2nd signal generation part. 2アーム変調方式のインバータ出力電圧を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the inverter output voltage of a 2 arm modulation system. 図5に示した2アーム変調方式による第1電圧指令信号に対するU相のPWM信号を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a U-phase PWM signal corresponding to a first voltage command signal by the two-arm modulation method shown in FIG. 5. 図6に示した過変調方式による第2電圧指令信号に対するU相のPWM信号を示した図である。It is the figure which showed the U-phase PWM signal with respect to the 2nd voltage command signal by the overmodulation system shown in FIG. 第1信号生成部により生成された2アーム変調方式の第1電圧指令信号に基づくPWM制御から、第2信号生成部により生成された3次高調波が重畳された第2電圧指令信号に基づくPWM制御に切り替えられたときのU相電流を示した図である。PWM based on the second voltage command signal on which the third harmonic generated by the second signal generation unit is superimposed from the PWM control based on the first voltage command signal of the two-arm modulation method generated by the first signal generation unit It is the figure which showed the U-phase electric current when switched to control. 第2信号生成部において3次高調波を重畳させない第2電圧指令信号を用いた場合の制御方式切替時におけるU相電流を示した図である。It is the figure which showed the U-phase electric current at the time of control system switching at the time of using the 2nd voltage command signal which does not superimpose a 3rd harmonic in a 2nd signal generation part. 3シャント電流検出方式を適用した場合のインバータ装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the inverter apparatus at the time of applying a 3 shunt electric current detection system. モータ電流検出方式を適用した場合のインバータ装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the inverter apparatus at the time of applying a motor current detection system.

以下に、本発明に係るインバータ装置を家庭用空調機や業務用空調機の圧縮機に用いられる永久磁石同期モータに適用した場合の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明に係るインバータ装置は、永久磁石同期モータ以外にも、誘導モータ、誘導同期モータ、シンクロナスリラクタンスモータ、スイッチトリラクタンスモータなど、3相交流電動機一般に広く適用することが可能である。   Hereinafter, an embodiment in which an inverter device according to the present invention is applied to a permanent magnet synchronous motor used in a compressor of a home air conditioner or a commercial air conditioner will be described with reference to the drawings. In addition to the permanent magnet synchronous motor, the inverter device according to the present invention can be widely applied to general three-phase AC motors such as an induction motor, an induction synchronous motor, a synchronous reluctance motor, and a switched reluctance motor.

図1は、本発明の一実施形態に係るインバータ装置の概略構成を示した図である。図1に示されるように、インバータ装置1は、直流電源5から直流電圧が入力されるインバータ2と、インバータ2を制御するインバータ制御装置3とを備えている。また、図1において、符号4は、インバータ装置1により駆動される圧縮機モータである。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an inverter device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the inverter device 1 includes an inverter 2 to which a DC voltage is input from a DC power supply 5 and an inverter control device 3 that controls the inverter 2. In FIG. 1, reference numeral 4 denotes a compressor motor driven by the inverter device 1.

インバータ2には、直流電源5から直流母線Lを通じて直流電圧が供給される。インバータ2は、直流電圧から3相交流電圧を生成し、生成した3相交流電圧を圧縮機モータ4に供給する。具体的には、インバータ2は、各相に対応して設けられた上側アームのスイッチング素子2a、2b、2cと下側アームのスイッチング素子2d、2e、2fとを備えており、これらのスイッチング素子がインバータ制御装置3により制御されることにより、圧縮機モータ4に供給される3相交流電圧(インバータ出力)が制御される。   A DC voltage is supplied to the inverter 2 from the DC power source 5 through the DC bus L. The inverter 2 generates a three-phase AC voltage from the DC voltage and supplies the generated three-phase AC voltage to the compressor motor 4. Specifically, the inverter 2 includes upper-arm switching elements 2a, 2b, and 2c and lower-arm switching elements 2d, 2e, and 2f provided corresponding to the respective phases, and these switching elements. Is controlled by the inverter control device 3 to control the three-phase AC voltage (inverter output) supplied to the compressor motor 4.

また、インバータ装置1は、直流母線Lを流れる直流電流Idcを検出するための電流センサ6を備えている。
電流センサ6により検出された直流電流Idcはインバータ制御装置3に出力される。ここで、電流センサ6の一例としては、シャント抵抗が挙げられる。なお、図1では、電流センサ6を直流電源5の負極側に設けているが、正極側に設けることとしてもよい。
The inverter device 1 also includes a current sensor 6 for detecting a direct current Idc flowing through the direct current bus L.
The direct current Idc detected by the current sensor 6 is output to the inverter control device 3. Here, an example of the current sensor 6 is a shunt resistor. In FIG. 1, the current sensor 6 is provided on the negative electrode side of the DC power source 5, but may be provided on the positive electrode side.

インバータ制御装置3は、例えば、MPU(Micro Processing Unit)であり、以下に記載する各処理を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を有しており、CPUがこの記録媒体に記録されたプログラムをRAM等の主記憶装置に読み出して実行することにより、以下の各処理が実現される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。   The inverter control device 3 is, for example, an MPU (Micro Processing Unit), and includes a computer-readable recording medium in which a program for executing each process described below is recorded. The following processing is realized by reading the program recorded in the main memory device such as a RAM and executing it. Examples of the computer-readable recording medium include a magnetic disk, a magneto-optical disk, and a semiconductor memory.

インバータ制御装置3は、圧縮機モータ4の回転数を上位の制御装置(図示略)から与えられる回転数指令値に一致させるような各相のPWM信号Su,Sv,Swを生成し、これらをインバータ2の各相に対応するスイッチング素子に与えることでインバータ3を制御し、所望の3相交流電圧を圧縮機モータ4に供給する。   The inverter control device 3 generates PWM signals Su, Sv, Sw for each phase so as to make the rotation speed of the compressor motor 4 coincide with a rotation speed command value given from a host control device (not shown). The inverter 3 is controlled by giving to the switching element corresponding to each phase of the inverter 2, and a desired three-phase AC voltage is supplied to the compressor motor 4.

インバータ制御装置3は、電流センサ6により検出された直流電流Idcを用いて各相電流Iu,Iv,Iwを検出する相電流検出部(相電流検出手段)11と、相電流検出部11によって検出された各相電流Iu,Iv,Iwを用いて各相の電圧指令信号Vu,Vv,Vwを生成する電圧指令演算部12と、電圧指令演算部12によって生成された電圧指令信号Vu,Vv,Vwと搬送波とを比較することによりPWM信号(パルス幅変調信号)Su,Sv,Swを生成するPWM信号生成部13とを主な構成として備えている。 The inverter control device 3 includes a phase current detection unit (phase current detection unit) 11 that detects each phase current Iu, Iv, Iw using the DC current Idc detected by the current sensor 6, and a phase current detection unit 11 that detects the phase current. The voltage command calculation unit 12 that generates the voltage command signals Vu * , Vv * , and Vw * for each phase using the phase currents Iu, Iv, and Iw thus generated, and the voltage command signal Vu generated by the voltage command calculation unit 12 A PWM signal generation unit 13 that generates PWM signals (pulse width modulation signals) Su, Sv, Sw by comparing * , Vv * , Vw * and a carrier wave is provided as a main configuration.

相電流検出部11は、例えば、特開2008−220117号公報などに開示されている公知の技術を用いて、直流電流Idcから各相の電流を検出する。例えば、相電流検出部11は、直流電流Idcに2相の電流情報が流れることを利用し、インバータ3のスイッチング素子2a〜2fのオンオフ情報を元に、電流センサ6によって検出された直流電流を各相別に分配して3相の電流検出値として検出する。ここで、相電流検出部11は、図2に示すように、3相のうちいずれか1相に対応するPWM信号がオンまたはオフになることを利用して検出した直流電流から相電流を得るものであるが、3相のPWM信号が全てオン(図2のモード0)またはオフ(図2のモード7)になる期間には相電流の検出ができない。   The phase current detection unit 11 detects the current of each phase from the DC current Idc using a known technique disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-220117. For example, the phase current detection unit 11 uses the fact that two-phase current information flows in the DC current Idc, and uses the DC sensor detected by the current sensor 6 based on the on / off information of the switching elements 2a to 2f of the inverter 3. Each phase is distributed and detected as a three-phase current detection value. Here, as shown in FIG. 2, the phase current detection unit 11 obtains a phase current from a DC current detected using the fact that the PWM signal corresponding to any one of the three phases is turned on or off. However, the phase current cannot be detected during the period in which all the three-phase PWM signals are on (mode 0 in FIG. 2) or off (mode 7 in FIG. 2).

また、例えば、図3に示すように、電流検出の時間Tvw,Tuvが短いと、電流検出の性能が追いつかず、電流検出が実施できない場合が生ずる。このように、相電流の検出が不可能な期間においては、相電流検出部11は、その相の電流値として前回値を用いることとしている。すなわち、相電流の検出が不可能な期間においては、前回得られた相電流が相電流検出部11から電圧指令演算部12に出力される。   For example, as shown in FIG. 3, if the current detection times Tvw and Tuv are short, the current detection performance cannot catch up and current detection may not be performed. As described above, in the period in which the phase current cannot be detected, the phase current detection unit 11 uses the previous value as the current value of the phase. That is, during the period in which the phase current cannot be detected, the previously obtained phase current is output from the phase current detection unit 11 to the voltage command calculation unit 12.

電圧指令演算部12は、図4に示すように、後述するような2アーム変調方式による第1電圧指令信号を生成する第1信号生成部(第1信号生成手段)21と、後述するような過変調方式による第2電圧指令信号を生成する第2信号生成部(第2信号生成手段)22と、第1信号生成部によって生成された第1電圧指令信号と第2信号生成部によって生成された第2電圧指令信号とを切り替えて採用する選択部(選択手段)23とを備えている。   As shown in FIG. 4, the voltage command calculation unit 12 includes a first signal generation unit (first signal generation unit) 21 that generates a first voltage command signal by a two-arm modulation method as described later, and a later-described A second signal generation unit (second signal generation unit) 22 that generates a second voltage command signal by the overmodulation method, a first voltage command signal generated by the first signal generation unit, and a second signal generation unit. And a selection unit (selection means) 23 that switches and employs the second voltage command signal.

第1信号生成部21は、例えば、正弦波状の基準電圧指令信号を補正して、図5に示すような第1電圧指令信号を生成する。2アーム変調方式では、各相出力電圧の1周期中にそれぞれ設定した複数の飽和区間において、1相のスイッチング素子(例えば、U相であればスイッチング素子2a,2d)の動作をオンまたはオフ状態に固定し、他の2相のみを変調させるような第1電圧指令信号を発生させる。換言すると、2アーム変調方式では、各相の電位を歪ませながら線間電圧が望みの波形になるように制御する。この2アーム変調方式によるPWM制御は、正弦波状の電圧指令信号を生成して用いる3アーム変調方式によるPWM制御に比べてスイッチング回数を2/3倍に低減することができるため、スイッチング損失を低減させることができる。2アーム変調方式は、公知の変調方式であり、例えば、特開平6−233546号公報、特開2011−91907号公報等に開示されている。   For example, the first signal generation unit 21 corrects a sinusoidal reference voltage command signal to generate a first voltage command signal as shown in FIG. In the two-arm modulation method, the operation of one-phase switching elements (for example, the switching elements 2a and 2d in the case of the U phase) is turned on or off in a plurality of saturation sections set during one period of each phase output voltage. The first voltage command signal is generated so as to modulate only the other two phases. In other words, in the two-arm modulation method, control is performed so that the line voltage has a desired waveform while distorting the potential of each phase. This PWM control by the two-arm modulation method can reduce the switching frequency by 2/3 times compared with the PWM control by the three-arm modulation method that generates and uses a sine-wave voltage command signal. Can be made. The two-arm modulation method is a known modulation method and is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-233546 and 2011-91907.

第2信号生成部22は、過変調方式により第2電圧指令信号を生成する。第2信号生成部22は、例えば、図6に示すように、正弦波状の基準電圧指令信号にその第3次高調波成分を重畳させた波形の振幅の最大値が搬送波の振幅以上になるような第2電圧指令信号を生成する。このような第2電圧指令信号とすることで、第1信号生成部21の第1電圧指令信号に基づく制御によって得られる最大モータ出力電圧よりも高いモータ出力電圧を得ることができる。   The second signal generator 22 generates a second voltage command signal by an overmodulation method. For example, as shown in FIG. 6, the second signal generation unit 22 makes the maximum value of the amplitude of the waveform obtained by superimposing the third-order harmonic component on the sinusoidal reference voltage command signal equal to or larger than the amplitude of the carrier wave. A second voltage command signal is generated. By setting it as such a 2nd voltage command signal, a motor output voltage higher than the maximum motor output voltage obtained by control based on the 1st voltage command signal of the 1st signal generation part 21 can be obtained.

なお、上記第1信号生成部21及び第2信号生成部22においては、具体的な制御手法として、例えば、d−q軸2相座標系の電流を用いる公知のベクトル制御方式や、特開2010−93931号公報等に開示されている公知のV/f制御方式などを採用することが可能である。   In the first signal generation unit 21 and the second signal generation unit 22, as a specific control method, for example, a known vector control method using a current in a dq axis two-phase coordinate system, It is possible to employ a known V / f control method disclosed in Japanese Patent No. -93931.

選択部23は、圧縮機モータ4の回転数指令値と検出されたモータ電流に基づく前記ベクトル制御方式やV/f制御方式などで演算された第1信号生成部21及び第2信号生成部22のいずれか一方からの電圧指令信号を選択し、これをPWM信号生成部13に出力する。   The selection unit 23 includes a first signal generation unit 21 and a second signal generation unit 22 that are calculated by the vector control method, the V / f control method, and the like based on the rotational speed command value of the compressor motor 4 and the detected motor current. The voltage command signal from any one of these is selected and output to the PWM signal generator 13.

具体的には、選択部23は、第1信号生成部21において第1電圧指令信号を生成するのに用いられる正弦波状の基準電圧指令信号の振幅が、該基準電圧指令信号の最大振幅値に設定された第1閾値未満の場合に、第1信号生成部21からの第1電圧指令信号を選択し、該正弦波状の基準電圧指令信号の振幅が第1閾値と等しい場合に、第2信号生成部22からの第2電圧指令信号を選択する。   Specifically, the selection unit 23 sets the amplitude of the sinusoidal reference voltage command signal used to generate the first voltage command signal in the first signal generation unit 21 to the maximum amplitude value of the reference voltage command signal. When the first voltage command signal from the first signal generation unit 21 is selected when the threshold value is less than the set first threshold value and the amplitude of the sinusoidal reference voltage command signal is equal to the first threshold value, the second signal The second voltage command signal from the generator 22 is selected.

ここで、2アーム変調方式では、モータ回転数がある回転数ω1以下の通常運転領域では、回転数に比例して第1信号生成部21において用いられる正弦波状の基準電圧指令信号の振幅が徐々に大きく設定されるため、図7に示すように、回転数に比例してインバータ出力電圧、すなわち、U相電圧、V相電圧、W相電圧のそれぞれが増加する。しかしながら、モータ回転数がある回転数ω1を超えると、上記第1電圧指令信号を生成するのに用いられる基準電圧指令信号の振幅が最大値で一定となってしまうため、インバータ出力電圧が一定となり、それ以上の出力を得ることができなくなる。この時、インバータの最大出力電圧は、直流電源5の電圧の値をVdcとすれば、Vdc/√2で求められる。また、回転数ω1は、永久磁石同期モータの誘起電圧定数とインバータの最大出力電圧の関係から決まる。   Here, in the two-arm modulation method, in the normal operation region where the motor rotation speed is equal to or less than a certain rotation speed ω1, the amplitude of the sine wave-shaped reference voltage command signal used in the first signal generation unit 21 gradually increases in proportion to the rotation speed. Therefore, as shown in FIG. 7, the inverter output voltage, that is, each of the U-phase voltage, the V-phase voltage, and the W-phase voltage increases in proportion to the rotational speed. However, when the motor rotation speed exceeds a certain rotation speed ω1, the amplitude of the reference voltage command signal used to generate the first voltage command signal becomes constant at the maximum value, so that the inverter output voltage becomes constant. , You can not get any more output. At this time, the maximum output voltage of the inverter can be obtained by Vdc / √2, where the value of the voltage of the DC power supply 5 is Vdc. The rotational speed ω1 is determined from the relationship between the induced voltage constant of the permanent magnet synchronous motor and the maximum output voltage of the inverter.

これに対し、第2信号生成部22によって生成される第2電圧指令信号に基づくPWM制御は、回転数が低い領域では損失が大きく効率が悪いが、上記回転数がω1以上の領域では、上記第1信号生成部21によるPWM制御で得られるインバータ出力電圧以上の電圧を得ることができる。これは、回転数がω1を超える領域では、第2電圧指令信号の波形の最大振幅が搬送波の振幅を超える値に設定されるからである。
上記のように、第1信号生成部21において用いられる基準電圧指令信号の振幅が最大値であるか否かによって、換言すると、モータ回転数が回転数ω1未満か以上かによって制御方式の切替を行うことで、各信号生成部の長所を活かすことができ、効率を高めることが可能となる。
On the other hand, the PWM control based on the second voltage command signal generated by the second signal generation unit 22 has a large loss and poor efficiency in a region where the rotational speed is low, but in the region where the rotational speed is equal to or higher than ω1, A voltage equal to or higher than the inverter output voltage obtained by PWM control by the first signal generator 21 can be obtained. This is because in the region where the rotation speed exceeds ω1, the maximum amplitude of the waveform of the second voltage command signal is set to a value exceeding the amplitude of the carrier wave.
As described above, depending on whether the amplitude of the reference voltage command signal used in the first signal generation unit 21 is the maximum value, in other words, the control method is switched depending on whether the motor rotation speed is less than or equal to the rotation speed ω1. By doing so, it is possible to make use of the advantages of each signal generation unit and increase the efficiency.

また、第1電圧指令信号と第2電圧指令信号との切替時においては、第1電圧指令信号を生成するのに用いられる基準電圧指令信号の振幅と、第2電圧指令信号を生成するのに用いられる基準電圧指令信号の振幅とが同じ値をとるので、インバータ出力電圧の線間電圧を同じ値とすることができる。このように、制御方式の切替時における線間電圧が等しくなるので、制御方式の切替時における線間電圧の変動を低減させることができ、円滑に制御方式を切り替えることが可能となる。   Further, at the time of switching between the first voltage command signal and the second voltage command signal, the amplitude of the reference voltage command signal used for generating the first voltage command signal and the second voltage command signal are generated. Since the amplitude of the reference voltage command signal used has the same value, the line voltage of the inverter output voltage can be set to the same value. Thus, since the line voltage at the time of switching the control method becomes equal, the fluctuation of the line voltage at the time of switching the control method can be reduced, and the control method can be switched smoothly.

PWM信号生成部13は、電圧指令演算部12の選択部23によって選択された電圧指令信号Vu,Vv,Vwと三角波である搬送波とを比較することによりPWM信号Su,Sv,Swを生成し、これをインバータ2が備える各スイッチング素子を駆動する図示しないゲートドライブに出力する。図8は、図5に示した2アーム変調方式による第1電圧指令信号に対するU相のPWM信号を示した図であり、図9は図6に示した過変調方式による第2電圧指令信号に対するU相のPWM信号を示した図である。 The PWM signal generation unit 13 compares the voltage command signals Vu * , Vv * , Vw * selected by the selection unit 23 of the voltage command calculation unit 12 with a carrier wave that is a triangular wave to obtain the PWM signals Su, Sv, Sw. It is generated and output to a gate drive (not shown) that drives each switching element included in the inverter 2. FIG. 8 is a diagram showing a U-phase PWM signal corresponding to the first voltage command signal by the two-arm modulation method shown in FIG. 5, and FIG. 9 shows the second voltage command signal by the over-modulation method shown in FIG. It is the figure which showed the U-phase PWM signal.

次に、上述した構成を備える本実施形態に係るモータ制御装置3及びモータ装置1の動作について説明する。
圧縮機モータ4の起動指令が出されると、電流センサ6により直流電流の検出が開始され、検出された直流電流が相電流検出部11に出力される。相電流検出部11は、直流電流の検出値を用いて各相電流Iu,Iv,Iwを検出し、電圧指令演算部12に出力する。なお、電流検出が不可能な場合には、相電流検出部11は、前回値を出力する。
Next, operations of the motor control device 3 and the motor device 1 according to the present embodiment having the above-described configuration will be described.
When a start command for the compressor motor 4 is issued, detection of a direct current is started by the current sensor 6, and the detected direct current is output to the phase current detector 11. The phase current detection unit 11 detects each phase current Iu, Iv, Iw using the detected value of the direct current, and outputs it to the voltage command calculation unit 12. When current detection is impossible, the phase current detection unit 11 outputs the previous value.

電圧指令演算部12の第1信号生成部21(図4参照)および第2信号生成部22は、各相電流Iu,Iv,Iwを用いて第1電圧指令信号および第2電圧指令信号をそれぞれ生成し、選択部23に出力する。選択部23は起動から第1電圧指令信号を生成するのに用いられる基準電圧指令信号の振幅が第1閾値に達するまでは第1信号生成部21からの第1電圧指令信号を選択し、該基準電圧指令信号の振幅が第1閾値と等しくなったところで第2信号生成部22からの第2電圧指令信号を選択して、選択した電圧指令信号Vu,Vv,VwをPWM信号生成部13(図1参照)に出力する。換言すると、モータ回転数が回転数ω1未満の領域では、第1電圧指令信号が選択され、モータ回転数が回転数ω1以上の領域では、第2電圧指令信号が選択される。
PWM信号生成部13は、入力された電圧指令信号Vu,Vv,Vwと搬送波とを比較して、各相に対応するPWM信号Su,Sv,Swを生成し、これをインバータ2に出力する。
また、第2電圧指令信号が選択されている場合において、基準電圧指令信号の振幅が第1閾値よりも小さくなると、第2電圧指令信号から第1電圧指令信号に切り替えられる。この場合においても、切替時におけるインバータ出力電圧は、同じ値を取ることとなるので、線間電圧の変動を低減させることができる。
The first signal generation unit 21 (see FIG. 4) and the second signal generation unit 22 of the voltage command calculation unit 12 respectively use the phase currents Iu, Iv, and Iw to generate the first voltage command signal and the second voltage command signal, respectively. Generate and output to the selection unit 23. The selection unit 23 selects the first voltage command signal from the first signal generation unit 21 until the amplitude of the reference voltage command signal used to generate the first voltage command signal from the start reaches the first threshold, When the amplitude of the reference voltage command signal becomes equal to the first threshold value, the second voltage command signal from the second signal generator 22 is selected, and the selected voltage command signals Vu * , Vv * , Vw * are generated as PWM signals. It outputs to the part 13 (refer FIG. 1). In other words, the first voltage command signal is selected in a region where the motor rotational speed is less than the rotational speed ω1, and the second voltage command signal is selected in a region where the motor rotational speed is the rotational speed ω1 or more.
The PWM signal generation unit 13 compares the input voltage command signals Vu * , Vv * , Vw * with the carrier wave to generate PWM signals Su, Sv, Sw corresponding to each phase, and supplies them to the inverter 2. Output.
When the second voltage command signal is selected and the amplitude of the reference voltage command signal is smaller than the first threshold, the second voltage command signal is switched to the first voltage command signal. Even in this case, since the inverter output voltage at the time of switching takes the same value, fluctuations in the line voltage can be reduced.

以上説明してきたように、本実施形態に係るインバータ制御装置3及びインバータ装置1によれば、第1電圧指令信号を生成するのに用いられる正弦波状の基準電圧指令信号の振幅が、該基準電圧指令信号の最大振幅値に設定された第1閾値未満である場合に、第1信号生成部21からの第1電圧指令信号が選択され、該基準電圧指令信号の振幅が第1閾値に等しい場合には、第2信号生成部22からの第2電圧指令信号が選択される。換言すると、回転数指令値がω1よりも低い領域において、2アーム変調方式により生成された第1電圧指令信号に基づいてPMW信号が生成され、回転数指令値がω1以上の領域において、過変調方式により生成された第2電圧指令信号に基づいてPWM信号が生成される。ここで、回転数指令値ω1は、2アーム変調方式のインバータの最大出力電圧(直流電源5の電圧の値をVdcとすれば、Vdc/√2)と、永久磁石同期モータの誘起電圧定数との関係から決まる値である。   As described above, according to the inverter control device 3 and the inverter device 1 according to the present embodiment, the amplitude of the sinusoidal reference voltage command signal used to generate the first voltage command signal is the reference voltage. When the first voltage command signal from the first signal generator 21 is selected and the amplitude of the reference voltage command signal is equal to the first threshold value when the maximum amplitude value of the command signal is less than the first threshold value The second voltage command signal from the second signal generator 22 is selected. In other words, a PMW signal is generated based on the first voltage command signal generated by the two-arm modulation method in a region where the rotational speed command value is lower than ω1, and overmodulation is performed in a region where the rotational speed command value is ω1 or more. A PWM signal is generated based on the second voltage command signal generated by the method. Here, the rotational speed command value ω1 is a maximum output voltage of a two-arm modulation type inverter (Vdc / √2 if the value of the voltage of the DC power supply 5 is Vdc), an induced voltage constant of the permanent magnet synchronous motor, and It is a value determined from the relationship.

これにより、2アーム変調方式ではインバータ出力電圧を増加させることのできない領域においては過変調方式によるPWM制御が行われることにより、高回転数領域における出力増加を実現することができる。また、過変調方式によるPWM制御では効率が低下する回転数領域においては2アーム変調方式によるPWM制御が選択されることにより、効率低減を抑制することが可能となる。   As a result, in the region where the inverter output voltage cannot be increased by the two-arm modulation method, the output increase in the high rotation speed region can be realized by performing the PWM control by the overmodulation method. In addition, in the rotational speed region where the efficiency decreases in the PWM control by the overmodulation method, the PWM control by the two-arm modulation method is selected, so that the efficiency reduction can be suppressed.

更に、回転数がω1の場合は、2アーム変調方式に基づくPWM制御による線間電圧と、3次高調波を重畳した過変調方式に基づくPWM制御による線間電圧とが一致する。したがって、制御方式の切替時における線間電圧の変動を低減させることができ、円滑に制御方式を切り替えることが可能となる。   Further, when the rotational speed is ω1, the line voltage by PWM control based on the two-arm modulation method and the line voltage by PWM control based on the overmodulation method in which the third-order harmonics are superimposed coincide. Therefore, it is possible to reduce the fluctuation of the line voltage when switching the control method, and to smoothly switch the control method.

図10に、第1信号生成部21により生成された2アーム変調方式の第1電圧指令信号に基づくPWM制御から、第2信号生成部22により生成された3次高調波が重畳された第2電圧指令信号に基づくPWM制御に切り替えられたときのU相電流を示す。図10に示すように、切替前後においてU相電流にはひずみや変動が生じておらず、円滑に切替が行われていることがわかる。   In FIG. 10, the second harmonic in which the third harmonic generated by the second signal generator 22 is superimposed from the PWM control based on the first voltage command signal of the two-arm modulation method generated by the first signal generator 21. A U-phase current when switched to PWM control based on a voltage command signal is shown. As shown in FIG. 10, it can be seen that the U-phase current is not distorted or fluctuated before and after switching, and switching is performed smoothly.

図11には、第2信号生成部22において3次高調波を重畳しない基準電圧指令信号が用いられたときの方式切替前後におけるU相電流を示す。図11に示したU相電流では、切替後において電流波形に歪みが生じていることがわかる。このように、正弦波状の基準電圧指令信号にその3次高調波が重畳された第2電圧指令信号を用いることで、U相電流の歪みや変動を解消することができる。   FIG. 11 shows the U-phase current before and after the method switching when the reference voltage command signal that does not superimpose the third harmonic is used in the second signal generation unit 22. In the U-phase current shown in FIG. 11, it can be seen that the current waveform is distorted after switching. Thus, by using the second voltage command signal in which the third harmonic is superimposed on the sinusoidal reference voltage command signal, distortion and fluctuation of the U-phase current can be eliminated.

なお、本実施形態においては、第1電圧指令信号を生成するのに用いられる正弦波状の基準電圧指令信号の振幅に基づいて制御方式を切り替える場合について説明したが、これに限定されず、例えば、選択部23は、モータ回転数またはモータ回転数指令と予め設定されている回転数閾値とを比較することにより、制御方式を切り替えることとしてもよい。この場合、回転数閾値は、例えば、上記回転数ω1と同じ値、或いは、回転数ω1の所定パーセント範囲内に設定されている。   In the present embodiment, the case where the control method is switched based on the amplitude of the sinusoidal reference voltage command signal used to generate the first voltage command signal has been described. The selection unit 23 may switch the control method by comparing the motor rotation speed or the motor rotation speed command with a preset rotation speed threshold value. In this case, the rotation speed threshold is set, for example, to the same value as the rotation speed ω1 or within a predetermined percentage range of the rotation speed ω1.

また、本実施形態においては、2アーム変調方式と過変調方式とを切り替える場合について述べたが、更に、3アーム変調方式を採用して第3電圧指令信号を生成する第3電圧指令部を備えることとしてもよい。この場合、選択部23は、回転数指令値がω1よりも小さい値に設定された起動領域(例えば、15Hzから20Hz以下の回転数領域)において、第3電圧指令信号を選択する。これにより、回転数が低い起動領域では3アーム変調方式による第3電圧指令信号が、回転数が起動領域以上の回転数領域では2アーム変調方式による第1電圧指令信号が、回転数がω1以上の回転数領域では過変調方式による第2電圧指令信号が選択されることとなる。回転数が低い領域では、2アーム変調方式よりも3アーム変調方式の方が効率が高いため、上記のような構成とすることで、更なる高効率化を実現することが可能となる。   In this embodiment, the case of switching between the 2-arm modulation method and the over-modulation method has been described. Further, a third voltage command unit that employs the 3-arm modulation method to generate a third voltage command signal is provided. It is good as well. In this case, the selection unit 23 selects the third voltage command signal in the start-up region (for example, the rotation speed region from 15 Hz to 20 Hz or less) where the rotation speed command value is set to a value smaller than ω1. Thus, the third voltage command signal based on the three-arm modulation method is used in the start-up region where the rotational speed is low, and the first voltage command signal based on the two-arm modulation method is used in the rotational speed region where the rotational speed is equal to or higher than the rotational speed. In the rotation speed region, the second voltage command signal by the overmodulation method is selected. Since the efficiency of the 3-arm modulation method is higher than that of the 2-arm modulation method in the region where the rotational speed is low, it is possible to realize further higher efficiency by adopting the configuration as described above.

また、第2信号生成部22による第2電圧指令信号に基づくPWM制御を行っている場合であっても、出力が追い付かずにモータ回転数が回転数指令に一致しない場合には、弱め磁束制御を実施して、モータ回転数が回転数指令に一致するように制御することとしてもよい。   Further, even when PWM control based on the second voltage command signal by the second signal generator 22 is performed, if the output does not catch up and the motor rotation speed does not match the rotation speed command, the flux weakening control It is good also as controlling so that motor rotation speed may correspond to rotation speed command.

また、本実施形態においては、1つの1シャント抵抗を用いて、直流電流から各相電流を検出する場合について述べたが、各相電流の検出方法についてはこの方法に限定されない。例えば、図12に示すように、インバータ2が備える下アームの各スイッチング素子2d,2e,2fに流れる電流をそれぞれ検出するシャント抵抗6a,6b,6cを設け、シャント抵抗6a,6b,6cからの電流検出値に基づいて3相電流をそれぞれ求めることとしてもよい。また、図13に示すように、インバータ2から圧縮機モータ4へ出力される各相電流のうちの2相を検出する電流センサ6d,6eを設け、電流センサ6d,6eによる電流検出値に基づいて3相電流を求めることとしてもよい。   In the present embodiment, the case where each phase current is detected from a direct current using one single shunt resistor has been described. However, the method for detecting each phase current is not limited to this method. For example, as shown in FIG. 12, shunt resistors 6a, 6b, and 6c that detect currents flowing through the switching elements 2d, 2e, and 2f of the lower arm included in the inverter 2 are provided, and the shunt resistors 6a, 6b, and 6c Each of the three-phase currents may be obtained based on the detected current value. Further, as shown in FIG. 13, current sensors 6d and 6e for detecting two phases of the respective phase currents output from the inverter 2 to the compressor motor 4 are provided, and based on current detection values by the current sensors 6d and 6e. Thus, the three-phase current may be obtained.

1 インバータ装置
2 インバータ
2a,2b,2c,2d,2e,2f スイッチング素子
3 インバータ制御装置
4 圧縮機モータ
5 直流電源
11 相電流検出部
12 電圧指令演算部
13 PWM信号生成部
21 第1信号生成部
22 第2信号生成部
23 選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter apparatus 2 Inverter 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f Switching element 3 Inverter control apparatus 4 Compressor motor 5 DC power supply 11 Phase current detection part 12 Voltage command calculating part 13 PWM signal generation part 21 1st signal generation part 22 Second signal generator 23 Selector

Claims (6)

直流電源からの直流電圧を三相交流電圧に変換してモータに出力するインバータを制御するインバータ制御装置であって、
2アーム変調方式を採用し、正弦波状の基準電圧指令信号を補正して第1電圧指令信号を生成する第1信号生成手段と、
正弦波状の基準電圧指令信号にその第3次高調波成分を重畳させた波形の振幅の最大値が搬送波の振幅以上になるような過変調方式による第2電圧指令信号を生成する第2信号生成手段と、
前記第1信号生成手段の前記基準電圧指令信号の振幅が、該基準電圧指令信号の最大振幅値に設定された第1閾値未満の場合に前記第1電圧指令信号を選択し、該基準電圧指令信号の振幅が該第1閾値と等しい場合に前記第2電圧指令信号を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された電圧指令信号と搬送波とを比較することによりパルス幅変調信号を生成するPWM信号生成手段と
を備えるインバータ制御装置。
An inverter control device that controls an inverter that converts a DC voltage from a DC power source into a three-phase AC voltage and outputs it to a motor,
A first signal generating means that adopts a two-arm modulation method and corrects a sinusoidal reference voltage command signal to generate a first voltage command signal;
Second signal generation for generating a second voltage command signal by an overmodulation method in which the maximum value of the amplitude of the waveform obtained by superimposing the third harmonic component on the sinusoidal reference voltage command signal is equal to or greater than the amplitude of the carrier wave. Means,
The first voltage command signal is selected when the amplitude of the reference voltage command signal of the first signal generating means is less than a first threshold value set to the maximum amplitude value of the reference voltage command signal, and the reference voltage command Selecting means for selecting the second voltage command signal when the amplitude of the signal is equal to the first threshold;
An inverter control device comprising PWM signal generation means for generating a pulse width modulation signal by comparing the voltage command signal selected by the selection means with a carrier wave.
3アーム変調方式による第3電圧指令信号を生成する第3信号生成手段を備え、
前記選択手段は、起動領域において、前記第3電圧指令信号を選択する請求項1に記載のインバータ制御装置。
A third signal generating means for generating a third voltage command signal by a three-arm modulation method;
The inverter control device according to claim 1, wherein the selection unit selects the third voltage command signal in a startup region.
前記直流電源と前記インバータとの間の直流母線を流れる直流電流の検出値と前記パルス幅変調信号とを用いて、各相電流を検出する相電流検出手段を備え、
前記相電流検出手段は、3相全てのパルス幅変調信号がオンまたはオフになる期間については、相電流として前回値を出力する請求項1または請求項2に記載のインバータ制御装置。
Phase current detection means for detecting each phase current using a detected value of a DC current flowing through a DC bus between the DC power supply and the inverter and the pulse width modulation signal,
3. The inverter control device according to claim 1, wherein the phase current detection unit outputs a previous value as a phase current for a period in which the pulse width modulation signals of all three phases are turned on or off.
前記直流電源と前記インバータとの間の直流母線を流れる直流電流の検出値と前記パルス幅変調信号とを用いて、各相電流を検出する相電流検出手段を備え、
前記相電流検出手段は、3相のうちいずれか1相のみのパルス幅変調信号がオンまたはオフとされている電流検出期間が、該相電流検出手段の電流検出能力に応じて設定された所定の時間よりも短い場合に、当該相電流として前回値を出力する請求項1または請求項2に記載のインバータ制御装置。
Phase current detection means for detecting each phase current using a detected value of a DC current flowing through a DC bus between the DC power supply and the inverter and the pulse width modulation signal,
The phase current detection means has a predetermined current detection period in which the pulse width modulation signal of only one of the three phases is turned on or off is set according to the current detection capability of the phase current detection means The inverter control device according to claim 1, wherein the previous value is output as the phase current when the time is shorter than the time.
直流電源からの直流電圧を三相交流電圧に変換してモータに出力するインバータと、
前記インバータを制御するインバータ制御装置と
を備え、
前記インバータ制御装置は、
2アーム変調方式を採用し、正弦波状の基準電圧指令信号を補正して第1電圧指令信号を生成する第1信号生成手段と、
正弦波状の基準電圧指令信号にその第3次高調波成分を重畳させた波形の振幅の最大値が搬送波の振幅以上になるような過変調方式による第2電圧指令信号を生成する第2信号生成手段と、
前記第1信号生成手段の前記基準電圧指令信号の振幅が、該基準電圧指令信号の最大振幅値に設定された第1閾値未満の場合に前記第1電圧指令信号を選択し、該基準電圧指令信号の振幅が該第1閾値と等しい場合に前記第2電圧指令信号を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された電圧指令信号と搬送波とを比較することによりパルス幅変調信号を生成するPWM信号生成手段と
を備えるインバータ装置。
An inverter that converts a DC voltage from a DC power source into a three-phase AC voltage and outputs it to the motor;
An inverter control device for controlling the inverter;
The inverter control device
A first signal generating means that adopts a two-arm modulation method and corrects a sinusoidal reference voltage command signal to generate a first voltage command signal;
Second signal generation for generating a second voltage command signal by an overmodulation method in which the maximum value of the amplitude of the waveform obtained by superimposing the third harmonic component on the sinusoidal reference voltage command signal is equal to or greater than the amplitude of the carrier wave. Means,
The first voltage command signal is selected when the amplitude of the reference voltage command signal of the first signal generating means is less than a first threshold value set to the maximum amplitude value of the reference voltage command signal, and the reference voltage command Selecting means for selecting the second voltage command signal when the amplitude of the signal is equal to the first threshold;
An inverter device comprising PWM signal generation means for generating a pulse width modulation signal by comparing the voltage command signal selected by the selection means with a carrier wave.
家庭用または業務用に適し、請求項5に記載のインバータ装置を搭載する空気調和機。   An air conditioner suitable for home use or business use and equipped with the inverter device according to claim 5.
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