JPH0279796A

JPH0279796A - インバータ制御方法

Info

Publication number: JPH0279796A
Application number: JP63229234A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Furuse; 古瀬　昌信; Takaaki Oka; 岡　孝昭
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1988-09-13
Publication date: 1990-03-20
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JP2560445B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は空気調和機の圧縮機用モータをメモリに予め
記憶しておいた波形データに基づいて制御するインバー
タ制御方法に係り、特に詳しくはキャリア周波数を一定
として得た異なる波形データをメモリに記憶しておき、
運転周波数に応じそれら波形データを組合せて、インバ
ータ制御の目標運転波形に近似した正弦波を得ることが
できるインバータ制御方法に関するものである。

［従　来　例］近年、空気調和機等のモータ制御には、小型化。

低コスト化、信頼性の向上と利点の多いインバータ制御
が採用されるようになった。

インバータの一つに正弦波近似ＰＶＭインバータ制御方
法があり、これは商用電源をディジタル式の正弦波近似
により波形処理し、周波数と電圧を同時に変化させるト
ランジスタ・インバータである。その波形処理として、
例えば周波数ごとに最適な波形パターン（目標運転波形
データ）をＲＯＭやコンピュータの内部メモリに記憶し
ておく方法があるが、　ＲＯＭや内部メモリの容量に限
度があり、また多くのパターンを記憶しようとすると、
コスト的に問題となる。

そこで、記憶容量が少なく、１チツプ化が可能な時間デ
ータ制御方式が一般的に用いられている。

この方式では、例えばマイクロコンピュータの内部ＲＯ
Ｍに電気角３０度あるいは６０度分の波形データを記憶
し、その波形データによる基本波形パターンを繰り返し
て３６０度の近似正弦波を復元している。すなわち、第
５図に示されるように、０度〜３０度と３０度〜６０度
の波形が線対称になっており、０〜６０度と６０度〜１
２０度の波形が反転した波形パターンとなっている。し
たがって、その０〜６０度の基本波形パターンとその反
転波形パターンとの組合せにより、三相正弦波（Ｕ相、
Ｖ相１ｗ相）の１サイクル（０〜３６０度）の波形が復
元することができる。そして、正弦波とキャリアの交点
から次に交点までの間隔を時間データとし、その間のキ
ャリアと正弦波との大小をパワートランジスタのスイッ
チングデータとして、予めその６０度分を上記内部ＲＯ
Ｍに記憶しておき、それらデータを繰り返し読み出し、
加工する。その繰り返された６０度分のデータにてパワ
ートランジスタをスイッチングし、圧縮機用モータの１
サイクル通電パターンが近似正弦波となるようにしてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記時間データ制御方式のインバータ制御方
法においては、１サイクル当たりのキャリア数Ｃは、Ｃ＝３４２ｎ＋１）　　　（ｎ：自然数）の条件とする
必要がある。

また、上記圧縮機用モータの運転周波数に応じて得られ
る波形データにおいて、キャリア周波数ＣＦは、ＣＦ’＝ｆｘｃ　　　（運転周波数ｆ）により求められ
る。すなわち、下表に示されるように、例えばキャリア
数４５と５１の場合を例にとると、運転周波数ｆを変え
た場合、キャリア周波数は段階的に変わる。

（１ズＴ−余白）一方、上記圧縮機用モータの駆動に際して発生する高調
波成分はキャリア周波数シフトによる影響が著しく、そ
のピークがキャリア周波数の所に出てしまう。したがっ
て、キャリア数Ｃを一定とするインバータ制御において
は、その運転周波数の変化と共に、その高調波による可
聴音が段階的に変わり、特に運転周波数の切り替え時点
においてその可聴音が耳障りに聞こえるという問題点が
あった。

そこで、キャリア周波数を一定としてインバータ制御を
行なえばよいが、運転周波数の可変幅（例えば１５Ｈｚ
から１５０Ｈｚ）が大きいため、ＣＦ＝ｆ×Ｃよりキャ
リア数Ｃはその周波数の可変分だけ変える必要がある。

すなわち、そのキャリア数Ｃの変化数に対応して上記６
０度分の波形データは膨大となり、記憶容量の少ないマ
イクロコンピュータの内部ＲＯＭに記憶することができ
ず、実現不可能である。

この発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その
目的はキャリア周波数を一定とし、波形データを記憶し
ておくメモリ容量を大きくしなくともインバータ制御を
行なうことができ、可聴音の段階音をなくすことができ
るようにしたインバータ制御方法を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、この発明は、空気調和機等
のモータをインバータ制御するに際し、予めメモリに記
憶しておいた波形データに基づいて上記モータを所定周
波数にて制御するインバータ制御方法において、上記メ
モリに記憶しておく波形データはキャリア周波数を一定
として得た電気角６０度分の異なる値であり、上記イン
バータ制御の周波数に応じて上記メモリに記憶されてい
る波形データによる６０度分の波形パターンを種々組合
せて、上記モータの通電パターンを近似正弦波としたも
のである。

［作　　用］上記構成としたので、インバータ制御に際し。

上記メモリから読み出される波形データの組合せは、そ
のインバータ制御の運転周波数に応じて異なり、しかも
６０度分づつ３６０度分が読み出されて１サイクルの波
形パターンとされる。そして、その波形パターンにより
、モータの通電パターンが得られ、モータには近似正弦
波の電流が流れる。

また、その運転周波数が変更されると、上記メモリから
読み出される波形データの組合せが異なり、１サイクル
の波形パターンの周期が変えられ、モータの運転周波数
が変えられる。

ところで、上記メモリに記憶されている６０度分の波形
データは、キャリア周波数を一定として得た異なる値で
ある。そのため、モータの運転周波数を切り替えても、
キャリア周波数が変わらず、そのモータの駆動に際して
発生する高調波成分による耳障りな可聴音が段階的に変
化しない。

［実　施　例］以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第３図において、商用電源１の交流電圧は、
ノイズフィルタ部２、リアクタ３を介してＡＣ−ＤＣコ
ンバータ４に入力され、直流電圧とされる。この直流電
圧は、平滑用コンデンサ５を介してパワー・トランジス
タ部６に供給される。パワー・トランジスタ部６の各ト
ランジスタのベースにはベース駆動部７からのパルス信
号が入力される。すなわち、そのパルス信号にてパワー
・トランジスタ部６の各トランジスタがスイッチングさ
れ、圧縮機用モータ８がインバータ制御される。

そのパルス信号のデータ（波形データ）は、制御装置（
例えばワンチップマイクロコンピュータ）９にて出力さ
れ、その圧縮機用モータ８の通電パターンを近似正弦波
にするものである。制御装置９はＣＰＵｌ０とメモリ（
ＲＯＭ）　１１とから構成されているが、ワンチップマ
イクロコンピュータを用いられた場合、メモリ１１はそ
のワンチップマイクロコンピュータの内部ＲＯＭという
ことになる。

メモリ１１には、キャリア周波数（例えば２．６　ｋＨ
ｚ）を一定としたキャリア数の異なる電気角６０度分づ
つの波形データが記憶されている。この波形データは、
例えば運転周波数を５０．９８　Ｈｚから５７．７８　
Ｈｚとした場合、キャリア数５１で運転周波数５０．９
８　Ｈｚの波形データ（波形名称０５１Ａ）と、キャリ
ア数４５で運転周波数５７．７８　Ｈｚの波形データ（
波形名称０５８＾）の２種類となる。すなわち、制御装
置１０からはその２種類の波形データの何れかが出力さ
れ、圧縮機用モータ８の１サイクル通電パターンはその
２種類の波形データの組合せにより決定される。

次に、上記メモリ構成を備えた空気調和機に適用される
インバータ制御方法の作用を第４図のフローチャートに
基づいて説明する。

まず、空気調和機が所定に操作され、圧縮機用モータ８
の運転周波数を５１　Ｈｚから所定時間毎に略ＩＨｚス
テップづつ上げる指令が出されたものとする。

すると、空気調和機の制御装置９にて圧縮機用モータ８
の運転指令周波数の確認が行なわれ（ステップ５ＴＩ）
、その指令周波数に対応したメモリｌＯのアドレス指定
処理が行なわれる（ステップ５Ｔ２）、この場合、波形
名称０５１Ａと０５８Ａの波形データを組合せる順序が
算出され、それらアドレス指定順が決定される。すなわ
ち、第３図の１行目に示される順に、０５１Ａと０５８
Ａの波形データのアドレス指定が決定される。

続いて、電気角６０度のＰＨＡＳＥカウンタが「０」に
セットされ（ステップ５Ｔ３）、０度〜６０度（ＰＨＡ
ＳＥ　Ｏ）に対応する波形データ（波形名称０５１Ａ）
がメモリ１０から読み出され、出力される（ステップ５
Ｔ４）、その０度〜６０度分の波形データが出力される
と（ステップ５Ｔ５）、上記ＰＨＡＳＥカウンタがイン
クリメントされる（ステップ５Ｔ６）、　ＰＨＡＳＥカ
ウンタが５に達したか、すなわち最後の３００度〜３６
０度（ＰＨＡＳＥ　５）の波形データが出力された否か
が判断される。

次に、上記１サイクル分の波形データが出力されていな
い場合、　ＰＨＡＳＥ　１（６０度〜１２０度）に対応
する波形データ（波形名称）がメモリ１０から読み出さ
れ、出力される（ステップ５Ｔ４）、続いて、ステップ
ＳＴ５からＳｒ１まで上記同様処理が実行される。

このようにして、ＰＨＡＳＥカウンタのカウントにした
がって、ＰＨＡＳＥ　Ｏ，・・・ＰＨＡＳＥ　５のまで
、電気角６０度分づつの波形データが出力され、圧縮機
用モータ８の１サイクル（３６０度分）通電パターンが
得られる。この場合、指令運転周波数が５１　Ｈｚであ
るため、ＰＨＡＳＥ　Ｏ５・・・ＰＨＡＳ１１！　５に
おける波形データは同じもの（波形名称０５１Ａ）とな
る、そして、１サイクル分（電気角０度〜３６０度）の
波形データ、その運転指令に応じて所定時間繰り返され
る。その波形データに基づいてパワー・トランジスタ部
６のトランジスタがスイッチングされるため、その間の
圧縮機用モータ８の通電パターンは周波数５０．９８Ｈ
ｚ（略５１　Ｈｚ）の近似正弦波とされる。

続いて、その所定時間後に運転周波数をＩＨｚ上げた略
５２Ｈｚとする確認が行なわれ（ステップ５ＴＩ）、そ
の指令周波数５２　Ｈｚに対応したメモリ１０のアドレ
ス指定処理が行なわれる（ステップＳＴ　２　）、この
場合、第３図の２行目に示される順に、　０５１Ａと０
５８Ａの波形データのアドレス指定が決定される。すな
わち、ＰＨＡＳＥ　０１ＰＨＡＳＥ　１、ＰＨＡＳＥ　
３、ＰＨＡＳＥ　４、ＰＨＡＳＥ５のタイミングでは波
形名称０５１Ａの波形データを読み出すアドレス、ＰＨ
ＡＳＥ　２のタイミングでは波形名称０５８Ａの波形デ
ータを読み出すアドレス指定が決定される。続いて、ス
テップＳＴ３〜ＳＴ７にて上記同様の処理が行なわれる
。すなわち。

電気角６０度毎にメモリｌＯから読み出され、出力され
る波形データは、０５１Ａ、０５１Ａ、０５８Ａ、０５
１Ａ、０５１Ａ。

０５１Ａ（その波形名称で）の順となる。このようにし
て、１サイクル分（電気角０度〜３６０度）の波形デー
タが出力され、その運転指令に応じて上記処理が所定時
間繰り返されるため、圧縮機用モータ８の通電パターン
は周波数５２．０（１Ｈｚの近似正弦波とされる。

さらに、その所定時間経過後に、運転周波数を１Ｈｚ上
げた略５３　Ｈｚとする確認が行なわれ（ステップ５Ｔ
Ｉ）、上述同様の処理が実行される。すると、電気角６
０度毎にメモリ１０から読み出され、出力される波形デ
ータは０５１Ａ、０５１Ａ、０５８Ａ、０５１Ａ、０５
１Ａ、０５８Ａ（その波形名称で）の順となる。このよ
うにして、１サイクル分（電気角０度〜３６０度）の波
形データが出力され、さらにその運転指令に応じて上記
処理が所定時間繰り返されるため、その間の圧縮機用モ
ータ８の通電パターンは周波数５３．０６　Ｈｚの近似
正弦波とされる。

さらにまた、その運転周波数をＩＨｚ上げた場合の略５
４　Ｈｚ、・・・とする確認がおこなれると、上記同様
に電気角６０度毎にメモリ１０から読み出され、出力さ
れる波形データは、第３図の３行目に示す順に決定され
る。このようにして、１サイクル分（？ｉｔ気角低角〜
３６０度）の波形データが出力され、その運転指令に応
じて上記処理が所定時間繰り返されるため、圧縮機用モ
ータ８の通電パターンは周波数５４．１７　Ｈｚ、・・
・の近似正弦波とされる。

このように、圧縮機用モータ８の通電パターンは、予め
メモリ１０に記憶されている異なる波形データ（例えば
上記０５１Ａ、０５８＾（波形名称）の６０度分）を組
合せて１サイクルとすることで得られる。しかも、その
波形データの組合せによっては、近似正弦波の周波数を
変えることができ、圧縮機用モータ８のを所望の周波数
にて運転させることができる。

なお、運転周波数に応じて、異なる波形データを読み出
す順序は、ＣＰＵｌ０の演算処理にて得るか、あるいは
予めメモリ１１に運転周波数に応じてそれら読み出す手
順を記憶しておけばよい。

［発明の効果］以上説明したように、この発明のインバータ制御方法に
よれば、キャリア周波数を一定とした異なる６０度分の
波形データをメモリに記憶すると共に、インバータ制御
する圧縮機用モータの運転周波数に対応してそれら異な
る波形データを組合せて出力するようにしたので、圧縮
機用モータの運転周波数を所望に変えられ、その通電パ
ターンを近似正弦波とすることができ、メモリ容意を太
きくしなくとも、そのモータをインバータ制御すること
ができ、しかもキャリア周波数を一定としたまま運転周
波数が変えられ、高調波による可聴音が段階的に変化せ
ず、耳障りな高調波音をなくすことができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示し、インバータ制御方
法が適用される空気調和機の概略的ブロック図、第２図
および第３図は上記空気調和機のメモリ内容を説明する
ための図、第４図は上記インバータ制御方法を説明する
ためのタイムチャート図、第５図は従来のインバータ制
御を説明するためのタイムチャート図である。図中、６はパワー・トランジスタ部、８は圧縮機用モー
タ、９は制御装置（ワンチップマイクロコンピュータ）
、１０はＣＰＵ、１１はメモリ（ＲＯＭ、内部ＲＯＭ）
である。特許出願人　　株式会社富士通ゼネラル代理人　弁理士
　　　大　原　　拓　也第５図第２図第４図手続補正書（自発）平成元年４月１４日特許庁長官　吉　１）文　毅　殿１、事件の表示昭和６３年特許願第２２９２３４号事件との関係　特許出願人（６６１）株式会社富士通ゼネラル昭和　年　月　日（発送臼：同年　月　日）７、補正の
内容（１）明細書、第１１頁第８行「５のまで、」を「５ま
で、」と訂正する。（２）同、第１５頁第１１行から次行にかけての「タイ
ムチャート」をＣフローチャート」と訂正する。以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空気調和機等のモータをインバータ制御するに際
し、予めメモリに記憶しておいた波形データに基づいて
前記モータを所定運転周波数にて制御するインバータ制
御方法において、前記メモリに記憶しておく波形データはキャリア周波数
を一定として得た電気角６０度分の異なる値であり、前記インバータ制御の運転周波数に応じて前記メモリに
記憶されている波形データによる６０度分の波形パター
ンを種々組合せて、前記モータの１サイクル通電パター
ンを近似正弦波としたことを特徴とするインバータ制御
方法。