JPH07337081A - Inverter and air-conditioner - Google Patents

Inverter and air-conditioner

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JPH07337081A
JPH07337081A JP6128600A JP12860094A JPH07337081A JP H07337081 A JPH07337081 A JP H07337081A JP 6128600 A JP6128600 A JP 6128600A JP 12860094 A JP12860094 A JP 12860094A JP H07337081 A JPH07337081 A JP H07337081A
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JP
Japan
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commutation
load torque
time
abnormality
magnitude
Prior art date
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Application number
JP6128600A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunobu Nagai
一信 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an inverter for controlling a motor in which the load torque is detected and an abnormality is detected based on the magnitude of the load torque and the fluctuation thereof. CONSTITUTION:At the time of commutation, conduction time of diode D1-D6 is detected thus detecting the commutation time. Since the fluctuation of commutation time is correlated with the fluctuation of load torque of a brushless motor 15, the conduction time is measured by comparing the terminal voltage Vu, Vv, Vw of winding 15u-15w with a reference voltage thereby detecting the conduction state of the diode D1-D6. Since the load torque increase when the commutation time is long and decreases when the commutation time is short, the magnitude of load torque and the fluctuation thereof are determined based on the length of the commutation time thus determining an abnormality.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータのよ
うな、複数の巻線を有するモータの各巻線をロータの所
定の回転位置に対応する転流タイミングで順次通電する
ためのスイッチング回路を有するインバータ装置および
そのインバータ装置により制御されるエアコンディショ
ナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a switching circuit for sequentially energizing each winding of a motor having a plurality of windings such as a brushless motor at commutation timing corresponding to a predetermined rotation position of a rotor. The present invention relates to an inverter device and an air conditioner controlled by the inverter device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エアコンディショナや冷蔵庫にお
いて、コンプレッサの能力可変や電力消費量の節約のた
めに、直流モータの一種であるブラシレスモータを採用
し、これをインバータ装置によって駆動することが行わ
れている。ブラシレスモータの場合、通常、巻線の通電
相を決定するためにロータの回転位置信号を必要とする
が、エアコンディショナや冷蔵庫のコンプレッサのよう
にモータが冷媒に晒される等、モータの使用環境によっ
ては位置検出センサーを配置することが困難な場合があ
る。このため、本願発明者等は、モータの巻線の誘起電
圧を検出しこれを電気的に処理することにより回転位置
信号を得る技術を開発し、これを特願昭62ー1626
54号として出願した。
2. Description of the Related Art In recent years, in air conditioners and refrigerators, a brushless motor, which is a kind of DC motor, has been adopted and can be driven by an inverter device in order to change the compressor capacity and save power consumption. It is being appreciated. In the case of a brushless motor, the rotor rotation position signal is usually required to determine the energized phase of the winding, but the motor is exposed to refrigerant such as an air conditioner or refrigerator compressor. Depending on the situation, it may be difficult to arrange the position detection sensor. Therefore, the inventors of the present application have developed a technique for obtaining a rotational position signal by detecting an induced voltage in a winding of a motor and electrically processing the induced voltage, which is disclosed in Japanese Patent Application No. 62-1626.
Filed as No. 54.

【0003】以下、その出願の発明がパルス幅変調(以
下、単にPWMと称する)方式で実施される場合を例に
し、これを従来技術として図20〜図22を参照しなが
ら説明する。図20に示されたインバータ装置におい
て、交流電源1に接続される直流電源回路2は、全波整
流回路3、リアクトル4aおよび平滑用コンデンサ4b
からなり、この直流電源回路2の正側直流電源線5と負
側直流電源線6との間にはスイッチング回路としてスイ
ッチング素子例えばスイッチング用トランジスタ7〜1
2からなる三相ブリッジ回路13が接続され、その出力
端子14u,14v,14wにブラシレスモータ15の
各巻線15u,15v,15wの端子が接続される。
A case where the invention of the application is implemented by a pulse width modulation (hereinafter, simply referred to as PWM) system will be described below as an example of a conventional technique with reference to FIGS. In the inverter device shown in FIG. 20, the DC power supply circuit 2 connected to the AC power supply 1 includes a full-wave rectifier circuit 3, a reactor 4a, and a smoothing capacitor 4b.
And a switching element such as switching transistors 7 to 1 as a switching circuit between the positive side DC power supply line 5 and the negative side DC power supply line 6 of the DC power supply circuit 2.
The three-phase bridge circuit 13 consisting of two is connected, and the terminals of the windings 15u, 15v, 15w of the brushless motor 15 are connected to the output terminals 14u, 14v, 14w thereof.

【0004】上記三相ブリッジ回路13において、正側
直流電源線5と出力端子14u,14v,14wとの間
に接続された3個のトランジスタ7,9,11は正側ス
イッチング素子に対応し、負側直流電源線6と出力端子
14u,14v,14wとの間に接続された3個のトラ
ンジスタ8,10,12は負側スイッチング素子に対応
している。これら各トランジスタ7〜12が所定の順序
でオンオフ制御されると、ブラシレスモータ15はその
各巻線15u〜15wが120度(電気角、以下同様)
の位相差をもって順次繰り返し通電されることにより回
転駆動される。この場合、一つのトランジスタは120
度オン、240度オフのオンオフ周期で制御され且つオ
ン期間では、図21に示すPWM信号P1 によってデュ
ーティの制御がなされるので、ブラシレスモータ15の
各巻線15u〜15wの端子電圧Vu,Vv,Vwは図
21に示す波形になる。
In the three-phase bridge circuit 13, the three transistors 7, 9, 11 connected between the positive side DC power supply line 5 and the output terminals 14u, 14v, 14w correspond to the positive side switching elements, The three transistors 8, 10, 12 connected between the negative side DC power supply line 6 and the output terminals 14u, 14v, 14w correspond to negative side switching elements. When the transistors 7 to 12 are on / off controlled in a predetermined order, the brushless motor 15 has windings 15u to 15w of 120 degrees (electrical angle, the same applies hereinafter).
It is rotationally driven by successively energizing with a phase difference of. In this case, one transistor is 120
The duty is controlled by the PWM signal P1 shown in FIG. 21 during the ON / OFF cycle of 1 degree on and 240 degrees off, and therefore the terminal voltages Vu, Vv, Vw of the windings 15u to 15w of the brushless motor 15 are controlled. Has the waveform shown in FIG.

【0005】図22はPWM制御を伴わない場合の巻線
15uの端子電圧Vuおよび電流Iuの波形を示す。こ
の波形において、約60度(期間Ta )の区間に渡る傾
斜部分は巻線15uの誘起電圧、細長い正負パルスは三
相ブリッジ回路13の各トランジスタ7〜12と並列に
接続されたダイオードD1 〜D6 によるパルス電圧、ま
た、V0 は直流電源線5、6間に接続された抵抗分圧回
路16によって形成された基準電圧である。ここで、基
準電圧V0 は三相ブリッジ回路13の直流電源回路2の
電圧の2分の1に設定されている。この図22から、転
流タイミングは誘起電圧と基準電圧V0 とがクロスする
時点(以下、単にゼロクロス時点と称する)から約30
度遅れていることが理解される。
FIG. 22 shows the waveforms of the terminal voltage Vu and the current Iu of the winding 15u when the PWM control is not performed. In this waveform, a sloped portion extending over a section of about 60 degrees (period Ta) is an induced voltage of the winding 15u, and elongated positive and negative pulses are diodes D1 to D6 connected in parallel with the respective transistors 7 to 12 of the three-phase bridge circuit 13. Is a pulse voltage, and V0 is a reference voltage formed by the resistance voltage dividing circuit 16 connected between the DC power supply lines 5 and 6. Here, the reference voltage V0 is set to one half of the voltage of the DC power supply circuit 2 of the three-phase bridge circuit 13. From FIG. 22, the commutation timing is about 30 from the time when the induced voltage crosses the reference voltage V0 (hereinafter simply referred to as the zero crossing time).
It is understood that it is late.

【0006】前記端子電圧Vu,Vv,Vwは位置検出
手段としての位置信号回路17に設けられたコンパレー
タ18〜20によって前記基準電圧V0 と比較されるこ
とにより、ブラシレスモータ15が有するロータの位置
情報として図21に示すような端子電圧Vu〜Vwの1
80度区間認識用の基本波信号Vu´,Vv´,Vw´
に変換される。更にこれら基本波信号Vu´,Vv´,
Vw´が通電信号形成手段としての波形合成回路21に
与えられ、ここでPWM信号P1 との照合により正パル
ス成分のみの時間幅180度の連続方形波からなり且つ
互に120度の位相差を有する認識波形信号Ua,V
a,Waに変換される。この認識波形信号Ua,Va,
Waの開始点(立上り時点)および終了点(立下り時
点)はゼロクロス時点に一致している。
The terminal voltages Vu, Vv, Vw are compared with the reference voltage V0 by the comparators 18 to 20 provided in the position signal circuit 17 as position detecting means, whereby the position information of the rotor of the brushless motor 15 is obtained. 1 of the terminal voltages Vu to Vw as shown in FIG.
Fundamental wave signals Vu ', Vv', Vw 'for 80-degree section recognition
Is converted to. Further, these fundamental wave signals Vu ′, Vv ′,
Vw 'is applied to the waveform synthesizing circuit 21 as the energizing signal forming means, and by comparison with the PWM signal P1, it consists of continuous square waves with a time width of 180 degrees and a phase difference of 120 degrees from each other. Recognition waveform signals Ua, V having
a, Wa. This recognition waveform signal Ua, Va,
The starting point (starting point) and ending point (falling point) of Wa coincide with the zero-cross point.

【0007】更にこの波形合成回路21内では、これに
保有された第1および第2のタイマー機能のうち、第1
のタイマー機能によって前記3つの認識波形信号Ua,
Va,Waから時間幅Tbが各々60度をもつ6個の第
1の位相区分パターンX1 〜X6 を形成し、更に第2の
タイマー機能によって第1の各位相区分パターンX1〜
X6 の終点を起点とする時間幅が各々30度をもつ6個
の第2の位相区分パターンY1 〜Y6 を形成する。そし
て、波形合成回路21は、最終的に上記のような第2の
位相区分Y1 〜Y6 信号から図21に示す通電信号U
p,Un,Vp,Vn,Wp,Wnを合成する。
Further, in the waveform synthesizing circuit 21, of the first and second timer functions held therein, the first
The three recognition waveform signals Ua,
Six first phase division patterns X1 to X6 each having a time width Tb of 60 degrees are formed from Va and Wa, and further the first phase division patterns X1 to X6 are formed by the second timer function.
Six second phase division patterns Y1 to Y6 each having a time width of 30 degrees from the end point of X6 are formed. Then, the waveform synthesizing circuit 21 finally conducts the energization signal U shown in FIG. 21 from the second phase section Y1 to Y6 signals as described above.
p, Un, Vp, Vn, Wp, Wn are combined.

【0008】ここで、通電信号Up,Un,Vp,V
n,Wp,Wnの開始点は、第2の位相区分パターンY
1 〜Y6 の終点に一致しているので、ゼロクロス時点か
ら30度遅れた時点となり、従って、これら通電信号U
p,Un,Vp,Vn,Wp,Wnの位相パターンは、
三相ブリッジ回路13のトランジスタ7〜12に要求さ
れた転流タイミングパターンに一致することとなる。
Here, energization signals Up, Un, Vp, V
The starting points of n, Wp, and Wn are the second phase division pattern Y.
Since it coincides with the end points of 1 to Y6, it is a point delayed by 30 degrees from the zero cross point.
The phase pattern of p, Un, Vp, Vn, Wp, Wn is
This corresponds to the commutation timing pattern required for the transistors 7 to 12 of the three-phase bridge circuit 13.

【0009】一方、速度検出手段としての速度判定回路
22は、波形合成回路21からブラシレスモータ15の
回転速度検出信号として与えられた通電信号Wnと速度
指令信号Scとから速度偏差を判定し、その速度偏差に
対応したデューティ信号Sdを出力してこれをパルス幅
変調回路23に与える。このパルス幅変調回路23はP
WM信号P1 のデューティをデューティ信号Sdの大き
さに応じるように制御する。このようにデューティが制
御されたPWM信号P1 は駆動手段を構成するゲート回
路24の各ゲート部25,27,29によって前記通電
信号Up,Vp,Wp,と合成例えば論理積をとられな
がら三相ブリッジ回路13の正側トランジスタ7,9,
11のベースにベース制御信号として供給されてこれら
がPWM信号P1 のオンオフモードでオンオフ制御され
る。また、負側トランジスタ8,10,12のベースに
は前記通電信号Un,Vn,Wnのみがゲート部26,
28,30を介して供給されてPWMモードを伴わない
オンオフ制御がなされる。この結果、トランジスタ7〜
12が通電信号Up〜Wnにより図21に示すパターン
でオンオフ制御されることによってブラシレスモータ1
5が駆動を継続すると共に図21に示されるPWM信号
P1 によるデューティ制御によってその速度制御がなさ
れる。
On the other hand, the speed judgment circuit 22 as speed detection means judges the speed deviation from the energization signal Wn and the speed command signal Sc given as the rotation speed detection signal of the brushless motor 15 from the waveform synthesizing circuit 21, and the speed deviation is determined. The duty signal Sd corresponding to the speed deviation is output and given to the pulse width modulation circuit 23. This pulse width modulation circuit 23 has P
The duty of the WM signal P1 is controlled according to the magnitude of the duty signal Sd. The PWM signal P1 whose duty is controlled in this way is combined with the energizing signals Up, Vp, Wp by the respective gate parts 25, 27, 29 of the gate circuit 24 which constitutes the driving means, and, for example, is logically ANDed into three phases. Positive side transistors 7, 9 of the bridge circuit 13,
The base control signal 11 is supplied to the base 11 to be on / off controlled in the on / off mode of the PWM signal P1. Further, only the energization signals Un, Vn, Wn are applied to the gates 26,
It is supplied via 28 and 30, and ON / OFF control without PWM mode is performed. As a result, the transistors 7 to
12 is controlled by the energization signals Up to Wn in the pattern shown in FIG.
5 continues to drive, and its speed is controlled by the duty control by the PWM signal P1 shown in FIG.

【0010】ここで、PWM信号P1 のオンモードとは
そのパルス信号のハイレベルおよびロウレベルのうち、
トランジスタをオンさせるレベル(図21ではハイレベ
ルに設定)のモードをいい、オフモードとはトランジス
タをオフさせるレベル(同ロウレベルに設定)のモード
をいう。
Here, the ON mode of the PWM signal P1 is one of the high level and the low level of the pulse signal.
A mode in which the transistor is turned on (set to high level in FIG. 21) is referred to, and an off mode is a mode in which the transistor is turned off (set to the same low level).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】エアコンディショナで
は、その故障の原因として、冷媒漏れや四方弁の故障な
どの冷媒配管不良、室内外の熱交換器の送風装置の不
良、コンプレッサの不良等、様々な故障が考えられる。
使用者がこれらの故障を見付けることは困難で、通常は
そのまま運転が行われ、無駄な電力を消費したり、他の
部分の故障を誘発したりする。また、使用者が異常に気
付き、サービスマンを呼んだとしても、サービスマンが
異常箇所を発見するまでに時間がかかる。
In the air conditioner, the causes of the failure are as follows: refrigerant leakage such as refrigerant leakage and four-way valve failure; defective blower for indoor and outdoor heat exchangers; defective compressor; Various failures are possible.
It is difficult for the user to find these failures, and they are usually operated as they are, consuming wasteful power and inducing failures in other parts. Further, even if the user notices an abnormality and calls the service person, it takes time for the service person to find the abnormal portion.

【0012】一方、エアコンディショナの異常を判定す
る方法として、運転経過と室内温度との関係から異常を
判定することが考えられるが、これは異常箇所を見付け
るという点では精度の低いものとなる。また、エアコン
ディショナでは、異常が発生すると、ブラシレスモータ
の負荷トルクが通常範囲から外れること、およびブラシ
レスモータでは電流と負荷トルクとに一定の関係がある
ことを利用して、その直流電源線に電流検出回路を設
け、その検出電流により負荷トルクを算定し、異常判定
することが考えられるが、これでは電流検出回路を設け
ねばならずコスト高となる。
On the other hand, as a method for judging the abnormality of the air conditioner, it is possible to judge the abnormality from the relation between the operation progress and the room temperature, but this is low in terms of finding the abnormal portion. . In the air conditioner, when an abnormality occurs, the load torque of the brushless motor deviates from the normal range, and in the brushless motor, there is a certain relationship between the current and the load torque. It is possible to provide a current detection circuit and calculate a load torque based on the detected current to determine an abnormality. However, this requires a current detection circuit, resulting in high cost.

【0013】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、モータの回転位置に対応した負荷トル
ク情報を得、その負荷トルクの大きさと負荷トルクの変
動の大きさとにより異常を判定することにより、異常が
生じた場合にこれを早期に検出でき、しかも電流検出回
路を設けずとも負荷トルク情報を得ることができ、更に
異常箇所の判定を精度良く行うことができるインバータ
装置およびエアコンディショナを提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to obtain load torque information corresponding to the rotational position of a motor, and determine an abnormality depending on the magnitude of the load torque and the magnitude of the fluctuation of the load torque. By making a determination, when an abnormality occurs, this can be detected early, and load torque information can be obtained without providing a current detection circuit, and an abnormal location can be accurately determined. To provide air conditioner.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインバータ装置は、モータが有する複数相の
巻線に順次通電するための、並列にダイオードを有する
複数のスイッチング素子からなるスイッチング回路と、
前記モータが有するロータの位置情報を得る位置検出手
段と、前記位置情報に基づいて所定の転流タイミングに
対応した通電信号を得る通電信号形成手段と、前記通電
信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動する駆動手
段と、前記スイッチング素子の転流時に、前記巻線の蓄
積エネルギーの放出による前記ダイオードの通電時間を
検出し、この検出時間をスイッチング素子の転流時間と
する転流時間検出手段と、前記位置情報と転流時間とに
基づいて前記ロータの回転位置に対応した負荷トルク情
報を得るトルク検出手段と、前記負荷トルク情報に基づ
いて異常を判定する異常判定手段とを設けたものであ
る。
In order to achieve the above object, the inverter device of the present invention is a switching device having a plurality of switching elements having diodes in parallel for sequentially energizing windings of a plurality of phases of a motor. Circuit,
Position detecting means for obtaining position information of the rotor of the motor, energization signal forming means for obtaining energization signal corresponding to a predetermined commutation timing based on the position information, and driving the switching element based on the energization signal Drive means for, and during the commutation of the switching element, to detect the energization time of the diode due to the release of the stored energy of the winding, the commutation time detection means for the detection time as the commutation time of the switching element, Torque detection means for obtaining load torque information corresponding to the rotational position of the rotor based on the position information and commutation time, and abnormality determination means for determining abnormality based on the load torque information are provided. .

【0015】この場合、位置検出手段は、巻線の端子電
圧と基準電圧とを比較し、その比較結果により位置情報
を得る構成とすることができ、転流時間検出手段は、ダ
イオードの通電状態を、巻線の端子電圧と基準電圧との
比較により検出する構成とすることができる。また、異
常判定手段が異常と判定したとき、モータへの通電を停
止する手段を設けることが好ましい。
In this case, the position detecting means may be configured so as to compare the terminal voltage of the winding with the reference voltage and obtain position information based on the comparison result. Can be detected by comparing the terminal voltage of the winding with a reference voltage. Further, it is preferable to provide a means for stopping energization of the motor when the abnormality determining means determines that the abnormality has occurred.

【0016】本発明のエアコンディショナは、コンプレ
ッサ、室外側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換器を冷
媒通路により接続したヒートポンプを備え、コンプレッ
サのモータを上記のインバータ装置によって制御するこ
とを特徴とするものである。
The air conditioner of the present invention comprises a heat pump in which a compressor, an outdoor heat exchanger, a pressure reducing device, and an indoor heat exchanger are connected by a refrigerant passage, and the motor of the compressor is controlled by the above inverter device. It is a feature.

【0017】この場合、異常判定手段は、負荷トルク情
報から負荷トルクの大きさと負荷トルクの変動の大きさ
とを判断し、負荷トルクが小さく、負荷トルクの変動が
小さいとき、冷媒通路の異常と判定し、負荷トルクが小
さく、負荷トルクの変動が小さいとき、冷媒通路の異常
と判定し、負荷トルクが大きく、負荷トルクの変動が大
きいとき、コンプレッサの異常と判定することができ
る。また、本発明のエアコンディショナでは、異常判定
手段の異常判定結果を報知する手段を設けることができ
る。
In this case, the abnormality judging means judges the magnitude of the load torque and the magnitude of the fluctuation of the load torque from the load torque information, and when the load torque is small and the fluctuation of the load torque is small, it is judged that the refrigerant passage is abnormal. However, when the load torque is small and the fluctuation of the load torque is small, it can be judged that the refrigerant passage is abnormal, and when the load torque is large and the fluctuation of the load torque is large, it can be judged that the compressor is abnormal. Further, the air conditioner of the present invention can be provided with means for informing the abnormality determination result of the abnormality determination means.

【0018】[0018]

【作用】ロータが一定の速度で回転しているとき、モー
タの負荷トルクが大きくなると、巻線電流が増大し、該
巻線の蓄積エネルギーが増加する。このため、スイッチ
ング素子の転流時において、巻線に蓄積されたエネルギ
ーの放出に要する時間が長くなる。このとき、巻線の蓄
積エネルギーの放出により流れる電流はダイオードを通
って巻線に還流するので、ダイオードの通電時間と負荷
トルクとは一定の関係を有することとなる。
When the rotor rotates at a constant speed and the load torque of the motor increases, the winding current increases and the energy stored in the winding increases. Therefore, when commutating the switching element, the time required to release the energy accumulated in the winding becomes long. At this time, the current flowing due to the release of the accumulated energy in the winding returns to the winding through the diode, so that the energization time of the diode and the load torque have a constant relationship.

【0019】従って、上記手段を採用した本発明のイン
バータ装置によれば、転流時のダイオードの通電時間す
なわち転流時間を検出し、この転流時間とロータの位置
情報とからロータの回転位置に応じた負荷トルク情報を
得るので、異常が発生した場合、その負荷トルク情報に
基づいてその異常を早期に検出することができる。
Therefore, according to the inverter device of the present invention which employs the above means, the energization time of the diode at the time of commutation, that is, the commutation time is detected, and the rotational position of the rotor is detected from this commutation time and the position information of the rotor. Since the load torque information according to is obtained, when an abnormality occurs, the abnormality can be detected early based on the load torque information.

【0020】この場合、巻線の端子電圧と基準電圧とを
比較し、その比較結果によりロータの位置情報を得る構
成とすることにより、位置検出センサを設ける必要がな
くなる。また、ダイオードの通電状態を巻線の端子電圧
と基準電圧との比較により検出する構成とした場合に
は、電流検出回路を設けずともダイオードの通電状態を
検出できる。更に、異常判定手段が異常と判定したと
き、モータへの通電を停止する構成とすることにより、
異常状態のままモータの運転が継続されることがない。
In this case, by comparing the terminal voltage of the winding with the reference voltage and obtaining the position information of the rotor based on the comparison result, it is not necessary to provide a position detection sensor. Further, when the diode energization state is detected by comparing the terminal voltage of the winding with the reference voltage, the diode energization state can be detected without providing a current detection circuit. Furthermore, when the abnormality determining means determines that there is an abnormality, the power supply to the motor is stopped so that
The motor will not continue to operate in an abnormal state.

【0021】従って、上述のようなインバータ装置によ
りコンプレッサのモータが制御される本発明のエアコン
ディショナでは、異常が発生した場合、これを早期に検
出し、冷暖房運転を停止させることができる。また、負
荷トルクの大きさと負荷トルクの変動の大きさとから、
冷媒通路、室内外の熱交換器の送風装置の不良、コンプ
レッサの不良と判定する構成とした場合には、異常箇所
を発見し易くなる。
Therefore, in the air conditioner of the present invention in which the compressor motor is controlled by the above-described inverter device, when an abnormality occurs, it can be detected early and the cooling / heating operation can be stopped. Also, from the magnitude of the load torque and the magnitude of the fluctuation of the load torque,
If it is determined that the refrigerant passage, the blower of the indoor / outdoor heat exchanger are defective, or the compressor is defective, it is easy to find the abnormal portion.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明をエアコンディショナに適用し
た一実施例につき図1〜図16を参照しながら説明する
が、図20と同一部分に同一符号を付して異なる部分に
ついてのみ説明する。図3には、コンプレッサのモータ
としてブラシレスモータを採用したエアコンディショナ
が示されている。同図において、ヒートポンプ31のコ
ンプレッサ32は、圧縮部33とブラシレスモータ15
を同一の鉄製密閉容器34内に収容して構成され、ブラ
シレスモータ15のロータシャフトが圧縮部33に連結
されている。コンプレッサ32、四方弁35、室内側熱
交換器36、減圧装置37、室外側熱交換器38は冷媒
通路たるパイプにより閉ループとなるように接続されて
いる。なお、この実施例では、ブラシレスモータ15の
ロータが有する界磁用永久磁石は4極のものとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to an air conditioner will be described below with reference to FIGS. 1 to 16. The same parts as those in FIG. 20 are designated by the same reference numerals and only different parts will be described. . FIG. 3 shows an air conditioner that employs a brushless motor as a compressor motor. In the figure, the compressor 32 of the heat pump 31 includes a compression unit 33 and a brushless motor 15.
Are housed in the same iron airtight container 34, and the rotor shaft of the brushless motor 15 is connected to the compression portion 33. The compressor 32, the four-way valve 35, the indoor heat exchanger 36, the pressure reducing device 37, and the outdoor heat exchanger 38 are connected by a pipe serving as a refrigerant passage so as to form a closed loop. In this embodiment, the rotor of the brushless motor 15 has a four-pole field magnet.

【0023】暖房時には、四方弁35は実線で示す状態
にあり、コンプレッサ32の圧縮部33で圧縮された高
温冷媒は、四方弁35から室内側熱交換器36に供給さ
れて凝縮し、その後、減圧装置37で減圧され、低温と
なって室外側熱交換器38に流れ、ここで蒸発してコン
プレッサ32へと戻る。冷房時には、四方弁35は破線
で示す状態に切り替えられる。このため、コンプレッサ
32の圧縮部33で圧縮された高温冷媒は、四方弁35
から室外側熱交換器38に供給されて凝縮し、その後、
減圧装置37で減圧され、低温となって室内側熱交換器
36に流れ、ここで蒸発してコンプレッサ32へと戻
る。そして、室内側、室外側の各熱交換器36,38に
はそれぞれ送風装置39,40から風が送られるように
なっていて、その送風により各熱交換器39,40と室
内空気、室外空気の熱交換が効率良く行われるように構
成されている。
At the time of heating, the four-way valve 35 is in the state shown by the solid line, and the high-temperature refrigerant compressed by the compression section 33 of the compressor 32 is supplied from the four-way valve 35 to the indoor heat exchanger 36 and condensed, and thereafter, It is decompressed by the decompression device 37, becomes a low temperature, flows to the outdoor heat exchanger 38, evaporates there, and returns to the compressor 32. At the time of cooling, the four-way valve 35 is switched to the state shown by the broken line. Therefore, the high-temperature refrigerant compressed by the compression unit 33 of the compressor 32 is
Is supplied to the outdoor heat exchanger 38 to condense and then
It is decompressed by the decompression device 37, becomes a low temperature, flows into the indoor heat exchanger 36, evaporates there, and returns to the compressor 32. Air is blown from the air blowers 39 and 40 to the heat exchangers 36 and 38 on the indoor side and the outdoor side, respectively, and the heat blows from the heat exchangers 39 and 40 to the indoor air and the outdoor air, respectively. Is configured so that the heat exchange can be efficiently performed.

【0024】ここで、コンプレッサ32、四方弁35、
減圧装置37、室外側熱交換器38および送風装置40
は室外機41として構成され、室内側熱交換器36およ
び送風装置39は室内機42として構成されている。室
内機42にはエアコンディショナ全体を統括制御するマ
イクロコンピュータ43、冷房、暖房、除湿等の運転の
選択、温度の設定等を行うための操作部44、選択され
た運転、設定された温度等の表示を行う表示部45が設
けられている。そして、室外機42と室内機41とは通
信線46により接続されている。
Here, the compressor 32, the four-way valve 35,
Pressure reducing device 37, outdoor heat exchanger 38, and air blower 40
Is configured as an outdoor unit 41, and the indoor heat exchanger 36 and the air blower 39 are configured as an indoor unit 42. The indoor unit 42 has a microcomputer 43 for overall control of the air conditioner, an operation unit 44 for selecting operations such as cooling, heating, dehumidification, etc., temperature setting, etc., selected operations, set temperatures, etc. A display unit 45 for displaying is displayed. The outdoor unit 42 and the indoor unit 41 are connected by a communication line 46.

【0025】このようなエアコンディショナのブラシレ
スモータ15は図1に示すインバータ装置47により制
御される。なお、このインバータ装置47は室外機41
に設けられている。インバータ装置のマイクロコンピュ
ータ48は通電手段形成手段として機能し、図20に示
された従来のインバータ装置の波形合成回路21と同等
の通電信号形成機能を有する他、選択信号形成手段とし
ても機能し、図2に示すように、通電信号Up,Un,
Vp,Vn,Wp,Wnの切替わり時に変化、すなわち
ハイ(H)・ロウ(L)のレベル関係が反転する選択信
号Spを形成するようになっている。
The brushless motor 15 of such an air conditioner is controlled by the inverter device 47 shown in FIG. In addition, this inverter device 47 is used for the outdoor unit 41.
It is provided in. The microcomputer 48 of the inverter device functions as energizing means forming means, has an energizing signal forming function equivalent to that of the waveform synthesizing circuit 21 of the conventional inverter device shown in FIG. 20, and also functions as selection signal forming means. As shown in FIG. 2, the energization signals Up, Un,
A selection signal Sp that changes at the time of switching between Vp, Vn, Wp, and Wn, that is, the level relationship between high (H) and low (L) is inverted is formed.

【0026】選択信号Spは正側トランジスタ7,9,
11間で転流が生じた場合には、そのときにオン期間に
ある負側トランジスタをPWM信号P1 のオンオフモー
ドに従いオンオフ制御すると共に、負側トランジスタ
8,10,12間で転流が生じた場合には、そのときに
オン期間にある正側トランジスタをPWM信号P1 のオ
ンオフモードに従いオンオフ制御するためのもので、正
側トランジスタ7,9,11間で転流が生ずる場合に
は、ロウレベルからハイレベルに反転し、負側トランジ
スタ8,10,12間で転流が生ずる場合には、ハイレ
ベルからロウレベルに反転する。
The selection signal Sp is the positive side transistors 7, 9,
When commutation occurs between 11 and 11, the negative side transistor in the ON period at that time is controlled to be turned on and off according to the ON / OFF mode of the PWM signal P1, and commutation occurs between the negative side transistors 8, 10 and 12. In this case, the positive side transistor in the ON period at that time is controlled to be turned on / off in accordance with the ON / OFF mode of the PWM signal P1. When commutation occurs between the positive side transistors 7, 9 and 11, the low level is changed from the low level. When it is inverted to the high level and commutation occurs between the negative side transistors 8, 10 and 12, it is inverted from the high level to the low level.

【0027】そして、選択信号Spは、図1に示すよう
に、駆動手段としてのゲート回路49のオア回路50に
与えられると共に、ノット回路51により反転されてオ
ア回路52に与えられ、それら両オア回路50,52に
よりPWM信号P1 と論理和をとられながら各ゲート部
25〜30に与えられる。また、通電信号Up,Un,
Vp,Vn,Wp,Wnは各ゲート部25〜30に与え
られ、ここでオア回路50,52の出力信号と論理積を
とられながら三相ブリッジ回路13の各トランジスタ7
〜12のベースにベース制御信号として与えられる。
As shown in FIG. 1, the selection signal Sp is given to the OR circuit 50 of the gate circuit 49 as a driving means, inverted by the NOT circuit 51 and given to the OR circuit 52. The signals are applied to the respective gate sections 25 to 30 while being ORed with the PWM signal P1 by the circuits 50 and 52. In addition, energization signals Up, Un,
Vp, Vn, Wp, and Wn are given to the respective gate parts 25 to 30. Here, each of the transistors 7 of the three-phase bridge circuit 13 is logically ANDed with the output signals of the OR circuits 50 and 52.
It is given as a base control signal to the bases of ~ 12.

【0028】ここで、選択信号Spがロウレベルにある
ときには、正側トランジスタ7,9,11に対応するオ
ア回路50はPWM信号P1 と同一モードでハイレベル
およびロウレベルの両信号を繰り返し出力し、負側トラ
ンジスタ8,10,12に対応するオア回路52は常時
ハイレベル信号を出力するから、実質的に正側トランジ
スタ7,9,11はPWM信号P1 および通電信号U
p,Vp,Wpによりオンオフ制御され、負側トランジ
スタ8,10,12は通電信号Un,Vn,Wnにより
オンオフ制御されることとなる。
Here, when the selection signal Sp is at the low level, the OR circuit 50 corresponding to the positive side transistors 7, 9 and 11 repeatedly outputs both the high level signal and the low level signal in the same mode as the PWM signal P1. Since the OR circuit 52 corresponding to the side transistors 8, 10 and 12 always outputs a high level signal, the positive side transistors 7, 9 and 11 are substantially the PWM signal P1 and the energization signal U.
On / off control is performed by p, Vp, Wp, and the negative side transistors 8, 10, 12 are on / off controlled by energization signals Un, Vn, Wn.

【0029】選択信号Spがハイレベルにあるときに
は、オア回路50,52は上述とは逆の出力状態となる
から、実質的に正側トランジスタ7,9,11は通電信
号Up,Vp,Wpによりオンオフ制御され、負側トラ
ンジスタ8,10,12はPWM信号P1 および通電信
号Un,Vn,Wnによりオンオフ制御されることとな
る。このようにして正側トランジスタ7,9,11およ
び負側トランジスタ8,10,12が交互にPWM信号
P1 のオンオフモードによってオンオフ制御される結
果、端子電圧Vu,Vv,Vw、および基本波信号Vu
´,Vv´,Vw´は図2に示す波形となる。
When the selection signal Sp is at the high level, the OR circuits 50 and 52 are in the output state opposite to the above, so that the positive side transistors 7, 9 and 11 are substantially driven by the energization signals Up, Vp and Wp. On / off control is performed, and the negative side transistors 8, 10 and 12 are on / off controlled by the PWM signal P1 and the energization signals Un, Vn and Wn. In this way, the positive side transistors 7, 9, 11 and the negative side transistors 8, 10, 12 are alternately on / off controlled by the on / off mode of the PWM signal P1, as a result, the terminal voltages Vu, Vv, Vw, and the fundamental wave signal Vu.
′, Vv ′, and Vw ′ have the waveforms shown in FIG.

【0030】また、前記マイクロコンピュータ48はス
イッチング用トランジスタ7〜12の転流時にその転流
時間を検出し、その転流時間からブラシレスモータ15
の負荷トルク情報を得るように構成されている。この実
施例では、その転流時間をスイッチング用トランジスタ
7〜12と並列接続されているダイオードD1 〜D6の
通電時間を計測することにより検出するように構成され
ている。このように、ダイオードD1 〜D6 の通電時間
を計測することにより転流時間を検出でき、その転流時
間の変化から負荷トルクの変動を検出できる理由は次の
通りである。
Further, the microcomputer 48 detects the commutation time of the switching transistors 7 to 12 during commutation, and from the commutation time, the brushless motor 15 is detected.
Is configured to obtain the load torque information of In this embodiment, the commutation time is detected by measuring the energization time of the diodes D1 to D6 connected in parallel with the switching transistors 7 to 12. In this way, the commutation time can be detected by measuring the energization time of the diodes D1 to D6, and the change in the load torque can be detected from the change in the commutation time for the following reason.

【0031】すなわち、ブラシレスモータ15が一定速
度で回転しているとき、負荷トルクが変動してロータの
回転速度が変化すると、巻線15u,15v,15wに
流れる電流が変化し、その蓄積エネルギーが変化する。
このため、スイッチング用トランジスタ7〜12の転流
時において、巻線15u,15v,15wに蓄積された
エネルギーの放出に要する時間(転流時間)が変化す
る。このとき、巻線15u,15v,15wの蓄積エネ
ルギーの放出により流れる電流はダイオードD1〜D6
を通って巻線に還流するので、ダイオードD1 〜D6 の
通電時間を検出することによりスイッチング用トランジ
スタ7〜12の転流時間を検出することができると共
に、その転流時間と負荷トルクとは一定の関係を有する
こととなるので、転流時間の変化により負荷トルクの変
動を検出できるものである。
That is, when the brushless motor 15 is rotating at a constant speed and the load torque fluctuates to change the rotation speed of the rotor, the current flowing through the windings 15u, 15v, 15w changes and the stored energy is changed. Change.
Therefore, the time (commutation time) required to release the energy accumulated in the windings 15u, 15v, and 15w changes during the commutation of the switching transistors 7 to 12. At this time, the current flowing due to the release of the accumulated energy in the windings 15u, 15v, 15w is the diodes D1 to D6.
Since it is returned to the winding through the winding, the commutation time of the switching transistors 7 to 12 can be detected by detecting the energization time of the diodes D1 to D6, and the commutation time and the load torque are constant. Therefore, the load torque fluctuation can be detected by the change in commutation time.

【0032】ちなみに、図4および図5にブラシレスモ
ータ15の回転速度、巻線15u,15v,15wへの
印加電圧、ダイオードD1 〜D6 の通電時間(転流時
間)、負荷トルクの関係を実験により求めた結果を示
す。なお、印加電圧は直流電源回路2の出力電圧とPW
M信号P1 のデューティとの積である。この図4および
図5から転流時間と負荷トルクとは一定の関係を有する
ことが理解される。また、回転数一定の条件のもとで、
転流時間を検出することにより、負荷トルクの大きさを
判断できることが理解される。
By the way, the relationship between the rotation speed of the brushless motor 15, the voltage applied to the windings 15u, 15v, 15w, the energization time (commutation time) of the diodes D1 to D6, and the load torque is shown in FIGS. The results obtained are shown below. The applied voltage depends on the output voltage of the DC power supply circuit 2 and PW.
It is the product of the M signal P1 and the duty. It is understood from FIGS. 4 and 5 that the commutation time and the load torque have a constant relationship. Also, under the condition that the rotation speed is constant,
It is understood that the magnitude of the load torque can be determined by detecting the commutation time.

【0033】この実施例では、ダイオードD1 〜D6 が
通電中にあることの認識は巻線15u,15v,15w
の端子電圧Vu,Vv,Vwと基準電圧V0 との比較に
より行うようにしている。ここで、ダイオードD1 〜D
6 が通電中にあることを、巻線15u,15v,15w
の端子電圧Vu,Vv,Vwと基準電圧V0 との比較結
果である基本波信号Vu´,Vv´,Vw´によって認
識できる理由を説明する。
In this embodiment, it is recognized that the diodes D1 to D6 are energized by the windings 15u, 15v, 15w.
The terminal voltages Vu, Vv, and Vw are compared with the reference voltage V0. Here, the diodes D1 to D
Winding 15u, 15v, 15w that 6 is energized
The reason why it can be recognized by the fundamental wave signals Vu ′, Vv ′, Vw ′, which are the comparison results of the terminal voltages Vu, Vv, Vw and the reference voltage V0, will be described.

【0034】ダイオードD1 〜D6 が通電中にある場合
の基本波信号Vu´,Vv´,Vw´のレベルは、転流
するトランジスタによって異なる。図11〜図13は負
側トランジスタ8,10,12のいずれかがオン期間に
あるとき、正側トランジスタ7,9,11のうち2つの
トランジスタ間で転流が行われる場合(図2の第2の位
相区分パターンY1 ,Y3 ,Y5 の終了時点)の一例と
して、第2の位相区分パターンY3 の終了時点での転
流、すなわち負側トランジスタ12がオン期間にあると
き、正側トランジスタ7のオン期間が終了(オフ期間が
開始)し、正側トランジスタ9のオン期間が開始される
場合を例に取って示しており、図11は転流前、図12
は転流中、図13は転流後を示す。
The levels of the fundamental wave signals Vu ', Vv' and Vw 'when the diodes D1 to D6 are energized differ depending on the commutated transistors. 11 to 13 show a case where commutation is performed between two transistors of the positive side transistors 7, 9 and 11 when any of the negative side transistors 8, 10 and 12 is in the ON period (see FIG. 2). 2) of the phase division patterns Y1, Y3, Y5), the commutation at the end of the second phase division pattern Y3, that is, when the negative side transistor 12 is in the ON period, 12 shows an example in which the ON period ends (the OFF period starts) and the ON period of the positive side transistor 9 starts, and FIG.
Shows during commutation, and FIG. 13 shows after commutation.

【0035】図11の転流前(トランジスタ7がPWM
信号P1 によりオンオフ制御され、トランジスタ12は
オン状態のまま)、PWM信号P1 によるトランジスタ
7のオン時には、矢印A1 で示すように、正側直流電源
線5→トランジスタ7→巻線15u→巻線15w→トラ
ンジスタ12→負側直流電源線6の経路で電流が流れ
る。PWM信号P1 によるトランジスタ7のオフ時に
は、矢印A2 で示すように、巻線15u,15wの蓄積
エネルギーの放出による電流が巻線15u→巻線15w
→トランジスタ12→負側直流電源線6→ダイオードD
2 →巻線15uの経路で流れる。
Before commutation in FIG. 11 (transistor 7 is PWM
(ON / OFF control is performed by the signal P1 and the transistor 12 remains ON). When the transistor 7 is turned on by the PWM signal P1, the positive side DC power supply line 5 → transistor 7 → winding 15u → winding 15w as shown by an arrow A1. → Current flows through the path of the transistor 12 → the negative side DC power supply line 6. When the transistor 7 is turned off by the PWM signal P1, as shown by an arrow A2, the current due to the discharge of the stored energy in the windings 15u and 15w is changed from the winding 15u to the winding 15w.
→ Transistor 12 → Negative side DC power supply line 6 → Diode D
2 → It flows in the route of winding 15u.

【0036】トランジスタ7がオフ期間に入り、トラン
ジスタ9がオン期間に入ることにより転流が開始される
と(トランジスタ12がPWM信号P1 によりオンオフ
制御され、トランジスタ9はオン状態のまま)、PWM
信号P1 によるトランジスタ12のオン時には、直流電
源回路2の電圧印加により、図12(a)に矢印A3で
示すように、正側直流電源線5→トランジスタ9→巻線
15v→巻線15w→トランジスタ12→負側直流電源
線6の経路で新たな電流が流れ始めると共に、この転流
開始の直前まで通電期間にあった巻線15uの蓄積エネ
ルギーの放出による電流が図11の矢印A2 で示す経路
と同じ経路で流れる。
When the transistor 7 enters the off period and the transistor 9 enters the on period to start commutation (the transistor 12 is on / off controlled by the PWM signal P1 and the transistor 9 remains in the on state), the PWM
When the transistor 12 is turned on by the signal P1, the DC power supply circuit 2 applies a voltage to the positive DC power supply line 5 → transistor 9 → winding 15v → winding 15w → transistor as shown by an arrow A3 in FIG. 12-> A new current starts to flow in the path of the negative side DC power supply line 6, and the current due to the release of the stored energy of the winding 15u that was in the energization period immediately before the start of this commutation is the path shown by the arrow A2 in FIG. It flows in the same route as.

【0037】PWM信号P1 によるトランジスタ12の
オフ時には、図12(b)に矢印A4 で示すように、巻
線15v,15wの蓄積エネルギーの放出による電流が
巻線15v→巻線15w→ダイオードD5 →正側直流電
源線5→トランジスタ9→巻線15vの経路で流れると
共に、矢印A5 で示すように、巻線15uの蓄積エネル
ギーの放出による電流が巻線15u→巻線15w→ダイ
オードD5 →正側直流電源線5→平滑用コンデンサ4b
→ダイオードD2 →巻線15uの経路で流れる。そし
て、矢印A5 で示す経路を流れる電流は巻線15uの蓄
積エネルギーの放出により次第に減少し、その電流がゼ
ロとなったところで転流が終了する。
When the transistor 12 is turned off by the PWM signal P1, as shown by an arrow A4 in FIG. 12 (b), the current due to the release of the accumulated energy in the windings 15v and 15w is winding 15v → winding 15w → diode D5 → The current flows through the path of the positive side DC power supply line 5 → transistor 9 → winding 15v, and as shown by the arrow A5, the current due to the release of accumulated energy in the winding 15u is winding 15u → winding 15w → diode D5 → the positive side. DC power line 5 → smoothing capacitor 4b
→ Diode D2 → It flows in the route of winding 15u. Then, the current flowing through the path indicated by arrow A5 gradually decreases due to the release of the accumulated energy of the winding 15u, and the commutation ends when the current becomes zero.

【0038】転流後は、図13で示すようにPWM信号
P1 によるトランジスタ12のオン時には、図12
(a)に矢印A3 で示す経路と同じ経路で電流が流れ、
PWM信号P1 によるトランジスタ12のオフ時には、
図12(b)に矢印A4 で示す経路と同じ経路で電流が
流れる。
After the commutation, when the transistor 12 is turned on by the PWM signal P1 as shown in FIG.
In (a), the current flows through the same route as shown by the arrow A3,
When the transistor 12 is turned off by the PWM signal P1,
A current flows through the same path as the path indicated by arrow A4 in FIG.

【0039】このような転流時期におけるPWM信号P
1 、端子電圧Vuおよび基本波信号Vu´を図14に示
す。なお、図14において、tsは転流開始時、teは
転流終了時を示し、同図(a)はPWM信号P1 がハイ
レベル状態(トランジスタ12のオン)にあるときに転
流が終了した場合、(b)はPWM信号P1 がロウレベ
ル状態(トランジスタ12のオフ)にあるときに転流が
終了した場合を示す。tsからteまでの転流中、巻線
15uの端子電圧Vuは、ダイオード12のオン・オフ
いずれの状態でもダイオードD2 が導通している(図1
2の矢印A2 、A5 参照)ことにより負側直流電源線6
の電位のまま維持される。そして、トランジスタ9がオ
ンのままにあることにより、PWM信号P1 がハイレベ
ル状態にあるとき転流が終了すると、端子電圧Vuには
誘起電圧が現れ、PWM信号P1がロウレベル状態にあ
るとき転流が終了すると、端子電圧Vuには正側直流電
源線5の電圧が現れる。
The PWM signal P at such commutation timing
14, the terminal voltage Vu and the fundamental wave signal Vu 'are shown in FIG. In FIG. 14, ts indicates the start of commutation and te indicates the end of commutation. In FIG. 14A, the commutation ends when the PWM signal P1 is in the high level state (transistor 12 is on). In case (b), the commutation ends when the PWM signal P1 is in the low level state (transistor 12 is off). During the commutation from ts to te, the terminal voltage Vu of the winding 15u causes the diode D2 to conduct when the diode 12 is on or off (FIG. 1).
(See arrows A2 and A5 in 2).
It is maintained at the potential of. Then, when the commutation ends when the PWM signal P1 is in the high level state because the transistor 9 remains on, an induced voltage appears in the terminal voltage Vu, and when the PWM signal P1 is in the low level state, the commutation is performed. When is finished, the voltage of the positive side DC power supply line 5 appears in the terminal voltage Vu.

【0040】しかし、転流に要する時間は短く、転流は
誘起電圧が基準電圧V0 を越えている間に終了するか
ら、端子電圧Vuと基準電圧V0 との比較結果である基
本波信号Vu´は、PWM信号P1 のレベルとは関係な
く、転流が終了するとハイレベルに変化する。従って、
転流開始時ts(通電信号Up,Vpの切り替え時点)
から基本波信号Vu´がロウレベルにある間を転流中の
期間と認識でき、その期間の時間を計測することによ
り、転流時間を検出することができるものである。以上
は第2の位相区分パターンY3 の終了時点での転流につ
き説明したが、第2の位相区分パターンY1 およびY5
の終了時点での転流中にあることの認識は同様にして転
流開始時点から基本波信号Vw´およびVv´がロウレ
ベルにある間を転流期間と認識でき、その期間の時間計
測により転流時間を検出できるものである。
However, since the time required for commutation is short and the commutation ends while the induced voltage exceeds the reference voltage V0, the fundamental wave signal Vu 'which is the result of comparison between the terminal voltage Vu and the reference voltage V0. Changes to a high level when the commutation ends, regardless of the level of the PWM signal P1. Therefore,
Commutation start time ts (switching of energization signals Up and Vp)
From this, it can be recognized that the period when the fundamental wave signal Vu ′ is at the low level is the period during commutation, and the commutation time can be detected by measuring the time during that period. Although the commutation at the end of the second phase division pattern Y3 has been described above, the second phase division patterns Y1 and Y5 are described.
In the same way, it is possible to recognize that the commutation is in progress at the end point of the time period from the start time of the commutation to the time period during which the fundamental wave signals Vw ′ and Vv ′ are at the low level as the commutation period. The flow time can be detected.

【0041】一方、図15および図16は正側トランジ
スタ7,9,11のいずれかがオン期間にあるとき、負
側トランジスタ8,10,12のうち2つのトランジス
タ間で転流が行われる場合(図2の第2の位相区分パタ
ーンY2 ,Y4 ,Y6 )の一例として、第2の位相区分
パターンY4 の終了時点での転流、すなわち正側トラン
ジスタ9がオン期間にあるとき、負側トランジスタ12
のオン期間が終了(オフ期間が開始)し負側トランジス
タ8のオン期間が開始される場合を例に取って示してお
り、転流前の状態は図13と同一の状態であるから図示
を省略し、図15に転流中、図16に転流後の状態を示
す。
On the other hand, FIGS. 15 and 16 show a case where commutation is performed between two transistors of the negative side transistors 8, 10, 12 when any of the positive side transistors 7, 9, 11 is in the ON period. As an example of (the second phase division pattern Y2, Y4, Y6 in FIG. 2), commutation at the end of the second phase division pattern Y4, that is, when the positive side transistor 9 is in the ON period, the negative side transistor 12
The on-state of FIG. 13 ends (the off-period starts) and the on-state of the negative-side transistor 8 starts. The state before commutation is the same as in FIG. It is omitted and FIG. 15 shows a state during commutation and FIG. 16 shows a state after commutation.

【0042】転流前は図13に示すように、PWM信号
P1 によるトランジスタ12のオン時には、矢印A3 の
経路で電流が流れ、PWM信号P1 によるトランジスタ
12のオフ時には、矢印A4 の経路で電流が流れる。
Before commutation, as shown in FIG. 13, when the transistor 12 is turned on by the PWM signal P1, current flows through the path of arrow A3, and when the transistor 12 is turned off by the PWM signal P1, current is passed through the path of arrow A4. Flowing.

【0043】トランジスタ12がオフ期間に入り、トラ
ンジスタ8がオン期間に入ることにより転流が開始され
ると(トランジスタ9がPWM信号P1 によりオンオフ
制御され、トランジスタ8はオン状態のまま)、PWM
信号P1 によるトランジスタ9のオン時には、直流電源
回路2の電圧印加により、図15(a)に矢印A6 で示
すように、正側直流電源線5→トランジスタ9→巻線1
5v→巻線15u→トランジスタ8→負側直流電源線6
の経路で新たな電流が流れ始めると共に、巻線15wの
蓄積エネルギーの放出による電流が図13の矢印A4 で
示す経路と同じ経路で流れる。
When the commutation is started by the transistor 12 entering the off period and the transistor 8 entering the on period (the transistor 9 is on / off controlled by the PWM signal P1 and the transistor 8 remains in the on state), the PWM
When the transistor 9 is turned on by the signal P1, the DC power supply circuit 2 applies a voltage to the positive DC power supply line 5 → transistor 9 → winding 1 as shown by an arrow A6 in FIG.
5v → winding 15u → transistor 8 → negative side DC power supply line 6
While a new current starts to flow in the path of, the current due to the release of the stored energy of the winding 15w flows in the same path as the path indicated by the arrow A4 in FIG.

【0044】PWM信号P1 によるトランジスタ9のオ
フ時には、図15(b)に矢印A7で示すように、巻線
15v,15uの蓄積エネルギーの放出による電流が巻
線15v→巻線15u→トランジスタ8→負側直流電源
線6→ダイオードD4 →巻線15vの経路で流れると共
に、矢印A8 で示すように、巻線15wの蓄積エネルギ
ーの放出による電流が巻線15w→ダイオードD5 →正
側直流電源線5→平滑用コンデンサ4b→負側直流電源
線6→ダイオードD4 →巻線15v→巻線15wの経路
で流れる。そして、矢印A8 で示す経路を流れる電流は
巻線15wの蓄積エネルギーの放出により次第に減少
し、その電流がゼロとなったところで転流が終了する。
転流後は、図16に示すようにPWM信号P1 によるト
ランジスタ9のオン時には、図15(a)に矢印A6 で
示す経路と同じ経路で電流が流れ、PWM信号P1 によ
るトランジスタ9のオフ時には、図15(b)に矢印A
7 で示す経路と同じ経路で電流が流れる。
When the transistor 9 is turned off by the PWM signal P1, as shown by an arrow A7 in FIG. 15 (b), the current due to the release of the stored energy in the windings 15v and 15u is a winding 15v → a winding 15u → a transistor 8 → Negative side DC power supply line 6 → diode D4 → winding 15v, and as shown by an arrow A8, current due to release of stored energy in winding 15w is winding 15w → diode D5 → positive side DC power supply line 5 → smoothing capacitor 4b → negative side DC power supply line 6 → diode D4 → winding 15v → winding 15w. Then, the current flowing through the path indicated by the arrow A8 gradually decreases due to the release of the accumulated energy of the winding 15w, and the commutation ends when the current becomes zero.
After the commutation, as shown in FIG. 16, when the transistor 9 is turned on by the PWM signal P1, current flows through the same path as the path indicated by the arrow A6 in FIG. 15A, and when the transistor 9 is turned off by the PWM signal P1, The arrow A in FIG.
The current flows through the same route as shown by 7.

【0045】このような転流時期において、転流中、巻
線15wの端子電圧Vwは、トランジスタ9のオン・オ
フいずれの状態でもダイオードD5 が導通している(図
15の矢印A4 、A8 参照)ことにより、トランジスタ
9のオンオフ状態に関係なく正側直流電源線5の電位の
まま維持される。そして、トランジスタ8がオンのまま
にあることにより、PWM信号P1 がハイレベル状態に
あるとき転流が終了すると、端子電圧Vwには誘起電圧
が現れ、PWM信号P1 がロウレベル状態にあるとき転
流が終了すると、端子電圧Vwには負側直流電源線6の
電圧が現れることとなる。
During such commutation, during the commutation, the terminal voltage Vw of the winding 15w is such that the diode D5 is conducting regardless of whether the transistor 9 is on or off (see arrows A4 and A8 in FIG. 15). Therefore, the potential of the positive side DC power supply line 5 is maintained as it is regardless of the on / off state of the transistor 9. Then, when the commutation ends when the PWM signal P1 is in the high level state by the transistor 8 remaining on, an induced voltage appears in the terminal voltage Vw, and when the PWM signal P1 is in the low level state, the commutation is performed. When is finished, the voltage of the negative side DC power supply line 6 appears in the terminal voltage Vw.

【0046】しかし、転流に要する時間は短く、転流は
誘起電圧が基準電圧V0 を下回っている間に終了するか
ら、端子電圧Vwと基準電圧V0 との比較結果である基
本波信号Vw´は転流中ハイレベルを維持し、転流が終
了するとロウレベルに変化する。従って、転流開始時
(通電信号Up,Vpの切り替え時点)から基本波信号
Vw´がハイレベルにある間が転流中の期間であると認
識でき、その期間の時間を計測することにより、転流時
間を検出することができるものである。以上は第2の位
相区分パターンY4 の終了時点での転流につき説明した
が、第2の位相区分パターンY2 およびY6 の終了時点
での転流中にあることの認識は同様にして転流開始時点
から基本波信号Vv´およびVu´がハイレベルにある
間を転流期間と認識でき、その期間の時間計測により転
流時間を検出できるものである。
However, since the time required for commutation is short and the commutation ends while the induced voltage is lower than the reference voltage V0, the fundamental wave signal Vw 'which is the result of comparison between the terminal voltage Vw and the reference voltage V0. Keeps high level during commutation and changes to low level when commutation ends. Therefore, it is possible to recognize that the period during which the fundamental wave signal Vw ′ is at the high level from the start of commutation (at the time of switching the energization signals Up and Vp) is the period during commutation, and by measuring the time during that period, The commutation time can be detected. Although the commutation at the end of the second phase division pattern Y4 has been described above, it is recognized that the commutation is started at the end of the second phase division pattern Y2 and Y6. The period during which the fundamental wave signals Vv ′ and Vu ′ are at the high level from the time point can be recognized as the commutation period, and the commutation time can be detected by measuring the time during the period.

【0047】以上のことから、第2の位相区分パターン
Y1 〜Y6 の終了時点の転流中における基本波信号Vu
´,Vv´,Vw´のハイ(H)、ロウ(L)のレベル
は次の表1のようになる。
From the above, the fundamental wave signal Vu during commutation at the end of the second phase division patterns Y1 to Y6 is obtained.
The high (H) and low (L) levels of ', Vv', and Vw 'are as shown in Table 1 below.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】そして、各第2の位相区分パターンY1 〜
Y6 での転流を終了した時点では、各基本波信号Vu
´,Vv´,Vw´は表1の状態から反転するので、各
第1の位相区分パターンX1 〜X6 内で転流を終了した
時点での各基本波信号Vu´,Vv´,Vw´のハイ、
ロウのレベル関係は次の表2のようになる。
Then, each second phase division pattern Y1 ...
At the end of commutation at Y6, each fundamental wave signal Vu
Since ', Vv', and Vw 'are inverted from the states shown in Table 1, the respective fundamental wave signals Vu', Vv ', and Vw' at the time when the commutation is finished in each of the first phase division patterns X1 to X6. Yes,
Table 2 below shows the row level relationships.

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】さて、マイクロコンピュータ48は、ブラ
シレスモータ15の各巻線15u,15v,15wの誘
起電圧を含む端子電圧Vu,Vv,Vwと基準電圧V0
とがクロスする時点(ゼロクロス時点)を検出し、その
時点から30度遅れた時点を転流タイミングする。そし
て、ゼロクロス時点を検出するとき、転流時にダイオー
ドD1 〜D6 に電流が流れることによるパルス電圧が基
準電圧V0 とクロスする時点をゼロクロス時点と誤認識
することを防止するために、マイクロコンピュータ48
は転流終了検出手段として機能し、上記表2の各信号の
レベル関係によって転流が終了したと検出した時点から
各第1の位相区分パターンX1 〜X6 の開始時点までを
特定期間Tiと認識し、この特定期間Ti内においてコ
ンパレータ18〜20からの基本波信号Vu´,Vv
´,Vw´をゼロクロス時点の検出ために入力する。
Now, the microcomputer 48 uses the terminal voltages Vu, Vv, Vw including the induced voltages of the windings 15u, 15v, 15w of the brushless motor 15 and the reference voltage V0.
The time point at which and cross (zero cross time point) is detected, and the time point delayed by 30 degrees from that time point is the commutation timing. When detecting the zero-cross time point, the microcomputer 48 prevents the time point at which the pulse voltage crosses the reference voltage V0 due to the current flowing through the diodes D1 to D6 during commutation from being erroneously recognized as the zero-cross time point.
Functions as a commutation end detection means, and recognizes from the time when the commutation is detected based on the level relationship of each signal in Table 2 to the start time of each of the first phase division patterns X1 to X6 as the specific period Ti. Then, within this specific period Ti, the fundamental wave signals Vu ′ and Vv from the comparators 18 to 20 are obtained.
Input ′ and Vw ′ to detect the zero crossing point.

【0052】マイクロコンピュータ48によるゼロクロ
ス時点の認識は、基本波信号Vu´,Vv´,Vw´お
よびPWM信号P1 と位置検出用比較データとの比較に
より行われる。位置検出用比較データは、次の表3に示
すように、第1の位相区分パターンX1 〜X6 毎に、基
本波信号Vu´,Vv´,Vw´およびPWM信号P1
のハイ(H)、ロウ(L)のレベルモードとして構成さ
れている。
The zero crossing point recognition by the microcomputer 48 is performed by comparing the fundamental wave signals Vu ', Vv', Vw 'and the PWM signal P1 with the comparison data for position detection. As shown in Table 3 below, the comparison data for position detection includes the fundamental wave signals Vu ', Vv', Vw 'and the PWM signal P1 for each of the first phase division patterns X1 to X6.
Are configured as high (H) and low (L) level modes.

【0053】[0053]

【表3】 [Table 3]

【0054】なお、表3のレベル関係は前記表2のレベ
ル関係と共に各第1の位相区分パターンX1 〜X6 と関
連付けてマイクロコンピュータ48が有するメモリに記
憶されている。また、マイクロコンピュータ48は、上
述のようにして計測される転流時間から負荷トルク情報
を得るトルク検出手段としても機能する。この実施例で
は、マイクロコンピュータ48はブラシレスモータ15
を一定の回転数例えば10rpsとなるように制御しな
がら、そのロータの回転位置に関連付けたトルク情報を
得るようにしている。
The level relations of Table 3 are stored in the memory of the microcomputer 48 in association with the first phase division patterns X1 to X6 together with the level relations of Table 2 above. Further, the microcomputer 48 also functions as a torque detecting unit that obtains load torque information from the commutation time measured as described above. In this embodiment, the microcomputer 48 uses the brushless motor 15
Is controlled to a constant rotation speed, for example, 10 rps, and torque information associated with the rotation position of the rotor is obtained.

【0055】具体的には、前記コンプレッサ32はブラ
シレスモータ15の1回転当たり1回の圧縮作用を呈す
るので、ブラシレスモータ15の負荷トルクは図10に
示すように1回転を1周期として周期的に変動する。一
方、本実施例のブラシレスモータ15は3相4極のモー
タであるので、その1回転は第1の位相区分パターンX
1 〜X6 の2周期分に相当する。そこで、ブラシレスモ
ータ15の1回転を各第1の位相区分パターンX1 〜X
6 に一致する12区に区分し、各区に存する転流時の転
流時間をそのまま負荷トルク情報として図示しないメモ
リに記憶するように構成されている。
Specifically, since the compressor 32 exerts a compression action once per one rotation of the brushless motor 15, the load torque of the brushless motor 15 is periodically set with one rotation as one cycle as shown in FIG. fluctuate. On the other hand, since the brushless motor 15 of this embodiment is a three-phase, four-pole motor, one revolution of the brushless motor 15 corresponds to the first phase division pattern X.
This corresponds to two cycles of 1 to X6. Therefore, one rotation of the brushless motor 15 is performed for each of the first phase division patterns X1 to X.
It is configured to be divided into 12 zones corresponding to 6 and to store the commutation time in each zone during commutation as it is as load torque information in a memory (not shown).

【0056】この場合、マイクロコンピュータ48は上
記12区すなわち2周期分の各第1の位相区分パターン
X1 〜X6 について過去4回転の転流時間ta〜tdを
テーブル化してメモリに記憶する。そして、2周期分の
各第1の位相区分パターンX1 〜X6 毎に4回転分の転
流時間ta〜tdの平均時間T1 〜T12、および平均転
流時間T1 〜T12の平均である総平均転流時間Tave を
求め、それらも転流時間テーブルに記憶するようにして
いる。この転流時間テーブルを概念的に表すと次の表4
のようになる。
In this case, the microcomputer 48 tabulates the commutation times ta to td of the past four rotations for each of the 12 sections, that is, the first phase division patterns X1 to X6 for two cycles, and stores them in a memory. Then, the average time T1 to T12 of the commutation times ta to td of four rotations and the total average commutation time T1 to T12 which is the average of the average commutation times T1 to T12 for each of the first phase division patterns X1 to X6 for two cycles. The flow time Tave is calculated and also stored in the commutation time table. The following Table 4 conceptually shows this commutation time table.
become that way.

【0057】[0057]

【表4】 [Table 4]

【0058】そして、マイクロコンピュータ48は、図
示しないメモリに図5に示す回転数10rpsについて
の転流時間と負荷トルクとの関係をテーブル化して保有
しており、上述の総平均転流時間Tave から2周期分の
各第1の位相区分パターン区X1 〜X6 の平均の負荷ト
ルクの大きさTqを求めると共に、平均転流時間T1〜
T12の最大値と最小値の負荷トルクを求めてその差を演
算しこれを負荷トルクの変動の大きさTqxとするよう
に構成されている。
The microcomputer 48 has a table (not shown) in a memory (not shown) showing the relationship between the commutation time and the load torque for the rotation speed of 10 rps, which is calculated from the above-mentioned total average commutation time Tave. The average load torque magnitude Tq of each of the first phase division pattern sections X1 to X6 for two cycles is obtained, and the average commutation time T1 to
The load torque of the maximum value and the minimum value of T12 is obtained, the difference is calculated, and this difference is set as the magnitude Tqx of the fluctuation of the load torque.

【0059】更に、マイクロコンピュータ48は、上述
のようにして求めた負荷トルクの大きさTqと負荷トル
クの変動の大きさTqxとからエアコンディショナの異
常の有無を判定する異常判定手段として機能する。すな
わち、図6はブラシレスモータ15の回転数が10rp
sのときの負荷トルクの大きさと負荷トルクの変動の大
きさを示しており、同図において実線A〜Cに囲まれた
範囲は正常、実線Aの外側のa領域は冷媒漏れ、四方弁
35の異常など冷媒通路に起因した異常が生じた場合、
実線Bの外側のb領域は室内外の熱交換器36,38の
送風装置39,40の回転異常や障害物の存在により送
風量不足などの送風装置39,40に関する異常が生じ
た場合、実線Cの外側のc領域はコンプレッサ32のシ
リンダの「かじり」やブラシレスモータ15の減磁など
コンプレッサ32に関する異常が生じた場合を示す。な
お、図6は実験により求めた結果である。
Further, the microcomputer 48 functions as an abnormality determining means for determining the presence or absence of abnormality of the air conditioner based on the magnitude Tq of the load torque and the magnitude Tqx of the variation of the load torque obtained as described above. . That is, in FIG. 6, the rotation speed of the brushless motor 15 is 10 rp.
The magnitude of the load torque and the magnitude of the variation of the load torque at s are shown. The range surrounded by solid lines A to C in the figure is normal, the region a outside the solid line A is refrigerant leak, and the four-way valve 35 is shown. If an abnormality due to the refrigerant passage occurs, such as
The area b outside the solid line B indicates the solid line when abnormalities in the air blowers 39 and 40 of the indoor and outdoor heat exchangers 36 and 38 or abnormalities in the air blowers 39 and 40 due to the presence of obstacles occur. A region c outside C indicates a case where an abnormality relating to the compressor 32 such as "galling" of the cylinder of the compressor 32 or demagnetization of the brushless motor 15 occurs. Note that FIG. 6 shows the results obtained by the experiment.

【0060】そして、図6に示す負荷トルクの大きさ、
その変動の大きさと正常範囲、異常範囲との関係、およ
び上述の各異常内容との関係は図示しないメモリにテー
ブル化して記憶されており、マイクロコンピュータ48
は前記Tq、Tqxをこの異常判定データテーブルと照
合して異常の有無および異常原因を判定するように構成
されている。
Then, the magnitude of the load torque shown in FIG.
The relationship between the magnitude of the fluctuation and the normal range, the abnormal range, and the relationship between the above-mentioned abnormal contents are tabulated and stored in a memory (not shown).
Is configured to compare the above Tq and Tqx with this abnormality determination data table to determine the presence or absence of an abnormality and the cause of the abnormality.

【0061】次に上記構成の作用を図7〜図9に示すフ
ローチャートに従って説明する。図7はブラシレスモー
タ15の通常制御における回転数制御を示すフローチャ
ートであり、図8に示すフローチャートの実行を妨げな
い範囲でブラシレスモータ15の一回転に1度実行され
る。この回転数制御において、室内機42のマイクロコ
ンピュータ43は操作部44により設定された温度、図
示しない室内側および室外側の各温度センサの検出温度
によりブラシレスモータ15の回転数を決定し、これを
速度指令信号Scとして通信線46を介して室外機41
に送信する。マイクロコンピュータ48は、まずステッ
プSAで通信線46を通じて送られてくる速度指令信号
Scを読み込んで指令回転数Ncを求め、ステップSB
でロータの回転数Nを検出する。なお、回転数Nは後述
する第1の移送区分パターンX1 〜X6を過去12回分
積算することにより求めるようにしている。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to the flow charts shown in FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing the rotation speed control in the normal control of the brushless motor 15, which is executed once per one rotation of the brushless motor 15 within a range not hindering the execution of the flowchart shown in FIG. In this rotation speed control, the microcomputer 43 of the indoor unit 42 determines the rotation speed of the brushless motor 15 on the basis of the temperature set by the operation unit 44 and the temperatures detected by the temperature sensors inside and outside the room (not shown). The outdoor unit 41 via the communication line 46 as the speed command signal Sc
Send to. The microcomputer 48 first reads the speed command signal Sc sent through the communication line 46 in step SA to obtain the command rotation speed Nc, and then in step SB
The rotor speed N is detected by. The rotation speed N is determined by integrating the first transfer division patterns X1 to X6, which will be described later, for the past 12 times.

【0062】次に、マイクロコンピュータ48は、ステ
ップSCで下記(1)式によりデューティDを演算し、
そのデューティDの信号Sdをパルス幅変調回路23に
与える。そして、パルス幅変調回路23は信号Sdより
PWM信号P1 のデューティをDの大きさに制御し、こ
れによりブラシレスモータ15が室内機42のマイクロ
コンピュータ43により決定された回転数となるように
制御される。 D=D+Kp(Nc−N)……(1) ただし、Kpは定数である。
Next, the microcomputer 48 calculates the duty D by the following equation (1) in step SC,
The signal Sd having the duty D is given to the pulse width modulation circuit 23. Then, the pulse width modulation circuit 23 controls the duty of the PWM signal P1 to the magnitude of D from the signal Sd, and thereby the brushless motor 15 is controlled so as to have the rotation speed determined by the microcomputer 43 of the indoor unit 42. It D = D + Kp (Nc-N) (1) However, Kp is a constant.

【0063】一方、図8は転流タイミングの決定と転流
時間検出のためのフローチャートを示す。同図8に示す
フローチャートにおいて、今、第1の位相区分パターン
X1〜X6 のうち、或る区数の第1の位相区分パターン
の特定期間Tiに入ったとすると、マイクロコンピュー
タ48は、ステップS1で現在進行中の区数の第1の位
相区分パターンの位置検出用比較データ(表3参照)を
ロードし、特定期間Tiにおいて入力される基本波信号
Vu´,Vv´,Vw´およびPWM信号P1のハイ・
ロウの状態を比較データと比較するステップS2を実行
する。そして、誘起電圧と基準電圧V0 とがクロスする
と、基本波信号Vu´,Vv´,Vw´およびPWM信
号P1 のハイ・ロウのレベル状態が比較データと一致す
るので(ステップS2で「YES」)、次の区数の第1
の位相区分パターンの開始となり、終了した第1の位相
区分パターンの所要時間Tb(第1のタイマー機能の計
測時間)をロードすると共に、開始された第1の位相区
分パターンの所要時間を計測するために第1のタイマー
機能を再スタートさせる(ステップS3)。
On the other hand, FIG. 8 shows a flowchart for determining commutation timing and detecting commutation time. In the flowchart shown in FIG. 8, assuming that the specific period Ti of the first phase division pattern X1 to X6 of a certain number of divisions is now entered, the microcomputer 48 proceeds to step S1. The fundamental wave signals Vu ', Vv', Vw 'and the PWM signal P1 which are loaded with the position detection comparison data (see Table 3) of the first phase division pattern of the number of zones currently in progress and are input in the specific period Ti The high of
Step S2 for comparing the row state with the comparison data is executed. When the induced voltage crosses the reference voltage V0, the high / low level states of the fundamental wave signals Vu ', Vv', Vw 'and the PWM signal P1 match the comparison data ("YES" in step S2). , The first of the following wards
Is started, and the required time Tb (measurement time of the first timer function) of the completed first phase division pattern is loaded and the required time of the started first phase division pattern is measured. In order to do so, the first timer function is restarted (step S3).

【0064】ここで明らかなように、第1のタイマー機
能(第1のタイマー手段)は各区数の第1の位相区分パ
ターンの開始と共にタイムカウントを開始し、その第1
の位相区分パターンの終了(次の区数の第1の位相区分
パターンの開始)と共にタイムカウントを終了すること
を繰り返す。従って、第1のタイマー機能はゼロクロス
時点から次のゼロクロス時点までの時間(60度相当時
間)をカウントすることとなる。
As is clear from the above, the first timer function (first timer means) starts time counting with the start of the first phase division pattern of each division number, and the first count function is started.
The end of the time division is ended with the end of the phase division pattern (start of the first phase division pattern of the next division number). Therefore, the first timer function counts the time (corresponding to 60 degrees) from the zero cross time point to the next zero cross time point.

【0065】そして、次のステップS4で第2の位相区
分パターンの時間(第2のタイマー機能が計測すべき時
間Y1 〜Y6 )をTb/2の式により演算し(演算手
段)、第2のタイマー機能(第2のタイマー手段)をス
タートさせる。これにより、転流タイミングがゼロクロ
ス時点から30度遅れた時点に設定されたこととなる。
Then, in the next step S4, the time of the second phase division pattern (time Y1 to Y6 to be measured by the second timer function) is calculated by the equation of Tb / 2 (calculation means), Start the timer function (second timer means). As a result, the commutation timing is set to a time point delayed by 30 degrees from the zero cross time point.

【0066】次に、マイクロコンピュータ48は、図示
しないメモリに記憶した第1の位相区分パターンの区数
をインクリメントし(ステップS5)、新たに開始され
た第1の位相区分パターンの区数に設定すると共に、図
示しないメモリに記憶された転流時間テーブルの区割り
数をインクリメントし、新たに開始された第1の位相区
分パターンの区数に対応した区割り数に設定する(ステ
ップS6)。
Next, the microcomputer 48 increments the number of divisions of the first phase division pattern stored in the memory (not shown) (step S5), and sets it to the number of divisions of the newly started first phase division pattern. At the same time, the division number of the commutation time table stored in the memory (not shown) is incremented and set to the division number corresponding to the newly started division number of the first phase division pattern (step S6).

【0067】以上のことを具体的に例を挙げて説明する
に、今、区数X1 の第1の位相区分パターンの特定期間
Tiに入ったとすると、マイクロコンピュータ48は表
3の区数X1 の位置検出用比較データVu´=H、Vv
´=L、Vw´=L、P1=Hをロードし(ステップS
1)、基本波信号Vu´,Vv´,Vw´およびPWM
信号P1 のハイ・ロウの状態と比較する(ステップS
2)。そして、両者が一致すると、次の区数X2 の開始
となり、マイクロコンピュータ48は終了した区数X1
の所要時間Tbをロードすると共に開始された区数X2
の所要時間を計測するために第1のタイマー機能をスタ
ートさせる(ステップS3)。次にマイクロコンピュー
タ48は第2の位相区分パターンY2 の時間を演算し第
2のタイマー機能をスタートさせ(ステップS4)、メ
モリに記憶した区数X1 を新たに開始された区数X2 に
設定すると共に(ステップS5)、転流時間テーブルの
区割り数を「2」に設定する(ステップS6)というも
のである。
In order to explain the above concretely by way of example, assuming that the specific period Ti of the first phase division pattern having the number X1 of zones is entered, the microcomputer 48 sets the number X1 of zones shown in Table 3 as follows. Comparison data for position detection Vu ′ = H, Vv
'= L, Vw' = L, P1 = H are loaded (step S
1), fundamental wave signals Vu ', Vv', Vw 'and PWM
Comparison with the high / low state of the signal P1 (step S
2). When the two match, the next section number X2 starts, and the microcomputer 48 finishes the section number X1.
Number of wards started with loading the required time Tb of X2
The first timer function is started to measure the required time (step S3). Next, the microcomputer 48 calculates the time of the second phase division pattern Y2 and starts the second timer function (step S4), and sets the section number X1 stored in the memory to the newly started section number X2. At the same time (step S5), the number of divisions in the commutation time table is set to "2" (step S6).

【0068】さて、第2のタイマー機能が(Tb/2)
のカウントを終了すると(ステップS7で「YE
S」)、この終了時点が転流タイミングとなるから、次
のステップS8で通電信号を切替える。次いで、マイク
ロコンピュータ48は、転流時間を計測するために、第
3のタイマー機能(第3のタイマー手段)をスタートさ
せると共に(ステップS9)、転流終了時点を検出する
ために現在の第1の位相区分パターン内の転流終了検出
用比較データ(表2参照)をロードし(ステップS1
0)、基本波信号Vu´,Vv´,Vw´のハイ・ロウ
のレベル状態を比較データと比較する(ステップS1
1)。
Now, the second timer function is (Tb / 2)
When the counting of is finished (“YE
S ”), and the commutation timing is set at this end point, so the energization signal is switched in the next step S8. Next, the microcomputer 48 starts the third timer function (third timer means) to measure the commutation time (step S9), and at the same time, detects the current first time to detect the end point of the commutation. The comparison data for detecting the commutation end (see Table 2) in the phase division pattern of (1) is loaded (step S1).
0), the high / low level states of the fundamental wave signals Vu ′, Vv ′, Vw ′ are compared with the comparison data (step S1).
1).

【0069】転流が終了すると、基本波信号Vu´,V
v´,Vw´およびPWM信号P1のハイ・ロウのレベ
ル状態が比較データと一致するので(ステップS11で
「YES」)、マイクロコンピュータ48はこの時点で
転流終了を検出し、第3のタイマー機能が計測した時
間、すなわち転流時間tx(xは現在の第1の位相区分
パターンの区数)をロードする(ステップS12)。そ
して、次に転流時間テーブルの作成指令が出されている
か否かを判断し(ステップS13)、作成指令が出され
てない場合には(ステップS13で「NO」)、転流終
了の検出により特定期間Tiに入ったことを認識するか
ら、ステップS5でインクリメントされた現在区数の第
1の位相区分パターンの位置検出用データをロードする
ステップS1に戻り、以後上述した動作を繰り返す。
When the commutation is completed, the fundamental wave signals Vu ', Vu
Since the high and low level states of v ', Vw' and the PWM signal P1 match the comparison data ("YES" in step S11), the microcomputer 48 detects the end of commutation at this point and the third timer The time measured by the function, that is, the commutation time tx (x is the number of zones of the current first phase division pattern) is loaded (step S12). Then, it is next determined whether or not a commutation time table creation command has been issued (step S13), and if a creation command has not been issued ("NO" in step S13), detection of the commutation end is detected. As a result, since it is recognized that the specific period Ti has been entered, the process returns to step S1 of loading the position detection data of the first phase division pattern of the current section incremented in step S5, and the above-described operation is repeated thereafter.

【0070】また、転流時間テーブルの作成指令が出さ
れいる場合には(ステップS13で「YES」)、ステ
ップS14に移行して転流時間txを転流時間テーブル
のうちステップS6でインクリメントされた区割りに書
き込む。続いて転流時間テーブルが完成したか否かを判
断し(ステップS15)、完成していなければ(ステッ
プS15で「NO」)、ステップS1に戻り以後ステッ
プS1〜ステップS15までの動作を繰り返す。そし
て、転流時間テーブルが完成すると、ステップS15で
「YES」となり、次のステップS16で転流テーブル
完成フラグをセットしてステップS1に戻り、以後ステ
ップS1〜ステップS16の動作を繰り返すようにな
る。なお、転流時間テーブルは各区割りに4つの転流時
間データが書き込まれた時点で完成となり、各区割り毎
の平均転流時間が演算されると共に、総平均転流時間が
演算されて転流時間テーブルに書き込まれる。
When a commutation time table creation command is issued ("YES" in step S13), the process proceeds to step S14 and the commutation time tx is incremented in step S6 of the commutation time table. Write in the section. Subsequently, it is determined whether or not the commutation time table is completed (step S15), and if not completed (“NO” in step S15), the process returns to step S1 and thereafter the operations from step S1 to step S15 are repeated. Then, when the commutation time table is completed, "YES" is determined in step S15, the commutation table completion flag is set in the next step S16, the process returns to step S1, and the operations of steps S1 to S16 are repeated thereafter. . The commutation time table is completed when four pieces of commutation time data are written in each section, and the average commutation time for each section is calculated and the total average commutation time is calculated and the commutation time is calculated. Written to the time table.

【0071】エアコンディショナの異常の有無の判定は
運転開始時に行われる。この異常判定を図9に示すフロ
ーチャートにより説明する。マイクロコンピュータ48
は電源が投入(スタート)されると、運転開始指令が入
力されたか否かを常時監視する状態となる(ステップS
T1)。そして、操作部44により運転開始操作がなさ
れると、室内機42のマイクロコンピュータ43から運
転開始指令が与えられるため、ステップST1で「YE
S(運転指令有り)」となり、ブラシレスモータ15を
始動させる(ステップST2)。
Whether or not the air conditioner is abnormal is determined at the start of operation. This abnormality determination will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Microcomputer 48
When the power is turned on (started), the system always monitors whether or not the operation start command is input (step S
T1). Then, when the operation start operation is performed by the operation unit 44, the operation start command is given from the microcomputer 43 of the indoor unit 42, so that “YE” is given in step ST1.
S (there is an operation command) ", and the brushless motor 15 is started (step ST2).

【0072】このとき、マイクロコンピュータ48はブ
ラシレスモータ15の回転数を10rpsの一定回転数
に制御すべく図7のフローチャートによる動作を実行し
て信号Sdをパルス幅変調回路23に与える(ステップ
ST3)と共に、図8のフローチャートによる動作を実
行してブラシレスモータ15の制御を行う。ブラシレス
モータ46の回転数が10rpsに達しその回転数に維
持されると、マイクロコンピュータ48は転流時間テー
ブル作成指令を出し(ステップST4)、転流時間テー
ブル完成を待つ(ステップST5)。
At this time, the microcomputer 48 executes the operation according to the flowchart of FIG. 7 so as to control the rotation speed of the brushless motor 15 to a constant rotation speed of 10 rps, and gives the signal Sd to the pulse width modulation circuit 23 (step ST3). At the same time, the operation according to the flowchart of FIG. 8 is executed to control the brushless motor 15. When the rotation speed of the brushless motor 46 reaches 10 rps and is maintained at that rotation speed, the microcomputer 48 issues a commutation time table preparation command (step ST4) and waits for completion of the commutation time table (step ST5).

【0073】そして、図6に示すフローチャートのステ
ップS1〜ステップS15の繰り返し実行により転流時
間テーブルが完成し、その完成フラグがセットされると
(ステップST5で「YES」)、この転流時間テーブ
ルにより負荷トルクの大きさTqおよび負荷トルクTq
xの変動の大きさとを求め、負荷トルクデータとしてメ
モリに記憶する。この後、負荷トルクの大きさTqとそ
の変動の大きさTqxとを異常判定データテーブルと比
較する(ステップST7〜9)。
When the commutation time table is completed by repeatedly executing steps S1 to S15 of the flowchart shown in FIG. 6 and the completion flag is set ("YES" in step ST5), this commutation time table The load torque magnitude Tq and the load torque Tq
The magnitude of the fluctuation of x is obtained and stored in the memory as load torque data. Then, the magnitude Tq of the load torque and the magnitude Tqx of the variation thereof are compared with the abnormality determination data table (steps ST7 to ST9).

【0074】まず、Tqが小、Tqxが小で図6の異常
領域aに有ればステップST7で「YES」となり、次
のステップST10で例えば通電信号Up,Un,V
p,Vn,Wp,Wnおよび選択信号Spをすべてロウ
レベルにしてブラシレスモータ15を停止させると共
に、ステップST11で通信線46を介して室内機42
に冷媒通路不良の報知信号を与える。Tqが小、Tqx
が大で図6の異常領域bに有ればステップST8で「Y
ES」となり、次のステップST12でブラシレスモー
タ15を停止させると共に、ステップST13で通信線
46を介して送風装置39,40不良の報知信号を室内
機42に与える。更に、Tqが大、Tqxが大で図6の
異常領域cに有ればステップST9で「YES」とな
り、次のステップST14でブラシレスモータ15を停
止させると共に、ステップST15で通信線46を介し
てコンプレッサ32不良の報知信号を室内機42に与え
る。
First, if Tq is small and Tqx is small and is in the abnormal area a in FIG. 6, "YES" is determined in the step ST7, and in the next step ST10, for example, energization signals Up, Un, V.
All of p, Vn, Wp, Wn and the selection signal Sp are set to the low level to stop the brushless motor 15, and the indoor unit 42 is sent via the communication line 46 in step ST11.
A notification signal of a defective refrigerant passage is given to. Small Tq, Tqx
Is large and is in the abnormal area b in FIG. 6, “Y” is determined in step ST8.
ES ", the brushless motor 15 is stopped in the next step ST12, and a notification signal of the defective blowers 39, 40 is given to the indoor unit 42 via the communication line 46 in step ST13. Further, if Tq is large and Tqx is large and is in the abnormal region c in FIG. 6, "YES" is determined in step ST9, the brushless motor 15 is stopped in the next step ST14, and the communication line 46 is transmitted in step ST15. A notification signal indicating that the compressor 32 is defective is given to the indoor unit 42.

【0075】室内機42のマイクロコンピュータ43は
マイクロコンピュータ48から与えられた報知信号に応
じ内容の異常表示を表示器45に表示する。ここで、表
示器45の表示内容としては、表示器45が例えば3個
の発光素子から構成されている場合、そのうちのいずれ
かを点灯させることで異常内容を表示するもの、表示器
45がLCDで構成されている場合、異常内容を文字表
示するもの等が考えられる。
The microcomputer 43 of the indoor unit 42 displays an abnormal display of the contents on the display device 45 in response to the notification signal given from the microcomputer 48. Here, as the display content of the display unit 45, when the display unit 45 is composed of, for example, three light-emitting elements, one of them is turned on to display the content of abnormality, and the display unit 45 is an LCD. If it is composed of, it is possible that the contents of the abnormality are displayed in characters.

【0076】ステップST7〜ステップST9でいずれ
も「NO」となった場合には、異常なしと判断し、ステ
ップST16の通常制御に移行する。なお、図10は以
上説明した転流時間から負荷トルクの大きさTqおよび
その変動の大きさTqxを判断する場合の作用を示すも
のであり、負荷トルクが大きい回転位置では転流時間が
長く、負荷トルクが小さい回転位置では転流時間は短く
なっている。そして、各回転位置での負荷トルクの平均
が総平均転流時間Tave に対応する負荷トルクTqとな
り、各回転位置での負荷トルクのうち最大値が最長転流
時間に対応する負荷トルクで、最小値が最短転流時間に
対応する負荷トルクで両者の差が負荷トルクの変動の大
きさTqxとなるものである。
When all of the steps ST7 to ST9 are "NO", it is determined that there is no abnormality, and the process shifts to the normal control of step ST16. FIG. 10 shows the operation in the case of determining the magnitude Tq of the load torque and the magnitude Tqx of the variation thereof from the commutation time described above. The commutation time is long at the rotational position where the load torque is large, The commutation time is short at the rotational position where the load torque is small. Then, the average of the load torques at each rotation position becomes the load torque Tq corresponding to the total average commutation time Tave, and the maximum value of the load torques at each rotation position is the load torque corresponding to the longest commutation time, and the minimum. The value is the load torque corresponding to the shortest commutation time, and the difference between them is the magnitude Tqx of the fluctuation of the load torque.

【0077】このように本実施例によれば、各第1の位
相区分パターンX1 〜X6 内で生ずる転流時の転流時間
txを検出し、その転流時間に基づいて得た負荷トルク
情報により負荷トルクの大きさおよび負荷トルクの変動
の大きさを判断し、異常を判定する構成であるので、異
常判定を早期に且つ精度良く行うことができる。
As described above, according to this embodiment, the commutation time tx at the time of commutation occurring in each of the first phase division patterns X1 to X6 is detected, and the load torque information obtained based on the commutation time is detected. According to this configuration, the magnitude of the load torque and the magnitude of the fluctuation of the load torque are determined to determine the abnormality. Therefore, the abnormality determination can be performed early and accurately.

【0078】また、本実施例では、転流時間txを、ダ
イオードD1 〜D6 の通電時間を計測することにより検
出する構成とし、ダイオードD1 〜D6 が通電状態にあ
ることを、巻線15u,15v,15wの端子電圧V
u,Vv,Vwと基準電圧V0との比較により検出する
ようにしたので、ダイオードD1 〜D6 の通電状態を検
出するための回路が不要となり、転流時間txをマイク
ロコンピュータプログラムにより計測することができ、
転流時間を計測するための構成が簡単となる。
In this embodiment, the commutation time tx is detected by measuring the energization time of the diodes D1 to D6, and the fact that the diodes D1 to D6 are in the energized state is determined by the windings 15u and 15v. , 15w terminal voltage V
Since the detection is performed by comparing u, Vv, Vw with the reference voltage V0, a circuit for detecting the energization state of the diodes D1 to D6 is not required, and the commutation time tx can be measured by a microcomputer program. You can
The configuration for measuring the commutation time becomes simple.

【0079】その上、異常と判定したとき、ブラシレス
モータ15を停止するので、異常のまま運転が継続され
て無駄な電力を消費したり、他の故障を誘発したりする
という不具合を解消することができる。更に、負荷トル
クの大きさTqとその変動の大きさTqxとから異常原
因を判定し、これを表示器45により報知するので、異
常箇所を容易に発見でき、修理に要する時間を短縮でき
る。
In addition, when it is determined that there is an abnormality, the brushless motor 15 is stopped, so that it is possible to solve the problem that the operation is continued as an abnormality and wastes electric power or induces another failure. You can Further, since the cause of abnormality is determined from the magnitude Tq of the load torque and the magnitude Tqx of its variation and the abnormality is notified by the display 45, the abnormal portion can be easily found and the time required for repair can be shortened.

【0080】ところで、上述のようにダイオードD1 〜
D6 が通電状態にあることを、巻線15u,15v,1
5wの端子電圧Vu,Vv,Vwと基準電圧V0 との比
較により検出する場合、本実施例では、選択信号Spに
より正側のトランジスタ7,9,11間で転流が行われ
るときには負側のトランジスタ8,10,12をPWM
信号P1 のオンオフモードに従いオンオフ制御すると共
に、負側のトランジスタ8,10,12間で転流が行わ
れるときには正側のトランジスタ7,9,11をPWM
信号P1 のオンオフモードに従いオンオフ制御するよう
に構成したので、PWM制御により巻線15u,15
v,15wの電圧制御を行っても、基本波信号Vu´,
Vv´,Vw´のレベル変化が実際の転流終了時点と同
期して現れるようになり、この結果、ダイオードD1 〜
D6 の通電終了時点を正確に検出でき、転流時間Txを
正確に計測できる。
By the way, as described above, the diodes D1 ...
The fact that D6 is energized means that the windings 15u, 15v, 1
In the case of detecting by comparing the terminal voltage Vu, Vv, Vw of 5w with the reference voltage V0, in this embodiment, when the commutation is performed between the transistors 7, 9, 11 on the positive side by the selection signal Sp, the voltage on the negative side is changed. PWM the transistors 8, 10 and 12
The on / off control is performed according to the on / off mode of the signal P1, and when the commutation is performed between the negative side transistors 8, 10 and 12, the positive side transistors 7, 9 and 11 are PWMed.
Since the ON / OFF control is performed according to the ON / OFF mode of the signal P1, the windings 15u and 15 are controlled by the PWM control.
Even if the voltage control of v and 15w is performed, the fundamental wave signal Vu ′,
The level changes of Vv 'and Vw' appear in synchronism with the actual end point of commutation, and as a result, the diodes D1 ...
It is possible to accurately detect the time point when the energization of D6 ends, and to accurately measure the commutation time Tx.

【0081】しかしながら、図20に示す従来のインバ
ータ装置のように常に正側のトランジスタ7,9,10
がPWM信号P1 によりオンオフ制御される構成のもの
では、負側トランジスタ8,10,12のいずれかが通
電期間にあるとき、正側トランジスタ7,9,11のう
ち2つのトランジスタ間で転流が行われる場合(図20
の第2の位相区分パターンY1 ,Y3 ,Y5 の終点)、
基本波信号Vu´,Vv´,Vw´のレベル変化が実際
の転流終了時点と一致せず、転流終了時点の検出、ひい
ては転流時間を正確に計測できない場合が生ずる。
However, as in the conventional inverter device shown in FIG. 20, the positive side transistors 7, 9, 10 are always provided.
In the configuration in which ON / OFF is controlled by the PWM signal P1, commutation occurs between two of the positive side transistors 7, 9, 11 when any of the negative side transistors 8, 10, 12 is in the energization period. When performed (Fig. 20)
End points of the second phase division patterns Y1, Y3, Y5) of
The level changes of the fundamental wave signals Vu ′, Vv ′, Vw ′ do not coincide with the actual end point of commutation, and the end point of commutation may not be detected, and thus the commutation time may not be accurately measured.

【0082】このことを図17〜図19により説明す
る。すなわち、図17および図18は負側トランジスタ
8,10,12のいずれかが通電期間にあるとき、正側
トランジスタ7,9,11のうち2つのトランジスタ間
で転流が行われる場合(図20の第2の位相区分パター
ンY1 ,Y3 ,Y5 の終点)の一例として、第2の位相
区分パターンY3 の終点での転流(図11〜図13の場
合と同じ)を例にとって転流中および転流後の電流経路
を示す。なお、転流前の電流経路は図11と同一である
ので省略した。
This will be described with reference to FIGS. That is, FIGS. 17 and 18 show a case where commutation is performed between two of the positive side transistors 7, 9, 11 when any of the negative side transistors 8, 10, 12 is in the energization period (FIG. 20). Of the second phase division pattern Y1, Y3, Y5), the commutation at the end point of the second phase division pattern Y3 (the same as in the case of FIGS. 11 to 13) is taken as an example. The current path after commutation is shown. The current path before commutation is the same as in FIG.

【0083】転流中、PWM信号P1 によるトランジス
タ9のオン時には、図17(a)に矢印B1 で示すよう
に、正側直流電源線5→トランジスタ9→巻線15v→
巻線15w→トランジスタ12→負側直流電源線6の経
路で新たな電流が流れ始めると共に、巻線15uの蓄積
エネルギーの放出による電流が矢印B2 で示すように、
巻線15u→巻線15w→トランジスタ12→負側直流
電源線6→ダイオードD2 →巻線15uの経路で流れる
(図12(a)と同じ)。PWM信号P1 によるトラン
ジスタ12のオフ時には、(b)に矢印B3 で示すよう
に、巻線15v,15wの蓄積エネルギーの放出による
電流が巻線15v→巻線15w→トランジスタ12→負
側直流電源線6→ダイオードD4 →巻線15vの経路で
流れると共に、巻線15uの蓄積エネルギーの放出によ
る電流が上記矢印B2 と同一の経路で流れる。そして、
矢印B2 で示す経路を流れる電流は巻線15uの蓄積エ
ネルギーの放出により次第に減少し、その電流がゼロと
なったところで転流が終了する。
During commutation, when the transistor 9 is turned on by the PWM signal P1, as shown by an arrow B1 in FIG. 17A, the positive side DC power supply line 5 → transistor 9 → winding 15v →
A new current starts to flow in the path of the winding 15w → transistor 12 → negative side DC power supply line 6, and the current due to the release of stored energy in the winding 15u is as shown by an arrow B2.
It flows in the route of winding 15u → winding 15w → transistor 12 → negative side DC power supply line 6 → diode D2 → winding 15u (same as FIG. 12 (a)). When the transistor 12 is turned off by the PWM signal P1, as shown by the arrow B3 in (b), the current due to the release of accumulated energy in the windings 15v and 15w is winding 15v → winding 15w → transistor 12 → negative side DC power supply line. 6 → diode D4 → winding 15v, and a current due to release of stored energy in the winding 15u flows in the same route as the arrow B2. And
The current flowing through the path indicated by arrow B2 gradually decreases due to the release of the accumulated energy of the winding 15u, and the commutation ends when the current becomes zero.

【0084】転流後は、図18に示すように、PWM信
号P1 によるトランジスタ12のオン時には、上記矢印
B1 で示す経路と同じ経路で電流が流れ、PWM信号P
1 によるトランジスタ12のオフ時には、上記矢印B3
で示す経路と同じ経路で電流が流れる。
After the commutation, as shown in FIG. 18, when the transistor 12 is turned on by the PWM signal P1, a current flows through the same path as the path indicated by the arrow B1 to generate the PWM signal P1.
When the transistor 12 is turned off by 1, the above arrow B3
The current flows through the same route as the route indicated by.

【0085】このような転流時期におけるPWM信号P
1 、端子電圧Vuおよび基本波信号Vu´を図19に示
す。同図において、(a)はPWM信号P1 のハイレベ
ル中に転流が終了した場合、(b)はPWM信号P1 の
ロウレベル中に転流が終了した場合であり、また図中、
tsは転流タイミング(転流開始時点)、teは実際の
転流終了時点を示す。上記図17からも明らかなよう
に、転流中はPWM信号P1 によるトランジスタ9のオ
ンオフとは関係なく常にダイオードD2 が導通状態にあ
るから、端子電圧Vuは負側直流電源線6の電位とな
り、基本波信号Vu´はロウレベル状態を維持する。
The PWM signal P at such commutation timing
19, the terminal voltage Vu and the fundamental wave signal Vu ′ are shown in FIG. In the figure, (a) shows the case where the commutation ends during the high level of the PWM signal P1, (b) shows the case where the commutation ends during the low level of the PWM signal P1, and in the figure,
ts represents a commutation timing (commutation start time), and te represents an actual commutation end time. As is apparent from FIG. 17 described above, during the commutation, the diode D2 is always conductive regardless of whether the transistor 9 is turned on or off by the PWM signal P1, so that the terminal voltage Vu becomes the potential of the negative side DC power supply line 6, The fundamental wave signal Vu ′ maintains the low level state.

【0086】そして、PWM信号P1 のハイレベル期間
(トランジスタ9オン)に転流が終了すると(図19
(a)の場合)、図18に矢印B1 で示す電流が流れて
いるから、転流終了と同時に端子電圧Vuは巻線15u
の誘起電圧となって基準電圧V0 以上に立ち上がるの
で、基本波信号Vu´はロウレベルからハイレベルに転
ずる。従って、計測された転流時間Teは実際の転流時
間と一致する。しかし、PWM信号P1 のロウレベル期
間(トランジスタ9オフ)に転流が終了すると(図19
の(b)の場合)、図18に矢印B3 で示す電流が流れ
ダイオードD4 が導通状態にあるので、転流が終了して
も端子電圧Vuは負側直流電源線6の電位のままとな
り、PWM信号P1 がハイレベルに転じて初めて基準電
圧V0 以上に立ち上がることとなる。このため、計測さ
れた転流時間Teは実際の転流時間との間に差を生ずる
こととなる。このようなことは第2の位相区分パターン
Y1 ,Y5 でも同様に生ずる。
When the commutation is completed during the high level period of the PWM signal P1 (transistor 9 is on) (see FIG. 19).
In the case of (a)), since the current indicated by the arrow B1 in FIG.
Of the fundamental wave signal Vu ', the fundamental wave signal Vu' changes from low level to high level. Therefore, the measured commutation time Te coincides with the actual commutation time. However, when the commutation ends during the low level period of the PWM signal P1 (transistor 9 is off) (see FIG. 19).
In the case of (b)), the current shown by the arrow B3 in FIG. 18 flows and the diode D4 is in a conductive state, so that the terminal voltage Vu remains at the potential of the negative side DC power supply line 6 even after the commutation ends. The PWM signal P1 rises above the reference voltage V0 only when the PWM signal P1 changes to the high level. Therefore, the measured commutation time Te has a difference from the actual commutation time. This also occurs in the second phase division patterns Y1 and Y5.

【0087】しかるに、本実施例によれば、転流された
正側トランジスタ9はオン状態のままに維持され、負側
トランジスタ12がPWM信号P1 によりオンオフ制御
されるので、図14に示したように、転流終了時点で端
子電圧Vuは常にロウレベルからハイレベルに立ち上が
るようになり、転流終了時点を正確に検出でき、ひいて
は転流時間を正確に計測できるものである。
According to this embodiment, however, the commutated positive side transistor 9 is maintained in the ON state and the negative side transistor 12 is ON / OFF controlled by the PWM signal P1. Therefore, as shown in FIG. In addition, the terminal voltage Vu always rises from the low level to the high level at the end of commutation, the end point of commutation can be accurately detected, and the commutation time can be accurately measured.

【0088】また、本実施例では、各第1の位相区分パ
ターンX1 〜X6 の所要時間Tbを第1のタイマー機能
により計測し、この計測時間に基づいてゼロクロス時点
から転流タイミングまでの時間を演算し、そしてこの演
算された時間を第2のタイマー機能により計測した時点
を転流タイミングと決定する構成としたので、ゼロクロ
ス時点から転流タイミングまでの時間がロータの回転速
度によって異なるという事情があっても、転流タイミン
グの決定をコンピュータプログラムにより簡単に行うこ
とができる。
Further, in this embodiment, the time Tb required for each of the first phase division patterns X1 to X6 is measured by the first timer function, and the time from the zero cross point to the commutation timing is measured based on this measurement time. Since the calculation is performed and the time when the calculated time is measured by the second timer function is determined as the commutation timing, the time from the zero-cross time to the commutation timing varies depending on the rotation speed of the rotor. Even if there is, commutation timing can be easily determined by a computer program.

【0089】なお、上記実施例では、転流時間を検出す
るための区割りをブラシレスモータ15の1回転につい
て12にしたが(第1の位相区分パターンX1 〜X6 の
2周期分)、1台のブラシレスモータ15により2台の
圧縮部33を駆動する場合には、負荷トルクの変動はロ
ータの半回転を1周期として周期的に生ずるから、電圧
パターン区は第1の位相区分パターンX1 〜X6 を1周
期として6に区割りすれば良い。
In the above embodiment, the division for detecting the commutation time is set to 12 for one rotation of the brushless motor 15 (for two cycles of the first phase division patterns X1 to X6). When the two compression units 33 are driven by the brushless motor 15, the load torque fluctuations occur periodically with one half rotation of the rotor as one cycle, so that the voltage pattern section corresponds to the first phase division patterns X1 to X6. It may be divided into 6 as one cycle.

【0090】その他、本発明は上記し且つ図面に示す実
施例に限定されるものではなく、次のように変形または
拡張することができる。コンパレータ18〜20は端子
電圧Vu,Vv,Vwと基準電圧V0 とを比較する比較
手段として機能するが、これは他の周知の回路に置き換
えても良い。分圧抵抗回路16は基準電圧発生手段に相
当するものであるが、他の手段に置き換えても良く、ま
た基準電圧としては直流電源回路2の出力電圧の1/2
に限られない。
Besides, the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be modified or expanded as follows. The comparators 18 to 20 function as comparing means for comparing the terminal voltages Vu, Vv, Vw and the reference voltage V0, but they may be replaced with other well-known circuits. Although the voltage dividing resistance circuit 16 corresponds to the reference voltage generating means, it may be replaced with another means, and the reference voltage is 1/2 of the output voltage of the DC power supply circuit 2.
Not limited to

【0091】パルス幅変調回路23は電圧制御手段に相
当するものであるが、これはチョッパ回路に置き換えて
も良い。また、インバータ装置47は、エアコンディシ
ョナのコンプレッサのモータを制御するインバータ装置
に限られるものではなく、モータ制御用のインバータ装
置に広く適用できる。
The pulse width modulation circuit 23 corresponds to the voltage control means, but it may be replaced with a chopper circuit. Further, the inverter device 47 is not limited to the inverter device that controls the motor of the compressor of the air conditioner, but can be widely applied to the inverter device for motor control.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上説明したように本発明のインバータ
装置によれば、転流時のダイオードの通電時間すなわち
転流時間を検出し、この転流時間とロータの位置情報と
からロータの回転位置に応じた負荷トルク情報を得るの
で、その負荷トルク情報に基づいて異常を早期に検出す
ることができる。
As described above, according to the inverter device of the present invention, the energization time of the diode during commutation, that is, the commutation time is detected, and the rotational position of the rotor is detected based on this commutation time and the rotor position information. Since the load torque information corresponding to is obtained, the abnormality can be detected early based on the load torque information.

【0093】また、本発明のインバータ装置では、巻線
の端子電圧と基準電圧とを比較し、その比較結果により
ロータの位置情報を得る構成とすることにより、位置検
出センサを設ける必要がなくなる。また、ダイオードの
通電状態を巻線の端子電圧と基準電圧との比較により検
出する構成としたことにより、ダイオードの通電状態を
検出するための回路を設ける必要がなく、また転流時間
を計測するための構成が簡単となる。更に、異常判定手
段が異常と判定したとき、モータへの通電を停止する構
成とすることにより、異常状態のままモータの運転が継
続されることがない。
Further, in the inverter device of the present invention, the terminal voltage of the winding is compared with the reference voltage, and the position information of the rotor is obtained based on the comparison result, thereby eliminating the need for the position detection sensor. Further, by adopting a configuration in which the current-carrying state of the diode is detected by comparing the terminal voltage of the winding with the reference voltage, it is not necessary to provide a circuit for detecting the current-carrying state of the diode, and the commutation time is measured. This simplifies the configuration. Further, when the abnormality determining means determines that the motor is abnormal, the motor is not energized so that the motor is not continuously operated in the abnormal state.

【0094】従って、上述のようなインバータ装置によ
りコンプレッサのモータが制御される本発明のエアコン
ディショナでは、異常を早期に検出できる。また、負荷
トルクの大きさと負荷トルクの変動の大きさとから、冷
媒通路、室内外の熱交換器の送風装置の不良、コンプレ
ッサの不良を判定する構成としたことにより、異常箇所
を発見し易くなる。
Therefore, the air conditioner of the present invention in which the compressor motor is controlled by the above-described inverter device can detect an abnormality early. In addition, it becomes easy to find an abnormal point by adopting a configuration in which the defectiveness of the blower of the refrigerant passage, the indoor / outdoor heat exchanger and the defectiveness of the compressor are determined from the magnitude of the load torque and the magnitude of the fluctuation of the load torque. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】各部の波形図[Figure 2] Waveform diagram of each part

【図3】エアコンディショナの室内外機の概略構成図FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an indoor / outdoor unit of an air conditioner.

【図4】巻線印加電圧一定の場合の負荷トルクと転流時
間との関係を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between load torque and commutation time when the voltage applied to the winding is constant.

【図5】回転数一定の場合の負荷トルクと巻線印加電圧
との関係を示す特性図
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between load torque and winding applied voltage when the rotation speed is constant.

【図6】回転数一定の場合の異常有無と負荷トルクおよ
びその変動との関係を示す図
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the presence / absence of an abnormality and the load torque and its variation when the rotation speed is constant.

【図7】回転数制御の内容を示すフローチャートFIG. 7 is a flowchart showing the contents of rotation speed control.

【図8】転流タイミング決定、転流時間検出のための制
御内容を示すフローチャート
FIG. 8 is a flowchart showing control contents for determining commutation timing and detecting commutation time.

【図9】異常判定のための制御内容を示すフローチャー
FIG. 9 is a flowchart showing the control contents for abnormality determination.

【図10】作用説明用図FIG. 10 is a diagram for explaining the operation

【図11】転流開始前の電流経路を示す回路図FIG. 11 is a circuit diagram showing a current path before the start of commutation.

【図12】転流中の電流経路を示す回路図FIG. 12 is a circuit diagram showing a current path during commutation.

【図13】転流終了後の電流経路を示す回路図FIG. 13 is a circuit diagram showing a current path after the end of commutation.

【図14】転流時の基本波信号を巻線電圧とPWM信号
との関係で示す波形図
FIG. 14 is a waveform diagram showing the relationship between the winding voltage and the PWM signal of the fundamental wave signal during commutation.

【図15】図11とは異なる状態での転流中の電流経路
を示す回路図
FIG. 15 is a circuit diagram showing a current path during commutation in a state different from that of FIG.

【図16】図13相当図16 is a view corresponding to FIG. 13.

【図17】本発明と比較するための図12相当図FIG. 17 is a view corresponding to FIG. 12 for comparison with the present invention.

【図18】図13相当図FIG. 18 is a view equivalent to FIG.

【図19】図14相当図FIG. 19 is a view corresponding to FIG. 14.

【図20】従来のインバータ装置を示す図1相当図FIG. 20 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional inverter device.

【図21】図2相当図FIG. 21 is a view corresponding to FIG.

【図22】ブラシレスモータの一つの巻線の端子電圧と
電流の波形図
FIG. 22 is a waveform diagram of the terminal voltage and current of one winding of the brushless motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5は正側直流電源線、6は負側直流電源線、7,9,1
1は正側スイッチング用トランジスタ(正側スイッチン
グ素子)8,10,12は負側スイッチング用トランジ
スタ(負側スイッチング素子)、13は三相ブリッジ回
路(スイッチング回路)、15はブラシレスモータ、1
5u,15v,15wは巻線、17は位置信号回路(位
置検出手段)、23はパルス幅変調回路、31はヒート
ポンプ、32はコンプレッサ、35は四方弁、36は室
内側熱交換器、37は減圧装置、38は室外側熱交換
器、45は表示器、47はインバータ装置、48はマイ
クロコンピュータ(通電信号形成手段、転流時間検出手
段、トルク検出手段、異常判定手段)、49はゲート回
路(駆動手段)である。
5 is a positive side DC power supply line, 6 is a negative side DC power supply line, 7, 9, 1
1 is a positive side switching transistor (positive side switching element) 8, 10 and 12 are negative side switching transistors (negative side switching element), 13 is a three-phase bridge circuit (switching circuit), 15 is a brushless motor, 1
5u, 15v, 15w are windings, 17 is a position signal circuit (position detecting means), 23 is a pulse width modulation circuit, 31 is a heat pump, 32 is a compressor, 35 is a four-way valve, 36 is an indoor heat exchanger, and 37 is Decompression device, 38 outdoor heat exchanger, 45 indicator, 47 inverter device, 48 microcomputer (conduction signal forming means, commutation time detecting means, torque detecting means, abnormality determining means), 49 gate circuit (Driving means).

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータが有する複数相の巻線に順次通電
するための、並列にダイオードを有する複数のスイッチ
ング素子からなるスイッチング回路と、 前記モータが有するロータの位置情報を得る位置検出手
段と、 前記位置情報に基づいて所定の転流タイミングに対応し
た通電信号を得る通電信号形成手段と、 前記通電信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動す
る駆動手段と、 前記スイッチング素子の転流時に、前記巻線の蓄積エネ
ルギーの放出による前記ダイオードの通電時間を検出
し、この検出時間をスイッチング素子の転流時間とする
転流時間検出手段と、 前記位置情報と転流時間とに基づいて前記ロータの回転
位置に対応した負荷トルク情報を得るトルク検出手段
と、 前記負荷トルク情報に基づいて異常を判定する異常判定
手段とを設けたことを特徴とするインバータ装置。
1. A switching circuit including a plurality of switching elements having diodes in parallel for sequentially energizing windings of a plurality of phases included in a motor, and position detection means for obtaining position information of a rotor included in the motor. An energization signal forming unit that obtains an energization signal corresponding to a predetermined commutation timing based on the position information, a driving unit that drives the switching element based on the energization signal, and a winding unit that commutates the switching element. Commutation time detection means for detecting the energization time of the diode due to release of accumulated energy of the wire, and the detection time being the commutation time of the switching element, and rotation of the rotor based on the position information and the commutation time. Torque detecting means for obtaining load torque information corresponding to the position, and an abnormality determining hand for determining abnormality based on the load torque information. An inverter device having a step.
【請求項2】 位置検出手段は、巻線の端子電圧と基準
電圧とを比較し、その比較結果により位置情報を得る構
成であることを特徴とする請求項1記載のインバータ装
置。
2. The inverter device according to claim 1, wherein the position detecting means is configured to compare the terminal voltage of the winding with a reference voltage and obtain position information based on the comparison result.
【請求項3】 転流時間検出手段は、ダイオードの通電
状態を、巻線の端子電圧と基準電圧との比較により検出
する構成であることを特徴とする請求項1または2記載
のインバータ装置。
3. The inverter device according to claim 1, wherein the commutation time detecting means is configured to detect the energized state of the diode by comparing a terminal voltage of the winding with a reference voltage.
【請求項4】 異常判定手段が異常と判定したとき、モ
ータへの通電を停止する手段を設けたことを特徴とする
請求項1ないし3のいずれかに記載のインバータ装置。
4. The inverter device according to claim 1, further comprising means for stopping energization of the motor when the abnormality determination means determines that the abnormality has occurred.
【請求項5】 コンプレッサ、室外側熱交換器、減圧装
置、室内側熱交換器を冷媒通路により接続したヒートポ
ンプを備え、 前記コンプレッサのモータを請求項1ないし3のいずれ
かに記載のインバータ装置によって制御することを特徴
とするエアコンディショナ。
5. A heat pump in which a compressor, an outdoor heat exchanger, a pressure reducing device, and an indoor heat exchanger are connected by a refrigerant passage, wherein the compressor motor is an inverter device according to any one of claims 1 to 3. An air conditioner characterized by being controlled.
【請求項6】 異常判定手段は、負荷トルク情報から負
荷トルクの大きさと負荷トルクの変動の大きさとを判断
し、負荷トルクの大きさが小さく、負荷トルクの変動が
小さいとき、冷媒通路の異常と判定することを特徴とす
る請求項5記載のエアコンディショナ。
6. The abnormality determining means determines the magnitude of the load torque and the magnitude of the fluctuation of the load torque from the load torque information, and when the magnitude of the load torque is small and the fluctuation of the load torque is small, the abnormality of the refrigerant passage is detected. The air conditioner according to claim 5, wherein
【請求項7】 異常判定手段は、負荷トルク情報から負
荷トルクの大きさと負荷トルクの変動の大きさとを判断
し、負荷トルクの大きさが小さく、負荷トルクの変動が
小さいとき、冷媒通路の異常と判定することを特徴とす
る請求項5または6記載のエアコンディショナ。
7. The abnormality determining means determines the magnitude of the load torque and the magnitude of the variation of the load torque from the load torque information, and when the magnitude of the load torque is small and the variation of the load torque is small, the abnormality of the refrigerant passage is detected. The air conditioner according to claim 5, wherein the air conditioner is determined to be:
【請求項8】 異常判定手段は、負荷トルク情報から負
荷トルクの大きさと負荷トルクの変動の大きさとを判断
し、負荷トルクの大きさが大きく、負荷トルクの変動が
大きいとき、コンプレッサの異常と判定することを特徴
とする請求項5ないし7のいずれかに記載のエアコンデ
ィショナ。
8. The abnormality determining means determines the magnitude of the load torque and the variation of the load torque from the load torque information, and when the magnitude of the load torque is large and the variation of the load torque is large, it is determined that the compressor is abnormal. The air conditioner according to any one of claims 5 to 7, which is determined.
【請求項9】 異常判定手段の異常判定結果を報知する
手段を備えていることを特徴とする請求項5ないし8の
いずれかに記載のエアコンディショナ。
9. The air conditioner according to claim 5, further comprising means for notifying an abnormality determination result of the abnormality determination means.
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