JPH10210784A - 圧縮機電動機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は従来の課題を解決するもので、入力
電圧が変動した場合においても、十分な高調波電流抑制
効果を維持したまま回路ロスも最小にできる圧縮機電動
機制御装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 アクティブフィルタに入力される電圧の
ピーク値を検出する入力電圧検出回路と、入力電圧検出
回路で検出された電圧より一定電圧高い電圧を設定する
第１電圧設定回路と、第１電圧設定回路と入力電圧が一
致するようにアクティブフィルタを制御するＡＦドライ
ブ回路とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷蔵庫やエアコンな
どの冷凍システムに用いられるインバータ駆動される圧
縮機用電動機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷蔵庫やエアコンなどの冷凍シス
テムにおいて、圧縮機の冷凍能力をインバータによって
変化させ、状態に応じて最適な冷凍能力で運転させるこ
とにより、省エネや最適な制御が行われている。

【０００３】しかしながら、インバータにおいては一般
的に整流部分はコンデンサインプット型の整流回路が用
いられているが、この整流回路の場合、電流波形が正弦
波ではなく高調波（特に基本波成分の奇数次高調波成
分）が多く含まれているため、様々な障害が発生する。

【０００４】そこでこの高調波電流を少なくする技術が
現在盛んに開発が進められている。そのひとつの技術と
してアクティブフィルタがある。

【０００５】例えば特開平８−３３３９２号公報などに
圧縮機用インバータにアクティブフィルタを応用した場
合について記載されている。以下従来の圧縮機電動機制
御装置について図面を参照しながら説明する。

【０００６】図２は従来の圧縮機電動機制御装置のブロ
ック図である。図２において、１０１は商用電源であ
り、例えば一般家庭における１００Ｖ６０Ｈｚの交流電
源である。１０２は商用電源１０３を整流すると共に高
調波電流を抑制するアクティブフィルタである。アクテ
ィブフィルタは一般的には図に示すような昇圧チョッパ
が多く用いられている。

【０００７】１０３はインバータであり、スイッチング
素子を３相ブリッジ接続した構成であり、アクティブフ
ィルタ１０２の直流出力を３相の任意電圧、任意周波数
の出力に変換し、圧縮機用モータ１０４に電力を供給す
る。

【０００８】１０５はアクティブフィルタ制御部であり
入力電流波形が正弦波に近づくようにアクティブフィル
タ１０２のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行
う。

【０００９】また、１０６はインバータ制御部でありイ
ンバータ１０３のかくスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ
制御を行い、モータ１０４への供給電力を制御する。

【００１０】アクティブフィルタ１０２は、昇圧チョッ
パとして動作しているときに入力電流波形が正弦波に近
づくことがよく知られている。そのため、出力の直流電
圧が常に一定になるようにアクティブフィルタ制御部１
０５は制御を行っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この圧縮機電動機制御
装置においては、その特徴の一つである省エネ性が特に
要求されている。

【００１２】しかしながら従来の構成では、次のような
課題があった。先に述べたようにアクティブフィルタ１
０２においては、昇圧チョッパとして動作しているとき
に高調波電流が抑制できるという働きがあるので、昇圧
チョッパとして動作するように出力電圧の設定値を決め
る必要があった。

【００１３】例えば、入力１００Ｖ系においては変動許
容差を＋１０％と考え、１１０Ｖが入力された場合にお
いても高調波が抑制できるように１６５Ｖ程度に設定を
行う（入力電圧波形のピーク値＋１０Ｖ）のが適正であ
った。

【００１４】また、このアクティブフィルタは入力電圧
と変換後の直流電圧との差が大きいほど、そのロスが大
きくなるという特性を示す。

【００１５】しかしこの場合には通常の標準的な入力電
圧１００Ｖが入った場合は入力電圧波形のピーク値（１
４１Ｖ）に対して２４Ｖも高いためその回路ロスは大き
なものになってしまう。また、更に、入力電圧が低下し
た場合に更にロスは増加することになる。

【００１６】また、従来の構成では圧縮機のモータが停
止中においてもアクティブフィルタは動作しているので
更にロス増加の要因となる。

【００１７】本発明は従来の課題を解決するもので、入
力電圧が変動した場合においても、十分な高調波電流抑
制効果を維持したまま回路ロスも最小にできる圧縮機電
動機制御装置を提供することを目的とする。

【００１８】本発明の他の目的は、モータ停止中の余分
な入力（回路ロス）を防止し、消費電力の少ない圧縮機
電動機制御装置を提供することを目的とする。

【００１９】本発明の他の目的は、圧縮機の負荷が高負
荷になったときに、回転数ダウンによる冷凍能力の低下
を防止し、高負荷時においても冷凍能力を維持すること
ができる圧縮機電動機制御装置を提供することを目的と
する。

【００２０】本発明の他の目的は、運転方法が切り変わ
る近辺でも振動の発生や電流の増加を防止し、動作が安
定させることができる圧縮機電動機制御装置を提供する
ことを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、アクティブフィルタの出力電圧を電源電圧
のピーク値の一定電圧（例えば１０Ｖ）大きい電圧に設
定するように構成したものである。

【００２２】これにより、入力電圧が変動した場合にお
いても、回路ロスが最小であり、しかも高調波電流は十
分に抑制することが得られる。

【００２３】また、モータ停止中は、アクティブフィル
タのスイッチング動作を停止させるように構成したもの
である。

【００２４】これにより、モータ停止時の余分な回路ロ
スの発生が抑制でき、消費電力の低減を行うことが得ら
れる。

【００２５】また、モータが最大回転数で回っているこ
とを検出し、その時にはアクティブフィルタを通常時よ
りも高い電圧に設定するように構成したものである。

【００２６】これにより、高負荷時の回転数の低下が防
止でき、冷凍能力の不足を防止することが得られる。

【００２７】また、アクティブフィルタの出力電圧を変
更する際、一気に変化するのではなく徐々に変わるよう
に構成したものである。

【００２８】これにより、出力電圧が切り替わる際に、
騒音が発生する事を防止し、更に電流の増加を抑えるこ
とが得られる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、交流電圧を直流電圧に変換するアクティブフィルタ
と、直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、前記
インバータにより駆動されるモータと、前記アクティブ
フィルタに入力される電圧のピーク値を検出する入力電
圧検出回路と、前記アクティブフィルタから出力される
出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、前記入力電圧
検出回路で検出された電圧より一定電圧高い電圧を設定
する第１電圧設定回路と、前記第１電圧設定回路と前記
出力電圧検出回路の出力が一致するように前記アクティ
ブフィルタを制御するＡＦドライブ回路とを有する圧縮
機電動機制御装置としたものであり、アクティブフィル
タの出力電圧を入力電圧のピーク値より一定電圧（例え
ば１０Ｖ）大きい電圧に第１電圧設定回路で設定し、出
力電圧がこの第１電圧設定回路で設定された値と一致す
るようにＡＦドライブ回路で制御する作用を有する。

【００３０】請求項２に記載の発明は、交流電圧を直流
電圧に変換するアクティブフィルタと、直流電圧を交流
電圧に変換するインバータと、前記インバータにより駆
動されるモータと、モータの目標回転数を設定する回転
数設定回路と、前記アクティブフィルタを制御するＡＦ
ドライブ回路と、目標回転数が停止か否かを判定し停止
であると判定したときには前記ＡＦドライブ回路の動作
を停止する停止判定回路とを有する圧縮機電動機制御装
置としたものであり、停止判定回路において回転数設定
回路の設定した目標回転数が停止（即ち０）であると判
定した場合にはアクティブフィルタの動作を停止すると
いう作用を有する。

【００３１】請求項３に記載の発明は、交流電圧を直流
電圧に変換するアクティブフィルタと、直流電圧を交流
電圧に変換するインバータと、前記インバータにより駆
動されるモータと、前記アクティブフィルタに入力され
る電圧のピーク値を検出する入力電圧検出回路と、前記
アクティブフィルタから出力される出力電圧を検出する
出力電圧検出回路と、前記入力電圧検出回路で検出され
た電圧より一定電圧高い電圧を設定する第１電圧設定回
路と、前記第１電圧設定回路で設定された電圧より高い
電圧を設定する第２電圧設定回路と、前記モータの回転
数が定回転数になるようにモータの印加電圧をパルス幅
制御で行うＰＷＭ制御回路と、前記ＰＷＭ制御回路から
出力されるデューティが１００％に到達しているか判定
するデューティ判定回路と、前記デューティ判定回路で
デューティが１００％と判定した時に前記第２電圧設定
回路の出力を選択し、デューティが１００％以外の時は
前記第１電圧設定回路の出力を選択する電圧選択回路
と、前記電圧選択回路と前記出力電圧検出回路の出力が
一致するように前記アクティブフィルタを制御するＡＦ
ドライブ回路とを有する圧縮機電動機制御装置としたも
のであり、ＰＷＭ制御回路から出力されるデューティが
１００％と判定したとき、第１電圧設定回路の設定電圧
より高い電圧が設定された第２電圧設定回路による電圧
になるようにアクティブフィルタの出力電圧を変化させ
るという作用を有する。

【００３２】請求項４に記載の発明は、交流電圧を直流
電圧に変換するアクティブフィルタと、直流電圧を交流
電圧に変換するインバータと、前記インバータにより駆
動されるモータと、前記アクティブフィルタに入力され
る電圧のピーク値を検出する入力電圧検出回路と、前記
アクティブフィルタから出力される出力電圧を検出する
出力電圧検出回路と、前記入力電圧検出回路で検出され
た電圧より一定電圧高い電圧を設定する第１電圧設定回
路と、前記第１電圧設定回路で設定された電圧より高い
電圧を設定する第２電圧設定回路と、前記モータの回転
数が定回転数になるようにモータの印加電圧をパルス幅
制御で行うＰＷＭ制御回路と、前記ＰＷＭ制御回路から
出力されるデューティが１００％に到達しているか判定
するデューティ判定回路と、前記デューティ判定回路で
デューティが１００％と判定した時に前記第２電圧設定
回路の出力を選択し、デューティが１００％以外の時は
前記第１電圧設定回路の出力を選択する電圧選択回路
と、前記電圧選択回路の出力に変化があった場合出力電
圧を徐々に変化させる積分回路と、前記積分回路と前記
出力電圧検出回路の出力が一致するように前記アクティ
ブフィルタを制御するＡＦドライブ回路とを有する圧縮
機電動機制御装置としたものであり、電圧選択回路の出
力が変化した場合、積分回路で出力電圧を徐々に変化さ
せ、この電圧変化に一致するように、アクティブフィル
タの出力電圧を制御するという作用を有する。

【００３３】以下本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施例における圧縮機
電動機制御装置のブロック図である。

【００３４】図１において、１は圧縮機である。２は圧
縮機１のシェルである。３はブラシレスモータで、３ａ
のロータと３ｂのステータとからなる。３ａのロータは
周囲に永久磁石を配置してある（例えば４極の場合９０
度毎にＮＳＮＳの極を配置）。

【００３５】４はシャフトであり、ロータ３ａに固定さ
れ、ロータ３ａの回転時にはベアリング５の中を回転す
る。またシャフト４の下部には偏心部４ａが設けてあ
る。さらにその下部には給油ポンプ６が設けてある。シ
ャフトが回転することにより、給油ポンプ６がオイルを
吸い上げ、各しゅう動部にオイルを給油する。

【００３６】７はピストンであり、シャフト４の回転運
動が偏心部４ａによって往復運動に変えられピストン７
がシリンダ８内を往復することにより、冷媒を圧縮す
る。圧縮された冷媒は吐出管９から出ていき、冷却シス
テム（凝縮器、膨張器、蒸発器など、図示せず）を通っ
て吸込管１０より圧縮機１のシェル２内部に放出され
る。

【００３７】１１は商用電源であり、例えば一般家庭に
おける１００Ｖ６０Ｈｚの交流電源である。１２は商用
電源１１を整流するアクティブフィルタあり、ここでは
昇圧チョッパを採用しており、ＡＣ１００Ｖを入力と
し、ＤＣ電圧を出力としている。

【００３８】アクティブフィルタ１２は、ブリッジダイ
オード１３、高周波リアクタ１４、半導体スイッチング
素子１５、ダイオード１６、およびコンデンサ１７など
から構成される。

【００３９】１８はインバータであり、スイッチング素
子を３相ブリッジ接続した構成であり、アクティブフィ
ルタ１２の直流出力を３相の任意電圧、任意周波数の出
力に変換し、ブラシレスモータ３に電圧を供給する。

【００４０】１９は逆起電圧検出回路でブラシレスモー
タ３のステータ３ｂの巻線の逆起電圧からロータ３ａの
回転の相対位置を検出する。２０はインバータ１８のス
イッチング素子をオン／オフさせるドライブ回路であ
る。

【００４１】２１は転流回路であり、ブラシレスモータ
３が定常運転しているときに逆起電圧検出回路１９の出
力によりインバータ１８のどの素子をオンさせるか決定
する。

【００４２】２２はＰＷＭ制御回路であり、インバータ
１８のスイッチング素子の上側アームまたは下側アーム
のスイッチング素子のみをチョッピングし、ＰＷＭ（パ
ルス幅変調）制御を行う。パルス幅のデューティ（パル
ス周期中のオン周期の割合）を上／下させることで出力
電圧を上昇／下降させることができる。この出力電圧の
変化でブラシレスモータの回転数の制御を行う。

【００４３】２３は回転数検出回路であり、逆起電圧検
出回路１９の出力信号をカウントまたは周期測定をする
ことにより、ブラシレスモータ３の回転数を検出する。

【００４４】２４は冷凍システムの状態を検出する状態
検出回路であり、例えば冷蔵庫においては庫内温度セン
サや冷却器温度センサなどである。もちろん温度のみで
はなく圧力などのセンサであっても構わない。

【００４５】２５は回転数設定回路で、状態検出回路２
４において検出された状態を把握し現在どの程度の回転
数で回るべきかを決定する。

【００４６】２６は比較器であり、回転数設定回路２５
での目標回転数と回転数検出回路２３での実回転数とを
比較し、その結果をＰＷＭ制御回路２２に送出する。

【００４７】２７は入力電圧検出回路で、商用電源１１
を整流するブリッジダイオード１３の出力電圧を入力と
している。ここでの電圧波形は入力の正弦波を全波整流
した脈動電圧波形となる。この電圧波形のピーク値の検
出を行う。

【００４８】２８は第１電圧設定回路であり、入力電圧
検出回路２７で検出された入力電圧波形のピーク値に対
して、一定電圧（約１０Ｖ）高い電圧を設定する。

【００４９】２９は第２電圧設定回路であり、第１電圧
設定回路で設定される電圧より十分に高い電圧（例えば
２５０Ｖ）を予め設定しておく。

【００５０】３０はデューティ判定回路であり、ＰＷＭ
制御回路２２の出力デューティを判定するものであり、
出力Ｌの時はデューティが１００％になれば出力をＨに
し、出力Ｈの時はデューティが６０％以下になれば出力
をＬにするヒステリシスを持った動作を行う。

【００５１】３１は電圧選択回路であり、デューティ判
定回路３０の出力がＬの時は第１電圧判定回路２８の出
力を選択し、デューティ判定回路３０の出力がＨの時Ｈ
第２電圧判定回路２９の出力を選択し、出力する。

【００５２】３２は積分回路であり、電圧選択回路３１
の出力が変化した時にその出力変化を徐々に行わせるた
めの積分回路である。この積分回路の時定数はモータの
回転数制御の時定数に比べて同じもしくは大きく設定し
ている。

【００５３】３３は出力電圧検出回路であり、アクティ
ブフィルタ１２の出力電圧を検出する。３４は比較器で
あり、出力電圧検出回路３３の出力と積分回路３２の出
力とを比較し、その偏差を出力とする。

【００５４】３５はＡＦドライブ回路であり、比較器３
４の出力偏差が０になるようにアクティブフィルタ１２
の半導体スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ制御を行
い、出力電圧が所望の値になるように動作する。

【００５５】３６は停止判定回路であり、回転数設定回
路２５で設定された回転数が０即ち停止であるときにＡ
Ｆドライブ回路３５に動作を停止するように信号を送出
する。

【００５６】以上のように構成された圧縮機電動機制御
装置について、以下その動作を図１を用いて説明する。

【００５７】まず、インバータ１８について動作の説明
を行う。ブラシレスモータ３が停止状態から起動をさせ
るときには逆起電圧が発生していないため、位置検出は
不可能である。従ってインバータ１８から強制的に低周
波数、低デューティの出力を出し、強制的に回転をスタ
ートさせる（一般的に低周波同期起動と呼ばれる）。

【００５８】その後、加速を行いある程度回転が上昇
（１０ｒ／ｓｅｃ程度）してくると、ブラシレスモータ
３のステータ巻線に逆起電圧が発生し、逆起電圧検出回
路１９による位置検出が可能となる。

【００５９】逆起電圧検出回路１９からの位置検出信号
を転流回路２１で加工し、ドライブ回路２０に与えるこ
とにより通常のＤＣモータとしての運転（位置信号によ
る閉ループ制御）を行うこととなる。

【００６０】ＤＣモータとしての運転においては電圧を
変化させることで回転数制御が可能であり、ＰＷＭ制御
回路１９からのデューティを大きくすると回転数が上昇
し、逆にデューティを小さくすると回転数が下降するこ
ととなる。

【００６１】ＰＷＭ制御はパルス幅変調と呼ばれ、電圧
の調整をデューティにより調整するものであり、デュー
ティとはＯＮ周期／キャリア周期であり０〜１００％の
値をとる。

【００６２】キャリア周期はキャリア周波数で決まって
おり、一般的には数ｋＨｚから数十ｋＨｚである。また
デューティの値が大きければ電圧は高くなる。

【００６３】実際の回転数は逆起電圧検出回路１９でロ
ータ３ａの相対位置が検出できることからこのパルスを
一定時間（例えば１秒間）計数することによって、回転
数を検出することができる。この検出は回転数検出回路
２３で行っている。

【００６４】もちろんこの場合、パルスを計数するのみ
ではなくパルスの幅を測定することによっても回転数が
検出できることは言うまでもない。

【００６５】また、状態検出回路２４で検出された冷凍
システムの状態（温度、圧力など）によって、回転数設
定回路２５で最適な回転数を設定する。例えば所望温度
に対して、検出した温度が離れていれば回転数を高く設
定して冷凍能力を上げたり、検出した温度が近づいてい
れば回転数を低くして冷凍能力を適切な値にするなどが
考えられる。

【００６６】比較器２６で、回転数設定回路２５で設定
された目標回転数と、回転数検出回路２３で検出された
実回転数とを比較し、その結果をＰＷＭ制御回路２２に
送出する。

【００６７】この結果を受けて、ＰＷＭ制御回路２２に
おいては、目標回転数＞実回転数のときにはデューティ
を大きくし、目標回転数＜実回転数のときはデューティ
を小さくし、目標回転数＝実回転数のときはデューティ
を変化させないという制御を行い、実回転数が目標回転
数と一致するようにする。

【００６８】次に、アクティブフィルタ１２の動作につ
いて説明を行う。まず、アクティブフィルタの基本動作
について簡単に説明する。一般的なコンデンサインプッ
ト型整流回路においては既によく知られているように、
入力電圧波形のほぼピーク付近で充電動作が行われるた
め、電流はほぼピーク付近に集中した波形となる。この
電流は高調波電流を多く含むため様々な障害を起こすこ
とがある。

【００６９】こん高調波電流を抑制するために、アクテ
ィブフィルタが使用される。これは半導体スイッチング
素子をＯＮにすると、入力の電圧に関係なく、高周波リ
アクタ１４に電流が流れ、エネルギーを蓄積する。

【００７０】次に半導体スイッチング素子１５をＯＦＦ
にする事により、高周波リアクタ１４に蓄えられたエネ
ルギーはダイオード１６を通してコンデンサ１７へ電流
として流れ込む。

【００７１】この動作を高速（１０ｋＨｚから１００ｋ
Ｈｚ程度）で繰り返すことにより、入力電流は電圧波形
に関係なくほぼ正弦波波形に近いものとなり、高調波電
流が抑制される。

【００７２】この高調波電流を抑制するためには直流部
電圧を通常の全波整流で得られる電圧（ＡＣ１００Ｖ時
は約１４１Ｖ）より１０Ｖ以上高い電圧（１５１Ｖ）に
設定する必要がある。これはアクティブフィルタが昇圧
チョッパとして動作したときに高調波抑制効果があるこ
とを示す。

【００７３】ブリッジダイオード１３によって商用電源
１１の電圧は全波整流され、ブリッジダイオード１３の
出力では商用電源の周波数の２倍の周波数（６０Ｈｚの
場合は１２０Ｈｚ）の脈流の直流波形が観測される。こ
の脈流の直流波形のピーク値を入力電圧検出回路２７で
検出する。

【００７４】入力電圧検出回路２７で検出されたピーク
電圧値は第１電圧設定回路２８に送出される。第１電圧
設定回路２８においては、検出されたピーク電圧値より
も約１０Ｖ高い電圧値を設定する。即ち、第１電圧設定
回路では入力電圧の値により常に一定値高い電圧に設定
されることになる。

【００７５】次に、デューティ判定回路でデューティが
まだ十分余裕があると判定すれば、即ち出力がＬの時
は、電圧選択回路は常に第１電圧設定回路２８の出力を
選択し、出力を積分回路３２に送出する。

【００７６】そして積分回路３２の出力はこの状態が一
定時間（時定数よりも十分大きい時間）以上続いていれ
ば、第１電圧設定回路２８の出力電圧に一致する。

【００７７】この積分回路３２の出力と出力電圧検出回
路３３の出力とを比較器３４で比較し、その差がなくな
るように、ＡＦドライブ回路３５は半導体スイッチング
素子１５のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。

【００７８】この結果、アクティブフィルタ１２の出力
電圧は常に第１電圧設定回路２８で設定された入力電圧
のピーク値に比べ約１０Ｖ高い電圧に設定されるように
なる。これは入力電圧が変動したときも常に約１０Ｖ高
い電圧に設定される。

【００７９】次にモータ停止時の動作について説明を行
う。状態検出回路２４で検出された状態を回転数設定回
路２５が判定し、停止であるとされた時（例えば庫内の
温度が十分に冷えて、それ以上冷却が必要ない状態な
ど）には、インバータ１３の動作を停止させ、モータを
停止させてから、停止判定回路３６は停止であると判定
する。

【００８０】停止判定回路３６は停止と判定したときに
は、その出力信号はＡＦドライブ回路３５に送出され、
ＡＦドライブ回路３５は半導体スイッチング素子１５を
ＯＦＦ状態として停止させ、アクティブフィルタ１２の
動作を停止させる。

【００８１】アクティブフィルタ１２の動作を停止させ
ると、この回路はブリッジダイオード１３、ダイオード
１６およびコンデンサ１７により、通常の全波整流回路
を構成し、出力電圧を出力することになり、電源（直流
電圧から低圧回路制御用の電源を作り出すスイッチング
電源など。図示せず）は通常通り動作させることができ
る。

【００８２】次に圧縮機１の負荷が増大したときの動作
について説明する。圧縮機１の負荷は周囲の温度条件等
によって大きく変化する。例えば周囲の温度が非常に高
く、庫内の温度も高いときには圧縮機１の負荷が大きく
なることはよく知られている。

【００８３】負荷が高くなったときに、ブラシレスモー
タ３は回転数が低下していくことがよく知られている。
そこで回転数が一致するように、ＰＷＭ制御回路２２は
デューティを増加させて回転数を調整する。

【００８４】しかしながら、デューティ１００％以上は
調整できないため、デューティ１００％で回転数が確保
できない状態においては、回転数が負荷の増大に応じて
低くなってしまい、その結果冷凍能力が小さくなる。

【００８５】そこで、デューティ判定回路３０でデュー
ティが１００％に到達したことを判定し、出力をＨに切
り換える。これを受け、電圧選択回路３１は第２電圧設
定回路２９の設定値を出力するようになる。

【００８６】ここで第２電圧設定回路２９の電圧設定値
は、前述の通り第１電圧設定回路２８で設定される電圧
値に比べ十分高い電圧に設定しており、例えば２５０Ｖ
に設定している。

【００８７】この結果、アクティブフィルタ１２の出力
電圧はこれまでより十分に高い電圧（例えば２５０Ｖ）
が出力されることとなる。

【００８８】この時、積分回路３２は入力で電圧変化
（第１電圧設定回路２８の設定値から第２電圧設定回路
２９への変化）に対して徐々に変化させる役目を行い、
アクティブフィルタ１２の出力電圧と回転数制御の時間
変化が十分に吊り合うように時定数を調整している。

【００８９】このように出力電圧を高くすることによ
り、負荷の大きな状態においても十分に回転数を維持で
きるようになる。

【００９０】次にこの状態から負荷が軽くなった場合に
は、デューティ判定回路３０の出力が自動的にＬの出力
に戻り、電圧選択回路３１の出力が第１電圧設定回路２
８の設定値に切り換えられ、もとの状態に戻ることにな
る。

【００９１】上のように本実施例における圧縮機電動機
制御装置は、交流電圧を直流電圧に変換するアクティブ
フィルタ１２と、直流電圧を交流電圧に変換するインバ
ータ１８と、インバータ１８により駆動させるモータ３
と、アクティブフィルタ１２に入力される電圧のピーク
値を検出する入力電圧検出回路２７と、アクティブフィ
ルタ１２から出力される出力電圧を検出する出力電圧検
出回路３３と、入力電圧検出回路２７で検出された電圧
より一定電圧高い電圧を設定する第１電圧設定回路２８
と、第１電圧設定回路２８と出力電圧検出回路３３の出
力が一致するようにアクティブフィルタ１２を制御する
ＡＦドライブ回路３５とを有することにより、アクティ
ブフィルタの出力電圧を入力電圧のピーク値より一定電
圧（例えば１０Ｖ）大きい電圧に第１電圧設定回路で設
定し、出力電圧がこの第１電圧設定回路で設定された値
と一致するようにＡＦドライブ回路で制御することがで
きるので、入力電圧が変動した場合においても、回路ロ
スが最小であり、しかも高調波電流は十分に抑制するこ
とができる。

【００９２】また、モータ３の目標回転数を設定する回
転数設定回路２５と、アクティブフィルタ１２を制御す
るＡＦドライブ回路３５と、目標回転数が停止か否かを
判定し停止であると判定したときにはＡＦドライブ回路
３５の動作を停止する停止判定回路３６とを設けること
により、停止判定回路３６において回転数設定回路２５
の設定した目標回転数が停止（即ち０）であると判定し
た場合にはアクティブフィルタ１２の動作を停止するこ
とにより、モータ停止時の余分な回路ロスの発生が抑制
でき、消費電力の低減を行うことができる。

【００９３】また、アクティブフィルタ１２に入力され
る電圧のピーク値を検出する入力電圧検出回路２７と、
アクティブフィルタ１２から出力される出力電圧を検出
する出力電圧検出回路３３と、入力電圧検出回路２７で
検出された電圧より一定電圧高い電圧を設定する第１電
圧設定回路２８と、第１電圧設定回路２８で設定された
電圧より高い電圧を設定する第２電圧設定回路２９と、
モータ３の回転数が定回転数になるようにモータの印加
電圧をパルス幅制御で行うＰＷＭ制御回路２２と、ＰＷ
Ｍ制御回路２２から出力されるデューティが１００％に
到達しているか判定するデューティ判定回路３０と、デ
ューティ判定回路３０でデューティが１００％と判定し
た時に第２電圧設定回路２９の出力を選択し、デューテ
ィが１００％以外の時は第１電圧設定回路２８の出力を
選択する電圧選択回路３１と、電圧選択回路３１と出力
電圧検出回路３３の出力が一致するようにアクティブフ
ィルタ１２を制御するＡＦドライブ回路３５とを設ける
ことにより、ＰＷＭ制御回路２２から出力されるデュー
ティが１００％と判定したとき、第１電圧設定回路２８
の設定電圧より高い電圧が設定された第２電圧設定回路
２９による電圧になるようにアクティブフィルタ１２の
出力電圧を変化させることにより、高負荷時の回転数の
低下が防止でき、冷凍能力の不足を防止することが得ら
れる。

【００９４】また、アクティブフィルタ１２に入力され
る電圧のピーク値を検出する入力電圧検出回路２７と、
アクティブフィルタ１２から出力される出力電圧を検出
する出力電圧検出回路３３と、入力電圧検出回路２７で
検出された電圧より一定電圧高い電圧を設定する第１電
圧設定回路２８と、第１電圧設定回路２８で設定された
電圧より高い電圧を設定する第２電圧設定回路２９と、
モータ３の回転数が定回転数になるようにモータの印加
電圧をパルス幅制御で行うＰＷＭ制御回路２２と、ＰＷ
Ｍ制御回路２２から出力されるデューティが１００％に
到達しているか判定するデューティ判定回路３０と、デ
ューティ判定回路３０でデューティが１００％と判定し
た時に第２電圧設定回路２９の出力を選択し、デューテ
ィが１００％以外の時は第１電圧設定回路２８の出力を
選択する電圧選択回路３１と、電圧選択回路３１の出力
に変化があった場合出力電圧を徐々に変化させる積分回
路３２と、積分回路３２と出力電圧検出回路３３の出力
が一致するようにアクティブフィルタを制御するＡＦド
ライブ回路３５とを設けることにより、電圧選択回路３
１の出力が変化した場合、積分回路３２で出力電圧を徐
々に変化させ、この電圧変化に一致するように、アクテ
ィブフィルタ１２の出力電圧を制御することができるの
で、出力電圧が切り替わる際に、騒音が発生する事を防
止し、更に電流の増加を抑えることができるようにな
る。

【００９５】また、デューティ判定回路３６の出力によ
り、デューティの判定基準を変化させるというヒステリ
シスを設けることにより、負荷の大きい部分での誤切り
替わりの防止ができ、安定した運転を供給できることに
なる。

【００９６】また、積分回路３２の時定数を回転数制御
の時定数に比べ、同等またはそれ以上にすることによ
り、より切り替わり時の回転数変動を防止でき、振動の
少なく電流の少ない効果が得られる。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の圧縮機電動
機制御装置は、交流電圧を直流電圧に変換するアクティ
ブフィルタと、直流電圧を交流電圧に変換するインバー
タと、インバータにより駆動されるモータと、アクティ
ブフィルタに入力される電圧のピーク値を検出する入力
電圧検出回路と、アクティブフィルタから出力される出
力電圧を検出する出力電圧検出回路と、入力電圧検出回
路で検出された電圧より一定電圧高い電圧を設定する第
１電圧設定回路と、第１電圧設定回路と出力電圧検出回
路の出力が一致するようにアクティブフィルタを制御す
るＡＦドライブ回路とを有することにより、アクティブ
フィルタの出力電圧を入力電圧のピーク値より一定電圧
（例えば１０Ｖ）大きい電圧に第１電圧設定回路で設定
し、出力電圧がこの第１電圧設定回路で設定された値と
一致するようにＡＦドライブ回路で制御することができ
るので、入力電圧が変動した場合においても、回路ロス
が最小であり、しかも高調波電流は十分に抑制すること
ができる。

【００９８】また、モータの目標回転数を設定する回転
数設定回路と、アクティブフィルタを制御するＡＦドラ
イブ回路と、目標回転数が停止か否かを判定し停止であ
ると判定したときにはＡＦドライブ回路の動作を停止す
る停止判定回路とを設けることにより、停止判定回路に
おいて回転数設定回路の設定した目標回転数が停止（即
ち０）であると判定した場合にはアクティブフィルタの
動作を停止することにより、モータ停止時の余分な回路
ロスの発生が抑制でき、消費電力の低減を行うことがで
きる。

【００９９】また、アクティブフィルタに入力される電
圧のピーク値を検出する入力電圧検出回路と、アクティ
ブフィルタから出力される出力電圧を検出する出力電圧
検出回路と、入力電圧検出回路で検出された電圧より一
定電圧高い電圧を設定する第１電圧設定回路と、第１電
圧設定回路で設定された電圧より高い電圧を設定する第
２電圧設定回路と、モータの回転数が定回転数になるよ
うにモータの印加電圧をパルス幅制御で行うＰＷＭ制御
回路と、ＰＷＭ制御回路から出力されるデューティが１
００％に到達しているか判定するデューティ判定回路
と、デューティ判定回路でデューティが１００％と判定
した時に第２電圧設定回路の出力を選択し、デューティ
が１００％以外の時は第１電圧設定回路の出力を選択す
る電圧選択回路と、電圧選択回路と出力電圧検出回路の
出力が一致するようにアクティブフィルタを制御するＡ
Ｆドライブ回路とを設けることにより、ＰＷＭ制御回路
から出力されるデューティが１００％と判定したとき、
第１電圧設定回路の設定電圧より高い電圧が設定された
第２電圧設定回路による電圧になるようにアクティブフ
ィルタの出力電圧を変化させることにより、高負荷時の
回転数の低下が防止でき、冷凍能力の不足を防止するこ
とが得られる。

【０１００】また、アクティブフィルタに入力される電
圧のピーク値を検出する入力電圧検出回路と、アクティ
ブフィルタから出力される出力電圧を検出する出力電圧
検出回路と、入力電圧検出回路で検出された電圧より一
定電圧高い電圧を設定する第１電圧設定回路と、第１電
圧設定回路で設定された電圧より高い電圧を設定する第
２電圧設定回路と、モータ３の回転数が定回転数になる
ようにモータの印加電圧をパルス幅制御で行うＰＷＭ制
御回路と、ＰＷＭ制御回路から出力されるデューティが
１００％に到達しているか判定するデューティ判定回路
と、デューティ判定回路でデューティが１００％と判定
した時に第２電圧設定回路の出力を選択し、デューティ
が１００％以外の時は第１電圧設定回路の出力を選択す
る電圧選択回路と、電圧選択回路の出力に変化があった
場合出力電圧を徐々に変化させる積分回路と、積分回路
と出力電圧検出回路の出力が一致するようにアクティブ
フィルタを制御するＡＦドライブ回路とを設けることに
より、電圧選択回路の出力が変化した場合、積分回路で
出力電圧を徐々に変化させ、この電圧変化に一致するよ
うに、アクティブフィルタの出力電圧を制御することが
できるので、出力電圧が切り替わる際に、騒音が発生す
る事を防止し、更に電流の増加を抑えることができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における圧縮機電動機制御装置のブロッ
ク図

【図２】従来の圧縮機電動機制御装置のブロック図

【符号の説明】

３ ブラシレスモータ １２ アクティブフィルタ １８ インバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川原 秀治 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 窪田 吉孝 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 栗本 和典 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電圧を直流電圧に変換するアクティ
   ブフィルタと、直流電圧を交流電圧に変換するインバー
   タと、前記インバータにより駆動されるモータと、前記
   アクティブフィルタに入力される電圧のピーク値を検出
   する入力電圧検出回路と、前記アクティブフィルタから
   出力される出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、前
   記入力電圧検出回路で検出された電圧より一定電圧高い
   電圧を設定する第１電圧設定回路と、前記第１電圧設定
   回路と前記出力電圧検出回路の出力が一致するように前
   記アクティブフィルタを制御するＡＦドライブ回路とを
   有する圧縮機電動機制御装置。
2. 【請求項２】 交流電圧を直流電圧に変換するアクティ
   ブフィルタと、直流電圧を交流電圧に変換するインバー
   タと、前記インバータにより駆動されるモータと、モー
   タの目標回転数を設定する回転数設定回路と、前記アク
   ティブフィルタを制御するＡＦドライブ回路と、目標回
   転数が停止か否かを判定し停止であると判定したときに
   は前記ＡＦドライブ回路の動作を停止する停止判定回路
   とを有する圧縮機電動機制御装置。
3. 【請求項３】 交流電圧を直流電圧に変換するアクティ
   ブフィルタと、直流電圧を交流電圧に変換するインバー
   タと、前記インバータにより駆動されるモータと、前記
   アクティブフィルタに入力される電圧のピーク値を検出
   する入力電圧検出回路と、前記アクティブフィルタから
   出力される出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、前
   記入力電圧検出回路で検出された電圧より一定電圧高い
   電圧を設定する第１電圧設定回路と、前記第１電圧設定
   回路で設定された電圧より高い電圧を設定する第２電圧
   設定回路と、前記モータの回転数が定回転数になるよう
   にモータの印加電圧をパルス幅制御で行うＰＷＭ制御回
   路と、前記ＰＷＭ制御回路から出力されるデューティが
   １００％に到達しているか判定するデューティ判定回路
   と、前記デューティ判定回路でデューティが１００％と
   判定した時に前記第２電圧設定回路の出力を選択し、デ
   ューティが１００％以外の時は前記第１電圧設定回路の
   出力を選択する電圧選択回路と、前記電圧選択回路と前
   記出力電圧検出回路の出力が一致するように前記アクテ
   ィブフィルタを制御するＡＦドライブ回路とを有する圧
   縮機電動機制御装置。
4. 【請求項４】 交流電圧を直流電圧に変換するアクティ
   ブフィルタと、直流電圧を交流電圧に変換するインバー
   タと、前記インバータにより駆動されるモータと、前記
   アクティブフィルタに入力される電圧のピーク値を検出
   する入力電圧検出回路と、前記アクティブフィルタから
   出力される出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、前
   記入力電圧検出回路で検出された電圧より一定電圧高い
   電圧を設定する第１電圧設定回路と、前記第１電圧設定
   回路で設定された電圧より高い電圧を設定する第２電圧
   設定回路と、前記モータの回転数が定回転数になるよう
   にモータの印加電圧をパルス幅制御で行うＰＷＭ制御回
   路と、前記ＰＷＭ制御回路から出力されるデューティが
   １００％に到達しているか判定するデューティ判定回路
   と、前記デューティ判定回路でデューティが１００％と
   判定した時に前記第２電圧設定回路の出力を選択し、デ
   ューティが１００％以外の時は前記第１電圧設定回路の
   出力を選択する電圧選択回路と、前記電圧選択回路の出
   力に変化があった場合出力電圧を徐々に変化させる積分
   回路と、前記積分回路と前記出力電圧検出回路の出力が
   一致するように前記アクティブフィルタを制御するＡＦ
   ドライブ回路とを有する圧縮機電動機制御装置。