JPH10285990A - 電動機の制御装置および圧縮機 - Google Patents
電動機の制御装置および圧縮機Info
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- JPH10285990A JPH10285990A JP9080478A JP8047897A JPH10285990A JP H10285990 A JPH10285990 A JP H10285990A JP 9080478 A JP9080478 A JP 9080478A JP 8047897 A JP8047897 A JP 8047897A JP H10285990 A JPH10285990 A JP H10285990A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動機の制御装置におけるインバータと電動
機の効率を向上し、装置の高効率運転を可能とする。 【解決手段】 電動機出力に応じて、平滑回路１０の直
流電圧値を段階的に変えるように、力率改善回路３のス
イッチング素子を動作させる。
機の効率を向上し、装置の高効率運転を可能とする。 【解決手段】 電動機出力に応じて、平滑回路１０の直
流電圧値を段階的に変えるように、力率改善回路３のス
イッチング素子を動作させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電源を整流
して力率を改善する電源装置に関するものであり、特
に、直流電圧を変えて、電動機を制御する電動機の制御
装置および圧縮機に関するものである。
して力率を改善する電源装置に関するものであり、特
に、直流電圧を変えて、電動機を制御する電動機の制御
装置および圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、例えば特開平５−３３６７９
８号公報に示された電動機の駆動装置を示すものであ
る。図１０において、１は交流電源、２は全波整流回
路、１０は平滑回路、１２はインバータ、１５は電動
機、１７は前記電動機１５の１相を流れる瞬時電流を検
出する相電流検出器、１９は電動機速度制御回路で、前
記相電流検出器１７の出力信号と、電動機の速度指令ω
＊と、平滑回路１０の両端電圧を設定する直流電圧指令
ＶDC＊とを入力し、インバータ１２に駆動信号を出力す
る。３は力率改善回路で、リアクトル４と、ダイオード
９と、トランジスタ５およびこの素子を流れる電流を検
出するトランジスタ電流検出器１６と、全波整流回路２
の出力電圧、平滑回路１０の両端電圧、トランジスタ電
流検出器１６の出力信号、電動機速度制御回路１９から
の直流電圧指令ＶDC＊を入力し、前記トランジスタ５を
動作させて入力力率を改善するコンバータ駆動回路１８
と、から構成されている。
８号公報に示された電動機の駆動装置を示すものであ
る。図１０において、１は交流電源、２は全波整流回
路、１０は平滑回路、１２はインバータ、１５は電動
機、１７は前記電動機１５の１相を流れる瞬時電流を検
出する相電流検出器、１９は電動機速度制御回路で、前
記相電流検出器１７の出力信号と、電動機の速度指令ω
＊と、平滑回路１０の両端電圧を設定する直流電圧指令
ＶDC＊とを入力し、インバータ１２に駆動信号を出力す
る。３は力率改善回路で、リアクトル４と、ダイオード
９と、トランジスタ５およびこの素子を流れる電流を検
出するトランジスタ電流検出器１６と、全波整流回路２
の出力電圧、平滑回路１０の両端電圧、トランジスタ電
流検出器１６の出力信号、電動機速度制御回路１９から
の直流電圧指令ＶDC＊を入力し、前記トランジスタ５を
動作させて入力力率を改善するコンバータ駆動回路１８
と、から構成されている。
【０００３】次に、動作について説明する。図１０にお
いて、交流電源１の出力をリアクトル４を介して全波整
流回路２にて整流し、得られた脈動する電圧を平滑回路
１０で平滑して直流電源を得る。力率改善回路３の動作
は、コンバータ駆動回路１８に平滑回路１０の直流電圧
値Ａ、電動機速度制御回路１９からの直流電圧指令値
Ｂ、全波整流回路２の出力より得られる入力電圧瞬時値
Ｃが入力されると、これらの値から瞬時電流値を演算す
る。
いて、交流電源１の出力をリアクトル４を介して全波整
流回路２にて整流し、得られた脈動する電圧を平滑回路
１０で平滑して直流電源を得る。力率改善回路３の動作
は、コンバータ駆動回路１８に平滑回路１０の直流電圧
値Ａ、電動機速度制御回路１９からの直流電圧指令値
Ｂ、全波整流回路２の出力より得られる入力電圧瞬時値
Ｃが入力されると、これらの値から瞬時電流値を演算す
る。
【０００４】さらに、トランジスタ電流検出器１６にて
検出したトランジスタ５を流れる電流値が、演算した瞬
時電流値に一致するようトランジスタ５を駆動する。こ
の力率改善回路３によって入力電流は、電源電圧と同位
相の正弦波状に制御される。トランジスタ５がオンの場
合、交流電源１から全波整流回路２，リアクトル４およ
びトランジスタ５の経路で電流が流れ、リアクトル４に
エネルギが蓄えられる。
検出したトランジスタ５を流れる電流値が、演算した瞬
時電流値に一致するようトランジスタ５を駆動する。こ
の力率改善回路３によって入力電流は、電源電圧と同位
相の正弦波状に制御される。トランジスタ５がオンの場
合、交流電源１から全波整流回路２，リアクトル４およ
びトランジスタ５の経路で電流が流れ、リアクトル４に
エネルギが蓄えられる。
【０００５】次に、トランジスタ５がオフした場合、交
流電源１から全波整流回路２，リアクトル４，ダイオー
ド９および平滑回路１０の経路で電流が流れる。このと
き、リアクトル４のエネルギが放出されて電圧を発生す
るため、交流電源１の電源電圧に加算されて平滑回路１
０に印加されることになり、直流電圧の昇圧が可能とな
る。
流電源１から全波整流回路２，リアクトル４，ダイオー
ド９および平滑回路１０の経路で電流が流れる。このと
き、リアクトル４のエネルギが放出されて電圧を発生す
るため、交流電源１の電源電圧に加算されて平滑回路１
０に印加されることになり、直流電圧の昇圧が可能とな
る。
【０００６】電動機速度制御回路１９は、任意に与えら
れる電動機１５の速度指令ω＊と相電流検出器１７の出
力信号に基づき、最適な周波数と電圧を演算しインバー
タ１２に交流電圧指令Ｅを送る。インバータ１２は、交
流電圧指令Ｅに基づいて動作し、平滑回路１０から電力
が供給され電動機１５が駆動される。また、電動機速度
制御回路１９は、入力した直流電圧指令ＶDC＊、相電流
検出器１７の出力信号、交流電圧指令Ｅに基づいて直流
電圧指令値Ｂを求め、制御回路１８に出力する。
れる電動機１５の速度指令ω＊と相電流検出器１７の出
力信号に基づき、最適な周波数と電圧を演算しインバー
タ１２に交流電圧指令Ｅを送る。インバータ１２は、交
流電圧指令Ｅに基づいて動作し、平滑回路１０から電力
が供給され電動機１５が駆動される。また、電動機速度
制御回路１９は、入力した直流電圧指令ＶDC＊、相電流
検出器１７の出力信号、交流電圧指令Ｅに基づいて直流
電圧指令値Ｂを求め、制御回路１８に出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において、
電動機の駆動装置は以上のように構成されているので、
電動機の出力電力が小さいときはインバータに供給する
直流電圧が高く、インバータおよび電動機での電力損失
が大きくなってしまったり、直流電圧が異常に上昇して
しまった。
電動機の駆動装置は以上のように構成されているので、
電動機の出力電力が小さいときはインバータに供給する
直流電圧が高く、インバータおよび電動機での電力損失
が大きくなってしまったり、直流電圧が異常に上昇して
しまった。
【０００８】また、力率改善回路によってインバータに
供給する直流電圧を変えると、電動機への印加電圧が変
化してしまったり、直流電圧が増減を繰り返す挙動を示
すなどの問題点もあった。
供給する直流電圧を変えると、電動機への印加電圧が変
化してしまったり、直流電圧が増減を繰り返す挙動を示
すなどの問題点もあった。
【０００９】さらに、直流電圧には交流電源周波数のリ
ップル電圧が重畳しているため、電動機への印加電圧に
同様のリップル成分が重畳し、この成分にて電動機およ
び圧縮機が大きく振動するなどの課題があった。
ップル電圧が重畳しているため、電動機への印加電圧に
同様のリップル成分が重畳し、この成分にて電動機およ
び圧縮機が大きく振動するなどの課題があった。
【００１０】この発明は、インバータと電動機の効率を
向上し、装置の高効率運転を可能として、前記課題を解
決しようとするものである。
向上し、装置の高効率運転を可能として、前記課題を解
決しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１の発明の電動機の制
御装置においては、交流電源からの交流電力を直流に変
換する整流回路および平滑回路と、力率を改善するよう
に動作するスイッチング素子とリアクトルとを有する力
率改善回路と、前記平滑回路に接続したインバータと、
前記インバータに接続した電動機と、前記電動機を速度
制御するインバータ制御回路とを備えた電動機の制御装
置において、制御装置の動作状況に応じて、前記平滑回
路の直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率改善
回路のスイッチング素子を動作させるものである。
御装置においては、交流電源からの交流電力を直流に変
換する整流回路および平滑回路と、力率を改善するよう
に動作するスイッチング素子とリアクトルとを有する力
率改善回路と、前記平滑回路に接続したインバータと、
前記インバータに接続した電動機と、前記電動機を速度
制御するインバータ制御回路とを備えた電動機の制御装
置において、制御装置の動作状況に応じて、前記平滑回
路の直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率改善
回路のスイッチング素子を動作させるものである。
【００１２】第２の発明の電動機の制御装置において
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
および平滑回路と、力率を改善するように動作するスイ
ッチング素子とリアクトルとを有する力率改善回路と、
前記平滑回路に接続したインバータと、前記インバータ
に接続した電動機と、前記電動機を速度制御するインバ
ータ制御回路とを備えた電動機の制御装置において、電
動機出力に応じて、前記平滑回路の直流電圧値を段階的
に変えるように、前記力率改善回路のスイッチング素子
を動作させるものである。
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
および平滑回路と、力率を改善するように動作するスイ
ッチング素子とリアクトルとを有する力率改善回路と、
前記平滑回路に接続したインバータと、前記インバータ
に接続した電動機と、前記電動機を速度制御するインバ
ータ制御回路とを備えた電動機の制御装置において、電
動機出力に応じて、前記平滑回路の直流電圧値を段階的
に変えるように、前記力率改善回路のスイッチング素子
を動作させるものである。
【００１３】第３の発明の電動機の制御装置において
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
および平滑回路と、力率を改善するように動作するスイ
ッチング素子とリアクトルとを有する力率改善回路と、
前記平滑回路に接続したインバータと、前記インバータ
に接続した電動機と、前記電動機を速度制御するインバ
ータ制御回路とを備えた電動機の制御装置において、力
率改善回路の入力電力に応じて、前記平滑回路の直流電
圧値を段階的に変えるように、前記力率改善回路のスイ
ッチング素子を動作させるものである。
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
および平滑回路と、力率を改善するように動作するスイ
ッチング素子とリアクトルとを有する力率改善回路と、
前記平滑回路に接続したインバータと、前記インバータ
に接続した電動機と、前記電動機を速度制御するインバ
ータ制御回路とを備えた電動機の制御装置において、力
率改善回路の入力電力に応じて、前記平滑回路の直流電
圧値を段階的に変えるように、前記力率改善回路のスイ
ッチング素子を動作させるものである。
【００１４】第４の発明の電動機の制御装置において
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
および平滑回路と、力率を改善するように動作するスイ
ッチング素子とリアクトルとを有する力率改善回路と、
前記平滑回路に接続したインバータと、前記インバータ
に接続した電動機と、前記電動機を速度制御するインバ
ータ制御回路とを備えた電動機の制御装置において、イ
ンバータに入力される直流電力に応じて、前記平滑回路
の直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率改善回
路のスイッチング素子を動作させるものである。
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
および平滑回路と、力率を改善するように動作するスイ
ッチング素子とリアクトルとを有する力率改善回路と、
前記平滑回路に接続したインバータと、前記インバータ
に接続した電動機と、前記電動機を速度制御するインバ
ータ制御回路とを備えた電動機の制御装置において、イ
ンバータに入力される直流電力に応じて、前記平滑回路
の直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率改善回
路のスイッチング素子を動作させるものである。
【００１５】第５の発明の電動機の制御装置において
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
および平滑回路と、力率を改善するように動作するスイ
ッチング素子とリアクトルとを有する力率改善回路と、
前記平滑回路に接続したインバータと、前記インバータ
に接続した電動機と、前記電動機を速度制御するインバ
ータ制御回路とを備えた電動機の制御装置において、電
動機に出力されるインバータ出力電力に応じて、前記平
滑回路の直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率
改善回路のスイッチング素子を動作させるものである。
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
および平滑回路と、力率を改善するように動作するスイ
ッチング素子とリアクトルとを有する力率改善回路と、
前記平滑回路に接続したインバータと、前記インバータ
に接続した電動機と、前記電動機を速度制御するインバ
ータ制御回路とを備えた電動機の制御装置において、電
動機に出力されるインバータ出力電力に応じて、前記平
滑回路の直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率
改善回路のスイッチング素子を動作させるものである。
【００１６】第６の発明の電動機の制御装置において
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
および平滑回路と、力率を改善するように動作するスイ
ッチング素子とリアクトルとを有する力率改善回路と、
前記平滑回路に接続したインバータと、前記インバータ
に接続した電動機と、前記電動機を速度制御するインバ
ータ制御回路とを備えた電動機の制御装置において、前
記インバータのインバータ・デューティに応じて、前記
平滑回路の直流電圧値を段階的に可変するよう前記力率
改善回路のスイッチング素子を動作させるものである。
は、交流電源からの交流電力を直流に変換する整流回路
および平滑回路と、力率を改善するように動作するスイ
ッチング素子とリアクトルとを有する力率改善回路と、
前記平滑回路に接続したインバータと、前記インバータ
に接続した電動機と、前記電動機を速度制御するインバ
ータ制御回路とを備えた電動機の制御装置において、前
記インバータのインバータ・デューティに応じて、前記
平滑回路の直流電圧値を段階的に可変するよう前記力率
改善回路のスイッチング素子を動作させるものである。
【００１７】第７の発明の電動機の制御装置において
は、前記電動機を前記インバータにて連続的に速度制御
させるとともに、前記力率改善回路のスイッチング素子
の動作によって、前記平滑回路の直流電圧を変えるもの
である。
は、前記電動機を前記インバータにて連続的に速度制御
させるとともに、前記力率改善回路のスイッチング素子
の動作によって、前記平滑回路の直流電圧を変えるもの
である。
【００１８】第８の発明の電動機の制御装置において
は、電動機に所定の印加電圧が得られるよう、前記イン
バータおよび前記力率改善回路のスイッチング素子を同
時に制御するものである。
は、電動機に所定の印加電圧が得られるよう、前記イン
バータおよび前記力率改善回路のスイッチング素子を同
時に制御するものである。
【００１９】第９の発明の電動機の制御装置において
は、インバータ出力電圧および平滑回路の直流電圧を任
意の加減速率によって同時に変えるように、インバータ
および力率改善回路のスイッチング素子を制御するもの
である。
は、インバータ出力電圧および平滑回路の直流電圧を任
意の加減速率によって同時に変えるように、インバータ
および力率改善回路のスイッチング素子を制御するもの
である。
【００２０】第１０の発明の電動機の制御装置において
は、平滑回路の直流電圧を段階的に変える際、段階的に
変化する電圧にヒステリシス効果を設定するようにした
ものである。
は、平滑回路の直流電圧を段階的に変える際、段階的に
変化する電圧にヒステリシス効果を設定するようにした
ものである。
【００２１】第１１の発明の電動機の制御装置において
は、平滑回路の脈動する電圧に応じて、電動機に印加す
る電圧を変えてインバータを制御するようにしたもので
ある。
は、平滑回路の脈動する電圧に応じて、電動機に印加す
る電圧を変えてインバータを制御するようにしたもので
ある。
【００２２】第１２の発明の電動機の制御装置において
は、インバータが任意の電圧値を出力時、前記インバー
タのインバータ・デューティ最大時における電圧振幅値
が、前記平滑回路の直流電圧のリップル電圧最小値と一
致するよう、前記力率改善回路のスイッチング素子を制
御するようにしたものである。
は、インバータが任意の電圧値を出力時、前記インバー
タのインバータ・デューティ最大時における電圧振幅値
が、前記平滑回路の直流電圧のリップル電圧最小値と一
致するよう、前記力率改善回路のスイッチング素子を制
御するようにしたものである。
【００２３】第１３の発明の電動機の制御装置において
は、力率改善回路の入力電流、または入力電力が所定値
以下のとき、力率改善回路のスイッチング素子を停止す
るようにしたものである。
は、力率改善回路の入力電流、または入力電力が所定値
以下のとき、力率改善回路のスイッチング素子を停止す
るようにしたものである。
【００２４】第１４の発明の電動機の制御装置において
は、インバータのインバータ・デューティ、または前記
インバータに入力される直流電力、または前記電動機出
力のいずれか一つが所定値以下のとき、前記力率改善回
路のスイッチング素子を停止させるようにしたものであ
る。
は、インバータのインバータ・デューティ、または前記
インバータに入力される直流電力、または前記電動機出
力のいずれか一つが所定値以下のとき、前記力率改善回
路のスイッチング素子を停止させるようにしたものであ
る。
【００２５】第１５の発明の圧縮機においては、請求項
１ないし請求項９に記載のいずれかの電動機の制御装置
を用いた駆動装置により圧縮動作を行うようにしたもの
である。
１ないし請求項９に記載のいずれかの電動機の制御装置
を用いた駆動装置により圧縮動作を行うようにしたもの
である。
【００２６】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１にて
説明する。図１はこの発明による一実施形態を示す電動
機の制御装置のブロック図である。従来装置と同様の部
分は同一符号で示す。図１において、１は交流電源、２
は全波整流回路、３は力率改善回路、４はリアクトル、
５はトランジスタ、６は電源電流検出器、７はトランジ
スタ５を駆動するコンバータ駆動回路、８はコンバータ
駆動回路７に駆動信号を出力するコンバータ制御手段、
９はダイオードである。力率改善回路３は、リアクトル
４，トランジスタ５，電流検出器６，コンバータ駆動回
路７，コンバータ制御手段８，ダイオード９から構成さ
れ、前記全波整流回路２の出力側に接続される。１０は
平滑回路、１１は負荷電流検出器、１５は電動機、１２
は任意の周波数と電圧を出力して電動機１５に電力を供
給するインバータ、１３はインバータ駆動信号を入力
し、インバータ１２を駆動するインバータ駆動回路、１
４は速度指令ω＊と平滑回路１０の両端の電圧および負
荷電流検出器１１からの入力信号に基づいて設定した直
流電圧指令ＶDC＊、コンバータ運転指令をコンバータ制
御手段８に、インバータ駆動信号を駆動回路１３に出力
するインバータ制御手段、から構成される電動機の駆動
装置である。
説明する。図１はこの発明による一実施形態を示す電動
機の制御装置のブロック図である。従来装置と同様の部
分は同一符号で示す。図１において、１は交流電源、２
は全波整流回路、３は力率改善回路、４はリアクトル、
５はトランジスタ、６は電源電流検出器、７はトランジ
スタ５を駆動するコンバータ駆動回路、８はコンバータ
駆動回路７に駆動信号を出力するコンバータ制御手段、
９はダイオードである。力率改善回路３は、リアクトル
４，トランジスタ５，電流検出器６，コンバータ駆動回
路７，コンバータ制御手段８，ダイオード９から構成さ
れ、前記全波整流回路２の出力側に接続される。１０は
平滑回路、１１は負荷電流検出器、１５は電動機、１２
は任意の周波数と電圧を出力して電動機１５に電力を供
給するインバータ、１３はインバータ駆動信号を入力
し、インバータ１２を駆動するインバータ駆動回路、１
４は速度指令ω＊と平滑回路１０の両端の電圧および負
荷電流検出器１１からの入力信号に基づいて設定した直
流電圧指令ＶDC＊、コンバータ運転指令をコンバータ制
御手段８に、インバータ駆動信号を駆動回路１３に出力
するインバータ制御手段、から構成される電動機の駆動
装置である。
【００２７】図２はインバータ制御手段１４のブロック
図で、５０は平滑回路１０の電圧を検出する直流電圧検
知部、５１は負荷電流検出器１１を流れる電流を検出す
る負荷電流検出部、５２は直流電圧検知部５０と負荷電
流検出部５１からの入力値より電動機１５の出力を算出
する電動機出力演算部である。５３は速度指令ω＊と電
動機出力演算部５２と直流電圧検知部５０からの信号を
入力し、インバータ・デューティ信号とコンバータ運転
指令信号と直流電圧指令ＶDC＊を出力する速度制御部、
５４は速度制御部５３からのインバータ・デューティ信
号を入力してＰＷＭ信号を生成しインバータ駆動回路１
３にインバータ駆動信号として出力するＰＷＭ信号生成
部である。
図で、５０は平滑回路１０の電圧を検出する直流電圧検
知部、５１は負荷電流検出器１１を流れる電流を検出す
る負荷電流検出部、５２は直流電圧検知部５０と負荷電
流検出部５１からの入力値より電動機１５の出力を算出
する電動機出力演算部である。５３は速度指令ω＊と電
動機出力演算部５２と直流電圧検知部５０からの信号を
入力し、インバータ・デューティ信号とコンバータ運転
指令信号と直流電圧指令ＶDC＊を出力する速度制御部、
５４は速度制御部５３からのインバータ・デューティ信
号を入力してＰＷＭ信号を生成しインバータ駆動回路１
３にインバータ駆動信号として出力するＰＷＭ信号生成
部である。
【００２８】次に、この実施の形態の動作について説明
する。図１において、インバータ制御手段１４に速度指
令ω＊が入力されると、この指令に基づいて目標とする
直流電圧指令ＶDC＊を決定し、コンバータ制御手段８に
コンバータ運転指令および直流電圧指令ＶDC＊が入力さ
れる。コンバータ制御手段８には、平滑回路１０の平滑
直流電圧を入力し、この平滑直流電圧を直流電圧指令Ｖ
DC＊と一致させ、かつ電源電流検出器６に流れる電流が
電源電圧と同期した正弦波状の電流となるようにコンバ
ータ駆動回路７に駆動信号を出力し、コンバータ駆動回
路７にてトランジスタ５が駆動される。
する。図１において、インバータ制御手段１４に速度指
令ω＊が入力されると、この指令に基づいて目標とする
直流電圧指令ＶDC＊を決定し、コンバータ制御手段８に
コンバータ運転指令および直流電圧指令ＶDC＊が入力さ
れる。コンバータ制御手段８には、平滑回路１０の平滑
直流電圧を入力し、この平滑直流電圧を直流電圧指令Ｖ
DC＊と一致させ、かつ電源電流検出器６に流れる電流が
電源電圧と同期した正弦波状の電流となるようにコンバ
ータ駆動回路７に駆動信号を出力し、コンバータ駆動回
路７にてトランジスタ５が駆動される。
【００２９】力率改善回路３では、トランジスタ５のス
イッチング動作およびリアクトル４のエネルギ蓄積効果
により昇圧し、昇圧された脈動する電圧は平滑回路１０
に供給されて安定した直流電圧を出力する。
イッチング動作およびリアクトル４のエネルギ蓄積効果
により昇圧し、昇圧された脈動する電圧は平滑回路１０
に供給されて安定した直流電圧を出力する。
【００３０】また、インバータ制御手段１４は入力され
た速度指令ω＊に基づいてインバータ駆動信号を生成
し、インバータ駆動回路１３に出力することで、インバ
ータ駆動回路１３はインバータ駆動信号をインバータ１
２に出力して電動機１５が速度指令ω＊に一致するよう
駆動され、電動機１５の速度制御を行っている。負荷電
流検出器１１はインバータに入力される電流を検出し、
インバータ制御手段１４に負荷電流検出信号として入力
される。
た速度指令ω＊に基づいてインバータ駆動信号を生成
し、インバータ駆動回路１３に出力することで、インバ
ータ駆動回路１３はインバータ駆動信号をインバータ１
２に出力して電動機１５が速度指令ω＊に一致するよう
駆動され、電動機１５の速度制御を行っている。負荷電
流検出器１１はインバータに入力される電流を検出し、
インバータ制御手段１４に負荷電流検出信号として入力
される。
【００３１】図２において、電動機出力演算部５２は、
直流電圧検知部５０にて検出した平滑回路の直流電圧検
出値と、負荷電流検知部５１にて検出した負荷電流検出
器１１の電流値から電動機１５の出力を算出する。速度
制御部５３は、インバータ・デューティ信号と、速度指
令ω＊と電動機出力演算部５２にて算出した電動機出力
に基づいて平滑回路１０の目標となる直流電圧指令ＶDC
＊を、コンバータ運転指令信号とともにコンバータ制御
手段８に出力する。装置の運転開始時には、直流電圧指
令ＶDC＊は予め設定された初期値が出力される。ＰＷＭ
信号生成部５４は、インバータ・デューティ信号に基づ
いてＰＷＭ信号を生成し、インバータ駆動回路１３に出
力する。
直流電圧検知部５０にて検出した平滑回路の直流電圧検
出値と、負荷電流検知部５１にて検出した負荷電流検出
器１１の電流値から電動機１５の出力を算出する。速度
制御部５３は、インバータ・デューティ信号と、速度指
令ω＊と電動機出力演算部５２にて算出した電動機出力
に基づいて平滑回路１０の目標となる直流電圧指令ＶDC
＊を、コンバータ運転指令信号とともにコンバータ制御
手段８に出力する。装置の運転開始時には、直流電圧指
令ＶDC＊は予め設定された初期値が出力される。ＰＷＭ
信号生成部５４は、インバータ・デューティ信号に基づ
いてＰＷＭ信号を生成し、インバータ駆動回路１３に出
力する。
【００３２】図３は変化特性を示す線図であり、電動機
出力に対する平滑回路１０の直流電圧ＶDC、インバータ
１２のインバータ・デューティＤおよび出力電圧ＶINV
の関係を示している。電動機出力の増加に応じて、イン
バータ１２のインバータ・デューティＤを増加させ、ほ
ぼ最大に達したところで直流電圧ＶDCを任意の値まで上
昇させ、インバータ１２の出力電圧がほぼ一定となるよ
うにインバータ１２のインバータ・デューティＤを低下
させている。
出力に対する平滑回路１０の直流電圧ＶDC、インバータ
１２のインバータ・デューティＤおよび出力電圧ＶINV
の関係を示している。電動機出力の増加に応じて、イン
バータ１２のインバータ・デューティＤを増加させ、ほ
ぼ最大に達したところで直流電圧ＶDCを任意の値まで上
昇させ、インバータ１２の出力電圧がほぼ一定となるよ
うにインバータ１２のインバータ・デューティＤを低下
させている。
【００３３】さらに、電動機出力の増加に対しては、前
記の動作を繰り返しながら直流電圧ＶDCを段階的に高く
可変させる。電動機出力の低下時においては、前述の逆
の動作を繰り返すことになる。直流電圧ＶDCのＶ0 は、
力率改善回路３のトランジスタ５のスイッチングが停止
時で、Ｖ1〜Ｖ3は力率改善回路３が動作時である。
記の動作を繰り返しながら直流電圧ＶDCを段階的に高く
可変させる。電動機出力の低下時においては、前述の逆
の動作を繰り返すことになる。直流電圧ＶDCのＶ0 は、
力率改善回路３のトランジスタ５のスイッチングが停止
時で、Ｖ1〜Ｖ3は力率改善回路３が動作時である。
【００３４】ここで、直流電圧ＶDCの値は何段階でもよ
い。また、図３に示される電動機出力の代わりに、これ
をインバータ１２の入力または出力電力、さらには、力
率改善回路３の入力電力に、置き換えて制御してもよ
い。
い。また、図３に示される電動機出力の代わりに、これ
をインバータ１２の入力または出力電力、さらには、力
率改善回路３の入力電力に、置き換えて制御してもよ
い。
【００３５】図４は変化特性を示す線図であり、インバ
ータ１２のインバータ・デューティＤに対するインバー
タ１２の出力電圧ＶINV 、インバータ１２と電動機１５
のトータルの効率ηとの関係を示している。インバータ
・デューティＤと出力電圧ＶDCとの関係は図３と同一で
あり、前述の通りである。直流電圧ＶDCに係わらずイン
バータ・デューティＤの値が大きくなるに従い、インバ
ータ１２でのスイッチング損失の減少、ＰＷＭ制御によ
る電動機１５に流れる電流のリップル電流の減少にて効
率ηが増加していることを示している。電動機１５の出
力に応じて直流電圧ＶDC、インバータ・デューティＤを
可変させ、高効率にて連続的に電動機１５を駆動するこ
とを目的としている。
ータ１２のインバータ・デューティＤに対するインバー
タ１２の出力電圧ＶINV 、インバータ１２と電動機１５
のトータルの効率ηとの関係を示している。インバータ
・デューティＤと出力電圧ＶDCとの関係は図３と同一で
あり、前述の通りである。直流電圧ＶDCに係わらずイン
バータ・デューティＤの値が大きくなるに従い、インバ
ータ１２でのスイッチング損失の減少、ＰＷＭ制御によ
る電動機１５に流れる電流のリップル電流の減少にて効
率ηが増加していることを示している。電動機１５の出
力に応じて直流電圧ＶDC、インバータ・デューティＤを
可変させ、高効率にて連続的に電動機１５を駆動するこ
とを目的としている。
【００３６】電動機１５の出力を増加させるには、イン
バータ制御手段１４はコンバータ制御手段８に直流電圧
指令ＶDC＊を出力する。力率改善回路３にて直流電圧Ｖ
DCをＶ０から目標の値まで階段状に昇圧する。一方、イ
ンバータ制御手段１４にてインバータ・デューティＤが
設定され、このインバータ・デューティＤによってイン
バータ１２により電動機１５が駆動される。
バータ制御手段１４はコンバータ制御手段８に直流電圧
指令ＶDC＊を出力する。力率改善回路３にて直流電圧Ｖ
DCをＶ０から目標の値まで階段状に昇圧する。一方、イ
ンバータ制御手段１４にてインバータ・デューティＤが
設定され、このインバータ・デューティＤによってイン
バータ１２により電動機１５が駆動される。
【００３７】例えば、直流電圧ＶDCがＶ1 の時、更に電
動機１５の出力を増加させるためには、インバータ１２
のインバータ・デューティＤをアップさせる。インバー
タ・デューティＤがアップして最大に達した場合は、力
率改善回路３によって直流電圧ＶDCをＶ2 に昇圧させ
る。このとき、電動機１５には直流電圧ＶDCを上昇させ
る前とほぼ同等の電圧を印加するようインバータ１２の
インバータ・デューティＤを下げて設定する。更に、電
動機１５の出力を増加させるには、前述同様の動作をく
り返す。電動機１５の最大出力時には、同様の動作にて
直流電圧ＶDCが力率改善回路３にてＶ3 まで昇圧し、イ
ンバータ・デューティＤを最大にて電動機１５を駆動す
る。
動機１５の出力を増加させるためには、インバータ１２
のインバータ・デューティＤをアップさせる。インバー
タ・デューティＤがアップして最大に達した場合は、力
率改善回路３によって直流電圧ＶDCをＶ2 に昇圧させ
る。このとき、電動機１５には直流電圧ＶDCを上昇させ
る前とほぼ同等の電圧を印加するようインバータ１２の
インバータ・デューティＤを下げて設定する。更に、電
動機１５の出力を増加させるには、前述同様の動作をく
り返す。電動機１５の最大出力時には、同様の動作にて
直流電圧ＶDCが力率改善回路３にてＶ3 まで昇圧し、イ
ンバータ・デューティＤを最大にて電動機１５を駆動す
る。
【００３８】電動機１５の出力を減少させるためには、
前述とは逆に、インバータ１２のインバータ・デューテ
ィＤを下げ、任意の値に達すると、直流電圧ＶDCを所定
の電圧まで低下させる。このとき、電動機１５には、直
流電圧ＶDCを低下させる前とほぼ同等の電圧を印加する
ようインバータ１２のインバータ・デューティＤが設定
される。更に、電動機１５の出力を減少させるには、同
様の動作をくり返す。電動機１５の最小出力時には、直
流電圧ＶDCが力率改善回路３にてＶ1 まで降圧された後
停止してＶ0 となる。電動機１５は、インバータ・デュ
ーティＤが可変されて出力可変が行われる。
前述とは逆に、インバータ１２のインバータ・デューテ
ィＤを下げ、任意の値に達すると、直流電圧ＶDCを所定
の電圧まで低下させる。このとき、電動機１５には、直
流電圧ＶDCを低下させる前とほぼ同等の電圧を印加する
ようインバータ１２のインバータ・デューティＤが設定
される。更に、電動機１５の出力を減少させるには、同
様の動作をくり返す。電動機１５の最小出力時には、直
流電圧ＶDCが力率改善回路３にてＶ1 まで降圧された後
停止してＶ0 となる。電動機１５は、インバータ・デュ
ーティＤが可変されて出力可変が行われる。
【００３９】図５は変化特性を示す線図であり、直流電
圧ＶDCの可変タイミングにおけるインバータ１２の出力
電圧ＶINV 、直流電圧ＶDC、インバータ・デューティＤ
の変化を時間的に示したものである。電動機１５への印
加電圧をほぼ一定に制御して電動機出力を一定に保つこ
とを目的にしている。直流電圧ＶDC増加時は、時間ａか
らｂの間にＶ1から、任意の変化率でＶ2まで上昇する。
その間、インバータ１２の出力電圧ＶINV は、ほぼ一定
となるようにインバータ・デューティＤを減少させる。
圧ＶDCの可変タイミングにおけるインバータ１２の出力
電圧ＶINV 、直流電圧ＶDC、インバータ・デューティＤ
の変化を時間的に示したものである。電動機１５への印
加電圧をほぼ一定に制御して電動機出力を一定に保つこ
とを目的にしている。直流電圧ＶDC増加時は、時間ａか
らｂの間にＶ1から、任意の変化率でＶ2まで上昇する。
その間、インバータ１２の出力電圧ＶINV は、ほぼ一定
となるようにインバータ・デューティＤを減少させる。
【００４０】このため、電動機１５への印加電圧はほぼ
一定となり電動機出力は変化しない。更に、直流電圧Ｖ
DC増加時、および直流電圧ＶDC減少時においても同様の
動作を行う。直流電圧ＶDCの可変タイミングにおける直
流電圧ＶDC，インバータ・デューティＤの変化は、両者
ともに任意の変化率で同時に変えて、インバータ１２の
出力電圧ＶINV をほぼ一定に制御してもよい。
一定となり電動機出力は変化しない。更に、直流電圧Ｖ
DC増加時、および直流電圧ＶDC減少時においても同様の
動作を行う。直流電圧ＶDCの可変タイミングにおける直
流電圧ＶDC，インバータ・デューティＤの変化は、両者
ともに任意の変化率で同時に変えて、インバータ１２の
出力電圧ＶINV をほぼ一定に制御してもよい。
【００４１】図６は変化特性を示す線図であり、直流電
圧ＶDCの可変タイミングにおける電動機出力に対する直
流電圧ＶDC、インバータ・デューティＤのヒステリシス
特性を示したものである。例えば、いま直流電圧ＶDCが
Ｖ1 のとき、電動機出力をａ点からｂ点まで増加させる
には、インバータ・デューティＤを増加させ最大にす
る。
圧ＶDCの可変タイミングにおける電動機出力に対する直
流電圧ＶDC、インバータ・デューティＤのヒステリシス
特性を示したものである。例えば、いま直流電圧ＶDCが
Ｖ1 のとき、電動機出力をａ点からｂ点まで増加させる
には、インバータ・デューティＤを増加させ最大にす
る。
【００４２】更に、電動機出力を増加するため、直流電
圧ＶDCをＶ２に増加させ、インバータ１２の出力電圧Ｖ
INV は、ほぼ一定となるよう同時にインバータ・デュー
ティＤを減少させる。その後、インバータ・デューティ
Ｄのみを増加させて目標のｂ点まで電動機出力を増加さ
せる。
圧ＶDCをＶ２に増加させ、インバータ１２の出力電圧Ｖ
INV は、ほぼ一定となるよう同時にインバータ・デュー
ティＤを減少させる。その後、インバータ・デューティ
Ｄのみを増加させて目標のｂ点まで電動機出力を増加さ
せる。
【００４３】逆に、直流電圧ＶDCがＶ２のとき、電動機
出力をａ点まで減少させるには、インバータ・デューテ
ィＤを任意の値まで減少させる。更に、電動機出力の低
下には、直流電圧ＶDCをＶ１に減少させ、インバータ１
２の出力電圧ＶINV は、ほぼ一定となるようにインバー
タ・デューティＤを同時に増加させる。その後、インバ
ータ・デューティＤのみを目標のａ点まで減少させる。
ここでは直流電圧ＶDCがＶ１，Ｖ２について示したが他
の電圧値についても同様に制御する。
出力をａ点まで減少させるには、インバータ・デューテ
ィＤを任意の値まで減少させる。更に、電動機出力の低
下には、直流電圧ＶDCをＶ１に減少させ、インバータ１
２の出力電圧ＶINV は、ほぼ一定となるようにインバー
タ・デューティＤを同時に増加させる。その後、インバ
ータ・デューティＤのみを目標のａ点まで減少させる。
ここでは直流電圧ＶDCがＶ１，Ｖ２について示したが他
の電圧値についても同様に制御する。
【００４４】図７は変化特性を示す線図であり、直流電
圧ＶDCのリップル電圧とインバータ１２の出力電圧ＶIN
V の関係を示したものである。平滑回路１０にて平滑さ
れた直流電圧ＶDCには、一般に交流電源１の周波数成分
のリップル電圧が重畳されＶrip のように脈動した電圧
となる。ここで、インバータ１２のインバータ・デュー
ティＤを一定に制御すると、インバータ１２の出力電圧
ＶINV には、このリップル成分を含んだ電圧が出力さ
れ、電動機出力はこのリップル電圧に同期して脈動して
しまう。
圧ＶDCのリップル電圧とインバータ１２の出力電圧ＶIN
V の関係を示したものである。平滑回路１０にて平滑さ
れた直流電圧ＶDCには、一般に交流電源１の周波数成分
のリップル電圧が重畳されＶrip のように脈動した電圧
となる。ここで、インバータ１２のインバータ・デュー
ティＤを一定に制御すると、インバータ１２の出力電圧
ＶINV には、このリップル成分を含んだ電圧が出力さ
れ、電動機出力はこのリップル電圧に同期して脈動して
しまう。
【００４５】このリップル成分を除去するために、平滑
回路１０の両端のリップル電圧を測定してインバータ制
御手段１４に入力して、このリップル電圧分を除去した
PWM信号を生成し、インバータ１２よりリップル成分の
影響を受けない出力電圧ＶINV を出力して電動機１５を
駆動する。
回路１０の両端のリップル電圧を測定してインバータ制
御手段１４に入力して、このリップル電圧分を除去した
PWM信号を生成し、インバータ１２よりリップル成分の
影響を受けない出力電圧ＶINV を出力して電動機１５を
駆動する。
【００４６】図７において、直流電圧ＶDCがａ、インバ
ータ出力電圧がＶINV にて電動機出力が安定してほぼ一
定の場合、インバータ１２および電動機１５の効率をア
ップさせるために、インバータ１２のインバータ・デュ
ーティＤを最大にし、同時に直流電圧ＶDCをｂに低下さ
せて運転する。
ータ出力電圧がＶINV にて電動機出力が安定してほぼ一
定の場合、インバータ１２および電動機１５の効率をア
ップさせるために、インバータ１２のインバータ・デュ
ーティＤを最大にし、同時に直流電圧ＶDCをｂに低下さ
せて運転する。
【００４７】また、インバータ・デューティＤが最大値
より小さい場合が一定時間連続した状態にも、インバー
タ１２および電動機１５の効率をアップさせるために、
インバータ１２のインバータ・デューティＤが最大とな
るように直流電圧ＶDCを低下させて運転する。
より小さい場合が一定時間連続した状態にも、インバー
タ１２および電動機１５の効率をアップさせるために、
インバータ１２のインバータ・デューティＤが最大とな
るように直流電圧ＶDCを低下させて運転する。
【００４８】図８は、直流電圧ＶDCの設定値を決定する
制御フローチャートであり、インバータ制御手段１４に
て処理される。図７および図８によって、インバータ１
２の出力電圧ＶINV から出力電圧最大値ＶINVp-pを算出
する（イ）。平滑回路１０の両端のリップル電圧最小値
Ｖrip min を読み込む（ロ）。ここで、リップル電圧最
小値Ｖrip min は予めマイコン等のメモリ内に記憶して
おいた値でも、実際に平滑回路１０にて平滑された直流
電圧ＶDCを計測した実測値でも良い。
制御フローチャートであり、インバータ制御手段１４に
て処理される。図７および図８によって、インバータ１
２の出力電圧ＶINV から出力電圧最大値ＶINVp-pを算出
する（イ）。平滑回路１０の両端のリップル電圧最小値
Ｖrip min を読み込む（ロ）。ここで、リップル電圧最
小値Ｖrip min は予めマイコン等のメモリ内に記憶して
おいた値でも、実際に平滑回路１０にて平滑された直流
電圧ＶDCを計測した実測値でも良い。
【００４９】出力電圧最大値ＶINVp-pとリップル電圧最
小値Ｖrip min を比較し、一致ならばＹへ、不一致なら
Ｎへ進む（ハ）。Ｎの場合、 ＶINVp-p＞Ｖrip minなら
ばＶDCを昇圧し、ＶINVp-p＜Ｖrip minならばＶDCを降
圧する（ニ）。ＶINVp-p＝Ｖrip minとなるまで
（ハ），（ニ）の処理を繰り返す。
小値Ｖrip min を比較し、一致ならばＹへ、不一致なら
Ｎへ進む（ハ）。Ｎの場合、 ＶINVp-p＞Ｖrip minなら
ばＶDCを昇圧し、ＶINVp-p＜Ｖrip minならばＶDCを降
圧する（ニ）。ＶINVp-p＝Ｖrip minとなるまで
（ハ），（ニ）の処理を繰り返す。
【００５０】Ｙまで進むと、インバータ１２はリップル
成分を除去できる最大インバータ・デューティＤで制御
し、かつ最小の直流電圧Ｖrip となるよう、直流電圧Ｖ
ripがｂの値にて電動機制御が行われることになり、電
動機１５は脈動の無い安定した電動機出力と、電動機１
５にはリップル成分の少ない電流が流れるため高効率に
て運転されることになる。
成分を除去できる最大インバータ・デューティＤで制御
し、かつ最小の直流電圧Ｖrip となるよう、直流電圧Ｖ
ripがｂの値にて電動機制御が行われることになり、電
動機１５は脈動の無い安定した電動機出力と、電動機１
５にはリップル成分の少ない電流が流れるため高効率に
て運転されることになる。
【００５１】図９は、力率改善回路３のトランジスタ５
のスイッチング動作停止の判断を行うフローチャートを
示す。トランジスタ５のスイッチング動作停止の目的
は、電動機出力が低い場合などでは、直流電圧ＶDCが必
要以上に昇圧してしまうことを防止するためと、直流電
圧ＶDCが必要以上に高いときにインバータ１２の効率が
悪化してしまうことを防止するためである。
のスイッチング動作停止の判断を行うフローチャートを
示す。トランジスタ５のスイッチング動作停止の目的
は、電動機出力が低い場合などでは、直流電圧ＶDCが必
要以上に昇圧してしまうことを防止するためと、直流電
圧ＶDCが必要以上に高いときにインバータ１２の効率が
悪化してしまうことを防止するためである。
【００５２】図９のフローチャートを説明する。直流電
圧ＶDCが階段状の最小昇圧電圧値かを判断する。ＶDC＞
Ｖ１ではＹ、それ以外ではＮへ進む（イ）。Ｎつまり最
小昇圧電圧値のとき、電動機出力ＰOUT 、所定電力値Ｐ
１が、ＰOUT ＜Ｐ１では、Ｙつまり昇圧不必要へ進み、
これ以外はＮへ進む（ロ）。Ｙのとき、トランジスタ５
のスイッチング動作を停止する（ハ）。
圧ＶDCが階段状の最小昇圧電圧値かを判断する。ＶDC＞
Ｖ１ではＹ、それ以外ではＮへ進む（イ）。Ｎつまり最
小昇圧電圧値のとき、電動機出力ＰOUT 、所定電力値Ｐ
１が、ＰOUT ＜Ｐ１では、Ｙつまり昇圧不必要へ進み、
これ以外はＮへ進む（ロ）。Ｙのとき、トランジスタ５
のスイッチング動作を停止する（ハ）。
【００５３】ここで、前記所定電力値Ｐ１はマイコン等
のメモリ内に記憶するなど予め設定された値である。Ｐ
OUT は、実際に負荷電流検出器１１を計測して得られた
インバータ１２に入力される直流電力や、インバータ１
２のインバータ・デューティＤでも、同様の効果が得ら
れる。
のメモリ内に記憶するなど予め設定された値である。Ｐ
OUT は、実際に負荷電流検出器１１を計測して得られた
インバータ１２に入力される直流電力や、インバータ１
２のインバータ・デューティＤでも、同様の効果が得ら
れる。
【００５４】この処理において、電動機出力が所定値以
下の場合には、インバータ制御手段１４はコンバータ制
御手段８へのコンバータ運転指令を解除し、力率改善回
路３のトランジスタ５のスイッチング動作を停止させ
る。このときの直流電圧ＶDCはＶ0 となり、交流電源１
を全波整流回路２にて全波整流した値となる。
下の場合には、インバータ制御手段１４はコンバータ制
御手段８へのコンバータ運転指令を解除し、力率改善回
路３のトランジスタ５のスイッチング動作を停止させ
る。このときの直流電圧ＶDCはＶ0 となり、交流電源１
を全波整流回路２にて全波整流した値となる。
【００５５】図９の（ロ）では、電動機出力等インバー
タ制御手段１４にて判断しているが、力率改善回路３の
入力電流値、または入力電力をコンバータ制御手段８に
よって判断，制御しても、同様の効果が得られる。
タ制御手段１４にて判断しているが、力率改善回路３の
入力電流値、または入力電力をコンバータ制御手段８に
よって判断，制御しても、同様の効果が得られる。
【００５６】そして、このような制御装置を圧縮機の駆
動装置に適用することによって、圧縮機として高効率，
低振動の運転が可能となるとともに、信頼性の高い空気
調和機が得られるものである。
動装置に適用することによって、圧縮機として高効率，
低振動の運転が可能となるとともに、信頼性の高い空気
調和機が得られるものである。
【００５７】以上のように、この発明の実施の形態によ
れば、力率改善回路の入力電力，またはインバータに入
力される直流電力，または電動機に出力されるインバー
タ出力電力，またはインバータのインバータ・デューテ
ィ，または電動機出力のいずれかに応じて、平滑回路の
直流電圧値を階段状に変化させるため、電動機出力が高
出力から低出力まで幅広く効率の良い状態での運転が可
能となる。また、装置の運転状況に応じて力率改善回路
のスイッチング動作を停止させるため、直流電圧の異常
上昇の防止および高効率運転が可能となる。
れば、力率改善回路の入力電力，またはインバータに入
力される直流電力，または電動機に出力されるインバー
タ出力電力，またはインバータのインバータ・デューテ
ィ，または電動機出力のいずれかに応じて、平滑回路の
直流電圧値を階段状に変化させるため、電動機出力が高
出力から低出力まで幅広く効率の良い状態での運転が可
能となる。また、装置の運転状況に応じて力率改善回路
のスイッチング動作を停止させるため、直流電圧の異常
上昇の防止および高効率運転が可能となる。
【００５８】さらに、力率改善回路による直流電圧可変
時や、直流電圧に重畳する電源周波数のリップル電圧に
影響されることなく、電動機出力を一定に制御すること
ができる。
時や、直流電圧に重畳する電源周波数のリップル電圧に
影響されることなく、電動機出力を一定に制御すること
ができる。
【００５９】また、この電動機の駆動装置を空気調和機
の圧縮機に適用することによって、圧縮機として高効
率，低振動の運転が可能となると共に、信頼性の高い空
気調和機が得られる。
の圧縮機に適用することによって、圧縮機として高効
率，低振動の運転が可能となると共に、信頼性の高い空
気調和機が得られる。
【００６０】
【発明の効果】第１の発明によれば、インバータと電動
機の効率がアップし、装置の高効率運転が可能となる。
機の効率がアップし、装置の高効率運転が可能となる。
【００６１】第２の発明によれば、電動機出力に応じ
て、平滑回路の直流電圧値を段階的に変えるように、力
率改善回路のスイッチング素子を動作させることによっ
て、インバータと電動機の効率がアップし、装置の高効
率運転が可能となる。
て、平滑回路の直流電圧値を段階的に変えるように、力
率改善回路のスイッチング素子を動作させることによっ
て、インバータと電動機の効率がアップし、装置の高効
率運転が可能となる。
【００６２】第３の発明によれば、力率改善回路の入力
電力に応じて、前記平滑回路の直流電圧値を段階的に変
えるように、前記力率改善回路のスイッチング素子を動
作させることによって、インバータと電動機の効率がア
ップし、装置の高効率運転が可能となる。
電力に応じて、前記平滑回路の直流電圧値を段階的に変
えるように、前記力率改善回路のスイッチング素子を動
作させることによって、インバータと電動機の効率がア
ップし、装置の高効率運転が可能となる。
【００６３】第４の発明によれば、インバータに入力さ
れる直流電力に応じて、前記平滑回路の直流電圧値を段
階的に変えるように、前記力率改善回路のスイッチング
素子を動作させることによって、インバータと電動機の
効率がアップし、装置の高効率運転が可能となる。
れる直流電力に応じて、前記平滑回路の直流電圧値を段
階的に変えるように、前記力率改善回路のスイッチング
素子を動作させることによって、インバータと電動機の
効率がアップし、装置の高効率運転が可能となる。
【００６４】第５の発明によれば、電動機に出力される
インバータ出力電力に応じて、前記平滑回路の直流電圧
値を段階的に変えるように、前記力率改善回路のスイッ
チング素子を動作させることによって、インバータと電
動機の効率がアップし、装置の高効率運転が可能とな
る。
インバータ出力電力に応じて、前記平滑回路の直流電圧
値を段階的に変えるように、前記力率改善回路のスイッ
チング素子を動作させることによって、インバータと電
動機の効率がアップし、装置の高効率運転が可能とな
る。
【００６５】第６の発明によれば、インバータのインバ
ータ・デューティに応じて、平滑回路の直流電圧値を段
階的に変えるように、力率改善回路のスイッチング素子
を動作させることによって、インバータと電動機の効率
がアップし、装置の高効率運転が可能となる。
ータ・デューティに応じて、平滑回路の直流電圧値を段
階的に変えるように、力率改善回路のスイッチング素子
を動作させることによって、インバータと電動機の効率
がアップし、装置の高効率運転が可能となる。
【００６６】第７の発明によれば、電動機を連続的に速
度制御させながらインバータと電動機の効率がアップ
し、装置の高効率運転が可能となる。
度制御させながらインバータと電動機の効率がアップ
し、装置の高効率運転が可能となる。
【００６７】第８の発明によれば、力率改善回路にて平
滑回路の直流電圧を段階的に変えても、電動機の出力を
一定または任意の値で連続的に可変でき、かつ出力の異
常な変動を抑制する運転が可能となる。
滑回路の直流電圧を段階的に変えても、電動機の出力を
一定または任意の値で連続的に可変でき、かつ出力の異
常な変動を抑制する運転が可能となる。
【００６８】第９の発明によれば、力率改善回路によっ
て平滑回路の直流電圧を段階的に変えても、電動機の出
力を一定または任意の値で連続的に可変でき、かつ出力
の異常な変動を抑制する運転が可能となる。
て平滑回路の直流電圧を段階的に変えても、電動機の出
力を一定または任意の値で連続的に可変でき、かつ出力
の異常な変動を抑制する運転が可能となる。
【００６９】第１０の発明によれば、力率改善回路にて
平滑回路の直流電圧にヒステリシスを設定したので、力
率改善回路によって平滑回路の直流電圧を階段変化させ
ても、インバータの出力電圧の変動の繰り返しを抑制す
ることが可能となり、装置の信頼性が向上する。
平滑回路の直流電圧にヒステリシスを設定したので、力
率改善回路によって平滑回路の直流電圧を階段変化させ
ても、インバータの出力電圧の変動の繰り返しを抑制す
ることが可能となり、装置の信頼性が向上する。
【００７０】第１１の発明によれば、平滑回路のリップ
ル電圧をインバータにて補正して、電動機出力が脈動し
ないよう制御するため、電動機の振動，騒音が低減で
き、装置の信頼性が向上する。
ル電圧をインバータにて補正して、電動機出力が脈動し
ないよう制御するため、電動機の振動，騒音が低減で
き、装置の信頼性が向上する。
【００７１】第１２の発明によれば、平滑回路のリップ
ル電圧を補正し、かつインバータ・デューティをほぼ最
大状態に制御するため、電動機の振動，騒音が低減でき
るとともに、装置を効率よく運転できる。
ル電圧を補正し、かつインバータ・デューティをほぼ最
大状態に制御するため、電動機の振動，騒音が低減でき
るとともに、装置を効率よく運転できる。
【００７２】第１３の発明によれば、力率改善回路の軽
負荷出力による平滑回路の異常電圧上昇を力率改善回路
によって防止できるため、装置の信頼性が向上するとと
もに、平滑回路の直流電圧が必要以上に高いことによる
インバータ部の損失増大を防止できるため、装置を効率
よく運転できる。
負荷出力による平滑回路の異常電圧上昇を力率改善回路
によって防止できるため、装置の信頼性が向上するとと
もに、平滑回路の直流電圧が必要以上に高いことによる
インバータ部の損失増大を防止できるため、装置を効率
よく運転できる。
【００７３】第１４の発明によれば、力率改善回路の軽
負荷出力による平滑回路の異常電圧上昇をインバータ回
路によって防止できるため、装置の信頼性が向上すると
ともに、平滑回路の直流電圧が必要以上に高いことによ
るインバータ部の損失増大を防止できるため、装置を効
率よく運転できる。
負荷出力による平滑回路の異常電圧上昇をインバータ回
路によって防止できるため、装置の信頼性が向上すると
ともに、平滑回路の直流電圧が必要以上に高いことによ
るインバータ部の損失増大を防止できるため、装置を効
率よく運転できる。
【００７４】第１５の発明によれば、この電動機の駆動
装置を圧縮機に適用することによって、圧縮機として高
効率，低振動の運転が可能となるとともに、信頼性の高
い空圧縮機が得られる。
装置を圧縮機に適用することによって、圧縮機として高
効率，低振動の運転が可能となるとともに、信頼性の高
い空圧縮機が得られる。
【図１】 この発明の実施の一形態による電動機の制御
装置の回路図。
装置の回路図。
【図２】 インバータ制御手段のブロック図。
【図３】 電動機出力に対する直流電圧，インバータ・
デューティ，インバータ出力電圧を示す特性線図。
デューティ，インバータ出力電圧を示す特性線図。
【図４】 インバータ・デューティに対するインバータ
出力電圧，インバータと電動機のトータル効率を示す特
性線図。
出力電圧，インバータと電動機のトータル効率を示す特
性線図。
【図５】 直流電圧，インバータ出力電圧，インバータ
・デューティの時間的変化を示す特性線図。
・デューティの時間的変化を示す特性線図。
【図６】 電動機出力変化時における直流電圧，インバ
ータ・デューティのヒステリシスを示す特性線図。
ータ・デューティのヒステリシスを示す特性線図。
【図７】 リップル電圧が重畳した直流電圧，制御後の
直流電圧，インバータ出力電圧を示す波形図。
直流電圧，インバータ出力電圧を示す波形図。
【図８】 直流電圧設定値を決定するフローチャートを
示す図。
示す図。
【図９】 力率改善回路のトランジスタのスイッチング
動作停止判断を行うフローチャートを示す図。
動作停止判断を行うフローチャートを示す図。
【図１０】 従来の技術による電動機の制御装置を示す
回路図。
回路図。
１ 交流電源、２ 全波整流回路、３ 力率改善回路、
１０ 平滑回路、１２インバータ、１３ インバータ駆
動回路、１４ インバータ制御手段、１５電動機。
１０ 平滑回路、１２インバータ、１３ インバータ駆
動回路、１４ インバータ制御手段、１５電動機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 仁 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 本木 崇浩 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 望月 昌二 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内
Claims (15)
- 【請求項１】 交流電源からの交流電力を直流に変換す
る整流回路および平滑回路と、力率を改善するように動
作するスイッチング素子とリアクトルとを有する力率改
善回路と、前記平滑回路に接続したインバータと、前記
インバータに接続した電動機と、前記電動機を速度制御
するインバータ制御回路とを備えた電動機の制御装置に
おいて、制御装置の動作状況に応じて、前記平滑回路の
直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率改善回路
のスイッチング素子を動作させることを特徴とする電動
機の制御装置。 - 【請求項２】 交流電源からの交流電力を直流に変換す
る整流回路および平滑回路と、力率を改善するように動
作するスイッチング素子とリアクトルとを有する力率改
善回路と、前記平滑回路に接続したインバータと、前記
インバータに接続した電動機と、前記電動機を速度制御
するインバータ制御回路とを備えた電動機の制御装置に
おいて、電動機出力に応じて、前記平滑回路の直流電圧
値を段階的に変えるように、前記力率改善回路のスイッ
チング素子を動作させることを特徴とする電動機の制御
装置。 - 【請求項３】 交流電源からの交流電力を直流に変換す
る整流回路および平滑回路と、力率を改善するように動
作するスイッチング素子とリアクトルとを有する力率改
善回路と、前記平滑回路に接続したインバータと、前記
インバータに接続した電動機と、前記電動機を速度制御
するインバータ制御回路とを備えた電動機の制御装置に
おいて、力率改善回路の入力電力に応じて、前記平滑回
路の直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率改善
回路のスイッチング素子を動作させることを特徴とする
電動機の制御装置。 - 【請求項４】 交流電源からの交流電力を直流に変換す
る整流回路および平滑回路と、力率を改善するように動
作するスイッチング素子とリアクトルとを有する力率改
善回路と、前記平滑回路に接続したインバータと、前記
インバータに接続した電動機と、前記電動機を速度制御
するインバータ制御回路とを備えた電動機の制御装置に
おいて、インバータに入力される直流電力に応じて、前
記平滑回路の直流電圧値を段階的に変えるように、前記
力率改善回路のスイッチング素子を動作させることを特
徴とする電動機の制御装置。 - 【請求項５】 交流電源からの交流電力を直流に変換す
る整流回路および平滑回路と、力率を改善するように動
作するスイッチング素子とリアクトルとを有する力率改
善回路と、前記平滑回路に接続したインバータと、前記
インバータに接続した電動機と、前記電動機を速度制御
するインバータ制御回路とを備えた電動機の制御装置に
おいて、電動機に出力されるインバータ出力電力に応じ
て、前記平滑回路の直流電圧値を段階的に変えるよう
に、前記力率改善回路のスイッチング素子を動作させる
ことを特徴とする電動機の制御装置。 - 【請求項６】 交流電源からの交流電力を直流に変換す
る整流回路および平滑回路と、力率を改善するように動
作するスイッチング素子とリアクトルとを有する力率改
善回路と、前記平滑回路に接続したインバータと、前記
インバータに接続した電動機と、前記電動機を速度制御
するインバータ制御回路とを備えた電動機の制御装置に
おいて、前記インバータのインバータ・デューティに応
じて、前記平滑回路の直流電圧値を段階的に可変するよ
う前記力率改善回路のスイッチング素子を動作させるこ
とを特徴とする電動機の制御装置。 - 【請求項７】 前記電動機を前記インバータにて連続的
に速度制御させるとともに、前記力率改善回路のスイッ
チング素子の動作によって、前記平滑回路の直流電圧を
変えることを特徴とする請求項１ないしまたは請求項６
のいずれかに記載の電動機の制御装置。 - 【請求項８】 前記電動機に所定の印加電圧が得られる
よう、前記インバータおよび前記力率改善回路のスイッ
チング素子を同時に制御することを特徴とする請求項１
ないし請求項７のいずれかに記載の電動機の制御装置。 - 【請求項９】 前記インバータ出力電圧および前記平滑
回路の直流電圧を任意の加減速率によって同時に変える
ように、前記インバータおよび前記力率改善回路のスイ
ッチング素子を制御することを特徴とする請求項８に記
載の電動機の制御装置。 - 【請求項１０】 前記平滑回路の直流電圧を段階的に変
える際、段階的に変化する電圧にヒステリシスを設けた
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに
記載の電動機の制御装置。 - 【請求項１１】 前記平滑回路の脈動する電圧に応じ
て、前記電動機に印加する電圧を変えてインバータを制
御することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいず
れかに記載の電動機の制御装置。 - 【請求項１２】 前記インバータが任意の電圧値を出力
時、前記インバータのインバータ・デューティ最大時に
おける電圧振幅値が、前記平滑回路の直流電圧のリップ
ル電圧最小値と一致するよう、前記力率改善回路のスイ
ッチング素子を制御することを特徴とする請求項１１に
記載の電動機の制御装置。 - 【請求項１３】 前記力率改善回路の入力電流、または
入力電力が所定値以下のとき、前記力率改善回路のスイ
ッチング素子を停止することを特徴とする請求項１ない
し請求項７のいずれかに記載の電動機の制御装置。 - 【請求項１４】 前記インバータのインバータ・デュー
ティ、または前記インバータに入力される直流電力、ま
たは前記電動機出力のいずれか一つが所定値以下のと
き、前記力率改善回路のスイッチング素子を停止させる
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに
記載の電動機の制御装置。 - 【請求項１５】 請求項１ないし請求項９に記載のいず
れかの電動機の制御装置を用いた駆動装置により圧縮動
作を行うことを特徴とする圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08047897A JP3345563B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08047897A JP3345563B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10285990A true JPH10285990A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3345563B2 JP3345563B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=13719390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08047897A Expired - Lifetime JP3345563B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3345563B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006340517A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Densei Lambda Kk | 電源装置および電源制御方法 |
| WO2017145242A1 (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 三菱電機株式会社 | コンバータ回路、インバータ回路および空気調和機の電力変換装置 |
| KR20190092173A (ko) * | 2018-01-30 | 2019-08-07 | 엘지전자 주식회사 | 부하 제어 효율이 개선된 인버터 제어장치 및 방법 |
| WO2021079880A1 (ja) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 制御装置、電動圧縮機、リップル電圧の検出方法及びプログラム |
| KR20210109955A (ko) * | 2020-02-28 | 2021-09-07 | 엘지전자 주식회사 | 부하 기기의 저항값 검출 기능을 갖는 전력 변환 장치 및 방법 |
| KR20210111469A (ko) * | 2020-03-03 | 2021-09-13 | 엘지전자 주식회사 | 부하 기기의 전류 검출이 가능한 전력 변환 장치 및 방법 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP08047897A patent/JP3345563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2017145242A1 (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 三菱電機株式会社 | コンバータ回路、インバータ回路および空気調和機の電力変換装置 |
| JPWO2017145242A1 (ja) * | 2016-02-22 | 2018-06-07 | 三菱電機株式会社 | コンバータ回路、インバータ回路および空気調和機の電力変換装置 |
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| JP2021067232A (ja) * | 2019-10-24 | 2021-04-30 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 制御装置、電動圧縮機、リップル電圧の検出方法及びプログラム |
| CN114585814A (zh) * | 2019-10-24 | 2022-06-03 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 控制装置、电动压缩机、脉动电压的检测方法及程序 |
| CN114585814B (zh) * | 2019-10-24 | 2024-05-17 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 控制装置、电动压缩机、脉动电压的检测方法及记录介质 |
| KR20210109955A (ko) * | 2020-02-28 | 2021-09-07 | 엘지전자 주식회사 | 부하 기기의 저항값 검출 기능을 갖는 전력 변환 장치 및 방법 |
| KR20210111469A (ko) * | 2020-03-03 | 2021-09-13 | 엘지전자 주식회사 | 부하 기기의 전류 검출이 가능한 전력 변환 장치 및 방법 |
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|---|---|
| JP3345563B2 (ja) | 2002-11-18 |
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