JPH11275869A - 電動機の駆動装置及びその装置を用いた圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンバータ保護装置の動作時にコンバータ、
インバータ、電動機を停止させずにコンバータの保護を
行い、装置停止の機会を少なくして再起動運転までの運
転停止によるサービス低下を回避し、また、インバータ
保護装置の停止時はコンバータ停止を早く行い部品破損
を防止できる電動機の駆動装置。 【解決手段】 コンバータ保護装置２ｙが動作した場合
は、コンバータ制御装置２ｘによる運転をそのまま継続
させるとともに、インバータ制御装置３ｘによる電動機
５の運転状態を一時的に変更することによって電動機５
の運転を継続しながらコンバータ２を保護する。また、
インバータ保護装置３ｙの動作時は直ちにコンバータ２
を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、交流電源を入力
して可変電圧の直流電圧を出力するコンバータと、該コ
ンバータの制御装置と、コンバータの出力に基づき可変
電圧、可変周波数の交流電圧を出力するインバータと、
該インバータの交流出力が供給される電動機と、該電動
機の運転状態を制御するインバータ制御装置とを備えた
電動機の駆動装置にかかるもので、特にコンバータ及び
インバータの保護に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電動機の駆動装置として
は、コンデンサインプット方式のコンバータと電動圧縮
機制御用のインバータとが組み合わされて使用されてい
たが、最近は電源電流高調波を低減するため、例えば特
開平７−１１５７８８号公報やや特開平８−３３３９２
号公報等に示される直流出力電圧制御可能な正弦波電流
入力型のコンバータ（アクティブフィルタと呼ばれる事
も多い）が使用される事が一般的になっている。

【０００３】図１１は正弦波電流入力形のコンバータを
用いた従来の電動機の駆動装置の構成図である。図１１
において、１は交流電源、６は保護開閉器、２はこの交
流電源に接続されるコンバータであり、整流器２ａ、リ
アクトル２ｂ、スイッチング素子２ｃ、ダイオード２ｄ
およびコンバータ電流検出器２ｅで構成される。４はこ
のコンバータ２の出力に接続される平滑コンデンサ、３
は前記コンバータおよび前記平滑コンデンサに接続され
るインバータであり、スイッチング素子３ａとインバー
タ電流検出器３ｂで構成される。５は電動機で前記イン
バータ３に接続される。電流検出器２ｅ、３ｂは抵抗器
で示したがホールＣＴ、カレントトランス等でも良い。
コンバータ２、インバータ３にはそれぞれスイッチング
素子２ｃ、３ａを制御するコンバータ制御装置２ｘ、イ
ンバータ制御装置３ｘと、またコンバータ、インバータ
それぞれについての必要な保護項目（例えば電流、電圧
等）に対して検出と保護を行うためのコンバータ保護装
置２ｙ、インバータ保護装置３ｙとが設けられる。この
保護項目については図示した電流、電圧だけでなく、図
示しない保護項目、例えば温度保護なども含まれる。

【０００４】次に図１１の動作について説明する。交流
電源１は、コンバータ２内の整流器２ａで全波整流さ
れ、リアクトル２ｂとコンバータ制御装置２ｘによって
ＰＷＭ（パルス幅変調）制御されるコンバータスイッチ
ング素子２ｃにより昇圧され、コンデンサ４で平滑化さ
れる。この時、入力電流波形を力率１の正弦波にすると
ともに、負荷の大小に応じてスイッチングパルス幅を増
減して一定電圧あるいは電動機の回転数等運転状態に応
じて設定される目標電圧を保つように運転される。ま
た、インバータ３は、この平滑直流電圧を電源として、
インバータ制御装置３ｘによってＰＷＭ制御されるイン
バータスイッチング素子３ａにより可変電圧、可変周波
数の交流に逆変換し、電動機５を可変速運転する。コン
バータ制御装置２ｘ、インバータ制御装置３ｘは、それ
ぞれ前述の通りコンバータスイッチング素子２ｃ、イン
バータスイッチング素子３ａをＰＷＭ制御するととも
に、前記コンバータ保護装置２ｙ、インバータ保護装置
３ｙが異常を検出した際にスイッチングを停止させるこ
とによる保護動作を行う。

【０００５】図１２に従来のコンバータ保護装置、イン
バータ保護装置動作時の保護動作ブロック図を示す。従
来の保護方式では、コンバータ保護装置２ｙ動作時はコ
ンバータスイッチング素子２ｃを停止させ、またインバ
ータ保護装置３ｙ動作時は、インバータスイッチング素
子３ａを停止させるか、あるいは、インバータスイッチ
ング素子３ａを停止させるとともにコンバータに停止信
号を送出して保護動作を行う事が一般的であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のコ
ンバータ及びインバータ保護方式では通常、一方が保護
装置動作により停止することで正常運転の継続ができな
くなるため、他方も保護装置が動作して停止に至り、結
果としてシステム全体が停止する保護動作となり、一括
停止の場合と同じ結果になり電動機停止に至る。このた
め、コンバータとインバータのいずれの保護装置が動作
してもシステム全体の停止により電動機への電力供給が
停止し、再起動のためには一定時間経過後、保護動作原
因の解消を確認し、さらにリセット後、起動シーケンス
からやり直すことが必要であった。この結果、再運転ま
でに時間がかかり、その期間運転停止となる事で、例え
ば空調機や冷蔵庫が停止してしまい、サービス低下につ
ながっていた。

【０００７】この発明は上述のような課題を改善するた
めになされたものであり、その目的は従来の方式におけ
る保護装置動作、特にコンバータ保護装置動作時の電動
機停止の機会を少なくして、再起動運転までのサービス
低下を回避し、しかも確実な駆動装置保護を行える制御
・保護方式及びこの方式による電動機の駆動装置並びに
この装置を用いた圧縮機を提供する事にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
電動機の駆動装置は、交流電源を入力して可変電圧の直
流電圧を出力するコンバータと、該コンバータの入力電
流の波形及び位相を入力電圧と一致させるように、かつ
出力電圧の値を制御するコンバータ制御装置と、前記コ
ンバータの出力を平滑コンデンサを介して入力し、可変
電圧、可変周波数の交流電圧を出力するインバータと、
該インバータの交流出力が供給される電動機と、該電動
機の運転状態を制御するインバータ制御装置とを備えた
電動機の駆動装置において、前記コンバータの運転状態
を監視して必要に応じたコンバータ保護を指示するコン
バータ保護装置と、前記インバータの運転状態を監視し
て必要に応じたインバータ保護を指示するインバータ保
護装置とを設け、前記コンバータ保護装置はコンバータ
保護を指示する場合に、前記コンバータ制御装置による
コンバータの運転を継続させると共に、前記インバータ
制御装置により前記電動機の運転状態を変更させること
によって前記電動機の運転を継続させながら前記コンバ
ータを保護する指示を行うものである。

【０００９】本発明の請求項２に係る電動機の駆動装置
は、前記請求項１に記載のコンバータ保護装置が、コン
バータ保護を要する原因がコンバータの入力過電流の場
合、前記インバータの交流出力が供給される電動機の負
荷量を低下させる指示を前記インバータ制御装置に行う
ことによりコンバータの入力電流を低減させてコンバー
タを保護するものである。

【００１０】本発明の請求項３に係る電動機の駆動装置
は、前記請求項１に記載のコンバータ保護装置が、コン
バータ保護を要する原因がコンバータの直流出力過電圧
の場合、前記インバータの交流出力が供給される電動機
の負荷量を増大させる指示を前記インバータ制御装置に
行うことによりコンバータの直流出力電圧を低下させて
コンバータを保護するものである。

【００１１】本発明の請求項４に係る電動機の駆動装置
は、前記請求項１から３までのいずれかの請求項に記載
のインバータ制御装置が、前記インバータの出力周波数
を高くすることで前記電動機の負荷量を増大させ、また
前記インバータの出力周波数を低くすることで前記電動
機の負荷量を減少させるものである。

【００１２】本発明の請求項５に係る電動機の駆動装置
は、前記請求項１から３までのいずれかの請求項に記載
のインバータ制御装置が、前記インバータの出力電圧を
高くすることで前記電動機の負荷量を増大させ、また前
記インバータの出力電圧を低くすることで前記電動機の
負荷量を減少させるものである。

【００１３】本発明の請求項６に係る電動機の駆動装置
は、前記請求項１から３までのいずれかの請求項に記載
のインバータ制御装置が、前記インバータの通電位相幅
を広げることで前記電動機の負荷量を増大させ、また前
記インバータの通電位相幅を狭くすることで前記電動機
の負荷量を減少させるものである。

【００１４】本発明の請求項７に係る電動機の駆動装置
は、前記請求項１から３までのいずれかの請求項に記載
のインバータ制御装置が、前記インバータの通電位相角
を進ませることで前記電動機の負荷量を増大させ、また
前記インバータの通電位相角を遅らせることで前記電動
機の負荷量を減少させるものである。

【００１５】本発明の請求項８に係る電動機の駆動装置
は、前記請求項１から７までのいずれかの請求項に記載
の電動機の駆動装置における前記インバータ保護装置
が、インバータ保護を指示する場合に、前記インバータ
の停止と共に前記コンバータの停止を指示するか、また
は前記コンバータの停止を先に指示した後に前記インバ
ータの停止を指示するものである。

【００１６】本発明の請求項９に係る圧縮機は、前記請
求項１から８までのいずれかの請求項に記載の電動機の
駆動装置を用いたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】先ず、本発明の構成について説明
する。図１は本発明に係る正弦波電流入力形のコンバー
タを用いた電動機の駆動装置の構成図である。なお図
中、図１１と同一部分については、同一符号を付して重
複説明を省略する。図１の矢印に示す通り本発明におい
ては、コンバータ保護装置２ｙからの保護依頼信号はコ
ンバータ制御装置２ｘのみでなく、インバータ制御装置
３ｘにも出力され、コンバータ２とインバータ３との協
調保護を行う。同様にインバータ保護装置３ｙからの保
護依頼信号もインバータ制御装置３ｘのみでなく、コン
バータ制御装置２ｘにも出力され、コンバータ２とイン
バータ３と協調保護を行う。コンバータ２とインバータ
３との協調保護は、同じく図１の破線の矢印に示すよう
にコンバータ制御装置２ｘとインバータ制御装置３ｘと
の間で信号をやり取りする方法としても良い。

【００１８】次にコンバータ２の出力特性について説明
する。図２は図１のコンバータの出力特性およびコンバ
ータ保護設定値の考え方の説明図である。コンバータ２
は、図１に示す通り整流器２ａによる全波整流された直
流電圧をリアクトル２ｂを介して短絡するスイッチング
素子２ｃを設けたいわゆる昇圧チョッパを構成してお
り、コンバータ運転停止時、すなわちコンバータスイッ
チング素子２ｃの動作停止時で、通電は行うが入力電流
波形制御および出力電圧制御をしていない状態の時に
も、整流器２ａの作用により直流電圧は供給される。な
お、コンバータの故障停止時もコンバータスイッチング
素子２ｃの動作が停止する事でこの状態となる。この状
態の時はいわゆる無制御のコンデンサインプットのコン
バータとなり、図２のコンバータ停止時電圧に示す通り
コンバータ運転時、すなわちコンバータスイッチング素
子２ｃの動作時で入力電流波形制御および出力電圧制御
をしている状態の時の電圧に比べ直流電圧は小さくな
る。しかも電源その他の回路インピーダンス部での電圧
降下等により、コンバータ入力電流の増大とともにコン
バータ出力電圧は低下する。さらに入力電流波形の制御
も行えないので力率は低下し、波形も歪み、高調波電流
が増加してしまい、正常運転は望めない。また、コンバ
ータ出力電圧の低下に伴い、インバータの交流出力電圧
も低下し、インバータの変調率（通電パルス幅）を高め
て出力電圧の確保を図ろうとしても出力可能最大電圧が
低下するため、電動機の高回転数側の運転範囲は狭ま
る。

【００１９】一方、これに対してコンバータ正常時は、
コンバータ運転によって図２に示す通り、コンバータ入
力電流（負荷電力）の変動に対してもコンバータ出力電
圧をコンバータ停止時にくらべ高い例えば一定値に制御
でき、定格（最大）運転に対応した、インバータに必要
充分な電圧を供給できる。これによって例えば空調機で
あればリモコン等、使用者によって設定された運転が支
障なく継続できる。さらに入力電流波形の制御もでき、
力率１の正弦波入力電流での運転が行える。

【００２０】次に保護設定値の考え方について説明す
る。同じく図２に示す通り、例えばコンバータ入力過電
流の場合、保護設定値は、正常運転で到達する最大値以
上でかつ整流器、ダイオード、リアクトルといった部品
の破損に至る値に対しては余裕のある値に設定される。
（逆に保護設定値に対して電流余裕のある部品を選定す
る）。従ってコンバータ入力電流値がこの保護設定値に
達したとしても、部品は直ちに破損することはないが、
これ以上増加するかあるいはこの値を継続すると破損し
かねないという値に設定されることになる。通常、保護
開閉器６の動作レベルも正常運転で到達する最大電流以
上に選ばれる。同様にコンバータ出力過電圧の場合の保
護設定値も、図２に示す通り、コンバータで制御される
正常運転電圧最大値以上でかつスイッチング素子、コン
デンサといった部品の破損に至る値に対しては余裕のあ
る値に設定される（逆に保護設定値に対して電圧余裕の
ある部品を選定する）。従ってコンバータ出力電圧値が
この保護設定値に達したとしても、部品は直ちに破損す
ることはないが、これ以上増加するかあるいはこの値を
継続すると破損しかねないという値に設定されることに
なる。

【００２１】コンバータの入力電流値や出力電圧値がこ
れらの保護設定値に達してコンバータ保護装置が動作し
た時、従来方式では、図１２に示す通り、コンバータを
保護停止し、その結果発生する直流電圧低下等の保護動
作でインバータも保護停止に至っていた。また、特開平
８−３３３９２号公報においては、コンバータ（アクテ
ィブフィルタ）停止即ちスイッチング素子の動作停止状
態でも、ダイオードによる整流作用を利用して、昇圧動
作無し（直流電圧低下状態）でインバータの運転状態を
変更し、Ｖ／Ｆパターンを変更してインバータ出力電圧
を大きくするようにして運転継続する方式が示されてい
る。しかしこの場合、上述の通り直流電圧は正常時に比
べて低下するので、インバータの発生できる最大電圧も
小さくなるため電動機の運転範囲が制限され、定格運転
（最高回転数での定格負荷運転）ができない。これは例
えば空調機において冷房能力を制限する事になり、サー
ビス低下につながる。さらに入力電流波形の制御も行え
ないので力率は低下し、波形も歪み、高調波電流が増加
する。これらの事も有って、前記公報ではあくまでサー
ビス員が来るまでの非常運転であると説明されている。

【００２２】そこで本発明では、これらの保護設定値が
直ちに部品破損に至る値でないことに着目して、コンバ
ータ保護装置の動作時にもコンバータの運転を継続し、
保護装置の動作内容に応じてインバータを、コンバータ
保護装置の動作原因を取り除くような運転モードに一旦
運転状態を変更する事によりコンバータの保護を行うよ
うにした。そしてその後、コンバータ保護装置の保護依
頼信号が無くなり、異常が除去された事を確認して正常
運転に戻す。本発明によれば、コンバータの異常による
本来の保護装置動作の他、過渡的な想定外の外乱、ノイ
ズといった原因での保護装置動作においても、従来のよ
うに装置の停止に至る事が無く、自動的に運転を継続す
る事ができる。また、コンバータの運転を継続するので
コンバータ直流出力電圧の低下もなく、インバータに対
する運転上の制約が無い。また、力率１での正弦波入力
電流運転が行え、使用者に対するサービスの低下がな
い。

【００２３】実施形態１ 図３は本発明の実施形態１に係るコンバータ保護装置動
作時の保護動作ブロック図である。実施形態１において
は、図１のコンバータ保護装置が動作した時、コンバー
タはそのまま運転を継続し、インバータ制御装置の制御
出力を変更する事で保護を行う。これによって従来のも
のでコンバータ、インバータ、電動機の各装置が停止し
たり、あるいはコンバータの運転を停止してインバータ
のみでサービス員が来るまでの非常運転を行っていたの
に対し、本実施形態１によるものでは、コンバータを保
護した上、正常運転を継続できる。そのため例えば空調
機の冷房運転が継続されるので使用者に不快な思いをさ
せない。

【００２４】実施形態２ 図４は本実施形態２に係るコンバータ保護装置が入力過
電流で動作した時の保護動作ブロック図である。本実施
形態２においては、図１のコンバータ保護装置の動作原
因がコンバータ入力過電流の場合、コンバータは運転を
継続したまま、インバータ出力を低減するようインバー
タ制御装置を動作させる。これによりコンバータ入力電
流が低下してコンバータの過電流保護が行われた上、装
置の運転を継続できる。そのためサービスの向上が図ら
れ、例えば空調機が停止する事無く冷房運転が継続でき
る。

【００２５】実施形態３ 図５は本発明の実施形態３に係るコンバータ保護装置が
出力過電圧で動作した時の保護動作ブロック図である。
本実施形態３においては、図１のコンバータ保護装置の
動作原因がコンバータ出力過電圧の場合、コンバータは
運転を継続したまま、インバータ出力を増加するようイ
ンバータ制御装置を動作させる。これによってコンバー
タ出力電圧が低下してコンバータの過電圧保護が行われ
た上、運転を継続できる。そのためサービスの向上が図
られ、例えば冷蔵庫が停止する事無く冷却運転ができ、
保存食品が不良になる事を防止できる。

【００２６】実施形態４ 図６は本発明の実施形態４に係るインバータ出力周波数
を変更する事で電動機負荷を変更する電動機負荷変更手
段を説明するブロック図である。本実施形態４において
は、図１のインバータの交流出力周波数を高くする事で
電動機回転数を高くして、負荷を増大させたり、または
逆にインバータの出力周波数を低くする事で電動機回転
数を減少させて、負荷を減少させる。これによって実施
形態２または３に示すように、コンバータ入力電流を低
下またはコンバータ出力電圧を低下させてコンバータを
保護することができ、電動機の運転を継続できるので、
例えば空調機等の運転維持が図れる。

【００２７】実施形態５ 図７は本発明の実施形態５に係るインバータ出力電圧を
変更する事で電動機負荷を変更する電動機負荷変更手段
を説明するブロック図である。本実施形態５において
は、図１のインバータの交流出力電圧を高くする事で電
動機電流を増加させ、負荷を増大させたり、または逆に
インバータの出力電圧を低くする事で電動機電流を減少
させ、負荷を減少させる。これによって実施形態２また
は３に示すように、コンバータ入力電流を低下またはコ
ンバータ出力電圧を低下させてコンバータを保護するこ
とができ、電動機の運転を継続できるので例えば冷蔵庫
等の能力を維持できる。

【００２８】実施形態６ 図８は本発明の実施形態６に係るインバータ通電位相幅
を変更する事で電動機負荷を変更する電動機負荷変更手
段を説明するブロック図である。本実施形態６における
通電位相幅の変更とは、インバータのパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）制御における各パルスの位置はそのままで幅を制
御する事を意味し、インバータ通電位相幅を広くする事
で電動機電圧が増加して負荷を増大させたり、または逆
にインバータ通電位相幅を狭くする事で電動機電圧を減
少させて負荷を減少させることである。これによって実
施形態２または３に示すように、コンバータ入力電流を
低下またはコンバータ出力電圧を低下させてコンバータ
を保護することが、インバータ制御装置によるＰＷＭ制
御での通電位相幅の変更で容易に行える。

【００２９】実施形態７ 図９は本発明の実施形態７に係るインバータ通電位相角
を変更する事で電動機負荷を変更する電動機負荷変更手
段を説明するブロック図である。本実施形態７における
通電位相角の変更とは、インバータのパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）制御におけるパルス列を時間的に進めたり遅らせ
たりして基本波の位相を制御する事を意味し、インバー
タ通電位相角を進ませる事で電動機の回転数が上昇して
電動機負荷を増大させたり、または逆にインバータ通電
位相角を遅らせる事で電動機の回転数が減少して電動機
負荷を減少させる。これによって実施形態２または３に
示すようにコンバータ入力電流を低下またはコンバータ
出力電圧を低下させてコンバータを保護することが、イ
ンバータ制御装置によるＰＷＭ制御で通電位相角を変更
する事で容易に行える。

【００３０】なお、前記実施形態１から７において、詳
細は省略するがコンバータの動作温度その他のコンバー
タ保護項目についても、同様の考え方でコンバータの運
転は継続させて、インバータ制御装置により電動機の運
転状態を変更して保護を行える事は明らかである。例え
ばコンバータの動作温度上昇であれば電動機負荷を減少
させるようにインバータ制御装置を動作させて温度上昇
値を低減できる。

【００３１】実施形態８ 図１０は本発明の実施形態８に係るインバータ保護装置
が動作した場合の保護動作ブロック図である。一般に、
インバータ保護装置の動作の場合には、通常電動機の異
常を伴っている場合が多く、システムの運転停止が避け
られないため、本実施形態８においては、本発明による
インバータ、コンバータの協調制御により、インバータ
停止とともにコンバータも同時に停止させるか、または
コンバータを先に停止させた後にインバータを停止させ
て保護を行う。

【００３２】ここで、コンバータとインバータの停止順
序について説明する。前記特開平７−１１５７８８号公
報や特開平８−３３３９２号公報、または特開平９−４
７０８４号等にも示されている通り、正弦波電流入力形
コンバータ（アクティブフィルタ）においては、昇圧チ
ョッパ方式であるため、電動機（インバータ）の停止時
または軽負荷時はコンバータを停止しておかないと、コ
ンバータ出力側の直流電圧が上昇し続けて部品破損に至
るため、コンバータは極力早く停止する必要がある。こ
れを実現するため、本発明においては図１、図１０に示
す通り、インバータ保護装置３ｙとコンバータ制御装置
２ｘとの信号取り合いおよびコンバータ保護装置２ｙと
インバータ制御装置３ｘとの信号取り合い、あるいはコ
ンバータ制御装置２ｘとインバータ制御装置３ｘとの間
の信号取り合いによる協調保護を行う。これによって、
コンバータのスイッチング素子２ｃの停止が速やかに行
われ、部品への過電圧ストレスの機会が減少し、信頼性
が向上する。なお、コンバータ保護装置２ｙの動作によ
るコンバータ２、インバータ３、電動機５の各装置停止
の機会減少に関しては、例えばコンバータ保護装置２ｙ
とインバータ保護装置３ｙとの動作確率が同じとすれば
保護動作による運転停止の確率が半減する事になる。

【００３３】実施形態９ 本実施形態９においては、前記実施形態１から８に示し
た電動機の駆動装置を圧縮機と組み合わせて空調機、冷
蔵庫等に使用する。これによって空調機であれば故障停
止による冷房不能等で使用者に不便を掛けたり、サービ
スを低下させる事が防げ、冷蔵庫であれば故障停止によ
って保存食品を不良にして使用者に迷惑を掛ける事が少
なくなる。また、装置使用部品への過電圧ストレス等が
防止でき、装置の信頼性も向上する。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、交流電源
を入力して可変電圧の直流電圧を出力するコンバータ
と、該コンバータの入力電流の波形及び位相を入力電圧
と一致させるように、かつ出力電圧の値を制御するコン
バータ制御装置と、前記コンバータの出力を平滑コンデ
ンサを介して入力し、可変電圧、可変周波数の交流電圧
を出力するインバータと、該インバータの交流出力が供
給される電動機と、該電動機の運転状態を制御するイン
バータ制御装置とを備えた電動機の駆動装置において、
前記コンバータの運転状態を監視して必要に応じたコン
バータ保護を指示するコンバータ保護装置と、前記イン
バータの運転状態を監視して必要に応じたインバータ保
護を指示するインバータ保護装置とを設け、前記コンバ
ータ保護装置はコンバータ保護を指示する場合に、前記
コンバータ制御装置によるコンバータの運転を継続させ
ると共に、前記インバータ制御装置により前記電動機の
運転状態を変更させることによって前記電動機の運転を
継続させながら前記コンバータを保護する指示を行うよ
うにしたので、コンバータの異常による本来のコンバー
タ保護装置の動作時はもちろん、想定外の過渡的な外
乱、ノイズといった原因でのコンバータ保護装置の動作
においてもコンバータ、インバータ、電動機の各装置の
停止に至る事が無く、自動的に運転を継続する事ができ
る。さらに、コンバータの運転を継続するのでコンバー
タ出力電圧の低下もなく、電動機に対する運転上の制約
が無い。また、力率１での正弦波入力電流運転が行え
る。以上の事から本電動機の駆動装置を用いた各種装置
の故障停止の機会が減少し、使用者に対するサービスの
向上が図れる。

【００３５】また本発明によれば、前記コンバータ保護
装置は、コンバータ保護を要する原因がコンバータの入
力過電流の場合、前記インバータの交流出力が供給され
る電動機の負荷量を低下させる指示を前記インバータ制
御装置に行うことによりコンバータの入力電流を低減さ
せてコンバータを保護するようにしたので、従来のよう
に装置を停止させることなく電動機の運転を継続するこ
とができ、装置の稼動率が向上する。

【００３６】また本発明によれば、前記コンバータ保護
装置は、コンバータ保護を要する原因がコンバータの直
流出力過電圧の場合、前記インバータの交流出力が供給
される電動機の負荷量を増大させる指示を前記インバー
タ制御装置に行うことによりコンバータの直流出力電圧
を低下させてコンバータを保護するようにしたので、コ
ンバータの保護を行いながら電動機の運転を継続するこ
とができ、装置の使用者に対するサービスが改善され
る。

【００３７】また本発明によれば、前記インバータ制御
装置は、前記インバータの出力周波数を高くすることで
前記電動機の負荷量を増大させ、また前記インバータの
出力周波数を低くすることで前記電動機の負荷量を減少
させるようにしたので、インバータ制御装置内の出力周
波数制御手段を用いて容易に電動機の負荷量を増減させ
ることができる。

【００３８】また本発明によれば、前記インバータ制御
装置は、前記インバータの出力電圧を高くすることで前
記電動機の負荷量を増大させ、また前記インバータの出
力電圧を低くすることで前記電動機の負荷量を減少させ
るようにしたので、インバータ制御装置内の出力電圧制
御手段を用いて容易に電動機の負荷量を増減させること
ができる。

【００３９】また本発明によれば、前記インバータ制御
装置は、前記インバータの通電位相幅を広げることで前
記電動機の負荷量を増大させ、また前記インバータの通
電位相幅を狭くすることで前記電動機の負荷量を減少さ
せるようにしたので、インバータ制御装置内のパルス幅
変調制御手段を用いて容易に電動機の負荷量を増減させ
ることができる。

【００４０】また本発明によれば、前記インバータ制御
装置は、前記インバータの通電位相角を進ませることで
前記電動機の負荷量を増大させ、また前記インバータの
通電位相角を遅らせることで前記電動機の負荷量を減少
させるようにしたので、インバータ制御装置内のパルス
幅変調制御手段を用いて容易に電動機の負荷量を増減さ
せることができる。

【００４１】また本発明によれば、前記インバータ保護
装置は、インバータ保護を指示する場合に、前記インバ
ータの停止と共に前記コンバータの停止を指示するか、
または前記コンバータの停止を先に指示した後に前記イ
ンバータの停止を指示するようにしたので、コンバータ
運転をしたままインバータを停止する事が無く、コンバ
ータ出力側での直流電圧の上昇を防止できる。従って、
このコンバータ出力の過電圧がスイッチング素子や平滑
コンデンサ等へ印加されることが無く、部品に対する過
電圧によるストレス印加が防止され、装置の信頼性が向
上すると共に、過電圧による２次破壊を防止でき、部品
破損による部品交換の必要や、故障発生から復旧までの
運転停止に伴うサービス低下を無くす事ができる。また
コンバータ保護装置とインバータ保護装置との動作確率
をほぼ同じとすれば、保護動作による運転停止の確率を
半減することができる。

【００４２】また本発明によれば、前記電動機の駆動装
置を圧縮機に用いるようにしたので、例えば空調機や冷
蔵庫にこの圧縮機を使用した場合に、空調機の故障停止
による冷房あるいは暖房の停止により使用者に不便をか
けたり、冷蔵庫の故障停止による食品保存機能喪失によ
り保存食品を不良にする等の事故の発生確率を減少する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電動機の駆動装置の構成図であ
る。

【図２】 図１のコンバータの出力特性と保護設定値の
考え方の説明図である。

【図３】 本発明の実施形態１に係るコンバータ保護装
置動作時の保護動作ブロック図である。

【図４】 本発明の実施形態２に係るコンバータ保護装
置が入力過電流で動作した時の保護動作ブロック図であ
る。

【図５】 本発明の実施形態３に係るコンバータ保護装
置が出力過電圧で動作した時の保護動作ブロック図であ
る。

【図６】 本発明の実施形態４に係るインバータ出力周
波数を変更する事で電動機負荷を変更する電動機負荷変
更手段を説明するブロック図である。

【図７】 本発明の実施形態５に係るインバータ出力電
圧を変更する事で電動機負荷を変更する電動機負荷変更
手段を説明するブロック図である。

【図８】 本発明の実施形態６に係るインバータ通電位
相幅（角）を変更する事で電動機負荷を変更する電動機
負荷変更手段を説明するブロック図である。

【図９】 本発明の実施形態７に係るインバータ通電位
相角を変更する事で電動機負荷を変更する電動機負荷変
更手段を説明するブロック図である。

【図１０】 本発明の実施形態８に係るインバータ保護
装置が動作した場合の保護動作ブロック図である。

【図１１】 従来の電動機の駆動装置の構成図である。

【図１２】 従来のコンバータ保護装置、インバータ保
護装置動作時の保護動作ブロック図である。

【符号の説明】

１ 交流電源、２ コンバータ、２ａ 整流器、２ｂ
リアクトル、２ｃ スイッチング素子、２ｄ ダイオー
ド、２ｅ コンバータ電流検出用抵抗、２ｘコンバータ
制御装置、２ｙ コンバータ保護装置、３ インバー
タ、３ａ スイッチング素子、３ｂ インバータ電流検
出用抵抗、３ｘ インバータ制御装置、３ｙ インバー
タ保護装置、４ 平滑用コンデンサ、５ 電動機、６
保護開閉器。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を入力して可変電圧の直流電圧
   を出力するコンバータと、該コンバータの入力電流の波
   形及び位相を入力電圧と一致させるように、かつ出力電
   圧の値を制御するコンバータ制御装置と、前記コンバー
   タの出力を平滑コンデンサを介して入力し、可変電圧、
   可変周波数の交流電圧を出力するインバータと、該イン
   バータの交流出力が供給される電動機と、該電動機の運
   転状態を制御するインバータ制御装置とを備えた電動機
   の駆動装置において、 前記コンバータの運転状態を監視して必要に応じたコン
   バータ保護を指示するコンバータ保護装置と、前記イン
   バータの運転状態を監視して必要に応じたインバータ保
   護を指示するインバータ保護装置とを設け、前記コンバ
   ータ保護装置はコンバータ保護を指示する場合に、前記
   コンバータ制御装置によるコンバータの運転を継続させ
   ると共に、前記インバータ制御装置により前記電動機の
   運転状態を変更させることによって前記電動機の運転を
   継続させながら前記コンバータを保護する指示を行うこ
   とを特徴とする電動機の駆動装置。
2. 【請求項２】 前記コンバータ保護装置は、コンバータ
   保護を要する原因がコンバータの入力過電流の場合、前
   記インバータの交流出力が供給される電動機の負荷量を
   低下させる指示を前記インバータ制御装置に行うことに
   よりコンバータの入力電流を低減させてコンバータを保
   護することを特徴とする請求項１記載の電動機の駆動装
   置。
3. 【請求項３】 前記コンバータ保護装置は、コンバータ
   保護を要する原因がコンバータの直流出力過電圧の場
   合、前記インバータの交流出力が供給される電動機の負
   荷量を増大させる指示を前記インバータ制御装置に行う
   ことによりコンバータの直流出力電圧を低下させてコン
   バータを保護することを特徴とする請求項１記載の電動
   機の駆動装置。
4. 【請求項４】 前記インバータ制御装置は、前記インバ
   ータの出力周波数を高くすることで前記電動機の負荷量
   を増大させ、また前記インバータの出力周波数を低くす
   ることで前記電動機の負荷量を減少させることを特徴と
   する請求項１から３までのいずれかの請求項に記載の電
   動機の駆動装置。
5. 【請求項５】 前記インバータ制御装置は、前記インバ
   ータの出力電圧を高くすることで前記電動機の負荷量を
   増大させ、また前記インバータの出力電圧を低くするこ
   とで前記電動機の負荷量を減少させることを特徴とする
   請求項１から３までのいずれかの請求項に記載の電動機
   の駆動装置。
6. 【請求項６】 前記インバータ制御装置は、前記インバ
   ータの通電位相幅を広げることで前記電動機の負荷量を
   増大させ、また前記インバータの通電位相幅を狭くする
   ことで前記電動機の負荷量を減少させることを特徴とす
   る請求項１から３までのいずれかの請求項に記載の電動
   機の駆動装置。
7. 【請求項７】 前記インバータ制御装置は、前記インバ
   ータの通電位相角をを進ませることで前記電動機の負荷
   量を増大させ、また前記インバータの通電位相角を遅ら
   せることで前記電動機の負荷量を減少させることを特徴
   とする請求項１から３までのいずれかの請求項に記載の
   電動機の駆動装置。
8. 【請求項８】 前記インバータ保護装置は、インバータ
   保護を指示する場合に、前記インバータの停止と共に前
   記コンバータの停止を指示するか、または前記コンバー
   タの停止を先に指示した後に前記インバータの停止を指
   示することを特徴とする請求項１から７までのいずれか
   の請求項に記載の電動機の駆動装置。
9. 【請求項９】 請求項１から８までのいずれかの請求項
   に記載の電動機の駆動装置を用いたことを特徴とする圧
   縮機。