KR101272356B1 - 모터 제어 장치, 공기 조화기 - Google Patents

모터 제어 장치, 공기 조화기 Download PDF

Info

Publication number
KR101272356B1
KR101272356B1 KR1020110086923A KR20110086923A KR101272356B1 KR 101272356 B1 KR101272356 B1 KR 101272356B1 KR 1020110086923 A KR1020110086923 A KR 1020110086923A KR 20110086923 A KR20110086923 A KR 20110086923A KR 101272356 B1 KR101272356 B1 KR 101272356B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
modulation
voltage
motor
power supply
Prior art date
Application number
KR1020110086923A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120054508A (ko
Inventor
아쯔시 오꾸야마
유우지 후나야마
마사히로 다무라
겐지 다무라
지에 우노꼬
Original Assignee
히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤 filed Critical 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
Publication of KR20120054508A publication Critical patent/KR20120054508A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101272356B1 publication Critical patent/KR101272356B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/025—Motor control arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/029—Control issues
    • F25B2313/0294—Control issues related to the outdoor fan, e.g. controlling speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

상전압 검출 회로를 구비한 모터 제어 장치에 있어서, 통상 제어 시의 상전압 검출 회로의 손실이 있었다. 따라서, 본 발명의 과제는 인버터의 직류 전압의 변화나 다양한 사양의 모터에 대응할 수 있고, 기억 용량이 작은 고효율의 모터 제어 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 변조율에 따라서 상전압 검출 회로의 손실과 인버터의 스위칭 손실이 낮은 변조 방식을 선택하여 제어한다. 또한, 변조율이 작을 때, 하 120° 고정 2상 변조를 행하고, 변조율이 클 때 상하 60° 고정 2상 변조를 행한다. 또한, 회전수가 작을 때, 3상 변조를 행하고, 회전수가 클 때이고 또한 변조율이 작을 때, 하 120° 고정 2상 변조를 행하고, 회전수가 클 때이고 또한 변조율이 클 때 상하 60° 고정 2상 변조를 행한다.

Description

모터 제어 장치, 공기 조화기{MOTOR CONTROL DEVICE, AIR-CONDITIONER}
본 발명은 저항에 의한 상전압 검출 회로를 구비하여 180도 통전 제어를 행하는 모터 제어 장치의 고효율 제어에 관한 것이다.
예를 들어, 공기 조화기의 실외기에 설치되는 실외 팬을 구동하는 경우, 인버터에 의해 모터를 기동하기 전에 바람에 의해 팬이 자유자재로 회전하고 있는(공전하고 있는) 것이 있다. 이때, 션트 저항 1개를 사용한 회로에 의해 센서 리스 벡터 제어로 모터의 구동을 행하는 것으로 하면, 인버터의 스위칭 소자가 온 오프되어 있지 않은 상태에서는, 모터의 유기 전압에 의한 전류가 어떤 전류인지를 특정할 수 없다. 왜냐하면, 이 자극 위치의 추정은 인버터가 스위칭하는 타이밍으로부터, 현재 션트 저항에 흐르고 있는 전류가 어떤 전류인지를 논리적으로 도출하는 방법에 의한 것이기 때문이다.
따라서, 특허 문헌 1에서는 션트 저항 1개로 행하는 센서 리스 벡터 제어에 추가하여, 모터의 상전압을 검출하는 수단을 설치하여, 인버터의 스위칭에 의해 모터를 구동하기 전에 모터의 로터의 회전 방향, 회전 속도, 자극 위치를 검출하는 모터의 제어 장치가 제안되어 있다.
특허 문헌 1에 따르면, 바람 등의 외란에 의해 자유자재로 팬이 돌고 있는 경우, 모터의 유기 전압을 검출하는 회로를 추가하여, 인버터가 스위칭하기 전에 로터 자극 위치와 회전 속도와 회전 방향을 검출함으로써, 기동 시에 외란이 들어가도 원하는 회전 속도로 제어하는 것을 가능하게 하고 있다.
일반적인 3상 교류 모터의 PWM 제어는 3상 변조되지만, 모터 전류가 상전압이 아니라 선간 전압에 의해 결정되는 것을 이용하여, 선간 전압을 확보하면서 각 상전압을 소정 기간마다 인버터의 스위칭 소자를 상시 온으로 함으로써, 1상마다 고위 전원 레벨 또는 저위 전원 레벨에 전기각 π/3(60도)만큼 순차 고정하여 인버터의 스위칭 손실을 저감시킬 수 있는 2상 변조가, 1987년 3월의 사단 법인 전기 학회 발행의 서적 「반도체 전력 변환 회로」의 제110,111,125 페이지 등에 해설이 서술되어 있다. 이하, 상기 2상 변조 방식을 고정상 60도 전환 방식이라고 부르는 것으로 한다. 3상 변조 방식의 전압 파형을 도 2에, 고정상 60도 전환 방식의 전압 파형을 도 3에 도시한다.
또한, 1상마다 고위 전원 레벨 또는 저위 전원 레벨에 전기각 2π/3(120도)만큼 순차 고정하여 인버터의 스위칭 손실을 저감시켜, 상전압의 진폭이 작은 경우에 이 2상 변조 방식을 정지하여 모터에 3상 전압을 인가하는 것이, 하기의 특허 문헌 2, 3에 의해 제안되어 있다. 이하, 상기 2상 변조 방식을 고정상 120도 전환 방식이라고 부르고, 특히 고정상을 직류 전압의 고전위에 고정하는 것을 상고정상 120도 전환 방식이라고 부르고, 고정상을 직류 전압의 저전위로 고정하는 것을 하고정상 120도 전환 방식이라고 부른다. 각각의 변조 방식의 3상의 전압 파형을 도 4, 도 5에 도시한다.
특허 문헌 2는 누설 전류의 최대값을 저감시키기 위해, 회전 속도에 따라서 저속 영역에서는 누설 전류의 최대값을 저감시키는 변조 방식으로, 중, 고속 영역에서는 속도 안정성을 확보하는 변조 방식으로 전환하는 것을 특징으로 하는 인버터 제어 방법이다.
특허 문헌 3은 고효율 운전을 실현하기 위해, 토크와 회전수의 맵 또는 iq 전류, id 전류의 2차원 좌표에 따라서, 변조 방식을 전환하는 것을 특징으로 하는 제어 방법이다.
일본 특허 출원 공개 제2007-166695호 공보 일본 특허 출원 공개 제2006-217673호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-229676호 공보
특허 문헌 1과 같이 모터의 상전압을 검출하는 수단으로서 저항을 사용한 제어 방식의 경우, 통상 운전 시에 상전압이 발생하면, 상전압 검출 저항에 전류가 흘러 버려, 손실이 발생한다.
상전압 검출 저항에 의한 손실, 인버터의 스위칭 손실은 변조 방식과 변조율에 따라서 바뀐다.
특허 문헌 1의 기술은 상전압 검출 회로의 손실, 스위칭 손실이 변조 방식으로 변화되는 것을 고려하고 있지 않으므로, 고효율 운전을 할 수 없었다.
특허 문헌 2의 기술은 누설 전류의 최대값의 저감을 목적으로 변조 방식을 바꾸고 있고, 상전압 검출 회로의 손실, 스위칭 손실이 변조 방식으로 변화되는 것을 고려하고 있지 않으므로, 고효율 운전을 할 수 없었다. 또한, 회전수로 변조 방식을 바꾸고 있었으므로, 인버터의 직류 전압이 변화된 경우에 고효율 운전을 할 수 없었다.
특허 문헌 3의 기술은 손실 저감을 목적으로 변조 방식을 바꾸고 있었지만, 상전압 검출 회로의 손실에 고려하고 있지 않았으므로, 고정상 120도 전환 방식을 선택한 경우, 상고정상 120도 전환 방식인지 하고정상 120도 전환 방식인지가 명시되어 있지 않았다. 또한 회전수와 토크, 혹은 iq 전류와 id 전류로 변조 방식을 바꾸고 있었으므로, 인버터의 직류 전압이 변화된 경우에 고효율 운전을 할 수 없었다. 또한, 변조 방식의 전환하는 포인트를 2차원 좌표로 결정하고 있으므로 큰 기억 용량이 필요했다.
특허 문헌 2와 3에 공통되는 과제로서 변조 방식을 전환하는 포인트는 모터의 사양에 따라서 변화된다고 하는 것이 있었다. 이는 모터의 사양을 바꿀 때마다 전환 포인트를 바꾸게 되어, 설계의 공정수가 필요로 되어 있었다.
본 발명은 인버터의 직류 전압의 변화나 다양한 사양의 모터에 대응할 수 있고, 기억 용량이 작은 고효율의 모터 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 본 발명의 목적은,
직류 전압을 검출하는 직류 전압 검출 수단과, 모터의 상전압을 검출함으로써 모터 위상을 검출하는 상전압 검출 수단을 구비하고, 2종류 이상의 변조 방식을 갖고, 변조율에 따라서 손실이 적은 변조 방식을 선택함으로써 달성된다.
또한, 직류 전압을 검출하는 직류 전압 검출 수단과, 모터의 상전압을 검출함으로써 모터 위상을 검출하는 상전압 검출 수단을 구비하고, 2종류 이상의 변조 방식을 갖고, 변조율이 낮을 때에는 하 120° 고정 2상 변조를 선택하고, 변조율이 높을 때에는 60° 고정 2상 변조를 선택함으로써 달성된다.
또한, 직류 전압을 검출하는 직류 전압 검출 수단과, 모터의 상전압을 검출함으로써 모터 위상을 검출하는 상전압 검출 수단을 구비하고, 2종류 이상의 변조 방식을 갖고, 회전수가 소정의 임계값보다 낮을 때에는 3상 변조를 선택하고, 회전수가 소정의 임계값보다 높고 또한 변조율이 낮을 때에는 하 120° 고정 2상 변조를 선택하고, 회전수가 소정의 임계값보다 높고 또한 변조율이 높을 때에는 60° 고정 2상 변조를 선택함으로써 달성된다.
본 발명에 따르면, 인버터의 직류 전압의 변화나 다양한 사양의 모터에 대응할 수 있고, 기억 용량이 작은 고효율의 모터 제어 장치를 실현할 수 있다.
도 1은 실시예의 장치의 전체 구성을 도시한 블록도.
도 2는 3상 변조의 전압 파형.
도 3은 고정상 60° 전환 방식 2상 변조의 전압 파형.
도 4는 상고정상 120° 전환 방식 2상 변조의 전압 파형.
도 5는 하고정상 120° 전환 방식 2상 변조의 전압 파형.
도 6은 변조 방식과 변조율과 상전압 검출 회로의 손실을 나타낸 그래프.
도 7은 변조 방식과 변조율과 회로의 손실을 나타낸 그래프.
도 8은 부스트랩 회로를 도시하는 블록도.
도 9는 직류 전압을 제어할 수 있는 컨버터를 도시한 블록도.
도 10은 직류 전압을 제어할 수 있는 직류부에 리액터를 갖는 컨버터를 도시한 블록도.
도 11은 전파 배전압 스위치를 구비한 컨버터를 도시한 블록도.
이하, 본 발명에 관한 모터 제어 장치에 대해, 구체적으로 설명한다.
[제1 실시예]
도 1은 본 발명에 의한 모터 제어 장치의 실시예를 도시하는 회로 구성도이다. 본 실시예의 제어 장치는 직류 전원(1)과, 직류 전원(1)으로부터 3상 교류로 변환하는 인버터(2)와, 인버터의 제어 대상인 3상 동기 모터(3)와, 모터의 교류 인가 전압을 연산하여 펄스폭 변조파 신호(PWM 신호)로 변환하여 출력하는 제어기(4)와, 직류 전원(1)이 인버터(2)로 공급하는 모선 전류를 검출하는 전류 검출기(5)와, 3상 동기 모터(3)의 상전압을 검출하는 상전압 검출기(6)와 직류 전원(1)의 직류 전압을 검출하는 직류 전압 검출기(7)로 이루어진다.
제어기(4)는 모터 전류 재현기(401), 모터 인가 전압 연산기(402), 변조율 연산기(403), 변조 방식 선택기(404), PWM 신호 발생기(405), 회전수ㆍ회전 방향 연산기(406)를 갖고 있다.
전류 검출기(5)는 직류 전원(1)이 인버터(2)로 공급하는 모선 전류 IO를 검출하고, 모터 전류 재현기(401)는 IO로부터 3상 동기 모터(3)에 흐르는 3상 교류 전류 Iu, Iv, Iw를 재현한다. 모터 인가 전압 연산기(402)는 3상 교류 전류 Iu, Iv, w와 모터 지령 회전수 f*로부터 3상 동기 모터(3)에 인가해야 할 3상 교류 지령 전압 Vu*, Vv*, Vw*를 연산한다. 변조율 연산기(403)는 직류 전압 검출기(7)로부터 검출한 직류 전압 Vd와 모터 인가 전압 연산기(402)로부터 변조율 kh를 연산한다. 변조 방식 선택기(404)는 kh로 기억하고 어떤 임계값을 비교하여 변조 방식을 선택한다. PWM 신호 발생기(405)는 상기 3상 교류 지령 전압 Vu*, Vv*, Vw*를 변조 방식 선택기(404)에 의해 선택된 변조 방식으로, 펄스폭 변조 신호(PWM 신호) u+, u-, v+, v-, w+, w-를 발생한다. 회전수ㆍ회전 방향 연산기(406)는 상전압 검출기(6)에 의해 검출한 Vu', Vv', Vw'에 기초하여 인버터를 기동하기 전의 3상 동기 모터(3)의 회전수와 회전 방향을 연산한다.
전류 검출 수단으로서 션트 저항을 예로 들고 있지만, 션트 저항 대신에 전류 센서로도 상기한 기동 방법을 실현할 수 있다.
통상의 제어, 특히 모터 인가 전압의 연산에 관해서는, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2002-272194호 공보에 기재되어 있는 방법과 동일한 것으로 행한다. 또한, 상기 방법 이외라도 모터 전류의 3상, 혹은 2상을 사용하여 3상 교류 지령 전압을 계산해도 좋다.
외란 등에 의해 로터가 자유자재로 돌고 있는(공전하고 있는) 경우에 상전압 검출기(6)에 의해 외란 시의 회전 방향 및 회전수의 검출하는 방법에 대해 설명한다. 3상 모터(3)는 인버터(2)가 스위칭하기 전에 외란에 의해 모터가 회전함으로써, 각 상에 유기 전압 Vu, Vv, Vw가 발생한다. 이를 상전압 검출기(6)로 검출하고, 선간 전압을 계산하면 정현파로 되므로 모터의 회전수, 회전 방향, 위상을 계산할 수 있다.
다음에, 변조율 연산기(403)의 계산 방법에 대해 설명한다. 변조율이라 함은, 신호파의 진폭과 반송파의 진폭의 비이기 때문에, 인버터의 PWM 제어에 있어서 신호파는 모터에 인가하는 정현파, 반송파는 직류 전압의 1/2을 진폭으로 하는 방형파로 된다. 따라서, 모터에 인가하는 정현파의 진폭을 Vs*, 직류 전압을 Vd로 하면 변조율 kh는 다음 식으로 계산된다.
Figure 112011067472912-pat00001
상전압 검출 저항에 의한 손실, 인버터의 스위칭 손실은 변조 방식과 변조율에 따라서 바뀐다. 직류 전압 280V일 때, 각 변조 방식에 있어서의 변조율과 손실의 관계를 도 6에 도시한다. 손실의 관계는 상 120° 고정 2상 변조＞상하 60° 고정 2상 변조＞3상 변조＞하 120° 고정 2상 변조의 순으로 된다. 또한, 상하 60° 고정 2상 변조, 3상 변조를 행한 경우, 손실은 변조율의 영향은 적다. 하 120° 고정 2상 변조를 행한 경우, 저변조율일 때 손실은 작고 변조율이 높을수록 3상 변조 시의 손실에 근접한다. 상 120° 고정 2상 변조를 행한 경우, 저변조율일 때 손실은 크고, 변조율이 높을수록 3상 변조 시의 손실에 근접한다.
스위칭 손실도 변조 방식에 따라서 바뀐다. 이는 전류가 클 때에 스위칭이 행해지는지 여부에 따른다. 3상 변조와 2상 변조를 비교하면 3상 변조는 스위칭수가 2상 변조의 3/2로 되고, 또한 전류가 큰 곳에서의 스위칭이 많으므로, 3상 변조의 손실이 크다. 다음에, 2상 변조에서도 120° 고정 2상 변조와 상하 60° 고정 2상 변조는 비교하면 변조율이 작을 때에는 대략 동일하고 변조율이 클 때, 전류가 크고 스위칭이 온으로 되므로 하 120° 고정 2상 변조가 상하 60° 고정 2상 변조보다 손실이 커진다.
상전압 검출 저항과 SW 손실을 포함시킨 회로 손실과 변조율의 관계를 도 7에 나타낸다. 변조율이 높은 곳, 도 7의 예에서는 변조율 0.8이고 하 120° 고정 2상 변조로부터 상하 60° 고정 2상 변조로 전환하면 항상 고효율 운전을 실현할 수 있다.
전환하는 변조율은 인버터 회로의 손실의 크기와 상전압 검출 저항의 손실의 크기의 관계로 결정되고, 0.6 내지 0.9 사이에서 전환하는 것이 바람직하다.
[제2 실시예]
일반적으로 인버터의 파워 디바이스에는 IGBT나 MOS-FET이 사용되고 있지만, 그 게이트 구동에는 도 8에 도시한 바와 같은 부스트랩 회로라고 불리는 회로 방식이 사용된다. 이는 하부 아암 스위칭 소자(208)가 온 혹은 하부 아암 환류 다이오드(210)가 온으로 되어 상전압이 직류 전압 저전위측에 전기적으로 접속되어 부스트랩 다이오드(202)를 경유하여 게이트 구동용 전원(201)으로부터 부스트랩 콘덴서(203)에 충전하는 회로이다. 부스트랩 콘덴서(203)에 충전된 전압으로 드라이버(205)가 동작하여 상부 아암 스위칭 소자(207)를 온으로 할 수 있다. 상부 아암 스위칭 소자(207)가 온 또는 상부 아암 환류 다이오드(209)가 온으로 된 경우, 상전압은 직류 전압 고전위측에 전기적으로 접속되지만, 게이트 구동용 전원(201)과 부스트랩 콘덴서(203)는 부스트랩 다이오드(202)에서 분리된다. 앞서 서술한 바와 같이 이 콘덴서가 충전되는 것은 하부 아암 스위칭 소자(207)가 온으로 될 때이거나 하부 아암 환류 다이오드(210)가 온으로 될 때(모터 전류 정에서 스위칭)이지만, 2상 변조를 선택한 경우, 하부 아암 스위칭 소자(207)도 하부 아암 환류 다이오드(210)도 온으로 되지 않는 기간이 발생하여 부스트랩 콘덴서의 전압이 내려간다고 하는 문제가 있었다. 부스트랩 콘덴서의 전압이 저하되면, 스위칭 소자의 게이트 전위가 내려가고, 스위칭 소자의 순방향 전압이 커지고, 도통 손해가 많아져, 효율이 저하되고, 최악의 경우 스위칭 소자의 열파괴에 이른다. 이는 모터가 저회전일 때일수록, 하부 아암 스위칭 소자도 하부 아암 환류 다이오드도 온으로 되지 않는 기간이 길어져, 문제가 현저해진다. 따라서, 모터가 저회전일 때에는 항상 하부 아암 스위칭 소자의 스위칭을 행하는 3상 변조를 행하고, 고회전수일 때에는 효율을 우선하여 2상 변조를 행한다. 2상 변조일 때에는 제1 실시예와 같이 변조율에 따라서 하 120° 고정 2상 변조와 상하 60° 2상 변조를 선택한다.
이 실시예에 의해, 저회전으로부터 안정된 회로 구동을 행하여, 고효율 운전을 실현할 수 있다.
3상 변조로부터 하 120° 고정 2상 변조로 전환하는 회전수의 최적값은 부스트랩 콘덴서의 용량, 드라이버의 소비 전력, 모터의 극수에 따라서도 바뀌지만, 부스트랩 콘덴서가 수십㎌이고 소비 전력이 수㎃, 4극 모터를 생각한 경우, 100min-1로부터 400min-1로 전환하는 것이 바람직하다.
[제3 실시예]
도 1의 직류 전원(1)으로 치환하여 도 9의 컨버터 회로를 사용한 경우의 실시예에 대해 설명한다. 도 10의 컨버터 회로는 상용 전원(101)과, 교류 전원에 직렬로 접속된 리액터(102)와, 교류를 정류하는 다이오드 브리지(103)와, 직류 전원에 포함되는 맥동 성분을 억제하는 평활 캐패시터(104)와 쌍방향성 스위치(105)를 갖고 있다. 쌍방향성 스위치는 각종 구성이 제안되어 있으므로 여기서는 설명을 생략한다. 쌍방향성 스위치를 제로 크로스 검출기(106)로 검출한 교류 전압 파형에 동기시켜 컨버터 제어 수단(407)에 의해 단락 동작시킴으로써 교류 전류를 제어하고, 역률 개선, 고조파 억제, 직류 전압의 제어를 행한다. 이 제어법에 대해서는 일본 특허 출원 공개 평7-7946호나 일본 특허 출원 공개 제2006-180700호나 그 밖의 제안되어 있는 각종 방법으로 행하면 좋다. 본 실시예에 따르면, 직류 전압이 임의로 변화되므로 변조율에 따라서 변조 방식을 선택하는 본 발명의 이점이 보다 양호하게 발휘된다. 또한, 도 9의 컨버터 회로는 리액터가 교류 전원에 접속되어 있지만, 도 10과 같은 직류부에 리액터를 갖는 컨버터 회로를 사용해도 좋다.
[제4 실시예]
도 1의 직류 전원(1)으로 치환하여 도 11의 컨버터 회로를 사용한 경우의 실시예에 대해 설명한다. 도 11의 컨버터 회로는 배전압 콘덴서(104a, 104b)와 전파 배전압 전환 스위치(110)를 구비한다. 이 컨버터 회로는 일본 특허 출원 공개 평11-206130호, 일본 특허 출원 공개 제2000-188867호와 같이 제어를 행하면 좋다. 본 실시예에 따르면, 직류 전압이 크게 변화되므로 변조율에 따라서 변조 방식을 선택하는 본 발명의 이점이 보다 양호하게 발휘된다.
[제5 실시예]
제1 실시예 내지 제4 실시예를 팬 모터의 제어 장치에 사용하면, 바람 등의 외란에 의해 모터가 자유자재로 돌아 버릴 가능성이 있는 용도에 사용하는 모터에 관해서도 고효율의 제어 장치를 실현할 수 있다.
[제6 실시예]
제1 실시예 내지 제4 실시예를 공기 조화기의 실외 팬 모터의 제어 장치에 사용하면, 고효율의 공기 조화기를 실현할 수 있다.
1 : 직류 전원
2 : 인버터
3 : 동기 모터
4 : 제어기
5 : 전류 검출기
6 : 상전압 검출기
101 : 상용 전원
102 : 리액터
103 : 다이오드 브리지
104 : 평활 캐패시터
105 : 쌍방향성 스위치
106 : 제로 크로스 검출기
107 : 직류 전압 검출기
108 : 단락 스위치
109 : 전류 검출기
110 : 전파 배전압 전환 스위치
201 : 게이트 구동용 전원
202 : 부스트랩 다이오드
203 : 부스트랩 콘덴서
204 : 하부 아암 드라이버용 콘덴서
205 : 상부 아암 드라이버
206 : 하부 아암 드라이버
207 : 상부 아암 스위칭 소자
208 : 하부 아암 스위칭 소자
209 : 상부 아암 환류 다이오드
210 : 하부 아암 환류 다이오드
401 : 모터 전류 재현기
402 : 모터 인가 전압 연산기
403 : 변조율 연산기
404 : 변조 방식 선택기
405 : PWM 신호 발생기
406 : 회전수ㆍ회전 방향 연산기
407 : 컨버터 제어 수단

Claims (7)

  1. 직류 전원으로부터 3상 모터를 구동하는 인버터를 구비한 모터 제어 장치에 있어서,
    상기 직류 전원의 직류 전압을 검출하는 직류 전압 검출 수단과,
    상기 모터의 상전압을 검출함으로써 모터 위상을 검출하는 상전압 검출 수단을 구비하고,
    상기 직류 전원의 직류 전압이 변화하는 경우에, 2종류 이상의 변조 방식을 갖고, 변조율에 따라서 손실이 적은 변조 방식을 선택하는 것을 특징으로 하는, 모터 제어 장치.
  2. 직류 전원으로부터 3상 모터를 구동하는 인버터를 구비한 모터 제어 장치에 있어서,
    상기 직류 전원의 직류 전압을 검출하는 직류 전압 검출 수단과,
    상기 모터의 상전압을 검출함으로써 모터 위상을 검출하는 상전압 검출 수단을 구비하고,
    상기 직류 전원의 직류 전압이 변화하는 경우에, 2종류 이상의 변조 방식을 갖고, 변조율이 미리 정해진 임계값보다 낮을 때에는 하 120° 고정 2상 변조를 선택하고, 변조율이 미리 정해진 임계값보다 높을 때에는 60° 고정 2상 변조를 선택하는 것을 특징으로 하는, 모터 제어 장치.
  3. 직류 전원으로부터 3상 모터를 구동하는 인버터를 구비한 모터 제어 장치에 있어서,
    상기 직류 전원의 직류 전압을 검출하는 직류 전압 검출 수단과,
    상기 모터의 상전압을 검출함으로써 모터 위상을 검출하는 상전압 검출 수단을 구비하고,
    상기 직류 전원의 직류 전압이 변화하는 경우에, 3종류 이상의 변조 방식을 갖고, 회전수가 소정의 임계값보다 낮을 때에는 3상 변조를 선택하고, 회전수가 소정의 임계값보다 높고 또한 변조율이 미리 정해진 임계값보다 낮을 때에는 하 120° 고정 2상 변조를 선택하고, 회전수가 소정의 임계값보다 높고 또한 변조율이 미리 정해진 임계값보다 높을 때에는 60° 고정 2상 변조를 선택하는 것을 특징으로 하는, 모터 제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직류 전원으로서 직류 전압을 제어하는 컨버터를 구비한, 모터 제어 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직류 전원으로서 전파 배전압 전환 회로를 갖는 컨버터를 구비한, 모터 제어 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3상 모터는 팬 모터인, 모터 제어 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 모터 제어 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는, 공기 조화기.
KR1020110086923A 2010-11-19 2011-08-30 모터 제어 장치, 공기 조화기 KR101272356B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010258472A JP5530905B2 (ja) 2010-11-19 2010-11-19 モータ制御装置，空気調和機
JPJP-P-2010-258472 2010-11-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120054508A KR20120054508A (ko) 2012-05-30
KR101272356B1 true KR101272356B1 (ko) 2013-06-07

Family

ID=46092774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110086923A KR101272356B1 (ko) 2010-11-19 2011-08-30 모터 제어 장치, 공기 조화기

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5530905B2 (ko)
KR (1) KR101272356B1 (ko)
CN (1) CN102480259B (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6092650A (ja) * 1983-10-27 1985-05-24 Toshiba Corp 半導体装置
JP5975830B2 (ja) * 2012-10-09 2016-08-23 日立アプライアンス株式会社 モータ制御装置、およびそれを用いた冷凍機器
JP6053448B2 (ja) * 2012-10-25 2016-12-27 日立アプライアンス株式会社 モータ制御装置
JP6015346B2 (ja) * 2012-10-26 2016-10-26 株式会社豊田自動織機 ３相交流モータの制御装置及び制御方法
JP6036322B2 (ja) * 2013-01-18 2016-11-30 株式会社島津製作所 モータ駆動装置および真空ポンプ
JP6165470B2 (ja) * 2013-03-04 2017-07-19 株式会社東芝 モータ制御装置，ヒートポンプシステム及び空気調和機
JP5962591B2 (ja) 2013-06-03 2016-08-03 株式会社デンソー モータ駆動装置
JP6303354B2 (ja) * 2013-09-19 2018-04-04 株式会社デンソー モータ駆動装置
JP6405671B2 (ja) * 2014-04-03 2018-10-17 日本電産株式会社 モータ制御方法およびモータ制御装置
CN105577067B (zh) * 2015-12-29 2019-09-27 美的集团武汉制冷设备有限公司 空调器及其压缩机的空间电压矢量调制方法和装置
US10598399B2 (en) 2016-04-28 2020-03-24 Mitsubishi Electric Corporation Air conditioner
CN107340420B (zh) * 2017-07-19 2023-11-28 广东美的暖通设备有限公司 三相电压检测电路和空调器
WO2024071023A1 (ja) * 2022-09-30 2024-04-04 ニデック株式会社 モータ制御装置、モータモジュール、モータ制御プログラム及びモータ制御方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005229676A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Denso Corp ２相変調モータ制御装置
JP2006217673A (ja) * 2005-02-01 2006-08-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd インバータ制御方法
JP2009268303A (ja) * 2008-04-28 2009-11-12 Daikin Ind Ltd インバータ装置
US20100237809A1 (en) * 2007-12-10 2010-09-23 Panasonic Corporation Inverter controller, and motor driving device, electric compressor and electric home appliance using the inverter controller

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000018630A (ko) * 1998-09-03 2000-04-06 이종수 교류전동기의 속도 제어방법
JP4158715B2 (ja) * 2004-02-12 2008-10-01 株式会社デンソー ２相変調方式
JP2006121877A (ja) * 2004-10-25 2006-05-11 Denso Corp モータ制御装置
JP4723846B2 (ja) * 2004-11-01 2011-07-13 株式会社東芝 モータ制御装置
JP4492397B2 (ja) * 2005-03-14 2010-06-30 株式会社デンソー 三相電圧型インバータ装置
JP4631672B2 (ja) * 2005-11-29 2011-02-16 株式会社デンソー 磁極位置推定方法、モータ速度推定方法及びモータ制御装置
JP5193421B2 (ja) * 2005-12-09 2013-05-08 日立アプライアンス株式会社 電動機の制御装置
CN100440713C (zh) * 2006-12-22 2008-12-03 清华大学 一种减小共模电压的两相pwm调制方法
JP2008161027A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Hitachi Appliances Inc 同期モータの駆動装置。
JP2009077503A (ja) * 2007-09-20 2009-04-09 Hitachi Appliances Inc 電動機の制御装置，空気調和機の制御装置
JP5018516B2 (ja) * 2008-01-31 2012-09-05 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005229676A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Denso Corp ２相変調モータ制御装置
JP2006217673A (ja) * 2005-02-01 2006-08-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd インバータ制御方法
US20100237809A1 (en) * 2007-12-10 2010-09-23 Panasonic Corporation Inverter controller, and motor driving device, electric compressor and electric home appliance using the inverter controller
JP2009268303A (ja) * 2008-04-28 2009-11-12 Daikin Ind Ltd インバータ装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102480259B (zh) 2014-10-22
CN102480259A (zh) 2012-05-30
KR20120054508A (ko) 2012-05-30
JP5530905B2 (ja) 2014-06-25
JP2012110171A (ja) 2012-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101272356B1 (ko) 모터 제어 장치, 공기 조화기
US6577087B2 (en) Multilevel DC link inverter
JP5862125B2 (ja) 電力変換装置の制御装置
CN102106070B (zh) 交流直流变换装置、空气调节器、热泵式热水供应器
JP3971979B2 (ja) 空気調和装置
CN109937531B (zh) 电力转换装置及冷冻空调机器
WO2010026699A1 (ja) 電力変換装置
JP2011061887A (ja) 電力変換装置、電力変換装置の制御方法、および空気調和機
JP4340518B2 (ja) 負荷駆動装置
JP2001145360A (ja) 力率改善回路，モータ制御装置及び空調機
US9859824B2 (en) Drive circuit for a brushless motor having an AC/AC boost converter
JP2008154431A (ja) モータ制御装置
WO2013179771A1 (ja) コンバータ装置及び、これを用いたモータ駆動装置
JP2013110859A (ja) モータ制御装置、および空気調和機
JP2019075942A (ja) 電力変換装置及びランキンサイクルシステム
JP2020137329A (ja) インバータ装置
JP5272484B2 (ja) 三相ブラシレスｄｃモータ制御装置
JP2008043048A (ja) モータ駆動用インバータ制御装置
CN113890396A (zh) 一种发电调压系统及其输出电压控制方法、设备及介质
KR20210092540A (ko) 전력 변환 장치 및 이를 이용하는 공기 조화기
JP4560710B2 (ja) 発電システム
JP2003209999A (ja) モータ制御装置
JP5040160B2 (ja) モータ駆動用インバータ制御装置
JP2006129570A (ja) 電動機駆動用インバータ装置及びその制御方法
KR20210153366A (ko) 2상 모터 어셈블리

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160427

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170504

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180517

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190515

Year of fee payment: 7