KR20170122829A

KR20170122829A - Motor drive device

Info

Publication number: KR20170122829A
Application number: KR1020177028659A
Authority: KR
Inventors: 다케히로 고바야시; 유지 마츠모토; 마나부 야마모토; 요헤이 구보타
Original assignee: 도시바 캐리어 가부시키가이샤
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2017-11-06
Also published as: KR101980995B1; JP6511514B2; PH12017501812A1; JPWO2016167041A1; PH12017501812B1; WO2016167041A1; KR101973925B1; KR20180127546A

Abstract

전력 변환 효율의 저하를 최대한 발생시키지 않고 수전 설비 등의 상황에 따라서 고조파의 발생을 제어할 수 있는 모터 구동 장치를 제공한다. 교류 전원의 전압을 전파 정류해서 직류 변환하거나, 또는 스위칭에 의해 승압해서 직류 변환하는 컨버터와, 컨버터의 출력 전압을 교류 전압으로 변환해서 모터에 공급하는 인버터와, 제1 모드와 제2 모드를 설정 가능한 모드 전환 수단과, 제1 모드 설정 시는, 항상 컨버터에 승압을 행하게 하고, 제2 모드 설정 시는, 발생하는 고조파 전류가 제한값에 달하지 않는 동안에는 컨버터를 전파 정류로 직류 변환을 행하게 하고, 고조파 전류가 제한값에 도달한 경우, 컨버터에 승압을 행하게 하는 제어 수단을 구비한다.Provided is a motor drive apparatus capable of controlling generation of harmonics according to situations such as power reception facilities without causing a decrease in power conversion efficiency as much as possible. A converter for converting the output voltage of the converter into an alternating voltage and supplying the alternating voltage to the motor, a first mode and a second mode for setting the first mode and the second mode, When the first mode is set, the converter is always boosted. During the second mode setting, the converter is subjected to DC conversion by full-wave rectification while the generated harmonic current does not reach the limit value, And control means for causing the converter to increase the voltage when the current reaches the limit value.

Description

Motor drive device

본 발명은, 교류 전원의 전압을 직류 전압으로 변환하고, 그 직류 전압을 소정 주파수의 교류 전압으로 변환하고, 그 교류 전압을 모터의 구동 전력으로서 출력하는 모터 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor driving apparatus for converting a voltage of an AC power source into a DC voltage, converting the DC voltage into an AC voltage of a predetermined frequency, and outputting the AC voltage as driving power of the motor.

교류 전원의 전압을 컨버터로 직류 전압으로 변환하고, 그 직류 전압을 인버터로 소정 주파수의 교류 전압으로 변환하고, 그 교류 전압을 모터의 구동 전력으로서 출력하는 모터 구동 장치가 알려져 있다.There is known a motor driving apparatus for converting a voltage of an AC power source into a DC voltage by a converter, converting the DC voltage into an AC voltage of a predetermined frequency by the inverter, and outputting the AC voltage as driving power of the motor.

이 모터 구동 장치는, 수전 설비(큐비클이라고도 함)에 접속된다. 수전 설비는, 상용 삼상 교류 전원의 전압을 모터 구동 장치 등의 기기의 운전에 알맞은 전압으로 변환한다. 또한, 수전 설비에는, 상용 삼상 교류 전원으로의 고조파 전류의 유출량을 제한하기 위한 규제값이 설정된다. 이 규제값의 크기는, 수전 설비의 수전 용량에 대응한다.This motor drive apparatus is connected to a power reception facility (also referred to as a cubicle). The power reception equipment converts the voltage of the commercial three-phase AC power source to a voltage suitable for operation of the device such as a motor drive device. Further, a regulating value for limiting the flow rate of the harmonic current to the commercial three-phase AC power source is set in the power reception facility. The magnitude of this regulatory value corresponds to the water receiving capacity of the water receiving facility.

이 고조파 전류의 규제에 수반하여, 고조파 전류를 억제하기 위한, 예를 들어 고조파 억제 장치(다펄스 정류기 등)가 모터 구동 장치에 탑재된다. 또는, 모터 구동 장치의 컨버터로서 승압형 PWM 컨버터(PMW : Pulse Width Modulation)가 채용되고, 그 PWM 컨버터의 스위칭 제어에 의해 고조파 전류의 발생량이 억제된다.With the regulation of the harmonic current, for example, a harmonic suppression device (multi-pulse rectifier, etc.) for suppressing the harmonic current is mounted on the motor drive device. Alternatively, a step-up PWM converter (PMW: Pulse Width Modulation) is adopted as a converter of the motor driving apparatus, and the generation amount of the harmonic current is suppressed by the switching control of the PWM converter.

일본 특허 공개 제2004-263887호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-263887

그러나, 고조파 억제 장치는 고액이다.However, the harmonic suppression device is expensive.

또한, PWM 컨버터는 스위칭에 의한 전력 손실이 크기 때문에, PWM 컨버터를 채용한 경우에는 전력 변환 효율의 저하를 초래한다는 문제가 있다. 또한, 수전 설비의 용량이나 동일한 수전 설비에 접속되어 있는 각종 부하에 따라 규제값이 상이하다. 모터 구동 장치가 용량이 작은 수전 설비에 접속되었을 경우나, 동일한 수전 설비에 접속된 부하의 용량이 큰 고조파를 제어할 수 없는 인버터 장치를 구비한 다른 기기가 있을 경우에는, 모터 구동 장치로부터 발생하는 고조파를 가능한 한 저감시킬 것이 요망된다.Further, since the PWM converter has a large power loss due to switching, there is a problem that when the PWM converter is employed, the power conversion efficiency is lowered. Further, the regulated value differs depending on the capacity of the power reception equipment or various loads connected to the same power reception equipment. In the case where the motor drive apparatus is connected to an electric power receiving apparatus having a small capacity or another apparatus having an inverter apparatus that can not control harmonics having a large load capacity connected to the same receiving electric apparatus, It is desirable to reduce the harmonics as much as possible.

본 실시 형태의 목적은, 비용의 상승이나 전력 변환 효율의 저하를 최대한 발생시키지 않고, 수전 설비 등의 상황에 따라서 고조파의 발생을 제어할 수 있는 모터 구동 장치를 제공하는 것이다.An object of the present embodiment is to provide a motor drive apparatus capable of controlling generation of harmonics in accordance with a situation such as a power reception facility without causing a rise in cost or a decrease in power conversion efficiency to the maximum.

본 실시 형태에 따른 모터 구동 장치는, 교류 전원의 전압을 전파 정류해서 직류 변환하거나, 또는 스위칭에 의해 승압해서 직류 변환하는 컨버터와, 상기 컨버터의 출력 전압을 교류 전압으로 변환하고, 그 교류 전압을 모터에 공급하는 인버터와, 상기 컨버터로부터 유출되는 고조파 전류를 검출하는 고조파 전류 검출 수단과, 제1 모드와 제2 모드를 설정 가능한 모드 전환 수단과, 상기 모드 전환 수단으로 제1 모드가 설정된 경우, 상기 인버터에 의한 모터의 운전 중에는, 항상 상기 컨버터에 승압을 행하게 하고, 상기 모드 전환 수단으로 제2 모드가 설정된 경우, 상기 고조파 전류 검출 수단이 검출하는 고조파 전류가 제한값에 도달하지 않을 동안에는 상기 컨버터의 스위칭을 정지해서 전파 정류로 직류 변환을 행하게 하고, 상기 고조파 전류 검출 수단이 검출하는 고조파 전류가 상기 제한값에 도달한 경우에, 상기 컨버터에 승압을 행하게 하는 제어 수단을 구비하고 있다.The motor driving apparatus according to the present embodiment includes a converter for rectifying the voltage of the AC power source by DC power to DC voltage or by boosting the DC voltage to convert the DC voltage into DC voltage and converting the output voltage of the converter into an AC voltage, Harmonic current detection means for detecting a harmonic current flowing out of the converter; mode switching means for setting a first mode and a second mode; Wherein when the harmonic current detected by the harmonic current detection means does not reach the limit value when the mode is switched to the second mode by the mode switching means, The switching is stopped to perform DC conversion by full-wave rectification, and the harmonic current detection When the harmonic current to only the detection reaches the limit value, and a control means for the step-up performed in the converter.

또한, 본 실시 형태에 따른 모터 구동 장치의 상기 제어 수단은, 상기 컨버터가 승압하는 전압값을 설정하기 위해서, 교류 전원의 전압값을 검출하는 전원 전압 검출 수단을 구비하고 있다.The control means of the motor drive apparatus according to the present embodiment is provided with a power supply voltage detection means for detecting a voltage value of the AC power supply in order to set a voltage value at which the converter is stepped up.

또한, 본 실시 형태에 따른 모터 구동 장치는, 교류 전원의 전압을 전파 정류 직류 변환하거나, 또는 스위칭에 의해 승압해서 직류 변환하는 컨버터와, 상기 컨버터의 출력 전압을 교류 전압으로 변환하고, 그 교류 전압을 모터에 공급하는 인버터와, 교류 전원의 전압값을 검출하는 전원 전압 검출 수단과, 이 전원 전압 검출 수단의 검출 전압에 따라서 상기 인버터에 의한 모터의 운전 중에 상기 컨버터가 승압하는 전압값을 설정하는 제어 수단을 구비하고 있다.The motor driving apparatus according to the present embodiment further includes a converter for converting the output voltage of the converter into an AC voltage and converting the output voltage of the converter into an AC voltage, A power supply voltage detection means for detecting a voltage value of the AC power supply, and a voltage value at which the converter is stepped up during operation of the motor by the inverter in accordance with the detection voltage of the power supply voltage detection means And a control means.

또한, 본 실시 형태에 따른 모터 구동 장치의 상기 컨버터가 승압하는 전압값은, 교류 전원 전압의 실효값의 √2배 근방의 값이다.The voltage value at which the converter of the motor drive apparatus according to the present embodiment is stepped up is a value in the vicinity of the effective value of the AC power supply voltage of 2 times.

또한, 본 실시 형태에 따른 모터 구동 장치의 상기 컨버터가 승압하는 전압값은, 교류 전원 전압의 실효값의 √2배의 98％ 내지 102％의 범위이다.The voltage value at which the converter of the motor driving apparatus according to the present embodiment is stepped up is in the range of 98% to 102% of the effective value of the AC power supply voltage.

또한, 본 실시 형태에 따른 모터 구동 장치의 상기 컨버터는, 펄스폭 변조된 소정 주기의 PWM 신호에 의해 단속적으로 온으로 하는 스위칭 소자를 갖는 PWM 컨버터이다.Further, the converter of the motor driving apparatus according to the present embodiment is a PWM converter having a switching element which is intermittently turned on by a PWM signal of a predetermined period that is pulse-width-modulated.

또한, 본 실시 형태에 따른 모터 구동 장치의 상기 교류 전원은, 상용 삼상 교류 전원이다.The AC power source of the motor driving apparatus according to the present embodiment is a commercial three-phase AC power source.

본 발명에 따르면, 비용의 상승이나 전력 변환 효율의 저하를 최대한 발생시키지 않고, 수전 설비 등의 상황에 따라서 고조파의 발생을 제어할 수 있는 모터 구동 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a motor drive device capable of controlling generation of harmonics in accordance with situations such as power reception facilities without causing a rise in cost or a decrease in power conversion efficiency to the maximum.

도 1은 일 실시 형태의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 일 실시 형태에서의 전원 전압과 컨버터의 출력 전압 및 고조파 전류와의 관계를 도시하는 도면(그래프)이다.
도 3은 일 실시 형태에서의 부하와 컨버터의 출력 전압 및 고조파 전류와의 관계를 도시하는 도면(그래프)이다.
도 4는 일 실시 형태에 따른 전파 정류 시(PWM 컨버터가 정지 시)의 모터의 부하와 고조파 전류와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 일 실시 형태에 따른 모터의 회전수와 동 실시 형태에서의 약화 계자 제어의 리드 각과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6은 일 실시 형태에 따른 제2 모드 설정 시의 모터 회전수와 컨버터의 출력 전압과의 관계(동작예)를 도시하는 도면이다.
도 7은 일 실시 형태의 변형예에서의 특징 부분을 도시하는 블록도이다.
도 8은 일 실시 형태에 따른 제1 모드 설정 시의 모터 회전수와 컨버터의 출력 전압과의 관계(동작예)를 도시하는 도면이다.1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment.
2 is a diagram (graph) showing the relationship between the power supply voltage in the embodiment and the output voltage of the converter and the harmonic current.
3 is a diagram (graph) showing the relationship between the load in the embodiment and the output voltage of the converter and the harmonic current.
4 is a diagram showing the relationship between the load of the motor and the harmonic current at the time of full-wave rectification (when the PWM converter is stopped) according to the embodiment.
5 is a diagram showing the relationship between the number of revolutions of the motor according to the embodiment and the lead angle of the weakening field control in the embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship (operation example) between the motor rotational speed at the time of the second mode setting and the output voltage of the converter according to the embodiment.
Fig. 7 is a block diagram showing characteristic parts in a modification of the embodiment; Fig.
Fig. 8 is a diagram showing a relationship (operation example) between the motor rotational speed at the first mode setting and the output voltage of the converter according to the embodiment.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1에 도시한 바와 같이, 삼상 교류 전원(1)에 수전 설비(2)가 접속되고, 그 수전 설비(2)에 본 실시 형태의 모터 구동 장치(3)가 접속되어 있다. 그리고, 모터 구동 장치(3)의 출력 단에는, 직류 모터, 예를 들어 브러시리스 DC 모터(모터)(5)가 접속되어 있다. 수전 설비(2)에는, 삼상 교류 전원(1)측으로의 고조파 전류의 유출량을 제한하기 위한 규제값이 설정되어 있다. 이 규제값의 크기는, 수전 설비(2)의 수전 용량에 비례하여, 수전 용량이 크면 커진다. 브러시리스 DC 모터(5)는, 설비 기기, 예를 들어 히트 펌프식 열원기의 압축기를 구동하는 것이다. 브러시리스 DC 모터(5)는, 복수의 상(相) 권선(Lu, Lv, Lw)을 갖는 스테이터(전기자)(5a), 및 복수 예를 들어 4극의 영구 자석이 매설된 로터(회전자)(5b)를 포함한다. 로터(5b)는, 상 권선(Lu, Lv, Lw)에 전류가 흐름으로써 발생하는 자계와 스테이터(5a)의 각 영구 자석이 만드는 자계와의 상호 작용에 의해 회전한다.As shown in Fig. 1, a power receiving facility 2 is connected to a three-phase AC power source 1, and the motor driving apparatus 3 of the present embodiment is connected to the power receiving facility 2. [ A DC motor, for example, a brushless DC motor (motor) 5 is connected to the output terminal of the motor drive device 3. [ A regulating value for limiting the flow rate of the harmonic current to the three-phase AC power supply 1 side is set in the power reception facility 2. The magnitude of the regulated value becomes larger when the water receiving capacity is larger in proportion to the water receiving capacity of the water receiving facility 2. The brushless DC motor 5 drives an equipment, for example, a compressor of a heat pump type heat source. The brushless DC motor 5 includes a stator (armature) 5a having a plurality of phase windings Lu, Lv and Lw and a plurality of permanent magnets embedded in a rotor ) 5b. The rotor 5b is rotated by the interaction between the magnetic field generated by the current flowing through the phase windings Lu, Lv, and Lw and the magnetic field generated by each permanent magnet of the stator 5a.

모터 구동 장치(3)는, PWM 컨버터(컨버터)(10), 평활 콘덴서(30), 인버터(40), 및 컨트롤러(MCU: Micro Control Unit)(70)를 포함한다. 인버터(40)의 출력 단에, 브러시리스 DC 모터(5)의 상 권선(Lu, Lv, Lw)이 접속되어 있다.The motor driving apparatus 3 includes a PWM converter (converter) 10, a smoothing capacitor 30, an inverter 40, and a controller (MCU) 70. Phase windings Lu, Lv and Lw of the brushless DC motor 5 are connected to the output end of the inverter 40. [

PWM 컨버터(10)는, 리액터(11, 12, 13), 이들 리액터(11, 12, 13)(및 수전 설비(2))를 통해서 삼상 교류 전원(1)에 접속되는 다이오드(21a 내지 26a)의 브리지 회로, 및 이들 다이오드(21a 내지 26a)에 병렬 접속된 스위칭 소자, 예를 들어 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)(21 내지 26)를 포함한다. PWM 컨버터(10)는, 삼상 교류 전원(1)의 전압을, 삼상 정현파 변조 방식을 사용한 IGBT(21 내지 26)의 스위칭(단속적인 온)에 의해 승압 및 직류 전압으로 변환한다. 후술하는 컨버터 제어부(72)가, 전원 전류의 위상에 동기시켜 IGBT(21 내지 26)의 온, 오프 듀티를 조정함으로써, 승압 전압은 가변된다. 또한, PWM 컨버터(10)는, IGBT(21 내지 26)의 스위칭 정지에 의해, 삼상 교류 전원(1)의 전압을 다이오드(21a 내지 26a)로 전파 정류 한다. PWM 컨버터(10)의 출력 전압이 평활 콘덴서(30)에 인가된다. 또한, 다이오드(21a 내지 26a)는, IGBT(21 내지 26)의 회생용 다이오드이다.PWM converter 10 includes reactors 11, 12 and 13 and diodes 21a to 26a connected to three-phase AC power supply 1 through reactors 11, 12 and 13 (and receiving apparatus 2) For example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) 21 to 26, which are connected in parallel to these diodes 21a to 26a. The PWM converter 10 converts the voltage of the three-phase AC power supply 1 to a boosting and DC voltage by switching (intermittent ON) of the IGBTs 21 to 26 using the three-phase sine wave modulation method. The step-up voltage is varied by the converter control section 72, which will be described later, by adjusting the on / off duty of the IGBTs 21 to 26 in synchronization with the phase of the power supply current. Further, the PWM converter 10 full-wave rectifies the voltage of the three-phase AC power supply 1 to the diodes 21a to 26a by stopping switching of the IGBTs 21 to 26. [ The output voltage of the PWM converter 10 is applied to the smoothing capacitor 30. The diodes 21a to 26a are regenerative diodes of the IGBTs 21 to 26, respectively.

인버터(40)는, IGBT(41, 42)를 직렬 접속하고, 그 IGBT(41, 42)의 상호 접속점이 브러시리스 DC 모터(5)의 상 권선(Lu)에 접속되는 U상용 직렬 회로, IGBT(43, 44)를 직렬 접속해서 그 IGBT(43, 44)의 상호 접속점이 브러시리스 DC 모터(5)의 상 권선(Lv)에 접속되는 V상용 직렬 회로, 및 IGBT(45, 46)를 직렬 접속해서 그 IGBT(45, 46)의 상호 접속점이 브러시리스 DC 모터(5)의 상 권선(Lw)에 접속되는 W상용 직렬 회로를 포함한다. 인버터(40)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(평활 콘덴서(30)의 전압)(Vc)을 각 IGBT의 스위칭에 의해 소정 주파수의 삼상 교류 전압으로 변환해서, 각 IGBT의 상호 접속점으로부터 출력한다. 또한, IGBT(41 내지 46)에는, 회생용 다이오드(프리 휠 다이오드)(41a 내지 46a)가 역병렬 접속되어 있다.The inverter 40 is a U-phase series circuit in which the IGBTs 41 and 42 are connected in series and the mutual connection points of the IGBTs 41 and 42 are connected to the phase winding Lu of the brushless DC motor 5, Phase series circuit in which the IGBTs 43 and 44 are connected in series and the mutual connection points of the IGBTs 43 and 44 are connected to the phase winding Lv of the brushless DC motor 5 and the IGBTs 45 and 46 are connected in series And a W-phase series circuit in which the mutual connection points of the IGBTs 45 and 46 are connected to the phase winding Lw of the brushless DC motor 5. The inverter 40 converts the output voltage (the voltage of the smoothing capacitor 30) (Vc) of the PWM converter 10 into a three-phase AC voltage of a predetermined frequency by switching each IGBT, do. Regenerative diodes (freewheel diodes) 41a to 46a are connected in reverse parallel to IGBTs 41 to 46, respectively.

인버터(40)의 출력 단과 브러시리스 DC 모터(5)와의 사이의 통전로에는, 모터 전류(상 권선 전류) 검지용 전류 센서(51, 52, 53)가 배치되어 있다. 수전 설비(2)와 리액터(11, 12, 13)와의 사이의 통전로에, 입력 전류 검지용 전류 센서(61, 62, 63)가 배치되어 있다. 이들 전류 센서(61, 62, 63)의 검지 결과가 컨트롤러(70)에 공급된다.Current sensors (51, 52, 53) for detecting the motor current (phase current) are disposed in the current conduction path between the output stage of the inverter (40) and the brushless DC motor (5). The input current detection current sensors 61, 62 and 63 are disposed in the current conduction path between the power reception facility 2 and the reactors 11, 12 and 13. The detection results of these current sensors 61, 62, and 63 are supplied to the controller 70. [

여기에서는, 전류 센서(61, 62, 63)를 각 상에 설치하고 있지만, 삼상 중의 2상에만 전류 센서를 설치하고, 이 2상의 전류값으로부터 나머지 1상의 전류값을 계산으로 산출해도 된다. 마찬가지로 모터 전류 검지용 전류 센서(51, 52, 53)에 대해서도, 삼상 중의 2상에만 전류 센서를 설치하고, 이 2상의 전류값으로부터 나머지 1상의 전류값을 계산으로 산출해도 된다. 또한, 전류 센서(51, 52, 53) 대신에, 직류 라인에 1개의 션트 저항을 설치하고, 인버터(40)의 통전 타이밍과의 조합에 기초해서 브러시리스 DC 모터(5)의 각 상전류를 검지해도 된다.Here, although the current sensors 61, 62 and 63 are provided on each phase, a current sensor may be provided on only two of the three phases, and the current value of the remaining one phase may be calculated from the current value of the two phases. Likewise, the current sensors 51, 52, and 53 for the motor current detection may be provided with current sensors only on two of the three phases, and the current value of the remaining one phase may be calculated from the current values of these two phases. Instead of the current sensors 51, 52 and 53, one shunt resistor is provided in the DC line, and the phase currents of the brushless DC motor 5 are detected based on the combination with the energization timing of the inverter 40 You can.

컨트롤러(70)는, 상술한 컨버터(10) 및 인버터(40)의 동작을 제어하는 제어부로서 기능한다. 컨트롤러(70)는, 직류 전압 검출부(직류 전압 검출 수단)(71), 컨버터 제어부(제어 수단)(72), 인버터 제어부(인버터 제어 수단)(73), 고조파 전류 검출부(고조파 전류 검출 수단)(75), 제한값 설정부(제한값 설정 수단)(76), 승압값 설정부(승압값 설정 수단)(77), 전원 전압 검출부(전원 전압 검출 수단)(78), 전원 전류값 기억부(전원 전류값 기억 수단)(79), 및 상한 회전수 기억부(상한 회전수 기억 수단)(89)를 포함한다.The controller 70 functions as a control unit for controlling the operations of the converter 10 and the inverter 40 described above. The controller 70 includes a DC voltage detection unit 71, a converter control unit 72, an inverter control unit 73, a harmonic current detection unit (harmonic current detection unit) A power supply voltage detection unit (power supply voltage detection unit) 78, a power supply current value storage unit (power supply current detection unit) 75, a limit value setting unit (limit value setting means) 76, Value storing means) 79, and an upper limit number of rotations storing section (upper limit number of rotations storing means)

또한 컨트롤러(70)에는, 외부로부터 운전 제어 지령으로서, 모터 구동 장치(3)의 온/오프 지시 및 온 중의 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 지정하기 위한 모터 회전수 명령값(모터(5)의 목표 회전수)(Ns)이 입력되어 있다. 이 모터 회전수 명령값(Ns)은, 컨버터(10)를 제어하는 컨버터 제어부(72) 및 인버터(40)를 제어하는 인버터 제어부(73)에 공급된다.The controller 70 is also supplied with a motor rotation command value for designating the ON / OFF instruction of the motor drive device 3 and the rotation number N of the brushless DC motor 5 during the ON state, (Target rotation speed of the motor 5) Ns is input. The motor rotational speed command value Ns is supplied to a converter control section 72 for controlling the converter 10 and an inverter control section 73 for controlling the inverter 40. [

또한, 이들의 지시·명령은, 일반적으로 상위측의 제어기, 예를 들어 공조기라면, 공조 제어기로부터 컨트롤러(70)에 보내져 온다.These instructions and commands are sent from the air conditioner controller to the controller 70, in general, if it is a controller on the upper side, for example, an air conditioner.

전원 전압 검출부(78)에는, 수전 설비(2)를 통한 삼상 교류 전원(1)의 삼상 전원 라인이 입력되어 있다. 전원 전압 검출부(78)는, 삼상 교류 전원(1)의 전원 전압값(실효값)(Vp)(이하, 전원 전압(Vp)이라고 함)을 검출한다. 이하, 설명에서는, 「삼상 교류 전원(1)」은, 모터 구동 장치(10)에 공급되는 삼상 교류 전원을 의미하고, 본 실시 형태에서는, 수전 설비(2)를 통한 후의 교류 전원이 된다. 이 전원 전압(Vp)은, 모터 구동 장치(3)에서는, 입력 전압을 의미한다. 전원 전압 검출부(78)에서 검출된 전원 전압(Vp)은, 승압값 설정부(77)에 입력되어, 후술하는 승압값 설정부(77)에서의 PWM 컨버터(10)의 승압 전압의 목표값의 설정에 사용된다.The three-phase power supply line of the three-phase AC power supply 1 through the power reception equipment 2 is input to the power supply voltage detection unit 78. [ The power supply voltage detecting section 78 detects the power supply voltage value (effective value) Vp (hereinafter referred to as the power supply voltage Vp) of the three-phase AC power supply 1. [ In the description below, the "three-phase AC power supply 1" means a three-phase AC power supply supplied to the motor drive apparatus 10, and in the present embodiment, it becomes an AC power supply through the power reception facility 2. This power supply voltage Vp means an input voltage in the motor driving apparatus 3. The power supply voltage Vp detected by the power supply voltage detection unit 78 is input to a boosted value setting unit 77 and is supplied to the boosted value setting unit 77 to be described later with reference to the target value of the boosted voltage of the PWM converter 10 Used for setting.

PWM 컨버터(10)의 출력에 접속된 직류 전압 검출부(71)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압값(Vc)(이하, 출력 전압(Vc)이라고 함)을 검출한다. 직류 전압 검출부(71)에서 검출된 출력 전압(Vc)은, 컨버터 제어부(72) 및 인버터 제어부(73)에 공급된다. 인버터 제어부(73)에서는 브러시리스 DC 모터(5)를 구동하기 위한 센서리스·벡터 제어에 이 데이터가 사용된다.The DC voltage detecting section 71 connected to the output of the PWM converter 10 detects the output voltage value Vc of the PWM converter 10 (hereinafter referred to as the output voltage Vc). The output voltage Vc detected by the DC voltage detection unit 71 is supplied to the converter control unit 72 and the inverter control unit 73. [ In the inverter control unit 73, this data is used for sensorless vector control for driving the brushless DC motor 5.

모드 전환부(모드 전환 수단)(88)는, 컨버터 제어부(72)에 접속되어 있다. 모드 전환부(88)는, 2개의 위치를 수동으로 전환 가능한 딥 스위치 등을 포함한다.The mode switching section (mode switching means) 88 is connected to the converter control section 72. [ The mode switching unit 88 includes a dip switch or the like capable of manually switching two positions.

사용자나 설비 업자는, 모드 전환부(88)의 스위치의 위치를 수동 조작에 의해 변경함으로써, 항상 고조파를 저감시키는 제1 모드와 필요 시에 고조파를 저감시키는 제2 모드를 전환할 수 있다. 또한, 모드 전환부(88)를, 수동 조작하는 것이 아니라, 외부로부터의 통신에 의해 제1 모드와 제2 모드와의 전환을 가능하게 구성해도 된다.The user or equipment manufacturer can change the position of the switch of the mode switching unit 88 by manual operation to switch between the first mode for always reducing the harmonics and the second mode for reducing the harmonics when necessary. The mode switching unit 88 may be configured not to be operated manually but to be able to switch between the first mode and the second mode by external communication.

사용자나 설비 업자는, 모터 구동 장치(10)의 설치 시 등에, 모터 구동 장치(10)가 접속되어 있는 수전 설비(2) 및 이 수전 설비(2)에 접속되어 있는 다른 부하를 확인하고, 가능한 한 고조파 전류의 저감이 필요한 경우에는, 모드 전환부(88)를 제1 모드로 설정한다. 한편, 모터 구동 장치(10)로부터 발생하는 고조파 전류값만을 규제값의 범위 내에 수용하는 것만으로 충분한 경우에는, 사용자나 설비 업자는, 모드 전환부(88)를 제2 모드로 설정한다. 또한, 후술하는 바와 같이 모터 구동 장치(10)의 효율은, 제2 모드가 제1 모드보다도 더 높다.The user or the utility company can confirm the receiving apparatus 2 to which the motor driving apparatus 10 is connected and other loads connected to the receiving apparatus 2 at the time of installing the motor driving apparatus 10, When it is necessary to reduce a harmonic current, the mode switching unit 88 is set to the first mode. On the other hand, when it is sufficient to accommodate only the harmonic current value generated from the motor drive apparatus 10 within the range of the regulation value, the user or the equipment manufacturer sets the mode switching section 88 to the second mode. Further, as described later, the efficiency of the motor driving apparatus 10 is higher than that of the first mode in the second mode.

컨버터 제어부(72)는, 모드 전환부(88)에 제1 모드가 설정되면, 모터(5)의 구동 중에는, 항상 고조파 전류를 저감시키도록 컨버터(10)를 승압 동작시킨다. 한편, 컨버터 제어부(72)는, 제2 모드가 설정되면, 상황에 따라서 컨버터(10)의 승압 동작을 온, 오프 제어한다. 또한, 컨버터 제어부(72)는, 컨버터(10)의 승압 운전을 행하는 경우에는, 전류 센서(61, 62, 63)의 검지 전류 및 전압 검출부(71)가 검출한 출력 전압(Vc)을 입력으로 하고, 출력 전압(Vc)이 목표값이 되도록 PWM 컨버터(10)의 IGBT(21 내지 26)의 스위칭을 제어한다.The converter control section 72 causes the converter 10 to step up the converter 10 so that the harmonic current is always reduced during the drive of the motor 5 when the first mode is set in the mode switching section 88. [ On the other hand, when the second mode is set, the converter control section 72 controls on and off the step-up operation of the converter 10 according to the situation. The converter control unit 72 receives the detection currents of the current sensors 61, 62 and 63 and the output voltage Vc detected by the voltage detection unit 71 as input when the converter 10 is stepped up And controls the switching of the IGBTs 21 to 26 of the PWM converter 10 so that the output voltage Vc becomes the target value.

고조파 전류 검출부(75)는, 전류 센서(61, 62, 63)의 검지 전류 변화를 푸리에 급수 전개해서 제어에 필요한 차수의 고조파 전류값을 산출하여, 컨버터 제어부(72)에 공급한다. 일반적으로 5차 고조파 전류가 가장 크고, 규제값에 대한 허용 폭도 적기 때문에, 고조파 전류 검출 수단(75)은, 대표적으로 5차 고조파를 산출한다. 고조파 전류 검출부(75)가 검출하는 고조파 전류가 규제값을 초과하여, PWM 컨버터(10)의 승압 동작이 행하여진 직후에, 컨버터 제어부(72)는, 전원 전류값 기억부(79)에 대하여 전원 전류값을 기억하는 명령을 내린다. 전원 전류값 기억부(79)는, 그때의 전원 전류값(Ip)(이하, 전류 기억값(Ip)이라고 함)을 기억하고, 유지한다.The harmonic current detection unit 75 calculates the harmonic current values of the orders required for the control by applying Fourier series expansion of the detection current changes of the current sensors 61, 62 and 63 to the converter control unit 72. Generally, since the fifth harmonic current is the largest and the permissible range for the regulated value is small, the harmonic current detecting means 75 typically calculates the fifth harmonic. Immediately after the harmonic current detected by the harmonic current detector 75 exceeds the regulation value and the voltage step-up operation of the PWM converter 10 is performed, the converter control unit 72 supplies the power source current value storage unit 79 with power A command to memorize the current value is issued. The power supply current value storage unit 79 stores and holds the power supply current value Ip (hereinafter referred to as current storage value Ip) at that time.

또한, 이 전원 전류값 기억부(79)는, 제2 모드에서 운전 중에 승압 동작이 해제된 경우, 또는 운전 정지 등으로 PWM 컨버터(10)의 스위칭 동작이 정지한 시점에서, 전원 전류값의 기억을 해제(리셋)한다. 고조파 전류 검출 수단(75) 및 전원 전류값 기억부(79)는, 모드 전환부(88)에서 제2 모드가 설정된 경우에만 기능하고, 제1 모드가 설정된 경우에는 사용되지 않는다.When the step-up operation is released during operation in the second mode or when the switching operation of the PWM converter 10 is stopped due to an operation stop or the like, the power source current value storage section 79 stores the power source current value (Reset). The harmonic current detection means 75 and the power supply current value storage unit 79 function only when the second mode is set by the mode switching unit 88 and are not used when the first mode is set.

컨버터 제어부(72)는, 인버터 제어부(73)로부터 인버터(40)가 모터(5)에 공급하는 통전 파형의 온, 오프 듀티(듀티)(D)의 데이터나 인버터(40)로 구동되는 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)의 데이터(추정 데이터 포함함) 등의 PWM 컨버터(10)의 제어에 필요한 후술하는 데이터를 수취하고 있다.The converter control section 72 receives data of the on and off duty (duty) D of the energization waveform that the inverter 40 supplies to the motor 5 from the inverter control section 73, (Including estimated data) of the number of rotations N of the DC motor 5 and the like, which are necessary for control of the PWM converter 10.

인버터 제어부(73)는, 전류 센서(51, 52, 53)의 검지 결과에 기초하여 브러시리스 DC 모터(5)의 로터 위치 및 회전수(N)(회전 속도라고도 함)를 추정하고, 그 추정 회전수(N)가 목표 회전수(Ns)가 되도록 인버터(40)에서의 IGBT(41 내지 46)의 온, 오프 듀티를 제어하는 센서리스·벡터 제어를 행한다. 즉, 인버터 제어부(73)는, 저속도 운전 영역에서는 듀티(D)를 작게 해서 인버터(40)의 출력 전압을 저하시키고, 중속도 운전 영역부터 고속도 운전 영역에서는 듀티(D)를 크게 해서 인버터(40)의 출력 전압을 높이는 제어를 행한다.The inverter control unit 73 estimates the rotor position and the number of rotations N (also referred to as rotation speed) of the brushless DC motor 5 based on the detection results of the current sensors 51, 52 and 53, The sensorless vector control for controlling the ON and OFF duty of the IGBTs 41 to 46 in the inverter 40 is performed so that the rotational speed N becomes the target rotational speed Ns. That is, the inverter control unit 73 reduces the output voltage of the inverter 40 by decreasing the duty D in the low-speed operation region and increasing the duty D in the middle-speed operation region to the high- ) Is increased.

인버터 제어부(73)는, 듀티(D)가 제어의 상한, 즉 풀 듀티에 도달한 경우, 또한 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 높이기 위해서 부의 계자 성분 전류(-Id)를 주입하는 약화 계자 제어에 의해 브러시리스 DC 모터(5)의 로터 위치에 대한 통전 타이밍을 빠르게 한다(리드 각(θ)을 증가시킴). 이에 의해, 브러시리스 DC 모터(5)에서의 역기전력을 극복하도록 브러시리스 DC 모터(5)에 전류가 유입되어, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)가 상승한다.The inverter control unit 73 sets the negative field component current -Id to increase the rotation speed N of the brushless DC motor 5 when the duty D reaches the upper limit of the control, Accelerates the energization timing to the rotor position of the brushless DC motor 5 (increases the lead angle [theta]) by the weakening field control to be injected. Thereby, a current flows into the brushless DC motor 5 to overcome the counter electromotive force in the brushless DC motor 5, and the rotational speed N of the brushless DC motor 5 rises.

상술한 바와 같이, 고조파 전류 검출부(75)는, PWM 컨버터(10)로부터 수전 설비(2)(및 상용 삼상 교류 전원(1))측에 유출되는 고조파 전류(Ih)를 전류 센서(61, 62, 63)의 검지 결과에 기초하여 검출한다. 또한, 이 전류 센서(61, 62, 63)의 검지 전류는, PWM 컨버터의 스위칭 제어에도 사용된다.As described above, the harmonic current detecting section 75 detects the harmonic current Ih flowing out from the PWM converter 10 to the power receiving facility 2 (and the commercial three-phase ac power source 1) by the current sensors 61 and 62 , And 63, respectively. The detection currents of the current sensors 61, 62 and 63 are also used for switching control of the PWM converter.

제한값 설정부(76)는, PWM 컨버터(10)로부터 수전 설비(2)(및 상용 삼상 교류 전원(1))측으로의 고조파 전류(Ih)의 유출량을 제한하기 위한 고조파 전류의 제한값(Ihs)을 기억하고, 그 값을 컨버터 제어부(72)에 공급한다. 이 제한값(Ihs)은, 수전 설비(2)에 대하여 설정되는 규제값의 범위 내에서 할당되는 것이다. 제한값(Ihs)은, 외부로부터의 명령에 따라서 제한값 설정부(76)에 가변 설정된다. 이 외부로부터의 명령은 통신을 사용한 입력이어도 되고, 설치 시에 설비 업자가 수동으로 설정해도 된다. 이 제한값 설정부(76)도 모드 전환부(88)에서 제2 모드가 설정된 경우에만 기능하고, 제1 모드가 설정된 경우에는 사용되지 않는다.The limit value setting unit 76 sets the limit value Ihs of the harmonic current for limiting the flow rate of the harmonic current Ih from the PWM converter 10 to the power receiving facility 2 (and the commercial three-phase AC power source 1) And supplies the value to the converter control section 72. [ This limit value Ihs is allocated within the range of the regulation value set for the power reception facility 2. [ The limit value Ihs is variably set in the limit value setting section 76 in accordance with an instruction from the outside. The external command may be an input using communication, or may be manually set by a facility operator at the time of installation. The limit value setting unit 76 also functions only when the second mode is set by the mode switching unit 88, and is not used when the first mode is set.

승압값 설정부(77)에는, 전원 전압 검출부(78)에서 검출된 삼상 교류 전원(1)의 전원 전압(실효값)(Vp)이 입력된다. 승압값 설정부(77)는, 이 전원 전압(Vp)에 기초하여 PWM 컨버터(10)의 승압의 목표값인 제1 전압값(Vc1) 및 제2 전압값(Vc2)(Vc1<Vc2)을 산출해서 설정하여, 컨버터 제어부(72)에 공급한다. 이 승압의 목표값인 제1 전압값(Vc1) 및 제2 전압값(Vc2)은, 고조파를 저감시킴과 함께 손실을 저감시키기 위해서 바람직한 전압값으로 되어 있다.The power supply voltage (effective value) Vp of the three-phase AC power supply 1 detected by the power supply voltage detection unit 78 is input to the boosting value setting unit 77. [ The step-up value setting unit 77 sets the first voltage value Vc1 and the second voltage value Vc2 (Vc1 < Vc2), which are the target values of the step-up of the PWM converter 10, based on the power source voltage Vp And supplies it to the converter control section 72. [ The first voltage value Vc1 and the second voltage value Vc2 which are the target values of the voltage step-up are preferable voltage values for reducing the harmonics and reducing the loss.

여기서, 제1 전압값(Vc1) 및 제2 전압값(Vc2)의 설정에 대해 설명한다. 삼상 정현파 변조 방식을 사용해서 승압 동작하는 PWM 컨버터(10)로부터 수전 설비(2)(및 삼상 교류 전원(1))측에 유출되는 고조파 전류(Ih)의 특성을, 도 2, 도 3에 도시한다. 도 2에서는, 비교를 위하여, 교류 전원의 전원 전압(Vp)으로서 190V 및 200V의 2개의 상태에서 인버터(40)의 모터 부하(L)를 일정하게 하고, PWM 컨버터(10)의 출력(승압) 전압(Vc)을 변화시킨 것이다. 또한, 도 3은, 교류 전원의 전원 전압(Vp)을 일정하게 하고 모터 부하를 변화시킨 경우의 고조파 전류(Ih)의 변화를 나타내고 있다.Here, the setting of the first voltage value Vc1 and the second voltage value Vc2 will be described. The characteristics of the harmonic current Ih flowing out from the PWM converter 10 that performs the boosting operation using the three-phase sinusoidal modulation method to the receiving apparatus 2 (and the three-phase AC power supply 1) are shown in Figs. 2 and 3 do. 2, for comparison, the motor load L of the inverter 40 is kept constant in two states of 190 V and 200 V as the power supply voltage Vp of the AC power supply, and the output (boosting) The voltage Vc is changed. 3 shows a change in the harmonic current Ih when the power supply voltage Vp of the alternating-current power supply is kept constant and the motor load is changed.

도 2의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 전원 전압(Vp)이 200V인 경우에는, 고조파 전류(Ih)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)의 상승에 수반해서 감소하여, 출력 전압(Vc)이 280V 부근에서 가장 저하된 후, 증가로 돌아선다. 그 후, 고조파 전류(Ih)는, 출력 전압(Vc)의 상승에 수반해서 증가하여, 출력 전압(Vc)이 294V 부근에서 고조파 전류(Ih)가 일단 피크가 되고, 또한 출력 전압(Vc)의 상승에 수반해서 다시 감소로 돌아선다. 이후, 고조파 전류(Ih)는, 출력 전압(Vc)의 상승에 수반해서 감소해 나간다. 그리고, 출력 전압(Vc)이 307V 부근에서, 고조파 전류(Ih)는, 최초로 가장 저하된 시점, 즉, 출력 전압(Vc)이 279V 부근일 때와 동 레벨까지 저하된다. 또한, 그 이상으로 출력 전압(Vc)을 증가시키면, 그 증가에 수반해서 고조파 전류(Ih)는 더 저하되어 간다.2, when the power supply voltage Vp is 200 V, the harmonic current Ih decreases with the rise of the output voltage Vc of the PWM converter 10, (Vc) falls to the lowest at around 280 V, and then returns to increase. Thereafter, the harmonic current Ih increases with the rise of the output voltage Vc, and the harmonic current Ih once peaks when the output voltage Vc is close to 294 V, and the harmonic current Ih becomes the peak of the output voltage Vc With rising, it turns back to decrease again. Thereafter, the harmonic current Ih decreases as the output voltage Vc rises. When the output voltage Vc is in the vicinity of 307 V, the harmonic current Ih is reduced to the same level as when the output voltage Vc is near the peak of the first drop, that is, when the output voltage Vc is close to 279 V. Further, if the output voltage Vc is increased more than that, the harmonic current Ih is further lowered as the output voltage Vc is increased.

또한, 전원 전압(Vp)이 190V인 경우에는, 고조파 전류(Ih)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)의 상승에 수반해서 감소하여, 출력 전압(Vc)이 265V 부근에서 가장 저하된 후, 증가로 돌아선다. 그 후, 고조파 전류(Ih)는, 출력 전압(Vc)의 상승에 수반해서 증가하여, 출력 전압(Vc)이 279V 부근에서 고조파 전류(Ih)가 일단 피크가 되고, 또한 출력 전압(Vc)의 상승에 수반해서 다시 감소로 돌아선다. 이후, 고조파 전류(Ih)는, 출력 전압(Vc)의 상승에 수반해서 감소해 나간다. 그리고, 출력 전압(Vc)이 292V 부근에서, 고조파 전류(Ih)는, 최초로 가장 저하된 시점, 즉, 출력 전압(Vc)이 265V 부근일 때와 동 레벨까지 저하된다. 또한, 그 이상으로 출력 전압(Vc)을 증가시키면, 그 증가에 수반해서 고조파 전류(Ih)는 더 저하되어 간다.When the power supply voltage Vp is 190 V, the harmonic current Ih decreases with the rise of the output voltage Vc of the PWM converter 10, and the output voltage Vc is the lowest And then turns to increase. Thereafter, the harmonic current Ih increases with the rise of the output voltage Vc, and the harmonic current Ih becomes once peak when the output voltage Vc is close to 279 V, and the harmonic current Ih becomes the peak of the output voltage Vc With rising, it turns back to decrease again. Thereafter, the harmonic current Ih decreases as the output voltage Vc rises. When the output voltage Vc is in the vicinity of 292 V, the harmonic current Ih is lowered to the same level as when the output voltage Vc is about 265 V when the output voltage Vc is the lowest for the first time. Further, if the output voltage Vc is increased more than that, the harmonic current Ih is further lowered as the output voltage Vc is increased.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이 모터 부하의 변화는, 고조파 전류(Ih)의 크기에는 영향을 미치지만, 출력 전압(Vc)에 대한 고조파 전류(Ih)의 변화의 경향에는 영향을 미치지 않는다.As shown in Fig. 3, the change in the motor load affects the magnitude of the harmonic current Ih, but does not affect the tendency of the harmonic current Ih relative to the output voltage Vc.

이것을 전원 전압(Vp)과의 관계로부터 분석하면, 고조파 전류(Ih)는, 출력 전압(Vc)이 전원 전압(Vp)×√2 부근, 보다 엄밀하게는 전원 전압(Vp)×√2×99％에서 가장 저하되고, 일단, 전원 전압(Vp)×√2×104％ 부근에 달한 시점에서 최대가 되고, 그 후, 출력 전압(Vc)이 전원 전압(Vp)×√2×109％ 정도가 된 시점에서 전원 전압(Vp)×√2 부근과 동일한 값까지 저하되게 된다. 또한, 도 2의 그래프 중의 ( ) 내의 숫자는, 이해하기 쉽게 하기 위해서, 각각의 부분에서의 출력 전압(Vc)의 전원 전압 전원 전압(Vp)×√2에 대한 비율을 ％로 나타낸 것이다.The harmonic current Ih can be calculated by comparing the output voltage Vc with the power supply voltage Vp × 2 or more strictly with the power supply voltage Vp × 2 × 99 The output voltage Vc becomes maximum at the time when the power supply voltage Vp reaches the vicinity of the power supply voltage Vp × 2 × 104% and then the output voltage Vc becomes approximately equal to the power supply voltage Vp × 2 × 109% (Vp) × √2 at the time point when the power supply voltage Vp is lowered. The numbers in parentheses in the graph of Fig. 2 indicate the ratio of the output voltage Vc at each portion to the power supply voltage power supply voltage Vp 占 2 in% for easy understanding.

한편, PWM 컨버터(10)의 특성상, 승압 전압을 높게 하면 할수록 IGBT(21 내지 26)의 스위칭 손실에 의해 효율이 저하된다. 이러한 특성으로부터, 고조파 전류(Ih)를 제한값(Ihs) 내의 낮은 값으로 억제하면서, 손실이 적은 고효율의 운전을 행하게 하기 위해서, 제1 전압값(Vc1)으로서는, 가능한 한 낮은 승압 전압으로 고조파 전류(Ih)를 저감시킬 수 있는 범위가 되는 전원 전압(Vp)×√2 부근을 선정한다. 구체적으로는, 전원 전압(Vp)×√2×(98％ 내지 102％)가 선정된다. 한편, 제2 전압값(Vc2)은, 승압했음에도 불구하고 고조파 전류(Ih)가 많아져버리는 피크의 전원 전압(Vp)×√2×104％ 부근을 사용하지 않고, 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)=전원 전압(Vp)×√2와 동일 정도로 고조파 전류(Ih)를 저감시킬 수 있는 값이 되는 전원 전압(Vp)×√2×109％ 근방으로 설정된다.On the other hand, due to the characteristics of the PWM converter 10, the higher the step-up voltage is, the lower the efficiency is due to the switching loss of the IGBTs 21 to 26. [ From these characteristics, as the first voltage value Vc1, the harmonic current (Ihh) is reduced to the lowest possible voltage for suppressing the harmonic current Ih to a low value within the limit value Ihs, (Vp) x2, which is a range in which the voltage drop (Ih) can be reduced, is selected. Specifically, the power supply voltage Vp 占 2 占 (98% to 102%) is selected. On the other hand, the second voltage value Vc2 does not use the vicinity of the peak power supply voltage Vp × 2 × 104% at which the harmonic current Ih is increased despite the step-up, Is set to be close to the power supply voltage Vp 占 2 占 109%, which is a value that can reduce the harmonic current Ih to the same degree as the first voltage value Vc1 = the power supply voltage Vp 占 2.

이렇게 전원 전압 검출부(78)에서 검출된 전원 전압(Vp)에 따라서 PWM 컨버터(10)의 승압 목표값인 제1 전압값(Vc1) 및 제2 전압값(Vc2)(Vc1<Vc2)을 설정함으로써, 제1 전압값(Vc1)과 제2 전압값(Vc2)의 사이에, PWM 컨버터(10)로부터 유출되는 고조파 전류(Ih)의 피크값이 존재하게 되고, 모터 구동 장치(3)는, 이 피크값 근방의 출력 전압(Vc)을 사용하지 않는 승압을 행할 수 있어, 고조파 전류(Ih)가 낮은 운전이 가능해진다.By setting the first voltage value Vc1 and the second voltage value Vc2 (Vc1 < Vc2) which are the boost target values of the PWM converter 10 in accordance with the power source voltage Vp detected by the power source voltage detection unit 78 A peak value of the harmonic current Ih flowing out of the PWM converter 10 exists between the first voltage value Vc1 and the second voltage value Vc2, It is possible to perform the boosting operation without using the output voltage Vc in the vicinity of the peak value, and the operation of the harmonic current Ih can be performed at a low level.

또한, 리액터(11 내지 13)의 리액턴스 값은, 모터 부하(L)(소비 전류/전력)가 정격 부하 또는 정격 부하보다 큰 부하 영역에서 PWM 컨버터(10)가 승압 동작했을 경우에 효율이 가장 좋아지는 값으로 선정되어 있다. 그 결과, 모터 부하(L)가 중부하인 영역을 초과해서 정격 부하 또는 정격 부하보다 큰 부하 영역에서는, 고조파 전류(Ih)가 저하된다. 즉, 고조파 전류(Ih)는, PWM 컨버터(10)에 의한 승압 동작에 대하여 모터 부하(L)가 저부하 영역에서 가장 작고, 계속해서 정격 부하 또는 정격 부하보다 큰 부하 영역에서 크고, 중부하의 영역에서 가장 커진다. 또한, 리액터(11 내지 13)의 리액턴스 값은, PWM 컨버터(10)가 무부하 시의 전파 정류에서의 출력 전압값 근방이 되는 전원 전압(Vp)×√2까지 승압했을 경우, 브러시리스 DC 모터(5)의 전체 부하 영역에 걸쳐 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs)을 하회하는 값으로 설정되어 있다.The reactance values of the reactors 11 to 13 are set such that the efficiency is the best when the PWM converter 10 is stepped up in a load region where the motor load L (current consumption / power) is larger than the rated load or the rated load Value. As a result, in a load region where the motor load L exceeds the heavy load region and is larger than the rated load or the rated load, the harmonic current Ih drops. In other words, the harmonic current Ih is larger in the load region where the motor load L is the smallest in the low load region and is larger than the rated load or the rated load in the boosting operation by the PWM converter 10, . The reactance values of the reactors 11 to 13 are set such that when the PWM converter 10 is boosted up to the power supply voltage Vp 占 2 that is near the output voltage value at the full wave rectification at the time of no- The harmonic current Ih is set to a value lower than the limit value Ihs over the entire load region of the inverter 5,

이하, 삼상 교류 전원으로서(200V)의 상용 삼상 전원을 사용한 경우를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, a case where a commercial three-phase power source of 200 V is used as the three-phase AC power source will be described as an example.

여기에서는, 제1 전압값(Vc1)으로서, 고조파 전류(Ih)가 작고, 또한 승압 전압이 낮은 무부하 시의 전파 정류에서의 전압값 근방의 280V(전원 전압(Vp)×√2×99％)가 설정되어 있다. 상술한 바와 같이, PWM 컨버터(10)의 무부하 시의 전파 정류에서의 출력 전압(Vc)의 값 근방인 제1 전압값(Vc1)까지 승압하면, 브러시리스 DC 모터(5)의 전체 부하 영역에 걸쳐 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs)을 하회한다. 이 때문에, 이후에는, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 상승시키기 위한 인버터(40)의 약화 계자 제어를 필요로 하는 경우를 제외하고, PWM 컨버터(10)의 승압 전압을 변경할 필요는 없다.Here, the first voltage value Vc1 is 280 V (power supply voltage (Vp) 占 2 99%) near the voltage value in full-wave rectification at the time of no-load when the harmonic current Ih is small and the step- Is set. As described above, when the PWM converter 10 is stepped up to the first voltage value Vc1 near the value of the output voltage Vc at the full-wave rectification under the no-load state, the voltage across the entire load region of the brushless DC motor 5 The harmonic current Ih falls below the limit value Ihs. The voltage step-up voltage of the PWM converter 10 is changed, except for the case where the weakening field control of the inverter 40 for raising the rotation speed N of the brushless DC motor 5 is required There is no need.

PWM 컨버터(10)로부터 수전 설비(2)(및 상용 삼상 교류 전원(1))측에 유출되는 고조파 전류(Ih)는, 도 4에 도시한 바와 같이, PWM 컨버터(10)를 스위칭 정지시킨, 즉, 전파 정류 상태에서는, 브러시리스 DC 모터(5)의 부하(L)에 따라서 변화한다. 부하(L)가 L0 미만인 저부하(저속도) 운전 영역에서는, 전파 정류만으로도 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs)에 달하지 않는다. 따라서, 모터 부하(L)가 L0 미만인 저속도 운전 영역에서는, 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs)을 초과하지 않는 한 PWM 컨버터(10)를 스위칭 정지에 의해 전파 정류시키는 것이 PWM 컨버터(10)의 전력 손실이 더 적어진다. 즉, 모터 구동 장치(3)의 전력 변환 효율이 향상된다.The harmonic current Ih flowing out from the PWM converter 10 to the receiving equipment 2 (and the commercial three-phase AC power supply 1) side is converted into a harmonic current Ih by switching the PWM converter 10, That is, in the full-wave rectified state, it changes in accordance with the load L of the brushless DC motor 5. In the low load (low speed) operation region where the load L is less than L0, the harmonic current Ih does not reach the limit value Ihs only by full-wave rectification. Thus, in the low-speed operation region where the motor load L is less than L0, full-wave rectification of the PWM converter 10 by switching stopping is performed as long as the harmonic current Ih does not exceed the limit value Ihs, The power loss is further reduced. That is, the power conversion efficiency of the motor driving apparatus 3 is improved.

또한, 모터 부하(L)가 L0을 초과한 후, 또한 모터 부하(L)가 증가해 나가면, 고조파 전류(Ih)는 일단 상승한 후에 서서히 저하되어 가는 경향이 있다. 이것은, 모터측에서의 소비 전력이 증가하고, 전류의 기본파가 증가해 가기 때문이라고 생각된다.Further, if the motor load L exceeds L0 and the motor load L increases, the harmonic current Ih tends to gradually decrease after it once rises. This is considered to be because the power consumption at the motor side increases and the fundamental wave of the current increases.

계속해서, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)와 약화 계자 제어의 리드 각(θ)과의 관계를 도 5에 도시한다. 도면 중의 실선은, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)의 상태에 있는 경우를 나타내고 있다. 모터(5)의 회전수(N)의 증가에 대처하기 위해 인버터(40)의 출력 전압을 높이기 위한 온, 오프 듀티의 증대가 한계치가 되면(회전수(N1)), 모터 회전수 명령값(Ns)에 도달시키기 위해서, 인버터 제어부(73)에서는 모터(5)의 회전수(N)를 높이기 위한 약화 계자 제어의 실행이 필요하게 된다. 단, 약화 계자 제어의 제어량인 리드 각(θ)이 과대한 상한값(θs) 이상(모터(5)의 회전수(N)가 N2 이상)이 되면, 인버터 제어부(73)의 센서리스·벡터 제어가 불안정해지고, 모터 구동 장치(3)가 그때의 회전수(N)에 알맞는 전력을 출력할 수 없게 되어, 브러시리스 DC 모터(5)가 실속(탈조)할 가능성이 발생한다.5 shows the relationship between the rotation speed N of the brushless DC motor 5 and the lead angle? Of the weakening field control. The solid line in the drawing shows a case where the output voltage Vc of the PWM converter 10 is in the state of the first voltage value Vc1. When the increase of the on and off duty for raising the output voltage of the inverter 40 becomes a limit value (the number of revolutions N1) in order to cope with an increase in the number of revolutions N of the motor 5, It is necessary to perform weakening field control for increasing the number of revolutions N of the motor 5 in the inverter control unit 73. [ However, when the lead angle [theta] which is the control amount of the weakening field control becomes equal to or larger than the upper limit value [theta] s (the number of revolutions N of the motor 5 is N2 or more), the sensorless vector control The motor drive apparatus 3 can not output power corresponding to the rotation speed N at that time, and there is a possibility that the brushless DC motor 5 is stalled (out-of-phase).

이 대책으로서, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)인 전원 전압(Vp)×√2×109％ 및 그 이상으로 상승시킴으로써, 동일한 리드 각(θ)이어도, 브러시리스 DC 모터(5)를 실속시키지 않고 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 상승시킬 수 있다. 도 5 중의 일점쇄선은, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)(=전원 전압(Vp)×√2×109％)으로 상승시켰을 경우의 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)에 대한 리드 각(θ)의 변화를 나타내고 있다. 약화 계자 제어는, 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)의 상태에서는 회전수(N1)로부터 리드 각(θ)이 증가하고, 회전수(N2)에서, 리드 각(θ)의 상한값(θs)에 달하는데, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)으로 증가시키면, 우측 방향으로 시프트하고, 회전수(N3)(>N1)에서 리드 각(θ)이 들어가기 시작해서, 회전수(N4)(>N3)에서 리드 각(θ)의 상한값(θs)에 달한다.As a countermeasure, even if the same lead angle? Is obtained by raising the output voltage Vc of the PWM converter 10 to the power supply voltage Vp × 2 × 109% or more which is the second voltage value Vc2, The rotation speed N of the brushless DC motor 5 can be raised without stalling the brushless DC motor 5. [ 5, the dashed-dotted line in FIG. 5 indicates the case where the output voltage Vc of the PWM converter 10 is raised to the second voltage value Vc2 (= power supply voltage Vp × 2 × 109% 5 with respect to the number of revolutions N of the motor. In the weakening field control, when the output voltage Vc is the first voltage value Vc1, the lead angle [theta] increases from the number of revolutions N1 and the upper limit value of the lead angle [ the output voltage Vc of the PWM converter 10 is increased to the second voltage value Vc2 to shift to the right direction and the lead angle θ at the revolution number N3 (> N1) And reaches the upper limit value? S of the read angle? At the revolution number N4 (> N3).

이상과 같이, 모터 구동 장치(3)는, PWM 컨버터(10)의 승압 전압을 높임으로써, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수 범위를 확대하는 것이 가능하고, 나아가서는, 브러시리스 DC 모터(5)가 탑재되는 히트 펌프식 열원기의 최대 능력을 높일 수 있어, 히트 펌프식 열원기의 능력 범위의 확대에 기여할 수 있다.As described above, the motor driving apparatus 3 can increase the range of the rotation speed of the brushless DC motor 5 by increasing the step-up voltage of the PWM converter 10, and further, the brushless DC motor 5) can be increased, thereby contributing to the expansion of the capability range of the heat pump type heat source.

리드 각(θ)이 들어가기 시작하는, 즉 약화 계자 제어가 시작되는 회전수(N1, N3)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)과 브러시리스 DC 모터(5)의 역기전압(e)(유기 전압)으로 결정된다. 역기전압(e)은, 모터(5)의 권선 직경, 권취수 및 브러시리스 DC 모터(5)의 자석의 자속에 기초하여 계산되는 모터 상수인 유기 전압 계수(Ke)에 그때의 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 곱함으로써(e=Ke×N) 산출 가능하다. 적어도, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 이 역기전압(e)보다도 높지 않으면 모터 권선에 전류는 흘릴 수 없다. 이러한 점에서, 모터 상수를 사전에 측정·계산해 두면, 출력 전압(Vc)에 대응한 리드 각(θ)이 들어가기 시작하는 회전수 (N1)이나 (N3)은, 브러시리스 DC 모터(5)의 사양에 기초하여 미리 결정할 수 있다. 후술하는 바와 같이 본 실시 형태에서는, PWM 컨버터(10)를 제어하기 위해서 회전수(N1 및 N3)가 컨버터 제어부(72) 내의 상한 회전수 기억부(89)에 미리 기억되어 있다.The number of revolutions N1 and N3 at which the lead angle θ starts to be entered, that is, the weakening field control is started is determined by the output voltage Vc of the PWM converter 10 and the output voltage Vc of the brushless DC motor 5 ) (Induced voltage). The back electromotive force e is obtained by multiplying the induced voltage (Ke), which is a motor constant calculated on the basis of the winding diameter of the motor 5, the number of windings and the magnetic flux of the magnet of the brushless DC motor 5, (E = Ke x N) by multiplying the rotation speed N of the rotor 5 by the rotation speed N of the rotor 5. At least, if the output voltage Vc of the PWM converter 10 is not higher than this back electromotive voltage e, no current can flow in the motor winding. In this regard, if the motor constant is measured and calculated in advance, the rotational speeds N1 and N3 at which the lead angle &thetas; corresponding to the output voltage Vc starts to be inputted, Can be determined in advance based on the specification. The rotational speeds N1 and N3 are previously stored in the upper limit rotational speed storage unit 89 in the converter control unit 72 in order to control the PWM converter 10. In this embodiment,

본 실시 형태에서는, 컨버터 제어부(72)는, 브러시리스 DC 모터(5)에 대하여 높은 회전수(N)가 요구되었을 경우, 즉 운전 제어 명령 중의 모터 회전수 명령값(Ns)이 높은 경우에는, 먼저, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)이면, 리드 각(θ)을 넣지 않는 상태에서 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)가 더 이상 올라갈 수 없게 된 시점, 즉, 모터 회전수(N)가 N1이 된 시점에서, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)으로 증가시킨다. 그래도 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)가, 모터 회전수 명령값(Ns)에 도달할 수 없는 경우, 즉, 모터 회전수 명령값(Ns)이 회전수(N3)를 초과하는 경우에는, 컨버터 제어부(72)는, 리드 각(θ)을 증가시킨다.In the present embodiment, when a high rotation speed N is requested to the brushless DC motor 5, that is, when the motor rotation speed command value Ns during the operation control command is high, First, when the output voltage Vc of the PWM converter 10 is the first voltage value Vc1, the rotation number N of the brushless DC motor 5 is further increased in a state in which the lead angle? The output voltage Vc of the PWM converter 10 is increased to the second voltage value Vc2 at the time when the motor rotation speed N becomes N1. When the rotation speed N of the brushless DC motor 5 can not reach the motor rotation speed command value Ns yet, that is, when the motor rotation speed command value Ns exceeds the rotation speed N3 The converter control section 72 increases the lead angle [theta].

또한, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2)의 상태에서, 리드 각(θ)이 상한값(θs)에 달해도 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)가 모터 회전수 명령값(Ns)에 도달할 수 없는 경우에는, 리드 각(θ)을 상한값(θs)에 유지한 상태에서 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)으로부터 더 상승시켜 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 모터 회전수 명령값(Ns)에 도달시키도록 되어 있다.The converter control section 72 also controls the brushless DC motor (also referred to as " DC converter ") to output the PWM signal to the brushless DC motor 10 even when the output voltage Vc of the PWM converter 10 reaches the second voltage value Vc2, 5 of the PWM converter 10 is maintained at the upper limit value? S when the rotation speed N of the PWM converter 10 can not reach the motor rotation speed command value Ns, Is further raised from the second voltage value Vc2 so that the rotation speed N of the brushless DC motor 5 reaches the motor rotation speed command value Ns.

또한, 삼상 교류 전원(1)으로서 상용 400V 삼상 교류 전원을 사용한 경우에는, 전원 전압 검출부(78)에 의해 수전 설비(2)를 통해서 입력되는 PWM 컨버터(10)로의 입력 전압, 즉 전원 전압(Vp)이 400V인 것이 검출되고, 제1 전압값(Vc1)은, 전원 전압(Vp)의 √2배인 566V 근방의 값, 예를 들어 565V로 설정되고. 제2 전압값(Vc2)은, 전원 전압(Vp)의 √2배인 1.09배 이상의 값, 예를 들어 617V로 설정된다.When a commercially available 400 V three-phase AC power source is used as the three-phase AC power supply 1, the input voltage to the PWM converter 10 input through the power reception facility 2 by the power supply voltage detection unit 78, that is, the power supply voltage Vp ) Is 400 V, and the first voltage value Vc1 is set to a value in the vicinity of 566 V, for example, 565 V which is √2 times the power supply voltage Vp. The second voltage value Vc2 is set to a value equal to or larger than 1.09 times the power supply voltage Vp, for example, 617V.

또한 삼상 교류 전원(1)으로서, 상용 삼상 교류 전원이 아니라, 자가 발전 설비를 사용한 경우에도, 전원 전압 검출부(78)에 의해 전원 전압(Vp)(실효값)이 검출되고, 제1 전압값(Vc1)에는, 전원 전압(Vp)×√2배 근방이 되는 전원 전압(Vp)×√2×(98％ 내지 102％)의 범위에 있는 값, 제2 전압값(Vc2)에는, 전원 전압(Vp)×√2의 109％ 이상의 값이 설정된다.Further, even when the three-phase AC power supply 1 uses not the commercial three-phase AC power but the self-generated power generation facility, the power supply voltage Vp (effective value) is detected by the power supply voltage detection unit 78, Vc1) is a value in the range of the power supply voltage (Vp) x2 (98% to 102%) which is close to the power supply voltage (Vp) x2 times and the second voltage value (Vc2) Vp) x 2 is set to a value of 109% or more.

일본 국내에서는 상용 삼상 교류 전원의 전원 전압(Vp)이 변동되는 경우는 거의 없다. 또한, 기기가 운전을 시작하면, 그 운전에 의해 노이즈 등이 발생하므로, 전원 전압 검출부(78)에 의한 전원 전압(Vp)의 검출은, 모터 구동 장치(3)의 운전 개시 전, 즉, PWM 컨버터(10) 및 인버터(40)가 정지하고 있는 상태에서 행하는 것이 정밀도 면에서 바람직하다.In Japan, the power supply voltage Vp of the commercial three-phase AC power source rarely fluctuates. The power supply voltage detecting unit 78 detects the power supply voltage Vp before the start of operation of the motor driving apparatus 3, that is, when the PWM It is preferable from the viewpoint of accuracy that the inverter 10 and the inverter 40 are stopped.

또한, 삼상 교류 전원(1)이, 전원의 정비가 불충분한 지역의 전원 장치나 용량이 작은 자가 발전 장치 등의 경우에는, 동일한 전원에 접속되어 있는 다른 부하의 운전의 영향으로 전압 강하 등의 변동이 발생하는 경우도 있다. 이러한 전압 변동이 발생할 가능성이 있을 경우에는, 항상 전원 전압 검출부(78)에 의해 전원 전압(Vp)을 검출하고, 이 값을 기초로 제1 전압값(Vc1)과 제2 전압값(Vc2)을 설정하도록 하면, 모터 구동 장치(3)는, 전압 변경이 발생해도 고조파 전류(Ih)의 증가를 방지할 수 있다.Further, in the case where the three-phase AC power supply 1 is a power supply device in an area where the maintenance of the power supply is insufficient, or a self-generating device having a small capacity, fluctuations such as a voltage drop due to the operation of other loads connected to the same power supply In some cases. When there is a possibility that such a voltage fluctuation may occur, the power supply voltage detection unit 78 always detects the power supply voltage Vp, and based on this value, the first voltage value Vc1 and the second voltage value Vc2 The motor driving apparatus 3 can prevent the harmonic current Ih from increasing even if the voltage is changed.

운전 중의 전압 변경을 고려하지 않아도 되면, 인버터(40)가 동작하기 전, 즉 모터(5) 구동 전의 컨버터(10)의 각 스위칭 소자도 오프하고 있는 (전파 정류) 상태에서 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 직류 전압 검출부(71)에서 검출하여, 이 검출 결과로부터 전원 전압(Vp)을 산출해도 된다. 이 경우, 전파 정류 시의 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)은, 본래, 전원 전압(Vp)×√2가 되는데, 삼상 교류 전원(1)과 컨버터(10)의 사이에 개재하는 리액터(11 내지 13) 등의 회로 소자가 전압 저하를 초래하기 때문에, 미리, 이 전압 저하분을 보상하도록 계산식을 설정해 두는 것이 바람직하다. 전파 정류 시의 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 사용해서 삼상 교류 전원(1)의 전원 전압(Vp)을 검출하도록 하면, 검출 정밀도는 약간 저하되지만, 직류 전압 검출부(71)를 전원 전압 검출부(78)와 겸용할 수 있어, 삼상 교류 전원(1)의 삼상 전원 라인에 접속해서 전압을 검출하는 전원 전압 검출부(78)를 없앰으로써 모터 구동 장치(3)의 비용 절감이 가능하게 된다.(Full-wave rectification) state of the converter 10 before the inverter 40 is operated, that is, before the motor 5 is driven, the output of the converter 10 The voltage Vc may be detected by the DC voltage detection unit 71 and the power supply voltage Vp may be calculated from the detection result. In this case, the output voltage Vc of the converter 10 at the time of full-wave rectification is originally the power supply voltage Vp 占 2, and the reactor (intervening between the three-phase AC power supply 1 and the converter 10 11 to 13) cause a voltage drop, it is desirable to set a calculation formula in advance to compensate for this voltage drop. When the power supply voltage Vp of the three-phase AC power supply 1 is detected by using the output voltage Vc of the converter 10 at the time of full wave rectification, the detection accuracy is slightly lowered, It is possible to reduce the cost of the motor driving apparatus 3 by eliminating the power supply voltage detecting unit 78 for detecting the voltage by connecting to the three-phase power supply line of the three-phase AC power supply 1.

컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 스위칭 동작의 온, 오프 및 출력 전압(Vc)의 제어를 행하는, 예를 들어 마이크로컨트롤러(MCU)를 포함하고, 고조파 전류(Ih)의 억제에 관계되는 주요한 기능으로서, 제1 비교부(제1 비교 수단)(72a), 제2 비교부(제2 비교 수단)(72b), 제3 비교부(제3 비교 수단)(72c), 제4 비교부(제4 비교 수단)(72d), 제5 비교부(제5 비교 수단)(72e)를 포함한다. 이들 비교부(72a 내지 72e)의 기능은, 마이크로컨트롤러의 프로그램 또는 논리 회로에 의해 달성된다. 또한, 상술한 고조파 전류 검출부(75)는, 고조파 전류값의 검출에 푸리에 급수 전개의 고도의 연산이 필요해지기 때문에, 논리 회로로 구성하는 것보다도 동일한 마이크로컨트롤러에 의한 프로그램 처리를 사용하는 것이 회로 구성을 더 간소화할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 PWM 컨버터(10)의 컨버터 제어부(72)와 인버터(40)의 인버터 제어부(73)는, 동작 중에 모터 회전수(N) 등의 다양한 데이터를 교환할 필요가 있다. 이 때문에, 각각의 제어부(72, 73)의 하드 구성을 따로따로 하는 것보다도, 각각의 제어부의 기능을 프로그램한 하나의 마이크로컨트롤러(MCU)로 구성하는 것이 바람직하다.The converter control section 72 includes a microcontroller (MCU), for example, for controlling ON / OFF of the switching operation of the PWM converter 10 and control of the output voltage Vc and controls the harmonic current Ih (First comparing means) 72a, a second comparing section (second comparing means) 72b, a third comparing section (third comparing means) 72c, a fourth comparing section A comparison section (fourth comparison section) 72d, and a fifth comparison section (fifth comparison section) 72e. The functions of these comparators 72a to 72e are achieved by a program or logic circuit of a microcontroller. Since the harmonic current detector 75 described above requires a high degree of computation of the Fourier series expansion to detect the harmonic current value, it is preferable to use the same microprocessor-based program processing as that of the logic circuit, Can be further simplified. As described later, the converter control section 72 of the PWM converter 10 and the inverter control section 73 of the inverter 40 are required to exchange various data such as the motor rotational speed N during operation. For this reason, it is preferable to configure a single microcontroller (MCU) in which the functions of the respective controllers are programmed, rather than the hardware configuration of each of the controllers 72 and 73 separately.

먼저, 가능한 한 모터 구동 장치(3)의 고조파 전류(Ih)의 저감을 할 필요가 있다고 해서 모드 전환부(88)에서 제1 모드가 설정된 경우, 컨버터 제어부(72)는, 컨트롤러(70)에 입력되는 운전 제어 신호에 기초한 모터 구동 장치(3)의 운전 개시 시에 인버터(40)의 운전 개시와 거의 동시에 PWM 컨버터(10)의 스위칭을 개시한다. 이때의 PWM 컨버터(10)의 출력 목표 전압으로서 제1 전압값(Vc1)이 설정된다. 또한, 운전 제어 신호는, 모터(5)를 구동하기 위한 모터 구동 장치(3)에 대한 외부로부터의 명령이며, 모터(5)의 운전·정지 및 운전 중의 회전수 지시를 포함한다.First, when it is necessary to reduce the harmonic current Ih of the motor drive apparatus 3 as much as possible, when the first mode is set by the mode switching unit 88, the converter control unit 72 controls the controller 70 The switching of the PWM converter 10 is started almost simultaneously with the start of operation of the inverter 40 at the start of the operation of the motor drive device 3 based on the input operation control signal. The first voltage value Vc1 is set as an output target voltage of the PWM converter 10 at this time. The operation control signal is an instruction from the outside to the motor drive device 3 for driving the motor 5 and includes the operation and stop of the motor 5 and the rotation number instruction during operation.

한편, 모터 구동 장치(3)의 고효율 운전을 중시해서 고조파 전류(Ih)의 저감이 필요해졌을 경우에만 고조파 전류(Ih)를 저감시키도록 모드 전환부(88)에서 제2 모드가 설정된 경우, 컨버터 제어부(72)는, 모터 구동 장치(3)의 운전 개시에는, PWM 컨버터(10)의 스위칭을 행하지 않는, 즉 전파 정류로 한다.On the other hand, when the second mode is set by the mode switching unit 88 so as to reduce the harmonic current Ih only when the harmonic current Ih needs to be reduced by emphasizing the high efficiency operation of the motor driving apparatus 3, The control unit 72 does not switch the PWM converter 10, that is, performs full-wave rectification at the start of the operation of the motor driving apparatus 3. [

이하, 모터 구동 장치(3)의 동작을, PWM 컨버터(10)의 제어를 주체로 설명한다.Hereinafter, the operation of the motor driving apparatus 3 will be described mainly with reference to the control of the PWM converter 10. Fig.

<제2 모드 설정 시><When setting the 2nd mode>

최초로 모드 전환부(88)에서 제어 내용이 복잡한 제2 모드가 설정된 경우부터 설명한다. 모터 구동 장치(3)의 정지 중에는, PWM 컨버터(10)의 스위칭은 정지한 상태에서, 전파 정류의 상태에 있다. 이 상태에서 전원 전압 검출부(78)에 의해 전원 전압(Vp)(실효값)이 검출된다. 계속해서, 외부로부터의 운전 제어 명령에 의한 운전 개시(ON) 후, 제1 비교부(72a)는, 고조파 전류 검출부(75)가 검출하는 고조파 전류값(고조파 전류(Ih))과 제한값 설정부(76) 내의 제한값(Ihs)을 비교한다. 제1 비교부(72a)의 비교 결과가 "고조파 전류(Ih)≤제한값(Ihs)"인 경우에는, PWM 컨버터(10)의 스위칭의 정지를 계속한다. PWM 컨버터(10)의 스위칭 동작을 정지시켜, 승압하지 않는 전파 정류에서의 운전을 행함으로써 PWM 컨버터(10)의 스위칭에 의한 손실을 저감시킬 수 있다.First, the case where the second mode in which the control content is complicated is set in the mode switching unit 88 will be described. During the stop of the motor drive device 3, the switching of the PWM converter 10 is in a state of full-wave rectification under the stopped state. In this state, the power supply voltage Vp (effective value) is detected by the power supply voltage detection unit 78. [ Subsequently, after the start of operation by an operation control command from the outside, the first comparator 72a compares the harmonic current value (harmonic current Ih) detected by the harmonic current detector 75 and the harmonic current value (Ihs) in the memory 76 is compared. When the comparison result of the first comparator 72a is "harmonic current (Ih)? Limit value (Ihs)", the switching of the PWM converter 10 is stopped. The switching operation of the PWM converter 10 is stopped and the operation in the full wave rectification without boosting is performed to reduce the loss due to the switching of the PWM converter 10. [

회전수(N)의 상승 등에 따라 어느 정도 모터 부하(L)가 커지고, 전류가 상승해 가면, 고조파 전류(Ih)가 증가하기 시작한다.The harmonic current Ih begins to increase when the motor load L becomes larger to some extent and the current rises due to the rise of the rotation speed N or the like.

그리고, 제1 비교부(72a)의 비교 결과가 "고조파 전류(Ih)>제한값(Ihs)"이 되었을 경우, 계속해서, 제2 비교부(72b)는, 모터 회전수 명령값(Ns)이 미리 상한 회전수 기억부(89)에 기억되어 있는 회전수(N1)를 초과하고 있는지 여부를 판정하고, 인버터 제어부(73)에 의한 약화 계자 제어의 실시가 필요한 영역에 있는지 여부(리드 각(θ)>0)를 판정한다.When the comparison result of the first comparator 72a becomes "Harmonic current Ih> Limit value Ihs", the second comparator 72b compares the motor revolution command value Ns It is determined whether or not the number of revolutions N1 stored in advance in the upper limit number of revolutions storage section 89 is exceeded and whether or not the inverter control section 73 is in a region requiring execution of the weakening field control ) &Gt; 0).

도 6에서는, 도 5에 맞춘 리드 각(θ)과 회전수(N)를 나타내고 있다. 컨버터 제어부(72)는, 제2 비교부(72b)의 비교 결과가 "회전수(N1)≤모터 회전수 명령값(Ns)"인 경우에 승압값 설정부(77) 내의 제1 전압값(Vc1)을 승압의 목표값으로 해서 PWM 컨버터(10)를 스위칭 동작시키는 한편, 제2 비교부(72b)의 비교 결과가 "모터 회전수 명령값(Ns)>회전수(N1)"가 되었을 때, 승압값 설정부(77) 내의 제2 전압값(Vc2)을 승압의 목표값으로 해서 PWM 컨버터(10)를 스위칭 동작시킨다. 현실적으로는, 리드 각(θ)을 넣기 전에 브러시리스 DC 모터(5)의 전류가 증가하여, 고조파 전류값(고조파 전류(Ih))이 제한값(Ihs)을 초과하기 때문에, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)가 스위칭 동작하고 있지 않은 상태에서 제2 전압값(Vc2)을 승압의 목표값으로 해서 PWM 컨버터(10)를 스위칭 동작 개시시키는 경우는 없다.Fig. 6 shows the lead angle &thetas; and the number of revolutions N in accordance with Fig. The converter control section 72 sets the first voltage value (the first voltage value) in the step-up value setting section 77 when the comparison result of the second comparing section 72b is "the number of rotations N1 & When the comparison result of the second comparison section 72b becomes "motor revolution command value Ns> revolution number N1" while causing the PWM converter 10 to perform switching operation with the target value of the boosting voltage Vc1 as the target value of the boosting, , And sets the second voltage value (Vc2) in the step-up value setting unit (77) as the target value of the step-up voltage to switch the PWM converter (10). Actually, before the lead angle? Is inputted, the current of the brushless DC motor 5 increases and the harmonic current value (harmonic current Ih) exceeds the limit value Ihs, so that the converter control section 72 , The switching operation of the PWM converter 10 is not started with the second voltage value Vc2 as the target value of the step-up while the PWM converter 10 is not performing the switching operation.

여기서, PWM 컨버터(10)가 승압 동작 정지(전파 정류)로부터 제1 전압값(Vc1)을 목표로 승압을 시작한 후, 모터 부하(L)가 저하되어 전파 정류에 의해서만 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs) 이하에서 운전 가능한 경우에는, 모터 구동 장치(3)는, 가능한 한 PWM 컨버터(10)의 승압 동작을 정지시키는 것이 효율 면에서 바람직하다. 이 때문에, 모터 구동 장치(3)는, 제2 모드에서는, 전파 정류에 의해서만 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs) 이하에서 운전 가능한 것을 판단하고, PWM 컨버터(10)의 승압 동작을 정지시킬 필요가 있다. 그러나, 모터 구동 장치(3)는, 일단, PWM 컨버터(10)의 승압 동작을 개시하면 고조파 전류(Ih)가 대폭 저하되기 때문에, 실측한 고조파 전류값을 제한값(Ihs)과 비교해서 승압의 온/오프를 행하면 빈번히 온, 오프를 반복해버려, 운전 전환 시의 손실이 많아짐과 함께, 안정된 운전을 할 수 없게 된다.Here, after the PWM converter 10 starts to step up from the step-up operation stop (full-wave rectification) to the first voltage value Vc1, the motor load L is lowered so that the harmonic current Ih only reaches the limit value (Ihs), it is preferable from the viewpoint of efficiency that the motor driving apparatus 3 stops the voltage step-up operation of the PWM converter 10 as much as possible. Therefore, in the second mode, the motor driving apparatus 3 determines that the harmonic current Ih can be operated at the limit value Ihs or less only by the full-wave rectification and stops the step-up operation of the PWM converter 10 . However, since the harmonic current Ih is considerably lowered once the voltage step-up operation of the PWM converter 10 is started, the motor driving apparatus 3 compares the actually measured harmonic current value with the limit value Ihs, Off is frequently performed, it is frequently repeatedly turned on and off, resulting in a large loss at the time of switching the operation, and the stable operation can not be performed.

이것을 방지하기 위해서 제한값(Ihs)에 히스테리시스를 두었다고 해도 PWM 컨버터(10)의 승압 동작에 의해 고조파 전류(Ih)가 대폭 저하되기 때문에, 매우 큰 히스테리시스(디퍼렌셜)를 두지 않으면 안되고, 결국, PWM 컨버터(10)의 승압 동작을 정지할 수 있는 범위가 좁아져, 효율적이지 않다.Even if the hysteresis is set to the limit value Ihs in order to prevent this, the harmonic current Ih is greatly lowered by the step-up operation of the PWM converter 10, so that a very large hysteresis must be set. 10 can be stopped, which is not efficient.

그래서, 컨버터 제어부(72)는, 제2 모드 중에는, PWM 컨버터(10)의 승압 동작을 정지하는 조건으로서, 고조파 전류(Ih) 이외의 모터 구동 장치의 동작에 관련된 물리적 파라미터를 사용한다. 고조파 전류(Ih) 이외의 물리적 파라미터로서는, 브러시리스 DC 모터(5)의 부하(L)에 관련된 파라미터가 바람직하다. 파라미터에는 예를 들어, 삼상 교류 전원(1)에 흐르는 전류, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N), 모터 전류, 모터 구동 장치(3)의 직류 부분의 전류, 모터 구동 장치(3)의 소비 전력, 브러시리스 DC 모터(5)의 소비 전력 등이 있다. 또한, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수 명령값(Ns)은, 모터(5)의 회전수(N)와 대략 일치하기 때문에, 간접적으로 모터(5)의 부하(L)에 관련된 파라미터가 되므로, 컨버터 제어부(72)는, 이 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수 명령값(Ns)을 PWM 컨버터(10)의 승압 동작을 정지하는 조건에 사용해도 된다.Thus, in the second mode, the converter control section 72 uses physical parameters related to the operation of the motor driving apparatuses other than the harmonic current Ih as a condition for stopping the voltage step-up operation of the PWM converter 10. [ As a physical parameter other than the harmonic current Ih, a parameter related to the load L of the brushless DC motor 5 is preferable. The parameters include, for example, the current flowing in the three-phase AC power supply 1, the number of rotations N of the brushless DC motor 5, the motor current, the current in the direct current portion of the motor driving apparatus 3, ), The power consumption of the brushless DC motor 5, and the like. Since the rotation speed command value Ns of the brushless DC motor 5 substantially coincides with the rotation speed N of the motor 5, a parameter indirectly related to the load L of the motor 5 The converter control section 72 may use the rotation speed command value Ns of the brushless DC motor 5 under the condition that the voltage step-up operation of the PWM converter 10 is stopped.

이 실시 형태에서는, 파라미터로서 삼상 교류 전원(1)의 전류를 사용한 방법을 설명한다. 여기서, 삼상 교류 전원(1)의 전류값(실효값)을 사용하는 경우에는, 약간의 배려가 필요하게 된다. PWM 컨버터(10)가 승압 동작 정지 중(전파 정류)에서 승압 동작으로 이행하면, 스위칭에 의해 역률이 크게 개선된다. 이에 수반하여 삼상 교류 전원(1)의 전류값이 작아진다. 따라서, PWM 컨버터(10)가 승압 동작 정지 중의 전류값과 PWM 컨버터(10)가 승압 동작 중의 전류를 비교해서 PWM 컨버터(10)를 승압 동작에서 정지(전파 정류)로 전환하려고 하면, 역률 변화에 의한 전류값 변화를 미리 예측해서 설정값을 정할 필요가 있어 번거롭다. 나아가, 모터 부하(L)의 상태에 따라 역률도 변화하므로 설정값의 결정이 어렵다.In this embodiment, a method using the current of the three-phase AC power supply 1 as a parameter will be described. Here, when the current value (effective value) of the three-phase AC power supply 1 is used, a little consideration is required. When the PWM converter 10 shifts from the step-up operation stop (full wave rectification) to the step-up operation, the power factor is greatly improved by switching. The current value of the three-phase AC power supply 1 becomes small. Therefore, when the PWM converter 10 compares the current value during the step-up operation stop with the current during the step-up operation by the PWM converter 10 and tries to switch the PWM converter 10 from the step-up operation to the stop (full- wave rectification) It is necessary to predict the change of the current value caused by the current value beforehand to determine the set value, which is troublesome. Furthermore, since the power factor also changes depending on the state of the motor load L, it is difficult to determine the set value.

그래서, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)를 승압 동작에서 승압 동작 정지로 전환할 때의 삼상 교류 전원(1)의 전류값의 기준값으로 PWM 컨버터(10)가 승압 동작을 개시한 후의 값을 사용한다. 이에 의해, 컨버터 제어부(72)는, 모터 부하(L)가 변화해도 적절한 전환을 할 수 있어, PWM 컨버터(10)가 승압과 정지를 반복하는 것을 없앨 수 있다.Thus, the converter control section 72 controls the converter control section 72 to control the PWM converter 10 after the PWM converter 10 starts the voltage step-up operation with the reference value of the current value of the three-phase AC power supply 1 at the time of switching the PWM converter 10 from the voltage- Value. Thereby, the converter control section 72 can appropriately perform switching even if the motor load L changes, and it is possible to prevent the PWM converter 10 from repeating the step-up and step-up.

먼저, 제1 비교부(72a)의 비교 결과가, 그때까지 "고조파 전류(Ih)≤제한값(Ihs)"이었던 것이, "고조파 전류(Ih)>제한값(Ihs)"으로 변화한 경우에, 컨버터 제어부(72)는, 상술한 PWM 컨버터(10)의 제1 전압값(Vc1)으로의 승압 운전을 개시한다(도 6 중, L0점). 컨버터 제어부(72)는, 이 PWM 컨버터(10)의 승압 운전을 개시한 후, 전원 전류값 기억부(79)에 대하여 전원 전류값을 기억하는 명령을 내린다. 이 명령에 기초하여 전원 전류값 기억부(79)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)으로 안정된 직후의 전원 전류값(Ip1)을 기억하고, 유지한다.First, when the comparison result of the first comparator 72a changes to the "harmonic current (Ih)> limit value (Ihs)" that was the "harmonic current (Ih) The control unit 72 starts the step-up operation to the first voltage value Vc1 of the PWM converter 10 (L0 point in Fig. 6). The converter control section 72 issues a command to the power source current value storage section 79 to store the power source current value after starting the voltage step-up operation of the PWM converter 10. [ Based on this command, the power supply current value storage unit 79 stores and holds the power supply current value Ip1 immediately after the output voltage Vc of the PWM converter 10 is stabilized to the first voltage value Vc1 .

컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)가 제1 전압값(Vc1)으로 승압 중에는, 그 내부의 제3 비교부(72c)에서, 항상 실제의 삼상 교류 전원(1)의 전류값(I)과 전원 전류값 기억부(79)에 기억한 전류 기억값(Ip1)으로부터 미리 정해진 작은 히스테리시스분의 값(디퍼렌셜)(Δ)을 차감한 값(전류 기억값(Ip1)-Δ)을 비교하고 있다. 또한, 전류값의 검출은, 컨버터 제어부(72)의 내부에 설치된 입력 전류 검출부(도시 생략)에서 실행된다. 그리고, 실제의 삼상 교류 전원(1)의 전류값(I)이 (전류 기억값(Ip1)-Δ) 이하로 되었을 때, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 동작을 정지시키고, 전파 정류로 전환한다.The converter control section 72 always outputs the current value I (I) of the actual three-phase AC power supply 1 in the third comparison section 72c inside the PWM comparator 10 during the step-up to the first voltage value Vc1 (Current storage value Ip1) -Δ obtained by subtracting a predetermined small value (differential) (Δ) of the hysteresis from the current storage value Ip1 stored in the power supply current value storage section 79 have. The detection of the current value is performed by an input current detection unit (not shown) provided inside the converter control unit 72. [ Then, when the current value I of the actual three-phase AC power supply 1 becomes equal to or smaller than the current storage value Ip1 -Δ, the converter control section 72 stops the operation of the PWM converter 10, To full-wave rectification.

도 3에 나타낸 바와 같이, 고조파 전류(Ih)는 모터 부하(L)에 따라서 변동된다. 이 때문에, 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs)을 초과했을 때의 모터 부하(L)보다도 낮은 모터 부하(L)이면, 고조파 전류값은 제한값(Ihs)을 초과하지 않는다. 따라서, 고조파 전류값이 제한값(Ihs)을 초과했을 때의 모터 부하(L)에 대응하는 전류 기억값(Ip1)에서 약간 낮은 값(전류 기억값(Ip1)-Δ)을 기준으로 PWM 컨버터(10)의 동작을 정지시켜도, 모터 부하(L)가 변동되지 않는 한 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs)을 초과하는 상태로는 되지 않고, 모터 구동 장치(3)는, 전파 정류만으로 안정되게 운전을 계속할 수 있어, 효율의 향상이 도모된다.As shown in Fig. 3, the harmonic current Ih varies according to the motor load L. Fig. Therefore, when the harmonic current Ih is lower than the motor load L when the harmonic current Ih exceeds the limit value Ihs, the harmonic current value does not exceed the limit value Ihs. Therefore, when the harmonic current value exceeds the limit value Ihs, the PWM converter 10 (Ip1) is turned on based on the slightly lower value (the current storage value Ip1) from the current storage value Ip1 corresponding to the motor load L The harmonic current Ih does not exceed the limit value Ihs unless the motor load L fluctuates and the motor drive apparatus 3 is operated stably by only full wave rectification So that the efficiency can be improved.

또한, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)가 제1 전압값(Vc1)으로 승압 중에는, 제2 비교부(72b)에서 항상 모터 회전수 명령값(Ns)이 상한 회전수 기억부(89)에 미리 기억되어 있는 회전수(N1)를 초과하고 있는지 여부를 판정하고, 인버터 제어부(73)에 의한 약화 계자 제어의 실시가 필요한 영역에 있는지 여부를 판별한다. 구체적으로는, "모터 회전수 명령값(Ns)>회전수(N1)"가 되었을 경우에는, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 높이기 위해서는 약화 계자가 필요(리드 각(θ)>0)하게 되기 때문에, 컨버터 제어부(72)는, 약화 계자 제어가 시작되기 전의, 이 시점에서 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2)이 되도록 PWM 컨버터(10)를 제어한다.When the PWM converter 10 is stepped up to the first voltage value Vc1, the converter control section 72 causes the second comparison section 72b to always output the motor revolution command value Ns to the upper limit revolution number storage section It is determined whether or not the inverter control section 73 is in an area where execution of weakening field control is required. Specifically, when the motor rotation speed command value Ns is greater than the rotation speed N1, a weakening field is required to increase the rotation speed N of the brushless DC motor 5 The converter control section 72 controls the PWM converter 10 so that the output voltage Vc of the PWM converter 10 becomes the second voltage value Vc2 at this point before the weakening field control is started 10).

그 결과, 인버터 제어부(73)는, 약화 계자 제어를 행하지 않고, 회전수(N3)까지 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 상승시킬 수 있다. 이후, 모터 회전수 명령값(Ns)이 상승하여, 회전수(N3)보다 커진 경우, 인버터 제어부(73)는 약화 계자 제어를 행한다.As a result, the inverter control unit 73 can increase the rotation speed N of the brushless DC motor 5 up to the rotation speed N3 without performing the weakening field control. Thereafter, when the motor rotation speed command value Ns rises and becomes larger than the rotation speed N3, the inverter control unit 73 performs weakening field control.

제4 비교부(72d)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2) 이상의 상태에서 동작하여, 모터 회전수 명령값(Ns)과 상한 회전수 기억부(89)에 기억된 회전수(N4)를 비교하고 있다. 모터 회전수 명령값(Ns)이 회전수(N4)보다도 커진 경우, 컨버터 제어부(72)는, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)가 모터 회전수 명령값(Ns)에 도달할 때까지 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 상승시킨다. 한편, 모터 회전수 명령값(Ns)이 저하되어 가면 그것에 맞춰서 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 저하시킨다.The fourth comparator 72d operates in a state where the output voltage Vc of the PWM converter 10 is equal to or higher than the second voltage value Vc2 and outputs the motor speed command value Ns and the upper limit rotation speed storage unit 89 And the rotation number N4 stored in the rotation number storage section 22b. When the motor rotation speed command value Ns is larger than the rotation speed N4, the converter control unit 72 determines that the rotation speed N of the brushless DC motor 5 has reached the motor rotation speed command value Ns The output voltage Vc of the PWM converter 10 is increased. On the other hand, when the motor rotation speed command value Ns is lowered, the converter control section 72 lowers the output voltage Vc of the PWM converter 10 in accordance with the decrease.

계속해서, 모터 회전수 명령값(Ns)이 저하되어, 모터 회전수 명령값(Ns)이 회전수(N4)보다 작아진 것을 제4 비교부(72d)가 검출하면, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)으로 고정 제어한다. 그 결과, 모터 회전수 명령값(Ns)이 회전수 (N3)과 (N4)의 사이에서는 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2)으로 고정되고, 인버터 제어부(73)는, 약화 계자 제어에 의한 리드 각(θ)을 모터 회전수 명령값(Ns)에 알맞는 값으로 변경한다.Subsequently, when the fourth comparing section 72d detects that the motor rotational speed command value Ns has decreased and the motor rotational speed command value Ns has become smaller than the rotational speed N4, the converter control section 72 , And the output voltage Vc of the PWM converter 10 is fixedly controlled to the second voltage value Vc2. As a result, the output voltage Vc of the PWM converter 10 is fixed to the second voltage value Vc2 between the revolution speeds N3 and N4 of the motor revolution speed command value Ns, 73 change the lead angle? By the weakening field control to a value suitable for the motor revolution command value Ns.

제5 비교부(72e)는, 컨버터 제어부(72)가 제2 전압값(Vc2)을 승압의 목표값으로 해서 PWM 컨버터(10)를 스위칭 동작시키고 있는 동안에, 모터 회전수 명령값(Ns)에 대해서 "회전수(N1)-ΔN≤모터 회전수 명령값(Ns)"의 판정을 실시한다. 여기서, ΔN은, 미리 정해진 작은 히스테리시스분의 값(디퍼렌셜)이며, 1 내지 3rps 정도의 범위로 설정되어 있다. 제5 비교부(72e)가, "회전수(N1)-ΔN≤모터 회전수 명령값(Ns)"으로 된 것, 즉, 약화 계자 제어를 가할 필요가 없는 회전수(N)로 된 것을 판정하면, 컨버터 제어부(72)는 승압의 목표값을 제2 전압값(Vc2)에서 제1 전압값(Vc1)으로 변경하고, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제1 전압값(Vc1)으로 저하시킨다.The fifth comparator 72e compares the motor speed command value Ns with the motor speed command value Ns while the converter control unit 72 sets the second voltage value Vc2 as the target value of the voltage step- (N1) - DELTA N &le; motor revolution number command value (Ns) " Here,? N is a predetermined small hysteresis value (differential) and is set in a range of about 1 to 3 rps. It is judged that the fifth comparator 72e has the rotation number N1-N as the motor rotation number command value Ns, that is, the rotation number N that does not need to be subjected to the weakening field control The converter control unit 72 changes the boosting target value from the second voltage value Vc2 to the first voltage value Vc1 and sets the output voltage Vc of the PWM converter 10 to the first voltage value Vc1 ).

이상과 같이, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2)의 상태에서의 약화 계자 제어의 필요 여부를 제5 비교부(72e)가 모터 회전수 명령값(Ns)과의 비교에 의해 판별하여, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)에서 제1 전압값(Vc1)으로 전환하기 때문에, 컨버터 제어부(72)는, 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2)에서 제1 전압값(Vc1)으로 저하된 시점에서 바로 약화 계자 제어가 필요하게 되거나, 제1 전압값(Vc1)으로 저하시킨 출력 전압(Vc)을 단시간에 다시 제2 전압값(Vc2)으로 증가시키거나 하는 경우가 없어진다. 이 때문에, 모터 구동 장치(3)는, 출력 전압(Vc)의 안정된 제어가 가능해서, 불필요하게 높은 전압으로 운전을 계속하지 않고도 효율이 향상된다.As described above, the fifth comparator 72e determines whether or not the weakening field control in the state where the output voltage Vc of the PWM converter 10 is the second voltage value Vc2 is equal to the motor revolution command value Ns, The converter control section 72 determines the output voltage Vc of the PWM converter 10 from the second voltage value Vc2 to the first voltage value Vc1 by comparing the output voltage Vc1 with the output voltage Vc2 The weakening field control is required immediately when the voltage Vc is lowered from the second voltage value Vc2 to the first voltage value Vc1 or the output voltage Vc lowered to the first voltage value Vc1 is short- It is not necessary to increase the voltage to the second voltage value Vc2 again. Therefore, the motor drive apparatus 3 can stably control the output voltage Vc, and the efficiency is improved without continuing to operate at an unnecessarily high voltage.

여기서, 제1 비교부(72a) 내지 제5 비교부(72e)의 검출 내용과 그것에 기초한 컨버터 제어부(72)의 동작을 통합해서 설명한다.Here, the detection contents of the first comparing section 72a to the fifth comparing section 72e and the operation of the converter control section 72 based on the detection contents will be collectively described.

제1 비교부(72a)는, PWM 컨버터(10)가 정지해서 전파 정류의 상태에 있을 때, 고조파 전류 검출부(75)가 검출하는 고조파 전류값(고주파 전류(Ih))과 제한값 설정부(76) 내의 제한값(Ihs)을 비교한다. 컨버터 제어부(72)는, 제1 비교부(72a)의 비교 결과가 "고조파 전류(Ih)≤제한값(Ihs)"인 경우에는 PWM 컨버터(10)의 스위칭의 정지를 계속하고, "고조파 전류(Ih)>제한값(Ihs)"이 되었을 경우에는 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)으로 되도록 승압 운전한다.The first comparator 72a compares the harmonic current value (the high-frequency current Ih) detected by the harmonic current detector 75 with the limit value setting unit 76 when the PWM converter 10 is in the full- Quot; Ihs "). The converter control section 72 continues to stop switching the PWM converter 10 when the comparison result of the first comparison section 72a is "harmonic current (Ih)? Limit value (Ihs)", and "harmonic current Ih) > the limit value Ihs ", the boost operation is performed so that the output voltage Vc of the PWM converter 10 becomes the first voltage value Vc1.

제2 비교부(72b)는, 인버터(40)가 약화 계자 제어를 필요로 하는 상태에 있는지 여부를 판단하는 것으로, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)으로 승압 운전 중에, 모터 회전수 명령값(Ns)을 상한 회전수 기억부(89)에 기억되어 있는 회전수(N1)와 비교한다. 컨버터 제어부(72)는, 제2 비교부(72b)의 비교 결과가 "회전수(N1)≤모터 회전수 명령값(Ns)"인 경우에는, 인버터(40)가 약화 계자 제어를 필요로 하지 않는 상태에 있다고 판단하여, 그대로 제1 전압값(Vc1)을 승압의 목표값으로 해서 PWM 컨버터(10)를 스위칭 동작시킨다.The second comparator 72b determines whether or not the inverter 40 is in a state requiring weakening field control so that the output voltage Vc of the PWM converter 10 becomes equal to the first voltage value Vc1 During the boost operation, the motor rotation speed command value Ns is compared with the rotation speed N1 stored in the upper rotation limit number storage unit 89. [ The converter control unit 72 determines that the inverter 40 does not need the weakening field control when the comparison result of the second comparing unit 72b is "the number of rotations N1 & And makes the PWM converter 10 perform switching operation with the first voltage value Vc1 as the target value of the boosting.

한편, 컨버터 제어부(72)는, 제2 비교부(72b)의 비교 결과가 "모터 회전수 명령값(Ns)>회전수(N1)"로 되었을 때는, 인버터(40)가 약화 계자 제어를 필요로 하는 상태에 있다고 판단하여, 제2 전압값(Vc2)을 승압의 목표값으로 해서 PWM 컨버터(10)를 스위칭 동작시킨다.On the other hand, when the comparison result of the second comparison section 72b is "motor revolution command value Ns> revolution number N1", the converter control section 72 determines that the inverter 40 needs to perform the weakening field control And sets the second voltage value Vc2 to the target value of the voltage step-up to cause the PWM converter 10 to perform switching operation.

제3 비교부(72c)는, PWM 컨버터(10)가 제1 전압값(Vc1)으로 승압 중에, 실제의 삼상 교류 전원(1)의 전류값(I)과 (전류 기억값(Ip1)-Δ)를 비교하고 있다. 컨버터 제어부(72)는, 검출한 전류값(I)이 (전류 기억값(Ip1)-Δ) 이하로 되었을 때, PWM 컨버터(10)의 동작을 정지하고, 전파 정류로 전환한다.The third comparator 72c compares the current value I of the actual three-phase AC power supply 1 with the current storage value Ip1 -Δ (1) during the boosting of the PWM converter 10 to the first voltage value Vc1 ). The converter control unit 72 stops the operation of the PWM converter 10 and switches to full-wave rectification when the detected current value I becomes equal to or smaller than the current storage value Ip1 -Δ.

제4 비교부(72d)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2) 이상의 상태 하에서, 모터 회전수 명령값(Ns)과 상한 회전수 기억부(89)에 기억된 회전수(N4)를 비교하고 있다. 컨버터 제어부(72)는, 제4 비교부(72d)가, 모터 회전수 명령값(Ns)이 회전수(N4)보다 작아진 것을 검출하고, 이 검출에 기초하여 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)으로 제어한다.The fourth comparator 72d compares the motor speed command value Ns with the upper limit speed storage unit 89 under the condition that the output voltage Vc of the PWM converter 10 is equal to or higher than the second voltage value Vc2 And compares the stored number of rotations N4. The converter control section 72 detects that the motor rotation speed command value Ns has become smaller than the rotation speed N4 and the fourth comparator 72d detects that the motor rotation speed command value Ns has become smaller than the rotation speed N4, (Vc) to the second voltage value (Vc2).

또한, 제5 비교부(72e)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2)의 상태에 있을 때, 모터 회전수 명령값(Ns)과 미리 정해진 회전수(N1)에서 히스테리시스분의 값(ΔN)을 차감한 (회전수(N1)-ΔN)을 비교한다. 컨버터 제어부(72)는, 모터 회전수 명령값(Ns)이 (회전수(N1)-ΔN)보다 작아졌을 경우, 모터의 회전수(N)가 약화 계자 제어를 가할 필요가 없는 회전수가 되었다고 판단하고, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)에서 제1 전압값(Vc1)으로 저하시킨다.When the output voltage Vc of the PWM converter 10 is in the state of the second voltage value Vc2, the fifth comparator 72e compares the motor revolution command value Ns with the predetermined revolution speed Ns (Rotation number N1) -? N obtained by subtracting the value? N of the hysteresis component from the rotation number N1. Converter control unit 72 determines that the number of rotations N of the motor does not need to be subjected to the weakening field control when the motor rotation speed command value Ns becomes smaller than the rotation speed N1- And decreases the output voltage Vc of the PWM converter 10 from the second voltage value Vc2 to the first voltage value Vc1.

또한, 컨버터 제어부(72)는, 모터 회전수 명령값(Ns)이 회전수(N4)보다 작아진 것을 제4 비교부(72d)가 검출해서 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)으로 제어한 후, 제5 비교부(72e)가, 모터 회전수 명령값(Ns)이 회전수(N1)-Δ보다 작아진 것을 검출할 때까지는 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)으로 고정 제어한다.The converter control section 72 also detects that the motor rotation speed command value Ns is smaller than the rotation speed N4 by detecting the output voltage Vc of the PWM converter 10 After the fifth comparator 72e detects that the motor revolution speed command value Ns is smaller than the rotation speed N1 -Δ after the control of the PWM converter 10 by the second voltage value Vc2, And the output voltage Vc is fixedly controlled to the second voltage value Vc2.

상술한 컨버터 제어부(72)에 의한 실제의 모터 구동 장치(3)의 운전 제어 동작 예를 도 6에 기초하여 설명한다. 인버터(40)의 운전 개시 시는, PWM 컨버터(10)의 정지 상태를 유지하고, 전파 정류만으로 운전을 개시한다(도 6 중의 원점). 그 후, 인버터(40)의 출력 주파수, 즉 모터(5)의 회전수(N)가 상승함에 수반하여 모터 부하(L)가 증가하고, 전류가 증가한다. 또한, 도 6 중, 모터 부하(L)의 0 내지 L0의 소 부하(저회전수) 구간에서는, 인버터(40)의 출력 전류가 커짐에 따라서, 평활 콘덴서(30)로부터 인버터(40)측에 흐르는 전류가 증가하고, 직류 전압(Vc)은 저하되어 간다.An example of operation control operation of the actual motor drive device 3 by the converter control section 72 will be described with reference to Fig. At the commencement of the operation of the inverter 40, the PWM converter 10 is kept stationary, and operation is started only by full-wave rectification (origin point in Fig. 6). Thereafter, as the output frequency of the inverter 40, that is, the rotational speed N of the motor 5 rises, the motor load L increases and the current increases. 6, as the output current of the inverter 40 increases, the smoothing capacitor 30 is supplied from the smoothing capacitor 30 to the inverter 40 side in the section of the motor load L from 0 to L0 with a small load (low revolution number) The flowing current increases, and the DC voltage Vc decreases.

컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)로부터 유출되는 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs)에 달하지 않는 동안에는(저속도 운전 영역; L<L0), PWM 컨버터(10)의 스위칭 정지를 계속하고, PWM 컨버터(10)는, 입력 전압을 전파 정류한다. 그 후, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)의 증가 등에 의해 모터 부하(L)가 증가하여, 어느 정도 전류가 커지면, 고조파 전류(Ih)가 증가해 간다. 컨버터 제어부(72)는, 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs)에 도달한 경우(중속도 운전 영역; L≥L0), 제1 전압값(Vc1)(=280V)(전원 전압(Vp)×√2×99％))을 승압의 목표값으로 해서, PWM 컨버터(10)의 스위칭 동작을 개시한다.The converter control section 72 continues the switching stop of the PWM converter 10 while the harmonic current Ih flowing out of the PWM converter 10 does not reach the limit value Ihs (low speed operation region: L <L0) , The PWM converter 10 full-wave rectifies the input voltage. Thereafter, the motor load L increases due to an increase in the number of rotations N of the brushless DC motor 5, and the harmonic current Ih increases when the current increases to some extent. The converter control section 72 sets the first voltage value Vc1 (= 280 V) (power supply voltage Vp) to the first voltage value Vc1 (when the harmonic current Ih has reached the limit value Ihs 2 > 99%) as a target value of the boosting, the switching operation of the PWM converter 10 is started.

이 PWM 컨버터(10)에 의한 제1 전압값(Vc1)으로의 승압의 결과, 컨버터 제어부(72)는, 중속도 영역(회전수(N)<회전수(N1))에서, 고조파 전류(Ih)를 제한값(Ihs) 이하로 유지할 수 있다. 한편, PWM 컨버터(10)가 제1 전압값(Vc1)을 승압의 목표값으로 해서 스위칭 동작을 행하고 있는 상태에서, 삼상 교류 전원(1)의 전류값(I)이, (전류 기억값(Ip1)-Δ) 이하로 되었을 때(도 6 중 A점) 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 동작을 정지시키고, 전파 정류로 전환한다. 이 동작에 의해, 모터 구동 장치(3)는, 고조파 전류(Ih)를 제한값(Ihs) 내로 억제하면서 효율이 좋은 운전이 가능하게 된다.As a result of the step-up to the first voltage value Vc1 by the PWM converter 10, the converter control section 72 outputs the harmonic current Ih (Ih) at the medium speed region (the number of revolutions N <the number of revolutions N1) ) Can be kept equal to or less than the limit value (Ihs). On the other hand, in the state where the PWM converter 10 performs the switching operation with the first voltage value Vc1 as the target value of the step-up voltage, the current value I of the three- ) -Δ) (point A in FIG. 6), the converter control section 72 stops the operation of the PWM converter 10 and switches to full-wave rectification. With this operation, the motor driving apparatus 3 can operate efficiently while suppressing the harmonic current Ih to the limit value Ihs.

또한, 회전수(N)가 회전수(N1) 이상이 되는 고속도 운전 영역(회전수(N)>회전수(N1))이 되면, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 상승시키기 위해서, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)의 목표값을, 제1 전압값(Vc1)에서 보다 높은 제2 전압값(Vc2)으로 변경하여, PWM 컨버터(10)를 스위칭 동작시킨다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제2 전압값(Vc2)으로서, 전원 전압(Vp)(=200V)×√2×109％≒307V가 설정되어 있다.When the high speed operation region (the number of revolutions N> the number of revolutions N1) where the number of revolutions N is equal to or more than the number of revolutions N1 is reached, the number of revolutions N of the brushless DC motor 5 is increased The converter control unit 72 changes the target value of the output voltage Vc of the PWM converter 10 from the first voltage value Vc1 to the second voltage value Vc2 which is higher than the first voltage value Vc1, 10). In the present embodiment, the power supply voltage Vp (= 200 V) 占 2 占 109%? 307 V is set as the second voltage value Vc2.

여기에서는, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제1 전압값(Vc1)에서 제2 전압값(Vc2)으로 상승시킴으로써, 도 2에 도시되는 제1 전압값(Vc1)과 제2 전압값(Vc2)의 사이에 존재하는 고조파 전류(Ih)가 많이 발생하는 피크 부분(294V 근방)을 건너뛰어, 고조파 전류(Ih)가 증가하는 출력 전압의 영역을 사용하지 않도록 하고 있다.In this case, the converter control section 72 raises the output voltage Vc of the PWM converter 10 from the first voltage value Vc1 to the second voltage value Vc2, The region of the output voltage at which the harmonic current Ih is increased by skipping over the peak portion (near 294 V) where the harmonic current Ih existing between the first voltage value Vc1 and the second voltage value Vc2 is large is used .

또한, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제1 전압값(Vc1)에서 제2 전압값(Vc2)으로 상승시킬 때는, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 제어상 서서히 출력 전압(Vc)을 상승시키게 된다. 이 때문에, 제1 전압값(Vc1)과 제2 전압값(Vc2)과의 사이에 존재하는 고조파 전류(Ih)의 발생 피크를 통과하게 되는데, 빠른 변화 속도로 출력 전압(Vc)을 상승시킴으로써, 큰 고조파 전류(Ih)의 발생은 단시간으로 한정할 수 있어, 그 영향을 배제할 수 있다.When the output voltage Vc of the PWM converter 10 is raised from the first voltage value Vc1 to the second voltage value Vc2, the converter control section 72 controls the PWM converter 10 to gradually increase the output voltage Vc The output voltage Vc is increased. Therefore, the voltage passes through the generation peak of the harmonic current Ih existing between the first voltage value Vc1 and the second voltage value Vc2. By raising the output voltage Vc at a high rate of change, The generation of the large harmonic current Ih can be limited to a short time, and the influence thereof can be excluded.

이와 같이, 컨버터 제어부(72)는, 제2 전압값(Vc2)이 되도록 PWM 컨버터(10)를 스위칭 동작시킴으로써, PWM 컨버터(10)의 스위칭에 의한 전력 손실을 가능한 한 억제하면서, 브러시리스 DC 모터(5)를 실속시키지 않고 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 상승시킬 수 있다.In this manner, the converter control section 72 performs switching operation of the PWM converter 10 so as to become the second voltage value Vc2, thereby suppressing the power loss due to the switching of the PWM converter 10 as much as possible, The rotation speed N of the brushless DC motor 5 can be raised without stalling the brushless DC motor 5. [

또한, 모터 회전수(N)를 회전수(N3) 이상으로 증가시키는 경우에는, 인버터 제어부(73)가, 리드 각(θ)을 증가시켜 나간다(도 6 중, 회전수(N)가 N3 내지 N4인 구간).When the motor rotation speed N is increased to the rotation speed N3 or more, the inverter control unit 73 increases the lead angle? (In Fig. 6, N4).

그 후, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)까지 상승시키고, 또한 인버터 제어부(73)가 리드 각(θ)을 상한값(θs)까지 진행시켜도, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 상승시킬 수 없게 되면(모터 회전수 명령값(Ns)>회전수(N4)), PWM 컨버터(10)는, 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)로부터 더욱 높은 출력 전압이 되도록 동작한다. 그 결과, 브러시리스 DC 모터(5)는 원하는 고회전수에 이를 수 있다. 이렇게 모터 회전수(N)가 N4 이상인 영역에서는, 리드 각(θ)은 상한값(θs)을 유지한 상태에서 모터(5)가 모터 명령 회전수(Ns)가 되도록 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제어된다.Thereafter, even if the output voltage Vc of the PWM converter 10 is increased to the second voltage value Vc2 and the inverter control unit 73 advances the lead angle [theta] to the upper limit value [theta] s, When the rotational speed N of the motor 5 can not be increased (the motor rotational speed command value Ns> the rotational speed N4), the PWM converter 10 sets the output voltage Vc to the second voltage value Lt; RTI ID = 0.0 > Vc2. &Lt; / RTI > As a result, the brushless DC motor 5 can reach a desired high rotation speed. In the region where the motor rotational speed N is equal to or greater than N4, the lead angle? Is set such that the motor 5 is kept at the motor command rotational speed Ns with the upper limit? (Vc) is controlled.

한편, PWM 컨버터(10)가 제2 전압값(Vc2) 이상의 출력 전압으로 운전 중에 모터 명령 회전수(Ns)가 N4 이하로 저하되면, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2)으로 되고, 모터 명령 회전수(Ns)가 또한 (회전수(N1)-ΔN) 이하로 저하될 때까지 PWM 컨버터(10)는 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)으로 고정 유지한다.On the other hand, when the motor command rotation speed Ns falls to N4 or lower during the operation of the PWM converter 10 with the output voltage equal to or higher than the second voltage value Vc2, the output voltage Vc of the PWM converter 10 becomes the second voltage And the PWM converter 10 outputs the output voltage Vc to the second voltage value Vc2 until the motor command rotation speed Ns further decreases to be equal to or lower than the rotation speed N1- .

PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2)에 있는 상태에서, 모터 명령 회전수(Ns)가 (회전수(N1)-ΔN)으로 저하되면, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 출력 목표 전압을 제1 전압값(Vc1)으로 저하시킨다. 그 결과, 모터 구동 장치(3)는, 안정된 출력 전압(Vc)의 제어가 가능하게 되고, 또한 불필요한 승압을 방지하여, 고조파 전류(Ih)를 제한값(Ihs) 내로 억제하면서 효율이 좋은 운전이 가능하게 된다.When the motor command rotation speed Ns falls to (the rotation speed N1) -ΔN with the output voltage Vc of the PWM converter 10 at the second voltage value Vc2, Decreases the output target voltage of the PWM converter 10 to the first voltage value Vc1. As a result, the motor drive apparatus 3 is able to control the stable output voltage Vc, and unnecessary boosting is prevented, and the harmonic current Ih is suppressed to the limit value Ihs, .

모터 구동 장치(3)는, 제2 모드에서는, 이상의 제어에 의해, PWM 컨버터(10)의 채용에 수반하는 전력 변환 효율의 저하를 가능한 한 억제하면서, 고조파 전류(Ih)의 발생량을 저감시킬 수 있고, 고가의 고조파 억제 장치를 탑재할 필요가 없어, 비용의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 모터 구동 장치(3)는, 모터(5)의 회전수(N)를 올리기 위한 승압을 행함으로써, 효율적으로 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 상승시킬 수 있다. 또한, 불필요한 높은 전압으로의 승압을 행하지 않고, 필요 충분한 승압 전압으로 운전할 수 있어, 기기의 효율이 향상된다.The motor drive apparatus 3 can reduce the generation amount of the harmonic current Ih while suppressing the lowering of the power conversion efficiency due to the adoption of the PWM converter 10 as much as possible by the above control in the second mode There is no need to mount an expensive harmonic suppression device, and increase in cost can be suppressed. The motor driving apparatus 3 can increase the rotation speed N of the brushless DC motor 5 efficiently by performing the boosting for raising the rotation speed N of the motor 5. [ In addition, it is possible to operate at a boost voltage which is sufficiently high without unnecessarily increasing the voltage, thereby improving the efficiency of the device.

또한, 컨버터 제어부(72)는, 제5 비교부(72e)에서, 모터 회전수 명령값(Ns)이 (회전수(N1)-ΔN)보다 작아졌을 경우, 모터(5)의 회전수(N)가 약화 계자 제어를 가할 필요가 없는 회전수(N)에 이르렀다고 판단하여, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)에서 제1 전압값(Vc1)으로 저하시킨다. 통상 모터의 회전수(N)는, 모터 회전수 명령값(Ns)과 일치하지만, 과도적인 상황 하에서는, 인버터(40)의 제어 지연에 의해 회전수(N)와 모터 회전수 명령값(Ns)에 어긋남이 발생하는 경우가 있다.When the motor speed command value Ns becomes smaller than (the rotation speed N1) -ΔN in the fifth comparator 72e, the converter control unit 72 outputs the rotation speed N (N) of the motor 5 Of the PWM converter 10 from the second voltage value Vc2 to the first voltage value Vc1 when it is determined that the number of revolutions N has reached the number of revolutions N that does not require the weakening field control . The rotation speed N of the normal motor is equal to the motor rotation speed command value Ns but under the transient condition the rotation speed N and the motor rotation speed command value Ns are changed by the control delay of the inverter 40, In some cases.

그래서, 이러한 어긋남에 의한 제어의 불안정을 초래하지 않기 위해서, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)에서 제1 전압값(Vc1)으로 저하시키기 위한 조건으로서, 모터 회전수 명령값(Ns) 및 실제의 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N) 양쪽이 (회전수(N1)-ΔN)보다 작아진 것을 제5 비교부(72e)의 판단 조건으로 해도 된다. 이 판단 조건은, 모터의 회전수(N)가 약화 계자 제어를 가할 필요가 없는 회전수(N)로서, 모터 회전수 명령값(Ns) 및 실제의 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N) 양쪽이 (회전수(N1)-ΔN)보다 작다는 조건을 사용한 것이다.Therefore, in order not to cause instability of control due to such a shift, the converter control section 72 sets the output voltage Vc of the PWM converter 10 from the second voltage value Vc2 to the first voltage value Vc1 (The number of revolutions N1) -ΔN of the actual number of revolutions of the brushless DC motor 5 as a condition for decreasing the number of revolutions of the brushless DC motor 5, 72e. This determination condition is satisfied when the motor rotational speed N is the rotational speed N that does not need to be subjected to the weakening field control and is the motor rotational speed command value Ns and the actual rotational speed of the brushless DC motor 5 N) is smaller than the number of revolutions (N1) - N).

상술한 실시 형태에서는, 컨버터 제어부(72)는, 인버터(40)에 있어서 약화 계자 제어의 필요 여부를, 모터 목표 회전수(Ns)와 상한 회전수 기억부(89)에 미리 기억한 모터(5)의 회전수(N1)에 기초하여 판단하고, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)의 제1 전압값(Vc1)에서 제2 전압값(Vc2)으로의 전환 및 제2 전압값(Vc2)에서 제1 전압값(Vc1)으로의 전환을 행하였다. 이 전환 기준이 되는 회전수(N1)를 결정하는 바탕이 된 역기전압(e)은, 모터(5)의 권선 직경, 권취수 및 모터(5)의 자석의 자속에 기초하여 계산되는 모터 상수인 유기 전압 계수(Ke)를 사용하고 있다. 이 유기 전압 계수(Ke)를 결정하기 위한 모터(5)의 자석의 자속 등은, 그 자석의 온도에 따라 약간이지만 변화한다. 그래서, 약화 계자 제어의 필요 여부를 브러시리스 DC 모터(5)의 상황에 맞추어 보다 정확하게 검출하고, 판단하기 위한 변형예를, 도 7을 참조하여 설명한다.The converter control section 72 determines whether or not the weakening field control is required in the inverter 40 based on the motor target revolution speed Ns and the upper limit revolution revolution number storage section 89, The switching of the output voltage Vc of the PWM converter 10 from the first voltage value Vc1 to the second voltage value Vc2 and the switching of the second voltage value Vc2 ) To the first voltage value Vc1. The base electromotive voltage e that is the basis for determining the rotation number N1 as the switching reference is a motor constant calculated based on the winding diameter of the motor 5, the number of windings, and the magnetic flux of the magnet of the motor 5 The organic voltage coefficient (Ke) is used. The magnetic flux of the magnet of the motor 5 for determining the induced voltage coefficient Ke varies slightly depending on the temperature of the magnet. Therefore, a modified example for more accurately detecting and determining the necessity of the weakening field control in accordance with the situation of the brushless DC motor 5 will be described with reference to FIG.

도 7은, 도 1로부터의 변경 부분만 발췌해서 나타내고 있다. 이 변형예에서는, 제2 비교부(72b)와 제5 비교부(72e)의 입력 및 비교 대상이 상술한 실시 형태에서 변경되어 있다. 또한, 상한 회전수 기억부(89)로의 모터(5)의 회전수(N1)의 기억은 불필요하게 되고, 그 대신에 컨버터 제어부(72)에 지시에 기초한 특정한 타이밍에서 그 시점의 모터 회전수(N)를 기억하는 모터 회전수 기억부(모터 회전수 기억 수단)(90)가 추가되어 있다. 그 밖의 구성은, 상술한 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.FIG. 7 shows only the changed portion from FIG. 1 as an excerpt. In this modified example, the input and the comparison target of the second comparator 72b and the fifth comparator 72e are changed in the above-described embodiment. It is not necessary to store the number of revolutions N1 of the motor 5 into the upper limit number of revolutions storage section 89 and the number of revolutions of the motor 5 at that time N) is added to the motor rotation number storage unit (motor rotation number storage unit) The rest of the configuration is the same as that of the above-described embodiment, and a description thereof will be omitted.

컨버터 제어부(72)에는, 인버터 제어부(73)로부터 상시, 모터 회전수(N) 및 인버터(40)의 스위칭에서의 듀티(D)가 입력되어 있다. 제2 비교부(72b)에는, 모터 회전수 명령값(Ns), 모터 회전수(N) 및 듀티(D)가 입력되어 있다. 이들 데이터에 기초하여 인버터(40)의 약화 계자 제어의 필요 여부가 판별된다. PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)으로 승압 운전 중에 있어서, 듀티(D)가 최대(풀 듀티)가 되고, 또한 모터 회전수 명령값(Ns)이 현재의 모터 회전수(N)보다도 높은 것(모터 회전수 명령값(Ns)>회전수(N))을 제2 비교부(72b)가 검출하면, 컨버터 제어부(72)는, 제1 전압값(Vc1) 하에서는, 약화 계자 제어를 행할 필요가 있다고 판단하고, 제2 전압값(Vc2)을 승압의 목표값으로 해서 PWM 컨버터(10)를 스위칭 동작시킨다. 그 결과, 모터 구동 장치(3)는, 약화 계자 제어를 행하지 않고, 모터(5)의 회전수(N)를 상승시킬 수 있다.The converter control section 72 is normally supplied with the motor revolution number N and the duty D for switching the inverter 40 from the inverter control section 73 at all times. The second comparison section 72b receives the motor revolution command value Ns, the motor revolution number N and the duty D as inputs. Based on these data, it is determined whether or not the weakening field control of the inverter 40 is necessary. When the duty D becomes the maximum (full duty) and the motor rotation command value Ns becomes the current (full duty) during the boost operation of the output voltage Vc of the PWM converter 10 to the first voltage value Vc1, When the second comparator 72b detects that the motor rotational speed N is higher than the motor rotational speed N (the motor rotational speed command value Ns> the rotational speed N), the converter control unit 72 outputs the first voltage value Vc1 , It is determined that it is necessary to perform the weakening field control, and the PWM converter 10 is switched to operate with the second voltage value Vc2 as the target value of the boosting. As a result, the motor driving apparatus 3 can increase the rotation speed N of the motor 5 without performing the weakening field control.

동시에, 컨버터 제어부(72)는, 제2 비교부(72b)가, 듀티(D)가 최대가 되고, 또한 "모터 회전수 명령값(Ns)>회전수(N)"를 검출했을 때, 모터 회전수 기억부(90)에 대하여 그 시점의 모터 회전수(N)를 비교값(Nc)으로서 기억시킨다.At the same time, when the second comparing section 72b detects that the duty D is the maximum and the motor rotation speed command value Ns is the rotation speed N, the converter control section 72 determines that the motor The motor rotation number N at that time is stored as the comparison value Nc in the rotation number storage unit 90. [

한편, 제5 비교부(72e)에는, 이 모터 회전수 기억부(90)의 비교값(Nc)과 모터 회전수(N)가 입력된다. 제5 비교부(72e)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제2 전압값(Vc2)의 상태에 있을 때, 모터 회전수(N)와, 비교값(Nc)에서 히스테리시스분의 값(ΔN)을 차감한 (회전수(Nc)-ΔN)을 비교한다. 이 제5 비교부(72e)의 비교 결과에 기초하여, 컨버터 제어부(72)는, 모터 회전수(N)가 (회전수(Nc)-ΔN)보다 작아졌을 경우(회전수(N)<회전수(Nc-ΔN)), PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)에서 제1 전압값(Vc1)으로 저하시킨다.On the other hand, the comparison value Nc and the motor rotational speed N of the motor rotational speed storage unit 90 are input to the fifth comparing unit 72e. The fifth comparator 72e compares the motor rotation speed N with the hysteresis value Nc at the comparison value Nc when the output voltage Vc of the PWM converter 10 is in the second voltage value Vc2 state. (The number of revolutions Nc-N), which is obtained by subtracting the value? On the basis of the comparison result of the fifth comparing section 72e, the converter control section 72 determines whether or not the motor rotational speed N becomes smaller than the (rotational speed Nc) -ΔN (rotational speed N < And the output voltage Vc of the PWM converter 10 from the second voltage value Vc2 to the first voltage value Vc1.

이 변형예에서는, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)의 운전 중에, 제2 비교부(72b)가, 듀티(D)가 최대가 되고, 또한 모터 회전수 명령값(Ns)이 현재의 모터 회전수(N)보다도 높은 것을 검출함으로써, 약화 계자 제어가 시작되는 상태를 판별하고 있다.In this modified example, the converter control section 72 determines that the output voltage Vc of the PWM converter 10 is equal to or higher than the maximum value Dc during the operation of the first voltage value Vc1, And the motor rotation speed command value Ns is higher than the current motor rotation speed N to determine the state where the weakening field control is started.

그리고 나서, 컨버터 제어부(72)는, 이 시점의 회전수(N)를 비교값(Nc)으로서 모터 회전수 기억부(90)에 기억시킨다. 즉, 모터 회전수 기억부(90)는, 실제 운전의 환경 하에서, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)의 운전 중에, 약화 계자 제어를 행해야만 하는 회전수를 비교값(Nc)으로서 기억한다. 그리고, 제5 비교부(72e)에서는, 이 비교값(Nc)과 실제의 운전 중의 회전수(N)를 비교하고 있기 때문에, 컨버터 제어부(72)는, 보다 확실하게 실제 운전 상태에서의 약화 계자 제어의 필요 여부(온·오프)의 시기가 판단 가능하게 된다.Then, the converter control section 72 stores the rotation number N at this point in the motor rotation number storage section 90 as the comparison value Nc. That is, the motor rotation number storage unit 90 stores the number of revolutions (number of rotations) that the output voltage Vc of the PWM converter 10 must undergo the weakening field control during the operation of the first voltage value Vc1 As a comparison value Nc. The fifth comparator 72e compares the comparison value Nc with the actual rotation speed N during the operation so that the converter control unit 72 can more reliably determine the weakening field It is possible to determine the timing of whether or not the control is required (on / off).

이 때문에, 모터 구동 장치(3)는, 이 제5 비교부(72e)의 비교 결과에 기초하여, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제2 전압값(Vc2)에서 제1 전압값(Vc1)으로 저하시킨 직후에 약화 계자 제어가 필요해져, 다시 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제1 전압값(Vc1)에서 제2 전압값(Vc2)으로 상승시켜야만 하는 사태를 야기하지 않고, 낮은 승압 전압으로 함으로써 효율이 좋은 안정된 운전이 가능하게 된다.Therefore, the motor driving apparatus 3 can control the output voltage Vc of the PWM converter 10 from the second voltage value Vc2 to the first voltage value Vc2 based on the comparison result of the fifth comparator 72e It is necessary to control the weakening field immediately after the voltage is lowered to the first voltage value Vc1 and then the output voltage Vc of the PWM converter 10 must be increased from the first voltage value Vc1 to the second voltage value Vc2 By making the voltage lower than the boost voltage, stable and efficient operation is possible.

또한, 모두 고조파 전류(Ih)에 대한 제한값(Ihs)이 수전 설비(2)에 설정되는 규제값의 범위 내의 값으로서 정해지는 구성으로 했지만, 수전 설비(2)에 설정되는 규제값과는 관계없이 제한값(Ihs)을 독자적으로 설정해도 된다.Although the limit value Ihs for the harmonic current Ih is set as a value within the range of the regulated value set in the power receiving facility 2, regardless of the regulated value set in the power receiving facility 2 The limit value Ihs may be set independently.

이상의 설명에서는, 컨버터 제어부(72)는, 제2 비교부(72b)에서 약화 계자 제어를 필요로 하는 상태를 검출(모터 회전수(N1)의 상태)하여, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제1 전압값(Vc1)에서 제2 전압값(Vc2)으로 승압하고, 약화 계자 제어의 동작을 늦췄지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컨버터 제어부(72)는, 제2 비교부(72b)의 비교 조건을 변경함으로써, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)이 제1 전압값(Vc1)의 상태를 유지해서 약화 계자 제어를 동작시켜 모터(5)의 회전수(N)를 상승시키고, 그 후, 약화 계자 제어에 의한 리드 각(θ)이 상한값(θs)에 달한 것을 검출(모터 회전수(N2)의 상태)한 시점에서 PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)을 제1 전압값(Vc1)에서 제2 전압값(Vc2)으로 승압해서 모터 회전수 명령값(Ns)에 도달시키도록 해도 된다.In the above description, the converter control section 72 detects the state requiring the weakening field control (the state of the motor revolution number N1) in the second comparison section 72b and outputs the output voltage Vc) from the first voltage value (Vc1) to the second voltage value (Vc2) to delay the weakening field control operation. However, the present invention is not limited to this. For example, the converter control section 72 changes the comparison condition of the second comparison section 72b so that the output voltage Vc of the PWM converter 10 maintains the state of the first voltage value Vc1, It is determined that the rotation speed N of the motor 5 is increased by operating the field control to detect that the lead angle by the weakening field control has reached the upper limit value? S The output voltage Vc of the PWM converter 10 may be boosted from the first voltage value Vc1 to the second voltage value Vc2 to reach the motor speed command value Ns.

<제1 모드 설정 시><Setting the first mode>

계속해서, 모드 전환부(88)에서, 운전 중에는 가능한 한 고조파 전류(Ih)를 발생시키지 않는 제1 모드가 설정된 경우의 PWM 컨버터(10)의 동작을, 도 8을 사용해서 설명한다.Next, the operation of the PWM converter 10 when the first mode in which the harmonic current Ih is not generated as much as possible during the operation is set in the mode switching unit 88 will be described with reference to FIG.

제1 모드가 설정되면, 컨트롤러(70)에 입력되는 운전 제어 신호에 기초한 모터 구동 장치(3)의 운전 개시 시에, 컨버터 제어부(72)는, 인버터(40)의 운전 개시와 동시, 또는, 극히 짧은 시간 지연 후, PWM 컨버터(10)의 스위칭을 개시한다. 이때의 PWM 컨버터(10)의 출력 목표 전압에는 제1 전압값(Vc1)이 설정된다.When the first mode is set, at the start of operation of the motor drive apparatus 3 based on the operation control signal input to the controller 70, the converter control section 72 controls the operation of the inverter 40 at the start of operation of the inverter 40, After a very short time delay, switching of the PWM converter 10 is started. The first voltage value Vc1 is set to the output target voltage of the PWM converter 10 at this time.

제1 모드가 설정된 경우, 모터(5)의 운전 중, 즉 인버터(40)의 동작 중에는, PWM 컨버터(10)의 스위칭은 정지하지 않고, 항상 승압이 실시되어, 전파 정류 상태로 되지 않는다. 그 결과, 제1 모드에서는, 모터 구동 장치(3)의 운전 중에는, 항상 고조파 전류(Ih)를 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 제1 모드에서는, 제2 모드에서 PWM 컨버터(10)의 스위칭 동작/정지(전파 정류)를 판단하기 위해서 설치된 고조파 전류 검출부(75), 제한값 설정부(76), 제1 비교부(72a), 제3 비교부(72c)는 사용되지 않는다.When the first mode is set, during the operation of the motor 5, that is, during the operation of the inverter 40, the switching of the PWM converter 10 is not stopped and the boosting is always performed, As a result, in the first mode, the harmonic current Ih can be reduced at all times during operation of the motor drive device 3. Therefore, in the first mode, the harmonic current detection unit 75, limit value setting unit 76, and first harmonic current detection unit 75, which are provided for judging switching operation / stop (full wave rectification) of the PWM converter 10 in the second mode, 72a and the third comparator 72c are not used.

운전 개시의 승압 후의 동작은 제2 모드와 동일하고, 상술한 것 이외의 구성은 제1 모드에서도 사용된다.The operation after boosting the operation start is the same as the second mode, and the configuration other than the above is used in the first mode.

모터 구동 장치(3)의 운전 개시 시에, PWM 컨버터(10)는, 컨버터 제어부(72)에 의해 출력 전압(Vc)의 목표가 제1 전압값(Vc1)으로 설정되어 스위칭 동작을 개시한다.The PWM converter 10 sets the target of the output voltage Vc to the first voltage value Vc1 by the converter control unit 72 and starts the switching operation at the start of the operation of the motor driving apparatus 3. [

출력 전압 목표를 제1 전압값(Vc1)로 해서 PWM 컨버터(10)의 운전 중에, 모터(5)의 목표 회전수가 N1 이상이 되는 고속도 운전 영역(회전수(N)>회전수(N1))이 되면, 제2 모드의 경우와 마찬가지로, 브러시리스 DC 모터(5)의 회전수(N)를 더욱 상승시키기 때문에, 컨버터 제어부(72)는, PWM 컨버터(10)의 출력 전압(Vc)의 목표값을, 제1 전압값(Vc1)에서 보다 높은 제2 전압값(Vc2)으로 변경하고, PWM 컨버터(10)를 스위칭 동작시킨다. 이하, PWM 컨버터(10)가 제2 전압값(Vc2) 이상의 전압값을 목표로 해서 운전하고 있는 동안이나 제2 전압값(Vc2)에서 제1 전압값(Vc1)으로의 전환에서의 각 부의 동작은, 제2 모드에서의 운전 중과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.(The number of revolutions N> the number of revolutions N1) in which the target revolution number of the motor 5 becomes N1 or more while the PWM converter 10 is operating with the output voltage target as the first voltage value Vc1, The converter control section 72 controls the converter control section 72 to increase the rotation speed N of the brushless DC motor 5 in the same manner as in the second mode so that the target of the output voltage Vc of the PWM converter 10 Value to a second voltage value Vc2 that is higher than the first voltage value Vc1 and causes the PWM converter 10 to switch. Hereinafter, the operation of each part in switching from the second voltage value Vc2 to the first voltage value Vc1 while the PWM converter 10 is operating with the target voltage value equal to or higher than the second voltage value Vc2, Are the same as those during operation in the second mode, and the description thereof will be omitted.

이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 모터 구동 장치(3)에 의하면, 모드 전환부(88)에 의해 제1 모드를 설정함으로써, 모터 구동 장치(3)로부터 발생하는 고조파 전류(Ih)를 항상 저감시킬 수 있고, 모터 구동 장치(3)가, 용량이 작은 수전 설비(2)에 접속되었을 경우나, 동일한 수전 설비(2)에 접속된 고조파를 제어할 수 없는 인버터 장치를 구비한 다른 부하의 용량이 큰 경우에도 과대한 고조파 전류(Ih)의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 본 실시 형태에 따른 모터 구동 장치(3)는, 수전 설비(2)에 여유가 있을 경우에는, 모드 전환부(88)에 의해 제2 모드를 설정함으로써, 모터 구동 장치(3)로부터 나오는 고조파 전류값이 규제값을 초과하지 않는 범위에서는, PWM 컨버터(10)를 전파 정류로 함으로써 효율이 높은 운전이 가능하게 된다.As described above, according to the motor driving apparatus 3 of the present embodiment, by setting the first mode by the mode switching unit 88, the harmonic current Ih generated from the motor driving apparatus 3 is always reduced And the motor drive apparatus 3 is connected to the power receiving apparatus 2 having a small capacity or the capacity of another load having the inverter apparatus that can not control the harmonics connected to the same power receiving apparatus 2 The generation of the excessive harmonic current Ih can be prevented. On the other hand, in the motor drive apparatus 3 according to the present embodiment, when there is a margin in the power receiving facility 2, the mode switching section 88 sets the second mode, In the range where the harmonic current value does not exceed the regulated value, full-wave rectification of the PWM converter 10 enables high-efficiency operation.

또한, 본 실시 형태에 따른 모터 구동 장치(3)는, 제2 모드에서, 모터 구동 장치(3)로부터 발생하는 고조파 전류(Ih)를 검출하고, 이것이 미리 설정한 고조파 전류(Ih)의 제한값(Ihs)을 초과한 시점에서 PWM 컨버터(10)를 전파 정류에서 제1 전압값(Vc1)으로의 승압 동작으로 전환했지만, 미리 고조파 전류(Ih)가 제한값(Ihs)을 초과한다고 생각되는 모터(5)의 회전수(N) 또는 전류값을 설정값으로서 기억해 두고, 모터(5)의 회전수(N) 또는 전류값이 그 설정값을 초과한 시점에서, 전파 정류에서 제1 전압값(Vc1)으로의 승압 동작으로 전환해도 된다.The motor drive apparatus 3 according to the present embodiment detects the harmonic current Ih generated from the motor drive apparatus 3 in the second mode and outputs the limit value of the harmonic current Ih It is assumed that the harmonic current Ih has exceeded the limit value Ihs in advance, but the PWM converter 10 is switched from the full-wave rectification to the first voltage value Vc1 at the time when the harmonic current Ih exceeds the limit value Ihs The first voltage value Vc1 at the time of full wave rectification at the time when the number of revolutions N of the motor 5 or the current value exceeds the set value, Up operation to the step-up operation.

그 밖에, 상기 복수의 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 실시 형태 및 변형예는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 부분적인 구성 요소의 치환, 조합, 구성 요소의 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 변형은, 발명의 범위는 요지에 포함됨과 함께, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.In addition, the above-described embodiments are provided by way of example, and are not intended to limit the scope of the invention. The embodiments and modifications may be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, combinations, and changes in elements of parts may be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications are included in the scope of the invention and are included in the scope of equivalents to the invention described in the claims.

1 : 삼상 교류 전원 2 : 수전 설비
3 : 모터 구동 장치 5 : 브러시리스 DC 모터
10 : PWM 컨버터 11 내지 13 : 리액터
21a 내지 26a : 다이오드 21 내지 26 : IGBT(스위칭 소자)
30 : 평활 콘덴서 40 : 인버터
41 내지 46 : IGBT(스위칭 소자) 51 내지 53, 61, 62, 63 : 전류 센서
70 : 컨트롤러 71 : 직류 전압 검출부
72 : 컨버터 제어부(제어 수단)
73 : 인버터 제어부(인버터 제어 수단)
75 : 고조파 전류 검출부(고조파 전류 검출 수단)
76 : 제한값 설정부
77 : 승압값 설정부(승압값 설정 수단)
78 : 전원 전압 검출부(전원 전압 검출 수단)
79 : 전원 전류값 기억부(전원 전류값 기억 수단)
88 : 모드 전환부(모드 전환 수단)
89 : 상한 회전수 기억부(상한 회전수 기억 수단)
90 : 모터 회전수 기억부(모터 회전수 기억 수단)1: Three phase AC power supply 2:
3: Motor drive unit 5: Brushless DC motor
10: PWM converter 11 to 13: reactor
21a to 26a: diodes 21 to 26: IGBT (switching element)
30: smoothing capacitor 40: inverter
41 to 46: IGBTs (switching elements) 51 to 53, 61, 62, 63: current sensors
70: Controller 71: DC voltage detector
72: converter control section (control means)
73: inverter control unit (inverter control means)
75: Harmonic current detection unit (harmonic current detection means)
76: limit value setting section
77: step-up value setting unit (step-up value setting means)
78: Power supply voltage detection unit (power supply voltage detection means)
79: Power supply current value storage unit (power supply current value storage means)
88: Mode switching section (mode switching section)
89: Upper limit number of revolutions storage (upper limit number of revolutions storage)
90: Motor rotation number storage unit (motor rotation number storage unit)

Claims

A converter that performs full-wave rectification of a voltage of an AC power source to DC-convert or DC-converts the voltage by switching,
An inverter for converting an output voltage of the converter into an AC voltage and supplying the AC voltage to the motor,
Harmonic current detection means for detecting a harmonic current flowing out of the converter,
Mode switching means capable of setting a first mode and a second mode,
Wherein when the first mode is set to the mode switching means, the voltage is always applied to the converter during the operation of the motor by the inverter, and when the mode switching means sets the second mode, the harmonic current detecting means While the harmonic current does not reach the limit value, the switching of the converter is stopped to perform the DC conversion with the full-wave rectification, and when the harmonic current detected by the harmonic current detection means reaches the limit value, the step- ,
And a motor driving device for driving the motor.

The method according to claim 1,
Wherein the control means includes power supply voltage detection means for detecting a voltage value of the AC power supply so as to set a voltage value at which the converter is stepped up.

A converter for boosting the voltage of the AC power source by switching to perform DC conversion,
An inverter for converting an output voltage of the converter into an AC voltage and supplying the AC voltage to the motor,
A power supply voltage detection means for detecting a voltage value of the AC power supply,
Control means for setting a voltage value at which the converter is stepped up during operation of the motor by the inverter in accordance with the detection voltage of the power supply voltage detection means,
And a motor driving device for driving the motor.

The method according to claim 2 or 3,
Wherein a voltage value at which the converter is stepped up is a value in the vicinity of an effective value of an AC power supply voltage of 2 times.

5. The method of claim 4,
Wherein the voltage value at which the converter is stepped up is in the range of 98% to 102% of the effective value of the AC power supply voltage.

6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the converter is a PWM converter having a switching element which is intermittently turned on by a PWM signal of a predetermined period that is pulse-width-modulated.

7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the AC power source is a commercial three-phase AC power source.