WO2021181562A1 - モータ駆動制御装置、空気調和機、給湯機、冷蔵庫 - Google Patents

モータ駆動制御装置、空気調和機、給湯機、冷蔵庫 Download PDF

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WO2021181562A1
WO2021181562A1 PCT/JP2020/010524 JP2020010524W WO2021181562A1 WO 2021181562 A1 WO2021181562 A1 WO 2021181562A1 JP 2020010524 W JP2020010524 W JP 2020010524W WO 2021181562 A1 WO2021181562 A1 WO 2021181562A1
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motor
overcurrent
compressor
value
control device
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PCT/JP2020/010524
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English (en)
French (fr)
Inventor
大志 中谷
俊哉 杉山
覚 菊川
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Definitions

  • the present disclosure relates to a motor drive control device for driving a motor, an air conditioner equipped with the motor drive control device, a water heater, and a refrigerator.
  • a compressor equipped with a permanent magnet type motor In the air conditioner, a compressor equipped with a permanent magnet type motor is used.
  • a phenomenon called demagnetization occurs in which the magnetic flux of the permanent magnet decreases due to temperature changes due to energization of the windings of the permanent magnet type motor, and further allowable conditions. If it exceeds, a phenomenon called irreversible demagnetization occurs in which the magnetic flux does not return to the state before demagnetization occurred.
  • the drive device of the permanent magnet type motor is provided with an overcurrent detection unit that detects the motor current and detects the overcurrent of the motor current. Then, the overcurrent detection unit provides a margin with respect to the demagnetization current value so that the motor current energized to the permanent magnet type motor does not reach the demagnetization current value, which is the current value at which irreversible demagnetization occurs. It is necessary to set the overcurrent protection threshold that is provided. However, since the current detection resistor used to detect the current in the overcurrent detector differs depending on the drive device, it is necessary to set the circuit constant of the overcurrent detector for each drive device, and the types of drive devices are increased and shared. Cannot be converted.
  • Patent Document 1 describes an inverter that drives an electric motor by varying the operating frequency, an overcurrent detecting means that detects an overcurrent flowing through the inverter, a control means that controls the inverter, and an overcurrent setting set by the control means.
  • the overcurrent detection level creation means that takes the information about the value as input and updates the overcurrent set value held up to that point, and the input signal that is the output of the overcurrent detection means and the overcurrent set value set by the control means are converted.
  • An inverter device including a comparison means for comparing with a reference signal which is an output of the overcurrent detection level creating means is disclosed.
  • the resistance for motor, inverter and overcurrent detection is different, and when it is necessary to set the overcurrent detection means for each drive device, the overcurrent detection is set to the overcurrent set value set by the control means.
  • the level can be adjusted and the overcurrent level can be set freely.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and it is possible to control a plurality of different motors and prevent demagnetization of the permanent magnets of the motors due to an overcurrent for a plurality of different motors.
  • the purpose is to obtain a motor drive control device.
  • the motor drive control device is a motor drive control device that drives a motor, generates an AC voltage from a DC voltage according to a drive signal, and is a permanent magnet.
  • a motor determination unit that determines a motor to be controlled based on a motor identification signal that specifies one of a plurality of motors having different specifications that can be controlled by the motor drive control device and an inverter unit that outputs the motor.
  • an overcurrent cutoff value setting resistor having a variable resistance value.
  • the motor drive control device generates an overcurrent cutoff value determining unit that switches the overcurrent cutoff value setting resistance to a resistance value corresponding to the motor determined to be the motor to be controlled, and generates a drive signal to operate the inverter unit.
  • the detected voltage value which is the detected value of the voltage between both ends of the overcurrent cutoff value setting resistor when the motor current flowing through the motor determined to be the controlled motor flows through the overcurrent cutoff value setting resistor.
  • a control device that protects the inverter unit based on a predetermined overcurrent protection threshold.
  • the overcurrent cutoff value determination unit is used when a current with a cutoff set current value, which is a predetermined current value as the value of the motor current for executing the protection operation of the inverter unit, flows to the motor determined to be the motor to be controlled.
  • the resistance value of the overcurrent cutoff value setting resistance is switched to the overcurrent cutoff value, which is the resistance value at which the detected voltage value becomes the overcurrent protection threshold.
  • the motor drive control device has an effect that it is possible to control a plurality of different motors and to prevent demagnetization of the permanent magnets of the motors due to an overcurrent for a plurality of different motors. Play.
  • the figure which shows the configuration example of the outdoor unit of the air conditioner which concerns on Embodiment 1. A circuit diagram showing the configuration of the motor drive control device according to the first embodiment. The figure which shows the functional structure of the control device which concerns on Embodiment 1. A flowchart showing an operation procedure of the motor drive control device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the outdoor unit 201 of the air conditioner 200 according to the first embodiment.
  • the outdoor unit 201 includes a fan 202, a compressor 203, and a control board 204.
  • the fan 202 includes a permanent magnet type motor 110 described later, and circulates air by driving the permanent magnet type motor 110.
  • the compressor 203 includes a permanent magnet type motor 110, and compresses the refrigerant by driving the permanent magnet type motor 110.
  • the control board 204 is a board provided in the outdoor unit 201 of the air conditioner 200 on which a circuit for controlling the air conditioner 200 is mounted, and is a motor drive control for controlling the drive of the permanent magnet type motor 110.
  • the device 100 is provided.
  • the motor drive control device 100 controls at least one of the permanent magnet type motor 110 used in the fan 202 or the permanent magnet type motor 110 used in the compressor 203.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the motor drive control device 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 also shows an indoor unit control board 212 mounted on the indoor unit 211 of the air conditioner 200 and a permanent magnet type motor 110 mounted on the compressor 203 included in the outdoor unit 201.
  • the indoor unit control board 212 is a board provided on the indoor unit 211 of the air conditioner 200 on which a circuit for controlling the air conditioner 200 is mounted.
  • the outdoor unit 201 of the air conditioner 200 according to the first embodiment includes a motor drive control device 100 and a permanent magnet type motor 110 mounted on the compressor 203 and driven by the motor drive control device 100.
  • the air conditioner 200 includes, for example, a four-way valve for compressing a refrigerant, an outdoor heat exchanger, an expansion valve, an indoor heat exchanger, a refrigerant pipe, and an indoor heat exchange. Equipped with vessels, etc. The description of the configurations other than the motor drive control device 100 and the permanent magnet type motor 110 will be omitted.
  • the permanent magnet type motor 110 is a motor provided with a permanent magnet.
  • the permanent magnet type motor 110 is connected to an inverter unit 4 described later of the motor drive control device 100, and a motor current is energized from the inverter unit 4 through an energizing line 111.
  • the motor drive control device 100 detects an overcurrent of the motor current applied to the permanent magnet type motor 110 mounted on the compressor 203, and energizes the permanent magnet type motor 110 with the overcurrent. It is a circuit having an overcurrent protection function that cuts off.
  • the compressor 203 having specifications suitable for the operating capacity of the air conditioner 200 is mounted on the outdoor unit 201. That is, the compressor 203 is selected according to the specifications of the air conditioner 200.
  • the operating capability of the compressor 203 also depends on the permanent magnet motor 110 mounted on the compressor 203. Therefore, the permanent magnet type motor 110 mounted on the compressor 203 is individually selected according to the operating capability of the air conditioner 200.
  • the motor drive control device 100 includes n types of first compressor 203a, second compressor 203b, ..., Nth compressor 203n, which are a plurality of compressors 203 having different device specifications.
  • One compressor 203 in the compressor 203 of the above is connected.
  • Each of the n types of compressors 203 is mounted with one of the n types of permanent magnet motors 110 having different device specifications. That is, each of the n types of compressor 203 includes n types of permanent magnet type motors 110 having different device specifications, and the performances are different.
  • the motor drive control device 100 can control n types of compressors 203 having different device specifications.
  • the permanent magnet inside the permanent magnet type motor 110 mounted on the compressor 203 is demagnetized so that the magnetic flux of the permanent magnet decreases as the temperature changes due to energization of the windings of the permanent magnet type motor 110 or the like. A phenomenon called occurs. Then, when the permissible condition for demagnetization is exceeded, a phenomenon called irreversible demagnetization occurs in which the magnetic flux does not return to the state before the occurrence of demagnetization. When irreversible demagnetization occurs in the permanent magnet inside the permanent magnet type motor 110, the current value of the motor current flowing through the permanent magnet type motor 110 is called a demagnetization limit value.
  • the demagnetization limit value is the current value of the motor current flowing through the permanent magnet type motor 110, which corresponds to the demagnetization limit value at which the magnetic flux of the permanent magnet can return to the state before the demagnetization occurred.
  • the permanent magnet loses its characteristics as a magnet because the magnetic flux does not return to the state before the demagnetization occurred. As a result, the compressor 203 does not operate.
  • the motor drive control device 100 is mounted inside the outdoor unit 201 of the air conditioner 200.
  • the motor drive control device 100 includes a reactor 1, a rectifier unit 2, a smoothing capacitor 3, an inverter unit 4, an overcurrent detection unit 5, an overcurrent cutoff value setting resistance 20, and a control device 6.
  • the reactor 1 is connected to the power source 30 and suppresses harmonics included in the AC voltage supplied from the power source 30.
  • the power source 30 may be a commercial power source, a DC power source including a battery, a battery, or the like, or an AC / DC power converter including a well-known converter that converts an AC voltage into a DC voltage.
  • the rectifying unit 2 rectifies the AC voltage in which harmonics are suppressed in the reactor 1.
  • An element such as a diode bridge is used for the rectifying unit 2.
  • the smoothing capacitor 3 smoothes the DC voltage rectified by the rectifying unit 2.
  • An element such as an electrolytic capacitor is used for the smoothing capacitor 3.
  • the inverter unit 4 permanently applies the DC voltage supplied from the smoothing capacitor 3 according to the pulse width modulation (PWM) control signal of each phase, which is a drive signal generated by the control device 6 based on the voltage command.
  • PWM pulse width modulation
  • the magnet type motor 110 is converted into a three-phase AC voltage for driving at a desired frequency, that is, a desired rotation speed, and applied to the permanent magnet type motor 110. That is, the inverter unit 4 generates a three-phase AC voltage from the DC voltage supplied from the smoothing capacitor 3.
  • the inverter unit 4 drives the permanent magnet type motor 110 according to the drive signal transmitted from the control device 6.
  • the inverter unit 4 has a plurality of switching elements inside.
  • the inverter unit 4 converts the input direct current into alternating current by the switching operation of a plurality of switching elements, and outputs the converted alternating current to the permanent magnet type motor 110 mounted on the compressor 203, thereby causing the permanent magnet type motor.
  • the operating frequency of 110 is driven at a variable speed.
  • the inverter unit 4 is provided with an Intelligent Power Module (IPM).
  • the IPM4a has a plurality of switching elements inside.
  • the IPM4a converts the input DC voltage into an AC voltage by the switching operation of a plurality of switching elements, and outputs the converted AC to the permanent magnet type motor 110 mounted on the compressor 203 to obtain a permanent magnet type motor.
  • the operating frequency of 110 is driven at a variable speed.
  • the IPM4a has six switching elements, each connected in parallel.
  • the IPM4a converts a DC voltage into an AC voltage by the switching operation of six switching elements.
  • the IPM4a converts a DC voltage into a three-phase AC voltage by a switching operation.
  • the inverter unit 4 includes an overcurrent detection unit 5 having a function of protecting the motor current flowing from the inverter unit 4 to the permanent magnet type motor 110 against overcurrent.
  • the overcurrent detection unit 5 outputs the overcurrent from the inverter unit 4 to the permanent magnet type motor 110 by detecting the overcurrent of the motor current output from the detection output terminal 11 of the inverter unit 4, which is a terminal for detecting the overcurrent. Detects the overcurrent of the motor current to be generated.
  • the overcurrent detection unit 5 is, for example, an output bus 11 which is provided in the inverter unit 4 and outputs a motor current, and an output bus which is connected to the detection output terminal 11 and allows a motor current to flow from the detection output terminal 11. 12 and the input bus where the motor current flows from the overcurrent cutoff value setting resistor 20 whose one end side is connected to the output bus 12 and the overcurrent cutoff value setting resistor 20 which is connected to the other end side of the overcurrent cutoff value setting resistor 20. 13, a detection input terminal 14 provided in the inverter unit 4 to input a motor current from the input bus 13, a voltage detector 15 for detecting the voltage applied to the detection input terminal 14, and a voltage detector 15.
  • the overcurrent determination unit 16 determines whether or not the motor current flowing from the inverter unit 4 is an overcurrent based on the detection voltage value Vc which is the detection value of the voltage detected in the above.
  • the motor current flows to the permanent magnet type motor 110, and the motor current flows from the detection output terminal 11.
  • the voltage detector 15 extends from the detection output terminal 11 to the detection input terminal 14 when a motor current flows through the circuit from the detection output terminal 11 including the overcurrent cutoff value setting resistor 20 to the detection input terminal 14. The potential difference generated at both ends of the circuit, that is, the voltage is measured.
  • the detection input terminal 14 is an overcurrent detection terminal to which a voltage for detecting an overcurrent is applied.
  • the overcurrent determination unit 16 determines whether or not the motor current flowing from the inverter unit 4 is an overcurrent based on the detection voltage value Vc which is the detection value of the voltage detected by the voltage detector 15, and the determination result. Is output to the control device 6.
  • the overcurrent determination unit 16 determines that the motor current is an overcurrent when the detected voltage value Vc is a voltage value equal to or higher than a preset overcurrent protection threshold value Vt.
  • the overcurrent determination unit 16 determines that the motor current is not an overcurrent when the detected voltage value Vc is a voltage value less than the preset overcurrent protection threshold value Vt.
  • the overcurrent protection threshold Vt is a threshold for the overcurrent determination unit 16 to determine whether or not the motor current is an overcurrent by comparing with the detected voltage value Vc, and is the demagnetization limit of the permanent magnet type motor 110.
  • the voltage value is lower than the voltage value corresponding to the value.
  • the overcurrent protection threshold value Vt is set in consideration of a margin with respect to the voltage value corresponding to the demagnetization limit value of the permanent magnet type motor 110.
  • the voltage applied to the detection input terminal 14 of the inverter unit 4 is determined by the overcurrent cutoff value setting resistor 20 having a variable resistance value.
  • the overcurrent cutoff value setting resistor 20 has an overcurrent protection threshold Vt whose detection voltage value, which is a detection value of the voltage between both ends, is detected at the detection input terminal 14 when a current of the cutoff set current value flows. It is a resistance set to an overcurrent cutoff value which is a resistance value.
  • the cutoff set current value is a current value that is predetermined as a value of the motor current that executes the protection operation of the inverter unit 4 in order to detect the overcurrent of the motor current and is stored in the storage unit 6b described later.
  • the cutoff set current value is set in consideration of a margin with respect to the demagnetization limit value of the permanent magnet type motor 110. Then, the overcurrent cutoff value is detected when a current of a cutoff set current value predetermined as a value of the motor current that executes the protection operation of the inverter unit 4 that cuts off the motor current to the permanent magnet type motor 110 flows.
  • the detected voltage value which is the detected value of the voltage between both ends detected at the input terminal 14, is the resistance value at which the overcurrent protection threshold Vt is obtained.
  • the overcurrent cutoff value setting resistor 20 has a shunt resistor 21 and a voltage dividing resistor 22. That is, the voltage applied to the detection input terminal 14 of the inverter unit 4 is determined by the shunt resistor 21 and the voltage dividing resistor 22.
  • the shunt resistor 21 and the voltage dividing resistor 22 are examples of configurations for realizing the overcurrent detecting unit 5.
  • the shunt resistor 21 is composed of one or more resistance elements, and converts the current value of the motor current into a voltage value.
  • the shunt resistor 21 may be composed of one resistance element.
  • the shunt resistance 21 is often set to a low resistance value, and one resistance element may exceed the rated power. Therefore, when the applied power exceeds the rated power of one resistance element, the shunt resistance 21 may be composed of two or more resistance elements.
  • FIG. 2 shows an image in which the shunt resistor 21 is composed of a plurality of resistance elements.
  • the voltage dividing resistor 22 is composed of two or more resistance elements, divides the voltage value converted by the shunt resistor 21, and outputs the voltage value to the detection input terminal 14 via the input bus 13. That is, the current value of the motor current is converted into a voltage value, and the voltage divided by the voltage dividing resistor 22 is further applied to the detection input terminal 14.
  • the voltage dividing resistor 22 is provided to control the potential of the detection input terminal 14.
  • the voltage dividing resistor 22 is a known circuit configured by using two resistors and designed to generate a voltage proportional to a certain voltage.
  • a plurality of shunt resistors 21 and voltage dividing resistors 22 are mounted in advance.
  • the shunt resistor 21 is provided with n shunt resistors 21 having a first shunt resistor 21a, a second shunt resistor 21b, ... Nth shunt resistor 21n.
  • the n shunt resistors 21 have different resistance values.
  • the voltage dividing resistor 22 is provided with n voltage dividing resistors 22 having a first voltage dividing resistor 22a, a second voltage dividing resistor 22b, and ... nth voltage dividing resistor 22n.
  • the n voltage dividing resistors 22 have different voltage dividing ratios.
  • the on and off of the plurality of shunt resistors 21 can be switched by switches 23 individually provided for the plurality of shunt resistors 21.
  • the first shunt resistor 21a is turned on and off by the first switch 23a, which is a switch 23.
  • the second shunt resistor 21b is turned on and off by the second switch 23b, which is a switch 23.
  • the nth shunt resistor 21n is turned on and off by the nth switch 23n, which is a switch 23.
  • the on and off of the plurality of voltage dividing resistors 22 can be switched by switches 24 individually provided for the plurality of voltage dividing resistors 22.
  • the first switch 24a which is a switch 24, switches the on and off of the first voltage dividing resistor 22a.
  • the second voltage dividing resistor 22b is turned on and off by the second switch 24b, which is a switch 24.
  • the nth voltage dividing resistor 22n is turned on and off by the nth switch 24n, which is a switch 24.
  • the overcurrent cutoff value is determined by the combination of the shunt resistor 21 and the voltage dividing resistor 22.
  • the switch 23 and the switch 24 are controlled based on the compressor identification signal output from the indoor unit control board 212 mounted on the indoor unit 211 of the air conditioner 200 to the control device 6. For example, when it is determined that the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is the first compressor 203a based on the compressor identification signal transmitted from the indoor unit control board 212, the first switch 23a And the first switch 24a is turned on, the first shunt resistance 21a and the first voltage dividing resistance 22a are connected to the inverter unit 4, and the overcurrent cutoff value suitable for the first compressor 203a is set. Further, as the switch 23 and the switch 24, a switch element such as a relay is used.
  • the configuration of the overcurrent detection unit 5 described above is an example of the overcurrent detection unit 5, and the configuration of the overcurrent detection unit 5 is not limited to the above configuration.
  • the control device 6 controls the inverter unit 4, the switch 23, and the switch 24. Further, the control device 6 controls the interruption of the overcurrent.
  • the control device 6 is connected to the inverter unit 4, the switch 23, the switch 24, and the indoor unit control board 212 mounted on the indoor unit 211 of the air conditioner 200.
  • the control device 6 includes a compressor determination unit 6a, a storage unit 6b, an overcurrent cutoff value determination unit 6c, and a compressor operation control unit 6d.
  • FIG. 3 is a diagram showing a functional configuration of the control device 6 according to the first embodiment.
  • the compressor determination unit 6a receives the compressor identification signal and determines the compressor 203 connected to the motor drive control device 100.
  • the compressor identification signal is connected to the type of compressor 203 connected to the motor drive control device 100, that is, the motor drive control device 100, among a plurality of compressors 203 having different specifications that can be controlled by the motor drive control device 100. It is a signal for identifying and determining the model of the compressor 203, and includes information on the type of the compressor 203 connected to the motor drive control device 100.
  • the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 can be rephrased as the compressor 203 to be controlled.
  • the compressor determination unit 6a controls based on the compressor identification signal that specifies the compressor 203 to be controlled from any one of the plurality of compressors 203 having different specifications that can be controlled by the motor drive control device 100. Determine the target compressor 203.
  • the source of the compressor identification signal is the indoor unit control board 212 mounted on the indoor unit 211 of the air conditioner 200.
  • the compressor identification signal is paraphrased as a motor identification signal that specifies the permanent magnet type motor 110 to be controlled by any one of the plurality of permanent magnet type motors 110 having different specifications that can be controlled by the motor drive control device 100.
  • the compressor determination unit 6a is a permanent magnet type to be controlled based on a motor identification signal that specifies any one of a plurality of permanent magnet type motors 110 having different specifications that can be controlled by the motor drive control device 100. In other words, it is a motor determination unit that determines the motor 110.
  • the compressor determination unit 6a is a type of compressor 203 connected to the motor drive control device 100 based on the compressor identification signal received from the indoor unit control board 212 of the indoor unit 211 via the communication line 41. Can be determined and specified.
  • the compressor determination unit 6a outputs the determination result, that is, information on the type of the compressor 203 connected to the motor drive control device 100, to the overcurrent cutoff value determination unit 6c and the compressor operation control unit 6d.
  • the storage unit 6b is a storage unit included in the control device 6, and information on the types of a plurality of compressors 203 having different specifications that can be connected to the motor drive control device 100 is stored in advance.
  • n types of compressors of the first compressor 203a, the second compressor 203b, ..., The nth compressor 203n which are a plurality of compressors 203 having different device specifications.
  • the type of information for each of the 203 is stored in advance in the storage unit 6b.
  • the overcurrent cutoff value determination process individually corresponding to each of the plurality of n types of compressors 203 is stored as a program.
  • the first mode for performing the control of the first compressor 203a and the overcurrent cutoff value determination process the second mode for performing the control of the second compressor 203b and the overcurrent cutoff value determination process, and so on.
  • the nth mode for controlling the nth compressor 203n and performing the overcurrent cutoff value determination process is stored in the storage unit 6b in advance.
  • n types which are the same as the types of the compressor 203 stored in the storage unit 6b, are set.
  • the overcurrent cutoff value determination process is a process of setting the overcurrent cutoff value setting resistor 20 to a individually predetermined resistance value for each of a plurality of compressors 203 having different specifications that can be controlled by the motor drive control device 100.
  • Permanent magnet type motors 110 having different specifications are mounted on each of the plurality of compressors 203. That is, the storage unit 6b stores the resistance value of the overcurrent cutoff value setting resistor 20 individually predetermined for each of the plurality of permanent magnet type motors 110 having different specifications that can be controlled by the motor drive control device 100. It can be said that it has been done.
  • the overcurrent cutoff value determination unit 6c executes an overcurrent cutoff value determination process individually corresponding to the compressor 203 to be controlled, which is stored in the storage unit 6b, and causes the overcurrent cutoff value setting resistor 20 to perform the overcurrent cutoff value determination process.
  • the resistance value is set to the resistance value corresponding to the compressor 203 to be controlled.
  • the overcurrent cutoff value determination process individually corresponding to the compressor 203 to be controlled can be rephrased as the overcurrent cutoff value determination process individually corresponding to the permanent magnet type motor 110 to be controlled.
  • the overcurrent cutoff value determining unit 6c exceeds the resistance value stored in the storage unit 6b, which individually corresponds to the compressor 203 determined to be the compressor 203 to be controlled, which is shown in the information of the type of the compressor 203.
  • the overcurrent cutoff value determination process for switching the resistance value of the current cutoff value setting resistor 20 is executed. That is, the overcurrent cutoff value determining unit 6c determines the resistance value of the overcurrent cutoff value setting resistor 20, which is a cutoff value set to cut off the overcurrent of the motor current and perform the protection operation of the inverter unit 4. Then, the resistance value of the overcurrent cutoff value setting resistor 20 is switched to the determined resistance value.
  • the overcurrent cutoff value determination unit 6c executes the overcurrent cutoff value determination process when the information on the type of the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is acquired from the compressor determination unit 6a.
  • the compressor determination unit indicates that the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is the first compressor 203a.
  • the process is executed when it is determined by 6a. That is, when the overcurrent cutoff value determination unit 6c acquires a compressor identification signal indicating that the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is the first compressor 203a from the compressor determination unit 6a, The processing of the first mode is executed.
  • the control of turning on the first switch 23a and the first switch 24a is performed.
  • the inverter unit 4 is connected to the first shunt resistor 21a and the first voltage dividing resistor 22a, and an overcurrent cutoff value suitable for the first compressor 203a is set. Will be done.
  • the compressor determination unit indicates that the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is the second compressor 203b.
  • the process is executed when it is determined by 6a. That is, when the overcurrent cutoff value determination unit 6c acquires a compressor identification signal indicating that the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is the second compressor 203b from the compressor determination unit 6a, The processing of the second mode is executed. As the processing of the second mode, the control of turning on the second switch 23b and the second switch 24b is performed.
  • the inverter section 4 is connected to the second shunt resistor 21b and the second voltage dividing resistor 22b, and an overcurrent cutoff value suitable for the second compressor 203b is set. Will be done.
  • the compressor determination unit indicates that the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is the nth compressor 203n.
  • the process is executed when it is determined by 6a. That is, when the overcurrent cutoff value determination unit 6c acquires a compressor identification signal indicating that the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is the nth compressor 203n from the compressor determination unit 6a, The nth mode process is executed. As the processing of the nth mode, control is performed to turn on the nth switch 23n and the nth switch 24n.
  • the inverter unit 4 By turning on the nth switch 23n and the nth switch 24n, the inverter unit 4 is connected to the nth shunt resistor 21n and the nth voltage dividing resistor 22n, and an overcurrent cutoff value suitable for the nth compressor 203n is set. Will be done.
  • the overcurrent cutoff value determining unit 6c switches the overcurrent cutoff value setting resistance to the resistance value corresponding to the permanent magnet type motor 110 determined to be the permanent magnet type motor 110 to be controlled based on the compressor identification signal. ..
  • the compressor operation control unit 6d executes a process of driving the compressor 203 when the information on the type of the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is acquired from the compressor determination unit 6a. That is, the compressor operation control unit 6d generates a drive signal for driving the permanent magnet type motor 110 of the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 and transmits the drive signal to the inverter unit 4 to drive the motor.
  • the inverter unit 4 controls the drive of the permanent magnet type motor 110 of the compressor 203 connected to the drive control device 100.
  • the compressor operation control unit 6d has a protection function of the inverter unit 4 that protects the inverter unit 4 against an overcurrent of the motor current.
  • the compressor operation control unit 6d executes a process of stopping the compressor 203 when an abnormal signal is received from the inverter unit 4 via the abnormal signal communication line 42. That is, the compressor operation control unit 6d shuts off the motor current of the compressor 203 to the permanent magnet type motor 110 by stopping the transmission of the drive signal to the inverter unit 4, and stops the compressor 203. Perform the protection operation of 4. Since the compressor operation control unit 6d controls the operation of the permanent magnet type motor 110 inside the compressor 203, it can be paraphrased as a motor operation control unit that controls the operation of the permanent magnet type motor 110 to be controlled. Further, the compressor operation control unit 6d has a function as a cutoff unit that cuts off the motor current to the permanent magnet type motor 110.
  • the demagnetization limit value of the permanent magnet type motor 110 of the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is 25 amperes (A)
  • the motor current flowing from the inverter unit 4 to the compressor 203 exceeds 20 A. It is assumed that overcurrent interruption is sometimes performed.
  • the detection input terminal 14 of the inverter unit 4 is configured to operate the protection function against overcurrent of the inverter unit 4 when a voltage of 0.4 V or more is applied
  • the shunt resistor 21 is 25 m ⁇ and the voltage dividing resistor 22 is.
  • the combination of the shunt resistor 21 and the voltage dividing resistor 22 is set on using the switch 23 and the switch 24 so as to divide the voltage converted by the shunt resistor 21 into four-fifths.
  • 0.4 V is the above-mentioned overcurrent protection threshold value Vt, which is stored in advance in the overcurrent determination unit 16.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation procedure of the motor drive control device 100 according to the first embodiment.
  • step S110 when the compressor determination unit 6a receives the compressor identification signal from the indoor unit control board 212, the control device 6 starts the control operation of the permanent magnet type motor 110.
  • step S120 the compressor determination unit 6a first determines the compressor 203 to be controlled by the motor drive control device 100, that is, the compressor 203 connected to the motor drive control device 100, based on the compressor identification signal. It is determined whether or not the compressor 203a is used.
  • step S120 If it is determined that the compressor 203 to be controlled by the motor drive control device 100 is the first compressor 203a, the result is Yes in step S120, and the compressor determination unit 6a determines the determination result, that is, the motor drive control device 100.
  • Information on the type of compressor 203 connected to the compressor 203 is output to the overcurrent cutoff value determination unit 6c and the compressor operation control unit 6d, and the process proceeds to step S130.
  • the information on the type of the compressor 203 here includes information indicating the first compressor 203a.
  • step S120 If it is determined that the compressor 203 to be controlled by the motor drive control device 100 is not the first compressor 203a, the result is No in step S120, and the process proceeds to step S150.
  • step S130 the overcurrent cutoff value determination unit 6c is the first mode of the overcurrent cutoff value determination process corresponding to the first compressor 203a shown in the type information of the compressor 203 acquired from the compressor determination unit 6a. Executes the processing of.
  • step S140 the overcurrent cutoff value determining unit 6c controls to turn on the first switch 23a and the first switch 24a as the processing of the first mode.
  • the overcurrent cutoff value determining unit 6c transmits a switch control signal instructing on or off to the switch 23 and the switch 24 to be controlled.
  • the inverter unit 4 is connected to the first shunt resistor 21a and the first voltage dividing resistor 22a, and an overcurrent cutoff value suitable for the first compressor 203a is set. Will be done.
  • step S150 the compressor determination unit 6a determines that the compressor 203 to be controlled by the motor drive control device 100, that is, the compressor 203 connected to the motor drive control device 100, is second based on the compressor identification signal. It is determined whether or not the compressor 203b is used. If it is determined that the compressor 203 to be controlled by the motor drive control device 100 is the second compressor 203b, the result is Yes in step S150, and the compressor determination unit 6a determines the determination result, that is, the motor drive control device 100.
  • Information on the type of compressor 203 connected to the compressor 203 is output to the overcurrent cutoff value determination unit 6c and the compressor operation control unit 6d, and the process proceeds to step S160.
  • the information on the type of compressor 203 here includes information indicating the second compressor 203b.
  • step S150 If it is determined that the compressor 203 to be controlled by the motor drive control device 100 is not the second compressor 203b, the result is No in step S150, and the process proceeds to step S180.
  • step S160 the overcurrent cutoff value determination unit 6c is the second mode of the overcurrent cutoff value determination process corresponding to the second compressor 203b shown in the type information of the compressor 203 acquired from the compressor determination unit 6a. Executes the processing of.
  • step S170 the overcurrent cutoff value determining unit 6c controls to turn on the second switch 23b and the second switch 24b as the processing of the second mode.
  • the inverter unit 4 is connected to the second shunt resistor 21b and the second voltage dividing resistor 22b, and an overcurrent cutoff value suitable for the second compressor 203b is set. Will be done.
  • the overcurrent cutoff value determining unit 6c is a third compressor 203 in which the compressor 203 indicated in the compressor identification signal received from the indoor unit control board 212 is stored in the storage unit 6b. Whether or not the compressor 203c, the fourth compressor 203d, ... Are sequentially determined. When it is determined that the compressor 203 indicated by the compressor identification signal received from the indoor unit control board 212 is the compressor 203 stored in the storage unit 6b, the determination is made in the same manner as in steps S130 and S140 described above. The process corresponding to the compressed compressor 203 is executed.
  • the overcurrent cutoff value determination unit is in step S180.
  • 6c indicates whether or not the compressor 203 to be controlled by the motor drive control device 100, that is, the compressor 203 connected to the motor drive control device 100 is the nth compressor 203n based on the compressor identification signal. To judge.
  • step S180 If it is determined that the compressor 203 to be controlled by the motor drive control device 100 is the nth compressor 203n, the result is Yes in step S180, and the compressor determination unit 6a determines the determination result, that is, the motor drive control device 100.
  • Information on the type of compressor 203 connected to the compressor 203 is output to the overcurrent cutoff value determination unit 6c and the compressor operation control unit 6d, and the process proceeds to step S190.
  • the information on the type of compressor 203 here includes information indicating the nth compressor 203n.
  • step S180 If it is determined that the compressor 203 to be controlled by the motor drive control device 100 is not the nth compressor 203n, the result is No in step S180, and the process proceeds to step S270.
  • step S190 the overcurrent cutoff value determination unit 6c is the nth mode of the overcurrent cutoff value determination process corresponding to the nth compressor 203n shown in the type information of the compressor 203 acquired from the compressor determination unit 6a. Executes the processing of.
  • step S200 the overcurrent cutoff value determining unit 6c is controlled to turn on the nth switch 23n and the nth switch 24n as the processing of the nth mode.
  • the inverter unit 4 is connected to the nth shunt resistor 21n and the nth voltage dividing resistor 22n, and an overcurrent cutoff value suitable for the nth compressor 203n is set. Will be done.
  • the compressor determination unit 6a determines in steps such as step S120, step S150, and step S180 whether or not the compressor 203 indicated by the compressor identification signal is the compressor 203 stored in the storage unit 6b. do.
  • step S210 the compressor operation control unit 6d of the control device 6 is processed in any of the first mode to the nth mode of the overcurrent cutoff value determination process, and the switch 23 and the switch 24 are combined.
  • the switch 23 and the switch 24 of any combination of the above are turned on, a drive signal for driving the permanent magnet type motor 110 of the compressor 203 shown in the information of the type of the compressor 203 is generated. It is transmitted to the inverter unit 4.
  • step S220 when the inverter unit 4 receives the drive signal from the control device 6, the inverter unit 4 starts the operation of the compressor 203 according to the drive signal.
  • step S230 the overcurrent detection unit 5 starts detecting the overcurrent of the motor current. Then, the overcurrent determination unit 16 determines whether or not the overcurrent of the motor current is detected. The overcurrent determination unit 16 determines whether or not the motor current flowing from the inverter unit 4 is an overcurrent based on the detection voltage value Vc which is the detection value of the voltage detected by the voltage detector 15, and the determination result. Is output to the control device 6. The overcurrent determination unit 16 determines that the overcurrent of the motor current has been detected when the detection voltage value Vc is a voltage value equal to or higher than a preset overcurrent protection threshold value Vt. The overcurrent determination unit 16 determines that the overcurrent of the motor current has not been detected when the detection voltage value Vc is a voltage value less than the preset overcurrent protection threshold value Vt.
  • step S230 If it is determined that the overcurrent of the motor current has been detected, the result is Yes in step S230, and the overcurrent determination unit 16 outputs an overcurrent detection signal indicating that the overcurrent of the motor current has been detected to the inverter unit 4. The process proceeds to step S240. If it is determined that the overcurrent of the motor current has not been detected, the result is No in step S230, and step S230 is repeated.
  • step S240 the inverter unit 4 stops the compressor 203 when it receives the overcurrent detection signal.
  • step S250 the inverter unit 4 transmits an abnormal signal indicating that the control state of the compressor 203 is abnormal to the control device 6.
  • step S260 the compressor operation control unit 6d of the control device 6 stops the transmission of the drive signal to the inverter unit 4 after receiving the abnormal signal, and stops the compressor 203.
  • step S270 the compressor determination unit 6a controls to notify that the compressor 203 indicated in the compressor identification signal is neither the first compressor 203a nor the nth compressor 203n.
  • the compressor determination unit 6a notifies a display device using a buzzer or LED (not shown) of the compressor determination error information.
  • FIG. 5 is a diagram showing a processor 301 when at least a part of the functions of the overcurrent determination unit 16 and the control device 6 according to the first embodiment described above are realized by the processor 301. That is, at least a part of the functions of the overcurrent determination unit 16 and the control device 6 may be realized by the processor 301 that executes the program stored in the memory 302.
  • the processor 301 is a microcomputer, a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic unit, a microprocessor, or a DSP (Digital Signal Processor).
  • the memory 302 is also shown in FIG.
  • the part of the functions of the overcurrent determination unit 16 and the control device 6 is realized by the processor 301, the part of the functions is realized by the processor 301 and software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • the software or firmware is written as a program and stored in the memory 302.
  • the processor 301 realizes at least a part of the functions of the overcurrent determination unit 16 and the control device 6 by reading and executing the program stored in the memory 302.
  • the inverter unit 4 and the control device 6 are executed by at least a part of the overcurrent determination unit 16 and the control device 6.
  • It has a memory 302 for storing a program whose step is to be executed as a result. It can be said that the program stored in the memory 302 causes the computer to execute a procedure or method executed by at least a part of the overcurrent determination unit 16 and the control device 6.
  • the memory 302 is, for example, non-volatile such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory).
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
  • EEPROM registered trademark
  • it may be a volatile semiconductor memory, a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, a DVD (Digital Versatile Disk), or the like.
  • FIG. 6 is a diagram showing a processing circuit 303 when at least a part of the functions of the overcurrent determination unit 16 and the control device 6 according to the first embodiment are realized by the processing circuit 303. That is, at least a part of the overcurrent determination unit 16 and the control device 6 may be realized by the processing circuit 303.
  • the processing circuit 303 is dedicated hardware.
  • the processing circuit 303 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof. Is. A part of the overcurrent determination unit 16 and the control device 6 may be dedicated hardware separate from the rest.
  • the compressor determination unit 6a is an outdoor unit of the air conditioner 200 based on the compressor identification signal acquired from the indoor unit control board 212.
  • the type of the compressor 203 mounted on the 201 is determined. That is, in the motor drive control device 100, the compressor determination unit 6a of the permanent magnet type motor 110 mounted on the compressor 203 of the outdoor unit 201 based on the compressor identification signal acquired from the indoor unit control board 212. Determine the type. Then, the overcurrent cutoff value determining unit 6c individually sets the combination of the shunt resistance 21 and the voltage dividing resistor 22 of the overcurrent cutoff value setting resistor 20 with respect to the compressor 203 mounted on the outdoor unit 201.
  • the overcurrent cutoff value suitable for the compressor 203 mounted on the outdoor unit 201 is determined. Then, the overcurrent determination unit 16 is based on the detection voltage value Vc, which is the detection value of the voltage detected by the voltage detector 15, and the predetermined overcurrent protection threshold Vt unique to the motor drive control device 100. To detect the overcurrent of the motor current.
  • the motor drive control device 100 fixes the overcurrent protection threshold Vt without changing it, and the overcurrent protection threshold Vt and the motor current flowing through the permanent magnet type motor 110 determined to be the permanent magnet type motor 110 to be controlled.
  • Overcurrent cutoff value The overcurrent of the motor current is detected based on the detection voltage value which is the detection value of the voltage between both ends of the overcurrent cutoff value setting resistance 20 when the current flows through the overcurrent cutoff value setting resistance 20.
  • the resistance value of the overcurrent cutoff value setting resistance 20 is a permanent magnet type motor whose cutoff set current value is controlled by a predetermined current value as the value of the motor current that executes the protection operation of the inverter unit 4.
  • the detected voltage value Vc is switched to the overcurrent cutoff value, which is a resistance value that becomes the overcurrent protection threshold Vt, for each permanent magnet type motor 110.
  • the motor drive control device 100 has n different types of shunts corresponding to the permanent magnet type motors 110 of the n types of compressors 203 of the first compressor 203a to the nth compressor 203n that can be mounted on the outdoor unit 201.
  • a combination of a resistor 21 and a voltage dividing resistor 22 is provided.
  • the motor drive control device 100 is suitable for the compressor 203 regardless of which of the n types of compressors 203 of the first compressor 203a to the nth compressor 203n is mounted on the outdoor unit 201.
  • the overcurrent cutoff value can be automatically determined.
  • the motor drive control device 100 it is not necessary to use a plurality of motor drive control devices properly for each type of compressor 203 mounted on the outdoor unit 201, and the air conditioner has an easy-to-use motor drive control device. You can get 200.
  • the motor drive control device 100 it is possible to control the permanent magnet type motors 110 of a plurality of different compressors 203, and it is permanent due to an overcurrent with respect to the permanent magnet type motors 110 of the plurality of different compressors 203. It is possible to prevent demagnetization of the permanent magnet of the magnet type motor 110.
  • the motor drive control device 100 is the fan 202 of the air conditioner 200. It is also used to control the motor used in.
  • the control of the permanent magnet type motor 110 mounted on the air conditioner 200 has been described as an example, but the motor drive control device 100 is a water supply machine on which a compressor equipped with a permanent magnet type motor is mounted. It can also be applied to control refrigerators equipped with compressors equipped with permanent magnet motors.
  • the permanent magnet type motor included in the compressor of the water heater and the motor drive control device 100 are controlled by the motor drive control device 100, the same effect as described above can be obtained.
  • the configuration shown in the above embodiment is an example, and can be combined with another known technique, or a part of the configuration may be omitted or changed without departing from the gist. It is possible.

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Abstract

モータ駆動制御装置は、制御対象のモータを判定するモータ判定部と、抵抗値が可変とされた過電流遮断値設定抵抗(20)と、過電流遮断値設定抵抗(20)を制御対象のモータと判定されたモータに対応する抵抗値に切り替える過電流遮断値決定部(6c)と、インバータ部の動作を制御するとともに、制御対象のモータと判定されたモータに流れるモータ電流が過電流遮断値設定抵抗(20)に流れたときの過電流遮断値設定抵抗(20)の両端間の電圧の検出値である検出電圧値と、予め決められた過電流保護閾値とに基づいてインバータ部の保護動作を行う制御装置(6)と、を備える。過電流遮断値決定部(6c)は、インバータ部の保護動作を実行するモータ電流の値として予め決められた電流値である遮断設定電流値の電流がモータに流れたときに検出電圧値が過電流保護閾値となる抵抗値である過電流遮断値に、過電流遮断値設定抵抗(20)の抵抗値を切り替える。

Description

モータ駆動制御装置、空気調和機、給湯機、冷蔵庫
 本開示は、モータを駆動するモータ駆動制御装置、当該モータ駆動制御装置を備えた空気調和機、給湯機、冷蔵庫に関する。
 空気調和機では、永久磁石型モータが実装された圧縮機が用いられている。圧縮機に永久磁石型モータが実装されている場合、永久磁石型モータの巻線への通電などによる温度変化に伴って永久磁石の磁束が減少する減磁と呼ばれる現象が発生し、更に許容条件を超えると磁束が減磁発生前の状態に戻らない不可逆減磁と呼ばれる現象が発生する。永久磁石型モータを駆動する際、永久磁石の不可逆減磁が発生しない条件下に保つ必要がある。
 不可逆減磁を発生させない条件は、モータ電流にも依存する。このため、永久磁石型モータの駆動装置には、モータ電流を検出してモータ電流の過電流を検出する過電流検出部が設けられている。そして、過電流検出部には、永久磁石型モータへ通電されるモータ電流が、不可逆減磁が発生する電流値である減磁電流値に到達しないように、減磁電流値に対してマージンを持たせた過電流保護閾値が設定される必要がある。しかしながら、過電流検出部における電流の検出に用いられる電流検出抵抗が駆動装置によって異なるため、駆動装置毎に過電流検出部の回路定数が設定される必要があり、駆動装置の種類が増えて共有化できない。
 特許文献1には、電動機の運転周波数を可変して駆動するインバータと、インバータを流れる過電流を検出する過電流検出手段と、インバータを制御する制御手段と、制御手段で設定された過電流設定値に関する情報を入力とし、それまで保持していた過電流設定値を更新する過電流検出レベル作成手段と、過電流検出手段の出力である入力信号と制御手段が設定した過電流設定値に変換された過電流検出レベル作成手段の出力である基準信号とを比較する比較手段とを備えるインバータ装置が開示されている。このインバータ装置では、電動機、インバータおよび過電流検出用の抵抗が異なり、駆動装置毎に過電流検出手段を設定する必要がある場合、制御手段によって設定する過電流設定値となるように過電流検出レベルを調整し、自由に過電流レベルを設定できる。
特開2012-70531号公報
 しかしながら、上記特許文献1に記載の技術によれば、電動機、インバータおよび過電流検出用の抵抗が制御手段で設定できる過電流レベルに当てはまらない場合、駆動装置の共有化ができず、駆動装置の種類を減らすことができない、という問題があった。
 本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の異なるモータの制御に対応可能であるとともに複数の異なるモータに対して過電流によるモータの永久磁石の減磁を防止することが可能なモータ駆動制御装置を得ることを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるモータ駆動制御装置は、モータを駆動するモータ駆動制御装置であって、駆動信号に従って直流電圧から交流電圧を生成し、永久磁石を有するモータに出力するインバータ部と、モータ駆動制御装置が制御可能な仕様の異なる複数のモータのうちのいずれか1つを指定するモータ識別信号に基づいて制御対象のモータを判定するモータ判定部と、抵抗値が可変とされた過電流遮断値設定抵抗と、を備える。また、モータ駆動制御装置は、過電流遮断値設定抵抗を、制御対象のモータと判定されたモータに対応する抵抗値に切り替える過電流遮断値決定部と、駆動信号を生成し、インバータ部の動作を制御するとともに、制御対象のモータと判定されたモータに流れるモータ電流が過電流遮断値設定抵抗に流れたときの過電流遮断値設定抵抗の両端間の電圧の検出値である検出電圧値と、予め決められた過電流保護閾値とに基づいてインバータ部の保護動作を行う制御装置と、を備える。過電流遮断値決定部は、インバータ部の保護動作を実行するモータ電流の値として予め決められた電流値である遮断設定電流値の電流が、制御対象のモータと判定されたモータに流れたときに、検出電圧値が過電流保護閾値となる抵抗値である過電流遮断値に、過電流遮断値設定抵抗の抵抗値を切り替える。
 本開示にかかるモータ駆動制御装置は、複数の異なるモータの制御に対応可能であるとともに複数の異なるモータに対して過電流によるモータの永久磁石の減磁を防止することが可能である、という効果を奏する。
実施の形態1にかかる空気調和機の室外機の構成例を示す図 実施の形態1にかかるモータ駆動制御装置の構成を示す回路図 実施の形態1にかかる制御装置の機能構成を示す図 実施の形態1にかかるモータ駆動制御装置の動作の手順を示すフローチャート 実施の形態1にかかる過電流判定部および制御装置の少なくとも一部の機能がプロセッサによって実現される場合のプロセッサを示す図 実施の形態1にかかる過電流判定部および制御装置の少なくとも一部の機能が処理回路によって実現される場合の処理回路を示す図
 以下に、実施の形態にかかるモータ駆動制御装置、空気調和機、給湯機、冷蔵庫を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの開示が限定されるものではない。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。本開示では、重複する説明については、適宜に簡略化または省略する。
実施の形態1.
 図1は、実施の形態1にかかる空気調和機200の室外機201の構成例を示す図である。室外機201は、ファン202と、圧縮機203と、制御基板204とを備える。ファン202は、後述する永久磁石型モータ110を備え、永久磁石型モータ110を駆動させることで空気を循環させる。圧縮機203は、永久磁石型モータ110を備え、永久磁石型モータ110を駆動させることで冷媒を圧縮させる。制御基板204は、空気調和機200の制御を行うための回路が実装された、空気調和機200の室外機201に設けられた基板であり、永久磁石型モータ110の駆動を制御するモータ駆動制御装置100を備える。モータ駆動制御装置100は、ファン202で使用される永久磁石型モータ110または圧縮機203で使用される永久磁石型モータ110のうち少なくとも一方の永久磁石型モータ110について、制御を行う。
 図2は、実施の形態1にかかるモータ駆動制御装置100の構成を示す回路図である。図2には、空気調和機200の室内機211に実装される室内機制御基板212および室外機201が備える圧縮機203に実装された永久磁石型モータ110を併せて示している。室内機制御基板212は、空気調和機200の制御を行うための回路が実装された、空気調和機200の室内機211に設けられた基板である。実施の形態1にかかる空気調和機200の室外機201は、モータ駆動制御装置100と、圧縮機203に実装されてモータ駆動制御装置100によって駆動される永久磁石型モータ110とを備える。なお、空気調和機200は、モータ駆動制御装置100および永久磁石型モータ110以外にも、例えば冷媒を圧縮する四方弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、冷媒配管、室内熱交換器、などを備える。モータ駆動制御装置100および永久磁石型モータ110以外の構成については説明を割愛する。
 永久磁石型モータ110は、永久磁石を備えるモータである。永久磁石型モータ110は、モータ駆動制御装置100の後述するインバータ部4に接続され、インバータ部4から通電線111を通してモータ電流が通電される。
 本実施の形態1にかかるモータ駆動制御装置100は、圧縮機203に実装された永久磁石型モータ110へ通電されるモータ電流の過電流を検出し、永久磁石型モータ110への過電流の通電を遮断する過電流保護機能を備える回路である。圧縮機203は、空気調和機200の運転能力によって、空気調和機200の運転能力に適した仕様のものが室外機201に実装される。すなわち、圧縮機203は、空気調和機200の仕様によって選択されるものである。圧縮機203の運転能力は、圧縮機203に実装される永久磁石型モータ110にも依存する。したがって、圧縮機203に実装される永久磁石型モータ110は、空気調和機200の運転能力によって個別に選択されるものである。
 本実施の形態1にかかるモータ駆動制御装置100は、機器仕様が異なる複数の圧縮機203である第1圧縮機203a、第2圧縮機203b、・・・、第n圧縮機203nの、n種類の圧縮機203中の1台の圧縮機203が接続される。n種類の圧縮機203のそれぞれには、機器仕様が異なるn種類の永久磁石型モータ110のうちの1台の永久磁石型モータ110が実装される。すなわち、n種類の圧縮機203のそれぞれは、機器仕様が異なるn種類の永久磁石型モータ110を備えており、性能が異なる。モータ駆動制御装置100は、機器仕様が異なるn種類の圧縮機203について、制御可能である。
 また、圧縮機203に実装される永久磁石型モータ110の内部の永久磁石には、永久磁石型モータ110の巻線への通電などによる温度変化に伴って永久磁石の磁束が減少する減磁と呼ばれる現象が発生する。そして、減磁の許容条件を超えると磁束が減磁発生前の状態に戻らない不可逆減磁と呼ばれる現象が発生する。永久磁石型モータ110の内部の永久磁石に不可逆減磁が発生する場合に永久磁石型モータ110に流れるモータ電流の電流値を減磁限界値と呼ぶ。すなわち、減磁限界値は、永久磁石の磁束が減磁発生前の状態に戻ることができる減磁の限界値に対応する、永久磁石型モータ110に流れるモータ電流の電流値である。減磁限界値を超えるモータ電流が永久磁石型モータ110に流れると、永久磁石は、磁束が減磁発生前の状態に戻らなくなり、磁石としての特性を失う。この結果、圧縮機203が動作しなくなる。モータ駆動制御装置100は、空気調和機200の室外機201の内部に実装される。
 モータ駆動制御装置100は、リアクトル1と、整流部2と、平滑コンデンサ3と、インバータ部4と、過電流検出部5と、過電流遮断値設定抵抗20と、制御装置6と、を有する。
 リアクトル1は、電力源30に接続され、電力源30から供給される交流電圧に含まれる高調波を抑制する。電力源30は、商用電源でもよく、電池およびバッテリなどを含む直流電源でもよく、交流電圧を直流電圧に変換する周知のコンバータを含む交直電力変換器であってもよい。
 整流部2は、リアクトル1において高調波が抑制された交流電圧を整流する。整流部2には、ダイオードブリッジ等の素子が使用される。
 平滑コンデンサ3は、整流部2において整流された直流電圧を平滑化する。平滑コンデンサ3には、電解コンデンサ等の素子が使用される。
 インバータ部4は、制御装置6において電圧指令に基づいて生成される駆動信号である各相のパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)制御信号に従って、平滑コンデンサ3から供給される直流電圧を、永久磁石型モータ110を所望の周波数すなわち所望の回転速度で駆動するための三相交流電圧に変換し、永久磁石型モータ110へ印加する。すなわち、インバータ部4は、平滑コンデンサ3から供給される直流電圧から三相交流電圧を生成する。インバータ部4は、制御装置6から送信される駆動信号に従って永久磁石型モータ110を駆動する。
 インバータ部4は、内部に複数のスイッチング素子を有する。インバータ部4は、入力された直流を複数のスイッチング素子のスイッチング動作によって交流に変換して、変換した交流を圧縮機203に実装される永久磁石型モータ110に出力することにより、永久磁石型モータ110の運転周波数を可変速で駆動する。
 インバータ部4は、インテリジェントパワーモジュール(Intelligent Power Module:IPM)を備える。IPM4aは、内部に複数のスイッチング素子を有する。IPM4aは、入力された直流電圧を複数のスイッチング素子のスイッチング動作によって交流電圧に変換して、変換した交流を圧縮機203に実装される永久磁石型モータ110に出力することにより、永久磁石型モータ110の運転周波数を可変速で駆動する。IPM4aは、それぞれ並列に接続された6個のスイッチング素子を有する。IPM4aは、6個のスイッチング素子のスイッチング動作により直流電圧を交流電圧に変換する。IPM4aは、スイッチング動作によって直流電圧を三相交流電圧に変換する
 また、インバータ部4は、インバータ部4から永久磁石型モータ110に流れるモータ電流の過電流に対する保護機能を備える過電流検出部5を備える。過電流検出部5は、過電流検出用の端子であるインバータ部4の検出用出力端子11から出力されるモータ電流の過電流を検出することにより、インバータ部4から永久磁石型モータ110に出力されるモータ電流の過電流を検出する。
 過電流検出部5は、例えば、インバータ部4に設けられてモータ電流が出力される検出用出力端子11と、検出用出力端子11に接続されて検出用出力端子11からモータ電流が流れる出力母線12と、一端側が出力母線12に接続された過電流遮断値設定抵抗20と、過電流遮断値設定抵抗20の他端側に接続されて過電流遮断値設定抵抗20からモータ電流が流れる入力母線13と、インバータ部4に設けられて入力母線13からモータ電流が入力される検出用入力端子14と、検出用入力端子14に印加される電圧を検出する電圧検出器15と、電圧検出器15において検出された電圧の検出値である検出電圧値Vcに基づいて、インバータ部4から流れるモータ電流が過電流であるか否かを判定する過電流判定部16と、を備える。
 インバータ部4からは、永久磁石型モータ110にモータ電流が流れるとともに、検出用出力端子11からモータ電流が流れる。電圧検出器15は、過電流遮断値設定抵抗20を含む検出用出力端子11から検出用入力端子14までの回路にモータ電流が流れるときの、検出用出力端子11から検出用入力端子14までの回路の両端に発生する電位差、すなわち電圧を計測する。検出用入力端子14は、過電流を検出するための電圧が印加される過電流検出端子である。
 過電流判定部16は、電圧検出器15において検出された電圧の検出値である検出電圧値Vcに基づいて、インバータ部4から流れるモータ電流が過電流であるか否かを判定し、判定結果を制御装置6に出力する。過電流判定部16は、検出電圧値Vcが予め設定された過電流保護閾値Vt以上の電圧値である場合に、モータ電流が過電流であると判定する。過電流判定部16は、検出電圧値Vcが予め設定された過電流保護閾値Vt未満の電圧値である場合に、モータ電流が過電流でないと判定する。
 過電流保護閾値Vtは、過電流判定部16が検出電圧値Vcと比較することによりモータ電流が過電流であるか否かを判定するための閾値であり、永久磁石型モータ110の減磁限界値に対応する電圧値よりも低い電圧値である。過電流保護閾値Vtは、永久磁石型モータ110の減磁限界値に対応する電圧値に対してマージンを考慮した上で設定される。過電流保護閾値Vtを減磁限界値に対応する電圧値よりも低い電圧値とすることで、永久磁石型モータ110が備える永久磁石における不可逆減磁の発生を防止することができる。
 インバータ部4の検出用入力端子14に印加される電圧は、抵抗値が可変とされた過電流遮断値設定抵抗20によって決定される。過電流遮断値設定抵抗20は、遮断設定電流値の電流が流れたときに検出用入力端子14において検出される、両端間の電圧の検出値である検出電圧値が後述する過電流保護閾値Vtとなる抵抗値である過電流遮断値に設定される抵抗である。遮断設定電流値は、モータ電流の過電流を検出するためにインバータ部4の保護動作を実行するモータ電流の値として予め決められて後述する記憶部6bに記憶されている電流値である。遮断設定電流値は、永久磁石型モータ110の減磁限界値に対してマージンを考慮した上で設定される。そして、過電流遮断値は、永久磁石型モータ110へのモータ電流を遮断するインバータ部4の保護動作を実行するモータ電流の値として予め決められた遮断設定電流値の電流が流れたときに検出用入力端子14において検出される、両端間の電圧の検出値である検出電圧値が過電流保護閾値Vtとなる抵抗値である。
 過電流遮断値設定抵抗20は、シャント抵抗21と分圧抵抗22とを有する。すなわち、インバータ部4の検出用入力端子14に印加される電圧は、シャント抵抗21と分圧抵抗22とによって決定される。シャント抵抗21と分圧抵抗22とは、過電流検出部5を実現するための構成の一例である。
 シャント抵抗21は、一端が出力母線12に接続され、他端が分圧抵抗22に接続されている。シャント抵抗21は、1個以上の抵抗素子によって構成され、モータ電流の電流値を電圧値に変換する。シャント抵抗21は、抵抗素子1個で構成されてもよい。シャント抵抗21は、抵抗値が低い値に設定されることが多く、抵抗素子1個では定格電力を超過することもある。このため、印加される電力が抵抗素子1個の定格電力を超過する場合には、シャント抵抗21は、抵抗素子2個以上で構成されてもよい。図2においては、シャント抵抗21が複数の抵抗素子で構成されるイメージを示している。
 分圧抵抗22は、一端がシャント抵抗21に接続され、他端が入力母線13に接続されている。分圧抵抗22は、2個以上の抵抗素子によって構成され、シャント抵抗21によって変換された電圧値を分圧し、入力母線13を介して検出用入力端子14に出力する。すなわち、検出用入力端子14には、モータ電流の電流値が電圧値に変換され、さらに分圧抵抗22によって分圧された電圧が印加される。分圧抵抗22は、検出用入力端子14の電位を制御するために設けられている。分圧抵抗22は、2つの抵抗を用いて構成され、ある電圧に比例した電圧を発生させるよう設計された公知の回路である。
 本実施の形態1において、シャント抵抗21と分圧抵抗22とは、それぞれ予め複数が実装される。一例として、シャント抵抗21は、第1シャント抵抗21a、第2シャント抵抗21b、・・・第nシャント抵抗21nのn個のシャント抵抗21が設けられる。n個のシャント抵抗21は、それぞれ異なる抵抗値を有する。分圧抵抗22は、第1分圧抵抗22a、第2分圧抵抗22b、・・・第n分圧抵抗22nのn個の分圧抵抗22が設けられる。n個の分圧抵抗22は、それぞれ異なる分圧比を有する。
 複数のシャント抵抗21のオンおよびオフは、複数のシャント抵抗21に対して個別に設けられたスイッチ23によって切り替えられる。第1シャント抵抗21aのオンおよびオフは、スイッチ23である第1スイッチ23aによって切り替えられる。第2シャント抵抗21bのオンおよびオフは、スイッチ23である第2スイッチ23bによって切り替えられる。第nシャント抵抗21nのオンおよびオフは、スイッチ23である第nスイッチ23nによって切り替えられる。
 複数の分圧抵抗22のオンおよびオフは、複数の分圧抵抗22に対して個別に設けられたスイッチ24によって切り替えられる。第1分圧抵抗22aのオンおよびオフは、スイッチ24である第1スイッチ24aによって切り替えられる。第2分圧抵抗22bのオンおよびオフは、スイッチ24である第2スイッチ24bによって切り替えられる。第n分圧抵抗22nのオンおよびオフは、スイッチ24である第nスイッチ24nによって切り替えられる。
 過電流遮断値は、シャント抵抗21と分圧抵抗22との組み合わせによって決定される。スイッチ23およびスイッチ24は、空気調和機200の室内機211に実装される室内機制御基板212から制御装置6に出力される圧縮機識別信号に基づいて制御される。例えば、室内機制御基板212から送信された圧縮機識別信号に基づいて、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203が第1圧縮機203aであると判定された場合、第1スイッチ23aおよび第1スイッチ24aをオンにし、インバータ部4に第1シャント抵抗21aおよび第1分圧抵抗22aを接続し、第1圧縮機203aに適した過電流遮断値を設定する。また、スイッチ23およびスイッチ24は、リレー等のスイッチ素子が用いられる。
 なお、上述した過電流検出部5の構成は、過電流検出部5の一例であり、過電流検出部5の構成は上記の構成に限定されない。
 制御装置6は、インバータ部4と、スイッチ23と、スイッチ24とを制御する。また、制御装置6は、過電流の遮断を制御する。制御装置6は、インバータ部4、スイッチ23、スイッチ24および空気調和機200の室内機211に実装される室内機制御基板212に接続される。制御装置6は、圧縮機判定部6aと、記憶部6bと、過電流遮断値決定部6cと、圧縮機運転制御部6dと、を有する。図3は、実施の形態1にかかる制御装置6の機能構成を示す図である。
 圧縮機判定部6aは、圧縮機識別信号を受信し、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203を判定する。圧縮機識別信号は、モータ駆動制御装置100が制御可能な異なる仕様の複数の圧縮機203のうち、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の種類、すなわちモータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の機種を識別して判定するための信号であり、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の種類の情報が含まれている。モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203は、制御対象の圧縮機203と換言できる。すなわち、圧縮機判定部6aは、モータ駆動制御装置100が制御可能な仕様の異なる複数の圧縮機203のうちのいずれか1つの制御対象の圧縮機203を指定する圧縮機識別信号に基づいて制御対象の圧縮機203を判定する。圧縮機識別信号の送信元は、本実施の形態1の場合、空気調和機200の室内機211に実装される室内機制御基板212とする。
 また、モータ駆動制御装置100が制御可能な異なる仕様の複数の圧縮機203のそれぞれには、機器仕様が異なる複数種類の永久磁石型モータ110のうちの1台の永久磁石型モータ110が実装されている。したがって、圧縮機識別信号は、モータ駆動制御装置100が制御可能な仕様の異なる複数の永久磁石型モータ110のうちのいずれか1つの制御対象の永久磁石型モータ110を指定するモータ識別信号と換言できる。したがって、圧縮機判定部6aは、モータ駆動制御装置100が制御可能な仕様の異なる複数の永久磁石型モータ110のうちのいずれか1つを指定するモータ識別信号に基づいて制御対象の永久磁石型モータ110を判定するモータ判定部と換言できる。
 すなわち、圧縮機判定部6aは、通信線41を介して室内機211の室内機制御基板212から受信する圧縮機識別信号に基づいて、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の種類を判定し、特定することができる。圧縮機判定部6aは、判定結果、すなわち、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の種類の情報を、過電流遮断値決定部6cおよび圧縮機運転制御部6dに出力する。
 記憶部6bは、制御装置6が備える記憶部であり、モータ駆動制御装置100に接続可能な異なる仕様の複数の圧縮機203の種類の情報が予め記憶される。一例として、本実施の形態1の場合、機器仕様が異なる複数の圧縮機203である第1圧縮機203a、第2圧縮機203b、・・・、第n圧縮機203nの、n種類の圧縮機203のそれぞれについての種類の情報が、予め記憶部6bに記憶される。
 また、記憶部6bには、複数のn種類の圧縮機203のそれぞれに個別に対応する過電流遮断値決定処理がプログラムとして記憶される。例えば、第1圧縮機203aの制御および過電流遮断値決定処理を実施するための第1モード、第2圧縮機203bの制御および過電流遮断値決定処理を実施するための第2モード、・・・第n圧縮機203nの制御および過電流遮断値決定処理を実施するための第nモード、が予め記憶部6bに記憶される。過電流遮断値決定処理は、記憶部6bに記憶される圧縮機203の種類と同じn種類が設定される。
 過電流遮断値決定処理は、モータ駆動制御装置100が制御可能な仕様の異なる複数の圧縮機203のそれぞれに対して個別に予め決められた抵抗値に過電流遮断値設定抵抗20を設定する処理である。複数の圧縮機203のそれぞれには、仕様の異なる永久磁石型モータ110が実装されている。すなわち、記憶部6bには、モータ駆動制御装置100が制御可能な仕様の異なる複数の永久磁石型モータ110のそれぞれに対して個別に予め決められた過電流遮断値設定抵抗20の抵抗値が記憶されているといえる。
 過電流遮断値決定部6cは、記憶部6bに記憶されている、制御対象の圧縮機203に対して個別に対応した過電流遮断値決定処理を実行して、過電流遮断値設定抵抗20の抵抗値を制御対象の圧縮機203に対応した抵抗値に設定する。制御対象の圧縮機203に対して個別に対応した過電流遮断値決定処理は、制御対象の永久磁石型モータ110に対して個別に対応した過電流遮断値決定処理と換言できる。
 過電流遮断値決定部6cは、圧縮機203の種類の情報に示される、制御対象の圧縮機203と判定された圧縮機203に個別に対応する、記憶部6bに記憶された抵抗値に過電流遮断値設定抵抗20の抵抗値を切り替える、過電流遮断値決定処理を実行する。すなわち、過電流遮断値決定部6cは、モータ電流の過電流を遮断してインバータ部4の保護動作を行うために設定される遮断値である、過電流遮断値設定抵抗20の抵抗値を決定し、決定した抵抗値に過電流遮断値設定抵抗20の抵抗値を切り替える。過電流遮断値決定部6cは、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の種類の情報を圧縮機判定部6aから取得したときに、過電流遮断値決定処理を実行する。
 過電流遮断値決定部6cの処理の一例として、過電流遮断値決定処理の第1モード、第2モードおよび第nモードについて説明する。過電流遮断値決定部6cにより実行される過電流遮断値決定処理の第1モードは、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203が第1圧縮機203aであることが圧縮機判定部6aによって判定されたときに処理が実行される。すなわち、過電流遮断値決定部6cは、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203が第1圧縮機203aである旨の圧縮機識別信号を圧縮機判定部6aから取得したときに、第1モードの処理を実行する。第1モードの処理として、第1スイッチ23aおよび第1スイッチ24aをオンにする制御が行われる。第1スイッチ23aおよび第1スイッチ24aをオンにすることで、インバータ部4は第1シャント抵抗21aおよび第1分圧抵抗22aに接続され、第1圧縮機203aに適した過電流遮断値が設定される。
 過電流遮断値決定部6cにより実行される過電流遮断値決定処理の第2モードは、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203が第2圧縮機203bであることが圧縮機判定部6aによって判定されたときに処理が実行される。すなわち、過電流遮断値決定部6cは、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203が第2圧縮機203bである旨の圧縮機識別信号を圧縮機判定部6aから取得したときに、第2モードの処理を実行する。第2モードの処理として、第2スイッチ23bおよび第2スイッチ24bをオンにする制御が行われる。第2スイッチ23bおよび第2スイッチ24bをオンにすることで、インバータ部4は第2シャント抵抗21bおよび第2分圧抵抗22bに接続され、第2圧縮機203bに適した過電流遮断値が設定される。
 過電流遮断値決定部6cにより実行される過電流遮断値決定処理の第nモードは、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203が第n圧縮機203nであることが圧縮機判定部6aによって判定されたときに処理が実行される。すなわち、過電流遮断値決定部6cは、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203が第n圧縮機203nである旨の圧縮機識別信号を圧縮機判定部6aから取得したときに、第nモードの処理を実行する。第nモードの処理として、第nスイッチ23nおよび第nスイッチ24nをオンにする制御が行われる。第nスイッチ23nおよび第nスイッチ24nをオンにすることで、インバータ部4は第nシャント抵抗21nおよび第n分圧抵抗22nに接続され、第n圧縮機203nに適した過電流遮断値が設定される。
 すなわち、過電流遮断値決定部6cは、過電流遮断値設定抵抗を、圧縮機識別信号に基づいて制御対象の永久磁石型モータ110と判定された永久磁石型モータ110に対応する抵抗値に切り替える。
 圧縮機運転制御部6dは、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の種類の情報を圧縮機判定部6aから取得したときに、圧縮機203を駆動させる処理を実行する。すなわち、圧縮機運転制御部6dは、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の永久磁石型モータ110を駆動させるための駆動信号を生成してインバータ部4に送信することにより、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の永久磁石型モータ110の駆動をインバータ部4に制御させる。
 また、圧縮機運転制御部6dは、モータ電流の過電流に対してインバータ部4の保護動作を行う、インバータ部4の保護機能を有する。圧縮機運転制御部6dは、異常信号通信線42を介してインバータ部4から異常信号を受信したときに、圧縮機203を停止させる処理を実行する。すなわち、圧縮機運転制御部6dは、インバータ部4への駆動信号の送信を停止することによって圧縮機203の永久磁石型モータ110へのモータ電流を遮断して圧縮機203を停止させる、インバータ部4の保護動作を行う。そして、圧縮機運転制御部6dは、圧縮機203の内部の永久磁石型モータ110の運転を制御するため、制御対象の永久磁石型モータ110の運転を制御するモータ運転制御部と換言できる。また、圧縮機運転制御部6dは、永久磁石型モータ110へのモータ電流を遮断する遮断部としての機能を有する。
 例えば、モータ駆動制御装置100に接続される圧縮機203の永久磁石型モータ110の減磁限界値が25アンペア(A)のとき、インバータ部4から圧縮機203へ流れるモータ電流が20Aを超えたときに過電流遮断を実施することを想定する。インバータ部4の検出用入力端子14に0.4V以上の電圧が印加されたとき、インバータ部4の過電流に対する保護機能が動作する構成とする場合、シャント抵抗21は25mΩ、分圧抵抗22はシャント抵抗21によって変換された電圧を5分の4に分圧するように、シャント抵抗21と分圧抵抗22との組み合わせを、スイッチ23およびスイッチ24を用いてオンに設定する。ここでの、0.4Vは、上述した過電流保護閾値Vtであり、予め過電流判定部16に記憶されている。
 このような設定を行うことで、圧縮機203に20A以上の電流が流れた場合、インバータ部4の検出用入力端子14に0.4V以上の電圧が印加されるため、インバータ部4の過電流に対する保護機能が動作する。モータ駆動制御装置100に接続される第1圧縮機203aから第n圧縮機203nの永久磁石型モータ110はそれぞれ減磁限界値が異なるため、第1圧縮機203aから第n圧縮機203nのそれぞれの永久磁石型モータ110に合わせてシャント抵抗21および分圧抵抗22の組み合わせを変更し、圧縮機203に適した過電流遮断値を設定する必要がある。
 以上の説明をふまえて、モータ駆動制御装置100において、圧縮機203の永久磁石型モータ110の駆動を開始してからインバータ部4に対する保護動作を行うまでの一連の動作について説明する。図4は、実施の形態1にかかるモータ駆動制御装置100の動作の手順を示すフローチャートである。
 ステップS110において、制御装置6は、圧縮機判定部6aが室内機制御基板212から圧縮機識別信号を受信すると、永久磁石型モータ110の制御動作を開始する。
 ステップS120において、圧縮機判定部6aは、圧縮機識別信号に基づいて、モータ駆動制御装置100の制御対象の圧縮機203、すなわちモータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203が、第1圧縮機203aであるか否かを判定する。
 モータ駆動制御装置100の制御対象の圧縮機203が第1圧縮機203aであると判定された場合は、ステップS120においてYesとなり、圧縮機判定部6aが、判定結果、すなわち、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の種類の情報を過電流遮断値決定部6cおよび圧縮機運転制御部6dに出力し、ステップS130に進む。ここでの圧縮機203の種類の情報には、第1圧縮機203aを示す情報が含まれている。
 モータ駆動制御装置100の制御対象の圧縮機203が第1圧縮機203aでないと判定された場合は、ステップS120においてNoとなり、ステップS150に進む。
 ステップS130において、過電流遮断値決定部6cは、圧縮機判定部6aから取得した圧縮機203の種類の情報に示される第1圧縮機203aに対応する、過電流遮断値決定処理の第1モードの処理を実行する。
 ステップS140において、過電流遮断値決定部6cは、第1モードの処理として、第1スイッチ23aおよび第1スイッチ24aをオンにする制御を行う。過電流遮断値決定部6cは、制御する対象となるスイッチ23およびスイッチ24に、オンまたはオフを指示するスイッチ制御信号を送信する。第1スイッチ23aおよび第1スイッチ24aをオンにすることで、インバータ部4は第1シャント抵抗21aおよび第1分圧抵抗22aに接続され、第1圧縮機203aに適した過電流遮断値が設定される。
 ステップS150において、圧縮機判定部6aは、圧縮機識別信号に基づいて、モータ駆動制御装置100の制御対象の圧縮機203、すなわちモータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203が、第2圧縮機203bであるか否かを判定する。モータ駆動制御装置100の制御対象の圧縮機203が第2圧縮機203bであると判定された場合は、ステップS150においてYesとなり、圧縮機判定部6aが、判定結果、すなわち、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の種類の情報を過電流遮断値決定部6cおよび圧縮機運転制御部6dに出力し、ステップS160に進む。ここでの圧縮機203の種類の情報には、第2圧縮機203bを示す情報が含まれている。
 モータ駆動制御装置100の制御対象の圧縮機203が第2圧縮機203bでないと判定された場合は、ステップS150においてNoとなり、ステップS180に進む。
 ステップS160において、過電流遮断値決定部6cは、圧縮機判定部6aから取得した圧縮機203の種類の情報に示される第2圧縮機203bに対応する、過電流遮断値決定処理の第2モードの処理を実行する。
 ステップS170において、過電流遮断値決定部6cは、第2モードの処理として、第2スイッチ23bおよび第2スイッチ24bをオンにする制御を行う。第2スイッチ23bおよび第2スイッチ24bをオンにすることで、インバータ部4は第2シャント抵抗21bおよび第2分圧抵抗22bに接続され、第2圧縮機203bに適した過電流遮断値が設定される。
 過電流遮断値決定部6cは、ステップS150においてNoである場合、室内機制御基板212から受信した圧縮機識別信号に示される圧縮機203が記憶部6bに記憶される圧縮機203である第3圧縮機203c、第4圧縮機203d、・・・であるか否かについて順次判定する。室内機制御基板212から受信した圧縮機識別信号に示される圧縮機203が記憶部6bに記憶される圧縮機203であると判定された場合は、上述したステップS130およびステップS140と同様に、判定された圧縮機203に対応する処理が実行される。
 室内機制御基板212から受信した圧縮機識別信号に示される圧縮機203が記憶部6bに記憶される第n圧縮機203nを除く全ての圧縮機でない場合、ステップS180において、過電流遮断値決定部6cは、圧縮機識別信号に基づいて、モータ駆動制御装置100の制御対象の圧縮機203、すなわちモータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203が、第n圧縮機203nであるか否かを判定する。
 モータ駆動制御装置100の制御対象の圧縮機203が第n圧縮機203nであると判定された場合は、ステップS180においてYesとなり、圧縮機判定部6aが、判定結果、すなわち、モータ駆動制御装置100に接続されている圧縮機203の種類の情報を過電流遮断値決定部6cおよび圧縮機運転制御部6dに出力し、ステップS190に進む。ここでの圧縮機203の種類の情報には、第n圧縮機203nを示す情報が含まれている。
 モータ駆動制御装置100の制御対象の圧縮機203が第n圧縮機203nでないと判定された場合は、ステップS180においてNoとなり、ステップS270に進む。
 ステップS190において、過電流遮断値決定部6cは、圧縮機判定部6aから取得した圧縮機203の種類の情報に示される第n圧縮機203nに対応する、過電流遮断値決定処理の第nモードの処理を実行する。
 ステップS200において、過電流遮断値決定部6cは、第nモードの処理として、第nスイッチ23nおよび第nスイッチ24nをオンにする制御が行われる。第nスイッチ23nおよび第nスイッチ24nをオンにすることで、インバータ部4は第nシャント抵抗21nおよび第n分圧抵抗22nに接続され、第n圧縮機203nに適した過電流遮断値が設定される。
 すなわち、圧縮機判定部6aは、ステップS120、ステップS150およびステップS180等のステップにおいて、圧縮機識別信号に示される圧縮機203が記憶部6bに記憶された圧縮機203であるか否かを判定する。
 ステップS210において、制御装置6の圧縮機運転制御部6dは、過電流遮断値決定処理の第1モードから第nモードのうちのいずれかのモードの処理が行われてスイッチ23とスイッチ24の組み合わせのうちいずれかの組み合わせのスイッチ23とスイッチ24とがオンになった場合、圧縮機203の種類の情報に示される圧縮機203の永久磁石型モータ110を駆動させるための駆動信号を生成してインバータ部4に送信する。
 ステップS220において、インバータ部4は、制御装置6から駆動信号を受信すると、駆動信号に従って圧縮機203の運転を開始する。
 ステップS230において、過電流検出部5が、モータ電流の過電流の検出を開始する。そして、過電流判定部16が、モータ電流の過電流を検出したか否かを判定する。過電流判定部16は、電圧検出器15において検出された電圧の検出値である検出電圧値Vcに基づいて、インバータ部4から流れるモータ電流が過電流であるか否かを判定し、判定結果を制御装置6に出力する。過電流判定部16は、検出電圧値Vcが予め設定された過電流保護閾値Vt以上の電圧値である場合に、モータ電流の過電流を検出したと判定する。過電流判定部16は、検出電圧値Vcが予め設定された過電流保護閾値Vt未満の電圧値である場合に、モータ電流の過電流を検出していないと判定する。
 モータ電流の過電流を検出したと判定された場合は、ステップS230においてYesとなり、過電流判定部16は、モータ電流の過電流を検出した旨の過電流検出信号をインバータ部4に出力し、ステップS240に進む。モータ電流の過電流を検出していないと判定された場合は、ステップS230においてNoとなり、ステップS230を繰り返す。
 ステップS240において、インバータ部4は、過電流検出信号を受け取ると、圧縮機203を停止させる。
 ステップS250において、インバータ部4は、圧縮機203の制御状態が異常である旨の異常信号を制御装置6に送信する。
 ステップS260において、制御装置6の圧縮機運転制御部6dは、異常信号を受信後、インバータ部4への駆動信号の送信を停止して圧縮機203を停止させる。
 ステップS270において、圧縮機判定部6aは、圧縮機識別信号に示される圧縮機203が第1圧縮機203aから第n圧縮機203nのいずれでもないことを報知する制御を行う。報知方法として、例えば圧縮機判定部6aが、図示されないブザーまたはLEDを用いた表示装置に圧縮機判定エラー情報を報知させる。
 図5は、上述した本実施の形態1にかかる過電流判定部16および制御装置6の少なくとも一部の機能がプロセッサ301によって実現される場合のプロセッサ301を示す図である。つまり、過電流判定部16および制御装置6の少なくとも一部の機能は、メモリ302に格納されるプログラムを実行するプロセッサ301によって実現されてもよい。プロセッサ301は、マイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、又はDSP(Digital Signal Processor)である。図5には、メモリ302も示されている。
 過電流判定部16および制御装置6の少なくとも一部の機能がプロセッサ301によって実現される場合、当該一部の機能は、プロセッサ301と、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェア及びファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ302に格納される。プロセッサ301は、メモリ302に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、過電流判定部16および制御装置6の少なくとも一部の機能を実現する。
 すなわち、過電流判定部16および制御装置6の少なくとも一部の機能がプロセッサ301によって実現される場合、インバータ部4および制御装置6は、過電流判定部16および制御装置6の少なくとも一部によって実行されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ302を有する。メモリ302に格納されるプログラムは、過電流判定部16および制御装置6の少なくとも一部が実行する手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
 メモリ302は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はDVD(Digital Versatile Disk)等である。
 図6は、本実施の形態1にかかる過電流判定部16および制御装置6の少なくとも一部の機能が処理回路303によって実現される場合の処理回路303を示す図である。つまり、過電流判定部16および制御装置6の少なくとも一部は、処理回路303によって実現されてもよい。
 処理回路303は、専用のハードウェアである。処理回路303は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はこれらを組み合わせたものである。過電流判定部16および制御装置6の一部は、残部とは別個の専用のハードウェアであってもよい。
 上述したように、本実施の形態1にかかるモータ駆動制御装置100は、圧縮機判定部6aが、室内機制御基板212から取得される圧縮機識別信号に基づいて、空気調和機200の室外機201に実装されている圧縮機203の種類を判定する。すなわち、モータ駆動制御装置100は、圧縮機判定部6aが、室内機制御基板212から取得される圧縮機識別信号に基づいて、室外機201の圧縮機203に実装された永久磁石型モータ110の種類を判定する。そして、過電流遮断値決定部6cが、過電流遮断値設定抵抗20のシャント抵抗21および分圧抵抗22の組み合わせを、室外機201に実装されている圧縮機203に対して個別に設定された組み合わせに切り替えることで、室外機201に実装されている圧縮機203に適した過電流遮断値を決定する。そして、過電流判定部16が、電圧検出器15において検出された電圧の検出値である検出電圧値Vcと、モータ駆動制御装置100において固有の予め決められた過電流保護閾値Vtと、に基づいてモータ電流の過電流を検出する。
 すなわち、モータ駆動制御装置100は、過電流保護閾値Vtを変化させずに固定し、過電流保護閾値Vtと、制御対象の永久磁石型モータ110と判定された永久磁石型モータ110に流れるモータ電流が過電流遮断値設定抵抗20に流れたときの過電流遮断値設定抵抗20の両端間の電圧の検出値である検出電圧値と、に基づいてモータ電流の過電流を検出する。そして、過電流遮断値設定抵抗20の抵抗値は、インバータ部4の保護動作を実行するモータ電流の値として予め決められた電流値である遮断設定電流値の電流が制御対象の永久磁石型モータ110と判定された永久磁石型モータ110に流れたときに、検出電圧値Vcが過電流保護閾値Vtとなる抵抗値である過電流遮断値に、永久磁石型モータ110ごとに切り替えられる。
 モータ駆動制御装置100は、室外機201に実装可能な第1圧縮機203aから第n圧縮機203nのn種類の圧縮機203の永久磁石型モータ110のそれぞれに対応した、異なるn種類の、シャント抵抗21と分圧抵抗22との組み合わせを備える。これにより、モータ駆動制御装置100は、第1圧縮機203aから第n圧縮機203nのn種類の圧縮機203のうち、どの圧縮機203が室外機201に実装されても、圧縮機203に適した過電流遮断値を自動で決定することができる。これにより、異なる複数種類の空気調和機200の室外機201に対して、モータ駆動制御装置100またはモータ駆動制御装置100を構成する回路基板の共有化を図ることが可能となり、モータ駆動制御装置100またはモータ駆動制御装置100を構成する回路基板の種類を減らすことができる。
 すなわち、モータ駆動制御装置100を用いることにより、室外機201に搭載される圧縮機203の種類ごとに複数のモータ駆動制御装置を使い分ける必要が無く、使い勝手の良いモータ駆動制御装置を有する空気調和機200を得ることができる。
 したがって、モータ駆動制御装置100によれば、複数の異なる圧縮機203の永久磁石型モータ110の制御に対応可能であるとともに複数の異なる圧縮機203の永久磁石型モータ110に対して過電流による永久磁石型モータ110の永久磁石の減磁を防止することが可能となる。
 上記においては、室外機201の圧縮機203に実装される永久磁石型モータ110がモータ駆動制御装置100によって制御される場合について説明したが、モータ駆動制御装置100は、空気調和機200のファン202で使用されるモータの制御にも用いられる。
 また、上記においては、空気調和機200に実装される永久磁石型モータ110の制御を例に説明したが、モータ駆動制御装置100は、永久磁石型モータを備える圧縮機が実装された給湯機、および永久磁石型モータを備える圧縮機が実装された冷蔵庫の制御にも適用可能である。給湯機の圧縮機が備える永久磁石型モータ、およびモータ駆動制御装置100が、モータ駆動制御装置100によって制御される場合も、上記と同様の効果が得られる。
 以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
 1 リアクトル、2 整流部、3 平滑コンデンサ、4 インバータ部、5 過電流検出部、6 制御装置、6a 圧縮機判定部、6b 記憶部、6c 過電流遮断値決定部、6d 圧縮機運転制御部、11 検出用出力端子、12 出力母線、13 入力母線、14 検出用入力端子、15 電圧検出器、16 過電流判定部、20 過電流遮断値設定抵抗、21 シャント抵抗、21a 第1シャント抵抗、21b 第2シャント抵抗、21n 第nシャント抵抗、22 分圧抵抗、22a 第1分圧抵抗、22b 第2分圧抵抗、22n 第n分圧抵抗、23,24 スイッチ、23a,24a 第1スイッチ、23b,24b 第2スイッチ、23n,24n 第nスイッチ、30 電力源、41 通信線、42 異常信号通信線、100 モータ駆動制御装置、110 永久磁石型モータ、111 通電線、200 空気調和機、201 室外機、202 ファン、203 圧縮機、203a 第1圧縮機、203b 第2圧縮機、203c 第3圧縮機、203d 第4圧縮機、203n 第n圧縮機、204 制御基板、211 室内機、212 室内機制御基板、301 プロセッサ、302 メモリ、303 処理回路、Vc 検出電圧値、Vt 過電流保護閾値。

Claims (6)

  1.  モータを駆動するモータ駆動制御装置であって、
     駆動信号に従って直流電圧から交流電圧を生成し、永久磁石を有する前記モータに出力するインバータ部と、
     前記モータ駆動制御装置が制御可能な仕様の異なる複数のモータのうちのいずれか1つを指定するモータ識別信号に基づいて制御対象のモータを判定するモータ判定部と、
     抵抗値が可変とされた過電流遮断値設定抵抗と、
     前記過電流遮断値設定抵抗を、前記制御対象のモータと判定された前記モータに対応する前記抵抗値に切り替える過電流遮断値決定部と、
     前記駆動信号を生成し、前記インバータ部の動作を制御するとともに、前記制御対象のモータと判定された前記モータに流れるモータ電流が前記過電流遮断値設定抵抗に流れたときの前記過電流遮断値設定抵抗の両端間の電圧の検出値である検出電圧値と、予め決められた過電流保護閾値とに基づいて前記インバータ部の保護動作を行う制御装置と、
     を備え、
     前記過電流遮断値決定部は、前記インバータ部の保護動作を実行する前記モータ電流の値として予め決められた電流値である遮断設定電流値の電流が、前記制御対象のモータと判定された前記モータに流れたときに、前記検出電圧値が前記過電流保護閾値となる抵抗値である過電流遮断値に、前記過電流遮断値設定抵抗の抵抗値を切り替える、
     モータ駆動制御装置。
  2.  前記検出電圧値を検出する過電流検出部と、
     前記検出電圧値と前記過電流保護閾値とに基づいて前記モータ電流が過電流であるか否かを判定する過電流判定部と、
     を備え、
     前記制御装置は、前記過電流判定部において前記モータ電流が過電流であると判定された場合に、前記モータに流れる前記モータ電流を遮断する制御を行って前記インバータ部の保護動作を行う、
     請求項1に記載のモータ駆動制御装置。
  3.  前記モータ駆動制御装置が制御可能な仕様の異なる複数のモータのそれぞれに対して予め決められた前記過電流遮断値を記憶する記憶部を備え、
     前記過電流遮断値決定部は、前記制御対象のモータと判定された前記モータに対応する、前記記憶部に記憶された前記過電流遮断値に前記過電流遮断値設定抵抗を切り替える処理を実行する、
     請求項2に記載のモータ駆動制御装置。
  4.  請求項1から3のいずれか1つに記載のモータ駆動制御装置を備える、
     空気調和機。
  5.  請求項1から3のいずれか1つに記載のモータ駆動制御装置を備える、
     給湯機。
  6.  請求項1から3のいずれか1つに記載のモータ駆動制御装置を備える、
     冷蔵庫。
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