WO2023228231A1 - モータ駆動装置、冷凍サイクル装置および冷凍サイクルシステム - Google Patents

モータ駆動装置、冷凍サイクル装置および冷凍サイクルシステム Download PDF

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WO2023228231A1
WO2023228231A1 PCT/JP2022/021051 JP2022021051W WO2023228231A1 WO 2023228231 A1 WO2023228231 A1 WO 2023228231A1 JP 2022021051 W JP2022021051 W JP 2022021051W WO 2023228231 A1 WO2023228231 A1 WO 2023228231A1
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WO
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motor
index value
abnormality
value
current
Prior art date
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PCT/JP2022/021051
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English (en)
French (fr)
Inventor
和憲 坂廼邉
健太 湯淺
康彦 和田
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load

Definitions

  • the present disclosure relates to a motor drive device that controls driving of a motor, a refrigeration cycle device, and a refrigeration cycle system.
  • Patent Document 1 Conventionally, a method has been proposed for detecting abnormalities in compressor bearings, in which it is determined that an abnormal condition has been established when the rate of change of the current for driving the compressor motor exceeds a reference value (for example, , see Patent Document 1). The method disclosed in Patent Document 1 determines whether an abnormality has occurred based on a comparison between the rate of change of the motor current and a predetermined reference value.
  • the current change rate to be determined is a value that changes depending on the operating frequency of the compressor, the current advance angle of the motor, etc. Therefore, the method disclosed in Patent Document 1 may determine that not only a current change caused by an abnormality in the bearing but also a current change caused by normal control of the compressor is abnormal. The method disclosed in Patent Document 1 may have insufficient accuracy in detecting abnormalities occurring in the motor.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and provides a motor drive device, a refrigeration cycle device, and a refrigeration cycle system that accurately detect an abnormal state of a motor.
  • a motor drive device is a motor drive device that performs feedback control of the motor based on a motor current that is a current flowing through the motor, and based on the motor current and a control parameter used for the feedback control, index value calculation means for calculating the electric power or power of the motor as an index value for determining whether or not there is an abnormality in the motor; and removing a component of a normal operating state from the index value calculated by the index value calculation means. and a diagnostic means for diagnosing abnormality or deterioration of the motor based on the abnormal component of the index value.
  • a refrigeration cycle device includes a refrigerant circuit including a compressor equipped with a motor, and the above-mentioned motor drive device that drives the motor.
  • a refrigeration cycle system includes a refrigerant circuit having a compressor equipped with a motor, a power converter having an inverter that supplies power to the motor, and a motor current that is a current flowing through the motor.
  • voltage command calculation means for feedback controlling the motor via the inverter; and a voltage command calculating means for controlling the motor as an index value for determining whether or not there is an abnormality in the motor based on the motor current and the control parameters used for the feedback control.
  • an index value calculation means for calculating power or power
  • a filter means for performing filter processing for removing a normal operating state component from the index value calculated by the index value calculation means and extracting an abnormal component
  • the apparatus further comprises a diagnostic means for diagnosing abnormality or deterioration of the motor based on the abnormal component of the index value.
  • an abnormality or deterioration of the motor is diagnosed based on an abnormal component after removing a component of the normal operating state of the motor from the electric power or power of the motor as an index value indicating an abnormality occurring in the motor. . Since changes related to motor control are removed from motor monitoring values, it is possible to quantitatively understand the presence or absence of an abnormality in the motor and the degree of deterioration. As a result, an abnormal state of the motor can be detected with high accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a refrigeration cycle device having a motor drive device according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the power converter shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram showing an example of the configuration of a compressor provided in the refrigeration cycle device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of a configuration of a controller provided in the motor drive device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a current waveform when an abnormality occurs in the motor.
  • 5 is a functional block diagram of abnormality index value extraction means shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a hardware configuration diagram showing an example of the configuration of the controller shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a hardware configuration diagram showing an example of the configuration of the controller shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a hardware configuration diagram showing another configuration example of the controller shown in FIG. 4.
  • FIG. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration of a remote controller.
  • 5 is a flowchart showing a procedure of an abnormal power amount extraction method according to the first embodiment.
  • 11 is a diagram showing an example of the processing results of steps S101 to S103 shown in FIG. 10.
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing another configuration example of an abnormality index value extraction means provided in the motor drive device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of a configuration of a controller provided in a motor drive device according to a second embodiment.
  • FIG. 14 is a functional block diagram of abnormality index value extraction means shown in FIG. 13.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a refrigeration cycle system having a refrigeration cycle device according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle device having a motor drive device according to a first embodiment.
  • the refrigeration cycle device 100 includes a heat source side unit 101, a load side unit 102, and a remote controller 9.
  • the heat source side unit 101 includes a compressor 1, a heat source side heat exchanger 2, a throttle device 3, a four-way valve 5, and an accumulator 6.
  • the load side unit 102 has a load side heat exchanger 4.
  • the compressor 1, the heat source side heat exchanger 2, the expansion device 3, and the load side heat exchanger 4 are connected by a refrigerant pipe 7, and a refrigerant circuit 10 in which refrigerant circulates is configured.
  • the refrigeration cycle device 100 is an air conditioner, but the refrigeration cycle device 100 is not limited to an air conditioner.
  • the compressor 1 sucks in gas refrigerant, compresses the sucked gas refrigerant, and discharges it.
  • the compressor 1 is an inverter compressor whose capacity can be changed.
  • the expansion device 3 reduces the pressure of the refrigerant and expands it.
  • the heat source side heat exchanger 2 and the load side heat exchanger 4 are heat exchangers that exchange heat between refrigerant and air.
  • the heat source side heat exchanger 2 and the load side heat exchanger 4 are, for example, fin-and-tube heat exchangers.
  • the four-way valve 5 switches the flow direction of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 in accordance with the operation mode of the refrigeration cycle device 100.
  • the four-way valve 5 allows the refrigerant discharged from the compressor 1 to flow into the load-side heat exchanger 4 when the operation mode is heating operation, and uses the refrigerant discharged from the compressor 1 as a heat source when the operation mode is cooling operation. It flows into the side heat exchanger 2.
  • the accumulator 6 is connected to the refrigerant suction side of the compressor 1.
  • the accumulator 6 is a refrigerant circuit auxiliary device that prevents liquid refrigerant from being sucked into the compressor 1.
  • the heat source side unit 101 includes a control device 8 that controls the refrigeration cycle of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10, and a motor drive device 15 that drives the compressor 1.
  • the motor drive device 15 is connected to the motor 12 mounted on the compressor 1 via wiring.
  • the motor 12 is, for example, a three-phase brushless DC motor.
  • the motor drive device 15 includes a power converter 21 that supplies power to the motor 12 via wiring, a current sensor 22 that detects a motor current that is a current flowing through the motor 12, and a controller 23 that controls the drive of the motor 12. has.
  • Current sensor 22 is provided in the wiring that connects power converter 21 and motor 12 .
  • the control device 8 is connected to the throttle device 3, the four-way valve 5, the controller 23, and the remote controller 9 via signal lines (not shown).
  • the remote controller 9 is used by the user of the refrigeration cycle apparatus 100 to input the operating mode of the refrigeration cycle apparatus 100 and the set temperature of the air-conditioned space of the load-side unit 102 to the control apparatus 8 .
  • the control device 8 controls the four-way valve 5, the throttle device 3, and the compressor 1 according to instructions such as an operation mode inputted by a user via the remote controller 9.
  • the control device 8 determines a speed command value ⁇ * corresponding to the operating frequency of the motor 12 according to an instruction input by the user, and transmits the speed command value ⁇ * to the controller 23. do.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the power converter shown in FIG. 1.
  • Power converter 21 includes DC voltage source 13 and inverter 20 .
  • Inverter 20 has a plurality of switching elements 71a to 73a and 71b to 73b.
  • a switching element 71a is provided on the upper arm of the U phase, and a switching element 71b is provided on the lower arm of the U phase.
  • a switching element 72a is provided on the V-phase upper arm, and a switching element 72b is provided on the V-phase lower arm.
  • a switching element 73a is provided in the upper arm of the W phase, and a switching element 73b is provided in the lower arm of the W phase.
  • a DC voltage output from a DC voltage source 13 is applied between the upper and lower arms of each of the U-phase, V-phase, and W-phase, and the connection point of the upper and lower arms of each phase is wired to the motor 12.
  • Each of the switching elements 71a to 73a and 71b to 73b of the inverter 20 performs a switching operation in accordance with a control signal input from the voltage command calculating means 24.
  • the power converter 21 applies an AC voltage of an arbitrary frequency to the motor 12 to drive the motor 12 by switching the output from the DC voltage source 13 .
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram showing an example of the configuration of a compressor provided in the refrigeration cycle device according to the first embodiment.
  • the compressor 1 includes a compression mechanism including a fixed scroll 40 and an oscillating scroll 41, a motor 12 having a main shaft 45 as a rotating shaft, a suction pipe 47, a discharge pipe 49, and an oil pump. 54.
  • the compression mechanism, motor 12, and oil pump 54 are housed in a cylindrical sealed container 52.
  • the motor 12 has a main shaft 45, a stator 43, and a rotor 44.
  • the main shaft 45 is attached to the rotor 44.
  • the main shaft 45 is supported by two bearings, a main bearing 50 and a sub-bearing 51. Specifically, the main shaft 45 is supported on the upper side by a main bearing 50 made of a sliding bearing, and on the lower side by a sub-bearing 51 made of a ball bearing. Since it is necessary to transfer the refrigerant while sealing the refrigerant circuit 10, rotating members such as the compression mechanism, bearings, and motor 12 are all placed in an environment where they are exposed to the refrigerant.
  • the suction pipe 47 is provided on the side surface of the closed container 52 and sucks the gas refrigerant from the accumulator 6.
  • the discharge pipe 49 is provided on the upper surface of the closed container 52 and discharges the gas refrigerant compressed by the compression mechanism to the four-way valve 5 .
  • a power terminal 42 for connecting wiring extending from the inverter 20 to the windings of the motor 12 is provided on the side surface of the closed container 52.
  • the oil pump 54 sucks up lubricating oil accumulated at the bottom of the closed container 52 and sends it to a sliding part including a compression mechanism, bearings, and the like.
  • the fixed scroll 40 and the oscillating scroll 41 are arranged such that the fixed scroll provided on the lower side of the fixed scroll 40 and the oscillating scroll provided on the upper side of the oscillating scroll 41 mesh with each other. ing.
  • a main shaft eccentric portion 46 is provided above the main shaft 45 .
  • the swinging scroll 41 is attached to the main shaft 45 via the main shaft eccentric portion 46 .
  • a discharge port 48 is provided above the fixed scroll 40 to allow the compressed gas refrigerant to flow to the discharge pipe 49 side.
  • the compressor 1 rotates the oscillating scroll 41 using rotational power generated by the motor 12 to compress the gas refrigerant.
  • the gas refrigerant is sucked into the compressor 1 through the suction pipe 47 , compressed by the orbiting motion of the oscillating scroll 41 , and then discharged from the discharge pipe 49 .
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing a configuration example of a controller provided in the motor drive device according to the first embodiment.
  • the controller 23 is, for example, a microcomputer. As shown in FIG. 4, the controller 23 includes a voltage command calculation means 24 and an abnormality index value extraction means 25.
  • the power converter 21 is connected to the windings of the U-phase, V-phase, and W-phase of the motor 12.
  • the voltage command calculating means 24 performs feedback control of the motor 12 via the inverter 20 shown in FIG. 2 based on the motor current.
  • the voltage command calculation means 24 includes a speed control section 30, a current control section 31, a first coordinate transformation section 32, a second coordinate transformation section 33, and a position/speed estimation section 34.
  • FIG. 4 shows a case where the permanent magnet of the rotor 44 of the motor 12 has six magnetic poles, the number of magnetic poles is not limited to six.
  • the voltage command calculation means 24 performs position sensorless control on the motor 12 via the inverter 20 based on the motor current.
  • the voltage command calculation means 24 shown in FIG. 4 is an example of a configuration when the motor 12 is driven by position sensorless vector control.
  • the current sensor 22 serves to detect values for estimating the driving state of the motor 12 and the operating state of the compressor 1.
  • the current sensor 22 detects the U-phase motor current iu and the W-phase motor current iw of the motor 12 and transmits the motor currents iu and iw to the second coordinate conversion unit 33.
  • the current sensor 22 detects motor currents iu and iw, but the current value is not limited to these two types.
  • the current value detected by the current sensor 22 may be a combination of any two of motor current iu, motor current iw, and V-phase motor current iv, or may be a combination of all three of these.
  • the second coordinate conversion unit 33 receives the phase ⁇ indicating the estimated position from the position/speed estimation unit 34 and receives the motor currents iu and iw from the current sensor 22.
  • the phase ⁇ is the estimated relative angle of the rotor 44 with respect to the stator 43, and indicates the estimated position of the rotor 44 with respect to the reference position.
  • the second coordinate transformation unit 33 coordinately transforms the motor currents iu, iv, and iw while referring to the phase ⁇ to obtain the d-axis current Id and the q-axis current Iq.
  • the second coordinate conversion section 33 transmits the d-axis current Id and the q-axis current Iq to the current control section 31, the position/speed estimation section 34, and the abnormality index value extraction means 25.
  • the d-axis current Id and the q-axis current Iq are examples of control parameters used for feedback control.
  • the speed control unit 30 Based on the speed command value ⁇ * and the estimated speed ⁇ received from the position and speed estimation unit 34, the speed control unit 30 sets the excitation current command value Id* and Calculate torque current command value Iq*.
  • the speed control section 30 transmits the excitation current command value Id* and the torque current command value Iq* to the current control section 31.
  • the excitation current command value Id* and the torque current command value Iq* are examples of control parameters used for feedback control.
  • the current control unit 31 is based on the d-axis current Id and q-axis current Iq received from the second coordinate conversion unit 33 and the excitation current command value Id* and torque current command value Iq* received from the speed control unit 30. Then, voltage command values Vd* and Vq* are determined so that the current converges to the current command value.
  • the current control section 31 transmits the voltage command values Vd* and Vq* to the first coordinate conversion section 32, the position/speed estimation section 34, and the abnormality index value extraction means 25.
  • Voltage command values Vd* and Vq* are examples of control parameters used for feedback control.
  • the position/velocity estimation unit 34 uses the d-axis current Id and q-axis current Iq received from the second coordinate conversion unit 33 and the voltage command values Vd* and Vq* received from the current control unit 31 to estimate the motor 12.
  • the phase ⁇ indicating the estimated position of the rotor 44 and the estimated speed ⁇ are determined.
  • the position/velocity estimation section 34 transmits the phase ⁇ indicating the estimated position to the first coordinate transformation section 32 and the second coordinate transformation section 33.
  • the position and speed estimation section 34 transmits the estimated speed ⁇ to the speed control section 30.
  • the phase ⁇ and estimated speed ⁇ which indicate the estimated position of the rotor 44, are examples of control parameters used for feedback control.
  • the first coordinate conversion unit 32 When the first coordinate conversion unit 32 receives the phase ⁇ from the position and speed estimation unit 34 and receives the voltage command values Vd* and Vq* from the current control unit 31, the first coordinate conversion unit 32 converts the received voltage command values Vd* and Vq* into coordinates.
  • the voltage command values Vu*, Vv*, and Vw* are determined by conversion.
  • the first coordinate conversion unit 32 transmits voltage command values Vu*, Vv*, and Vw*, which are control signals to the inverter 20, to the power converter 21 while referring to the phase ⁇ .
  • Voltage command values Vu*, Vv*, and Vw* are examples of control parameters used for feedback control.
  • the motor 12 is controlled so that the rotational speed matches the speed command value ⁇ *.
  • the load torque applied to the rotating shaft of the motor 12 of the compressor 1 is divided into a component that depends on the compression of the gas refrigerant and a component that depends on the pressure of the gas refrigerant.
  • the compression of the gas refrigerant will be referred to as gas compression
  • the pressure of the gas refrigerant will be referred to as gas pressure.
  • the torque component that depends on gas compression is due to a series of operations performed during one rotation of the compressor 1, and is characterized by a pulsating waveform that includes a component multiplied by the rotational frequency.
  • the series of operations is an operation of sequentially suctioning, compressing, and discharging refrigerant gas. Since the rotational speed of the compressor 1 is often in the range of 30 to 120 rps, the pulsating waveform generally has a frequency component of 30 Hz or more. In other words, the pulsating waveform includes harmonics having a frequency that is an integral multiple of the rotational frequency of the compressor 1 as a fundamental wave.
  • the gas pressure changes depending on the room temperature, the outside air temperature, and the opening degree of the expansion device 3, but the gas pressure changes due to these factors slowly with a response time of several tens of seconds. Therefore, the torque waveform due to gas pressure is characterized by DC and extremely low frequency components.
  • the refrigerant circuit 10 includes parts that are continuously subjected to mechanical stress, such as joints of pipes and movable parts of valves. This stress may cause pieces of the refrigerant equipment to separate. The separated fragments circulate through the refrigerant circuit 10 due to the flow of refrigerant, but since the refrigerant circuit 10 is a closed circuit, the fragments are not discharged and may continue to deteriorate the compressor 1 as foreign matter. be done.
  • foreign matter may be generated not only at the joints of the refrigerant pipes 7 and the movable parts of the valves, but also inside the compressor 1.
  • the sliding parts inside the compressor 1, typified by the main bearing 50, are normally supplied with lubricating oil sucked up by the oil pump 54, but if the oil concentration decreases for some reason, lubrication will be poor.
  • the metals come into direct contact with each other. The friction at this time causes oxidation of the oil or separation of the interface, which becomes foreign matter. For example, a part of a bearing that has peeled off becomes a foreign object.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a current waveform when an abnormality occurs in the motor.
  • FIG. 5 is an example of a current waveform detected when a foreign object is generated inside the compressor 1 due to contact between metals.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 5 is the current flowing through the motor 12.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 5 is the elapsed time t from the reference time.
  • the current waveform of the motor 12 is shown by a solid line
  • the current waveform when no abnormality occurs in the motor 12 is shown by a broken line. show.
  • the current shown by the solid line becomes larger than the current waveform shown by the broken line
  • the current shown by the solid line returns to the current waveform shown by the broken line. ing.
  • the load torque due to foreign matter has different characteristics from the load torque due to gas compression and gas pressure. That is, after separating the regularly occurring torque component due to gas compression and the torque component due to slowly changing gas pressure from the load torque of the motor 12, the remaining component can be regarded as the torque due to foreign matter.
  • the torque due to foreign matter will be referred to as abnormal torque.
  • the amount of deterioration of the sliding parts of the compressor 1 is considered to be proportional to the amount of work caused by abnormal torque.
  • the work of a rotating body is defined by the formula "torque x rotational speed x time.” Therefore, the abnormal work that is the work caused by the above-mentioned abnormal torque can be calculated using the formula "abnormal torque x rotational speed x time". Also, from an electrical point of view, work is synonymous with the amount of electricity. Therefore, the amount of deterioration of the sliding parts of the compressor 1 can also be calculated from the formula "abnormal power x time".
  • the abnormal power is a value obtained by removing the power component when the compressor 1 operates normally from the power of the motor 12.
  • the value calculated from the formula "abnormal power x time" will be referred to as abnormal power amount.
  • the compressor 1 equipped with the motor 12 is calculated by calculating the abnormal work or the abnormal power amount using the electric power or power of the motor 12 as an index value for determining the presence or absence of an abnormality in the motor 12.
  • the state of deterioration can be observed quantitatively.
  • the abnormality index value extracting means 25 calculates the abnormal power amount.
  • FIG. 6 is a functional block diagram of the abnormality index value extraction means shown in FIG. 4.
  • the abnormality index value extraction means 25 includes an index value calculation means 60 , a filter means 61 , and an integration means 62 .
  • FIG. 6 shows a configuration example in which the abnormality index value extraction means 25 integrates abnormal power changes that occur during constant speed operation of the motor 12.
  • the index value calculation means 60 receives the voltage command value Vd* and the voltage command value Vq* sequentially from the current control section 31, and receives the d-axis current Id and the q-axis current Iq from the second coordinate conversion section 33 sequentially. Ru.
  • the index value calculation means 60 calculates the inner product of voltage command value Vd* and d-axis current Id, calculates the inner product of voltage command value Vq* and q-axis current Iq, and calculates the sum of these inner products as instantaneous power P. Calculated as The index value calculation means 60 transmits the calculated instantaneous power P to the filter means 61.
  • the speed command value ⁇ * is input to the filter means 61.
  • the filter means 61 includes a low pass filter (LPF) 63 and a high pass filter (HPF) 64.
  • the LPF 63 removes, from the instantaneous power P, harmonic components whose fundamental wave is the rotation frequency of the motor 12 in a normal operating state. This attenuates the torque fluctuation portion of the instantaneous power P that occurs when the compressor 1 performs a compression operation in a normal operating state.
  • the HPF 64 removes low frequency components of the normal operating state of the motor 12 from the instantaneous power P. This attenuates the low frequency component of the instantaneous power P, which is the work component due to the gas pressure.
  • the filter means 61 monitors whether or not the input speed command value ⁇ * changes, and when the speed command value ⁇ * changes, the filter means 61 converts the power change corresponding to the change in the speed command value ⁇ * into the instantaneous power Remove from P.
  • the filter means 61 receives the instantaneous power P and performs filter processing to remove the component of the normal operating state of the compressor 1 from the instantaneous power P, thereby extracting the abnormal power component Psg.
  • the integrating means 62 When the abnormal power component Psg is input from the filter means 61, the integrating means 62 performs time integration on the power component Psg to calculate the abnormal power amount Psgh.
  • the integrating means 62 transmits abnormality information Wir, which is information indicating the abnormal power amount Psgh, to the diagnostic means 35 at regular intervals.
  • FIG. 7 is a hardware configuration diagram showing an example of the configuration of the controller shown in FIG. 4. As shown in FIG. When the various functions of the controller 23 are executed by hardware, the controller 23 shown in FIG. 4 is configured with a processing circuit 80, as shown in FIG. Each function of the voltage command calculating means 24 and the abnormality index value extracting means 25 shown in FIG. 4 is realized by the processing circuit 80.
  • the processing circuit 80 may be implemented using, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field-Programmable Gate). Array) or a combination of these.
  • Each of the functions of the voltage command calculating means 24 and the abnormality index value extracting means 25 may be realized by the processing circuit 80.
  • the functions of the voltage command calculating means 24 and the abnormality index value extracting means 25 may be realized by one processing circuit 80.
  • FIG. 8 is a hardware configuration diagram showing another example of the configuration of the controller shown in FIG. 4.
  • the controller 23 shown in FIG. 4 has a configuration including a processor 81 such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory 82, as shown in FIG.
  • a processor 81 such as a CPU (Central Processing Unit)
  • a memory 82 as shown in FIG.
  • Each function of the voltage command calculating means 24 and the abnormality index value extracting means 25 is realized by the processor 81 and the memory 82.
  • FIG. 8 shows that processor 81 and memory 82 are communicably connected to each other via bus 83.
  • the functions of the voltage command calculation means 24 and the abnormality index value extraction means 25 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software and firmware are written as programs and stored in memory 82.
  • the processor 81 realizes the functions of each means by reading and executing programs stored in the memory 82.
  • Examples of the memory 82 include ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable and Programmable ROM), and EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM).
  • a nonvolatile semiconductor memory such as a programmable ROM (ROM) is used.
  • a volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory) may be used.
  • a removable recording medium such as a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a CD (Compact Disc), an MD (Mini Disc), and a DVD (Digital Versatile Disc) may be used.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the remote controller.
  • the remote controller 9 includes an operation section 75 such as a touch panel, a display section 76 such as a liquid crystal display, and a control section 77.
  • the control section 77 has a diagnostic means 35.
  • the hardware configuration of the control unit 77 is similar to the configuration described with reference to FIGS. 7 and 8, so detailed description thereof will be omitted.
  • the diagnostic means 35 determines whether the abnormal power amount Psgh, which is the integrated value of the calculation result by the integrating means 62, is larger than a predetermined first threshold th1. do. When the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1, the diagnostic means 35 determines whether the amount of change in the abnormal power amount Psgh per unit time is larger than a predetermined second threshold th2. When the amount of change in the abnormal power amount Psgh is larger than the second threshold th2, the diagnostic means 35 causes the display unit 76 to display information that the abnormal power amount Psgh has exceeded the second threshold th2.
  • the diagnostic means 35 upon receiving the abnormality information Wir from the abnormality index value extraction means 25, the diagnostic means 35 causes the display unit 76 to display the abnormal power amount Psgh, regardless of whether the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1. You can. Furthermore, when the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold value th1, the diagnostic means 35 may cause the display unit 76 to display information that the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold value th1. If the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1, the diagnostic means 35 diagnoses that an abnormality has occurred in the motor 12 or that the motor 12 has deteriorated, and provides a diagnosis result indicating that an abnormality has occurred in the motor 12 or that the motor 12 has deteriorated.
  • Information indicating that the motor 12 has deteriorated may be displayed on the display section 76. If the remote controller 9 is provided with an audio output device (not shown), the diagnostic means 35 may output the diagnosis result to the audio output device. In this case, the audio output device (not shown) outputs information on the diagnosis result via a speaker (not shown).
  • the electronic device in which the diagnostic means 35 is provided is not limited to the remote controller 9.
  • the diagnostic means 35 may be provided in the controller 23.
  • the destination of the abnormality information Wir including the calculation results output from the integrating means 62 to the outside is not limited to the diagnostic means 35.
  • the integrating means 62 may output the abnormality information Wir to the display device and cause the display device to display the abnormal power amount Psgh. Furthermore, if the refrigeration cycle apparatus 100 is provided with a voice output device (not shown), the integrating means 62 may output the abnormality information Wir to the voice output device. In this case, the audio output device (not shown) outputs the value of the abnormal power amount Psgh indicated by the abnormality information Wir via the speaker (not shown).
  • FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the abnormal power amount extraction method according to the first embodiment.
  • the index value calculating means 60 calculates the inner product of the voltage command value Vd* and the d-axis current Id, calculates the inner product of the voltage command value Vq* and the q-axis current Iq, and calculates the sum of these inner products as instantaneous power. It is calculated as P (step S101).
  • the LPF 63 of the filter means 61 removes harmonic components based on the rotational frequency of the motor 12 in a normal operating state from the instantaneous power P.
  • the HPF 64 removes low frequency components of the normal operating state of the motor 12 from the instantaneous power P.
  • the filter means 61 removes the normal operating state component from the instantaneous power P and calculates the abnormal power component Psg (step S102).
  • step S102 the filter means 61 monitors whether or not the speed command value ⁇ * changes, and when the speed command value ⁇ * changes, the filter means 61 converts the power change corresponding to the change in the speed command value ⁇ * into the instantaneous power P remove from Through these filter processes, power changes due to normal operating conditions are removed from the instantaneous power P, and only the abnormal power component Psg is output from the filter means 61. In this manner, the filter means 61 performs filter processing on the instantaneous power P, thereby making it possible to extract the abnormal power component Psg from the instantaneous power P.
  • the integrating means 62 When the filtered power component Psg of the instantaneous power P is input from the filtering means 61, the integrating means 62 performs time integration on the power component Psg to calculate the abnormal power amount Psgh (step S103). The integrating means 62 outputs abnormality information Wir, which is information on the abnormal power amount Psgh, to the diagnostic means 35 (step S104).
  • the abnormality index value extraction means 25 calculates the abnormal power amount Psgh using the voltage command values Vd* and Vq*, the d-axis current Id and the q-axis current Iq, and calculates the abnormal power amount Psgh.
  • the information is provided to the diagnostic means 35.
  • the diagnostic means 35 Upon receiving the abnormality information Wir from the integrating means 62, the diagnostic means 35 diagnoses the abnormality or deterioration of the motor 12 based on the abnormal power amount Psgh (step S105). Specifically, the diagnostic means 35 determines whether or not the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1, and if the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1, an abnormality has occurred in the motor 12 or the motor 12 is diagnosed as having deteriorated. Then, as a diagnosis result, information indicating that an abnormality has occurred in the motor 12 or that the motor 12 has deteriorated is displayed on the display section 76.
  • the diagnostic means 35 may cause the display unit 76 to display a diagnosis result indicating that there is no abnormality in the motor 12, but does not need to display the diagnosis result on the display unit 76.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the processing results of steps S101 to S103 shown in FIG. 10.
  • the current waveform shown in FIG. 5 is shown in the top row
  • the instantaneous power P which is the calculation result of the index value calculation means 60 is shown in the second row
  • the power component Psg which is the calculation result of the filter means 61 is shown in the top row.
  • the abnormal power amount Psgh, which is the calculation result of the integrating means 62, is shown in the bottom row.
  • the waveform of the current of the motor 12 increases at the elapsed time tx1, as shown in the graph at the top of FIG. 11. do.
  • This current waveform is dq converted to obtain d-axis current Id and q-axis current Iq, and when the inner product of d-axis current Id and q-axis current Iq and voltage command values Vd* and Vq* is calculated, it is converted into a scalar quantity.
  • the instantaneous power P is calculated. Instantaneous power P starts to increase at elapsed time tx1, and suddenly decreases to the level of first rotation period T1 and second rotation period T2 at elapsed time tx2.
  • the DC amount is a load component due to normal operating conditions, and the high frequency is a pulsating component due to gas compression. Therefore, when these components are removed from the instantaneous power P by the filter means 61, only the abnormal power component Psg remains, as shown in the third row of FIG. 11. Thereafter, when the abnormal power component Psg is time-integrated by the integrating means 62, the abnormal power consumption is determined as the abnormal power amount Psgh, as shown in the bottom row of FIG.
  • step S104 shown in FIG. 10 upon receiving information on the abnormal power amount Psgh from the integrating means 62, the diagnostic means 35 causes the display unit 76 to display the abnormal power amount Psgh.
  • the user and maintenance manager of the refrigeration cycle device 100 can estimate the abnormal state or deterioration state of the motor 12 or the compressor 1 based on the numerical value of the abnormal power amount Psgh displayed on the display unit 76.
  • the diagnostic means 35 determines whether the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1. At the elapsed time tb12 in the bottom graph of FIG. 11, the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1. As a result of the determination, if the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1, the diagnostic means 35 causes the display unit 76 to display information that the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1. In this case, the user and maintenance manager of the refrigeration cycle device 100 estimate that the more abnormal power Psgh is determined to be larger than the first threshold th1, the greater the degree of abnormality or deterioration that has occurred in the compressor 1. can.
  • step S104 shown in FIG. 10 when the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1, the diagnostic means 35 determines whether the amount of change in the abnormal power amount Psgh is larger than the second threshold th2. . As a result of the determination, if the amount of change in the abnormal power amount Psgh is larger than the second threshold th2, the diagnostic means 35 causes the display unit 76 to display information to the effect that the amount of change in the abnormal power amount Psgh exceeds the second threshold th2. . In this case, the user and maintenance manager of the refrigeration cycle apparatus 100 can estimate that the motor 12 or the compressor 1 is in an abnormal or deteriorated state to the extent that maintenance of the compressor 1 is required.
  • the diagnostic means 35 monitors the amount of change in the abnormal power amount Psgh at regular intervals, the user and maintenance manager of the refrigeration cycle device 100 can learn about abnormalities that suddenly occur in the compressor 1. The degree of urgency can be determined.
  • the motor drive device 15 monitor the motor 12 and the compressor 1 as described above, the user and maintenance manager of the refrigeration cycle device 100 can prevent sudden failures of the compressor 1 due to foreign objects or the like. can.
  • the abnormality index value extracting means 25 obtains the abnormal power amount Psgh of the motor 12, so that the user and maintenance manager of the refrigeration cycle device 100 can not only check whether there is an abnormality in the motor 12 or the compressor 1, but also Mechanical deterioration of the compressor 1 can be estimated.
  • the diagnostic means 35 may be provided in the motor drive device 15. Further, the diagnostic means 35 may diagnose abnormality or deterioration of the motor 12 based on the abnormal power component Psg output from the filter means 61.
  • FIG. 12 is a functional block diagram showing another configuration example of the abnormality index value extraction means provided in the motor drive device according to the first embodiment.
  • the abnormality index value extraction means 25a includes a diagnosis means 35.
  • the diagnostic means 35 diagnoses abnormality or deterioration of the motor 12 based on the abnormal power component Psg output from the filter means 61. Furthermore, upon receiving the abnormal power amount Psgh from the integrating means 62, the diagnostic means 35 diagnoses abnormality or deterioration of the motor 12 based on the abnormal power amount Psgh. That is, the diagnostic means 35 may diagnose abnormality or deterioration of the motor 12 based on the value of one or both of the abnormal power component Psg and the abnormal power amount Psgh.
  • the diagnostic means 35 determines whether the abnormal power component Psg is larger than a predetermined abnormality determination threshold thd1. If the abnormal power component Psg is larger than the abnormality determination threshold thd1, the diagnostic means 35 diagnoses that an abnormality has occurred in the motor 12 or that the motor 12 has deteriorated. In this case, there is an advantage that abnormality or deterioration of the motor 12 can be diagnosed before the abnormal power amount Psgh is calculated. The diagnostic means 35 also determines whether the abnormal power amount Psgh included in the abnormality information Wir is larger than the first threshold th1.
  • the diagnostic means 35 diagnoses that an abnormality has occurred in the motor 12 or that the motor 12 has deteriorated. In this case, even if noise occurs in the power P regardless of abnormality or deterioration of the motor 12, misdiagnosis due to noise can be prevented, and the state of the motor 12 can be determined more accurately by using the time-integrated value of the abnormal power component Psg. can be diagnosed.
  • the diagnostic means 35 determines whether the abnormal power component Psg is larger than the abnormality determination threshold thd1. The diagnostic means 35 also determines whether the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1. If the abnormal power component Psg is larger than the abnormality determination threshold thd1 and the abnormal power amount Psgh is larger than the first threshold th1, the diagnostic means 35 diagnoses that an abnormality has occurred in the motor 12 or that the motor 12 has deteriorated. do.
  • the diagnostic means 35 determines that no abnormality has occurred in the motor 12 and that the motor 12 has not deteriorated. Diagnose. In this way, by diagnosing using two parameters, it is possible to prevent erroneous diagnosis due to power noise generated in the motor 12 and to diagnose the state of the motor 12 more accurately using the abnormal power amount Psgh.
  • the diagnostic means 35 diagnoses that an abnormality has occurred in the motor 12 or that the motor 12 has deteriorated
  • the diagnostic means 35 provides information that an abnormality has occurred in the motor 12 or that the motor 12 has deteriorated as a diagnosis result.
  • the remote controller 9 receives the diagnosis result from the diagnostic means 35, it displays information on the diagnosis result on the display unit 76.
  • the diagnostic means 35 may be provided in another location within the motor drive device 15. You can leave it there.
  • the motor drive device 15 of the first embodiment includes an index value calculation means 60, a filter means 61, and a diagnosis means 35.
  • the index value calculating means 60 calculates the electric power P of the motor 12 as an index value for determining the presence or absence of an abnormality in the motor 12 based on the motor current that is the current flowing through the motor 12 and the control parameters used for feedback control of the motor 12. Calculate.
  • the filter means 61 performs a filter process to remove the normal operating state component from the electric power P calculated by the index value calculation means 60 and extract the abnormal component.
  • the diagnostic means 35 diagnoses abnormality or deterioration of the motor 12 based on the abnormal component of the electric power P.
  • an abnormality of the motor 12 or Deterioration is diagnosed. Since changes related to the control of the motor 12 are removed from the monitored value of the motor 12, it is possible to quantitatively understand the presence or absence of an abnormality in the motor 12 and the degree of deterioration. As a result, abnormality or deterioration of the motor 12 can be detected with high accuracy.
  • a value obtained by time-integrating the abnormal component after removing the component of the normal operating state of the motor 12 from the electric power P of the motor 12 is used as an index value indicating an abnormality occurring in the motor 12.
  • Abnormality or deterioration of the motor 12 may be diagnosed. Specifically, power P is calculated from the motor current and voltage command value, abnormal power consumption is extracted from the power P by filter means 61, and diagnostic information is obtained by integrating the abnormal power consumption. In this way, changes related to the control of the motor 12 are removed from the monitored value of the motor 12, and the presence or absence of an abnormality and the degree of deterioration can be quantitatively grasped, and the state of abnormality or deterioration of the motor 12 can be accurately determined. can be detected. For example, in the compressor 1, an abnormality caused by minute foreign matter that has entered the gap between the rotating part and the stationary part can be quantitatively detected as the abnormal power amount Psgh. can be understood in terms of
  • a value indicating deterioration or abnormality can be quantitatively detected as the abnormal power amount Psgh, so that the degree of progress of deterioration can be diagnosed. I can do it.
  • Phenomena that mechanically deteriorate the compressor 1 include, for example, a phenomenon in which metal is worn out due to metal contact between the main shaft 45 of the motor 12 and a sliding bearing, and a phenomenon in which foreign matter mixed into the compression mechanism of the compressor 1 is caught. There is.
  • the deterioration state of the compressor 1 is quantitatively estimated by using the time-integrated value of the abnormal power component Psg as the physical quantity indicating the deterioration of the compressor 1. can do.
  • Embodiment 2 In the first embodiment, a case has been described in which the electric power of the motor 12 is used as an index value indicating an abnormality in the motor 12. However, in the second embodiment, mechanical work by the motor 12 is used as an index value indicating an abnormality in the motor 12. This is the case when using the ratio. In the second embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. Further, in the second embodiment, detailed explanations of the configuration and operation described in the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 13 is a functional block diagram showing a configuration example of a controller provided in a motor drive device according to the second embodiment.
  • the controller 23 shown in FIG. 13 is provided in the motor drive device 15 of the refrigeration cycle apparatus 100 shown in FIG.
  • the controller 23 includes a voltage command calculation means 24 and an abnormality index value extraction means 25b.
  • the abnormality index value extraction means 25b receives the speed command value ⁇ * from the control device 8, receives the phase ⁇ indicating the estimated position of the rotor 44 from the position and speed estimation unit 34, and receives the phase ⁇ from the second coordinate conversion unit 33.
  • a d-axis current Id and a q-axis current Iq are input.
  • the abnormality index value extraction means 25b calculates abnormal work based on the d-axis current Id, the q-axis current Iq, and the phase ⁇ .
  • FIG. 14 is a functional block diagram of the abnormality index value extraction means shown in FIG. 13.
  • the abnormality index value extraction means 25b includes an index value calculation means 60a, a filter means 61, and an integration means 62.
  • the index value calculating means 60a calculates the power W of the motor 12 as follows. First, the index value calculating means 60a calculates the estimated value ⁇ e of the output torque using the following equation (1).
  • ⁇ f is the magnetic flux of the permanent magnet of the motor 12
  • Ld is the d-axis inductance
  • Lq is the q-axis inductance.
  • the index value calculation means 60a stores the values of ⁇ f, Ld, and Lq in advance.
  • the output torque ⁇ e shown in equation (1) is a physical quantity called an electrical torque, and corresponds to the electrical frequency and electrical phase of the inverter output.
  • the mechanical torque is ⁇ m
  • the relationship between the mechanical torque ⁇ m and the electrical torque ⁇ e is expressed as shown in equation (2) using the number of pole pairs Pp of the motor.
  • the power W is calculated using an electrical physical quantity, but the power W may be calculated using a mechanical physical quantity.
  • the mechanical rotation angle ⁇ m may be calculated based on equation (3), and the power W may be obtained by multiplying the mechanical rotation angle ⁇ m by the mechanical torque ⁇ m.
  • the index value calculating means 60a also calculates a change in the phase ⁇ indicating the estimated position received when calculating the power W last time and the phase ⁇ indicating the estimated position received when calculating the power W this time. An estimated value ⁇ of the rotation angle is calculated. Then, the index value calculating means 60a calculates the power W by calculating the product of the estimated value ⁇ e of the output torque and the estimated value ⁇ of the rotation angle.
  • the filter means 61 performs filter processing to remove components of the normal operating state of the compressor 1 from the power W, and extracts an abnormal power component Wsg.
  • the filter means 61 transmits the abnormal power component Wsg to the integration means 62.
  • the integrating means 62 performs time integration on the power component Wsg to calculate the abnormal work Wsgh.
  • the integrating means 62 transmits abnormality information Wir, which is information indicating abnormal work Wsgh, to the diagnostic means 35 at regular intervals.
  • the abnormality index value extracting means 25b obtains the abnormal work Wsgh of the motor 12, so that the user and maintenance manager of the refrigeration cycle apparatus 100 can determine whether or not there is an abnormality in the motor 12 or the compressor 1. Instead, mechanical deterioration of the compressor 1 can be estimated.
  • the diagnostic means 35 is provided in the remote controller 9, but the electronic device in which the diagnostic means 35 is provided is not limited to the remote controller 9.
  • the diagnostic means 35 may be provided in the control device 8 shown in FIG. Further, the diagnostic means 35 may be provided in a device different from the refrigeration cycle device 100.
  • Modification 1 is a refrigeration cycle system that includes the refrigeration cycle apparatus 100 of Embodiment 1 or 2.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a refrigeration cycle system according to Modification 1. In the present modification example 1, the case where the refrigeration cycle device 100 is the first embodiment will be explained, but the case where the refrigeration cycle device 100 is the second embodiment is also possible.
  • a diagnostic means 35 is provided in the information processing terminal 17 connected to the network 18.
  • Network 18 is, for example, the Internet.
  • the information processing terminal 17 is, for example, an information processing device such as a smartphone or a tablet terminal.
  • the information processing terminal 17 is carried by a user or a maintenance manager of the refrigeration cycle device 100.
  • the information processing terminal 17 includes a diagnostic means 35 , a communication means 36 for connecting the diagnostic means 35 to the network 18 , and a display means 37 .
  • the display means 37 is, for example, a liquid crystal display.
  • the diagnostic means 35 is provided in a controller not shown.
  • the controller 23 has a communication means 26 for communicating with the information processing terminal 17 via the network 18.
  • the communication means 26 transmits information received from the diagnosis means 35 via the communication means 26 and the communication means 36 to the voltage command calculation means 24.
  • the communication means 26 and the communication means 36 are, for example, communication circuits that mutually transmit and receive data according to the IP (Internet Protocol) communication standard.
  • the diagnostic means 35 determines whether the amount of change in the abnormal power amount Psgh is larger than the second threshold value th2. As a result of the determination, if the amount of change in the abnormal power amount Psgh is larger than the second threshold th2, the diagnostic means 35 sends information to the communication means 26 via the communication means 36 to the effect that the upper limit value of the operating frequency of the compressor 1 is lowered. Send to.
  • the communication means 26 receives the information to lower the upper limit of the operating frequency of the compressor 1 from the information processing terminal 17, the communication means 26 transfers the information to lower the upper limit of the operating frequency of the compressor 1 to the voltage command calculation means 24. do.
  • the voltage command calculating means 24 determines the upper limit value of the operating frequency of the compressor 1 determined in advance. Set to a value smaller than the maximum value set. As a result, if an abnormality occurs in the motor 12 or the compressor 1, the progress of deterioration of the compressor 1 is suppressed, and the maintenance manager can operate the refrigeration cycle device 100 before performing maintenance on the compressor 1. can be prevented from stopping.
  • the diagnostic means 35 remotely monitors the deterioration state of the motor 12 or the compressor 1 from a device other than the refrigeration cycle device 100 via the communication means 36.
  • the frequency of regular maintenance can be reduced, and the human burden of maintenance can be reduced.
  • Embodiment 1 Embodiment 2, and Modification 1 described above, the case where the integrating means 62 is provided in the motor drive device 15 of the refrigeration cycle device 100 has been described, but the invention is not limited to this case.
  • the integrating means 62 may be provided in a device different from the refrigeration cycle device 100, similarly to the diagnostic means 35.
  • the information processing terminal 17 shown in FIG. 15 may be provided with the integrating means 62. In this case, the computational processing load on the controller 23 is reduced.

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Abstract

モータ駆動装置は、モータに流れる電流であるモータ電流に基づいてモータをフィードバック制御するモータ駆動装置であって、モータ電流とフィードバック制御に用いられる制御パラメータとに基づいて、モータの異常の有無を判定する指標値として、モータの電力または仕事率を算出する指標値演算手段と、指標値演算手段によって算出された指標値から正常な運転状態の成分を除去して異常成分を抽出するフィルタ処理を行うフィルタ手段と、指標値の異常成分に基づいて、モータの異常または劣化を診断する診断手段と、を有する。

Description

モータ駆動装置、冷凍サイクル装置および冷凍サイクルシステム
　本開示は、モータの駆動を制御するモータ駆動装置、冷凍サイクル装置、および冷凍サイクルシステムに関する。
　従来、圧縮機の軸受の異常を検出する方法について、圧縮機のモータを駆動するための電流の変化率が基準値を超えると、異常条件が成立したと判定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された方法は、モータの電流の変化率と予め決められた基準値との比較に基づいて、異常の発生の有無を判定するものである。
特開２０１９－２１８９２８号公報
　しかし、特許文献１に開示された方法において、判定対象の電流変化率は、圧縮機の運転周波数またはモータの電流進角等によって変化する値である。そのため、特許文献１に開示された方法は、軸受の異常に起因する電流変化だけでなく、圧縮機に対する通常の制御による電流変化も異常と判定してしまうおそれがある。特許文献１に開示された方法は、モータに生じる異常の検出精度が不十分となるおそれがあった。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、モータの異常状態を精度よく検出するモータ駆動装置、冷凍サイクル装置および冷凍サイクルシステムを提供するものである。
　本開示に係るモータ駆動装置は、モータに流れる電流であるモータ電流に基づいて前記モータをフィードバック制御するモータ駆動装置であって、前記モータ電流と前記フィードバック制御に用いられる制御パラメータとに基づいて、前記モータの異常の有無を判定する指標値として、前記モータの電力または仕事率を算出する指標値演算手段と、前記指標値演算手段によって算出された前記指標値から正常な運転状態の成分を除去して異常成分を抽出するフィルタ処理を行うフィルタ手段と、前記指標値の前記異常成分に基づいて、前記モータの異常または劣化を診断する診断手段と、を有するものである。
　本開示に係る冷凍サイクル装置は、モータが搭載された圧縮機を含む冷媒回路と、前記モータを駆動する、上記のモータ駆動装置と、を有するものである。
　本開示に係る冷凍サイクルシステムは、モータが搭載された圧縮機を有する冷媒回路と、前記モータに電力を供給するインバータを有する電力変換器と、前記モータに流れる電流であるモータ電流に基づいて、前記インバータを介して前記モータをフィードバック制御する電圧指令演算手段と、前記モータ電流と前記フィードバック制御に用いられる制御パラメータとに基づいて、前記モータの異常の有無を判定する指標値として、前記モータの電力または仕事率を算出する指標値演算手段と、前記指標値演算手段によって算出された前記指標値から正常な運転状態の成分を除去して異常成分を抽出するフィルタ処理を行うフィルタ手段と、前記指標値の前記異常成分に基づいて、前記モータの異常または劣化を診断する診断手段と、を有するものである。
　本開示によれば、モータに生じる異常を示す指標値としてモータの電力または仕事率からモータの正常な運転状態の成分を除去した後の異常成分を基に、モータの異常または劣化が診断される。モータの監視値からモータの制御に関する変化分が除去されるため、モータの異常の有無および劣化の度合いを定量的に把握することができる。その結果、モータの異常状態を精度よく検出することができる。
実施の形態１に係るモータ駆動装置を有する冷凍サイクル装置の一構成例を示す図である。 図１に示した電力変換器の一構成例を示す図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置に設けられた圧縮機の一構成例を示す構造模式図である。 実施の形態１に係るモータ駆動装置に設けられたコントローラの一構成例を示す機能ブロック図である。 モータに異常が発生した場合の電流波形の一例を示す図である。 図４に示した異常指標値抽出手段の機能ブロック図である。 図４に示したコントローラの一構成例を示すハードウェア構成図である。 図４に示したコントローラの別の構成例を示すハードウェア構成図である。 リモートコントローラの一構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る異常電力量抽出方法の手順を示すフローチャートである。 図１０に示すステップＳ１０１～Ｓ１０３の処理結果の一例を示す図である。 実施の形態１に係るモータ駆動装置に設けられた異常指標値抽出手段の別の構成例を示す機能ブロック図である。 実施の形態２に係るモータ駆動装置に設けられたコントローラの一構成例を示す機能ブロック図である。 図１３に示した異常指標値抽出手段の機能ブロック図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置を有する冷凍サイクルシステムの一構成例を示す図である。
実施の形態１．
　本実施の形態１のモータ駆動装置の構成を説明する。図１は、実施の形態１に係るモータ駆動装置を有する冷凍サイクル装置の一構成例を示す図である。図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、熱源側ユニット１０１と、負荷側ユニット１０２と、リモートコントローラ９とを有する。
　熱源側ユニット１０１は、圧縮機１、熱源側熱交換器２、絞り装置３、四方弁５およびアキュムレータ６を有する。負荷側ユニット１０２は、負荷側熱交換器４を有する。圧縮機１、熱源側熱交換器２、絞り装置３および負荷側熱交換器４が冷媒配管７で接続され、冷媒が循環する冷媒回路１０が構成される。本実施の形態１においては、冷凍サイクル装置１００が空気調和装置の場合で説明するが、冷凍サイクル装置１００は空気調和装置に限らない。
　圧縮機１は、ガス冷媒を吸入し、吸入したガス冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機１は、容量を変えることができるインバータ圧縮機である。絞り装置３は、冷媒を減圧して膨張させる。熱源側熱交換器２および負荷側熱交換器４は、冷媒と空気とを熱交換させる熱交換器である。熱源側熱交換器２および負荷側熱交換器４は、例えば、フィンアンドチューブ式熱交換器である。四方弁５は、冷凍サイクル装置１００の運転モードに対応して、冷媒回路１０を循環する冷媒の流通方向を切り替える。四方弁５は、運転モードが暖房運転の場合に圧縮機１から吐出される冷媒を負荷側熱交換器４に流入させ、運転モードが冷房運転の場合に圧縮機１から吐出される冷媒を熱源側熱交換器２に流入させる。アキュムレータ６は、圧縮機１の冷媒吸入口側に接続されている。アキュムレータ６は、液冷媒が圧縮機１に吸い込まれることを防止する冷媒回路補器である。
　また、熱源側ユニット１０１は、冷媒回路１０を循環する冷媒の冷凍サイクルを制御する制御装置８と、圧縮機１を駆動するモータ駆動装置１５とを有する。モータ駆動装置１５は、圧縮機１に搭載されたモータ１２と配線を介して接続されている。モータ１２は、例えば、３相のブラシレス直流モータである。モータ駆動装置１５は、モータ１２に配線を介して電力を供給する電力変換器２１と、モータ１２に流れる電流であるモータ電流を検出する電流センサ２２と、モータ１２の駆動を制御するコントローラ２３とを有する。電流センサ２２は、電力変換器２１とモータ１２とを接続する配線に設けられている。
　制御装置８は、絞り装置３、四方弁５、コントローラ２３およびリモートコントローラ９と信号線（図示せず）を介して接続されている。リモートコントローラ９は、冷凍サイクル装置１００のユーザが冷凍サイクル装置１００の運転モードおよび負荷側ユニット１０２の空調対象空間の設定温度等を制御装置８に入力するためのものである。制御装置８は、ユーザからリモートコントローラ９を介して入力される運転モード等の指示にしたがって、四方弁５、絞り装置３および圧縮機１を制御する。圧縮機１について、具体的には、制御装置８は、ユーザによって入力される指示にしたがってモータ１２の運転周波数に対応する速度指令値ω＊を決定し、速度指令値ω＊をコントローラ２３に送信する。
　図２は、図１に示した電力変換器の一構成例を示す図である。電力変換器２１は、直流電圧源１３と、インバータ２０とを有する。インバータ２０は、複数のスイッチング素子７１ａ～７３ａおよび７１ｂ～７３ｂを有する。
　Ｕ相の上アームにスイッチング素子７１ａが設けられ、Ｕ相の下アームにスイッチング素子７１ｂが設けられている。Ｖ相の上アームにスイッチング素子７２ａが設けられ、Ｖ相の下アームにスイッチング素子７２ｂが設けられている。Ｗ相の上アームにスイッチング素子７３ａが設けられ、Ｗ相の下アームにスイッチング素子７３ｂが設けられている。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相の上下アーム間に直流電圧源１３から出力される直流電圧が印加され、各相の上下アームの接続点がモータ１２に配線されている。
　インバータ２０の各スイッチング素子７１ａ～７３ａおよび７１ｂ～７３ｂは、電圧指令演算手段２４から入力される制御信号に応じてスイッチング動作する。電力変換器２１は、直流電圧源１３からの出力をスイッチングすることで、任意の周波数の交流電圧をモータ１２に印加してモータ１２を駆動する。
　次に、圧縮機１の構造について説明する。本実施の形態１においては、圧縮機１がスクロール圧縮機の場合で説明するが、圧縮機１の種類はスクロール圧縮機に限定されない。図３は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置に設けられた圧縮機の一構成例を示す構造模式図である。
　図３に示すように、圧縮機１は、固定スクロール４０および揺動スクロール４１からなる圧縮機構と、回転軸として主軸４５を備えたモータ１２と、吸入パイプ４７と、吐出パイプ４９と、オイルポンプ５４とを有する。圧縮機構、モータ１２およびオイルポンプ５４は、円柱状の密閉容器５２に収納されている。
　モータ１２は、主軸４５、固定子４３および回転子４４を有する。主軸４５は回転子４４に取り付けられている。主軸４５は、主軸受５０および副軸受５１の２つの軸受によって支持されている。具体的には、主軸４５は、上方側が滑り軸受からなる主軸受５０によって支持され、下方側が玉軸受からなる副軸受５１によって支持されている。冷媒回路１０を密閉して冷媒を移送する必要が有るため、圧縮機構、軸受およびモータ１２などの回転部材は、いずれも冷媒に晒される環境に置かれる。
　吸入パイプ４７は、密閉容器５２の側面に設けられ、アキュムレータ６からガス冷媒を吸入する。吐出パイプ４９は、密閉容器５２の上面に設けられ、圧縮機構によって圧縮されたガス冷媒を四方弁５に吐出する。密閉容器５２の側面には、インバータ２０から延びる配線をモータ１２の巻線に接続するための電源端子４２が設けられている。オイルポンプ５４は、密閉容器５２の底に溜まる潤滑油を吸い上げて、圧縮機構および軸受等を含む摺動部に送る。
　圧縮機構において、固定スクロール４０および揺動スクロール４１は、固定スクロール４０の下方側に設けられた固定渦巻体と揺動スクロール４１の上方側に設けられた揺動渦巻体とが噛み合うように配置されている。主軸４５の上方には主軸偏心部４６が設けられている。揺動スクロール４１は、主軸偏心部４６を介して主軸４５に取り付けられている。固定スクロール４０の上方には、圧縮されたガス冷媒を吐出パイプ４９側に流通させるための吐出口４８が設けられている。
　圧縮機１は、モータ１２によって発生する回転動力により揺動スクロール４１を旋回してガス冷媒を圧縮する。ガス冷媒は、吸入パイプ４７から圧縮機１の内部に吸入され、揺動スクロール４１の旋回動作により圧縮された後、吐出パイプ４９から吐出される。
　次に、コントローラ２３の構成を説明する。図４は、実施の形態１に係るモータ駆動装置に設けられたコントローラの一構成例を示す機能ブロック図である。コントローラ２３は、例えば、マイクロコンピュータである。図４に示すように、コントローラ２３は、電圧指令演算手段２４と、異常指標値抽出手段２５とを有する。
　電力変換器２１は、モータ１２のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相の巻線と接続されている。電圧指令演算手段２４は、モータ電流に基づいて、図２に示したインバータ２０を介してモータ１２をフィードバック制御する。電圧指令演算手段２４は、速度制御部３０、電流制御部３１、第１の座標変換部３２、第２の座標変換部３３および位置速度推定部３４を有する。図４は、モータ１２の回転子４４の永久磁石の磁極の数が６極の場合を示しているが、磁極の数は６極に限らない。
　圧縮機１のモータ１２は、高温高圧になる密閉容器５２の内部に格納されているため、回転子４４の回転位置を検出するセンサを密閉容器５２の内部に設けることが困難である。そのため、電圧指令演算手段２４は、モータ電流に基づいて、インバータ２０を介してモータ１２に対して位置センサレス制御を行う。図４に示す電圧指令演算手段２４は、モータ１２を位置センサレスベクトル制御で駆動する場合の構成例である。
　電流センサ２２は、モータ１２の駆動状態および圧縮機１の運転状態を推定するための値を検出する役目を果たす。電流センサ２２は、モータ１２のＵ相のモータ電流ｉｕおよびＷ相のモータ電流ｉｗを検出し、モータ電流ｉｕおよびｉｗを第２の座標変換部３３に送信する。本実施の形態１においては、電流センサ２２がモータ電流ｉｕおよびｉｗを検出する場合で説明するが、これら２種類の電流値に限らない。電流センサ２２が検出する電流値は、モータ電流ｉｕ、モータ電流ｉｗおよびＶ相のモータ電流ｉｖのうち、どの２種類の組み合わせであってもよく、これら３種類の全部であってもよい。
　第２の座標変換部３３は、位置速度推定部３４から推定位置を示す位相θを受信し、モータ電流ｉｕおよびｉｗを電流センサ２２から受信する。位相θは、固定子４３に対して推定される回転子４４の相対角度であり、基準位置に対する回転子４４の推定位置を示す。第２の座標変換部３３は、ｉｕ＋ｉｖ＋ｉｗ＝０の式とモータ電流ｉｕおよびｉｗとから、モータ電流ｉｖを算出する。第２の座標変換部３３は、位相θを参照しながら、モータ電流ｉｕ、ｉｖおよびｉｗを座標変換してｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑを求める。第２の座標変換部３３は、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑを、電流制御部３１、位置速度推定部３４および異常指標値抽出手段２５に送信する。ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑは、フィードバック制御に用いられる制御パラメータの一例である。
　速度制御部３０は、速度指令値ω＊と、位置速度推定部３４から受信する推定速度ω＾とに基づいて、速度が速度指令値ω＊に収束するように、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を算出する。速度制御部３０は、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を電流制御部３１に送信する。励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊は、フィードバック制御に用いられる制御パラメータの一例である。
　電流制御部３１は、第２の座標変換部３３から受信するｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑと、速度制御部３０から受信する励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊とに基づいて、電流指令値に電流が収束するように、電圧指令値Ｖｄ＊およびＶｑ＊を求める。電流制御部３１は、電圧指令値Ｖｄ＊およびＶｑ＊を、第１の座標変換部３２、位置速度推定部３４および異常指標値抽出手段２５に送信する。電圧指令値Ｖｄ＊およびＶｑ＊は、フィードバック制御に用いられる制御パラメータの一例である。
　位置速度推定部３４は、第２の座標変換部３３から受信するｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑと、電流制御部３１から受信する電圧指令値Ｖｄ＊およびＶｑ＊とを用いて、モータ１２の回転子４４の推定位置を示す位相θおよび推定速度ω＾を求める。位置速度推定部３４は、推定位置を示す位相θを第１の座標変換部３２および第２の座標変換部３３に送信する。位置速度推定部３４は、推定速度ω＾を速度制御部３０に送信する。回転子４４の推定位置を示す位相θおよび推定速度ω＾は、フィードバック制御に用いられる制御パラメータの一例である。
　第１の座標変換部３２は、位置速度推定部３４から位相θを受信し、電流制御部３１から電圧指令値Ｖｄ＊およびＶｑ＊を受信すると、受信した電圧指令値Ｖｄ＊およびＶｑ＊を座標変換して電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊およびＶｗ＊を求める。第１の座標変換部３２は、位相θを参照しながら、インバータ２０への制御信号である電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊およびＶｗ＊を電力変換器２１に送信する。電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊およびＶｗ＊は、フィードバック制御に用いられる制御パラメータの一例である。
　電圧指令演算手段２４が上述の演算を繰り返し行うことによって、モータ１２は、回転速度が速度指令値ω＊に一致するように制御される。
　次に、本実施の形態１の異常指標値抽出手段２５の構成を説明する前に、異常指標値抽出手段２５による異常電力量抽出方法の原理を説明する。はじめに、圧縮機１が正常な状態で一定の運転周波数で回転動作している場合について説明する。
　圧縮機１のモータ１２の回転軸にかかる負荷トルクは、ガス冷媒の圧縮に依存する成分と、ガス冷媒の圧力に依存する成分とに分けられる。以下では、ガス冷媒の圧縮をガス圧縮と称し、ガス冷媒の圧力をガス圧力と称する。
　ガス圧縮に依存するトルク成分は、圧縮機１の１回転中に行われる一連の動作によるものであり、回転周波数の逓倍成分を含む脈動波形となる特徴がある。一連の動作とは、冷媒ガスの吸入、圧縮および吐出を順に行う動作である。圧縮機１の回転数は、３０～１２０ｒｐｓの範囲の値が多用されることから、脈動波形は概ね３０Ｈｚ以上の周波数成分となる。つまり、脈動波形は、圧縮機１の回転周波数を基本波として整数倍の周波数である高調波を含む。一方、ガス圧力は、室温、外気温度および絞り装置３の開度によって変化するが、これらの要因によるガス圧力の変化は数十秒の応答時間でゆっくり変化するものである。そのため、ガス圧力によるトルクの波形は直流および極低周波の成分となる特徴がある。
　続いて、冷媒回路１０に発生した異常が圧縮機１に劣化または異常を生じさせる場合について説明する。冷媒回路１０には、配管の接合部および弁類の可動部など継続的に機械応力を受ける箇所が存在する。この応力によって、冷媒機器の部材の欠片が剥離する場合がある。剥離した欠片は、冷媒の流れによって冷媒回路１０を循環するが、冷媒回路１０は閉回路であるため欠片が排出されることは無く、異物として圧縮機１を継続的に劣化させる場合があるとされる。
　また、異物は、冷媒配管７の接合部および弁類の可動部に限らず、圧縮機１の内部で生成される場合がある。主軸受５０を代表とする圧縮機１の内部の摺動部には、通常、オイルポンプ５４が吸い上げた潤滑油が供給されるが、何らかの影響で油の濃度が低下した場合、潤滑不良となり、金属同士が直接に接触する状態となる。このときの摩擦により油の酸化または界面の剥離が発生し、これらが異物となる。例えば、軸受の一部が剥離したものが異物となる。
　図５は、モータに異常が発生した場合の電流波形の一例を示す図である。図５は、圧縮機１の内部において金属同士の接触によって異物が発生した場合に検出された電流波形の例である。図５に示すグラフの縦軸はモータ１２に流れる電流である。図５に示すグラフの横軸は、基準時間からの経過時間ｔである。図５は、モータ１２が１回転する毎にモータ１２に流れる電流を時系列で示す。具体的には、図５は、モータ１２が経過時間ｔ＝０である基準時間から第１回転周期Ｔ１～第４回転周期Ｔ４の順に４回転した場合のモータ１２の電流波形を示す。
　第１回転周期Ｔ１～第４回転周期Ｔ４において、モータ１２の電流波形を実線で示し、第３回転周期Ｔ３～第４回転周期Ｔ４において、モータ１２に異常が発生しない場合の電流波形を破線で示す。第３回転周期Ｔ３～第４回転周期Ｔ４を参照すると、経過時間ｔｘ１において実線で示す電流が破線で示す電流波形よりも大きくなり、経過時間ｔｘ２において実線で示す電流が破線で示す電流波形に戻っている。
　金属同士の接触により生成された異物が圧縮機１の軸受または圧縮機構のシール部に噛み込まれると、噛み込まれた異物が、その場所を通過または破砕されるまで、負荷トルクが増加し、電流波形が一時的に増加する。図５に示す経過時間ｔｘ１～ｔｘ２までの電流波形が、異物によって電流波形が一時的に増加したことを示す。異物の通過または異物の破砕の事象は、ランダムに発生し、負荷トルクの大きさおよび発生タイミングも規則性がない。
　上述したように、異物による負荷トルクは、ガス圧縮およびガス圧力による負荷トルクとは特性が異なる。すなわち、モータ１２の負荷トルクから、規則的に発生するガス圧縮のトルク成分と、ゆっくり変化するガス圧力によるトルク成分とを分離した後に残った成分を、異物によるトルクとみなせる。以下では、異物によるトルクを、異常トルクと称する。
　圧縮機１の摺動部の劣化量は、異常トルクによる仕事の大きさに比例すると考えられる。一般的に、回転体の仕事は、「トルク×回転速度×時間」という式で定義される。そのため、上記の異常トルクに因る仕事である異常仕事は、「異常トルク×回転速度×時間」という式によって算出できる。また、仕事は電気的に見ると電力量と同義である。そのため、圧縮機１の摺動部の劣化量は、「異常電力×時間」という式から算出することもできる。異常電力とは、モータ１２の電力から圧縮機１が正常に運転した場合の電力の成分を除去した値である。以下では、「異常電力×時間」という式から算出される値を、異常電力量と称する。
　上述した原理に基づいて、モータ１２の異常の有無を判定する指標値としてモータ１２の電力または仕事率を用いて、異常仕事または異常電力量を求めることで、モータ１２が搭載された圧縮機１の劣化状態を定量的に観測することができる。本実施の形態１においては、異常指標値抽出手段２５が異常電力量を求める場合について説明する。
　図４に示した異常指標値抽出手段２５の構成を説明する。図６は、図４に示した異常指標値抽出手段の機能ブロック図である。異常指標値抽出手段２５は、指標値演算手段６０と、フィルタ手段６１と、積分手段６２とを有する。図６は、異常指標値抽出手段２５が、モータ１２の定速運転中に発生する異常な電力変化を積算する場合の構成例を示す。
　指標値演算手段６０には、電圧指令値Ｖｄ＊および電圧指令値Ｖｑ＊が電流制御部３１から順次入力され、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑが第２の座標変換部３３から順次入力される。指標値演算手段６０は、電圧指令値Ｖｄ＊とｄ軸電流Ｉｄとの内積を演算し、電圧指令値Ｖｑ＊とｑ軸電流Ｉｑとの内積を演算し、これらの内積の和を瞬時電力Ｐとして算出する。指標値演算手段６０は、算出した瞬時電力Ｐをフィルタ手段６１に送信する。
　フィルタ手段６１には、速度指令値ω＊が入力される。フィルタ手段６１は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６３と、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６４とを有する。ＬＰＦ６３は、モータ１２の正常な運転状態の回転周波数を基本波とした高調波成分を瞬時電力Ｐから除去する。これにより、瞬時電力Ｐのうち、圧縮機１が正常な運転状態で圧縮動作を行った際に発生するトルク変動分が減衰する。ＨＰＦ６４は、モータ１２の正常な運転状態の低周波成分を瞬時電力Ｐから除去する。これにより、瞬時電力Ｐのうち、ガス圧力による仕事成分となる低周波成分が減衰する。
　また、フィルタ手段６１は、入力される速度指令値ω＊が変化するか否かを監視し、速度指令値ω＊が変化する場合、速度指令値ω＊の変化に対応する電力変化を瞬時電力Ｐから除去する。フィルタ手段６１による演算処理によって、瞬時電力Ｐから正常な運転状態による電力変化は除去され、異常な電力成分Ｐｓｇのみがフィルタ手段６１から出力される。このようにして、フィルタ手段６１は、瞬時電力Ｐを入力として、瞬時電力Ｐから圧縮機１の正常な運転状態の成分を除去するフィルタ処理を行って、異常な電力成分Ｐｓｇを抽出する。
　積分手段６２は、フィルタ手段６１から異常な電力成分Ｐｓｇが入力されると、電力成分Ｐｓｇに時間積分を行って異常電力量Ｐｓｇｈを算出する。積分手段６２は、異常電力量Ｐｓｇｈを示す情報である異常情報Ｗｉｒを一定の周期で診断手段３５に送信する。
　ここで、図４に示したコントローラ２３のハードウェアの一例を説明する。図７は、図４に示したコントローラの一構成例を示すハードウェア構成図である。コントローラ２３の各種機能がハードウェアで実行される場合、図４に示したコントローラ２３は、図７に示すように、処理回路８０で構成される。図４に示した、電圧指令演算手段２４および異常指標値抽出手段２５の各機能は、処理回路８０により実現される。
　各機能がハードウェアで実行される場合、処理回路８０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものに該当する。電圧指令演算手段２４および異常指標値抽出手段２５の各手段の機能のそれぞれを処理回路８０で実現してもよい。また、電圧指令演算手段２４および異常指標値抽出手段２５の各手段の機能を１つの処理回路８０で実現してもよい。
　また、図４に示したコントローラ２３の別のハードウェアの一例を説明する。図８は、図４に示したコントローラの別の構成例を示すハードウェア構成図である。コントローラ２３の各種機能がソフトウェアで実行される場合、図４に示したコントローラ２３は、図８に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ８１と、メモリ８２とを有する構成である。電圧指令演算手段２４および異常指標値抽出手段２５の各機能は、プロセッサ８１およびメモリ８２により実現される。図８は、プロセッサ８１およびメモリ８２が互いにバス８３を介して通信可能に接続されることを示している。
　各機能がソフトウェアで実行される場合、電圧指令演算手段２４および異常指標値抽出手段２５の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ８２に格納される。プロセッサ８１は、メモリ８２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、各手段の機能を実現する。
　メモリ８２として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）等の不揮発性の半導体メモリが用いられる。また、メモリ８２として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）の揮発性の半導体メモリが用いられてもよい。さらに、メモリ８２として、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ　Ｄｉｓｃ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。
　次に、リモートコントローラ９の構成を説明する。図９は、リモートコントローラの一構成例を示すブロック図である。リモートコントローラ９は、タッチパネル等の操作部７５と、液晶ディスプレイ等の表示部７６と、制御部７７とを有する。制御部７７は、診断手段３５を有する。制御部７７のハードウェア構成は、図７および図８を参照して説明した構成と同様になるため、その詳細な説明を省略する。
　診断手段３５は、異常指標値抽出手段２５から異常情報Ｗｉｒを受信すると、積分手段６２による演算結果の積分値である異常電力量Ｐｓｇｈが予め決められた第１閾値ｔｈ１より大きいか否かを判定する。診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい場合、異常電力量Ｐｓｇｈの単位時間あたりの変化量が予め決められた第２閾値ｔｈ２より大きいか否かを判定する。診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈの変化量が第２閾値ｔｈ２より大きい場合、異常電力量Ｐｓｇｈが第２閾値ｔｈ２を超えた旨の情報を表示部７６に表示させる。
　また、診断手段３５は、異常指標値抽出手段２５から異常情報Ｗｉｒを受信すると、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きいか否かにかかわらず、異常電力量Ｐｓｇｈを表示部７６に表示させてもよい。さらに、診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい場合、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい旨の情報を表示部７６に表示させてもよい。診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい場合、モータ１２に異常が発生、またはモータ１２が劣化していると診断し、診断結果として、モータ１２に異常が発生した旨またはモータ１２が劣化している旨の情報を表示部７６に表示させてもよい。リモートコントローラ９に音声出力装置（図示せず）が設けられている場合、診断手段３５は診断結果を音声出力装置に出力してもよい。この場合、音声出力装置（図示せず）は、診断結果の情報を、スピーカ（図示せず）を介して出力する。
　なお、本実施の形態１においては、診断手段３５がリモートコントローラ９に設けられている場合で説明したが、診断手段３５が設けられる電子機器はリモートコントローラ９に限らない。診断手段３５はコントローラ２３に設けられていてもよい。また、積分手段６２から外部に出力される演算結果を含む異常情報Ｗｉｒの送信先は、診断手段３５に限らない。
　例えば、冷凍サイクル装置１００に表示装置（図示せず）が設けられている場合、積分手段６２は異常情報Ｗｉｒを表示装置に出力し、表示装置に異常電力量Ｐｓｇｈを表示させてもよい。また、冷凍サイクル装置１００に音声出力装置（図示せず）が設けられている場合、積分手段６２は異常情報Ｗｉｒを音声出力装置に出力してもよい。この場合、音声出力装置（図示せず）は、異常情報Ｗｉｒが示す異常電力量Ｐｓｇｈの値を、スピーカ（図示せず）を介して出力する。
　次に、本実施の形態１のモータ駆動装置１５の動作について説明する。図１０は、実施の形態１に係る異常電力量抽出方法の手順を示すフローチャートである。
　はじめに、指標値演算手段６０は、電圧指令値Ｖｄ＊とｄ軸電流Ｉｄとの内積を計算し、電圧指令値Ｖｑ＊とｑ軸電流Ｉｑとの内積を計算し、これら内積の和を瞬時電力Ｐとして算出する（ステップＳ１０１）。続いて、フィルタ手段６１のＬＰＦ６３は、モータ１２の正常な運転状態の回転周波数を基準とした高調波成分を瞬時電力Ｐから除去する。ＨＰＦ６４は、モータ１２の正常な運転状態の低周波成分を瞬時電力Ｐから除去する。これにより、瞬時電力Ｐのうち、ガス圧力の仕事成分となる低周波成分が減衰し、圧縮機１が圧縮動作を行った際に発生するトルク変動が減衰する。このようにして、フィルタ手段６１は、瞬時電力Ｐから正常な運転状態の成分を除去して異常な電力成分Ｐｓｇを算出する（ステップＳ１０２）。
　ステップＳ１０２において、フィルタ手段６１は、速度指令値ω＊が変化するか否かを監視し、速度指令値ω＊が変化する場合、速度指令値ω＊の変化に対応する電力変化を瞬時電力Ｐから除去する。これらのフィルタ処理によって、瞬時電力Ｐから正常な運転状態による電力変化が除去され、フィルタ手段６１からは異常な電力成分Ｐｓｇのみが出力される。このようにして、フィルタ手段６１が瞬時電力Ｐに対してフィルタ処理を行うことで、瞬時電力Ｐから異常な電力成分Ｐｓｇを抽出することができる。
　積分手段６２は、瞬時電力Ｐのフィルタ処理後の電力成分Ｐｓｇがフィルタ手段６１から入力されると、電力成分Ｐｓｇに時間積分を行って異常電力量Ｐｓｇｈを算出する（ステップＳ１０３）。積分手段６２は、異常電力量Ｐｓｇｈの情報である異常情報Ｗｉｒを診断手段３５に出力する（ステップＳ１０４）。
　このようにして、異常指標値抽出手段２５は、電圧指令値Ｖｄ＊およびＶｑ＊と、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑとを用いて異常電力量Ｐｓｇｈを求め、求めた異常電力量Ｐｓｇｈの情報を診断手段３５に提供する。
　診断手段３５は、異常情報Ｗｉｒを積分手段６２から受信すると、異常電力量Ｐｓｇｈに基づいて、モータ１２の異常または劣化を診断する（ステップＳ１０５）。具体的には、診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きいか否かを判定し、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい場合、モータ１２に異常が発生またはモータ１２が劣化していると診断する。そして、診断結果として、モータ１２に異常が発生した旨またはモータ１２が劣化している旨の情報を表示部７６に表示させる。一方、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１以下である場合、モータ１２に異常が発生しておらず、モータ１２が劣化していないと診断する。この場合、診断手段３５は、モータ１２に異常がない旨の診断結果を表示部７６に表示させてもよいが、診断結果を表示部７６に表示させなくてもよい。
　図１１は、図１０に示すステップＳ１０１～Ｓ１０３の処理結果の一例を示す図である。図１１は、図５に示した電流波形を最上段に示し、指標値演算手段６０の演算結果である瞬時電力Ｐを２段目に示し、フィルタ手段６１の演算結果である電力成分Ｐｓｇを３段目に示し、積分手段６２の演算結果である異常電力量Ｐｓｇｈを最下段に示す。
　圧縮機１の内部において、例えば、潤滑油不足で軸受の一部が剥離する異常が発生すると、図１１の最上段のグラフに示すように、経過時間ｔｘ１において、モータ１２の電流の波形が増加する。この電流波形をｄｑ変換してｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑを求め、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑと電圧指令値Ｖｄ＊およびＶｑ＊との内積を演算すると、スカラー量に変換された瞬時電力Ｐが求められる。瞬時電力Ｐは、経過時間ｔｘ１から増加し始め、経過時間ｔｘ２で第１回転周期Ｔ１および第２回転周期Ｔ２のレベルまで急に低下する。
　図１１の２段目に示す瞬時電力Ｐのうち、直流量は正常な運転状態による負荷成分であり、高周波はガス圧縮による脈動成分である。そのため、これらの成分を瞬時電力Ｐからフィルタ手段６１によって除去すると、図１１の３段目に示すように、異常な電力成分Ｐｓｇのみが残存する。その後、異常な電力成分Ｐｓｇが積分手段６２によって時間積分されると、図１１の最下段に示すように、異常な電力消費が異常電力量Ｐｓｇｈとして求められる。
　図１０に示したステップＳ１０４の後、診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈの情報を積分手段６２から受信すると、異常電力量Ｐｓｇｈを表示部７６に表示させる。この場合、冷凍サイクル装置１００のユーザおよび保守管理者は、表示部７６に表示される異常電力量Ｐｓｇｈの数値に基づいて、モータ１２または圧縮機１の異常状態または劣化状態を推定できる。
　また、図１０に示したステップＳ１０４の後、診断手段３５は、異常指標値抽出手段２５から異常情報Ｗｉｒを受信すると、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きいか否かを判定する。図１１の最下段のグラフの経過時間ｔｂ１２において、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きくなっている。判定の結果、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい場合、診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい旨の情報を表示部７６に表示させる。この場合、冷凍サイクル装置１００のユーザおよび保守管理者は、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きいと判定されるほど、圧縮機１に発生した異常または劣化の程度が大きくなっていると推定できる。
　さらに、図１０に示したステップＳ１０４の後、診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい場合、異常電力量Ｐｓｇｈの変化量が第２閾値ｔｈ２より大きいか否かを判定する。判定の結果、異常電力量Ｐｓｇｈの変化量が第２閾値ｔｈ２より大きい場合、診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈの変化量が第２閾値ｔｈ２を超えた旨の情報を表示部７６に表示させる。この場合、冷凍サイクル装置１００のユーザおよび保守管理者は、圧縮機１のメンテナンスが必要なほどモータ１２または圧縮機１が異常状態または劣化状態にあると推定できる。
　診断手段３５が一定の周期で異常電力量Ｐｓｇｈの変化量を監視することで、冷凍サイクル装置１００のユーザおよび保守管理者は、急激に圧縮機１に発生する異常を知ることができるため、保守の緊急度を判定することができる。モータ駆動装置１５がモータ１２および圧縮機１に対して上述の監視を行うことで、冷凍サイクル装置１００のユーザおよび保守管理者は、異物等による圧縮機１の突発故障を未然に防止することができる。
　このようにして、異常指標値抽出手段２５がモータ１２の異常電力量Ｐｓｇｈを求めることで、冷凍サイクル装置１００のユーザおよび保守管理者は、モータ１２または圧縮機１の異常の有無だけでなく、圧縮機１の機械的劣化を推定することができる。
　なお、本実施の形態１においては、診断手段３５がモータ駆動装置１５に設けられていてもよい。また、診断手段３５は、フィルタ手段６１から出力される異常な電力成分Ｐｓｇに基づいて、モータ１２の異常または劣化を診断してもよい。図１２は、実施の形態１に係るモータ駆動装置に設けられた異常指標値抽出手段の別の構成例を示す機能ブロック図である。
　図１２に示すように、異常指標値抽出手段２５ａは、診断手段３５を有する。診断手段３５は、フィルタ手段６１から出力される異常な電力成分Ｐｓｇに基づいて、モータ１２の異常または劣化を診断する。また、診断手段３５は、積分手段６２から異常電力量Ｐｓｇｈを受信すると、異常電力量Ｐｓｇｈに基づいて、モータ１２の異常または劣化を診断する。つまり、診断手段３５は、異常な電力成分Ｐｓｇおよび異常電力量Ｐｓｇｈのうち、一方または両方の値に基づいて、モータ１２の異常または劣化を診断してもよい。
　異常な電力成分Ｐｓｇおよび異常電力量Ｐｓｇｈの２つのパラメータのうち、一方のパラメータを用いて、モータ１２を診断する場合の例を説明する。診断手段３５は、異常な電力成分Ｐｓｇが予め決められた異常判定閾値ｔｈｄ１より大きいか否かを判定する。異常な電力成分Ｐｓｇが異常判定閾値ｔｈｄ１より大きい場合、診断手段３５は、モータ１２に異常が発生したか、モータ１２が劣化していると診断する。この場合、異常電力量Ｐｓｇｈが算出される前にモータ１２の異常または劣化が診断されるメリットがある。また、診断手段３５は、異常情報Ｗｉｒに含まれる異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きいか否かを判定する。異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい場合、診断手段３５は、モータ１２に異常が発生したか、モータ１２が劣化していると診断する。この場合、モータ１２の異常または劣化とは無関係に電力Ｐにノイズが発生してもノイズによる誤診断を防止し、異常な電力成分Ｐｓｇを時間積分した値を用いてモータ１２の状態をより正確に診断できる。
　続いて、異常な電力成分Ｐｓｇおよび異常電力量Ｐｓｇｈの２つのパラメータのうち、両方のパラメータを用いて、モータ１２を診断する場合の例を説明する。診断手段３５は、異常な電力成分Ｐｓｇが異常判定閾値ｔｈｄ１より大きいか否かを判定する。また、診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きいか否かを判定する。異常な電力成分Ｐｓｇが異常判定閾値ｔｈｄ１より大きく、かつ異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい場合、診断手段３５は、モータ１２に異常が発生したか、モータ１２が劣化していると診断する。一方、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きいが、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１以下である場合、診断手段３５は、モータ１２に異常が発生せず、モータ１２が劣化していないと診断する。このようにして、２つのパラメータを用いて診断することで、モータ１２に発生した電力ノイズによる誤診断を防止し、異常電力量Ｐｓｇｈを用いてモータ１２の状態をより正確に診断できる。
　診断手段３５は、モータ１２に異常が発生したか、モータ１２が劣化していると診断した場合、診断結果として、モータ１２に異常が発生した旨またはモータ１２が劣化している旨の情報をリモートコントローラ９に送信する。リモートコントローラ９は、診断手段３５から診断結果を受信すると、診断結果の情報を表示部７６に表示する。上記２つのパラメータのうち、異常な電力成分Ｐｓｇを用いてモータ１２を診断することで、モータ１２に異常が発生したとき、異常の発生をユーザにより早く通知することができる。また、診断に用いるパラメータとして異常電力量Ｐｓｇｈを含むことで、モータ１２に発生した異常または劣化を、ユーザにより正確に通知することができる。なお、図１２は、診断手段３５が異常指標値抽出手段２５ａに設けられている構成の場合を示しているが、診断手段３５は、モータ駆動装置１５内であれば、他の場所に設けられていてもよい。
　本実施の形態１のモータ駆動装置１５は、指標値演算手段６０と、フィルタ手段６１と、診断手段３５とを有する。指標値演算手段６０は、モータ１２に流れる電流であるモータ電流とモータ１２のフィードバック制御に用いられる制御パラメータとに基づいて、モータ１２の異常の有無を判定する指標値として、モータ１２の電力Ｐを算出する。フィルタ手段６１は、指標値演算手段６０によって算出された電力Ｐから正常な運転状態の成分を除去して異常成分を抽出するフィルタ処理を行う。診断手段３５は、電力Ｐの異常成分に基づいて、モータ１２の異常または劣化を診断する。
　本実施の形態１によれば、モータ１２に生じる異常を示す指標値としてモータ１２の電力Ｐからモータ１２の正常な運転状態の成分を除去した後の異常成分を基に、モータ１２の異常または劣化が診断される。モータ１２の監視値からモータ１２の制御に関する変化分が除去されるため、モータ１２の異常の有無および劣化の度合いを定量的に把握することができる。その結果、モータ１２の異常または劣化の状態を精度よく検出することができる。
　また、本実施の形態１において、モータ１２に生じる異常を示す指標値としてモータ１２の電力Ｐからモータ１２の正常な運転状態の成分を除去した後の異常成分を時間積分した値を用いて、モータ１２の異常または劣化を診断してもよい。具体的には、モータ電流および電圧指令値から電力Ｐが算出され、電力Ｐからフィルタ手段６１によって異常な電力消費が抽出され、異常な電力消費が積算されることで、診断情報が得られる。このようにして、モータ１２の監視値からモータ１２の制御に関する変化分が除去され、異常の有無および劣化の度合いを定量的に把握することができ、モータ１２の異常または劣化の状態を精度よく検出することができる。例えば、圧縮機１において回転部と固定部との隙間に混入した微小な異物によって発生した異常を異常電力量Ｐｓｇｈとして定量的に検出できるため、圧縮機１の異常の有無および劣化の度合いを定量的に把握することができる。
　本実施の形態１によれば、圧縮機１を機械的に劣化させる現象が発生すると、異常電力量Ｐｓｇｈとして劣化または異常を示す値が定量的に検出できるため、劣化の進行度合いを診断することができる。圧縮機１を機械的に劣化させる現象は、例えば、モータ１２の主軸４５と滑り軸受との金属接触によって金属が摩耗する現象、および圧縮機１において圧縮機構に混入した異物が噛み込まれる現象などがある。
　圧縮機１を搭載したシステムの保全の観点から、圧縮機１の異常状態の進行、すなわち圧縮機１の劣化の度合いを知ることは、保全の緊急度を認識する上で重要である。モータ電流のみでは、圧縮機１に内部における機械的ダメージ量を示す物理量として十分ではない。従来の方法においては、圧縮機１の劣化量の進行度合いが推定できないという問題があった。これに対して、本実施の形態１によれば、圧縮機１の劣化を示す物理量として、異常な電力成分Ｐｓｇを時間積分した値を用いることで、圧縮機１の劣化状態を定量的に推定することができる。
実施の形態２．
　実施の形態１はモータ１２の異常を示す指標値としてモータ１２の電力を用いる場合について説明したが、本実施の形態２は、モータ１２の異常を示す指標値として、モータ１２による機械的な仕事率を用いる場合である。本実施の形態２においては、実施の形態１で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、本実施の形態２においては、実施の形態１で説明した構成および動作についてその詳細な説明を省略する。
　本実施の形態２のモータ駆動装置の構成を説明する。図１３は、実施の形態２に係るモータ駆動装置に設けられたコントローラの一構成例を示す機能ブロック図である。図１３に示すコントローラ２３は図１に示した冷凍サイクル装置１００のモータ駆動装置１５に設けられている。
　図１３に示すように、コントローラ２３は、電圧指令演算手段２４と、異常指標値抽出手段２５ｂとを有する。異常指標値抽出手段２５ｂには、制御装置８から速度指令値ω＊が入力され、位置速度推定部３４から回転子４４の推定位置を示す位相θが入力され、第２の座標変換部３３からｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑが入力される。異常指標値抽出手段２５ｂは、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑおよび位相θに基づいて、異常仕事を計算する。
　図１４は、図１３に示した異常指標値抽出手段の機能ブロック図である。異常指標値抽出手段２５ｂは、指標値演算手段６０ａと、フィルタ手段６１と、積分手段６２とを有する。指標値演算手段６０ａは、次のようにして、モータ１２の仕事率Ｗを算出する。はじめに、指標値演算手段６０ａは、次の式（１）を用いて、出力トルクの推定値τｅを算出する。
　τｅ＝（Ｌｄ×Ｉｄ＋Φｆ）×Ｉｑ－Ｌｑ×Ｉｑ×Ｉｄ　・・・（１）
　τｍ＝Ｐｐ×τｅ　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
　Δθｍ＝Δθ／Ｐｐ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）
　式（１）において、Φｆはモータ１２の永久磁石の磁束であり、Ｌｄはｄ軸インダクタンスであり、Ｌｑはｑ軸インダクタンスである。指標値演算手段６０ａは、Φｆ、ＬｄおよびＬｑの値を予め記憶している。なお、式（１）に示す出力トルクτｅは、電気的トルクと称される物理量であり、インバータ出力の電気的周波数および電気的位相に対応したものである。機械的トルクをτｍとすると、機械的トルクτｍと電気的トルクτｅとの関係は、モータの極対数Ｐｐを用いて、式（２）に示すように表わされる。本実施の形態２においては、電気的な物理量を用いて仕事率Ｗを算出しているが、機械的な物理量を用いて仕事率Ｗを算出してもよい。この場合、機械的回転角Δθｍを式（３）に基づいて算出し、機械的回転角Δθｍを機械的トルクτｍと乗算して仕事率Ｗを求めればよい。
　また、指標値演算手段６０ａは、前回、仕事率Ｗを算出したときに受信した推定位置を示す位相θと、今回、仕事率Ｗを算出する際に受信した推定位置を示す位相θとの変化量である回転角の推定値Δθを算出する。そして、指標値演算手段６０ａは、出力トルクの推定値τｅと回転角の推定値Δθとの積を計算して、仕事率Ｗを算出する。
　フィルタ手段６１は、仕事率Ｗから圧縮機１の正常な運転状態の成分を除去するフィルタ処理を行って、異常な仕事率成分Ｗｓｇを抽出する。フィルタ手段６１は、異常な仕事率成分Ｗｓｇを積分手段６２に送信する。積分手段６２は、フィルタ手段６１から異常な仕事率成分Ｗｓｇが入力されると、仕事率成分Ｗｓｇに時間積分を行って異常仕事Ｗｓｇｈを算出する。積分手段６２は、異常仕事Ｗｓｇｈを示す情報である異常情報Ｗｉｒを一定の周期で診断手段３５に送信する。
　なお、本実施の形態２のモータ駆動装置１５の動作は、実施の形態１と比べて異常指標値の種類が異なるだけで図１０を参照して説明した動作手順と同様になるため、その詳細な説明を省略する。
　本実施の形態２によれば、異常指標値抽出手段２５ｂがモータ１２の異常仕事Ｗｓｇｈを求めることで、冷凍サイクル装置１００のユーザおよび保守管理者は、モータ１２または圧縮機１の異常の有無だけでなく、圧縮機１の機械的劣化を推定することができる。
　なお、上述した実施の形態１および２においては、診断手段３５がリモートコントローラ９に設けられている場合で説明したが、診断手段３５が設けられる電子機器はリモートコントローラ９に限らない。診断手段３５は図１に示した制御装置８に設けられていてもよい。また、診断手段３５は、冷凍サイクル装置１００とは別の装置に設けられていてもよい。
（変形例１）
　本変形例１は、実施の形態１または２の冷凍サイクル装置１００を有する冷凍サイクルシステムである。図１５は、変形例１に係る冷凍サイクルシステムの一構成例を示す図である。本変形例１においては、冷凍サイクル装置１００が実施の形態１の場合で説明するが、冷凍サイクル装置１００が実施の形態２の場合であってもよい。
　図１５に示すように、ネットワーク１８に接続される情報処理端末１７に診断手段３５が設けられている。ネットワーク１８は、例えば、インターネットである。情報処理端末１７は、例えば、スマートフォンおよびタブレット端末等の情報処理装置である。情報処理端末１７は、冷凍サイクル装置１００のユーザまたは保守管理者に携帯される。情報処理端末１７は、診断手段３５と、診断手段３５をネットワーク１８に接続するための通信手段３６と、表示手段３７とを有する。表示手段３７は、例えば、液晶ディスプレイである。診断手段３５は、図に示さないコントローラに設けられている。
　コントローラ２３は、ネットワーク１８を介して情報処理端末１７と通信接続するための通信手段２６を有する。通信手段２６は、通信手段２６および通信手段３６を介して診断手段３５から受信する情報を電圧指令演算手段２４に送信する。通信手段２６および通信手段３６は、例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の通信規格にしたがって互いにデータを送受信する通信回路である。
　本変形例１の冷凍サイクルシステムにおいて、実施の形態１で説明した動作とは異なる動作について説明する。診断手段３５は、異常電力量Ｐｓｇｈが第１閾値ｔｈ１より大きい場合、異常電力量Ｐｓｇｈの変化量が第２閾値ｔｈ２より大きいか否かを判定する。判定の結果、異常電力量Ｐｓｇｈの変化量が第２閾値ｔｈ２より大きい場合、診断手段３５は、圧縮機１の運転周波数の上限値を下げる旨の情報を、通信手段３６を介して通信手段２６に送信する。通信手段２６は、圧縮機１の運転周波数の上限値を下げる旨の情報を情報処理端末１７から受信すると、圧縮機１の運転周波数の上限値を下げる旨の情報を電圧指令演算手段２４に転送する。
　電圧指令演算手段２４は、通信手段２６を介して、圧縮機１の運転周波数の上限値を下げる旨の情報を診断手段３５から受信すると、圧縮機１の運転周波数の上限値について、予め決められた最大値より小さい値に設定する。これにより、モータ１２または圧縮機１に異常が発生している場合、圧縮機１の劣化が進行することを抑制し、保守管理者が圧縮機１のメンテナンスを行う前に冷凍サイクル装置１００の運転が停止してしまうことを防ぐことができる。
　本変形例１によれば、冷凍サイクル装置１００とは別の装置から診断手段３５が通信手段３６を介して、モータ１２または圧縮機１の劣化状態を遠隔で監視することにより、圧縮機１の定期的な保守の回数を削減でき、保守の人的負担を削減できる。
　上述した実施の形態１、実施の形態２および変形例１においては、積分手段６２が冷凍サイクル装置１００のモータ駆動装置１５に設けられている場合で説明したが、この場合に限らない。積分手段６２は、診断手段３５と同様に、冷凍サイクル装置１００とは別の装置に設けられていてもよい。例えば、図１５に示した情報処理端末１７に積分手段６２が設けられていてもよい。この場合、コントローラ２３の演算処理の負荷が軽減する。
　１　圧縮機、２　熱源側熱交換器、３　絞り装置、４　負荷側熱交換器、５　四方弁、６　アキュムレータ、７　冷媒配管、８　制御装置、９　リモートコントローラ、１０　冷媒回路、１２　モータ、１３　直流電圧源、１５　モータ駆動装置、１７　情報処理端末、１８　ネットワーク、２０　インバータ、２１　電力変換器、２２　電流センサ、２３　コントローラ、２４　電圧指令演算手段、２５、２５ａ、２５ｂ　異常指標値抽出手段、２６　通信手段、３０　速度制御部、３１　電流制御部、３２　第１の座標変換部、３３　第２の座標変換部、３４　位置速度推定部、３５　診断手段、３６　通信手段、３７　表示手段、４０　固定スクロール、４１　揺動スクロール、４２　電源端子、４３　固定子、４４　回転子、４５　主軸、４６　主軸偏心部、４７　吸入パイプ、４８　吐出口、４９　吐出パイプ、５０　主軸受、５１　副軸受、５２　密閉容器、５４　オイルポンプ、６０、６０ａ　指標値演算手段、６１　フィルタ手段、６２　積分手段、６３　ローパスフィルタ、６４　ハイパスフィルタ、７１ａ～７３ａ、７１ｂ～７３ｂ　スイッチング素子、７５　操作部、７６　表示部、７７　制御部、８０　処理回路、８１　プロセッサ、８２　メモリ、８３　バス、１００　冷凍サイクル装置、１０１　熱源側ユニット、１０２　負荷側ユニット。

Claims (12)

  1. 　モータに流れる電流であるモータ電流に基づいて前記モータをフィードバック制御するモータ駆動装置であって、
    　前記モータ電流と前記フィードバック制御に用いられる制御パラメータとに基づいて、前記モータの異常の有無を判定する指標値として、前記モータの電力または仕事率を算出する指標値演算手段と、
    　前記指標値演算手段によって算出された前記指標値から正常な運転状態の成分を除去して異常成分を抽出するフィルタ処理を行うフィルタ手段と、
    　前記指標値の前記異常成分に基づいて、前記モータの異常または劣化を診断する診断手段と、
    　を有するモータ駆動装置。
  2. 　前記指標値の前記異常成分を時間積分する積分手段を有し、
    　前記診断手段は、前記指標値の前記異常成分および前記積分手段による演算結果の積分値のうち、一方または両方の値に基づいて、前記モータの異常または劣化を診断する、
    　請求項１に記載のモータ駆動装置。
  3. 　前記モータに電力を供給するインバータを有し、
    　前記指標値演算手段は、
    　前記インバータに入力される前記制御パラメータである電圧指令値と前記モータ電流との内積を計算することによって、前記モータの電力を算出する、
    　請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
  4. 　前記モータに電力を供給するインバータを有し、
    　前記指標値演算手段は、
    　前記モータ電流を含む予め決められた式によって前記モータのトルクの推定値を算出し、前記モータ電流と前記インバータに入力される前記制御パラメータである電圧指令値に基づく前記モータの回転子の推定位置の変化量とから前記モータの回転角の推定値を算出し、前記トルクの推定値と前記回転角の推定値との積を計算することによって、前記仕事率を算出する、
    　請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
  5. 　前記フィルタ手段は、
    　前記モータの正常な運転状態の回転周波数を基本波とした高調波成分を前記指標値から除去するローパスフィルタと、
    　前記モータの正常な運転状態の低周波成分を前記指標値から除去するハイパスフィルタと、を有する、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
  6. 　前記フィルタ手段は、
    　前記モータに対する速度指令値の変化分を前記指標値から除去する、
    　請求項５に記載のモータ駆動装置。
  7. 　前記モータの負荷は、前記モータの回転軸が滑り軸受に支持される圧縮機であり、
    　前記診断手段は、診断結果を外部に出力する、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
  8. 　モータが搭載された圧縮機を含む冷媒回路と、
    　前記モータを駆動する、請求項１～７のいずれか１項に記載のモータ駆動装置と、
    　を有する冷凍サイクル装置。
  9. 　モータが搭載された圧縮機を有する冷媒回路と、
    　前記モータに電力を供給するインバータを有する電力変換器と、
    　前記モータに流れる電流であるモータ電流に基づいて、前記インバータを介して前記モータをフィードバック制御する電圧指令演算手段と、
    　前記モータ電流と前記フィードバック制御に用いられる制御パラメータとに基づいて、前記モータの異常の有無を判定する指標値として、前記モータの電力または仕事率を算出する指標値演算手段と、
    　前記指標値演算手段によって算出された前記指標値から正常な運転状態の成分を除去して異常成分を抽出するフィルタ処理を行うフィルタ手段と、
    　前記指標値の前記異常成分に基づいて、前記モータの異常または劣化を診断する診断手段と、
    　を有する冷凍サイクルシステム。
  10. 　前記診断手段と接続される表示手段を有し、
    　前記診断手段は、
    　前記異常成分の値が予め決められた異常判定閾値より大きいか否かを判定し、前記異常成分の値が前記異常判定閾値より大きい場合、前記モータに異常が発生した旨または前記モータが劣化している旨の情報を前記表示手段に表示させる、
    　請求項９に記載の冷凍サイクルシステム。
  11. 　前記指標値の前記異常成分を時間積分する積分手段と、
    　前記診断手段と接続される表示手段と、を有し、
    　前記診断手段は、
    　前記積分手段による演算結果の積分値が予め決められた第１閾値より大きい場合、前記積分値の変化量が予め決められた第２閾値より大きいか否かを判定し、前記変化量が前記第２閾値より大きい場合、前記積分値が前記第２閾値を超えた旨の情報を前記表示手段に表示させる、
    　請求項９に記載の冷凍サイクルシステム。
  12. 　前記診断手段は、
    　前記変化量が前記第２閾値より大きい場合、前記圧縮機の運転周波数の上限値を下げる旨の情報を前記電圧指令演算手段に送信する、
    　請求項１１に記載の冷凍サイクルシステム。
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