JP2001178144A - Inverter - Google Patents
InverterInfo
- Publication number
- JP2001178144A JP2001178144A JP35722399A JP35722399A JP2001178144A JP 2001178144 A JP2001178144 A JP 2001178144A JP 35722399 A JP35722399 A JP 35722399A JP 35722399 A JP35722399 A JP 35722399A JP 2001178144 A JP2001178144 A JP 2001178144A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching means
- motor
- opening
- switching
- electric motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は、一般家庭で使用
される電気機器に使用される、電動機を駆動するインバ
ータ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device for driving an electric motor, which is used for electric equipment used in ordinary households.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のインバータ装置の構成を図に示
す。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a configuration of a conventional inverter device.
【０００３】直流電源１は交流電源２を整流回路３によ
り整流し直流電圧を得るように構成される。直流電源１
の出力端子はインバータ回路８に接続し、インバータ回
路８の出力端子は電動機１８に接続し、交流電力を電動
機１８に供給する。A DC power supply 1 is configured to rectify an AC power supply 2 by a rectifier circuit 3 to obtain a DC voltage. DC power supply 1
Are connected to the inverter circuit 8, and the output terminal of the inverter circuit 8 is connected to the electric motor 18 to supply AC power to the electric motor 18.
【０００４】整流回路３はダイオードブリッジ４と平滑
コンデンサ５により交流電源１を全波整流して直流電源
に変換する。The rectifier circuit 3 performs full-wave rectification of the AC power supply 1 with a diode bridge 4 and a smoothing capacitor 5 to convert the AC power supply 1 into a DC power supply.
【０００５】インバータ回路８は高電位側のスイッチン
グ手段９と低電位側のスイッチング手段１０からなる直
列回路１１と、高電位側のスイッチング手段１２と低電
位側のスイッチング手段１３からなる直列回路１４と、
高電位側のスイッチング手段１５と低電位側のスイッチ
ング手段１６からなる直列回路１７により三相ブリッジ
の回路構成にしている。スイッチング手段９、１０、１
２、１３、１５、１６はＩＧＢＴと逆接続ダイオードの
並列回路で構成される。The inverter circuit 8 includes a series circuit 11 composed of a switching means 9 on the high potential side and a switching means 10 on the low potential side, and a series circuit 14 composed of a switching means 12 on the high potential side and a switching means 13 on the low potential side. ,
A three-phase bridge circuit configuration is provided by a series circuit 17 composed of a switching means 15 on the high potential side and a switching means 16 on the low potential side. Switching means 9, 10, 1
2, 13, 15, and 16 are configured by a parallel circuit of an IGBT and a reverse connection diode.
【０００６】電動機１８は永久磁石を有する回転子１９
と、三相にスター結線された固定子巻線２０ｕ、２０
ｖ、２０ｗを有する固定子２０により構成される。[0006] The electric motor 18 is a rotor 19 having a permanent magnet.
And three-phase star-connected stator windings 20u, 20u
v, 20w.
【０００７】制御手段７１はマイクロコンピュータや複
数の論理回路などで構成され、位置検知手段２３の出力
論理の組み合わせ及び電動機１８の回転方向に対応して
所定のスイッチング手段９、１０、１２、１３、１５、
１６をオンオフ制御する。同時に制御手段７１は、スイ
ッチング手段９、１０、１２、１３、１５、１６のオン
期間中の通電比を制御する。つまり、図９のインバータ
装置では、パルス幅変調（ＰＷＭ）を行うことで、固定
子巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗへの印加電圧の平均値を
制御している。なお、図９のインバータ装置では、パル
ス幅変調を行うためのキャリア周波数を約１５．６２５
ｋＨｚにしている。また、別の従来例としては、特に図
示していないが、整流回路の出力する直流電圧を可変に
するために整流回路３を昇圧回路または、昇降圧回路な
どの構成にするものもある。The control means 71 is constituted by a microcomputer, a plurality of logic circuits, etc., and has predetermined switching means 9, 10, 12, 13,... Corresponding to the combination of the output logic of the position detection means 23 and the rotation direction of the electric motor 18. 15,
16 is turned on and off. At the same time, the control means 71 controls the duty ratio of the switching means 9, 10, 12, 13, 15, 16 during the ON period. That is, in the inverter device of FIG. 9, the average value of the voltage applied to the stator windings 20u, 20v, and 20w is controlled by performing pulse width modulation (PWM). In the inverter device of FIG. 9, the carrier frequency for performing pulse width modulation is about 15.625.
kHz. Further, as another conventional example, although not particularly shown, there is a configuration in which the rectifier circuit 3 is configured as a booster circuit or a step-up / down circuit in order to make the DC voltage output from the rectifier circuit variable.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
インバータ装置はスイッチング手段の通電比を制御する
ことで電動機の印加電圧を制御するので、所望の回転速
度で駆動できるが、前記スイッチング手段の通電比が１
００％になった状態においては、それ以上の速度で駆動
することができないので、複数の動作条件を有する機器
においては、不要な動作領域が非常に多い過剰仕様の電
動機やインバータ回路を必要とするという課題を有して
いた。As described above, the conventional inverter device controls the voltage applied to the electric motor by controlling the duty ratio of the switching means, so that it can be driven at a desired rotational speed. Is 1
In the state of 00%, it is not possible to drive at a higher speed. Therefore, in a device having a plurality of operating conditions, an over-specification motor or an inverter circuit having an extremely large unnecessary operation area is required. There was a problem that.
【０００９】また、別の従来のインバータ装置は整流回
路を昇圧回路または昇降圧回路の構成にして、電動機に
印加する電圧を拡大し、電動機の動作領域を拡大してい
るが、前記昇圧回路や前記昇降圧回路を設けるために、
制御方式が複雑になったり、部品点数が増え、装置の大
型化、高コスト化という課題を有していた。In another conventional inverter device, a rectifier circuit is configured as a step-up circuit or a step-up / step-down circuit to increase the voltage applied to the motor and expand the operating area of the motor. In order to provide the buck-boost circuit,
The control method becomes complicated, the number of parts increases, and there is a problem that the size of the apparatus is increased and the cost is increased.
【００１０】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、簡単な回路構成で電動機の動作領域を拡大すること
を目的にしている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its object to expand the operating area of a motor with a simple circuit configuration.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、直流電源と前記直流電源の出力の一端に接
続した整流素子と前記整流素子のもう一方の端子に接続
したコンデンサと前記コンデンサに接続したインバータ
回路と前記インバータ回路の出力に接続した複数の巻線
を有する電動機と前記巻線どうしの接続部と前記直流電
源と前記整流素子の接続部の間に接続した開閉手段と前
記インバータ回路を構成するスイッチング手段を制御す
る制御手段を有し、前記インバータ回路は二つのスイッ
チング手段を直列接続した直列回路を複数設けるように
したものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a DC power supply, a rectifier connected to one end of an output of the DC power supply, a capacitor connected to the other terminal of the rectifier, and An inverter circuit connected to a capacitor, a motor having a plurality of windings connected to an output of the inverter circuit, a connection between the windings, and a switching unit connected between a connection between the DC power supply and the rectifying element; There is provided control means for controlling switching means constituting the inverter circuit, and the inverter circuit is provided with a plurality of series circuits in which two switching means are connected in series.
【００１２】これにより、前記開閉手段がオン状態のと
きの前記巻線への印加電圧は、前記開閉手段がオフ状態
のときの前記巻線への印加電圧の約二倍になるので、約
２倍の速度で前記電動機を駆動できる。Thus, the voltage applied to the winding when the switching means is on is about twice as high as the voltage applied to the winding when the switching means is off. The motor can be driven at twice the speed.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
直流電源と前記直流電源の出力の一端に接続した整流素
子と前記整流素子のもう一方の端子に接続したコンデン
サと前記コンデンサに接続したインバータ回路と前記イ
ンバータ回路の出力に接続した複数の巻線を有する電動
機と前記巻線どうしの接続部と前記直流電源と前記整流
素子の接続部の間に接続した開閉手段と前記インバータ
回路を構成するスイッチング手段を制御する制御手段を
有し、前記インバータ回路は二つのスイッチング手段を
直列接続した直列回路を複数設けるようにしたものであ
り、前記巻線への印加電圧が前記開閉手段のオンオフに
より約二倍に切り替わるので、前記開閉手段がオンの場
合は、前記開閉手段がオフの場合に比べ、前記巻線への
電力供給を約四倍にでき、前記電動機の動作領域を拡大
できる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A rectifier connected to one end of the output of the DC power supply and the DC power supply, a capacitor connected to the other terminal of the rectifier, an inverter circuit connected to the capacitor, and a plurality of windings connected to the output of the inverter circuit. And a control unit for controlling a switching unit that constitutes the inverter circuit and a switching unit that is connected between a connection unit between the electric motor and the windings, a connection unit between the DC power supply and the rectifying element, and the inverter circuit. Is configured to provide a plurality of series circuits in which two switching means are connected in series, and the voltage applied to the winding is switched about twice by turning on and off the switching means, so when the switching means is on, As compared with the case where the opening / closing means is off, the power supply to the winding can be increased about four times, and the operating area of the electric motor can be expanded.
【００１４】また、本発明の請求項２記載の発明は、上
記請求項１記載の発明において、電動機は回転子に永久
磁石を有し、固定子に複数の巻線を有するように構成さ
れ、前記永久磁石の前記固定子に対する相対的な位置を
検知する位置検知手段を有し、制御手段は前記位置検知
手段の出力に応じてスイッチング手段を制御するように
したものであり、前記巻線への印加電圧が前記開閉手段
のオンオフにより約二倍に切り替わるので、前記開閉手
段がオンの場合は、前記開閉手段がオフの場合に比べ、
前記巻線に生じる誘導起電力が約二倍になる速度まで電
動機を駆動できる。誘導起電力は前記電動機の速度とは
比例関係であるので、前記電動機の速度を二倍にするこ
とができる。また、回転子に永久磁石を設けることによ
り、高効率の電動機を駆動するインバータ装置を実現で
きる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the motor is configured such that the rotor has a permanent magnet and the stator has a plurality of windings, It has position detecting means for detecting the relative position of the permanent magnet with respect to the stator, and the control means controls the switching means in accordance with the output of the position detecting means. Since the applied voltage is switched about twice by turning on / off the opening / closing means, when the opening / closing means is on, compared to when the opening / closing means is off,
The electric motor can be driven to a speed at which the induced electromotive force generated in the winding is approximately doubled. Since the induced electromotive force is proportional to the speed of the motor, the speed of the motor can be doubled. Further, by providing a permanent magnet to the rotor, an inverter device for driving a highly efficient electric motor can be realized.
【００１５】また、本発明の請求項３記載の発明は、上
記請求項１または２いずれか記載の発明において、制御
手段は、開閉手段がオンのときには、整流素子の接続さ
れた電位側のスイッチング手段を全てオフするようにし
たものであり、前記スイッチング手段がオフした際に生
じる回生電流を小さくできるのでスイッチング手段の損
失を抑えることができる。また、一つのスイッチング手
段のみをオンするのでスイッチング手段の駆動電力を抑
えることができる。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, when the opening / closing means is turned on, the control means switches the potential on the potential side to which the rectifying element is connected. Since all the devices are turned off, the regenerative current generated when the switching device is turned off can be reduced, so that the loss of the switching device can be suppressed. Further, since only one switching unit is turned on, the driving power of the switching unit can be suppressed.
【００１６】また、本発明の請求項４記載の発明は、上
記請求項１または２いずれか記載の発明において、制御
手段は、開閉手段がオンのときには、整流素子の接続さ
れた電位側のスイッチング手段のうち少なくとも一つを
オンするようにしたものであり、前記スイッチング手段
がオフした際に生じる回生電流によりコンデンサが充電
されることを防止できるので、前記コンデンサの電圧が
過大になることを防止できる。According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, when the opening / closing means is on, the control means switches the potential on the potential side to which the rectifying element is connected. Since at least one of the means is turned on, it is possible to prevent the capacitor from being charged by a regenerative current generated when the switching means is turned off, thereby preventing the voltage of the capacitor from becoming excessive. it can.
【００１７】また、本発明の請求項５記載の発明は、上
記請求項１〜４いずれか記載の発明において、制御手段
は、電動機の速度が所定速度以内であるときには開閉手
段をオフし、所定速度を越えるときには開閉手段をオン
するようにしたものであり、前記電動機を速度に応じて
効率良く駆動できる。According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the control means turns off the opening / closing means when the speed of the electric motor is within a predetermined speed. When the speed is exceeded, the opening / closing means is turned on, so that the electric motor can be driven efficiently according to the speed.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１９】（実施例１）図１に本発明の実施例１であ
るインバータ装置の回路構成を示す。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a circuit configuration of an inverter apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
【００２０】直流電源１は交流電源２を整流回路３によ
り整流し、直流電圧を得るように構成される。The DC power supply 1 is configured to rectify an AC power supply 2 by a rectifier circuit 3 to obtain a DC voltage.
【００２１】整流回路３はダイオードブリッジ４と平滑
コンデンサ５で構成される。なお、これは一例であり、
二つの平滑コンデンサを直列接続し、この直列回路とダ
イオードブリッジを接続して倍電圧整流回路を構成して
もよいものである。The rectifier circuit 3 comprises a diode bridge 4 and a smoothing capacitor 5. Note that this is an example,
Two smoothing capacitors may be connected in series, and this series circuit and a diode bridge may be connected to form a voltage doubler rectifier circuit.
【００２２】直流電源１の高電位側の端子は整流素子た
るダイオード６のアノードに接続し、ダイオード６のカ
ソードはコンデンサ７の高電位側の端子に接続すること
で、ダイオード６を通じて直流電源１よりコンデンサ７
に電力供給をしている。The terminal on the high potential side of the DC power supply 1 is connected to the anode of the diode 6 which is a rectifying element, and the cathode of the diode 6 is connected to the terminal on the high potential side of the capacitor 7 so that the DC power supply 1 Capacitor 7
Power supply.
【００２３】コンデンサ７はインバータ回路８に接続
し、インバータ回路８に直流電源を出力する。The capacitor 7 is connected to the inverter circuit 8 and outputs a DC power to the inverter circuit 8.
【００２４】インバータ回路８は、高電位側のスイッチ
ング手段９と低電位側のスイッチング手段１０からなる
直列回路１１、高電位側のスイッチング手段１２と低電
位側のスイッチング手段１２からなる直列回路１４、高
電位側のスイッチング手段１５と低電位側のスイッチン
グ手段１６からなる直列回路１８を並列接続し、三相ブ
リッジで構成されている。The inverter circuit 8 includes a series circuit 11 including a switching means 9 on the high potential side and a switching means 10 on the low potential side, a series circuit 14 including a switching means 12 on the high potential side and a switching means 12 on the low potential side, A series circuit 18 composed of a switching means 15 on the high potential side and a switching means 16 on the low potential side is connected in parallel, and is constituted by a three-phase bridge.
【００２５】スイッチング手段９、１０、１２、１３、
１５、１６はそれぞれ、高周波スイッチングと大電流容
量に対応できるＩＧＢＴと逆接続ダイオードの並列回路
で構成されている。しかしこれに限定するものではな
く、ＩＧＢＴの代わりにトランジスタやＭＯＳＦＥＴを
使用してもよいし、双方向スイッチング素子であるトラ
イアックを使用してもよい。Switching means 9, 10, 12, 13,
Reference numerals 15 and 16 each comprise a parallel circuit of an IGBT and a reverse-connected diode capable of supporting high-frequency switching and large current capacity. However, the present invention is not limited to this, and a transistor or MOSFET may be used instead of the IGBT, or a triac which is a bidirectional switching element may be used.
【００２６】電動機１８は、永久磁石を備えた回転子１
９と三相結線された固定子巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗ
を有する固定子２０により構成される。The electric motor 18 is a rotor 1 having a permanent magnet.
9, three-phase connected stator windings 20u, 20v, 20w
And the stator 20 having
【００２７】開閉手段２１は固定子巻線２０ｕ、２０
ｖ、２０ｗの中性点とダイオード６のアノード間に設け
られており、リレーで構成されている。しかしながら、
パワー半導体素子であるＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴと逆接
続ダイオードの並列回路や双方向スイッチング素子であ
るトライアックで構成してもよいし、メカニカルラッチ
方式のスイッチで構成してもよい。The opening / closing means 21 includes stator windings 20u, 20
It is provided between the neutral point of v and 20w and the anode of the diode 6, and is constituted by a relay. However,
It may be constituted by a parallel circuit of an IGBT or a MOSFET which is a power semiconductor element and a reverse connection diode, or a triac which is a bidirectional switching element, or may be constituted by a switch of a mechanical latch system.
【００２８】制御手段２２は、マイクロコンピュータと
複数の論理回路などで構成される。本実施例において
は、制御手段２２は位置検知手段２３の出力論理に応じ
て所定のスイッチング手段９、１０、１２、１３、１
５、１６をオンオフ制御するとともに、電動機１８の速
度を検知し、この速度に応じて開閉手段２１たるリレー
をオンオフ制御する。The control means 22 comprises a microcomputer and a plurality of logic circuits. In the present embodiment, the control means 22 determines the predetermined switching means 9, 10, 12, 13, 1 according to the output logic of the position detection means 23.
On / off control of the motors 5 and 16 is performed, the speed of the electric motor 18 is detected, and the relay as the opening / closing means 21 is turned on / off in accordance with the speed.
【００２９】位置検知手段２３は、回転子の永久磁石の
磁極を検知する三つのホールＩＣ２４、２５、２６によ
り構成され、ホールＩＣ２４、２５、２６は永久磁石の
磁極に応じてハイまたはローを制御手段２２に出力す
る。ホールＩＣ２４、２５、２６は電気角で約１２１度
間隔になるように固定子２０に配設されている。なお、
これは一例で固定子巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗに生じ
る逆起電力を検知して、回転子１９の位置を検知しても
よいし、ロータリエンコーダを用いてもよい。The position detecting means 23 comprises three Hall ICs 24, 25 and 26 for detecting the magnetic poles of the permanent magnet of the rotor, and the Hall ICs 24, 25 and 26 control high or low in accordance with the magnetic poles of the permanent magnet. Output to the means 22. The Hall ICs 24, 25, and 26 are disposed on the stator 20 so as to have an electrical angle of about 121 degrees. In addition,
For example, the position of the rotor 19 may be detected by detecting the back electromotive force generated in the stator windings 20u, 20v, and 20w, or a rotary encoder may be used.
【００３０】図１に示したインバータ装置の動作につい
て説明する。The operation of the inverter device shown in FIG. 1 will be described.
【００３１】制御手段２２は、開閉手段２１がオン状態
のときとオフ状態のときそれぞれに対応したスイッチン
グ手段のオンオフ制御を行う。本実施例においては、開
閉手段２１がオフ状態のときには、後で図２を用いて説
明するが、位置検知手段２３の出力論理に応じて、１２
１度通電形の全波駆動で電動機１８を駆動する。このと
き、固定子巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗへの印加電圧の
最大値は全波駆動になるため、直流電源１の出力電圧の
約１／２になる。The control means 22 performs on / off control of the switching means corresponding to when the opening / closing means 21 is in the on state and in the off state. In the present embodiment, when the opening / closing means 21 is in the off state, which will be described later with reference to FIG.
The electric motor 18 is driven by a once-energized full-wave drive. At this time, since the maximum value of the voltage applied to the stator windings 20u, 20v, and 20w is full-wave driving, the output voltage of the DC power supply 1 is about 1/2.
【００３２】開閉手段２１がオン状態のときには、後で
図３または図４を用いて説明するが、位置検知手段２３
の出力論理に応じて、１２０度通電形の半波で電動機１
８を駆動する。このとき、固定子巻線２０ｕ、２０ｖ、
２０ｗへの印加電圧の最大値は直流電源１の出力電圧に
なる。従って、開閉手段２１がオフ状態のときの約２倍
の誘導起電力が生じる速度まで電動機１８を駆動でき
る。一般に、回転子に永久磁石を有するいわゆるＤＣブ
ラシレスモータにおいては、回転子の固定子巻線に対す
る相対速度に比例して誘導起電力が生じる。この誘導起
電力と固定子巻線への印加電圧の差分の電圧により固定
子巻線に電流が供給され、この電流と回転子に設けられ
た永久磁石によりトルクを発生するものである。つま
り、約２倍の速度まで電動機１８を駆動できる。しかし
ながら、同じトルクを出力するためには固定子巻線２０
ｕ、２０ｖ、２０ｗに供給する電流も約２倍になるもの
である。ここで、ダイオード６、コンデンサ７の作用に
ついて説明する。ダイオード６がない場合は開閉手段２
１がオン状態の時に固定子巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗ
に生じる誘導起電力が短絡されて、電動機１８の回転方
向とは逆方向にトルクを生じることになる。つまり、ダ
イオード６を設けることで、固定子巻線２０ｕ、２０
ｖ、２０ｗに生じる誘導起電力の短絡を防止できる。し
かし、これだけではスイッチング手段オフ時に生じる回
生電流を平滑コンデンサ５で吸収できなくなるので、回
生電流を吸収できる容量を有するコンデンサ７を設けて
いる。なお、図１には特に示していないが、コンデンサ
７に放電用に抵抗を並列接続してもよいし、抵抗とスイ
ッチング素子の直列回路を並列接続してもよい。When the opening / closing means 21 is in the ON state, as will be described later with reference to FIG. 3 or FIG.
Of the motor 1 with a half-wave of the 120-degree conduction type according to the output logic of
8 is driven. At this time, the stator windings 20u, 20v,
The maximum value of the applied voltage to 20 w is the output voltage of the DC power supply 1. Therefore, the electric motor 18 can be driven to a speed at which an induced electromotive force is generated which is about twice that when the opening / closing means 21 is off. Generally, in a so-called DC brushless motor having a permanent magnet in a rotor, an induced electromotive force is generated in proportion to a relative speed of the rotor to a stator winding. A current is supplied to the stator winding by the voltage of the difference between the induced electromotive force and the voltage applied to the stator winding, and a torque is generated by the current and a permanent magnet provided on the rotor. That is, the electric motor 18 can be driven to about twice the speed. However, to output the same torque, the stator winding 20
The current supplied to u, 20v, and 20w is also approximately doubled. Here, the operation of the diode 6 and the capacitor 7 will be described. Opening / closing means 2 if there is no diode 6
1 is in the on state, the stator windings 20u, 20v, 20w
Is short-circuited, and a torque is generated in a direction opposite to the rotation direction of the electric motor 18. That is, by providing the diode 6, the stator windings 20u, 20u
v, 20w can be prevented from being short-circuited by induced electromotive force. However, this alone does not allow the regenerative current generated when the switching means is turned off to be absorbed by the smoothing capacitor 5, so the capacitor 7 having a capacity capable of absorbing the regenerative current is provided. Although not particularly shown in FIG. 1, a resistor may be connected in parallel to the capacitor 7 for discharging, or a series circuit of the resistor and the switching element may be connected in parallel.
【００３３】図２に、開閉手段２１のオフ状態とオン状
態それぞれにおける電動機１８の速度−トルク特性を示
す。（ａ）は開閉手段２１のオフ状態での特性を示して
いる。（ｂ）は開閉手段２１のオン状態での特性を示し
ている。図２に示すように、低トルク時には、（ｂ）の
開閉手段２１がオン状態の時の方が、（ａ）の開閉手段
２１がオフ状態の時に比べ高速まで駆動できる。同時
に、低速時には（ａ）の方が（ｂ）に比べ高トルクまで
駆動できる。これは、前述したように開閉手段２１をオ
ンオフすることで、固定子巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗ
への印加電圧の最大値を約２倍に切り替えるとともに、
電動機の駆動方式を、開閉手段２１のオン時には三相半
波駆動、開閉手段２１のオフ時には三相全波駆動にする
ためである。FIG. 2 shows the speed-torque characteristics of the electric motor 18 when the opening / closing means 21 is turned off and on. (A) shows the characteristics of the opening / closing means 21 in the off state. (B) shows the characteristics when the opening / closing means 21 is in the ON state. As shown in FIG. 2, when the torque is low, the drive can be performed at a higher speed when the opening / closing means 21 in (b) is in the on state than when the opening / closing means 21 in (a) is in the off state. At the same time, at low speed, (a) can be driven to a higher torque than (b). This is achieved by turning on / off the opening / closing means 21 as described above, so that the stator windings 20u, 20v, 20w
Switch the maximum value of the applied voltage to about twice,
This is because the driving method of the electric motor is three-phase half-wave driving when the opening / closing means 21 is on and three-phase full-wave driving when the opening / closing means 21 is off.
【００３４】以上のように、開閉手段２１をオンオフし
て、固定子巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗへの印加電圧の
最大値を切り替えるとともに、電動機１８の駆動方法を
三相全波と三相半波に切り替えるので、電動機１８の速
度−トルク特性すなわち動作領域を変えることができ
る。なお、図１および図２は本発明の請求項１、２、
３、４、５の一実施例を示している。As described above, the switching means 21 is turned on and off to switch the maximum value of the voltage applied to the stator windings 20u, 20v, and 20w, and the driving method of the electric motor 18 is changed to three-phase full-wave and three-phase half-wave. Since the wave is switched to the wave, the speed-torque characteristic of the electric motor 18, that is, the operation region can be changed. 1 and 2 show claims 1 and 2 of the present invention.
3, 4, 5 show one embodiment.
【００３５】図３に、開閉手段２１をオフした状態にお
けるスイッチング手段、ホールＩＣの動作波形を示す。
本実施例におけるインバータ装置は、開閉手段２１がオ
フの状態においては、１２０度通電の全波で電動機１８
を駆動する。（ａ）はホールＩＣ２４の出力波形、
（ｂ）はホールＩＣ２５の出力波形、（ｃ）はホールＩ
Ｃ２６の出力波形を示している。（ｄ）はスイッチング
手段９のオンオフ状態、（ｅ）はスイッチング手段１２
のオンオフ状態、（ｆ）はスイッチング手段１５のオン
オフ状態、（ｇ）はスイッチング手段１０のオンオフ状
態、（ｈ）はスイッチング手段１３のオンオフ状態、
（ｉ）はスイッチング手段１６のオンオフ状態を示して
いる。（ｊ）は固定子巻線２０ｕの電流波形、（ｋ）は
固定子巻線２０ｖの電流波形、（ｌ）は固定子巻線２０
ｗの電流波形を示している。（ｊ）（ｋ）（ｌ）の固定
子巻線に流れる電流波形は高電位側のスイッチング手段
９、１２、１５がオンしたときに流れる方向を正にして
いる。スイッチング手段９、１０、１２、１３、１５、
１６はいずれも電気角１２０度の期間オンするようにし
ている。制御手段２２を構成するマイクロコンピュータ
のＲＯＭには、ホールＩＣ２４〜２６の出力信号の論理
に対応したスイッチング手段９、１０、１２、１３、１
５、１６のオンオフの組み合わせが記憶されている。こ
の組み合わせは電動機１８の回転方向に応じてそれぞれ
記憶されている。FIG. 3 shows operating waveforms of the switching means and the Hall IC when the switching means 21 is turned off.
In the inverter device according to the present embodiment, when the opening / closing means 21 is off, the electric motor
Drive. (A) is an output waveform of the Hall IC 24,
(B) is the output waveform of the Hall IC 25, (c) is the Hall I
The output waveform of C26 is shown. (D) is the on / off state of the switching means 9 and (e) is the switching means 12.
(F) is the on / off state of the switching means 15, (g) is the on / off state of the switching means 10, (h) is the on / off state of the switching means 13,
(I) shows the on / off state of the switching means 16. (J) is a current waveform of the stator winding 20u, (k) is a current waveform of the stator winding 20v, and (l) is a stator winding 20u.
The current waveform of w is shown. In the current waveforms flowing through the stator windings of (j), (k) and (l), the direction in which the high-potential side switching means 9, 12, 15 flows when turned on is positive. Switching means 9, 10, 12, 13, 15,
16 are turned on for a period of 120 electrical degrees. Switching means 9, 10, 12, 13, 1 corresponding to the logic of the output signals of the Hall ICs 24-26 are stored in the ROM of the microcomputer constituting the control means 22.
5, 16 on / off combinations are stored. This combination is stored according to the rotation direction of the electric motor 18.
【００３６】以上のように、開閉手段２１がオフの時に
は、制御手段２２は電動機１８が１２０度通電の全波駆
動で動作するように、スイッチング手段９、１０、１
２、１３、１５、１６をオンオフ制御する。しかし、こ
れは一例であり正弦波駆動にしてもよいし、１５０度通
電にしてもよい。As described above, when the opening / closing means 21 is off, the control means 22 controls the switching means 9, 10, 1 so that the electric motor 18 operates by full-wave drive with 120-degree conduction.
On, off control of 2, 13, 15, 16 is performed. However, this is an example, and sine wave drive may be used, or 150-degree current may be applied.
【００３７】図４に、開閉手段２１をオンした状態にお
けるスイッチング手段、ホールＩＣの動作波形を示す。
本実施例におけるインバータ装置は、開閉手段２１がオ
ンしたときには、１２０度通電の半波で電動機１８を駆
動する。（ａ）はホールＩＣ２４の出力波形、（ｂ）は
ホールＩＣ２５の出力波形、（ｃ）はホールＩＣ２６の
出力波形を示している。（ｄ）はスイッチング手段９の
オンオフ状態、（ｅ）はスイッチング手段１２のオンオ
フ状態、（ｆ）はスイッチング手段１５のオンオフ状
態、（ｇ）はスイッチング手段１０のオンオフ状態、
（ｈ）はスイッチング手段１３のオンオフ状態、（ｉ）
はスイッチング手段１６のオンオフ状態を示している。
（ｊ）は固定子巻線２０ｕの電流波形、（ｋ）は固定子
巻線２０ｖの電流波形、（ｌ）は固定子巻線２０ｗの電
流波形を示している。図３と同様に（ｊ）（ｋ）（ｌ）
の固定子巻線に流れる電流波形は高電位側のスイッチン
グ手段９、１２、１５がオンしたときに流れる方向を正
にしている。図４に示したように高電位側のスイッチン
グ手段９、１２、１５は全てオフ状態となっているた
め、固定子巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗの正方向には電
流が流れていない。低電位側のスイッチング手段１０、
１３、１６はいずれも電気角１２０度の期間オンするよ
うにしている。制御手段２２を構成するマイクロコンピ
ュータのＲＯＭには、ホールＩＣ２４〜２６の出力信号
の論理に対応したスイッチング手段１０、１３、１６の
オンオフの組み合わせが記憶されている。この組み合わ
せは電動機１８の回転方向に応じてそれぞれ記憶されて
いる。なお、電動機１８の駆動方式は一例であり、例え
ば正弦波駆動にしてもよいし、１５０度通電にしてもよ
いものである。FIG. 4 shows operation waveforms of the switching means and the Hall IC when the opening / closing means 21 is turned on.
When the opening / closing means 21 is turned on, the inverter device in this embodiment drives the electric motor 18 with a half-wave of 120-degree conduction. (A) shows the output waveform of the Hall IC 24, (b) shows the output waveform of the Hall IC 25, and (c) shows the output waveform of the Hall IC 26. (D) is an on / off state of the switching means 9, (e) is an on / off state of the switching means 12, (f) is an on / off state of the switching means 15, (g) is an on / off state of the switching means 10,
(H) is the on / off state of the switching means 13, (i)
Indicates an on / off state of the switching means 16.
(J) shows the current waveform of the stator winding 20u, (k) shows the current waveform of the stator winding 20v, and (l) shows the current waveform of the stator winding 20w. (J) (k) (l) as in FIG.
The current waveform flowing through the stator winding of (1) has a positive direction when the switching means 9, 12, 15 on the high potential side is turned on. As shown in FIG. 4, since the high-potential-side switching means 9, 12, and 15 are all in the off state, no current flows in the positive direction of the stator windings 20u, 20v, and 20w. Switching means 10 on the low potential side,
Each of the switches 13 and 16 is turned on for a period of 120 electrical degrees. In the ROM of the microcomputer constituting the control means 22, a combination of ON / OFF of the switching means 10, 13, 16 corresponding to the logic of the output signal of the Hall ICs 24-26 is stored. This combination is stored according to the rotation direction of the electric motor 18. The driving method of the electric motor 18 is merely an example, and may be, for example, a sine wave drive or a 150-degree energization.
【００３８】以上のように、開閉手段２１がオンしてい
るときには、高電位側のスイッチング手段を全てオフし
ているので、低電位側のスイッチング手段のオフ時に生
じる回生電流が高電位側のスイッチング手段を構成する
逆接続ダイオードに流れるだけとなり、発熱の少ないイ
ンバータ装置を実現できる。また、高電位側のスイッチ
ング手段をオンするための電力が必要ないので省電力化
を実現できる。なお、図４は本発明の請求項３の一実施
例を示している。As described above, when the opening / closing means 21 is on, all the high-potential-side switching means are off, so that the regenerative current generated when the low-potential-side switching means is off reduces the high-potential switching. Only the current flows through the reverse connection diode constituting the means, and an inverter device that generates less heat can be realized. In addition, since power for turning on the high-potential side switching means is not required, power saving can be realized. FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
【００３９】図５に、開閉手段２１をオンした状態にお
けるスイッチング手段、ホールＩＣの動作波形の別の一
例を示す。（ａ）はホールＩＣ２４の出力波形、（ｂ）
はホールＩＣ２５の出力波形、（ｃ）はホールＩＣ２６
の出力波形を示している。（ｄ）はスイッチング手段９
のオンオフ状態、（ｅ）はスイッチング手段１２のオン
オフ状態、（ｆ）はスイッチング手段１５のオンオフ状
態、（ｇ）はスイッチング手段１０のオンオフ状態、
（ｈ）はスイッチング手段１３のオンオフ状態、（ｉ）
はスイッチング手段１６のオンオフ状態を示している。
（ｊ）は固定子巻線２０ｕの電流波形、（ｋ）は固定子
巻線２０ｖの電流波形、（ｌ）は固定子巻線２０ｗの電
流波形を示している。（ｊ）（ｋ）（ｌ）の固定子巻線
に流れる電流波形は高電位側のスイッチング手段９、１
２、１５がオンしたときに流れる方向を正にしている。
図５に示したように、スイッチング手段９、１０、１
２、１３、１５、１６はいずれも電気角１２０度の期間
オンするようにしている。なお、制御手段２２を構成す
るマイクロコンピュータのＲＯＭには、ホールＩＣ２４
〜２６の出力信号の論理に対応したスイッチング手段
９、１０、１２、１３、１５、１６のオンオフの組み合
わせが記憶されている。この組み合わせは電動機１８の
回転方向に応じてそれぞれ記憶されている。本実施例で
は、図５に示すように電動機１８を低電位側スイッチン
グ手段１０、１３、１６により半波駆動しながら、同時
に予め設定された組み合わせに基づき、高電位側スイッ
チング手段９、１２、１５をオンオフ制御することで、
低電位側のスイッチング手段１０、１３、１６がオフし
たときに生じる回生電流を高電位側スイッチング手段
９、１２、１５を通じて、回生電流の流れていない別の
固定子巻線に流すので、コンデンサ７が回生電流により
過大に充電されることを防止することができる。なお、
図５に示した本実施例におけるスイッチング手段のオン
オフ制御は図３に示した開閉手段２１のオフ状態におけ
るスイッチング手段のオンオフ制御と同様である。従っ
て、開閉手段２１のオンオフ状態それぞれに対応してス
イッチング手段のオンオフ状態を記憶しておく必要がな
く、マイクロコンピュータ内のＲＯＭを節約できる。ま
た、開閉手段２１のオンオフ状態によりスイッチング手
段のオンオフ制御を変更する必要がないので、開閉手段
２１のオンオフ制御を容易にできる。しかし、電動機１
８の駆動方式は一例であり、高電位側のスイッチング手
段が少なくとも一つオンしていればよいものである。な
お、図５は本発明の請求項４の一実施例を示している。FIG. 5 shows another example of operation waveforms of the switching means and the Hall IC when the opening / closing means 21 is turned on. (A) is the output waveform of the Hall IC 24, (b)
Is the output waveform of the Hall IC 25, and (c) is the Hall IC 26
3 shows an output waveform of the first embodiment. (D) Switching means 9
(E) is an on / off state of the switching means 12, (f) is an on / off state of the switching means 15, (g) is an on / off state of the switching means 10,
(H) is the on / off state of the switching means 13, (i)
Indicates an on / off state of the switching means 16.
(J) shows the current waveform of the stator winding 20u, (k) shows the current waveform of the stator winding 20v, and (l) shows the current waveform of the stator winding 20w. The waveforms of the currents flowing through the stator windings of (j), (k) and (l) are the high-potential side switching means 9, 1
The flow direction when the switches 2 and 15 are turned on is made positive.
As shown in FIG. 5, the switching means 9, 10, 1
Each of 2, 13, 15, and 16 is turned on for a period of 120 electrical degrees. The ROM of the microcomputer constituting the control means 22 has a Hall IC 24
The combination of ON / OFF of the switching means 9, 10, 12, 13, 15, 16 corresponding to the logic of the output signals of .about.26 is stored. This combination is stored according to the rotation direction of the electric motor 18. In this embodiment, as shown in FIG. 5, while the electric motor 18 is driven by the low-potential side switching means 10, 13, and 16 for half-wave, the high-potential side switching means 9, 12, and 15 are simultaneously based on a preset combination. By controlling on and off
Since the regenerative current generated when the low-potential-side switching means 10, 13, 16 is turned off is passed through the high-potential-side switching means 9, 12, 15 to another stator winding where no regenerative current flows, the capacitor 7 Can be prevented from being excessively charged by the regenerative current. In addition,
The on / off control of the switching means in the present embodiment shown in FIG. 5 is the same as the on / off control of the switching means in the off state of the opening / closing means 21 shown in FIG. Therefore, it is not necessary to store the ON / OFF state of the switching means corresponding to the ON / OFF state of the opening / closing means 21, and the ROM in the microcomputer can be saved. Further, since it is not necessary to change the on / off control of the switching means according to the on / off state of the opening / closing means 21, the on / off control of the opening / closing means 21 can be facilitated. However, the motor 1
The driving method 8 is an example, and it suffices that at least one switching means on the high potential side is turned on. FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention.
【００４０】図６に、本発明の請求項５の一実施例であ
るインバータ装置の電動機の駆動時のフローチャートを
示す。なお、インバータ装置の構成は図１と同様であ
り、ここでは省略する。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the motor of the inverter device according to a fifth embodiment of the present invention. Note that the configuration of the inverter device is the same as that of FIG. 1 and is omitted here.
【００４１】図６に示したインバータ装置のフローチャ
ートについて説明する。電動機１８の運転が開始される
と、ステップ３１において制御手段２２が開閉手段２１
たるリレーをオフする。これにより電動機１８の固定子
巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗの中性点は非接続となる。
ステップ３２では、制御手段２２が図３に示したように
位置検知手段２３たるホールＩＣ２４、２５、２６の出
力論理の組み合わせに対応してスイッチング手段９、１
０、１２、１３、１５、１６をオンオフ制御すること
で、電動機１８を三相全波で駆動する。ステップ３３で
は、制御手段２２が電動機１８を三相全波で駆動しなが
ら、電動機１８の速度が所定速度Ｎｓであるかを判定す
る。所定速度Ｎｓの設定は予め制御手段２２を構成する
マイクロコンピュータのＲＯＭに記憶されているものと
する。なお、所定速度Ｎｓの設定方法は特に限定するも
のではないが、本実施例では、図２に示した開閉手段２
１のオフ状態における速度−トルク特性カーブ（ａ）と
開閉手段２１のオン状態における速度−トルク特性カー
ブ（ｂ）の交差する速度Ｎｓを所定速度にしている。電
動機１８の速度検知は制御手段２２がホールＩＣ２４の
出力信号の周期を検知することで行っている。より具体
的に述べると、制御手段２２を構成するマイクロコンピ
ュータ内に設けられたカウンタによりホールＩＣ２４の
ハイ期間を検知することで電動機１８の速度を検知して
いる。ステップ３３で電動機１８の速度が所定速度Ｎｓ
に達していると判定すると、ステップ３４で制御手段２
２は開閉手段２１たるリレーをオンする。これにより、
固定子巻線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗの中性点は開閉手段
２１を通じて直流電源１の高電位側の端子に接続され
る。その後、ステップ３５で、制御手段２２は図５に示
したようにホールＩＣ２４、２５、２６の出力論理の組
み合わせに応じて、スイッチング手段９、１０、１２、
１３、１５、１６をオンオフ制御する。なお、固定子巻
線２０ｕ、２０ｖ、２０ｗの中性点は直流電源１の高電
位側の端子に接続しているので、電動機１８は、低電位
側スイッチング手段１０、１３、１６をオンオフ制御す
ることで三相半波で駆動されることになる。The flowchart of the inverter device shown in FIG. 6 will be described. When the operation of the electric motor 18 is started, in step 31, the control means 22
Turn off the barrel relay. As a result, the neutral points of the stator windings 20u, 20v, and 20w of the electric motor 18 are disconnected.
In step 32, as shown in FIG. 3, the control means 22 switches the switching means 9, 1 in accordance with the combination of the output logics of the Hall ICs 24, 25, 26 as the position detecting means 23.
By controlling ON / OFF of 0, 12, 13, 15, and 16, the electric motor 18 is driven by three-phase full-wave. In step 33, the control unit 22 determines whether the speed of the motor 18 is equal to the predetermined speed Ns while driving the motor 18 with three-phase full waves. It is assumed that the setting of the predetermined speed Ns is stored in advance in the ROM of the microcomputer constituting the control means 22. Although the method of setting the predetermined speed Ns is not particularly limited, in the present embodiment, the opening / closing means 2 shown in FIG.
The speed Ns at which the speed-torque characteristic curve (a) in the off state 1 and the speed-torque characteristic curve (b) in the on state of the opening / closing means 21 intersect is set to a predetermined speed. The speed of the electric motor 18 is detected by the control means 22 detecting the period of the output signal of the Hall IC 24. More specifically, the speed of the electric motor 18 is detected by detecting the high period of the Hall IC 24 using a counter provided in a microcomputer constituting the control means 22. In step 33, the speed of the electric motor 18 is increased to a predetermined speed Ns.
Is reached, the control unit 2 determines in step 34
Numeral 2 turns on a relay as opening / closing means 21. This allows
The neutral points of the stator windings 20u, 20v, and 20w are connected to the high-potential side terminal of the DC power supply 1 through the switching means 21. After that, in step 35, the control means 22 switches the switching means 9, 10, 12, according to the combination of the output logics of the Hall ICs 24, 25, 26 as shown in FIG.
On / off control of 13, 15, 16 is performed. Since the neutral points of the stator windings 20u, 20v, and 20w are connected to the high-potential side terminal of the DC power supply 1, the electric motor 18 controls the low-potential side switching means 10, 13, and 16 to turn on and off. As a result, it is driven by a three-phase half-wave.
【００４２】以上のように、電動機１８の速度が所定速
度Ｎｓより低いときには開閉手段２１をオフにして、電
動機１８を三相全波で駆動し、所定速度Ｎｓ以上では開
閉手段２１をオンにして電動機１８を三相半波で駆動す
ることで、電動機１８の速度により、より効率の高い駆
動方式で電動機１８を駆動できる。As described above, when the speed of the motor 18 is lower than the predetermined speed Ns, the opening / closing means 21 is turned off, and the motor 18 is driven by three-phase full-wave. By driving the electric motor 18 with three-phase half-waves, it is possible to drive the electric motor 18 with a more efficient driving method depending on the speed of the electric motor 18.
【００４３】（実施例３）図７に、本発明の実施例２の
インバータ装置の主要部回路構成図を示す。整流素子た
るダイオード４１のカソードは直流電源１の低電位側の
端子に接続し、ダイオード４１のアノードはコンデンサ
７の低電位側の端子に接続している。開閉手段４２たる
リレーはダイオード４１のカソード端子と固定子巻線２
０ｕ、２０ｖ、２０ｗの中性点の間に設けられている。
制御手段４３は位置検知手段２３の出力論理に応じてス
イッチング手段９、１０、１２、１３、１５、１６のオ
ンオフ制御を行うとともに、開閉手段２１のオンオフ制
御を行うものである。その他の構成については図１に示
したインバータ装置と同様のものであり、ここでは省略
する。(Embodiment 3) FIG. 7 shows a circuit diagram of a main part of an inverter device according to Embodiment 2 of the present invention. The cathode of the diode 41, which is a rectifier, is connected to the low potential side terminal of the DC power supply 1, and the anode of the diode 41 is connected to the low potential side terminal of the capacitor 7. The relay serving as the opening / closing means 42 includes a cathode terminal of the diode 41 and the stator winding 2.
0u, 20v, and 20w are provided between neutral points.
The control means 43 controls ON / OFF of the switching means 9, 10, 12, 13, 15, 16 according to the output logic of the position detecting means 23, and controls ON / OFF of the opening / closing means 21. The other configuration is the same as that of the inverter device shown in FIG. 1 and is omitted here.
【００４４】図７に示したインバータ装置の動作につい
て説明する。開閉手段４２がオフ状態においては、制御
手段４３は図３に示したように位置検知手段２２たるホ
ールＩＣ２３、２４、２５の出力論理に基づいてスイッ
チング手段９、１０、１２、１３、１５、１６をオンオ
フ制御する。これにより、電動機１８は三相全波で駆動
される。The operation of the inverter device shown in FIG. 7 will be described. When the opening / closing means 42 is in the off state, the control means 43 controls the switching means 9, 10, 12, 13, 15, 16 based on the output logic of the Hall ICs 23, 24, 25 as the position detecting means 22 as shown in FIG. On / off control. Thereby, the electric motor 18 is driven by three-phase full waves.
【００４５】開閉手段４３がオン状態においては、制御
手段４３は整流素子たるダイオード４１が設けられてい
る低電位側のスイッチング手段１０、１３、１６を全て
オフするとともに、高電位側のスイッチング手段９、１
２、１５を位置検知手段２２の出力論理に基づいてオン
オフ制御する。これにより、電動機１８は三相半波で駆
動される。When the opening / closing means 43 is in the ON state, the control means 43 turns off all the low-potential-side switching means 10, 13, 16 provided with the diode 41 as a rectifying element, and turns off the high-potential-side switching means 9. , 1
2 and 15 are controlled on and off based on the output logic of the position detecting means 22. Thereby, the electric motor 18 is driven by the three-phase half-wave.
【００４６】以上のように、本実施例のインバータ装置
においても、開閉手段４２により固定子巻線２０ｕ、２
０ｖ、２０ｗの中性点と直流電源１の低電位側の端子間
を接続したり、切り離すことにより、固定子巻線２０
ｕ、２０ｖ、２０ｗへの印加電圧の最大値を切り替える
とともに、電動機１８の駆動方法を三相全波と三相半波
に切り替えるので、電動機１８の速度−トルク特性すな
わち動作領域を変えることができる。なお、図７のイン
バータ装置における電動機１８の速度−トルク特性は図
２と同様になるものである。なお、図７は本発明の請求
項１、２、３の一実施例を示している。As described above, also in the inverter device of the present embodiment, the stator windings 20u,
By connecting or disconnecting the neutral point between the 0 V and 20 W neutral terminals and the low potential side terminal of the DC power supply 1, the stator winding 20
Since the maximum value of the voltage applied to u, 20v, and 20w is switched, and the driving method of the electric motor 18 is switched between three-phase full-wave and three-phase half-wave, the speed-torque characteristic of the electric motor 18, that is, the operation region can be changed. . The speed-torque characteristics of the electric motor 18 in the inverter device of FIG. 7 are the same as those in FIG. FIG. 7 shows an embodiment of the first, second and third aspects of the present invention.
【００４７】（実施例３）図８は、本発明の実施例３の
インバータ装置を示す。整流素子たるダイオード５１の
アノード端子は直流電源１の高電位側の端子に接続し、
ダイオード５１のカソード端子はコンデンサ７の高電位
側の端子に接続している。インバータ回路５２は高電位
側のスイッチング手段５３と低電位側のスイッチング手
段５４からなる直列回路５５と高電位側のスイッチング
手段５６と低電位側のスイッチング手段５７からなる直
列回路５８によりフルブリッジの構成になっている。電
動機５９は４極の永久磁石を設けた回転子６０と、固定
子巻線６１ａ、６１ｂを直列接続してなる固定子６１に
より構成されている。開閉手段６２はリレーで構成され
ており、直流電源１の高電位側の端子と固定子巻線６１
ａ、６１ｂの接続部の間に設けられている。制御手段６
３は、マイクロコンピュータや複数の論理回路により構
成されており、位置検知手段たるホールＩＣ６４の出力
論理によりスイッチング手段５３、５４、５６、５７を
オンオフ制御するとともに開閉手段６２をオンオフ制御
する。(Embodiment 3) FIG. 8 shows an inverter apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The anode terminal of the diode 51, which is a rectifying element, is connected to the terminal on the high potential side of the DC power supply 1,
The cathode terminal of the diode 51 is connected to the terminal on the high potential side of the capacitor 7. The inverter circuit 52 is configured as a full bridge by a series circuit 55 including a switching means 53 on the high potential side and a switching means 54 on the low potential side, and a series circuit 58 including a switching means 56 on the high potential side and a switching means 57 on the low potential side. It has become. The electric motor 59 includes a rotor 60 provided with four-pole permanent magnets, and a stator 61 formed by connecting stator windings 61a and 61b in series. The opening / closing means 62 is constituted by a relay, and the terminal on the high potential side of the DC power supply 1 and the stator winding 61
a, 61b are provided between the connecting portions. Control means 6
Reference numeral 3 denotes a microcomputer and a plurality of logic circuits, which controls the switching means 53, 54, 56, 57 on and off and controls the opening and closing means 62 on and off by the output logic of the Hall IC 64 as a position detecting means.
【００４８】図８に示したインバータ装置の動作につい
て説明する。開閉手段６２がオフ状態の時には、制御手
段６３はホールＩＣ６４の出力論理と電動機５９の回転
方向に応じて、スイッチング手段５３、５４、５６、５
７をオンオフ制御し、単相全波で電動機５９を駆動す
る。開閉手段６２がオン状態の時には、制御手段６３は
高電位側のスイッチング手段５３、５６をオフ状態に保
持するともに、ホールＩＣ６４の出力論理に応じて低電
位側のスイッチング手段５４、５７をオンオフ制御す
る。The operation of the inverter device shown in FIG. 8 will be described. When the opening / closing means 62 is in the off state, the control means 63 controls the switching means 53, 54, 56, 5 in accordance with the output logic of the Hall IC 64 and the rotation direction of the electric motor 59.
7 is turned on and off, and the electric motor 59 is driven by a single-phase full wave. When the opening / closing means 62 is in the ON state, the control means 63 holds the high-potential-side switching means 53 and 56 in the OFF state and controls the low-potential-side switching means 54 and 57 on / off in accordance with the output logic of the Hall IC 64. I do.
【００４９】以上のように、本実施例のインバータ装置
においても、開閉手段６２を用いて固定子巻線６１ａ、
６１ｂの接続部と直流電源１の高電位側の端子間を接続
したり、切り離すことにより、固定子巻線６１ａ、６１
ｂへの印加電圧の最大値を切り替えるとともに、電動機
５９を駆動方法と全波駆動と半波駆動に切り替えるの
で、電動機５９の速度−トルク特性すなわち動作領域を
変えることができる。なお、図８に示したインバータ装
置は本発明の請求項１、２、３の一実施例に相当する。As described above, also in the inverter device of the present embodiment, the stator windings 61a,
By connecting or disconnecting the connection portion of the DC power supply 1 to / from the connection portion of the DC power supply 1, the stator windings 61a, 61
Since the maximum value of the voltage applied to b is switched and the driving method of the electric motor 59 is switched between full-wave driving and half-wave driving, the speed-torque characteristic of the electric motor 59, that is, the operating region can be changed. The inverter device shown in FIG. 8 corresponds to an embodiment of the present invention.
【００５０】以上のように、開閉手段をオンオフするこ
とで電動機の固定子に設けられた巻線の接続部を直流電
源に接続したり切り離したりできるので、巻線への印加
電圧の最大値を切り替えることができる。同時に電動機
の駆動方法を全波駆動または半波駆動に切り替えるの
で、本実施例のように回転子に永久磁石を有するＤＣブ
ラシレスモータにおいては、巻線に生じる誘導起電力の
最大値を大きくすることができ、最高速度を大きくでき
る。なお、本実施例では示していないが、電動機の構成
を誘導電動機やスイッチトリラクタンスモータにしても
よい。この場合についても、開閉手段のオンオフによ
り、巻線への最大印加電圧を切り替えるとともに電動機
の駆動方法を全波駆動または半波駆動に切り替えるの
で、高速駆動時において固定子巻線への電流供給を増や
すことができる。従って高速時のトルク出力を増やすこ
とができることになり、電動機の動作領域を拡大でき
る。As described above, the connection portion of the winding provided on the stator of the motor can be connected to or disconnected from the DC power supply by turning on and off the opening / closing means, so that the maximum value of the voltage applied to the winding can be reduced. Can switch. At the same time, since the driving method of the motor is switched to full-wave driving or half-wave driving, in a DC brushless motor having a permanent magnet in the rotor as in the present embodiment, the maximum value of the induced electromotive force generated in the winding must be increased. And the maximum speed can be increased. Although not shown in the present embodiment, the configuration of the electric motor may be an induction motor or a switch reluctance motor. Also in this case, the maximum applied voltage to the winding is switched by turning on / off the switching means, and the driving method of the motor is switched to full-wave driving or half-wave driving. Can be increased. Therefore, the torque output at high speed can be increased, and the operating region of the electric motor can be expanded.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
発明によれば、直流電源と前記直流電源の出力の一端に
接続した整流素子と前記整流素子のもう一方の端子に接
続したコンデンサと前記コンデンサに接続したインバー
タ回路と前記インバータ回路の出力に接続した複数の巻
線を有する電動機と前記巻線どうしの接続部と前記直流
電源と前記整流素子の接続部の間に接続した開閉手段と
前記インバータ回路を構成するスイッチング手段を制御
する制御手段を有し、前記インバータ回路は二つのスイ
ッチング手段を直列接続した直列回路を複数設けるよう
にしたので、前記巻線への印加電圧が前記開閉手段のオ
ンオフにより約二倍に切り替わるので、前記開閉手段が
オンの場合は、前記開閉手段がオフの場合に比べ、前記
巻線への電力供給を約四倍にでき、前記電動機の動作領
域を拡大できる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the DC power supply and the rectifying element connected to one end of the output of the DC power supply and the other terminal of the rectifying element are connected. A motor having a capacitor, an inverter circuit connected to the capacitor, a plurality of windings connected to the output of the inverter circuit, a connection between the windings, and an open / close connection between a connection between the DC power supply and the rectifying element; Means and control means for controlling the switching means constituting the inverter circuit, and the inverter circuit is provided with a plurality of series circuits in which two switching means are connected in series, so that the voltage applied to the winding is reduced. Since the switching is made about twice by turning on and off the opening / closing means, when the opening / closing means is on, power is supplied to the windings more than when the opening / closing means is off. About possible quadrupled, you can enlarge the operation area of the motor.
【００５２】また、本発明の請求項２記載の発明によれ
ば、上記請求項１記載の発明において、電動機は回転子
に永久磁石を有し、固定子に複数の巻線を有するように
構成され、前記永久磁石の前記固定子に対する相対的な
位置を検知する位置検知手段を有し、制御手段は前記位
置検知手段の出力に応じてスイッチング手段を制御する
ようにしたので、前記巻線への印加電圧が前記開閉手段
のオンオフにより約二倍に切り替わるので、前記開閉手
段がオンの場合は、前記開閉手段がオフの場合に比べ、
前記巻線に生じる誘導起電力が約二倍になる速度まで電
動機を駆動できる。誘導起電力は前記電動機の速度とは
比例関係であるので、前記電動機の速度を二倍にするこ
とができる。また、回転子に永久磁石を設けることによ
り、高効率の電動機を駆動するインバータ装置を実現で
きる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the electric motor is configured such that the rotor has a permanent magnet and the stator has a plurality of windings. And a position detecting means for detecting a relative position of the permanent magnet with respect to the stator, and the control means controls the switching means in accordance with the output of the position detecting means. Since the applied voltage is switched about twice by turning on / off the opening / closing means, when the opening / closing means is on, compared to when the opening / closing means is off,
The electric motor can be driven to a speed at which the induced electromotive force generated in the winding is approximately doubled. Since the induced electromotive force is proportional to the speed of the motor, the speed of the motor can be doubled. Further, by providing a permanent magnet to the rotor, an inverter device for driving a highly efficient electric motor can be realized.
【００５３】また、本発明の請求項３記載の発明によれ
ば、上記請求項１または２いずれか記載の発明におい
て、制御手段は、開閉手段がオンのときには、整流素子
の接続された電位側のスイッチング手段を全てオフする
ようにしたので、前記スイッチング手段がオフした際に
生じる回生電流を小さくできるのでスイッチング手段の
損失を抑えることができる。また、一つのスイッチング
手段のみをオンするのでスイッチング手段の駆動電力を
抑えることができる。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, when the opening / closing means is turned on, the control means controls the potential side to which the rectifying element is connected. Since all the switching means are turned off, the regenerative current generated when the switching means is turned off can be reduced, so that the loss of the switching means can be suppressed. Further, since only one switching unit is turned on, the driving power of the switching unit can be suppressed.
【００５４】また、本発明の請求項４記載の発明によれ
ば、上記請求項１または２いずれか記載の発明におい
て、制御手段は、開閉手段がオンのときには、整流素子
の接続された電位側のスイッチング手段のうち少なくと
も一つをオンするようにしたので、前記スイッチング手
段がオフした際に生じる回生電流によりコンデンサが充
電されることを防止でき、前記コンデンサの電圧が過大
になることを防止できる。According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, when the opening / closing means is turned on, the control means controls the potential side to which the rectifying element is connected. Since at least one of the switching means is turned on, it is possible to prevent the capacitor from being charged by a regenerative current generated when the switching means is turned off, and to prevent the voltage of the capacitor from becoming excessive. .
【００５５】また、本発明の請求項５記載の発明によれ
ば、上記請求項１〜４いずれか記載の発明において、制
御手段は、電動機の速度が所定速度以内であるときには
開閉手段をオフし、所定速度を越えるときには開閉手段
をオンするようにしたので、低速時には電動機を全波駆
動し、電動機の全波駆動では達することのできない高速
動作領域では電動機を半波駆動するので、前記電動機を
速度に応じて効率良く駆動できる。According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the control means turns off the opening / closing means when the speed of the motor is within a predetermined speed. Since the opening / closing means is turned on when the speed exceeds a predetermined speed, the motor is driven by full-wave at low speed, and the motor is driven by half-wave in a high-speed operation region that cannot be reached by full-wave driving of the motor. It can be driven efficiently according to the speed.
【図１】本発明の実施例１のインバータ装置の主要部回
路構成図FIG. 1 is a circuit diagram of a main part of an inverter device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同インバータ装置の電動機の速度−トルク特性
図FIG. 2 is a speed-torque characteristic diagram of a motor of the inverter device.
【図３】同インバータ装置の開閉手段２１オフ時の主要
部動作波形図FIG. 3 is an operation waveform diagram of main parts when the opening / closing means 21 of the inverter device is off.
【図４】同インバータ装置の開閉手段２１オン時の主要
部動作波形図FIG. 4 is an operation waveform diagram of a main part when the opening / closing means 21 of the inverter device is turned on.
【図５】同インバータ装置の開閉手段２１オン時の別の
一例である主要部動作波形図FIG. 5 is an operation waveform diagram of a main part, which is another example when the opening / closing means 21 of the inverter device is turned on.
【図６】同インバータ装置の電動機の駆動制御フローチ
ャートFIG. 6 is a drive control flowchart of a motor of the inverter device.
【図７】本発明の実施例２のインバータ装置の主要部回
路構成図FIG. 7 is a circuit diagram of a main part of an inverter device according to a second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施例３のインバータ装置の主要部回
路構成図FIG. 8 is a circuit diagram of a main part of an inverter device according to a third embodiment of the present invention.
【図９】従来のインバータ装置の主要部回路構成図FIG. 9 is a circuit diagram of a main part of a conventional inverter device.
１ 直流電源 ６ ダイオード ７ コンデンサ ８ インバータ回路 ９、１０、１２、１３、１５、１６ スイッチング手段 １１、１４、１７ 直列回路 １８ 電動機 １９ 回転子 ２０ 固定子 ２０ｕ、２０ｖ、２０ｗ 固定子巻線 ２１ 開閉手段 ２２ 制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 6 Diode 7 Capacitor 8 Inverter circuit 9, 10, 12, 13, 15, 16 Switching means 11, 14, 17 Series circuit 18 Motor 19 Rotor 20 Stator 20u, 20v, 20w Stator winding 21 Opening / closing means 22 Control means
フロントページの続き (72)発明者 小林 保道 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H007 BB06 CA01 CB04 CB05 CC12 CC23 DB12 DC07 EA02 5H560 AA10 BB04 BB12 DA03 DB02 EB01 EC07 EC09 EC10 GG04 JJ03 SS07 TT11 UA06 XA04 XA05 XA12 Continued on the front page (72) Inventor Yasudo Kobayashi 1006 Odakadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 5H007 BB06 CA01 CB04 CB05 CC12 CC23 DB12 DC07 EA02 5H560 AA10 BB04 BB12 DA03 DB02 EB01 EC07 EC09 EC10 GG04 JJ03 SS07 TT11 UA06 XA04 XA05 XA12
Claims (5)
に接続した整流素子と、前記整流素子のもう一方の端子
に接続したコンデンサと、前記コンデンサに接続したイ
ンバータ回路と、前記インバータ回路の出力に接続した
複数の巻線を有する電動機と、前記巻線どうしの接続部
と前記直流電源と前記整流素子の接続部の間に接続した
開閉手段と、前記インバータ回路を構成するスイッチン
グ手段を制御する制御手段を有し、前記インバータ回路
は二つのスイッチング手段を直列接続した直列回路を複
数設けたインバータ装置。A DC power supply; a rectifier connected to one end of an output of the DC power supply; a capacitor connected to the other terminal of the rectifier; an inverter circuit connected to the capacitor; Controlling a motor having a plurality of windings connected to an output, switching means connected between a connection between the windings and a connection between the DC power supply and the rectifying element, and a switching means constituting the inverter circuit; An inverter device comprising a plurality of series circuits in which two switching means are connected in series.
定子に複数の巻線を有するように構成され、前記永久磁
石の前記固定子に対する相対的な位置を検知する位置検
知手段を有し、制御手段は前記位置検知手段の出力に応
じてスイッチング手段を制御する請求項１に記載のイン
バータ装置。2. An electric motor, comprising: a rotor having a permanent magnet; a stator having a plurality of windings; and a position detecting means for detecting a relative position of the permanent magnet with respect to the stator. The inverter device according to claim 1, wherein the control unit controls the switching unit according to an output of the position detection unit.
は、整流素子の接続された電位側のスイッチング手段を
全てオフする請求項１または２に記載のインバータ装
置。3. The inverter device according to claim 1, wherein the control means turns off all of the switching means on the potential side to which the rectifying element is connected when the switching means is on.
は、整流素子の接続された電位側のスイッチング手段の
うち少なくとも一つをオンする請求項１または２に記載
のインバータ装置。4. The inverter device according to claim 1, wherein the control unit turns on at least one of the switching units on the potential side to which the rectifying element is connected when the switching unit is on.
内であるときには開閉手段をオフし、所定速度を越える
ときには開閉手段をオンする請求項１〜４のいずれか１
項に記載のインバータ装置。5. The control unit according to claim 1, wherein the control unit turns off the open / close unit when the speed of the motor is within a predetermined speed, and turns on the open / close unit when the speed exceeds the predetermined speed.
An inverter device according to the item.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35722399A JP4465762B2 (en) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | Inverter device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35722399A JP4465762B2 (en) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | Inverter device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001178144A true JP2001178144A (en) | 2001-06-29 |
| JP4465762B2 JP4465762B2 (en) | 2010-05-19 |
Family
ID=18453020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35722399A Expired - Fee Related JP4465762B2 (en) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | Inverter device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4465762B2 (en) |
-
1999
- 1999-12-16 JP JP35722399A patent/JP4465762B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4465762B2 (en) | 2010-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100329077B1 (en) | Driving apparatus of brushless motor for outdoor fan of airconditioner | |
| US5994869A (en) | Power conversion circuit for a motor | |
| US6787931B2 (en) | Starter generator for internal combustion engine | |
| US6940238B2 (en) | Single coil, direct current permanent magnet brushless motor with voltage boost | |
| JP2016509464A (en) | Drive circuit for brushless motor | |
| JPH11178389A (en) | Generation damping system for electric motor | |
| KR20100115209A (en) | Passive converter for driver of switched reluctance motor | |
| KR19980064755A (en) | Motor drive | |
| JP5396920B2 (en) | Winding switching device for three-phase AC motor drive system | |
| JP2001320894A (en) | Motor drive device | |
| WO2015052497A1 (en) | Ac/ac boost converter | |
| WO1992009138A1 (en) | Dc motor | |
| JPH09117183A (en) | Power generator | |
| JP4736155B2 (en) | Inverter device | |
| KR101449513B1 (en) | Motor Driving Apparatus Having Power Return Function and Driving Method thereof | |
| JPH11316249A (en) | Current detecting circuit and excess current protecting circuit | |
| JP2002509418A (en) | Drive control system for electric motor | |
| JPH0759384A (en) | Inverter | |
| JPH11136994A (en) | Three-phase induction motor driver | |
| WO2005062457A1 (en) | Three-wire reversing system | |
| JP4465762B2 (en) | Inverter device | |
| JP2001211654A (en) | Inverter unit | |
| JP2001268966A (en) | Inverter device | |
| JP2755057B2 (en) | DC brushless motor drive circuit | |
| JP2003324986A (en) | Control method for three-phase brushless dc motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060926 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20061012 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090813 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090908 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091105 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091119 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100202 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100215 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |