JP2012228009A - Inverter controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラシレスＤＣモータを駆動する機器に搭載するインバータ制御装置における温度保護制御に関するものであり、さらにそのインバータ制御装置を用いた電動圧縮機および家庭用電気機器に関するものである。 The present invention relates to temperature protection control in an inverter control device mounted on a device that drives a brushless DC motor, and further relates to an electric compressor and a household electric device using the inverter control device.
従来、この種の保護制御は、ブラシレスＤＣモータの巻線温度の異常に対して、マイコンを使用しない機器においては、温度ヒューズを使用した回路遮断装置により冷蔵庫の電源を遮断する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, this type of protection control is known to have a configuration in which the power supply of the refrigerator is cut off by a circuit breaker using a thermal fuse in a device that does not use a microcomputer against an abnormal winding temperature of a brushless DC motor. (For example, refer to Patent Document 1).
図３は、特許文献１に記載されたマイコンを使用しない機器で、冷蔵庫の電気回路図を示している。 FIG. 3 shows an electrical circuit diagram of a refrigerator, which is a device that does not use the microcomputer described in Patent Document 1.
図３において、電気回路は、除霜用タイマ装置３０１、タイマ電動機３０２、切替え接点３０３、及び端子３０ａ、３０ｂ、密閉容器内に圧縮装置と共に形成された圧縮機用電動機３０４、外部に自動復帰形の過負荷保護装置３０５、圧縮機用電動機３０４と並列に送風機用電動機３０６、除霜回路遮断用バイメタルサーモスタット３０７、除霜用ヒータ３０８、冷蔵庫庫内の温度を感知して圧縮機用電動機３０４の運転を制御するサーモスタット３０９、送風機用電動機３０６のコイルに密着して取付けられ、かつ電気回路上最も電源に近い位置に設置された温度ヒューズよりなる回路遮断装置３１０を有している。 In FIG. 3, an electric circuit includes a defrosting timer device 301, a timer motor 302, a switching contact 303, terminals 30a and 30b, a compressor motor 304 formed together with a compression device in a sealed container, and an automatic return type to the outside. In parallel with the overload protection device 305 and the compressor motor 304, the blower motor 306, the defrost circuit breaking bimetal thermostat 307, the defrost heater 308, and the temperature in the refrigerator compartment are sensed to detect the compressor motor 304. A thermostat 309 for controlling the operation and a circuit breaker 310 made of a thermal fuse installed in close contact with the coil of the motor 306 for the blower and installed closest to the power supply on the electric circuit are provided.
かかる構成は、異常過電圧が印加された時、発熱量が通常電圧印加時より増加するため、コイル温度が上昇し、さらに通電し続けることによりコイルの絶縁劣化、レアショートとなる事を防ぐため、温度ヒューズの溶断により回路遮断装置３１０が動作し、冷蔵庫を構成する全ての機器の電源を遮断する構成となっている。 In such a configuration, when an abnormal overvoltage is applied, the amount of heat generation is increased compared to when a normal voltage is applied, so that the coil temperature rises and further energization continues to prevent coil insulation deterioration and rare shorts. The circuit breaker 310 operates by blowing the thermal fuse, and is configured to shut off the power supply of all the devices constituting the refrigerator.
また、ブラシレスＤＣモータの巻線温度の異常に対して、マイコンを使用する機器においては、例えば、温度プロテクタ（温度ヒューズ同等）を使用した回路遮断装置により、ブラシレスＤＣモータに接続されるノイズをカットするフィルタ回路と交流を直流に変換する整流回路との間を遮断することにより、ブラシレスＤＣモータへの通電を遮断する構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。 In addition, in the case of a winding temperature abnormality of a brushless DC motor, in a device using a microcomputer, for example, a circuit breaker using a temperature protector (equivalent to a thermal fuse) cuts noise connected to the brushless DC motor. A configuration is known in which the energization to the brushless DC motor is cut off by cutting off between the filter circuit that performs this operation and the rectifier circuit that converts alternating current into direct current (for example, see Patent Document 2).
図４は、特許文献２に記載されたマイコンを使用する機器で、洗濯機の温度過昇防止のためのＤＣブラシレスモータの基本駆動回路ブロック図である。 FIG. 4 is a basic drive circuit block diagram of a DC brushless motor for preventing overheating of a washing machine in a device using a microcomputer described in Patent Document 2.
図４において、回路構成は、ＡＣ１００Ｖに接続する電源４０１、駆動回路に電源電流を供給する電源スイッチ４０２、電源ラインノイズや空中電波ノイズをカットするフィルタ回路４０３、交流から直流に変換する整流回路４０４、ＩＧＢＴ素子回路を有しており、直流電流をＤＣブラシレスモータ４０５の各巻線に供給する波形電流に変換するインバータ駆動回路４０６、インバータ駆動回路４０６を制御し、ＤＣブラシレスモータ４０５の運転制御を行なうマイコン４０７、フィルタ回路４０３を介して整流回路を有し、マイコン４０７に電源を供給して動作させる駆動回路４０８、ＤＣブラシレスモータ４０５の固定子鉄心の外周に温度プロテクタ４０９を有している。 4, the circuit configuration includes a power supply 401 connected to AC 100 V, a power switch 402 that supplies power current to the drive circuit, a filter circuit 403 that cuts power line noise and airwave noise, and a rectifier circuit 404 that converts AC to DC. The inverter drive circuit 406 and the inverter drive circuit 406, which have an IGBT element circuit and convert a direct current into a waveform current supplied to each winding of the DC brushless motor 405, control the operation of the DC brushless motor 405. The microcomputer 407 has a rectifier circuit via the filter circuit 403, and has a drive circuit 408 that operates by supplying power to the microcomputer 407, and a temperature protector 409 on the outer periphery of the stator core of the DC brushless motor 405.
そして、温度プロテクタ４０９の接続をフィルタ回路４０３と整流回路４０４との間に接続し、ブラシレスＤＣモータの巻線温度の異常に対しての電流遮断はマイコン４０７を介さずにＤＣブラシレスモータ４０５に接続される電流経路を遮断している。 And the connection of the temperature protector 409 is connected between the filter circuit 403 and the rectifier circuit 404, and the current interruption for the abnormal winding temperature of the brushless DC motor is connected to the DC brushless motor 405 without going through the microcomputer 407. Is interrupting the current path.
また、マイコンを使用する機器において、マイコンを介して保護制御を行なうものとして、例えば、インバータ素子の過電流値をサーミスタによる温度検出により行ない、サーミスタから取得した温度検出値が異常値であるかどうかがマイコンに入力され、温度検出値が異常値であった場合は、マイコンを介してインバータ素子の電源を遮断するものもある（例えば、特許文献３参照）。 Also, in equipment that uses a microcomputer, protection control is performed via the microcomputer. For example, if the overcurrent value of the inverter element is detected by temperature detection using a thermistor, whether the temperature detection value obtained from the thermistor is an abnormal value Is input to the microcomputer, and when the detected temperature value is an abnormal value, the power supply of the inverter element is cut off via the microcomputer (for example, see Patent Document 3).
図５は、特許文献３に記載されたマイコンを使用してインバータ素子の破壊を保護する空気調和機の回路ブロック図である。 FIG. 5 is a circuit block diagram of an air conditioner that protects destruction of an inverter element using the microcomputer described in Patent Document 3.
図５において、回路は、単相交流電源５０１、整流ダイオードや電解キャパシタ等で構成される交流電源を直流に変換する整流平滑回路５０２、トランジスタ等のスイッチング素子による構成で、整流平滑回路５０２からの直流をオン／オフして所要周波数の交流に変換するインバータ回路５０３、内蔵する電動機により駆動して冷媒を加圧し循環させる圧縮機５０４、インバータ回路５０３の駆動を信号により制御するマイコンを含む制御回路５０５、発光ダイオード、トランジスタ等で構成され制御回路５０５に信号を出力するフォトカプラ５０６、インバータ回路５０３の入力電流を検出するシャント抵抗５０７、インバータ回路５０３のパワー・トランジスタモジュールの放熱板の温度を検出するサーミスタ５０８、サーミスタ５０８に直流に接続されサーミスタ５０８と分圧し、フォトカプラ５０６の電圧閾値を決定する分圧用抵抗５０９を有した構成である。 In FIG. 5, the circuit includes a single-phase AC power source 501, a rectifying / smoothing circuit 502 that converts an AC power source composed of a rectifier diode, an electrolytic capacitor, and the like into a direct current, and a switching element such as a transistor. A control circuit including an inverter circuit 503 that turns on / off direct current and converts it into alternating current of a required frequency, a compressor 504 that is driven by a built-in electric motor to pressurize and circulate refrigerant, and a microcomputer that controls driving of the inverter circuit 503 with a signal 505, a photocoupler 506 configured by a light emitting diode, a transistor, etc., for outputting a signal to the control circuit 505, a shunt resistor 507 for detecting an input current of the inverter circuit 503, and a temperature of the power transistor module heat sink of the inverter circuit 503 are detected Thermistor 508, Thermistor 50 Is connected to a DC pressure thermistor 508 min, a structure having a voltage-dividing resistor 509 determines the voltage threshold of the photocoupler 506.
そして、シャント抵抗５０７に流れるインバータ入力電流が規定の値を越えると、フォトカプラ５０６の出力側トランジスタがオンし、制御回路５０５に信号が入力され、インバータ回路５０３への給電が遮断することで圧縮機５０４が停止し、インバータ回路５０３のパワー・トランジスタモジュールが破壊から保護される。 When the inverter input current flowing through the shunt resistor 507 exceeds a specified value, the output side transistor of the photocoupler 506 is turned on, a signal is input to the control circuit 505, and the power supply to the inverter circuit 503 is cut off to compress the current. The machine 504 stops and the power transistor module of the inverter circuit 503 is protected from destruction.
しかしながら、上記従来の保護制御の構成では、異常保護による回路の遮断箇所が機器全体の電源を遮断する場合、機器が完全に停止状態となり、停止させる必要のない機能までも強制的に停止してしまう。その結果、他の機能を動作させることができず、外部に対して機器の異常原因、情報を伝達できないという課題を有していた。 However, in the above-described conventional protection control configuration, when the interruption point of the circuit due to abnormality protection cuts off the power supply of the entire device, the device is completely stopped, and even functions that do not need to be stopped are forcibly stopped. End up. As a result, other functions cannot be operated, and there is a problem that the cause of the device abnormality and information cannot be transmitted to the outside.
また、異常保護による回路の遮断箇所が、負荷に接続するフィルタ回路と整流回路との間での交流電源を遮断する場合、直流電源に同回路を用いようとすれば、交流電源を遮断する部品とは別部品で構成する必要があり、回路構成も大きくなるという課題を有していた。 In addition, when the interruption point of the circuit due to abnormality protection cuts off the AC power supply between the filter circuit connected to the load and the rectifier circuit, if the circuit is used for the DC power supply, the part that cuts off the AC power supply It has to be configured with separate parts, and there is a problem that the circuit configuration becomes large.
さらに、異常保護による回路の遮断箇所が、マイコンを介して行われる場合、万が一電源ノイズや静電気などによりマイコンが暴走した時、保護対象の負荷が異常であっても機能停止させることができず、不安全動作を行なうという課題を有していた。 In addition, if the circuit is shut off due to abnormality protection via a microcomputer, the function cannot be stopped even if the load to be protected is abnormal if the microcomputer runs away due to power supply noise or static electricity. There was a problem of performing unsafe operation.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、保護対象をブラシレスＤＣモータの巻線温度としたもので、保護対象が異常となった時、対象機能のみを停止させ、対象とならな
い他機能は、動作を継続可能な構成とすることにより、対象とならない他機能は動作させる、或いは、外部に対して機器の異常原因、情報の伝達により、より使い勝手の良いインバータ制御装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-described conventional problems, and the protection target is the winding temperature of the brushless DC motor. When the protection target becomes abnormal, only the target function is stopped, and other functions that are not the target Is to provide a more convenient inverter control device by operating other functions that are not the target by configuring the operation to be continued, or by transmitting the cause of device abnormality and information to the outside. Objective.
上記従来の課題を解決するために、本発明のインバータ制御装置は、各回路に電源を供給する電源回路と、ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータモジュールと、コイルの絶縁劣化、レアショートとなる事を防止するためにブラシレスＤＣモータの巻線の外周に設置する温度プロテクタと、インバータモジュールを制御するマイコンとを備え、温度プロテクタを電源回路がインバータモジュールへ電源を供給する箇所に接続したものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the inverter control device of the present invention has a power supply circuit that supplies power to each circuit, an inverter module that drives a brushless DC motor, and a coil insulation deterioration and a rare short circuit. In order to prevent this, a temperature protector installed on the outer periphery of the winding of the brushless DC motor and a microcomputer for controlling the inverter module are provided, and the temperature protector is connected to a location where the power supply circuit supplies power to the inverter module.
かかることにより、ブラシレスＤＣモータの巻線温度異常時に、インバータモジュールを制御するマイコンを含む制御部を介さずにインバータモジュールの電源を遮断することができる。その結果、インバータモジュールの動作を強制的に停止させ、ブラシレスＤＣモータへの通電を遮断することにより、ブラシレスＤＣモータの動作を停止させて保護を行うことができる。 Thus, when the winding temperature of the brushless DC motor is abnormal, the power source of the inverter module can be shut off without using a control unit including a microcomputer that controls the inverter module. As a result, the operation of the inverter module is forcibly stopped and the energization to the brushless DC motor is cut off, so that the operation of the brushless DC motor can be stopped to perform protection.
また、本発明のインバータ制御装置は、インバータモジュールの電源電圧を検出する電圧検出手段により回路遮断装置が動作したかどうかを判断して、ブラシレスＤＣモータの巻線温度の異常を検出するものである。 Also, the inverter control device of the present invention detects whether the circuit breaker has operated by the voltage detection means for detecting the power supply voltage of the inverter module, and detects an abnormality in the winding temperature of the brushless DC motor. .
また、本発明のインバータ制御装置は、ブラシレスＤＣモータの巻線温度の異常を外部信号として出力するものである。 Moreover, the inverter control apparatus of this invention outputs the abnormality of the winding temperature of a brushless DC motor as an external signal.
また、本発明のインバータ制御装置は、ブラシレスＤＣモータが異常停止したときでも、異常動作に関わらない機能は継続して動作を行なうものである。 Further, the inverter control device of the present invention continues to operate functions that are not related to abnormal operation even when the brushless DC motor is abnormally stopped.
これによって、マイコンの電源が遮断されないことから、ブラシレスＤＣモータの巻線温度の異常に対して、ブラシレスＤＣモータに起因するインバータモジュールのみを停止させることができる。その結果、ブラシレスＤＣモータの制御機能に関与しない他の機能を継続して動作させることができ、異常表示や、連動する機器への異常情報の通信などの、外部に対して機器の異常原因、情報の伝達を行なうことができる。 Thereby, since the power supply of the microcomputer is not cut off, only the inverter module caused by the brushless DC motor can be stopped with respect to the abnormality in the winding temperature of the brushless DC motor. As a result, other functions not involved in the control function of the brushless DC motor can be continuously operated, and the cause of the abnormality of the device to the outside, such as abnormality display and communication of abnormality information to the interlocking device, Information can be transmitted.
さらに、マイコンを介さずにインバータモジュールの電源を遮断することにより、万が一電源ノイズや静電気などによりマイコンが暴走していた時でも、安全に機能を停止させることができる。 Furthermore, by shutting off the power supply of the inverter module without going through the microcomputer, even if the microcomputer runs out of control due to power supply noise or static electricity, the function can be safely stopped.
本発明のインバータ制御装置は、ブラシレスＤＣモータの巻線温度の異常に対して使用するインバータモジュールのみを停止させることができるため、ブラシレスＤＣモータの制御に関わらない他機能を継続して動作させることができ、異常表示や連動する機器への異常情報の通信などの外部に対しての機器の異常原因、情報の伝達を行なうことができるだけでなく、インバータ制御装置の電源が交流電源であっても、直流電源であっても、温度プロテクタは、同部品、同回路で形成することができるので、交流電源、直流電源に対して汎用性をもたせることができ、従来と同等の安全性で、開発効率のよいインバータ制御装置を提供することができる。 Since the inverter control device of the present invention can stop only the inverter module to be used in response to an abnormality in the winding temperature of the brushless DC motor, it continuously operates other functions not related to the control of the brushless DC motor. It is possible not only to transmit abnormality causes and information to the outside, such as abnormality display and communication of abnormality information to the interlocking equipment, but also if the inverter controller power supply is an AC power supply Even if it is a DC power supply, the temperature protector can be formed with the same parts and the same circuit, so it can be used for AC power supply and DC power supply. An efficient inverter control device can be provided.
第１の発明は、各回路に電源を供給する電源回路と、ロータに永久磁石を設けたブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータを駆動するインバータモジュールと、前記ブラシレスＤＣモータの巻線の外周に設置する温度プロテクタと、インバータモジュールを制御するマイコンを備え、前記温度プロテクタを、インバータモジュールへ電源を供給する箇所に接続したものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply circuit for supplying power to each circuit, a brushless DC motor having a rotor provided with a permanent magnet, an inverter module for driving the brushless DC motor, and an outer periphery of a winding of the brushless DC motor. A temperature protector to be installed and a microcomputer for controlling the inverter module are provided, and the temperature protector is connected to a location for supplying power to the inverter module.
かかる構成により、前記ブラシレスＤＣモータの温度異常時に、前記温度プロテクタが遮断されたとき、前記マイコンを介さずにインバータモジュールの電源を遮断することができる。 With this configuration, when the temperature protector is shut off when the temperature of the brushless DC motor is abnormal, the power supply of the inverter module can be shut off without going through the microcomputer.
その結果、前記ブラシレスＤＣモータの動作が強制的に停止となり、電源ノイズや静電気などによって前記マイコンが暴走していた時でも、安全にブラシレスＤＣモータの関わる機能を停止させることができる。また、前記マイコンは動作可能であるため、ブラシレスＤＣモータに関わらない機能を遮断させることなく、継続して制御を行なうことができる。 As a result, the operation of the brushless DC motor is forcibly stopped, and functions related to the brushless DC motor can be safely stopped even when the microcomputer runs away due to power supply noise or static electricity. Further, since the microcomputer is operable, the control can be continuously performed without interrupting functions not related to the brushless DC motor.
第２の発明は、第１の発明において、前記インバータモジュールの電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記マイコンが電圧検出手段の値により温度プロテクタが動作したかどうかを検出するようにしたものである。 According to a second invention, in the first invention, voltage detection means for detecting the voltage of the inverter module is provided, and the microcomputer detects whether the temperature protector is operated based on a value of the voltage detection means. is there.
かかることにより、前記マイコンが前記温度プロテクタの動作を認識することにより、前記ブラシレスＤＣモータの巻線保護時に異常に応じた制御を行なえるため、より安全な制御を行なうことができる。 Thus, since the microcomputer recognizes the operation of the temperature protector, it is possible to perform control according to the abnormality when the winding of the brushless DC motor is protected, so that safer control can be performed.
第３の発明は、第２の発明において、前記電圧検出手段によりマイコンが入力した情報を外部出力するようにしたものである。 According to a third invention, in the second invention, information inputted by a microcomputer by the voltage detecting means is outputted to the outside.
かかることにより、外部出力信号を表示手段へ出力すれば、その表示手段によってブラシレスＤＣモータの巻線異常を知らせることができる。また、複合したシステムなどの場合では、前記外部出力信号を他機器に情報として伝えることができ、その結果、視覚で異常を察知でき、より安全で最適なシステム制御を行なうことができる。 Thus, when an external output signal is output to the display means, the winding means of the brushless DC motor can be notified by the display means. In the case of a complex system or the like, the external output signal can be transmitted to other devices as information, and as a result, abnormality can be detected visually, and safer and optimal system control can be performed.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるインバータ制御装置のブロック図である。図２は、同実施の形態１におけるインバータ制御装置のブラシレスＤＣモータの巻線温度異常に対応した動作内容を示すフローチャートである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of an inverter control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the operation content corresponding to the winding temperature abnormality of the brushless DC motor of the inverter control apparatus according to the first embodiment.
図１において、インバータ制御装置は、電源より電圧を入力する電源回路１０１と、ロータに永久磁石を設けたブラシレスＤＣモータ１０２と、ブラシレスＤＣモータ１０２を駆動するインバータモジュール１０３と、ブラシレスＤＣモータ１０２の巻線の外周に設
置する温度プロテクタ１０４と、インバータモジュール１０３を制御するマイコン１０５と、インバータモジュール１０３の電源電圧を検出する電圧検出手段１０６と、マイコン１０５の制御状態、及びブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度異常などを表示する表示手段１０７を具備している。
In FIG. 1, an inverter control device includes a power supply circuit 101 that inputs a voltage from a power supply, a brushless DC motor 102 having a rotor provided with a permanent magnet, an inverter module 103 that drives the brushless DC motor 102, and a brushless DC motor 102. A temperature protector 104 installed on the outer periphery of the winding, a microcomputer 105 that controls the inverter module 103, a voltage detection means 106 that detects the power supply voltage of the inverter module 103, a control state of the microcomputer 105, and a winding of the brushless DC motor 102 A display means 107 is provided for displaying a line temperature abnormality or the like.
また、温度プロテクタ１０４は、電源回路１０１がインバータモジュール１０３へ電源を供給する箇所に接続している。 The temperature protector 104 is connected to a location where the power supply circuit 101 supplies power to the inverter module 103.
なお、図１は、交流電源を入力とする場合のものであり、電源回路１０１は、フィルタ回路１０８、整流回路１０９により構成される。直流電源を入力する場合は、電源回路１０１が、フィルタ回路１０８のみで構成される。 FIG. 1 shows a case where an AC power supply is input, and the power supply circuit 101 includes a filter circuit 108 and a rectifier circuit 109. When a DC power supply is input, the power supply circuit 101 includes only the filter circuit 108.
以上のように構成されたインバータ制御装置について、以下その動作を説明する。 About the inverter control apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement is demonstrated below.
インバータ制御装置の電源印加時、交流電源であれば、電源回路１０１内のフィルタ回路１０８を通り、ノイズが除去された後に整流回路１０９を通る。そして、インバータモジュール１０３、及びマイコン１０５に供給される。 When the inverter controller is powered, if it is an AC power supply, it passes through the filter circuit 108 in the power supply circuit 101, passes through the rectifier circuit 109 after noise is removed. Then, it is supplied to the inverter module 103 and the microcomputer 105.
また、電源が直流電源であれば、電源回路１０１内のフィルタ回路１０８を通り、ノイズが除去された直流電圧が、電源回路１０１よりインバータモジュール１０３、及びマイコン１０５に供給される。 If the power supply is a DC power supply, the DC voltage from which noise has been removed passes through the filter circuit 108 in the power supply circuit 101 and is supplied from the power supply circuit 101 to the inverter module 103 and the microcomputer 105.
ここで、インバータモジュール１０３が電源回路１０１より供給される２種類の電圧について説明する。 Here, two types of voltages supplied from the power supply circuit 101 to the inverter module 103 will be described.
一つ目は、インバータモジュール１０３を駆動するための電源電圧であり、電源回路１０１から温度プロテクタ１０４を通り、インバータモジュール１０３へ入力される。 The first is a power supply voltage for driving the inverter module 103 and is input from the power supply circuit 101 to the inverter module 103 through the temperature protector 104.
二つ目は、ブラシレスＤＣモータ１０２を駆動するための駆動電圧であり、電源回路１０１から直接インバータモジュール１０３へ入力される。 The second is a driving voltage for driving the brushless DC motor 102 and is directly input from the power supply circuit 101 to the inverter module 103.
次に、インバータモジュール１０３、マイコン１０５の動作について説明する。 Next, operations of the inverter module 103 and the microcomputer 105 will be described.
インバータモジュール１０３は、ブラシレスＤＣモータ１０２を駆動するための駆動電圧を、ブラシレスＤＣモータ１０２に印加する、しないを制御するものである。ブラシレスＤＣモータ１０２を駆動させる時は、マイコン１０５からインバータモジュール１０３へ制御信号を出力する。その制御信号を受けてインバータモジュール１０３は、ブラシレスＤＣモータ１０２に対して、電源回路１０１から印加された電圧を印加する。 The inverter module 103 controls whether or not to apply a drive voltage for driving the brushless DC motor 102 to the brushless DC motor 102. When the brushless DC motor 102 is driven, a control signal is output from the microcomputer 105 to the inverter module 103. In response to the control signal, the inverter module 103 applies the voltage applied from the power supply circuit 101 to the brushless DC motor 102.
なお、本実施の形態１におけるブラシレスＤＣモータ１０２は、３相モータであり、ブラシレスＤＣモータ１０２の駆動制御に関しては、周知の如く、３線ある各相をそれぞれＵ、Ｖ、Ｗとすると、Ｕ、Ｖ、Ｗの２線を互い合わせに通電していくことにより動作するものである。 Note that the brushless DC motor 102 according to the first embodiment is a three-phase motor. Regarding the drive control of the brushless DC motor 102, as is well known, if each phase of the three wires is U, V, and W, U , V and W are operated by energizing the two wires together.
ここで、本実施の形態１で記載しているインバータモジュール１０３は、トランジスタとＦＥＴ、もしくはＩＧＢＴにて構成される複合型モジュールである。 Here, the inverter module 103 described in the first embodiment is a composite module including transistors and FETs or IGBTs.
マイコン１０５の動作は、インバータモジュール１０３に制御信号を出力し、ブラシレスＤＣモータ１０２を制御するだけでなく、電圧検出手段１０６により、インバータモジュール１０３の電源電圧値を入力し、電圧が規定の電圧でなければ、表示手段１０７へ異
常状態を出力する。
The operation of the microcomputer 105 not only outputs a control signal to the inverter module 103 to control the brushless DC motor 102 but also inputs the power supply voltage value of the inverter module 103 by the voltage detection means 106 so that the voltage is a specified voltage. If not, an abnormal state is output to the display means 107.
ここで、本実施の形態１ではインバータモジュール１０３の電源電圧値の異常の出力先として、表示手段１０７を例に挙げているが、別機器と接続して通信している場合、外部信号として、異常出力する方法もある。 Here, in the first embodiment, the display unit 107 is given as an example as the output destination of the abnormality of the power supply voltage value of the inverter module 103. However, when communicating with another device, as an external signal, There is also a method for abnormal output.
また、表示手段１０７への出力などの外部信号の出力は、異常出力に限定するものではない。 Further, the output of an external signal such as an output to the display means 107 is not limited to an abnormal output.
次に、インバータ制御装置のブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度異常に対応した動作について、図２を用いて説明する。 Next, the operation | movement corresponding to winding temperature abnormality of the brushless DC motor 102 of an inverter control apparatus is demonstrated using FIG.
図２において、ブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度異常が発生したかどうか（Ｓｔｅｐ２０１）により、インバータ制御装置の動作が異なる。 In FIG. 2, the operation of the inverter control device differs depending on whether or not the winding temperature abnormality of the brushless DC motor 102 has occurred (Step 201).
ブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度が正常であれば、Ｓｔｅｐ２０６までの動作は発生せず、Ｓｔｅｐ２０７の動作を行なう。 If the winding temperature of the brushless DC motor 102 is normal, the operation up to Step 206 does not occur, and the operation of Step 207 is performed.
ブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度に異常が発生した時、ブラシレスＤＣモータ１０２の巻線の外周に設置している温度プロテクタ１０４が過昇により断線する（Ｓｔｅｐ２０２）。 When an abnormality occurs in the winding temperature of the brushless DC motor 102, the temperature protector 104 installed on the outer periphery of the winding of the brushless DC motor 102 is disconnected due to overheating (Step 202).
温度プロテクタ１０４が断線すると、電源回路１０１とインバータモジュール１０３の接続が物理的に遮断されるので、インバータモジュール１０３への電源供給が遮断される。その結果、マイコン１０５が、インバータモジュール１０３にブラシレスＤＣモータ１０２の制御信号を出力していようとも、動作が強制的に停止する（Ｓｔｅｐ２０３、Ｓｔｅｐ２０４）。 When the temperature protector 104 is disconnected, the connection between the power supply circuit 101 and the inverter module 103 is physically cut off, so that the power supply to the inverter module 103 is cut off. As a result, even if the microcomputer 105 outputs the control signal of the brushless DC motor 102 to the inverter module 103, the operation is forcibly stopped (Step 203, Step 204).
インバータモジュール１０３が停止することにより、ブラシレスＤＣモータ１０２に印加されていた電圧が遮断され、ブラシレスＤＣモータ１０２は停止する（Ｓｔｅｐ２０５、Ｓｔｅｐ２０６）。 When the inverter module 103 stops, the voltage applied to the brushless DC motor 102 is cut off, and the brushless DC motor 102 stops (Step 205, Step 206).
ここで、Ｓｔｅｐ２０１のブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度異常が発生からＳｔｅｐ２０６のブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度異常による停止までは、マイコン１０５には関与せず、物理的に行なわれるものである。 Here, from the occurrence of the winding temperature abnormality of the brushless DC motor 102 at Step 201 to the stop due to the winding temperature abnormality of the brushless DC motor 102 at Step 206 is physically performed without being involved in the microcomputer 105.
マイコン１０５は、定期的に電圧検出手段１０６によりインバータモジュール１０３の電源電圧を取得する（Ｓｔｅｐ２０７）。 The microcomputer 105 periodically acquires the power supply voltage of the inverter module 103 by the voltage detection means 106 (Step 207).
マイコン１０５は、Ｓｔｅｐ２０８において、インバータモジュール１０３の電源電圧が正常かどうかを判断し、正常であれば何もせず、異常であれば、ブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度異常が発生したことにより、温度プロテクタ１０４が断線したとして、Ｓｔｅｐ２０９へ移行する。 In Step 208, the microcomputer 105 determines whether the power supply voltage of the inverter module 103 is normal. If the power is normal, the microcomputer 105 does nothing, and if it is abnormal, the winding temperature abnormality of the brushless DC motor 102 has occurred. Since the protector 104 is disconnected, the process proceeds to Step 209.
Ｓｔｅｐ２０９では、ブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度異常が発生を温度プロテクタ１０４が断線したことを表示手段１０７に出力する。 In Step 209, the fact that the winding temperature abnormality of the brushless DC motor 102 has occurred and the temperature protector 104 is disconnected is output to the display means 107.
以上のように、本実施の形態１においては、ブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度の異常に対して、マイコン１０５を介さずにブラシレスＤＣモータ１０２に起因するインバータモジュール１０３のみを停止させることができるため、万が一、電源ノイズや静電気
などに起因し、マイコン１０５が暴走していた時でも、安全に機能を停止させることができる。また、同時にマイコン１０５により、ブラシレスＤＣモータ１０２の制御機能に関与しない他の機能を継続して動作させることで、異常表示や、連動する機器への異常情報の通信などの、外部に対して機器の異常原因、情報の伝達を行なうことができる。
As described above, in the first embodiment, only the inverter module 103 caused by the brushless DC motor 102 can be stopped without passing through the microcomputer 105 in response to an abnormality in the winding temperature of the brushless DC motor 102. Therefore, even when the microcomputer 105 runs away due to power supply noise or static electricity, the function can be safely stopped. At the same time, the microcomputer 105 continuously operates other functions that are not involved in the control function of the brushless DC motor 102, so that an external device such as an abnormal display or communication of abnormal information to the interlocked device is provided. The cause of abnormality and information can be transmitted.
さらに、ブラシレスＤＣモータ１０２の巻線の外周に設置する温度プロテクタ１０４の接続箇所を、電源回路１０１がインバータモジュール１０３へ電源を供給する箇所としているため、電源回路１０１に印加する電圧が直流電源であった場合は、インバータモジュール１０３とマイコン１０５の電源供給が同じ電源回路１０１で構成できる。また、電源回路１０１に印加する電圧が交流電源であった場合でも、電源回路１０１内の整流回路１０９を介してインバータモジュール１０３とマイコン１０５を同じ電源とし、インバータモジュール１０３の電源のみを遮断できる。そのため、ブラシレスＤＣモータ１０２の巻線温度が異常時にありながらマイコン１０５を動作させたい場合でも、一つの整流回路１０９、つまり、直流電源であっても温度プロテクタ１０４を含む電源回路１０１以外の構成部品を同部品とすることができ、直流・交流共通使用の部品を拡げられるので、開発効率を上げることができる。 Furthermore, since the connection place of the temperature protector 104 installed on the outer periphery of the winding of the brushless DC motor 102 is a place where the power supply circuit 101 supplies power to the inverter module 103, the voltage applied to the power supply circuit 101 is a DC power supply. If there is, the power supply of the inverter module 103 and the microcomputer 105 can be configured by the same power supply circuit 101. Even when the voltage applied to the power supply circuit 101 is an AC power supply, the inverter module 103 and the microcomputer 105 can be made the same power supply via the rectifier circuit 109 in the power supply circuit 101, and only the power supply of the inverter module 103 can be cut off. Therefore, even when it is desired to operate the microcomputer 105 while the winding temperature of the brushless DC motor 102 is abnormal, components other than the power supply circuit 101 including the temperature protector 104 even with a single rectifier circuit 109, that is, a DC power supply. Can be made the same parts, and the parts that can be used for both direct current and alternating current can be expanded, so that development efficiency can be improved.
また、温度プロテクタ１０４の接続箇所が、電源回路１０１を介してインバータモジュール１０３へ供給される電源電圧とは異なった直流電圧であるため、高電圧・大電流箇所ではなく、直流電源、交流電源に直接通電される箇所に接続される場合に比べて、よりコンパクトな部品で構成することができる。 Moreover, since the connection location of the temperature protector 104 is a DC voltage different from the power supply voltage supplied to the inverter module 103 via the power supply circuit 101, it is not a high voltage / high current location but a DC power supply or an AC power supply. Compared with the case where it is directly connected to a place to be energized, it can be configured with more compact parts.
以上のように、本発明にかかるインバータ制御装置は、装置の電源の種類に関わらず、ブラシレスＤＣモータの巻線温度の異常時に、マイコンを介さずにブラシレスＤＣモータの関わる機能を停止させることができる。したがって、同ブラシレスＤＣモータの使用が考えられるエアコン、冷蔵庫等の家庭用電気機器や、電気自動車等の用途にも適用できる。また電源電圧変動の多い地域にも有用である。 As described above, the inverter control device according to the present invention can stop the functions related to the brushless DC motor without going through the microcomputer when the winding temperature of the brushless DC motor is abnormal regardless of the type of power supply of the device. it can. Therefore, the present invention can also be applied to household electric appliances such as air conditioners and refrigerators where the brushless DC motor can be used, and electric vehicles. It is also useful in areas where power supply voltage fluctuates frequently.
１０１ 電源回路
１０２ ブラシレスＤＣモータ
１０３ インバータモジュール
１０４ 温度プロテクタ
１０５ マイコン
１０６ 電圧検出手段
１０７ 表示手段
１０８ フィルタ回路
１０９ 整流回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Power supply circuit 102 Brushless DC motor 103 Inverter module 104 Temperature protector 105 Microcomputer 106 Voltage detection means 107 Display means 108 Filter circuit 109 Rectifier circuit
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