JP4613387B2 - モータ駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータを用いたモータ駆動装置、例えば空気調和機に備えられるモータを駆動するためのモータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のモータ駆動装置として、交流電源から与えられる交流電流を整流する整流回路と、整流手段から与えられる直流電流に基づいてモータを駆動するための駆動電流を生成するインバータと、整流回路とインバータとの間を接続する正負の給電路間に接続されるコンデンサと、整流回路とコンデンサとの間の給電路に介装される力率改善用のアクティブフィルタとを備えたものが知られている。アクティブフィルタは、整流回路とアクティブフィルタとの間の正側の給電路に設けられたチョークコイルと共に昇圧チョッパ回路を構成している。
【０００３】
このモータ駆動装置では、整流回路からアクティブフィルタを介してコンデンサに供給される直流電流をアクティブフィルタによりチョップし、コンデンサへの直流電流の電流供給量を調節し、その直流電流がインバータに供給される際の供給電圧（すなわち、充電により得られるコンデンサの端子間電圧）を、その供給電圧が所定の目標値に一致するように調節することにより力率改善を図っている。
【０００４】
ところで、このようなアクティブフィルタを用いたモータ駆動装置では、整流回路から出力される直流電流の出力電圧の瞬間的な低下（瞬停）により、オーバーシュートが生じることがある。図５は、アクティブフィルタ動作中の瞬停等によりインバータへの直流電流の供給電圧のオーバーシュートが生じる様子を示す図である。通常の状態では、アクティブフィルタの働きにより、前記供給電圧Ｖｐは目標値Ｖａに一致するように調節されているのであるが、図５の時点Ａで供給電圧Ｖｐが瞬間的に低下した際には、アクティブフィルタが供給電圧Ｖｐを目標値Ｖａに近づけるように動作するため、前記出力電圧が回復した際に瞬間的に大量の直流電流がアクティブフィルタを介してコンデンサに供給されてしう。これにより、図５の時点Ｂで供給電圧Ｖｐが目標値Ｖａを瞬間的に大きく上回ってしまう。ここで、このオーバーシュート時の供給電圧Ｖｐのピーク値Ｖｍａｘと目標値Ｖａとの差は、瞬停により供給電圧Ｖｐが低下した際のボトム値Ｖｍｉｎと目標値Ｖａとの差が大きいほど大きくなるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のモータ駆動装置では、瞬停により生じる供給電圧Ｖｐのオーバーシュートに対する対策が不十分であるため、オーバーシュートによって供給電圧Ｖｐが回路の許容上限値を超えてしまい、インバータや、インバータ前段に設けらえるコンデンサや、そのコンデンサを介して電源供給を受ける各種の駆動回路等の回路部品に過大な電圧がかかる場合があるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、瞬停により生じる直流電流に基づくインバータへの供給電圧のオーバーシュートを防止することができるモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、整流して得られた直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するインバータ（１７）を備えるモータ駆動装置であって、前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、前記第１の許容下限値は、整流回路（９）とインバータ（１７）との間にアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とする。
【０００８】
また、前記目的を達成するための技術的手段は、交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（９）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）とを備えるモータ駆動装置であって、前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、前記第１の許容下限値は、前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に力率改善用のアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とする。
【０００９】
さらに、好ましくは、前記電圧監視部（１９ａ）は、前記供給電圧が第２の基準電圧以下に低下したことを検出する機能をさらに備え、前記第２の基準電圧は、第２の許容下限値以上に設定され、前記第２の許容下限値は、前記供給電圧がこの第２の許容下限値以下に低下すると電力不足により前記インバータ（１７）による前記モータ（２１）の駆動が困難になるような値であるのがよい。
【００１０】
また、好ましくは、前記アクティブフィルタ（１３）は、前記アクティブフィルタ（１３）と前記整流回路（９）との間の正側の給電路（２３，２５）に介装されたチョークコイル（１１）と共に昇圧チョッパ回路を構成しているのがよい。
【００１１】
さらに、好ましくは、前記第１の基準電圧は、前記第２の基準電圧よりも高く設定されているのがよい。
【００１２】
また、好ましくは、前記電圧監視部（１９ａ）は、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中であるか否かを判別する機能をさらに備え、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中である場合において前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力する一方、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中でない場合において前記供給電圧が前記第２の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力し、前記出力信号が出力されたときに、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されるのがよい。
【００１３】
さらに、好ましくは、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されるのがよい。
【００１４】
さらに、前記目的を達成するための技術的手段は、交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（１）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）と、前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に介装されるアクティブフィルタ（１３）とを備え、前記整流回路（９）から前記アクティブフィルタ（１３）を介して前記コンデンサ（１５）に供給される前記直流電流の電流供給量を前記アクティブフィルタ（１３）により調節し、前記直流電流が前記インバータ（１３）に供給される際の供給電圧を、その供給電圧が所定の目標値に一致するように調節することにより力率改善を図るモータ駆動装置であって、前記供給電圧が、前記目標値から所定の基準量以上低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、前記基準量は、許容限度量以下の値に設定され、前記許容限度量は、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧が瞬間的に低下した際に、前記供給電圧が前記目標値からこの許容限度量以上低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とする。
【００１６】
【作用】
請求項１および２に記載の発明に従えば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、このモータ駆動装置にアクティブフィルタを備えた場合に、電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう第１の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出され、インバータへの直流電流の供給が停止されるようになっている。
【００１７】
請求項３に記載の発明に従えば、直流電流に基づくインバータへの供給電圧が、電力不足によりインバータによるモータの駆動が困難になる第２の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第２の基準電圧に第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっている。
【００１８】
請求項４に記載の発明に従えば、アクティブフィルタとチョークコイルとから構成される昇圧チョッパ回路により、整流回路から供給される直流電圧が昇圧されてインバータに供給されるようになっている。
【００１９】
請求項５に記載の発明に従えば、第１の基準電圧は、第２の基準電圧よりも高く設定されているため、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合には、第１の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができ、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられていない場合には、第２の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができる。
【００２０】
請求項６，７に記載の発明に従えば、アクティブフィルタが動作しているか否かに対応した適切な基準に基づいて供給電圧の異常低下が検出され、供給電圧の異常低下を示す出力信号が電圧監視部から出力され、インバータへの直流電流の供給が停止されるようになっている。
【００２２】
請求項８に記載の発明に従えば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、供給電圧が、目標値から電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう許容限度量以上低下する前に、供給電圧が目標値から所定の基準量以上低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出され、インバータへの直流電流の供給が停止されるようになっている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。このモータ駆動装置は、交流電源１、高周波ノイズフィルタ３、Ｙ形コンデンサ回路５、キャリア成分ノイズフィルタ７、整流回路９、チョークコイル１１、力率改善用のアクティブフィルタ１３、コンデンサ（ここでは電解コンデンサ）１５、インバータ１７、遮断器１８および制御ユニット１９を備えて構成されており、インバータ１７が生成した駆動電流によって空気調和機に備えられるモータ（３相モータ）２１を駆動するようになっている。
【００２５】
交流電源１は、所定周波数の単相交流電流を出力する。整流回路９は、交流電源１から与えられる交流電流を整流して直流電流として出力する。インバータ１７は、制御ユニット１９の制御部１９ｂの制御により、整流回路９から与えられる直流電流に基づき、モータ２１を駆動するための駆動電流（ここでは３相交流電流）を生成してモータ２１に供給する。
【００２６】
高周波ノイズフィルタ３、Ｙ形コンデンサ回路５およびキャリア成分フィルタ７は、交流電源１側からこの順に交流電源１と整流回路９との間の給電路に介装されている。
【００２７】
コンデンサ１５は、整流回路９とインバータ１７との間を接続する正負の給電路２３，２５間を接続するように設けられている。ここで、コンデンサ１５の端子と給電路２３，２５との接続部を符号２７，２９で示す。チョークコイル１１は、整流回路９とインバータ１７との間の正側の給電路２３における整流回路９と接続部２７との間に介装されている。
【００２８】
遮断器１８は、コンデンサ１５の接続部２７，２９を介して電力供給を受けるインバータ１７およびその他の回路への直流電流の供給をオン、オフする。ここでは、遮断器１８は、交流電源１と整流回路９との間の１対の給電路に介装され、整流回路９に入力される交流電流を制御部１９ｂの制御によりオン、オフすることにより、インバータ１７等への直流電流の供給をオン、オフする。
【００２９】
力率改善用のアクティブフィルタ１３は、スイッチングトランジスタ１３ａおよびダイオード１３ｂを備えている。トランジスタ１３ａは、チョークコイル１１と接続部２７との間のプラス側の給電路２３と、整流回路９と接続部２９との間の負側の給電路２５との間を、制御部１９ｂから与えられる制御信号により、導通、遮断させるように設けられている。ダイオード１３ｂは、トランジスタ１３ａの給電路２３との接続部と接続部２７との間の給電路２３に、トランジスタ１３ａ側から接続部２７側に向かって順方向になるように介装されている。
【００３０】
このように構成されるアクティブフィルタ１３は、チョークコイル１１とともに昇圧チョッパ回路を構成しており、制御部１９ｂからトランジスタ１３ａに入力される制御信号に基づいて、トランジスタ１３ａをオン、オフさせて正負の給電路２３，２５間を高速で導通、遮断させ、整流回路９からチョークコイル１１を介して入力される直流電流を高速でチョップすることにより、整流回路９から与えられる直流電流がコンデンサ１５を充電して得られる接続部２７の電圧（コンデンサ１５の端子間電圧）、すなわち直流電流がインバータ１７に供給される際の供給電圧Ｖｐを所定の目標値Ｖａに一致するように調節する（図２参照）。
【００３１】
ここで、通常時に整流回路９から出力される直流電圧の出力電圧は、例えば２００Ｖであり、この直流電圧を、チョークコイル１１およびアクティブフィルタ１３からなる昇圧チョッパ回路により目標値Ｖａ（例えば３２０Ｖ）まで昇圧してインバータ１７等に供給している。また、本実施形態では、目標値Ｖａは一定値（ここでは３２０Ｖ）に設定されている。
【００３２】
また、このアクティブフィルタ１３は、このモータ駆動装置にとって必ずしも必須の構成要素ではなく、アクティブフィルタ１３が備えられていない場合には、整流回路９から出力された直流電流は、チョッパコイル１１およびコンデンサ１５により平滑化されて昇圧されることなくインバータ１７等に供給される。
【００３３】
制御ユニット１９は、電圧監視部１９ａと制御部１９ｂとを備えている。電圧監視部１９ａは、電圧Ｖｐの異常低下を検出する電圧低下検出機能と、アクティブフィルタ１３が動作しているか否かを検出するアクティブフィルタ監視機能とを有している。
【００３４】
アクティブフィルタ監視機能では、接続部２７の電圧Ｖｐを監視することにより、アクティブフィルタ１３が備えられ、かつ正常に動作しているか否かが検出される。すなわち、アクティブフィルタ１３は整流回路９から出力される直流電流をチョークコイル１１と共働して昇圧し、直流電流の接続部２７での電圧Ｖｐを目標値Ｖａに一致させるように動作するため、アクティブフィルタ１３が正常に動作している場合には、電圧Ｖｐは目標値Ｖａの近傍に維持される（図２参照）。
【００３５】
これに対し、アクティブフィルタ１３が備えられていないか、あるいは備えられていても正常に動作していない場合には、昇圧が行われないか、あるいは適切に行われないため、電圧Ｖｐは整流回路９からの直流電流の出力電圧と実質的に同じか、目標値Ｖａから下方に大きくかけ離れた値となる場合が多い（図３参照）。
【００３６】
そこで、本実施形態ではこの点に着目し、目標値Ｖａの近傍の目標値Ｖａよりもやや低い値を有する判別値Ｖｂを設定し（図２および図３参照）、電圧Ｖｐがその判別値Ｖｂ以上である場合には、アクティブフィルタ１３が正常に動作していると判別し、電圧Ｖｐが判別値Ｖｂ未満である場合には、アクティブフィルタ１３が備えられていないか、あるいはアクティブフィルタ１３が正常に動作していないと判別するようになっている。
【００３７】
電圧低下検出機能では、上述のアクティブフィルタ監視機能によってアクティブフィルタ１３が正常に動作していることが検出されている場合には、電圧Ｖｐが第１の基準電圧Ｖ１（図２参照）以下に低下したことを検出すると、電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号を制御部１９ｂに出力する。一方、アクティブフィルタ１３が正常に動作していることが検出されていない場合には、電圧Ｖｐが第２の基準電圧Ｖ２（図３参照）以下に低下したことを検出すると、電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号を制御部１９ｂに出力する。
【００３８】
第１の基準値Ｖ１は、瞬停等によって生じるオーバーシュートによる電圧Ｖｐの異常上昇から回路を保護するために設けられたものであり、後述する第１の許容下限値Ｖｃ１以上に設定されている。第２の基準値Ｖ２は、電圧Ｖｐの異常低下によりインバータ１７がモータ２１を適切に駆動できなくなるのを未然に防止するために設けられたものであり、後述する第２の許容下限値Ｖｃ２以上に設定されている。本実施形態では、第１の基準値Ｖ１は、第２の基準値Ｖ２よりも高い値に設定されているが、Ｖ１＜Ｖ２と設定されることもある。
【００３９】
ここで、第１の許容下限値Ｖｃ１は、このモータ駆動装置にアクティブフィルタ１３が備えられて正常に動作している場合において、瞬停等による整流回路９から出力される直流電流の出力電圧の瞬間的な低下により電圧Ｖｐが瞬間的に低下した際に、電圧Ｖｐがこの第１の許容下限値Ｖｃ１以下に低下すると電圧回復時のオーバーシュートにより、図２の実線で示すグラフのように、電圧Ｖｐが回路の許容上限値Ｖｄ（例えば、４００Ｖ）を一時的に超えてしまうような値である。本実施形態では、第１の基準電圧Ｖ１は、この第１の許容下限値Ｖｃ１に実質的に一致するように設定されている。なお、図２において、鎖線で示すグラフは、許容範囲内の電圧電動を示している。
【００４０】
また、第２の許容下限値Ｖｃ２は、図３の実線で示すグラフのように、電圧Ｖｐがこの第２の許容下限値Ｖｃ２以下に低下すると電力不足によりインバータ１７によるモータ２１の駆動が困難になるような値である。本実施形態では、第２の基準電圧Ｖ１は、この第２の許容下限値Ｖｃ２に実質的に一致するように設定されている。なお、図３において、鎖線で示すグラフは、許容範囲内の電圧変動を示している。
【００４１】
制御部１９ｂは、電圧監視部１９ａから電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号が出力されない通常の状態では、接続部２７の電圧を検出し、その検出結果等に基づいて、トランジスタ１３ａのオン、オフタイミングを前記制御信号により変化させることにより、直流電流を昇圧して得られるを電圧Ｖｐを所定の目標値Ｖａに一致するように調節して力率改善を図りつつ、インバータ１７を制御している。
【００４２】
また、制御部１９ｂは、電圧監視部１９ａから電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号が出力されると、電圧Ｖｐの異常低下により生じる不都合（アクティブフィルタ１３が備えられている場合にオーバーシュートにより生じる回路部品への過大な電圧印加や、インバータ１７への供給電力不足によるモータ２１の動作不良）を防止するため、遮断器１８に給電路を遮断させ、接続部２７を介したインバータ１７等への直流電流の供給をオフし、モータ２１の駆動を停止する。
【００４３】
図４は、制御ユニット１９における電圧Ｖｐの異常低下時の制御内容を示すフローチャートである。ステップＳ１では、電圧Ｖｐが判別値Ｖｂを上回っているか否か、すなわち、このモータ駆動装置にアクティブフィルタ１３が備えられてかつ正常に動作しているか否かが電圧監視部１９ｂによって判断され、肯定的な判断結果が得られた場合にはステップＳ２に進む一方、否定的な判断結果が得られた場合にはステップＳ４に進む。
【００４４】
ステップＳ２では、電圧Ｖｐが第１の基準電圧Ｖ１以下に低下しているか否かが電圧監視部１９ｂによって判断され、低下していない場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１ないしステップＳ４を繰り返しつつ、モータ２１の駆動が続行される一方、低下している場合には、ステップＳ３に進む。
【００４５】
ステップＳ４では、電圧Ｖｐが第１の基準電圧Ｖ１以下に低下しているか否かが電圧監視部１９ｂによって判断され、低下していない場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１ないしステップＳ４を繰り返しつつ、モータ２１の駆動が続行される一方、低下している場合には、ステップＳ３に進む。
【００４６】
ステップＳ３では、電圧監視部１９ａから制御部１９ｂに電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号が出力され、制御部１９ｂによって遮断器１８が動作されて整流回路９の上流側の給電路が遮断され、接続部２７を介したインバータ１７等への直流電流の供給がオフされてモータ２１の駆動が停止される。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、アクティブフィルタ１３が備えられて正常に動作している場合には、第１の基準電圧Ｖ１を基準として電圧Ｖｐの異常低下が検出され、異常低下検出時に遮断器１８によって給電路が遮断されることにより、瞬停等により生じる電圧Ｖｐのオーバーシュートにより回路部品に過大な電圧が印加されるのを未然に防止することができる。
【００４８】
また、アクティブフィルタ１３が備えられていないか、あるいは備えられていても正常に動作していない場合には、第２の基準電圧Ｖ２を基準として電圧Ｖｐの異常低下が検出され、異常低下検出時に遮断器１８によって給電路が遮断されることにより、インバータ１７への供給電力不足により生じるモータ２１の動作不良を未然に防止することができる。
【００４９】
さらに、第１の基準電圧Ｖ１が第２の基準電圧Ｖ２よりも高く設定されているとともに、アクティブフィルタ１３が備えられてかつ正常に動作しているか否かに応じて、電圧ｖｐの異常低下の検出基準に第１の基準電圧Ｖ１と第２の基準電圧Ｖ２とのいずれを用いるかが自動的に決定されて、その決定された検出基準に基づいて電圧Ｖｐの異常低下が検出されるようになっているため、制御ユニット１９を変更しなくとも、モータ駆動装置にアクティブフィルタ１３が備えられ、かつ正常に動作しているか否かにかかわらず、同一の制御ユニット１９により、電圧Ｖｐの異常低下により生じる不都合を未然に防止しつつ、このモータ駆動装置の制御を行うことができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、目標値Ｖａは一定値に設定されているが、いわゆるＰＡＭ制御によりモータ２１に要求する出力に応じて目標値Ｖａを変化させるようにしてもよい。この場合、目標値Ｖａの変化に伴って前述の第１の許容下限値も変化するため、この目標値Ｖａおよび第１の許容下限値の変化に応じて第１の基準電圧Ｖ１も変化させるのが好ましい。
【００５１】
あるいは、目標値Ｖａを変化させるようにした場合には、前述の第１の基準電圧Ｖ１を用いた電圧Ｖｐの異常低下の検出方法に代えて、電圧Ｖｐが目標値Ｖａからどれくらいの量だけ低下したかに基づいて、電圧Ｖｐの異常低下を検出するようにしてもよい。この場合には、電圧Ｖｐが目標値Ｖａから所定の基準量以上低下した場合に、電圧監視部１９ａが異常低下と判断することとなる。
【００５２】
ここで、前記基準量は、所定の許容限度量以下の値に設定され（ここでは、許容限度量と実質的に一致するように設定される）、その許容限度量は、整流回路９から出力される直流電流の出力電圧の瞬間的な低下により電圧Ｖｐが瞬間的に低下した際に、電圧Ｖｐが目標値Ｖａからこの許容限度量以上低下すると電圧回復時に電圧Ｖｐが回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値である。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１ないし７に記載の発明によれば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、このモータ駆動装置にアクティブフィルタを備えた場合に、電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう第１の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっているため、この電圧監視部の検出結果を有効に利用してこのような供給電圧の異常低下が生じた際にはインバータ等への電流供給を遮断するなどすることにより、瞬停により生じる直流電流に基づくインバータへの供給電圧のオーバーシュートによって回路部品に過大な電圧が印加されるのを防止することができる。
【００５４】
請求項３に記載の発明によれば、直流電流に基づくインバータへの供給電圧が、電力不足によりインバータによるモータの駆動が困難になる第２の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第２の基準電圧に第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっているため、この電圧監視部の検出結果を有効に利用してこのような供給電圧の異常低下が生じた際にはモータの駆動を停止するなどの適切な対応を取ることができる。
【００５５】
請求項５に記載の発明によれば、第１の基準電圧は、第２の基準電圧よりも高く設定されているため、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合には、第１の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができ、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられていない場合には、第２の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができ、その結果、第１または第２の基準電圧を択一的に用いることにより、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合にも、アクティブフィルタが備えられていない場合にも、供給電圧の異常低下により生じる不都合を防止することができる。
【００５６】
請求項６，７に記載の発明によれば、アクティブフィルタが動作しているか否かに対応した適切な基準に基づいて供給電圧の異常低下が検出され、供給電圧の異常低下を示す出力信号が電圧監視部から出力されるようになっているため、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合にも、アクティブフィルタが備えられていない場合にも、供給電圧の異常低下により生じる不都合を防止することができる。
【００５７】
請求項８に記載の発明によれば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、供給電圧が、目標値から電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう許容限度量以上低下する前に、供給電圧が目標値から所定の基準量以上低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっているため、この電圧監視部の検出結果を有効に利用して供給電圧の異常低下が生じた際にはインバータ等への電流供給を遮断するなどすることにより、瞬停により生じる直流電流に基づくインバータへの供給電圧のオーバーシュートによって回路部品に過大な電圧が印加されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】アクティブフィルタ動作中の供給電圧Ｖｐの変動例を示す図である。
【図３】アクティブフィルタが備えされていない場合の供給電圧Ｖｐの変動例を示すグラフである。
【図４】制御ユニットにおける電圧Ｖｐの異常低下時の制御内容を示すフローチャートである。
【図５】アクティブフィルタ動作中の瞬停等によりインバータへの直流電流の供給電圧のオーバーシュートが生じる様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 交流電源
３ 高周波ノイズフィルタ
５ Ｙ形コンデンサ回路
７ キャリア成分ノイズフィルタ
９ 整流回路
１１ チョークコイル
１３ アクティブフィルタ
１５ コンデンサ
１７ インバータ
１８ 遮断器
１９ 制御ユニット
１９ａ 電圧監視部
１９ｂ 制御部
２１ モータ
２３，２５ 給電路
Ｖ１ 第１の基準電圧
Ｖ２ 第２の基準電圧
Ｖａ 目標値
Ｖｂ 判別値
Ｖｃ１ 第１の許容下限値
Ｖｃ２ 第２の許容下限値
Ｖｐ 供給電圧
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータを用いたモータ駆動装置、例えば空気調和機に備えられるモータを駆動するためのモータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のモータ駆動装置として、交流電源から与えられる交流電流を整流する整流回路と、整流手段から与えられる直流電流に基づいてモータを駆動するための駆動電流を生成するインバータと、整流回路とインバータとの間を接続する正負の給電路間に接続されるコンデンサと、整流回路とコンデンサとの間の給電路に介装される力率改善用のアクティブフィルタとを備えたものが知られている。アクティブフィルタは、整流回路とアクティブフィルタとの間の正側の給電路に設けられたチョークコイルと共に昇圧チョッパ回路を構成している。
【０００３】
このモータ駆動装置では、整流回路からアクティブフィルタを介してコンデンサに供給される直流電流をアクティブフィルタによりチョップし、コンデンサへの直流電流の電流供給量を調節し、その直流電流がインバータに供給される際の供給電圧（すなわち、充電により得られるコンデンサの端子間電圧）を、その供給電圧が所定の目標値に一致するように調節することにより力率改善を図っている。
【０００４】
ところで、このようなアクティブフィルタを用いたモータ駆動装置では、整流回路から出力される直流電流の出力電圧の瞬間的な低下（瞬停）により、オーバーシュートが生じることがある。図５は、アクティブフィルタ動作中の瞬停等によりインバータへの直流電流の供給電圧のオーバーシュートが生じる様子を示す図である。通常の状態では、アクティブフィルタの働きにより、前記供給電圧Ｖｐは目標値Ｖａに一致するように調節されているのであるが、図５の時点Ａで供給電圧Ｖｐが瞬間的に低下した際には、アクティブフィルタが供給電圧Ｖｐを目標値Ｖａに近づけるように動作するため、前記出力電圧が回復した際に瞬間的に大量の直流電流がアクティブフィルタを介してコンデンサに供給されてしう。これにより、図５の時点Ｂで供給電圧Ｖｐが目標値Ｖａを瞬間的に大きく上回ってしまう。ここで、このオーバーシュート時の供給電圧Ｖｐのピーク値Ｖｍａｘと目標値Ｖａとの差は、瞬停により供給電圧Ｖｐが低下した際のボトム値Ｖｍｉｎと目標値Ｖａとの差が大きいほど大きくなるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のモータ駆動装置では、瞬停により生じる供給電圧Ｖｐのオーバーシュートに対する対策が不十分であるため、オーバーシュートによって供給電圧Ｖｐが回路の許容上限値を超えてしまい、インバータや、インバータ前段に設けらえるコンデンサや、そのコンデンサを介して電源供給を受ける各種の駆動回路等の回路部品に過大な電圧がかかる場合があるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、瞬停により生じる直流電流に基づくインバータへの供給電圧のオーバーシュートを防止することができるモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、整流して得られた直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するインバータ（１７）を備えるモータ駆動装置であって、前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、前記第１の許容下限値は、整流回路（９）とインバータ（１７）との間にアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とする。
【０００８】
また、前記目的を達成するための技術的手段は、交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（９）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）とを備えるモータ駆動装置であって、前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、前記第１の許容下限値は、前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に力率改善用のアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とする。
【０００９】
さらに、好ましくは、前記電圧監視部（１９ａ）は、前記供給電圧が第２の基準電圧以下に低下したことを検出する機能をさらに備え、前記第２の基準電圧は、第２の許容下限値以上に設定され、前記第２の許容下限値は、前記供給電圧がこの第２の許容下限値以下に低下すると電力不足により前記インバータ（１７）による前記モータ（２１）の駆動が困難になるような値であるのがよい。
【００１０】
また、好ましくは、前記アクティブフィルタ（１３）は、前記アクティブフィルタ（１３）と前記整流回路（９）との間の正側の給電路（２３，２５）に介装されたチョークコイル（１１）と共に昇圧チョッパ回路を構成しているのがよい。
【００１１】
さらに、好ましくは、前記第１の基準電圧は、前記第２の基準電圧よりも高く設定されているのがよい。
【００１２】
また、好ましくは、前記電圧監視部（１９ａ）は、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中であるか否かを判別する機能をさらに備え、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中である場合において前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力する一方、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中でない場合において前記供給電圧が前記第２の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力し、前記出力信号が出力されたときに、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されるのがよい。
【００１３】
さらに、好ましくは、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されるのがよい。
【００１４】
さらに、前記目的を達成するための技術的手段は、交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（１）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）と、前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に介装されるアクティブフィルタ（１３）とを備え、前記整流回路（９）から前記アクティブフィルタ（１３）を介して前記コンデンサ（１５）に供給される前記直流電流の電流供給量を前記アクティブフィルタ（１３）により調節し、前記直流電流が前記インバータ（１３）に供給される際の供給電圧を、その供給電圧が所定の目標値に一致するように調節することにより力率改善を図るモータ駆動装置であって、前記供給電圧が、前記目標値から所定の基準量以上低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、前記基準量は、許容限度量以下の値に設定され、前記許容限度量は、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧が瞬間的に低下した際に、前記供給電圧が前記目標値からこの許容限度量以上低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とする。
【００１６】
【作用】
請求項１および２に記載の発明に従えば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、このモータ駆動装置にアクティブフィルタを備えた場合に、電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう第１の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出され、インバータへの直流電流の供給が停止されるようになっている。
【００１７】
請求項３に記載の発明に従えば、直流電流に基づくインバータへの供給電圧が、電力不足によりインバータによるモータの駆動が困難になる第２の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第２の基準電圧に第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっている。
【００１８】
請求項４に記載の発明に従えば、アクティブフィルタとチョークコイルとから構成される昇圧チョッパ回路により、整流回路から供給される直流電圧が昇圧されてインバータに供給されるようになっている。
【００１９】
請求項５に記載の発明に従えば、第１の基準電圧は、第２の基準電圧よりも高く設定されているため、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合には、第１の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができ、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられていない場合には、第２の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができる。
【００２０】
請求項６，７に記載の発明に従えば、アクティブフィルタが動作しているか否かに対応した適切な基準に基づいて供給電圧の異常低下が検出され、供給電圧の異常低下を示す出力信号が電圧監視部から出力され、インバータへの直流電流の供給が停止されるようになっている。
【００２２】
請求項８に記載の発明に従えば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、供給電圧が、目標値から電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう許容限度量以上低下する前に、供給電圧が目標値から所定の基準量以上低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出され、インバータへの直流電流の供給が停止されるようになっている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。このモータ駆動装置は、交流電源１、高周波ノイズフィルタ３、Ｙ形コンデンサ回路５、キャリア成分ノイズフィルタ７、整流回路９、チョークコイル１１、力率改善用のアクティブフィルタ１３、コンデンサ（ここでは電解コンデンサ）１５、インバータ１７、遮断器１８および制御ユニット１９を備えて構成されており、インバータ１７が生成した駆動電流によって空気調和機に備えられるモータ（３相モータ）２１を駆動するようになっている。
【００２５】
交流電源１は、所定周波数の単相交流電流を出力する。整流回路９は、交流電源１から与えられる交流電流を整流して直流電流として出力する。インバータ１７は、制御ユニット１９の制御部１９ｂの制御により、整流回路９から与えられる直流電流に基づき、モータ２１を駆動するための駆動電流（ここでは３相交流電流）を生成してモータ２１に供給する。
【００２６】
高周波ノイズフィルタ３、Ｙ形コンデンサ回路５およびキャリア成分フィルタ７は、交流電源１側からこの順に交流電源１と整流回路９との間の給電路に介装されている。
【００２７】
コンデンサ１５は、整流回路９とインバータ１７との間を接続する正負の給電路２３，２５間を接続するように設けられている。ここで、コンデンサ１５の端子と給電路２３，２５との接続部を符号２７，２９で示す。チョークコイル１１は、整流回路９とインバータ１７との間の正側の給電路２３における整流回路９と接続部２７との間に介装されている。
【００２８】
遮断器１８は、コンデンサ１５の接続部２７，２９を介して電力供給を受けるインバータ１７およびその他の回路への直流電流の供給をオン、オフする。ここでは、遮断器１８は、交流電源１と整流回路９との間の１対の給電路に介装され、整流回路９に入力される交流電流を制御部１９ｂの制御によりオン、オフすることにより、インバータ１７等への直流電流の供給をオン、オフする。
【００２９】
力率改善用のアクティブフィルタ１３は、スイッチングトランジスタ１３ａおよびダイオード１３ｂを備えている。トランジスタ１３ａは、チョークコイル１１と接続部２７との間のプラス側の給電路２３と、整流回路９と接続部２９との間の負側の給電路２５との間を、制御部１９ｂから与えられる制御信号により、導通、遮断させるように設けられている。ダイオード１３ｂは、トランジスタ１３ａの給電路２３との接続部と接続部２７との間の給電路２３に、トランジスタ１３ａ側から接続部２７側に向かって順方向になるように介装されている。
【００３０】
このように構成されるアクティブフィルタ１３は、チョークコイル１１とともに昇圧チョッパ回路を構成しており、制御部１９ｂからトランジスタ１３ａに入力される制御信号に基づいて、トランジスタ１３ａをオン、オフさせて正負の給電路２３，２５間を高速で導通、遮断させ、整流回路９からチョークコイル１１を介して入力される直流電流を高速でチョップすることにより、整流回路９から与えられる直流電流がコンデンサ１５を充電して得られる接続部２７の電圧（コンデンサ１５の端子間電圧）、すなわち直流電流がインバータ１７に供給される際の供給電圧Ｖｐを所定の目標値Ｖａに一致するように調節する（図２参照）。
【００３１】
ここで、通常時に整流回路９から出力される直流電圧の出力電圧は、例えば２００Ｖであり、この直流電圧を、チョークコイル１１およびアクティブフィルタ１３からなる昇圧チョッパ回路により目標値Ｖａ（例えば３２０Ｖ）まで昇圧してインバータ１７等に供給している。また、本実施形態では、目標値Ｖａは一定値（ここでは３２０Ｖ）に設定されている。
【００３２】
また、このアクティブフィルタ１３は、このモータ駆動装置にとって必ずしも必須の構成要素ではなく、アクティブフィルタ１３が備えられていない場合には、整流回路９から出力された直流電流は、チョッパコイル１１およびコンデンサ１５により平滑化されて昇圧されることなくインバータ１７等に供給される。
【００３３】
制御ユニット１９は、電圧監視部１９ａと制御部１９ｂとを備えている。電圧監視部１９ａは、電圧Ｖｐの異常低下を検出する電圧低下検出機能と、アクティブフィルタ１３が動作しているか否かを検出するアクティブフィルタ監視機能とを有している。
【００３４】
アクティブフィルタ監視機能では、接続部２７の電圧Ｖｐを監視することにより、アクティブフィルタ１３が備えられ、かつ正常に動作しているか否かが検出される。すなわち、アクティブフィルタ１３は整流回路９から出力される直流電流をチョークコイル１１と共働して昇圧し、直流電流の接続部２７での電圧Ｖｐを目標値Ｖａに一致させるように動作するため、アクティブフィルタ１３が正常に動作している場合には、電圧Ｖｐは目標値Ｖａの近傍に維持される（図２参照）。
【００３５】
これに対し、アクティブフィルタ１３が備えられていないか、あるいは備えられていても正常に動作していない場合には、昇圧が行われないか、あるいは適切に行われないため、電圧Ｖｐは整流回路９からの直流電流の出力電圧と実質的に同じか、目標値Ｖａから下方に大きくかけ離れた値となる場合が多い（図３参照）。
【００３６】
そこで、本実施形態ではこの点に着目し、目標値Ｖａの近傍の目標値Ｖａよりもやや低い値を有する判別値Ｖｂを設定し（図２および図３参照）、電圧Ｖｐがその判別値Ｖｂ以上である場合には、アクティブフィルタ１３が正常に動作していると判別し、電圧Ｖｐが判別値Ｖｂ未満である場合には、アクティブフィルタ１３が備えられていないか、あるいはアクティブフィルタ１３が正常に動作していないと判別するようになっている。
【００３７】
電圧低下検出機能では、上述のアクティブフィルタ監視機能によってアクティブフィルタ１３が正常に動作していることが検出されている場合には、電圧Ｖｐが第１の基準電圧Ｖ１（図２参照）以下に低下したことを検出すると、電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号を制御部１９ｂに出力する。一方、アクティブフィルタ１３が正常に動作していることが検出されていない場合には、電圧Ｖｐが第２の基準電圧Ｖ２（図３参照）以下に低下したことを検出すると、電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号を制御部１９ｂに出力する。
【００３８】
第１の基準値Ｖ１は、瞬停等によって生じるオーバーシュートによる電圧Ｖｐの異常上昇から回路を保護するために設けられたものであり、後述する第１の許容下限値Ｖｃ１以上に設定されている。第２の基準値Ｖ２は、電圧Ｖｐの異常低下によりインバータ１７がモータ２１を適切に駆動できなくなるのを未然に防止するために設けられたものであり、後述する第２の許容下限値Ｖｃ２以上に設定されている。本実施形態では、第１の基準値Ｖ１は、第２の基準値Ｖ２よりも高い値に設定されているが、Ｖ１＜Ｖ２と設定されることもある。
【００３９】
ここで、第１の許容下限値Ｖｃ１は、このモータ駆動装置にアクティブフィルタ１３が備えられて正常に動作している場合において、瞬停等による整流回路９から出力される直流電流の出力電圧の瞬間的な低下により電圧Ｖｐが瞬間的に低下した際に、電圧Ｖｐがこの第１の許容下限値Ｖｃ１以下に低下すると電圧回復時のオーバーシュートにより、図２の実線で示すグラフのように、電圧Ｖｐが回路の許容上限値Ｖｄ（例えば、４００Ｖ）を一時的に超えてしまうような値である。本実施形態では、第１の基準電圧Ｖ１は、この第１の許容下限値Ｖｃ１に実質的に一致するように設定されている。なお、図２において、鎖線で示すグラフは、許容範囲内の電圧電動を示している。
【００４０】
また、第２の許容下限値Ｖｃ２は、図３の実線で示すグラフのように、電圧Ｖｐがこの第２の許容下限値Ｖｃ２以下に低下すると電力不足によりインバータ１７によるモータ２１の駆動が困難になるような値である。本実施形態では、第２の基準電圧Ｖ１は、この第２の許容下限値Ｖｃ２に実質的に一致するように設定されている。なお、図３において、鎖線で示すグラフは、許容範囲内の電圧変動を示している。
【００４１】
制御部１９ｂは、電圧監視部１９ａから電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号が出力されない通常の状態では、接続部２７の電圧を検出し、その検出結果等に基づいて、トランジスタ１３ａのオン、オフタイミングを前記制御信号により変化させることにより、直流電流を昇圧して得られるを電圧Ｖｐを所定の目標値Ｖａに一致するように調節して力率改善を図りつつ、インバータ１７を制御している。
【００４２】
また、制御部１９ｂは、電圧監視部１９ａから電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号が出力されると、電圧Ｖｐの異常低下により生じる不都合（アクティブフィルタ１３が備えられている場合にオーバーシュートにより生じる回路部品への過大な電圧印加や、インバータ１７への供給電力不足によるモータ２１の動作不良）を防止するため、遮断器１８に給電路を遮断させ、接続部２７を介したインバータ１７等への直流電流の供給をオフし、モータ２１の駆動を停止する。
【００４３】
図４は、制御ユニット１９における電圧Ｖｐの異常低下時の制御内容を示すフローチャートである。ステップＳ１では、電圧Ｖｐが判別値Ｖｂを上回っているか否か、すなわち、このモータ駆動装置にアクティブフィルタ１３が備えられてかつ正常に動作しているか否かが電圧監視部１９ｂによって判断され、肯定的な判断結果が得られた場合にはステップＳ２に進む一方、否定的な判断結果が得られた場合にはステップＳ４に進む。
【００４４】
ステップＳ２では、電圧Ｖｐが第１の基準電圧Ｖ１以下に低下しているか否かが電圧監視部１９ｂによって判断され、低下していない場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１ないしステップＳ４を繰り返しつつ、モータ２１の駆動が続行される一方、低下している場合には、ステップＳ３に進む。
【００４５】
ステップＳ４では、電圧Ｖｐが第１の基準電圧Ｖ１以下に低下しているか否かが電圧監視部１９ｂによって判断され、低下していない場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１ないしステップＳ４を繰り返しつつ、モータ２１の駆動が続行される一方、低下している場合には、ステップＳ３に進む。
【００４６】
ステップＳ３では、電圧監視部１９ａから制御部１９ｂに電圧Ｖｐの異常低下を示す出力信号が出力され、制御部１９ｂによって遮断器１８が動作されて整流回路９の上流側の給電路が遮断され、接続部２７を介したインバータ１７等への直流電流の供給がオフされてモータ２１の駆動が停止される。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、アクティブフィルタ１３が備えられて正常に動作している場合には、第１の基準電圧Ｖ１を基準として電圧Ｖｐの異常低下が検出され、異常低下検出時に遮断器１８によって給電路が遮断されることにより、瞬停等により生じる電圧Ｖｐのオーバーシュートにより回路部品に過大な電圧が印加されるのを未然に防止することができる。
【００４８】
また、アクティブフィルタ１３が備えられていないか、あるいは備えられていても正常に動作していない場合には、第２の基準電圧Ｖ２を基準として電圧Ｖｐの異常低下が検出され、異常低下検出時に遮断器１８によって給電路が遮断されることにより、インバータ１７への供給電力不足により生じるモータ２１の動作不良を未然に防止することができる。
【００４９】
さらに、第１の基準電圧Ｖ１が第２の基準電圧Ｖ２よりも高く設定されているとともに、アクティブフィルタ１３が備えられてかつ正常に動作しているか否かに応じて、電圧ｖｐの異常低下の検出基準に第１の基準電圧Ｖ１と第２の基準電圧Ｖ２とのいずれを用いるかが自動的に決定されて、その決定された検出基準に基づいて電圧Ｖｐの異常低下が検出されるようになっているため、制御ユニット１９を変更しなくとも、モータ駆動装置にアクティブフィルタ１３が備えられ、かつ正常に動作しているか否かにかかわらず、同一の制御ユニット１９により、電圧Ｖｐの異常低下により生じる不都合を未然に防止しつつ、このモータ駆動装置の制御を行うことができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、目標値Ｖａは一定値に設定されているが、いわゆるＰＡＭ制御によりモータ２１に要求する出力に応じて目標値Ｖａを変化させるようにしてもよい。この場合、目標値Ｖａの変化に伴って前述の第１の許容下限値も変化するため、この目標値Ｖａおよび第１の許容下限値の変化に応じて第１の基準電圧Ｖ１も変化させるのが好ましい。
【００５１】
あるいは、目標値Ｖａを変化させるようにした場合には、前述の第１の基準電圧Ｖ１を用いた電圧Ｖｐの異常低下の検出方法に代えて、電圧Ｖｐが目標値Ｖａからどれくらいの量だけ低下したかに基づいて、電圧Ｖｐの異常低下を検出するようにしてもよい。この場合には、電圧Ｖｐが目標値Ｖａから所定の基準量以上低下した場合に、電圧監視部１９ａが異常低下と判断することとなる。
【００５２】
ここで、前記基準量は、所定の許容限度量以下の値に設定され（ここでは、許容限度量と実質的に一致するように設定される）、その許容限度量は、整流回路９から出力される直流電流の出力電圧の瞬間的な低下により電圧Ｖｐが瞬間的に低下した際に、電圧Ｖｐが目標値Ｖａからこの許容限度量以上低下すると電圧回復時に電圧Ｖｐが回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値である。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１ないし７に記載の発明によれば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、このモータ駆動装置にアクティブフィルタを備えた場合に、電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう第１の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっているため、この電圧監視部の検出結果を有効に利用してこのような供給電圧の異常低下が生じた際にはインバータ等への電流供給を遮断するなどすることにより、瞬停により生じる直流電流に基づくインバータへの供給電圧のオーバーシュートによって回路部品に過大な電圧が印加されるのを防止することができる。
【００５４】
請求項３に記載の発明によれば、直流電流に基づくインバータへの供給電圧が、電力不足によりインバータによるモータの駆動が困難になる第２の許容下限値以下に低下する前に、供給電圧が第２の基準電圧に第１の基準電圧以下に低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっているため、この電圧監視部の検出結果を有効に利用してこのような供給電圧の異常低下が生じた際にはモータの駆動を停止するなどの適切な対応を取ることができる。
【００５５】
請求項５に記載の発明によれば、第１の基準電圧は、第２の基準電圧よりも高く設定されているため、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合には、第１の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができ、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられていない場合には、第２の基準電圧を基準として供給電圧の異常低下を検出することができ、その結果、第１または第２の基準電圧を択一的に用いることにより、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合にも、アクティブフィルタが備えられていない場合にも、供給電圧の異常低下により生じる不都合を防止することができる。
【００５６】
請求項６，７に記載の発明によれば、アクティブフィルタが動作しているか否かに対応した適切な基準に基づいて供給電圧の異常低下が検出され、供給電圧の異常低下を示す出力信号が電圧監視部から出力されるようになっているため、モータ駆動装置にアクティブフィルタが備えられている場合にも、アクティブフィルタが備えられていない場合にも、供給電圧の異常低下により生じる不都合を防止することができる。
【００５７】
請求項８に記載の発明によれば、瞬停等によって直流電流に基づくインバータへの供給電圧の低下が生じた際には、供給電圧が、目標値から電圧回復時にオーバーシュートにより供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまう許容限度量以上低下する前に、供給電圧が目標値から所定の基準量以上低下した時点で、供給電圧の異常低下が電圧監視部によって検出されるようになっているため、この電圧監視部の検出結果を有効に利用して供給電圧の異常低下が生じた際にはインバータ等への電流供給を遮断するなどすることにより、瞬停により生じる直流電流に基づくインバータへの供給電圧のオーバーシュートによって回路部品に過大な電圧が印加されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】アクティブフィルタ動作中の供給電圧Ｖｐの変動例を示す図である。
【図３】アクティブフィルタが備えされていない場合の供給電圧Ｖｐの変動例を示すグラフである。
【図４】制御ユニットにおける電圧Ｖｐの異常低下時の制御内容を示すフローチャートである。
【図５】アクティブフィルタ動作中の瞬停等によりインバータへの直流電流の供給電圧のオーバーシュートが生じる様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 交流電源
３ 高周波ノイズフィルタ
５ Ｙ形コンデンサ回路
７ キャリア成分ノイズフィルタ
９ 整流回路
１１ チョークコイル
１３ アクティブフィルタ
１５ コンデンサ
１７ インバータ
１８ 遮断器
１９ 制御ユニット
１９ａ 電圧監視部
１９ｂ 制御部
２１ モータ
２３，２５ 給電路
Ｖ１ 第１の基準電圧
Ｖ２ 第２の基準電圧
Ｖａ 目標値
Ｖｂ 判別値
Ｖｃ１ 第１の許容下限値
Ｖｃ２ 第２の許容下限値
Ｖｐ 供給電圧
Claims (8)
- 整流して得られた直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するインバータ（１７）を備えるモータ駆動装置であって、
前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、
前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、
前記第１の許容下限値は、
整流回路（９）とインバータ（１７）との間にアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、
前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とするモータ駆動装置。 - 交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（９）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）とを備えるモータ駆動装置であって、
前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、
前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、
前記第１の許容下限値は、
前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に力率改善用のアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、
前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とするモータ駆動装置。 - 前記電圧監視部（１９ａ）は、前記供給電圧が第２の基準電圧以下に低下したことを検出する機能をさらに備え、
前記第２の基準電圧は、第２の許容下限値以上に設定され、
前記第２の許容下限値は、
前記供給電圧がこの第２の許容下限値以下に低下すると電力不足により前記インバータ（１７）による前記モータ（２１）の駆動が困難になるような値であることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。 - 前記アクティブフィルタ（１３）は、前記アクティブフィルタ（１３）と前記整流回路（９）との間の正側の給電路（２３，２５）に介装されたチョークコイル（１１）と共に昇圧チョッパ回路を構成していることを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
- 前記第１の基準電圧は、前記第２の基準電圧よりも高く設定されていることを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。
- 整流して得られた直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するインバータ（１７）を備えるモータ駆動装置であって、
前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、
前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、
前記第１の許容下限値は、
整流回路（９）とインバータ（１７）との間にアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、
前記電圧監視部（１９ａ）は、前記供給電圧が第２の基準電圧以下に低下したことを検出する機能をさらに備え、
前記第２の基準電圧は、第２の許容下限値以上に設定され、
前記第２の許容下限値は、
前記供給電圧がこの第２の許容下限値以下に低下すると電力不足により前記インバータ（１７）による前記モータ（２１）の駆動が困難になるような値であり、
前記アクティブフィルタ（１３）は、前記アクティブフィルタ（１３）と前記整流回路（９）との間の正側の給電路（２３，２５）に介装されたチョークコイル（１１）と共に昇圧チョッパ回路を構成しており、
前記第１の基準電圧は、前記第２の基準電圧よりも高く設定され、
前記電圧監視部（１９ａ）は、
前記アクティブフィルタ（１３）が動作中であるか否かを判別する機能をさらに備え、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中である場合において前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力する一方、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中でない場合において前記供給電圧が前記第２の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力し、
前記出力信号が出力されたときに、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とするモータ駆動装置。 - 交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（９）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）とを備えるモータ駆動装置であって、
前記直流電流の前記インバータ（１７）への供給電圧が、第１の基準電圧以下に低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、
前記第１の基準電圧は、第１の許容下限値以上に設定され、
前記第１の許容下限値は、
前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に力率改善用のアクティブフィルタ（１３）を介装し、前記供給電圧に応じて前記アクティブフィルタ（１３）を駆動制御することにより、前記供給電圧を所定の目標値に一致させるように調節するようにした場合において、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧がこの第１の許容下限値以下に低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、
前記電圧監視部（１９ａ）は、前記供給電圧が第２の基準電圧以下に低下したことを検出する機能をさらに備え、
前記第２の基準電圧は、第２の許容下限値以上に設定され、
前記第２の許容下限値は、
前記供給電圧がこの第２の許容下限値以下に低下すると電力不足により前記インバータ（１７）による前記モータ（２１）の駆動が困難になるような値であり、
前記アクティブフィルタ（１３）は、前記アクティブフィルタ（１３）と前記整流回路（９）との間の正側の給電路（２３，２５）に介装されたチョークコイル（１１）と共に昇圧チョッパ回路を構成しており、
前記第１の基準電圧は、前記第２の基準電圧よりも高く設定され、
前記電圧監視部（１９ａ）は、
前記アクティブフィルタ（１３）が動作中であるか否かを判別する機能をさらに備え、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中である場合において前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力する一方、前記アクティブフィルタ（１３）が動作中でない場合において前記供給電圧が前記第２の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記供給電圧の異常低下を示す出力信号を出力し、
前記出力信号が出力されたときに、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とするモータ駆動装置。 - 交流電源（１）から与えられる交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流回路（１）から与えられる直流電流に基づいてモータ（２１）を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流回路（９）と前記インバータ（１７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続されるコンデンサ（１５）と、前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）に介装されるアクティブフィルタ（１３）とを備え、前記整流回路（９）から前記アクティブフィルタ（１３）を介して前記コンデンサ（１５）に供給される前記直流電流の電流供給量を前記アクティブフィルタ（１３）により調節し、前記直流電流が前記インバータ（１３）に供給される際の供給電圧を、その供給電圧が所定の目標値に一致するように調節することにより力率改善を図るモータ駆動装置であって、
前記供給電圧が、前記目標値から所定の基準量以上低下したことを検出する電圧監視部（１９ａ）を備え、
前記基準量は、許容限度量以下の値に設定され、
前記許容限度量は、前記整流回路（９）から出力される前記直流電流の瞬間的な低下により前記供給電圧が瞬間的に低下した際に、前記供給電圧が前記目標値からこの許容限度量以上低下すると、前記直流電流の回復時に前記供給電圧が回路の許容上限値を一時的に超えてしまうような値であり、
前記電圧監視部（１９ａ）が前記供給電圧が前記第１の基準電圧以下に低下したことを検出した場合には、前記インバータ（１７）への前記直流電流の供給が停止されることを特徴とするモータ駆動装置。
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