JP5659810B2 - モータ駆動装置 - Google Patents
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Description
−全体構成−
図1に示すように、本実施形態1に係るモータ駆動装置(10)は、主回路(1A)を備え、単相の交流電源(11)から与えられる電源電力を所定周波数の制御電力に変換してモータ(12)に供給するものである。そして、上記モータ(12)は、例えば、空気調和機の冷媒回路に設けられた圧縮機を駆動する永久磁石モータの三相交流モータである。
上記コンバータ部(20)は、交流電源(11)に接続され、交流電源(11)が出力した交流を直流に全波整流するものである。上記コンバータ部(20)は、4つのダイオード(D1〜D4)がブリッジ状に結線されたダイオードブリッジ回路で構成され、これらのダイオード(D1〜D4)は、交流電源(11)の交流電圧を全波整流して、直流電圧に変換する。
上記直流リンク部(30)は、コンデンサ(31)を備えている。該コンデンサ(31)は、コンバータ部(20)の出力に並列接続され、つまり、コンバータ部(20)の出力端の間に接続されている。そして、上記コンデンサ(31)は、該コンデンサ(31)の両端に生じた直流電圧(直流リンク電圧)をインバータ部(40)に出力する。また、上記コンバータ部(20)とコンデンサ(31)との間には、リアクトル(13)が設けられている。
上記インバータ部(40)は、入力ノードが直流リンク部(30)のコンデンサ(31)に並列に接続されている。そして、上記インバータ部(40)は、直流リンク部(30)の出力をスイッチングして三相交流に変換し、該三相交流をモータ(12)に供給するように構成されている。上記インバータ部(40)は、複数のスイッチング素子がブリッジ結線されて構成されている。このインバータ部(40)は、三相交流をモータ(12)に出力するので、6個のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)を備えている。詳しくは、インバータ部(40)は、2つのスイッチング素子を互いに直列接続してなる3つのスイッチングレグを備え、各スイッチングレグにおいて上アームのスイッチング素子(Su,Sv,Sw)と下アームのスイッチング素子(Sx,Sy,Sz)との中点が、それぞれモータ(12)の各相のコイル(図示は省略)に接続されている。また、上記各スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)には、還流ダイオード(Du,Dv,Dw,Dx,Dy,Dz)が逆並列に接続されている。そして、上記インバータ部(40)は、これらのスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のオンオフ動作によって、直流リンク部(30)から入力された直流リンク電圧をスイッチングして三相交流電圧に変換し、モータ(12)へ供給する。
上記制御部(50)は、モータ電流を検出する電流センサである電流検出部(60)からモータ電流の電流値が入力されると共に、直流リンク部(30)のコンデンサ(31)の両端電圧を検出する電圧センサである電圧検出部(61)から直流リンク電圧の電圧値が入力されている。そして、上記制御部(50)は、モータ(12)に流れる電流(モータ電流)が、電源電圧の脈動に同期して脈動するように、インバータ部(40)におけるスイッチング(オンオフ動作)を制御している。
そこで、上記パルス電圧の出力タイミングと交流電源(11)の位相周期とを同期させる基本的理由について説明する。
また、電源電圧Vacの半周期に後半(電圧の低下時)にパルス電圧Pを出力するので、上記リアクタに流れる電流が小さくなり、コンデンサ(31)の充電時におけるLC共振による直流リンク部(30)の電圧上昇が低減される。
次に、本実施形態のモータ駆動装置(10)に動作について説明する。
本実施形態によれば、上記交流電源(11)の電圧位相に同期してパルス電圧を出力するようにしたので、モータ電流の変化を安定化させることができる。つまり、常に一定の電源電圧の状態において、パルス電圧を出力するので、直流リンク部(30)の直流リンク電圧の変化が安定する。この結果、モータ電流は、一定の直流リンク電圧の変化に対する変化となり、モータ電流の変化が安定する。この結果、永久磁石モータ(12)の極性判別を正確に行うことができる。
次に、実施形態1の変形例について、図6に基づいて説明する。この変形例は、パルス電圧Pを実施形態の振幅よりも小さくし、出力時間を長くしたものである。
次に、本発明の実施形態2を図面に基づいて詳細に説明する。
要するに、図4に示すインダクタンスLは、モータ電流の変化に対するパルス電圧の変化量に相当する。増磁方向のパルス電圧Pの場合、インダクタンスL1は、小さくなり、減磁方向のパルス電圧Pの場合、インダクタンスL2は、大きくなる。
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。
11 交流電源
12 モータ(永久磁石モータ)
13 リアクトル
20 コンバータ部
30 直流リンク部
31 コンデンサ
40 インバータ部
50 制御部
51 電圧指令部
52 判別部
Claims (7)
- 交流電源(11)と、
複数のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)および該スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチングにより生じるリプル電圧を平滑するコンデンサ(31)を有し、上記交流電源(11)から入力される電力を上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作によって所定の周波数の交流電力に変換する主回路(1A)と、
該主回路(1A)が出力する交流によって駆動する永久磁石モータ(12)とを備えたモータ駆動装置であって、
上記永久磁石モータ(12)の極性を判別するためのパルス電圧を上記交流電源(11)の電源電圧の所定位相で複数回上記永久磁石モータ(12)に出力するように電圧指令を上記主回路(1A)に出力する電圧指令部(51)と、
上記永久磁石モータ(12)のモータ電流を検知し、上記パルス電圧によるモータ電流の変動に基づいて上記永久磁石モータ(12)の極性を判別する判別部(52)とを備えている
ことを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項1において、
上記主回路(1A)は、上記交流電源(11)の交流電力を整流するコンバータ部(20)と、上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作によって上記コンバータ部(20)の出力電圧を所定の周波数の交流電力に変換するインバータ部(40)と、上記コンデンサ(31)が前記コンバータ部(20)とインバータ部(40)との間に接続される直流リンク部(30)とを備えている
ことを特徴とするモータ駆動装置 - 請求項1において、
上記主回路(1A)は、マトリクスコンバータである
ことを特徴とするモータ駆動装置 - 請求項1〜3何れか1項において、
上記電圧指令部(51)は、パルス電圧を上記交流電源(11)の電源電圧の1/2n周期(nは電源の相数)の整数倍の間隔で出力するように構成されている
ことを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項1〜4の何れか1項において、
上記電圧指令部(51)は、パルス電圧を上記交流電源(11)の電源電圧の1/2n周期(nは電源の相数)の後半に対応するタイミングで出力するように構成されている
ことを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項1〜5の何れか1項において、
上記判別部(52)は、モータ電流の変化の大きさで極性を判別するように構成されている
ことを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項1〜5の何れか1項において、
上記判別部(52)は、モータ電流の変化に対するパルス電圧の変化量で極性を判別するように構成されている
ことを特徴とするモータ駆動装置。
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2011
- 2011-01-18 JP JP2011007842A patent/JP5659810B2/ja active Active
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