JPH1141980A - Driver for motor and air conditioner - Google Patents
Driver for motor and air conditionerInfo
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- JPH1141980A JPH1141980A JP9186849A JP18684997A JPH1141980A JP H1141980 A JPH1141980 A JP H1141980A JP 9186849 A JP9186849 A JP 9186849A JP 18684997 A JP18684997 A JP 18684997A JP H1141980 A JPH1141980 A JP H1141980A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータを用い
た電動機駆動装置に係り、特に、交流電源からの電力を
昇圧チョッパ回路によって交流電源電圧よりも高い電圧
値の直流電圧に変換し、この直流電圧をインバータによ
り交流電力に変換して電動機に供給することにより、電
動機の広範囲にわたる回転速度制御を行なうようにした
電動機駆動装置及びこれを用いた空気調和機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor driving apparatus using an inverter, and more particularly, to converting power from an AC power supply into a DC voltage having a voltage value higher than the AC power supply voltage by a step-up chopper circuit. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a motor drive device that controls the rotation speed of a motor over a wide range by converting a voltage into AC power by an inverter and supplying the AC power to the motor, and an air conditioner using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】昇圧チョッパ回路とインバータとを用い
た電動機駆動装置の一従来例が、例えば、特願平６−１
０５５６３号公報に記載されている。これは、交流電源
からの電力を昇圧チョッパ回路によって交流電源電圧よ
りも高い電圧値の直流電圧に変換し、この直流電圧をイ
ンバータによって交流電力に変換して電動機に供給する
ことにより、電動機の広範囲にわたる回転速度制御を行
なうことができるようにしたものである。2. Description of the Related Art A conventional example of a motor driving device using a step-up chopper circuit and an inverter is disclosed, for example, in Japanese Patent Application No. Hei 6-1.
No. 05563. This is because the power from the AC power supply is converted into a DC voltage having a higher voltage value than the AC power supply voltage by a boost chopper circuit, and this DC voltage is converted into AC power by an inverter and supplied to the motor, so that a wide range of motors can be used. This makes it possible to perform the rotation speed control over the range.
【０００３】この従来技術では、インバータの出力電圧
の制御を、インバータの入力直流電圧を制御して行なう
領域と、入力直流電圧は一定のままでインバータの通流
率を制御して行なう領域とに分けて行なっている。In this prior art, the output voltage of the inverter is controlled by controlling the input DC voltage of the inverter and the control of the duty ratio of the inverter while the input DC voltage is kept constant. It is done separately.
【０００４】この場合の制御回路は、交流電源からの交
流電圧を整流回路によって整流し、その整流電圧を昇圧
チョッパ回路のスイッチング素子でチョッピングするこ
とにより、インバータの入力直流電圧を制御する構成と
なっている。即ち、昇圧チョッパ回路は、インダクタン
ス素子とスイッチング素子とダイオードとで構成されて
おり、スイッチング素子をオンすることにより、インダ
クタンス素子に直流電流を流してこのインダクタンス素
子にエネルギーを蓄え、次に、スイッチング素子をオフ
することにより、インダクタンス素子に蓄えられたエネ
ルギーを放出させ、ダイオードを介してインバータ入力
側の平滑コンデンサに充電電流を流し、この平滑コンデ
ンサにインバータの昇圧された入力直流電圧を生成させ
る。The control circuit in this case is configured to control the input DC voltage of the inverter by rectifying an AC voltage from an AC power supply by a rectifier circuit and chopping the rectified voltage by a switching element of a boost chopper circuit. ing. That is, the boost chopper circuit includes an inductance element, a switching element, and a diode. When the switching element is turned on, a DC current flows through the inductance element to store energy in the inductance element. Is turned off, the energy stored in the inductance element is released, a charging current flows through the smoothing capacitor on the input side of the inverter via the diode, and this smoothing capacitor generates the boosted input DC voltage of the inverter.
【０００５】インバータの出力電圧の制御をインバータ
の入力直流電圧を制御して行なう領域では、インバータ
での通流率を最大値に固定し、昇圧チョッパ回路でのス
イッチング素子の通流率を変化させてインバータの入力
直流電圧を可変することにより、電動機の回転速度制御
が行なわれる。また、インバータの出力電圧の制御をイ
ンバータの通流率を制御して行なう領域では、このイン
バータの入力直流電圧はある一定値に固定して（即ち、
昇圧チョッパ回路でのスイッチング素子の通流率を一定
として）、インバータの通流率を制御することにより、
電動機の回転速度制御が行なわれる。In a region where the output voltage of the inverter is controlled by controlling the input DC voltage of the inverter, the duty ratio of the inverter is fixed to a maximum value, and the duty ratio of the switching element in the boost chopper circuit is changed. Thus, the rotation speed of the electric motor is controlled by varying the input DC voltage of the inverter. In a region where the output voltage of the inverter is controlled by controlling the duty ratio of the inverter, the input DC voltage of the inverter is fixed to a certain value (ie,
By keeping the duty ratio of the switching element in the boost chopper circuit constant) and controlling the duty ratio of the inverter,
The rotation speed of the electric motor is controlled.
【０００６】なお、この昇圧チョッパ回路では、スイッ
チング素子の通流率を制御して交流電源電流を正弦波状
に制御することができるため、力率を改善し、かつ交流
電源の高調波電流を抑制することができる。In this step-up chopper circuit, since the AC power supply current can be controlled in a sine wave shape by controlling the duty ratio of the switching element, the power factor is improved and the harmonic current of the AC power supply is suppressed. can do.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、電
動機の回転速度制御を行なう際に、電動機の回転数を検
出し、検出した回転数が所望の回転数となるように、昇
圧チョッパ回路の出力直流電圧（即ち、インバータの入
力直流電圧）を増減させている。In the prior art, when controlling the rotation speed of the motor, the rotation speed of the motor is detected and the boost chopper circuit is controlled so that the detected rotation speed becomes a desired rotation speed. The output DC voltage (that is, the input DC voltage of the inverter) is increased or decreased.
【０００８】しかし、上記従来技術では、電動機の運転
状態によっては、昇圧チョッパ回路の出力直流電圧がイ
ンバータ及び昇圧チョッパ回路の最大定格を越える場合
がある。即ち、電動機の回転数が高くなるにつれて昇圧
チョッパ回路の出力直流電圧値は上昇するため、電動機
の回転数に所定の制限値を設定してこの制限値を越えな
いように回転制御すれば、昇圧チョッパ回路の出力直流
電圧値をある範囲以内に抑えることができるが、一方、
電動機の負荷が変動した場合でも、その増減に応じて昇
圧チョッパ回路の出力直流電圧が変動する。このため、
単に電動機の回転数に所定の制限値を設定してこれを越
えないように回転数を制御するようにするだけでは、電
動機の回転数がこの制限値を越えていないにもかかわら
ず、負荷の変動によって昇圧チョッパ回路の出力直流電
圧がインバータ及び昇圧チョッパ回路の最大定格、或い
は所定の制限値を越えるおそれがあった。However, in the above-described conventional technology, the output DC voltage of the boost chopper circuit may exceed the maximum rating of the inverter and the boost chopper circuit depending on the operating state of the motor. That is, the output DC voltage value of the step-up chopper circuit increases as the rotation speed of the motor increases. Therefore, by setting a predetermined limit value for the rotation speed of the motor and controlling the rotation so as not to exceed the limit value, the boost The output DC voltage value of the chopper circuit can be suppressed within a certain range.
Even when the load of the motor fluctuates, the output DC voltage of the boost chopper circuit fluctuates in accordance with the fluctuation. For this reason,
Simply setting a predetermined limit value for the motor rotation speed and controlling the rotation speed so as not to exceed the limit value will not prevent the load of the motor from increasing even though the motor rotation speed does not exceed this limit value. The fluctuation may cause the output DC voltage of the boost chopper circuit to exceed the maximum rating of the inverter and the boost chopper circuit or a predetermined limit value.
【０００９】また、上記従来技術では、昇圧チョッパ回
路の故障によってその出力直流電圧がある電圧値までし
か上昇しない場合でも、電動機を駆動できる場合があ
る。即ち、インバータの入力直流電圧を制御する領域で
は、電動機の回転速度を検出して、それが所望の回転速
度となるように、昇圧チョッパ回路でのスイッチング素
子の通流率を変化させることにより、昇圧チョッパ回路
の出力直流電圧を増減させているが、この場合、低速域
では、故障した昇圧チョッパ回路の出力直流電圧をこの
可能なある電圧値まで増加させなくても、この昇圧チョ
ッパ回路の出力直流電圧の増減によって電動機の回転速
度制御が可能であるため、単に電動機の回転数を検出す
るのみでは、昇圧チョッパ回路の故障を検知できない。Further, in the above-mentioned prior art, there is a case where the motor can be driven even when the output DC voltage rises only to a certain voltage value due to the failure of the boost chopper circuit. That is, in a region where the input DC voltage of the inverter is controlled, the rotational speed of the electric motor is detected, and the duty ratio of the switching element in the boost chopper circuit is changed so that the rotational speed becomes a desired rotational speed. The output DC voltage of the boost chopper circuit is increased or decreased. In this case, in the low-speed range, the output of this boost chopper circuit can be increased without increasing the output DC voltage of the failed boost chopper circuit to a certain possible voltage value. Since the rotation speed of the motor can be controlled by increasing or decreasing the DC voltage, a failure in the boost chopper circuit cannot be detected only by detecting the rotation speed of the motor.
【００１０】本発明の目的は、かかる問題を解決し、イ
ンバータや昇圧チョッパ回路の最大電圧定格、或いは所
定の値を越えない範囲で電動機の回転速度制御ができる
ようにした電動機駆動装置及びこれを用いた空気調和機
を提供することにある。An object of the present invention is to solve such a problem and to provide a motor drive device capable of controlling the rotation speed of a motor within a range not exceeding a maximum voltage rating of an inverter or a boost chopper circuit or a predetermined value. It is to provide an air conditioner used.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、インバータの入力直流電圧を変化させて
電動機を可変速制御する際に、該電動機の速度指令値に
応じて設定される該インバータの入力直流電圧が予め設
定した所定の最大値を越えないように、該電動機を可変
速制御する。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling a motor at a variable speed by changing an input DC voltage of an inverter, the speed being set according to a speed command value of the motor. The variable speed control of the motor is performed so that the input DC voltage of the inverter does not exceed a predetermined maximum value set in advance.
【００１２】また、本発明は、インバータの入力直流電
圧を変化させて電動機を可変速制御する際に、該電動機
の速度指令値に応じて設定される該インバータの入力直
流電圧が予め設定した所定の最大電圧値を越えたときに
は、昇圧チョッパ回路及び該電動機を停止させる。Further, according to the present invention, when the motor is controlled at a variable speed by changing the input DC voltage of the inverter, the input DC voltage of the inverter, which is set according to the speed command value of the motor, is set to a predetermined value. Is exceeded, the boost chopper circuit and the electric motor are stopped.
【００１３】さらに、本発明は、インバータの入力直流
電圧を変化させて電動機を可変速制御する際に、該電動
機の速度指令値を増加させて一定時間経過しても、該イ
ンバータの入力直流電圧が予め設定した所定の最小値を
越えないときには、該電動機及び昇圧チョッパ回路の駆
動を停止させ、また、かかる状態を外部に伝達するか、
表示する。Further, according to the present invention, when the speed of the motor is changed by changing the input DC voltage of the inverter and the speed command value of the motor is increased, the input DC voltage of the inverter can be increased even if a certain time has elapsed. When does not exceed a predetermined minimum value set in advance, the drive of the motor and the boost chopper circuit is stopped, and such a state is transmitted to the outside,
indicate.
【００１４】さらに、本発明は、インバータの入力直流
電圧を可変して、或いは一定にして電動機を可変速制御
する際に、該入力直流電圧の所定の単位時間当りの変化
量が該電動機の速度指令値の変動による該入力直流電圧
の変動に基づいて予め推定した所定の最大変化量を越え
たときには、該電動機及び昇圧チョッパ回路の駆動を停
止させる。Further, according to the present invention, when the input DC voltage of the inverter is varied or kept constant to control the motor at a variable speed, the amount of change in the input DC voltage per unit time is determined by the speed of the motor. When a predetermined maximum change amount estimated in advance based on the change in the input DC voltage due to the change in the command value is exceeded, the drive of the motor and the boost chopper circuit is stopped.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１６】図１は本発明による電動機駆動装置の一実
施形態を示すブロック図であって、１は交流電源、２は
全波整流回路、２ａ〜２ｄは整流ダイオード、３は昇圧
チョッパ回路、４はインダクタンス素子、５はスイッチ
ング素子、６は昇圧チョッパ回路駆動手段、７はフリー
ホイールダイオード、８は平滑コンデンサ、９ａ，９ｂ
は直流電圧検出用抵抗、１０はインバータ、１０ａ〜１
０ｆはスイッチング素子、１１は直流ブラシレスモータ
などの電動機という、１２はロータ磁極位置検出手段、
１３はインバータ駆動手段、１４は電動機制御装置であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a motor driving apparatus according to the present invention, wherein 1 is an AC power supply, 2 is a full-wave rectifier circuit, 2a to 2d are rectifier diodes, 3 is a step-up chopper circuit, Is an inductance element, 5 is a switching element, 6 is a boost chopper circuit driving means, 7 is a freewheel diode, 8 is a smoothing capacitor, 9a and 9b.
Is a DC voltage detecting resistor, 10 is an inverter, and 10a-1
0f is a switching element, 11 is an electric motor such as a DC brushless motor, 12 is a rotor magnetic pole position detecting means,
13 is an inverter driving means, and 14 is a motor control device.
【００１７】同図において、交流電源１からの交流電源
電圧は整流ダイオード２ａ〜２ｄからなる全波整流回路
２によって全波整流され、全波整流波形の整流電圧が得
られて昇圧チョッパ回路３に供給される。昇圧回路３は
インダクタンス素子４とスイッチング素子５とフリーホ
イールダイオード７とから構成されており、昇圧チョッ
パ回路駆動手段６によりスイッチング素子５がオン，オ
フ駆動される。スイッチング素子５がオンすると、全波
整流回路２からインダクタンス素子４，スイッチング素
子５を介して電流が流れることにより、インダクタンス
素子４にエネルギーが蓄えられ、次にスイッチング素子
５がオフすると、インダクタンス素子４に蓄えられたエ
ネルギーが放出されることにより、フリーホイールダイ
オード７を介してインバータ１０の入力側の平滑コンデ
ンサ８に充電電流が流れ、平滑コンデンサ８が充電され
る。このようにして、スイッチング素子５がオン，オフ
を繰り返すことにより、交流電源電圧よりも昇圧された
インバータ１０の入力直流電圧Ｖｄが得られる。In FIG. 1, an AC power supply voltage from an AC power supply 1 is full-wave rectified by a full-wave rectifier circuit 2 including rectifier diodes 2a to 2d, and a rectified voltage having a full-wave rectified waveform is obtained. Supplied. The booster circuit 3 includes an inductance element 4, a switching element 5, and a freewheel diode 7. The switching element 5 is turned on and off by a booster chopper circuit driving means 6. When the switching element 5 is turned on, the current flows from the full-wave rectifier circuit 2 through the inductance element 4 and the switching element 5 to store energy in the inductance element 4. When the switching element 5 is turned off, the inductance element 4 is turned off. Is discharged, a charging current flows through the freewheel diode 7 to the smoothing capacitor 8 on the input side of the inverter 10, and the smoothing capacitor 8 is charged. As described above, the switching element 5 is repeatedly turned on and off, so that the input DC voltage Vd of the inverter 10 which is higher than the AC power supply voltage is obtained.
【００１８】かかる動作において、スイッチング素子５
がオンしているときには、平滑コンデンサ８に充電電流
が流れず、この平滑コンデンサ８からインバータ１０に
電力が供給されるので、この平滑コンデンサ８の充電電
圧、従って、インバータ１０の入力直流電圧Ｖｄは低下
していくが、次にスイッチング素子５がオフすると、イ
ンダクタンス素子４からのエネルギーの放出により、平
滑コンデンサ８が充電され、インバータ１０の入力直流
電圧Ｖｄの低下が補われる。In this operation, the switching element 5
Is ON, the charging current does not flow through the smoothing capacitor 8, and power is supplied from the smoothing capacitor 8 to the inverter 10, so that the charging voltage of the smoothing capacitor 8, and therefore the input DC voltage Vd of the inverter 10, When the switching element 5 is turned off, the energy is released from the inductance element 4 to charge the smoothing capacitor 8, thereby compensating for a decrease in the input DC voltage Vd of the inverter 10.
【００１９】スイッチング素子１０ａ〜１０ｆはブリッ
ジに組み合わされてインバータ１０を構成しており、イ
ンバータ駆動手段１３からのＰＷＭ（パルス幅変調）信
号によってオン，オフ駆動されて直流電圧Ｖｄを交流化
する。これによって得られた交流電圧（即ち、インバー
タ１０の出力交流電圧）により、電動機１１が回転駆動
される。The switching elements 10a to 10f constitute an inverter 10 in combination with a bridge, and are turned on and off by a PWM (pulse width modulation) signal from the inverter driving means 13 to convert the DC voltage Vd into an alternating current. The motor 11 is rotationally driven by the AC voltage (that is, the output AC voltage of the inverter 10) obtained by this.
【００２０】電動機制御装置１４は、電動機１１のロー
タ磁極の位置を検出するロータ磁極位置検出手段１２か
ら出力される磁極位置検出信号Ｓ１を参照して電動機１
１の回転数を算出し、これが指定される所望の回転数
（即ち、電動機１１の速度指令値）となるように、イン
バータ駆動手段１３に回転数指令信号Ｓ２を供給する。
インバータ駆動手段１３は、この回転数指令信号Ｓ２に
対応したデューティのＰＷＭ信号を生成し、これによっ
てスイッチング素子１０ａ〜１０ｆをオン，オフ駆動す
る。そして、ＰＷＭ信号のオン期間、即ち、インバータ
１０の通流率を回転数指令信号Ｓ２に応じて変化させる
ことにより、電動機１１に印加するインバータの出力交
流電圧を制御し、その回転数が電動機１１の速度指令値
となるように回転速度制御が行なわれる。The motor control device 14 refers to the magnetic pole position detection signal S1 output from the rotor magnetic pole position detecting means 12 for detecting the position of the rotor magnetic pole of the electric motor 11, and
1 is calculated, and the rotation speed command signal S2 is supplied to the inverter driving means 13 so that the rotation speed becomes the desired rotation speed (ie, the speed command value of the electric motor 11).
The inverter driving means 13 generates a PWM signal having a duty corresponding to the rotation speed command signal S2, and thereby drives the switching elements 10a to 10f on and off. Then, by changing the ON period of the PWM signal, that is, the duty ratio of the inverter 10 in accordance with the rotation speed command signal S2, the output AC voltage of the inverter applied to the electric motor 11 is controlled. The rotation speed control is performed so as to obtain the speed command value.
【００２１】また、直流電圧検出用抵抗９ａ，９ｂはイ
ンバータ１０の入力直流電圧Ｖｄを分圧した直流電圧検
出信号Ｓ４を出力する。電動機制御装置１４は、この直
流電圧検出用抵抗９ａ，９ｂからの直流電圧検出信号Ｓ
４からインバータ１０の入力直流電圧Ｖｄを検出し、こ
のインバータ１０の入力直流電圧Ｖｄを所望の電圧値と
するための直流電圧指令値Ｓ３を生成する。昇圧チョッ
パ回路駆動手段６は直流電圧指令値Ｓ３に応じたデュー
ティのＰＷＭ信号を出力し、これによって昇圧チョッパ
回路３のスイッチング素子５をオン，オフ駆動する。こ
のＰＷＭ信号のオン期間、即ち、昇圧チツョッパ回路３
の通流率をインバータ１０の入力直流電圧Ｖｄに応じて
制御することにより、このインバータ１０の入力直流電
圧Ｖｄを所定の電圧値にする。The DC voltage detection resistors 9a and 9b output a DC voltage detection signal S4 obtained by dividing the input DC voltage Vd of the inverter 10. The motor control device 14 controls the DC voltage detection signal S from the DC voltage detection resistors 9a and 9b.
4 detects the input DC voltage Vd of the inverter 10 and generates a DC voltage command value S3 for setting the input DC voltage Vd of the inverter 10 to a desired voltage value. The step-up chopper circuit driving means 6 outputs a PWM signal having a duty according to the DC voltage command value S3, thereby driving the switching element 5 of the step-up chopper circuit 3 on and off. The on-period of this PWM signal, that is, the step-up chopper circuit 3
Is controlled in accordance with the input DC voltage Vd of the inverter 10 to make the input DC voltage Vd of the inverter 10 a predetermined voltage value.
【００２２】このように、インバータの出力交流電圧を
インバータ１０の通流率を制御して電動機１１の速度制
御を行なう領域（以下、インバータ制御領域という）で
は、インバータ１０の入力直流電圧Ｖｄが最低の一定電
圧値となるように、昇圧チョッパ回路３の通流率が設定
され、インバータ１０の通流率を変化させる。As described above, in an area where the output AC voltage of the inverter is controlled by controlling the duty ratio of the inverter 10 to control the speed of the motor 11 (hereinafter, referred to as an inverter control area), the input DC voltage Vd of the inverter 10 is the lowest. The duty ratio of the step-up chopper circuit 3 is set so that the constant voltage value of the inverter 10 becomes constant.
【００２３】これに対し、インバータの出力交流電圧を
インバータ１０の入力直流電圧Ｖｄを制御して電動機１
１の速度制御を行なう領域（以下、昇圧チョッパ回路制
御領域という）では、インバータの通流率を最大（１０
０％）に固定し、磁極位置検出信号Ｓ１から検出される
電動機１１の回転数が電動機１１の速度指令値となるよ
うに、直流電圧指令値Ｓ３により昇圧チョッパ回路３の
通流率を制御してインバータ１０の入力直流電圧Ｖｄを
増減させることにより、電動機１１の速度制御を行な
う。On the other hand, the output AC voltage of the inverter is controlled by the input DC voltage Vd of the inverter 10 to control the motor 1
1 (hereinafter referred to as a boost chopper circuit control region), the duty ratio of the inverter is set to the maximum (10
0%), and the duty ratio of the boost chopper circuit 3 is controlled by the DC voltage command value S3 so that the rotation speed of the motor 11 detected from the magnetic pole position detection signal S1 becomes the speed command value of the motor 11. The input DC voltage Vd of the inverter 10 is increased or decreased to control the speed of the electric motor 11.
【００２４】図２は電動機制御装置１４による制御状態
を示す図であって、同図（ａ）は電動機１１の回転数Ｎ
に対するインバータ１０の通流率とインバータの入力直
流電圧Ｖｄとの関係を示し、同図（ｂ）は電動機１１の
回転数Ｎに対する電動機１１の印加電圧Ｖｍ、即ち、イ
ンバータ１０の出力交流電圧Ｖｍとの関係を示す。FIG. 2 is a diagram showing a control state of the motor control device 14, and FIG.
FIG. 3B shows the relationship between the duty ratio of the inverter 10 and the input DC voltage Vd of the inverter with respect to the rotation speed N of the motor 11, ie, the applied voltage Vm of the motor 11, that is, the output AC voltage Vm of the inverter 10. Shows the relationship.
【００２５】図２（ａ）において、いま、電動機１１の
回転数ＮがＮ１未満でインバータ制御領域であり、回転
数Ｎ１以上で昇圧チョッパ回路制御領域であるとする
と、インバータ制御領域では、インバータ１０の入力直
流電圧Ｖｄは一定の最低電圧Ｖ４に保持され、インバー
タ１０の通流率は電動機１１の回転数Ｎの増加とともに
増加する。そして、電動機１１の回転数ＮがＮ１のとき
には、インバータ１０の通流率は１００％となる。ま
た、昇圧チョッバ回路制御領域では、インバータ１０の
通流率が１００％に保持され、電動機１１の回転数Ｎが
Ｎ１から増加するとともに、インバータ１０の入力直流
電圧Ｖｄがその最低電圧Ｖ４から増加していく。In FIG. 2A, assuming that the rotation speed N of the electric motor 11 is less than N1 and is in the inverter control region, and that the rotation speed of the motor 11 is not less than N1 and is in the boost chopper circuit control region. Is maintained at a constant minimum voltage V4, and the duty ratio of the inverter 10 increases as the rotational speed N of the motor 11 increases. When the rotation speed N of the electric motor 11 is N1, the duty ratio of the inverter 10 is 100%. In the boost chopping circuit control region, the duty ratio of the inverter 10 is maintained at 100%, the rotation speed N of the motor 11 increases from N1, and the input DC voltage Vd of the inverter 10 increases from its minimum voltage V4. To go.
【００２６】図２（ｂ）において、電動機１１の印加電
圧（即ち、インバータ１０の出力交流電圧）Ｖｍは、電
動機１１の回転数Ｎの増加とともに増加する。また、負
荷が大きいほど、電動機の印加電圧Ｖｍは増加する。こ
れを図２（ａ）と関連付けると、電動機１１の回転数Ｎ
がＮ１未満のインバータ制御領域では、インバータ１０
の通流率を増減させて電動機１１の印加電圧Ｖｍを可変
することにより、電動機１１の回転速度の制御を行な
い、電動機１１の回転数ＮがＮ１以上の昇圧チョッパ回
路制御領域では、インバータ１０の通流率が１００％に
なるため、昇圧チョッパ回路３の通流率を増減してイン
バータ１０の入力直流電圧Ｖｄを増減させることによ
り、電動機１１の印加電圧Ｖｍを可変として、電動機１
１の回転速度の制御を行なう。In FIG. 2B, the applied voltage Vm of the motor 11 (ie, the output AC voltage of the inverter 10) Vm increases as the rotation speed N of the motor 11 increases. Also, the applied voltage Vm of the motor increases as the load increases. When this is associated with FIG. 2A, the rotation speed N of the electric motor 11 is
Is less than N1, the inverter 10
The rotation speed of the electric motor 11 is controlled by increasing or decreasing the duty ratio of the motor 11 to vary the applied voltage Vm of the electric motor 11, and in the boost chopper circuit control region where the rotation speed N of the electric motor 11 is N1 or more, Since the duty ratio becomes 100%, the duty ratio of the booster chopper circuit 3 is increased or decreased to increase or decrease the input DC voltage Vd of the inverter 10, thereby making the applied voltage Vm of the motor 11 variable and changing the motor 1.
1 is performed.
【００２７】ここで、電動機１１やインバータ１０，昇
圧チョッパ回路３などの保護のために設定される電動機
１１の印加電圧Ｖｍの最大許容電圧値（或いは最大定格
値）をＶmaxとし、このときの或る負荷での電動機１１
の回転数Ｎを最大許容回転数Ｎmax1とする。Here, the maximum allowable voltage value (or the maximum rated value) of the applied voltage Vm of the motor 11 set for protection of the motor 11, the inverter 10, the boost chopper circuit 3 and the like is defined as Vmax. Motor 11 with variable load
Is the maximum allowable rotation speed Nmax1.
【００２８】ところで、電動機１１としての直流ブラシ
レスモータは、その負荷が増加すると、かかる負荷変動
以前と同じ回転数を維持するためには、この電動機１１
の印加電圧Ｖｍを増加させなければならない。例えば、
図２（ｂ）に示すように、いま、負荷特性ｃの状態で電
動機１１の回転数Ｎが最大許容回転数Ｎmax1であり、こ
のときの電動機１１の印加電圧ＶｍをＶ１とすると、負
荷特性ｂ，ａのように順に負荷が増加したときには、こ
の同じ回転数Ｎmax1を維持するためには、電動機１１の
印加電圧Ｖｍが電圧値Ｖ１から電圧値Ｖ２，Ｖ３と順に
増加し、負荷特性ａで示すように、負荷によっては、そ
のときの電動機１１の印加電圧Ｖｍが最大許容電圧値Ｖ
maxを越えてしまう場合もある。従って、単に電動機１
１の回転数Ｎの最大許容回転数Ｎmax1を規定したのみで
は、電動機１１の印加電圧Ｖｍを最大許容電圧値Ｖmax
以下に抑えることができず、電動機１１などの保護に支
障を来すことになる。When the load of the DC brushless motor as the electric motor 11 increases, it is necessary to maintain the same rotational speed as before the load change.
Must be increased. For example,
As shown in FIG. 2B, when the rotation speed N of the electric motor 11 is the maximum allowable rotation speed Nmax1 in the state of the load characteristic c, and the applied voltage Vm of the electric motor 11 at this time is V1, the load characteristic b , A, the load voltage Vm of the electric motor 11 increases from the voltage value V1 to the voltage values V2, V3 in order to maintain the same rotational speed Nmax1, and is indicated by the load characteristic a. As described above, depending on the load, the applied voltage Vm of the electric motor 11 at that time becomes the maximum allowable voltage value V
It may exceed max. Therefore, simply the motor 1
If only the maximum allowable rotation speed Nmax1 of the rotation speed N of 1 is specified, the applied voltage Vm of the electric motor 11 is changed to the maximum allowable voltage value Vmax.
Therefore, the protection of the electric motor 11 and the like is hindered.
【００２９】そこで、この実施形態では、図１におい
て、電動機制御装置１４が、直流電圧検出抵抗９ａ，９
ｂからの直流電圧検出信号Ｓ４を参照して検出されるイ
ンバータ１０の入力直流電圧Ｖｄを参照して、電動機１
１の印加電圧Ｖｍが最大許容電圧値Ｖmaxを越えないよ
うに、直流電圧指令値Ｓ３で昇圧チョッパ回路駆動手段
６を制御して、昇圧チョッパ回路３の通流率を制御す
る。そこで、例えば、負荷特性ａの負荷状態になると、
電動機１１の最大許容回転数をＮmax1からこれよりも低
いＮmax2に変更させるようにする。従って、電動機１１
の印加電圧Ｖｍは最大許容電圧値Ｖmax を越えることは
ない。Therefore, in this embodiment, in FIG. 1, the motor control device 14 includes the DC voltage detection resistors 9a, 9
b with reference to the input DC voltage Vd of the inverter 10 detected with reference to the DC voltage detection signal S4 from the motor 1
The DC voltage command value S3 controls the boost chopper circuit driving means 6 to control the conduction ratio of the boost chopper circuit 3 so that the applied voltage Vm does not exceed the maximum allowable voltage value Vmax. Therefore, for example, when the load state of the load characteristic a is reached,
The maximum allowable rotation speed of the motor 11 is changed from Nmax1 to Nmax2, which is lower than Nmax1. Therefore, the electric motor 11
Does not exceed the maximum allowable voltage value Vmax.
【００３０】この点についてさらに具体的に説明する
と、昇圧チョッパ回路制御領域では、インバータ１０の
通流率が１００％と一定となっているので、インバータ
１０の入力直流電圧Ｖｄと出力交流電圧（＝電動機１１
の印加電圧）Ｖｍとは一対一の関係にある。つまり、こ
の出力交流電圧Ｖｍの最大許容電圧値Ｖmaxに対するイ
ンバータ１０の入力直流電圧Ｖｄは一定であり、これを
Ｖｄmaxとすると、インバータの出力交流電圧Ｖｍが最
大許容電圧値Ｖmaxであるときには、このときのインバ
ータ１０の入力直流電圧ＶｄはＶｄmaxということにな
る。To explain this point more specifically, in the boost chopper circuit control region, the conduction ratio of the inverter 10 is constant at 100%, so that the input DC voltage Vd and the output AC voltage (= Electric motor 11
Has a one-to-one relationship with the applied voltage Vm. That is, the input DC voltage Vd of the inverter 10 with respect to the maximum allowable voltage value Vmax of the output AC voltage Vm is constant, and when this is Vdmax, when the output AC voltage Vm of the inverter is the maximum allowable voltage value Vmax, Of the inverter 10 is Vdmax.
【００３１】また、昇圧チョッパ回路制御領域では、電
動機制御装置１４に、最大許容回転数Ｎmax1のように、
電動機１１の電動機１１の所要とする回転数Ｎが指定さ
れており、ロータ磁極位置検出手段１２からの磁極位置
検出信号Ｓ１から算出される電動機１１の回転数がこの
指定される回転数Ｎmax1と異なるときには、電動機制御
装置１４が昇圧チョッパ回路３の通流率を制御して、電
動機１１の回転数Ｎが指定回転数Ｎmax1に等しくなるよ
うなインバータ１０の出力交流電圧Ｖｍが得られるよう
に、インバータ１０の入力直流電圧Ｖｄを変化させる。Further, in the step-up chopper circuit control region, the motor control device 14 controls the motor control device 14 such as the maximum allowable rotation speed Nmax1.
The required rotational speed N of the electric motor 11 of the electric motor 11 is designated, and the rotational speed of the electric motor 11 calculated from the magnetic pole position detection signal S1 from the rotor magnetic pole position detecting means 12 is different from the designated rotational speed Nmax1. In some cases, the motor control device 14 controls the conduction ratio of the step-up chopper circuit 3 so that the output AC voltage Vm of the inverter 10 is obtained such that the rotation speed N of the motor 11 becomes equal to the specified rotation speed Nmax1. 10, the input DC voltage Vd is changed.
【００３２】そこで、いま、図２（ｂ）に示すように、
負荷特性ｃの負荷状態にあり、電動機１１の指定回転数
が最大許容回転数Ｎmax1であって、電動機１１に電圧Ｖ
１が印加されて電動機１１がこの最大許容回転数Ｎmax1
で回転しているとき、例えば、負荷特性ａで示す大きい
負荷状態に変化したとすると、電動機１１は、そのとき
の印加電圧Ｖ１では、回転数Ｎが低下しようとするが、
電動機制御装置１４には回転数Ｎmax1が指定されている
ため、この回転数Ｎmax1で回転させるように、電動機制
御装置１４が昇圧チョッパ回路３の通流率を制御して、
インバータ１０の入力直流電圧Ｖｄを高め、電動機１１
の印加電圧Ｖｍを高める。Therefore, now, as shown in FIG.
In the load state of the load characteristic c, the specified rotation speed of the motor 11 is the maximum allowable rotation speed Nmax1, and the voltage V
1 is applied and the motor 11
For example, when the motor 11 is changed to a large load state indicated by the load characteristic a, the motor 11 attempts to decrease the rotation speed N at the applied voltage V1 at that time.
Since the rotation speed Nmax1 is specified in the motor control device 14, the motor control device 14 controls the flow rate of the step-up chopper circuit 3 so as to rotate at the rotation speed Nmax1,
The input DC voltage Vd of the inverter 10 is increased, and the motor 11
Is increased.
【００３３】このようにして、電動機制御装置１４は、
電動機１１の印加電圧Ｖｍを高めるが、これとともに、
直流電圧検出信号Ｓ４によってインバータ１０の入力直
流電圧Ｖｄを監視しており、この入力直流電圧Ｖｄがイ
ンバータ１０の出力交流電圧Ｖｍの最大許容電圧値Ｖma
xに対応する電圧値Ｖｄmaxに達すると、電動機１１の指
定回転数を先の最大許容回転数Ｎmax1から小さい方向に
変更し、電動機１１の回転数を下げるように制御を行な
う。In this way, the motor control device 14
The applied voltage Vm of the electric motor 11 is increased.
The input DC voltage Vd of the inverter 10 is monitored by the DC voltage detection signal S4, and the input DC voltage Vd is the maximum allowable voltage value Vma of the output AC voltage Vm of the inverter 10.
When the voltage value Vdmax corresponding to x is reached, the designated rotation speed of the electric motor 11 is changed from the maximum allowable rotation speed Nmax1 to a smaller direction, and control is performed so as to decrease the rotation speed of the electric motor 11.
【００３４】これ以降、電動機制御装置１４は、インバ
ータ１０の入力直流電圧Ｖｄと電動機１１の回転数Ｎと
の調整を行ない、負荷特性ａにおいて、電動機１１の印
加電圧Ｖｍが最大許容電圧値Ｖmax にあって、電動機の
回転数Ｎがそのときの最大許容回転数Ｎmax2となる状態
にする。Thereafter, the motor control device 14 adjusts the input DC voltage Vd of the inverter 10 and the rotation speed N of the motor 11 so that the applied voltage Vm of the motor 11 becomes the maximum allowable voltage value Vmax in the load characteristic a. Then, a state is set in which the rotation speed N of the electric motor becomes the maximum allowable rotation speed Nmax2 at that time.
【００３５】このようにして、電動機１１の印加電圧Ｖ
ｍがその最大許容電圧値Ｖmaxを越えるような負荷状態
になっても、インバータ１０の入力直流電圧Ｖｄをもと
にして、電動機１１の印加電圧Ｖｍがその最大許容電圧
値Ｖｍａｘを越えないような状態に設定することができ
る。従って、この実施形態によると、常に、インバータ
１０や昇圧チョッパ回路３の最大定格あるいは所定電圧
値を越えないで電動機１１の回転速度の制御ができ、昇
圧チョッパ回路３やインバータ１０，電動機１１の保護
を図ることができる。As described above, the applied voltage V
Even if the load state is such that m exceeds the maximum allowable voltage value Vmax, the applied voltage Vm of the motor 11 does not exceed the maximum allowable voltage value Vmax based on the input DC voltage Vd of the inverter 10. State can be set. Therefore, according to this embodiment, the rotation speed of the electric motor 11 can be controlled without exceeding the maximum rating or the predetermined voltage value of the inverter 10 or the boost chopper circuit 3, and the protection of the boost chopper circuit 3, the inverter 10, and the motor 11 can be performed. Can be achieved.
【００３６】また、電動機制御装置１４は、昇圧チョッ
パ回路駆動手段６がノイズなどの要因によって誤動作
し、電動機１１の印加電圧Ｖｍが最大許容電圧値Ｖmax
を越えた場合には、昇圧チョッパ回路３及び電動機１１
を停止させ、これにより、昇圧チョッパ回路３やインバ
ータ１０，電動機１１などの保護を図る。In the motor control device 14, the step-up chopper circuit driving means 6 malfunctions due to noise or the like, and the applied voltage Vm of the motor 11 becomes the maximum allowable voltage value Vmax.
Is exceeded, the boost chopper circuit 3 and the motor 11
, Thereby protecting the boost chopper circuit 3, the inverter 10, the electric motor 11, and the like.
【００３７】図３は電動機制御装置１４による電動機起
動時の制御動作を示す図であって、同図（ａ）は電動機
１１の回転数Ｎの時間的変化を、また、同図（ｂ）はイ
ンバータ１０の通流率とインバータ１０の入力直流電圧
Ｖｄとの時間的変化を夫々示しており、Ｔ１はインバー
タ制御領域から昇圧チョッパ回路制御領域に変更する時
点を示している。FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the control operation at the time of starting the motor by the motor control device 14. FIG. 3A shows the change over time of the rotation speed N of the motor 11, and FIG. Time-dependent changes of the duty ratio of the inverter 10 and the input DC voltage Vd of the inverter 10 are shown, and T1 indicates a time point when the inverter control region is changed to the boost chopper circuit control region.
【００３８】図３（ａ），（ｂ）において、時刻０で電
動機１１を起動すると、電動機制御装置１４の制御によ
り、時刻Ｔ１までのインバータ制御領域では、インバー
タ１０の入力直流電圧Ｖｄは一定電圧値Ｖ５に保持さ
れ、インバータ１０の通流率が順次高められることによ
り、電動機１１はその回転数Ｎが順次高められて加速さ
れる。3 (a) and 3 (b), when the motor 11 is started at time 0, the input DC voltage Vd of the inverter 10 is kept at a constant voltage under the control of the motor control device 14 in the inverter control region until time T1. By maintaining the value V5 and increasing the flow rate of the inverter 10 sequentially, the motor 11 is accelerated by increasing its rotation speed N sequentially.
【００３９】そして、時刻Ｔ１になると、インバータ１
０の通流率が１００％となって昇圧チョッパ回路制御領
域に入り、インバータ１０の通流率は１００％と一定に
保持され、また、昇圧チョッパ回路３の通流率が制御さ
れて、昇圧チョッパ回路３が正常に動作すれば、インバ
ータ１０の入力直流電圧Ｖｄが破線ｅで示すように上昇
し、これとともに、電動機１１の回転数Ｎも破線ｇで示
すように上昇する。At time T1, the inverter 1
The duty ratio of 0 becomes 100% and enters the boost chopper circuit control region, the duty ratio of the inverter 10 is kept constant at 100%, and the duty ratio of the boost chopper circuit 3 is controlled to increase the voltage. When the chopper circuit 3 operates normally, the input DC voltage Vd of the inverter 10 rises as shown by a broken line e, and at the same time, the rotational speed N of the electric motor 11 also rises as shown by a broken line g.
【００４０】しかしながら、例えば、スイッチング素子
５が動作しなかったり、インダクタンス素子４の一部が
短絡したりなどして昇圧チョッパ回路３が故障し、イン
バータ１０の入力直流電圧Ｖｄを、例えば、電圧値Ｖ５
以上高めることができないとすると、時刻Ｔ１からはこ
の入力直流電圧Ｖｄが、実線ｄで示すように、電圧値Ｖ
５に保持されたままとなる。このときには、電動機１１
の回転数Ｎも、実線ｆで示すように、上昇せずにほぼ一
定に保持される。However, for example, the switching element 5 does not operate, or a part of the inductance element 4 is short-circuited, and the step-up chopper circuit 3 breaks down, and the input DC voltage Vd of the inverter 10 is changed to, for example, a voltage value. V5
If the input DC voltage Vd cannot be increased as described above, the input DC voltage Vd starts to change from the voltage value V
5 remains. At this time, the electric motor 11
, The rotation speed N is maintained substantially constant without increasing as shown by the solid line f.
【００４１】そこで、この実施形態では、かかる電動機
１１の起動動作時、インバータ制御領域が経過して時刻
Ｔ１になると、電動機制御装置１４がこの時刻Ｔ１から
所定の期間Ｔ２だけ、直流電圧検出信号Ｓ４により、イ
ンバータ１０の入力直流電圧Ｖｄを監視し、この入力直
流電圧Ｖｄがこの期間Ｔ２を経過しても、図３（ｂ）の
実線ｄで示すように、ほぼ一定の電圧値Ｖ５に保持され
ているときには、昇圧チョッパ回路３に何らかの障害が
発生したと判断して、昇圧チョッパ回路３及び電動機１
１を停止させ、それらの保護を図るようにする。この場
合、かかる状態を適宜の手段で電動機駆動装置の外部に
伝達或いは表示し、電動機１１の動作をそのまま継続さ
せて昇圧チョッパ回路３のみを停止させ、その保護を図
るようにしてもよい。Therefore, in this embodiment, when the motor 11 is started, when the inverter control area has passed and the time T1 has elapsed, the motor control device 14 sets the DC voltage detection signal S4 for a predetermined period T2 from the time T1. As a result, the input DC voltage Vd of the inverter 10 is monitored, and even if the input DC voltage Vd has passed this period T2, it is maintained at a substantially constant voltage value V5 as shown by the solid line d in FIG. The boost chopper circuit 3 and the motor 1 are determined to have failed.
Stop 1 and try to protect them. In this case, such a state may be transmitted or displayed to the outside of the electric motor driving device by an appropriate means, and the operation of the electric motor 11 may be continued as it is to stop only the step-up chopper circuit 3 to protect it.
【００４２】このようにして、この実施形態では、イン
バータ１０の入力直流電圧Ｖｄにより、電動機１１の起
動時、昇圧チョッパ回路３の故障を検出することがで
き、早期にシステムの保護を図ることができる。As described above, in this embodiment, the failure of the boost chopper circuit 3 can be detected when the electric motor 11 is started, based on the input DC voltage Vd of the inverter 10, and the system can be protected early. it can.
【００４３】なお、電動機１１の速度指令値の変更によ
ってその回転数を増加させる場合には、電動機１１を加
速させることになるが、この場合にも、図３に示すよう
な制御が行なわれることになり、この場合でも、同様に
して昇圧チョッパ回路３の故障を検出することができ
る。When the rotation speed is increased by changing the speed command value of the electric motor 11, the electric motor 11 is accelerated. In this case, the control as shown in FIG. 3 is performed. In this case, the failure of the boost chopper circuit 3 can be detected in the same manner.
【００４４】また、電動機１１の運転中に昇圧チョッパ
回路３が故障した場合にも、この実施形態では、インバ
ータ１０の入力直流電圧からこれを検出することができ
る。これを図４により説明する。Also, in the case where the boost chopper circuit 3 fails during the operation of the electric motor 11, this can be detected from the input DC voltage of the inverter 10 in this embodiment. This will be described with reference to FIG.
【００４５】なお、図４は電動機１１の運転中でのイン
バータ１０の入力直流電圧Ｖｄの時間的変化の一具体例
を示すものであって、Ｔ４は昇圧チョッパ回路３が正常
に動作する期間を、また、Ｔ５は昇圧チョッパ回路３の
故障期間を夫々示し、また、ΔＶ１は昇圧チョッパ回路
３が正常に動作するときの電動機制御装置１４の制御に
よる場合も含めたインバータ１０の入力直流電圧の単位
時間当りの最大変化量を示している。この最大変化量△
Ｖ１は、ほぼ電動機１１の増減速レートに比例するた
め、最大増減速レートからおよその値を推定できる。Δ
Ｖ２はスイッチング素子５が動作しなかったり、インダ
クタンス素子４の一部が短絡したりなどして昇圧チョッ
パ回路３が故障したときのインバータ１０の入力直流電
圧の単位時間当りの変化量を夫々示しており、発明者の
実験結果によると、一般に、 △Ｖ１≪△Ｖ２ である。昇圧チョッパ回路３が故障したときには、平滑
コンデンサ８への充電動作が充分に行なわれなくなる。FIG. 4 shows a specific example of a temporal change of the input DC voltage Vd of the inverter 10 during the operation of the motor 11, and T4 represents a period during which the boost chopper circuit 3 operates normally. T5 indicates the failure period of the boost chopper circuit 3, and ΔV1 is the unit of the input DC voltage of the inverter 10 including the case under the control of the motor control device 14 when the boost chopper circuit 3 operates normally. The maximum change per hour is shown. This maximum change △
Since V1 is almost proportional to the acceleration / deceleration rate of the electric motor 11, an approximate value can be estimated from the maximum acceleration / deceleration rate. Δ
V2 indicates the amount of change per unit time of the input DC voltage of the inverter 10 when the step-up chopper circuit 3 fails due to, for example, the switching element 5 not operating or a part of the inductance element 4 being short-circuited. According to the experimental results of the inventor, in general, ΔV1≪ △ V2. When the boost chopper circuit 3 fails, the charging operation of the smoothing capacitor 8 is not performed sufficiently.
【００４６】図４に示すように、この実施形態では、電
動機１１の定常運転状態においても、電動機制御装置１
４が、直流電圧検出信号Ｓ４により、所定の単位時間Ｔ
３毎にインバータ１０の入力直流電圧Ｖｄを監視し、こ
の単位時間Ｔ３毎のインバータ１０の入力直流電圧Ｖｄ
の変化量ΔＶを検出する。そして、期間Ｔ４のように、
この変化量ΔＶが ΔＶ≦ΔＶ１ のときには、昇圧チョッパ回路３は故障していないと判
定し、そのまま電動機１１の運転を継続するが、昇圧チ
ョッパ回路３が故障して昇圧動作を行なうことができな
くなると、期間Ｔ５のように、インバータ１０の入力直
流電圧Ｖｄが急速に低下していく。このため、電動機制
御装置１４は、直流電圧検出信号Ｓ４によって検出する
インバータ１０の入力直流電圧Ｖｄの単位時間Ｔ３当り
の変化量ΔＶが ΔＶ１＜ΔＶ となると、昇圧チョッパ回路３が故障したものと判定
し、昇圧チョッパ回路３及び電動機１１を停止させてそ
の保護を図る。As shown in FIG. 4, in this embodiment, even when the motor 11 is in a steady operation state, the motor controller 1
4 is a predetermined unit time T based on the DC voltage detection signal S4.
3, the input DC voltage Vd of the inverter 10 is monitored, and the input DC voltage Vd of the inverter 10 for each unit time T3 is monitored.
Is detected. And, like period T4,
When the amount of change ΔV is ΔV ≦ ΔV1, it is determined that the boost chopper circuit 3 has not failed, and the operation of the electric motor 11 is continued as it is. However, the boost chopper circuit 3 fails and the boost operation cannot be performed. Then, as in the period T5, the input DC voltage Vd of the inverter 10 rapidly decreases. Therefore, when the change amount ΔV per unit time T3 of the input DC voltage Vd of the inverter 10 detected by the DC voltage detection signal S4 becomes ΔV1 <ΔV, the motor control device 14 determines that the boost chopper circuit 3 has failed. Then, the boost chopper circuit 3 and the electric motor 11 are stopped to protect them.
【００４７】以上のようにして、この実施形態では、電
動機１１の起動時や加速時においても、また、定常運転
時においても、昇圧チョッパ回路３の故障を検出するこ
とができ、したがって、昇圧チョッパ回路３が故障した
ときには、これを即座に検出して昇圧チョッパ回路３や
電動機１１を停止させることができるから、確実にこれ
らの保護を図ることができる。As described above, in this embodiment, the failure of the boost chopper circuit 3 can be detected at the time of starting or accelerating the electric motor 11 and also at the time of steady operation. When the circuit 3 breaks down, it can be detected immediately and the step-up chopper circuit 3 and the electric motor 11 can be stopped, so that their protection can be ensured.
【００４８】本発明による空気調和機は、以上説明した
電動機駆動装置を用いるものであって、この場合、電動
機１１がこの空気調和機の冷凍サイクルにおける圧縮機
を回転駆動する電動機となる。そして、かかる空気調和
機では、圧縮機の駆動系としての電動機駆動装置におい
て、上記のように、インバータや昇圧チョッパ回路の最
大電圧定格、或いは所定の電圧値を越えない範囲で電動
機の回転速度制御ができ、また、昇圧チョッパ回路の故
障検出が確実にかつ早期に行なわれるので、より安全な
製品として提供されることになる。The air conditioner according to the present invention uses the above-described motor drive device. In this case, the motor 11 is a motor that rotationally drives a compressor in a refrigeration cycle of the air conditioner. In such an air conditioner, in the motor drive device as a drive system of the compressor, as described above, the maximum voltage rating of the inverter or the boost chopper circuit, or the rotation speed control of the motor within a range not exceeding a predetermined voltage value. In addition, since the failure detection of the boost chopper circuit is performed reliably and early, it can be provided as a safer product.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電動
機駆動装置によれば、昇圧チョッパ回路の出力直流電圧
を可変して電動機を可変速制御する際に、電動機の速度
指令値から得られる昇圧チョッパ回路の出力直流電圧
が、予め設定した所定の最大値を越えないように電動機
を可変速制御するので、電動機負荷が変動した場合に
は、単に電動機の回転数に所定の制限値を設定した場合
に比べて、昇圧チョッパ回路の出力直流電圧が、インバ
ータ及び昇圧チョッパ回路の最大定格、或いは所定の制
限値を越えないようにすることができる。As described above, according to the motor driving apparatus of the present invention, when the output DC voltage of the step-up chopper circuit is varied to control the motor at a variable speed, the step-up voltage obtained from the speed command value of the motor is used. Since the motor is controlled at a variable speed so that the output DC voltage of the chopper circuit does not exceed a predetermined maximum value set in advance, when the motor load fluctuates, a predetermined limit value is simply set to the rotation speed of the motor. As compared with the case, the output DC voltage of the boost chopper circuit can be prevented from exceeding the maximum rating of the inverter and the boost chopper circuit or a predetermined limit value.
【００５０】また、本発明による電動機駆動装置によれ
ば、電動機の速度指令値から得られる昇圧チョッパ回路
の出力直流電圧が予め設定した所定の最大値を越えた場
合には、昇圧チョッパ回路及び電動機を停止させるの
で、これらインバータ及び昇圧チョッパ回路の最大電圧
定格、或いは所定の電圧値を越えないようにすることが
でき、これらの保護を図ることができる。According to the motor driving device of the present invention, when the output DC voltage of the boost chopper circuit obtained from the speed command value of the motor exceeds a predetermined maximum value set in advance, the boost chopper circuit and the motor Is stopped, the maximum voltage rating of these inverters and the boost chopper circuit or a predetermined voltage value can be prevented from being exceeded, and protection thereof can be achieved.
【００５１】さらに、本発明による電動機駆動装置によ
れば、昇圧チョッパ回路の出力直流電圧を可変して電動
機を可変速制御する際に、電動機の速度指令値を増加し
て一定時間経過したにもかかわらず、電動機の速度指令
値から得られる昇圧チョッパ回路の出力直流電圧が予め
設定した所定の最小値を越えない場合には、これをもっ
て昇圧チョッパ回路の故障を検知することができ、電動
機及び昇圧チョッパ回路の駆動を停止させることによ
り、これらの保護を図ることができる。Further, according to the motor driving apparatus of the present invention, when the output DC voltage of the step-up chopper circuit is varied to control the speed of the motor at a variable speed, the speed command value of the motor is increased and a certain time elapses. Regardless, if the output DC voltage of the step-up chopper circuit obtained from the speed command value of the motor does not exceed a predetermined minimum value, a failure of the step-up chopper circuit can be detected by using this. By stopping the operation of the chopper circuit, these protections can be achieved.
【００５２】さらに、本発明による電動機駆動装置によ
れば、昇圧チョッパ回路の出力直流電圧を可変して電動
機を可変速制御する際に、電動機の速度指令値を増加し
て一定時間経過したにもかかわらず、電動機の速度指令
値から得られる昇圧チョッパ回路の出力直流電圧が予め
設定した所定の最小値を越えない場合には、かかる状態
を電動機駆動装置の外部に伝達、或いは表示し、かつ昇
圧チョッパ回路の駆動を停止させるので、昇圧チョッパ
回路の故障を検知することができるとともに、昇圧チョ
ッパ回路の保護を図ることができる。Furthermore, according to the motor driving device of the present invention, when the output DC voltage of the step-up chopper circuit is varied to control the speed of the motor at a variable speed, the speed command value of the motor is increased and a certain time elapses. Regardless, if the output DC voltage of the step-up chopper circuit obtained from the speed command value of the motor does not exceed a predetermined minimum value, the state is transmitted or displayed outside the motor driving device, and the voltage is increased. Since the drive of the chopper circuit is stopped, a failure of the boost chopper circuit can be detected, and the boost chopper circuit can be protected.
【００５３】さらに、本発明による電動機駆動装置によ
れば、昇圧チョッパ回路の出力直流電圧を可変、或いは
一定にして電動機を可変速制御する際に、昇圧チョッパ
回路の出力直流電圧の所定時間における変化量が、電動
機の速度指令値の変動による昇圧チョッパ回路の出力直
流電圧の変動に基づいて予め推定した所定の最大変化量
を越えた場合には、これをもって昇圧チョッパ回路など
が故障して生ずる異常状態を検知することができ、これ
にともなって電動機及び昇圧チョッパ回路の駆動を停止
させるので、これらの保護を図ることができる。Further, according to the motor driving device of the present invention, when the output DC voltage of the boost chopper circuit is varied or made constant to control the motor at a variable speed, the output DC voltage of the boost chopper circuit varies in a predetermined time. If the amount exceeds a predetermined maximum change amount estimated in advance based on a change in the output DC voltage of the step-up chopper circuit due to a change in the speed command value of the motor, an abnormality caused by a failure of the step-up chopper circuit etc. Since the state can be detected and the driving of the electric motor and the step-up chopper circuit is stopped accordingly, the protection of these can be achieved.
【００５４】さらに、本発明による空気調和機によれ
ば、以上のような効果を奏する本発明による電動機駆動
装置を用いて運転を行なうので、インバータ及び昇圧チ
ョッパ回路の最大電圧定格、或いは所定の電圧値を越え
ない範囲で電動機の回転速度制御ができ、また、昇圧チ
ョッパ回路の故障が確実かつ早期に検出されるものであ
って、安全な製品を提供することができる。Further, according to the air conditioner of the present invention, since the operation is performed using the motor drive device of the present invention having the above-described effects, the maximum voltage rating of the inverter and the boost chopper circuit, or the predetermined voltage The rotation speed of the electric motor can be controlled within a range not exceeding the value, and a failure of the step-up chopper circuit is reliably and early detected, so that a safe product can be provided.
【図１】本発明による電動機駆動装置の一実施形態を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a motor driving device according to the present invention.
【図２】図１に示した実施形態での電動機の回転数に対
する動作特性の一具体例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a specific example of operating characteristics with respect to the number of rotations of the electric motor in the embodiment shown in FIG.
【図３】図１に示した実施形態での電動機起動特性の一
具体例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a specific example of an electric motor starting characteristic in the embodiment shown in FIG. 1;
【図４】図１に示した実施形態での電動機運転中に障害
が発生した場合のインバータの入力直流電圧の変化の一
具体例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a specific example of a change in the input DC voltage of the inverter when a failure occurs during operation of the motor in the embodiment shown in FIG. 1;
１ 交流電源 ２ 全波整流回路 ２ａ〜２ｄ 整流ダイオード ３ 昇圧チョッパ回路 ４ インダクタンス素子 ５ スイッチング素子 ６ 昇圧チョッパ回路駆動手段 ７ フリーホイールダイオード ８ 平滑コンデンサ ９ａ，９ｂ 直流電圧検出抵抗 １０ インバータ １０ａ〜１０ｆ スイッチング素子 １１ 電動機 １２ ロータ磁極位置検出手段 １３ インバータ駆動手段 １４ 電動機制御装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 AC power supply 2 full-wave rectifier circuit 2 a to 2 d rectifier diode 3 boost chopper circuit 4 inductance element 5 switching element 6 boost chopper circuit driving means 7 freewheel diode 8 smoothing capacitor 9 a, 9 b DC voltage detection resistor 10 inverter 10 a to 10 f switching element DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Motor 12 Rotor magnetic pole position detection means 13 Inverter drive means 14 Motor control device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川端 幸雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 加藤 浩二 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 井上 徹 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 篠崎 弘 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yukio Kawabata 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Koji Kato 800, Tomita, Ohira-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi Prefecture Address: Hitachi, Ltd.Cooling Division (72) Inventor Toru Inoue 800, Tomita, Ohira-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi Prefecture Hitachi Ltd. (72) Inventor Hiroshi Shinozaki 800, Tomita, Ohira-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi Shares Hitachi, Ltd.
Claims (6)
整流回路の出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、該
昇圧チョッパ回路の出力を平滑して直流電圧を生成する
平滑コンデンサと、該直流電圧を検出する手段と、該直
流電圧を入力直流電圧としこれを電動機を駆動するため
の交流電圧に変換するインバータと、該昇圧チョッパ回
路や該インバータを制御して該電動機を可変速制御する
電動機制御装置とを備えた電動機駆動装置において、 該インバータの入力直流電圧を変化させて該電動機を可
変速制御する際に、該電動機の速度指令値に応じて設定
される該インバータの入力直流電圧が予め設定した所定
の最大電圧値を越えないように、該電動機を可変速制御
することを特徴とする電動機駆動装置。A rectifier circuit for rectifying an AC power supply voltage; a boost chopper circuit for boosting an output voltage of the rectifier circuit; a smoothing capacitor for smoothing an output of the boost chopper circuit to generate a DC voltage; Means for detecting a voltage, an inverter for converting the DC voltage to an input DC voltage and converting the input DC voltage to an AC voltage for driving the motor, and an electric motor for controlling the step-up chopper circuit and the inverter to control the electric motor at a variable speed. A motor driving device including a control device, wherein when changing the input DC voltage of the inverter to control the motor at a variable speed, the input DC voltage of the inverter set according to the speed command value of the motor is A motor driving device, wherein the motor is controlled at a variable speed so as not to exceed a predetermined maximum voltage value set in advance.
て、 前記電動機制御装置は、前記インバータの入力直流電圧
を変化させて前記電動機を可変速制御する際に、前記電
動機の速度指令値に応じて設定される該インバータの入
力直流電圧が予め設定した所定の最大値を越えたとき、
前記昇圧チョッパ回路及び前記電動機の駆動を停止する
ことを特徴とする電動機駆動装置。2. The electric motor driving device according to claim 1, wherein the electric motor control device changes the input DC voltage of the inverter to control the electric motor at a variable speed according to a speed command value of the electric motor. When the input DC voltage of the inverter, which is set by the above, exceeds a predetermined maximum value set in advance,
A motor driving device, wherein the drive of the step-up chopper circuit and the motor is stopped.
て、 前記電動機制御装置は、前記電動機の速度指令値の増加
に伴って前記インバータの入力直流電圧を変化させるこ
とにより、前記電動機を可変速制御する際に、前記電動
機の速度指令値が増加してから一定時間経過しても、前
記インバータの入力直流電圧が予め設定した所定の最小
値を越えないとき、前記電動機及び前記昇圧チョッパ回
路の駆動を停止することを特徴とする電動機駆動装置。3. The motor driving device according to claim 1, wherein the motor control device changes the input DC voltage of the inverter with an increase in a speed command value of the motor, thereby changing the motor speed. At the time of control, if the input DC voltage of the inverter does not exceed a predetermined minimum value set in advance, even if a certain time has elapsed after the speed command value of the motor has increased, the motor and the boost chopper circuit An electric motor drive device characterized by stopping driving.
て、 前記電動機制御装置は、前記電動機の速度指令値の増加
に伴って前記インバータの入力直流電圧を変化させるこ
とにより、前記電動機を可変速制御する際に、前記電動
機の速度指令値が増加してから一定時間経過しても、前
記インバータの入力直流電圧が予め設定した所定の最小
値を越えないとき、かかる状態を外部に伝達或いは表示
し、前記昇圧チョッパ回路の駆動を停止することを特徴
とする電動機駆動装置。4. The motor drive device according to claim 1, wherein the motor control device changes the input DC voltage of the inverter with an increase in a speed command value of the motor, thereby changing the speed of the motor. At the time of control, if the input DC voltage of the inverter does not exceed a predetermined minimum value even after a certain period of time has elapsed after the speed command value of the motor has increased, the state is transmitted or displayed to the outside. And a step of stopping the driving of the step-up chopper circuit.
て、 前記電動機制御装置は、前記インバータの入力直流電圧
を可変にして或いは一定にして前記電動機を可変速制御
する際に、前記インバータの入力直流電圧の所定単位時
間当りの変化量が前記電動機の速度指令値の増減による
前記インバータの入力直流電圧の変動に基づいて予め推
定した所定の最大変化量を越えたとき、前記電動機及び
前記昇圧チョッパ回路の駆動を停止することを特徴とす
る電動機駆動装置。5. The motor drive device according to claim 1, wherein the motor control device controls the input of the inverter when the input DC voltage of the inverter is made variable or constant to control the motor at a variable speed. When the amount of change in the DC voltage per unit time exceeds a predetermined maximum change estimated in advance based on a change in the input DC voltage of the inverter due to a change in the speed command value of the motor, the motor and the boost chopper An electric motor driving device for stopping driving of a circuit.
駆動装置を用いて圧縮機用電動機を駆動するように構成
したことを特徴とする空気調和機。6. An air conditioner comprising a motor for a compressor driven by using the motor drive device according to claim 1. Description:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9186849A JPH1141980A (en) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | Driver for motor and air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9186849A JPH1141980A (en) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | Driver for motor and air conditioner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1141980A true JPH1141980A (en) | 1999-02-12 |
Family
ID=16195730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9186849A Abandoned JPH1141980A (en) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | Driver for motor and air conditioner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1141980A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-07-11 JP JP9186849A patent/JPH1141980A/en not_active Abandoned
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