JP2001292578A - Motor drive circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源を利用し
て電気モータを駆動する回路に係わる。The present invention relates to a circuit for driving an electric motor using a DC power supply.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電気自動車やハイブリッド車（エ
ンジンおよび電動モータを適応的に動作させながら走行
する自動車）等が普及してきている。そして、一般的な
自動車と同様に、これらの電気自動車等も、基本的に、
空調機器（エアコン）を搭載している。2. Description of the Related Art In recent years, electric vehicles and hybrid vehicles (vehicles that run while adaptively operating an engine and an electric motor) have become widespread. And, like ordinary cars, these electric cars etc. are basically
Equipped with air conditioning equipment (air conditioner).
【０００３】空調機器は、通常、空気を圧縮するための
コンプレッサを備える。そして、このコンプレッサは、
電気自動車等に搭載される空調機器においては、電気モ
ータにより駆動される。図３は、コンプレッサが備える
モータを駆動する既存のモータ駆動回路の一例を示す図
である。ここでは、電気自動車等に搭載されている空調
機器が備えるコンプレッサ１０を想定する。[0003] Air conditioning equipment usually includes a compressor for compressing air. And this compressor is
In an air conditioner mounted on an electric vehicle or the like, it is driven by an electric motor. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an existing motor drive circuit that drives a motor included in the compressor. Here, it is assumed that the compressor 10 is provided in an air conditioner mounted on an electric vehicle or the like.
【０００４】バッテリ２１は、電気自動車が搭載する直
流電源である。また、インバータ装置２２は、３組のプ
ッシュプル回路およびコンデンサＣを含み、バッテリ２
１の出力から３相交流を生成してコンプレッサ１０が備
えるモータ１１に供給する。なお、このインバータ装置
２２は、コンプレッサ１０が適切に動作するように、す
なわちモータ１１が適切な回転数で駆動されるように、
不図示の制御回路により制御される。さらに、バッテリ
２１とインバータ装置２２との間には、主電源スイッチ
２３およびヒューズ２４が設けられている。[0004] A battery 21 is a DC power supply mounted on an electric vehicle. The inverter device 22 includes three sets of push-pull circuits and a capacitor C, and includes a battery 2
The three-phase alternating current is generated from the output of No. 1 and supplied to the motor 11 of the compressor 10. Note that the inverter device 22 is designed so that the compressor 10 operates properly, that is, the motor 11 is driven at an appropriate rotation speed.
It is controlled by a control circuit (not shown). Further, a main power switch 23 and a fuse 24 are provided between the battery 21 and the inverter device 22.
【０００５】ところで、一般的な電気モータの回転数が
下がる際には、よく知られているように、その回転エネ
ルギーの減少分が電力に変換される。この場合、この電
気モータは、発電器として動作することになる。したが
って、コンプレッサ１０が備えるモータ１１が減速する
と、そのモータ１１により電力が生成される。そして、
その電力は、図４に示すように回生電流が流れることに
より、バッテリ２１に回生される。これにより、バッテ
リ２１の使用時間の延長が図られている。When the rotational speed of a general electric motor decreases, as is well known, a decrease in the rotational energy is converted into electric power. In this case, the electric motor will operate as a generator. Therefore, when the motor 11 of the compressor 10 is decelerated, electric power is generated by the motor 11. And
The electric power is regenerated to the battery 21 by a regenerative current flowing as shown in FIG. Thus, the use time of the battery 21 is extended.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記構成において、も
し、モータ１１が回転している期間にヒューズ２４が切
断されたり、或いは主電源スイッチ２３が切られたりす
ると、下記の問題が生じることがある。すなわち、ヒュ
ーズ２４または主電源スイッチ２３が切断されると、モ
ータ１１に電力が供給されなくなり、モータ１１は減速
する。このとき、このモータ１１により電力が生成さ
れ、図４に示すような回生電流が流れようとする。しか
し、ヒューズ２４または主電源スイッチ２３が切断され
ていると、回生電流がバッテリ２１へ流れることは出来
ない。このため、モータ１１により生成される電力は、
インバータ装置２２が備えるコンデンサＣを充電するこ
とになる。従って、この状態が継続すると、インバータ
装置２２を構成する素子（図３または図４では、スイッ
チングトランジスタ）に必要以上に高い電圧が印加され
ることになってしまう。In the above configuration, if the fuse 24 is cut off or the main power switch 23 is turned off while the motor 11 is rotating, the following problem may occur. . That is, when the fuse 24 or the main power switch 23 is cut, power is not supplied to the motor 11 and the motor 11 decelerates. At this time, electric power is generated by the motor 11 and a regenerative current as shown in FIG. However, if the fuse 24 or the main power switch 23 is cut, the regenerative current cannot flow to the battery 21. Therefore, the electric power generated by the motor 11 is
The capacitor C included in the inverter device 22 is charged. Therefore, if this state continues, an unnecessarily high voltage will be applied to the elements (the switching transistors in FIG. 3 or FIG. 4) constituting the inverter device 22.
【０００７】なお、上述の問題は、コンプレッサが備え
るモータを駆動する場合に限定されず、直流電源の出力
をインバータ装置を介してモータに供給する構成におい
て発生し得る。本発明の課題は、直流電源から交流を生
成してモータに供給するインバータ装置を保護する回路
を提供することである。The above problem is not limited to the case where the motor provided in the compressor is driven, but may occur in a configuration in which the output of the DC power supply is supplied to the motor via the inverter device. An object of the present invention is to provide a circuit for protecting an inverter device that generates an alternating current from a direct current power supply and supplies the alternating current to a motor.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のモータ駆動回路
は、直流電源の出力から交流を生成してモータに供給す
るインバータ装置と、上記直流電源と上記インバータ装
置との間に設けられるヒューズと、そのヒューズに並列
に設けられ、上記直流電源から上記インバータ装置へ向
かう電流を阻止すると共に上記インバータ装置から上記
直流電源装置へ向かう電流を通過させる電流制御手段を
有する。A motor drive circuit according to the present invention comprises: an inverter device for generating an alternating current from the output of a DC power supply and supplying the AC power to a motor; and a fuse provided between the DC power supply and the inverter device. And a current control means provided in parallel with the fuse for blocking a current flowing from the DC power supply to the inverter device and passing a current flowing from the inverter device to the DC power supply device.
【０００９】上記構成において、モータが減速すると、
そのモータは電力を生成する。このとき、上記ヒューズ
が切断されていなければ、そのヒューズを介して回生電
流が流れることにより、上記モータにより生成された電
力は上記直流電源に回生される。一方、上記ヒューズが
切断されていたときは、上記電流制御手段を介して回生
電流が流れることにより、上記モータにより生成された
電力は上記直流電源に回生される。In the above configuration, when the motor decelerates,
The motor produces electric power. At this time, if the fuse is not blown, a regenerative current flows through the fuse, so that the electric power generated by the motor is regenerated to the DC power supply. On the other hand, when the fuse has been blown, the power generated by the motor is regenerated to the DC power supply by the regenerative current flowing through the current control means.
【００１０】なお、本発明は、上記ヒューズの替わり
に、上記直流電源と上記インバータ装置との間を電気的
に導通または遮断するスイッチが設けられている場合に
も同様に適用される。The present invention is similarly applied to a case where a switch for electrically connecting or disconnecting the DC power supply and the inverter device is provided instead of the fuse.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態のモ
ータ駆動回路の構成図である。ここでは、図３に示した
ケースと同様に、電気自動車等に搭載されているコンプ
レッサ１０が備えるモータ１１を駆動するモータ駆動回
路を想定する。また、ここでは、図３に示した既存の構
成をベースに本実施形態のモータ駆動回路を実現する場
合の構成を示す。FIG. 1 is a block diagram of a motor drive circuit according to an embodiment of the present invention. Here, as in the case shown in FIG. 3, a motor drive circuit that drives a motor 11 provided in a compressor 10 mounted on an electric vehicle or the like is assumed. Here, a configuration in the case of realizing the motor drive circuit of the present embodiment based on the existing configuration shown in FIG. 3 is shown.
【００１２】本実施形態のモータ駆動回路は、図３に示
した既存の構成に対して、バッテリ２１からインバータ
装置２２へ向かう電流を阻止すると共にそのインバータ
装置２２からバッテリ２１へ向かう電流を通過させる機
能を設けることにより実現される。この機能は、具体的
には、ヒューズ２４に並列に設けられるダイオードＤ
１、および主電源スイッチ２３に並列に設けられるダイ
オードＤ２により実現される。The motor drive circuit of the present embodiment blocks the current flowing from the battery 21 to the inverter device 22 and allows the current flowing from the inverter device 22 to the battery 21 to the existing configuration shown in FIG. This is realized by providing a function. This function is implemented by a diode D provided in parallel with the fuse 24.
1 and a diode D2 provided in parallel with the main power switch 23.
【００１３】なお、上記機能は、必ずしもダイオードを
用いて実現する必要はなく、他の回路または機構により
実現してもよい。但し、その機能を実現するためのコス
トおよびサイズを考えると、ダイオードを利用する構成
が好適であると思われる。上記構成において、ヒューズ
２４が切断されておらず、且つ主電源スイッチ２３が導
通状態である場合には、バッテリ２１の出力は、ヒュー
ズ２４および主電源スイッチ２３を介してインバータ装
置２２に供給される。そして、インバータ装置２２が、
供給された電力から３相交流を生成してモータ１１を駆
動する。また、この状態においてモータ１１が減速する
と、そのモータ１１により電力が生成される。そして、
主電源スイッチ２３およびヒューズ２４を介して回生電
流が流れ、上記電力はバッテリ２１に回生される。The above function is not necessarily required to be realized by using a diode, but may be realized by another circuit or mechanism. However, considering the cost and size for realizing the function, a configuration using a diode seems to be preferable. In the above configuration, when the fuse 24 is not blown and the main power switch 23 is in the conductive state, the output of the battery 21 is supplied to the inverter device 22 via the fuse 24 and the main power switch 23. . Then, the inverter device 22
The motor 11 is driven by generating a three-phase alternating current from the supplied electric power. When the motor 11 decelerates in this state, electric power is generated by the motor 11. And
A regenerative current flows through the main power switch 23 and the fuse 24, and the power is regenerated to the battery 21.
【００１４】一方、ヒューズ２４が切断された場合、或
いは主電源スイッチ２３が遮断状態となった場合は、当
然のことではあるが、バッテリ２１の出力がヒューズ２
４および主電源スイッチ２３を介してインバータ装置２
２に供給されることはない。また、バッテリ２１の出力
は、ダイオードＤ１およびＤ２を通過することはできな
い。したがって、インバータ装置２２には電力が供給さ
れず、モータ１１は減速することになる。そして、モー
タ１１が減速すると、そのモータ１１により電力が生成
される。On the other hand, when the fuse 24 is blown or the main power switch 23 is cut off, the output of the battery 21
4 and the inverter device 2 via the main power switch 23
2 is not supplied. Further, the output of the battery 21 cannot pass through the diodes D1 and D2. Therefore, no power is supplied to the inverter device 22, and the motor 11 decelerates. When the motor 11 decelerates, electric power is generated by the motor 11.
【００１５】このとき、回生電流は、ダイオードＤ１お
よび／またはＤ２を利用してバッテリ２１へ流れる。具
体的には、ヒューズ２４が切断された場合は、回生電流
は、主電源スイッチ２３およびダイオードＤ１を介して
バッテリ２１へ流れる。このとき、回生電流の一部はダ
イオードＤ２を介して流れるかも知れない。一方、主電
源スイッチ２３が遮断状態となった場合には、回生電流
は、ダイオードＤ２およびヒューズ２４を介してバッテ
リ２１へ流れる。このとき、回生電流の一部はダイオー
ドＤ１を介して流れるかも知れない。なお、ヒューズ２
４が切断され且つ主電源スイッチ２３が遮断状態となっ
た場合には、回生電流は、ダイオードＤ２およびＤ１を
介してバッテリ２１へ流れることになる。At this time, the regenerative current flows to the battery 21 using the diodes D1 and / or D2. Specifically, when the fuse 24 is blown, the regenerative current flows to the battery 21 via the main power switch 23 and the diode D1. At this time, a part of the regenerative current may flow through the diode D2. On the other hand, when the main power switch 23 is turned off, the regenerative current flows to the battery 21 via the diode D2 and the fuse 24. At this time, a part of the regenerative current may flow through the diode D1. In addition, fuse 2
When the power supply 4 is disconnected and the main power switch 23 is turned off, the regenerative current flows to the battery 21 via the diodes D2 and D1.
【００１６】このように、本実施形態のモータ駆動回路
では、モータ１１により電力が生成されたときに、ヒュ
ーズ２４または主電源スイッチ２３の一方或いは双方が
切断された場合には、ダイオードＤ１および／またはＤ
２を利用して回生電流が流れることになる。したがっ
て、インバータ装置２２が備えるコンデンサＣが必要以
上に充電されることはなく、インバータ装置２２を構成
する素子（スイッチングトランジスタ等）に必要以上に
高い電圧が印加されることが回避される。As described above, in the motor drive circuit of the present embodiment, when one or both of the fuse 24 and the main power switch 23 are cut off when the electric power is generated by the motor 11, the diodes D1 and / or Or D
2, a regenerative current flows. Therefore, the capacitor C included in the inverter device 22 is not charged more than necessary, and application of an unnecessarily high voltage to the elements (switching transistors and the like) included in the inverter device 22 is avoided.
【００１７】なお、図１に示す実施例では、ヒューズ２
４および主電源スイッチ２３に対してそれぞれ１つずつ
ダイオードを設けているが、本発明はこれに限定される
ものではない。すなわち、例えば、図２(a) に示すよう
に、直列に接続された１組のヒューズ２４および主電源
スイッチ２３に対して１つのダイオードＤ３を設けるよ
うにしてもよい。この構成においては、ヒューズ２４が
切断された場合、或いは主電源スイッチ２３が遮断状態
となった場合のいずれにおいても、上述の回生電流はダ
イオードＤ３を介して流れることになる。In the embodiment shown in FIG.
Although one diode is provided for each of the power switch 4 and the main power switch 23, the present invention is not limited to this. That is, for example, as shown in FIG. 2A, one diode D3 may be provided for one set of the fuse 24 and the main power switch 23 connected in series. In this configuration, the regenerative current flows through the diode D3 regardless of whether the fuse 24 is cut or the main power switch 23 is cut off.
【００１８】また、図１に示す実施例では、インバータ
装置２２とバッテリ２１との間にヒューズ２４および主
電源スイッチ２３が設けられた構成であるが、本発明は
これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、
バッテリ２１とインバータ装置２２との間にそれらを電
気的に導通／遮断し得る回路または機構が設けられてい
る場合に適用可能である。例えば、図２(b) に示すよう
に、バッテリ２１とインバータ装置２２との間に着脱可
能なコネクタ２５が設けられている場合には、そのコネ
クタ２５に並列にダイオードＤ４が設けられる。この場
合、もし、コネクタ２５が何らかの原因により外れてし
まったとすると、上述の回生電流は、ダイオードＤ４を
介してバッテリ２１に流れることになる。Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the fuse 24 and the main power switch 23 are provided between the inverter device 22 and the battery 21, but the present invention is not limited to this. . That is, the present invention
The present invention can be applied to a case where a circuit or a mechanism capable of electrically conducting / cutting them is provided between the battery 21 and the inverter device 22. For example, as shown in FIG. 2B, when a detachable connector 25 is provided between the battery 21 and the inverter device 22, a diode D4 is provided in parallel with the connector 25. In this case, if the connector 25 is disconnected for some reason, the above-described regenerative current flows to the battery 21 via the diode D4.
【００１９】さらに、上記実施例では、電気自動車等に
搭載されるコンプレッサのモータを駆動する回路を採り
上げたが、本発明はこれに限定されるものではない。す
なわち、本発明は、直流電源の出力から交流を生成して
モータを駆動するモータ駆動回路に広く適用可能であ
る。例えば、電気自動車等の走行用モータを駆動する回
路にも適用可能である。この場合、バッテリに回生すべ
き電力は、その走行用モータの減速時に生成される。Further, in the above embodiment, a circuit for driving a motor of a compressor mounted on an electric vehicle or the like is employed, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention is widely applicable to a motor drive circuit that generates an AC from an output of a DC power supply and drives a motor. For example, the present invention can be applied to a circuit for driving a traveling motor of an electric vehicle or the like. In this case, electric power to be regenerated to the battery is generated when the traveling motor is decelerated.
【００２０】[0020]
【発明の効果】直流電源の出力から交流を生成してモー
タに供給するインバータ装置に必要以上に高い電圧が印
加されることが回避される。According to the present invention, it is possible to avoid applying an unnecessarily high voltage to the inverter which generates an alternating current from the output of the direct current power supply and supplies the alternating current to the motor.
【図１】本発明の一実施形態のモータ駆動回路の構成図
である。FIG. 1 is a configuration diagram of a motor drive circuit according to an embodiment of the present invention.
【図２】(a) および(b) は、本発明の他の実施形態を示
す図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams showing another embodiment of the present invention.
【図３】コンプレッサが備えるモータを駆動する既存の
モータ駆動回路の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an existing motor drive circuit that drives a motor included in a compressor.
【図４】回生電流を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a regenerative current.
１０ コンプレッサ １１ モータ ２１ バッテリ（直流電源） ２２ インバータ装置 ２３ 主電源スイッチ ２４ ヒューズ Reference Signs List 10 Compressor 11 Motor 21 Battery (DC power supply) 22 Inverter device 23 Main power switch 24 Fuse
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G053 AA09 CA08 EB01 EC03 EC06 FA04 5H007 AA06 AA17 BB01 BB06 CA01 CB04 CB05 CC23 FA01 FA13 FA16 GA08 5H570 AA10 AA21 BB09 CC02 DD01 HA07 HA15 MM03 5H576 AA15 BB06 CC02 EE09 HA02 HB02 MM03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5G053 AA09 CA08 EB01 EC03 EC06 FA04 5H007 AA06 AA17 BB01 BB06 CA01 CB04 CB05 CC23 FA01 FA13 FA16 GA08 5H570 AA10 AA21 BB09 CC02 DD01 HA07 HA15 MM03 5H576 AA15EEB03 CC02
Claims (3)
て、 直流電源の出力から交流を生成してモータに供給するイ
ンバータ装置と、 上記直流電源と上記インバータ装置との間に設けられる
ヒューズと、 そのヒューズに並列に設けられ、上記直流電源から上記
インバータ装置へ向かう電流を阻止すると共に、上記イ
ンバータ装置から上記直流電源装置へ向かう電流を通過
させる電流制御手段と、 を有するモータ駆動回路。1. A motor drive circuit for driving a motor, comprising: an inverter device for generating an alternating current from an output of a DC power supply and supplying the AC power to the motor; a fuse provided between the DC power supply and the inverter device; And a current control means provided in parallel with the fuse to block a current flowing from the DC power supply to the inverter device and to pass a current flowing from the inverter device to the DC power supply device.
て、 直流電源の出力から交流を生成してモータに供給するイ
ンバータ装置と、 上記直流電源と上記インバータ装置との間を電気的に導
通または遮断するスイ ッチと、 そのスイッチに並列に設けられ、上記直流電源から上記
インバータ装置へ向かう電流を阻止すると共に、上記イ
ンバータ装置から上記直流電源装置へ向かう電流を通過
させる電流制御手段と、 を有するモータ駆動回路。2. A motor drive circuit for driving a motor, comprising: an inverter device that generates an alternating current from an output of a DC power supply and supplies the AC power to the motor; and electrically connects or disconnects the DC power supply and the inverter device. And a current control means provided in parallel with the switch to block a current flowing from the DC power supply to the inverter device and to pass a current flowing from the inverter device to the DC power supply device. Motor drive circuit having.
タに供給するインバータ装置を保護するインバータ保護
回路であって、上記直流電源から上記インバータ装置へ
向かう電流を阻止すると共に上記インバータ装置から上
記直流電源装置へ向かう電流を通過させる電流制御手段
を、上記直流電源と上記インバータ装置とを電気的に導
通／遮断する回路または機構に対して並列に設けたこと
を特徴とするインバータ保護回路。3. An inverter protection circuit for protecting an inverter device that generates an alternating current from an output of a direct current power supply and supplies the alternating current to a motor. An inverter protection circuit, wherein current control means for passing a current flowing to a DC power supply device is provided in parallel with a circuit or mechanism for electrically connecting / disconnecting the DC power supply and the inverter device.
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