JP4192979B2 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4192979B2
JP4192979B2 JP2006236354A JP2006236354A JP4192979B2 JP 4192979 B2 JP4192979 B2 JP 4192979B2 JP 2006236354 A JP2006236354 A JP 2006236354A JP 2006236354 A JP2006236354 A JP 2006236354A JP 4192979 B2 JP4192979 B2 JP 4192979B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
torque
motor control
current
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006236354A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008061409A (ja
Inventor
守満 関本
仁 芳賀
アブダラー ミシ
玲二 川嶋
憲一 榊原
敏行 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2006236354A priority Critical patent/JP4192979B2/ja
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to EP07806255.1A priority patent/EP2058937A4/en
Priority to US12/439,496 priority patent/US8098035B2/en
Priority to PCT/JP2007/066778 priority patent/WO2008026643A1/ja
Priority to KR1020097004874A priority patent/KR101077718B1/ko
Priority to AU2007289666A priority patent/AU2007289666B2/en
Priority to CN2007800306462A priority patent/CN101507097B/zh
Publication of JP2008061409A publication Critical patent/JP2008061409A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4192979B2 publication Critical patent/JP4192979B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/30—Direct torque control [DTC] or field acceleration method [FAM]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/50—Reduction of harmonics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

本発明は、整流回路とコンデンサ回路とインバータ回路とを備える圧縮機のモータ用のモータ制御装置に関するものである。
従来より、圧縮機のモータを制御するモータ制御装置について、交流電源からの交流電圧が整流回路で整流された脈動を有する整流電圧が、ほとんど平滑化されずにインバータ回路へ入力されるものが知られている。この種のモータ制御装置の一例が、特許文献１に開示されている。
具体的に、特許文献１のモータ制御装置は、単相ダイオード全波整流回路と、小容量平滑コンデンサと、制御用ＰＷＭインバータとを備えている。小容量平滑コンデンサは、従来のモータ制御装置の平滑コンデンサの１／１００程度の容量のコンデンサである。このため、このモータ制御装置は、電圧を一定にするためのコンデンサがないに等しく、単相ダイオード全波整流回路で全波整流された整流電圧が、ほとんど平滑化されずに図７に示すような波形で制御用ＰＷＭインバータに入力される。制御用ＰＷＭインバータは、整流電圧を受けて多相交流電流をモータに出力する。この種のモータ制御装置は、コンデンサが小容量であるために小型化、低コスト化を図ることが可能である。
一方、例えば特許文献２に開示されているように、圧縮機のモータの一回転中に発生する負荷トルク変動に応じて出力トルクを変動させるトルク制御を行うモータ制御装置が知られている。例えばロータリ圧縮機などの圧縮機では、吸入・圧縮・吐出の一連の流体の圧縮行程においてモータの負荷トルクが周期的に変動する。このため、モータの出力トルクが一定であれば、圧縮機の回転速度が変動して圧縮機が振動してしまう。トルク制御は、このような圧縮機の振動を抑制するための制御である。
特開２００２−５１５８９号公報 特開平２−１７８８４号公報
ところで、従来は、整流回路で整流された脈動を有する整流電圧がほとんど平滑化されずにインバータ回路へ入力されるモータ制御装置においてトルク制御を実行可能なものが存在しなかった。このため、この種のモータ制御装置を用いて圧縮機のモータを制御する場合には、圧縮機の振動を抑制することができなかった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、整流回路で整流された脈動を有する整流電圧がインバータ回路に入力される圧縮機のモータ用のモータ制御装置において、圧縮機の振動を抑制することである。
第１の発明は、圧縮機による流体の圧縮行程において、一回転中に負荷トルク変動が発生する圧縮機のモータ（30）を制御するモータ制御装置（10）を対象とする。そして、このモータ制御装置（10）は、交流電源（31）からの交流電圧を整流する整流回路（20）と、該整流回路（20）の出力を受けてコンデンサ（13）の両端から交流電源（31）を全波整流した波形状の整流電圧を出力するコンデンサ回路（22）と、該整流電圧を受けて交流電流を上記モータ（30）へ出力するインバータ回路（25）とを有する電力変換部（40）と、上記インバータ回路（25）を制御することにより上記モータ（30）を制御するモータ制御部（41）とを備え、上記モータ制御部（41）は、上記モータ（30）の負荷トルク変動の脈動成分及び上記整流電圧の脈動成分を上記モータ（30）の出力トルクに重畳させることによって、上記モータ（30）の負荷トルク変動に応じて該モータ（30）の出力トルクを変動させるトルク制御動作を行う。
第１の発明では、モータ制御部（41）がトルク制御動作を行う。トルク制御動作では、モータ制御部（41）が、モータ（30）の負荷トルク変動に応じてインバータ回路（25）を制御することによりモータ（30）の出力トルクを変動させる。
第２の発明は、第１の発明において、上記モータ制御部（41）が、上記モータ（30）の出力トルクの波形における各波のピーク値を時系列順に結んで形成される波状の線がモータ（30）の負荷トルク変動の波形に応じて脈動する形状になるように、上記トルク制御動作を行う。
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記モータ（30）の電流値を検出する電流検出部（43）を備え、上記モータ制御部（41）は、上記電流検出部（43）が検出するモータ（30）の電流値が、上記インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）のピーク定格電流に基づく上限値、又は上記モータ（30）の特性に基づく上限値を超えないように、上記トルク制御動作においてトルク制御量を調節する。
第３の発明では、モータ制御部（41）が、トルク制御動作においてトルク制御量を調節する。ここで、トルク制御動作を行うと、交流電源（31）の周波数に起因する脈動成分と、モータ（30）の一回転中に発生する負荷トルク変動の脈動成分とが重畳するので、トルク制御動作を行わない場合に比べてモータ（30）の電流のピーク値が大きくなる。従って、トルク制御量が大きいほど、モータ（30）を流れる電流のピーク値が大きくなる。この第３の発明では、モータ制御部（41）がトルク制御動作にトルク制御量を調節することによりモータ（30）の電流値が上限値を超えないようにしているので、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）の電流値もその上限値を超えない。
第４の発明は、上記第１乃至第３の何れか１つの発明において、モータ制御部（41）が、トルク制御動作時にモータ（30）を流れる電流のピーク値が小さくなるように交流電源（31）の位相に対してモータ（30）の位相を調節する。
第４発明では、モータ制御部（41）が、交流電源（31）の位相に対してモータ（30）の位相を調節する。ここで、交流電源（31）の位相に対するモータ（30）の位相が異なる状態のものを比較すると、図５に示すように、モータ（30）を流れる電流のピーク値が互いに異なる。モータ制御部（41）は、例えばモータ（30）を流れる電流のピーク値が最小になる交流電源（31）の位相に対するモータ（30）の位相を予め記憶しておき、トルク制御動作時にモータ（30）を流れる電流のピーク値が小さくなるように交流電源（31）の位相に対してモータ（30）の位相を調節する。これにより、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）の電流のピーク値も小さくなる。
第５の発明は、上記第１乃至第４の何れかの発明において、上記モータ制御部（41）が、上記トルク制御動作時に上記モータ（30）の回転速度が該モータ（30）からうなり音が発生する回転速度の領域の範囲内に維持されることを禁止するように構成されている。
第５の発明では、モータ制御部（41）が、トルク制御動作時にモータ（30）の回転速度をモータ（30）からのうなり音が発生する回転速度の領域の範囲内には維持しない。つまり、モータ（30）の回転速度が一時的にうなり音が発生する回転速度の領域の範囲内になることはあっても、その範囲内に保持され続けることはない。従って、トルク制御動作時におけるモータ（30）からうなり音の発生が抑制される。
第６の発明は、上記第１乃至第５の何れかの発明において、上記インバータ回路（25）のスイッチング素子（14）が、ワイドバンドギャップ半導体素子である。
第６の発明では、スイッチング素子（14）がワイドバンドギャップ半導体素子である。ワイドバンドギャップ半導体素子は、通常用いられるＳｉ素子に比べてバンドギャップが大きい半導体素子であり、耐熱性が高いため、同じ素子の電流容量で比較するとピーク定格電流を大きくできる。
第７の発明は、上記第６の発明において、インバータ回路（25）のスイッチング素子（14）が、ＳｉＣ素子である。
第７の発明では、スイッチング素子（14）がＳｉＣ素子である。ＳｉＣ素子は、ワイドバンドギャップ半導体素子の一種であり、通常用いられるＳｉ素子に比べて同じ素子の容量で比較するとピーク定格電流を大きくできる。
本発明では、モータ制御部（41）が、モータ（30）の一回転中に発生する負荷トルク変動に応じてモータ（30）の出力トルクを変動させるトルク制御動作を行う。整流回路（20）で整流された整流電圧がほとんど平滑化されずにインバータ回路（25）に入力されるモータ制御装置（10）にてトルク制御動作を行うと、交流電源（31）の周波数に起因する脈動成分と、モータ（30）の一回転中に発生する負荷トルク変動の脈動成分とが重畳して、モータ（30）の出力トルクの波形やモータ（30）を流れる電流の波形は、図２に示すように、ビートを含んだ波形となる。ここで、このビートを含んだ波形の周波数解析を行うと、交流電源（31）の周波数に起因する脈動成分は顕著に現れるものの、負荷トルク変動の脈動成分は低減できることが確認できる。そして、顕著に現れる方の脈動成分は、例えば交流電源（31）が５０Ｈｚの場合は１００Ｈｚの脈動成分となり、１００Ｈｚ程度の高い周波数の脈動成分であればモータ（30）のイナーシャの効果により、この脈動成分がモータ（30）の回転速度に与える影響は少ない。従って、整流回路（20）で整流された整流電圧がほとんど平滑化されずにインバータ回路（25）に入力されるモータ制御装置（10）にてトルク制御動作を行うことにより、圧縮機の振動を抑制することができる。
また、第３の発明では、モータ制御部（41）がトルク制御動作にトルク制御量を調節して、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）の電流値がそのピーク定格電流に基づく上限値、又は上記モータ（30）の特性に基づく上限値を超えないようにしている。従って、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）の電流値はピーク定格電流を超えないので、スイッチ素子（14）の損傷を防止でき、モータ制御装置（10）の信頼性を向上させることができる。
また、第４の発明では、モータ制御部（41）が、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）の電流のピーク値が小さくなるようにトルク制御動作に交流電源（31）の位相に対してモータ（30）の位相を調節する。従って、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）が損傷する危険性を低減できるので、モータ制御装置（10）の信頼性を向上させることができる。また、上記第３の発明のようにモータ（30）の電流値が一定の上限値未満になるようにトルク制御量を調節する場合においては、調節することが可能なトルク制御量の上限値を大きくすることができる。
また、第５の発明では、トルク制御動作時に、モータ制御部（41）がモータ（30）の回転速度をモータ（30）からうなり音が発生する回転速度の領域の範囲内に維持しないので、モータ（30）からうなり音の発生が抑制される。従って、トルク制御動作によって振動が抑制される圧縮機の静穏性をさらに向上させることができる。
また、第６の発明では、スイッチング素子（14）が、通常用いられるＳｉ素子に比べて同じ素子の容量で比較するとピーク定格電流を大きくすることができるワイドバンドギャップ半導体素子である。従って、トルク制御動作の際にスイッチング素子（14）の電流のピーク値がピーク定格電流を上回りにくくなるので、モータ制御装置（10）の信頼性を向上させることができる。
また、第７の発明では、スイッチ素子（14）が、通常用いられるＳｉ素子に比べて同じ素子の容量で比較するとピーク定格電流を大きくすることができるＳｉＣ素子である。従って、トルク制御動作の際にスイッチ素子（14）の電流のピーク値がピーク定格電流を上回りにくくなるので、モータ制御装置（10）の信頼性を向上させることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
−モータ制御装置の構成−
本実施形態のモータ制御装置（10）は、例えば空気調和装置の冷媒回路に接続される１シリンダのロータリ圧縮機のＤＣブラシレスモータ（30）に接続される。このモータ制御装置（10）は、図１に示すように、電力変換部（40）とモータ制御部（41）と電流検出部（43）と負荷トルク検出部（42）とを備えている。また、電力変換部（40）は、整流回路（20）とコンデンサ回路（22）とインバータ回路（25）とを備えている。なお、圧縮機は、ロータリ圧縮機以外のものでもよく、複数シリンダのものでもよい。また、モータは、ＤＣブラシレスモータ以外のものでもよい。
整流回路（20）は、交流電源（31）からの交流電圧を整流するためのものである。整流回路（20）は、４つのダイオード（12）がブリッジ状に接続されて構成されている。整流回路（20）は、入力側が交流電源（31）に接続される。また、整流回路（20）とコンデンサ回路（22）との間の正極母線には、リアクタ（27）が設けられている。
コンデンサ回路（22）は、整流回路（20）の出力側において正極母線と負極母線との間に接続されている。コンデンサ回路（22）には、従来のモータ制御装置に用いるコンデンサに比べて容量が小さいコンデンサ（13）が設けられている。コンデンサ（13）の容量は、例えば１μＦ〜５０μＦである。コンデンサ回路（22）は、整流回路（20）の出力を受けて、コンデンサ（13）の両端から交流電源（31）の２倍の周波数の脈動を有する整流電圧を出力する。
インバータ回路（25）は、多相交流（本実施形態では三相交流）をモータ（30）に供給するためのものである。インバータ回路（25）では、２つのスイッチ素子（14）が直列に接続された３つの回路が、正極母線と負極母線との間に並列に接続されて構成されている。この３つの回路においてスイッチ素子（14）の間は、モータ（30）の三相コイル（ｕｖｗ）の別々の端子に接続されている。また、各スイッチ素子（14）には、ダイオード（15）が並列に接続されている。スイッチ素子（14）には、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなどが用いられる。また、スイッチ素子（14）は、Ｓｉ素子として構成されている。
電流検出部（43）は、モータ（30）の電流値を検出するためのものである。電流検出部（43）は、常に電流値を検出することができるように、三相コイル（ｕｖｗ）とインバータ回路（25）との間の３本の電線のうちの少なくとも２本に接続されている。
負荷トルク検出部（42）は、モータ（30）の負荷トルクを検出するためのものである。負荷トルク検出部（42）は、電流検出部（43）が検出する電流値に基づいてモータ（30）の負荷トルクを検出するように構成されている。
モータ制御部（41）は、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）に駆動信号を出力してそのスイッチ素子（14）をＯＮ／ＯＦＦするように構成されている。モータ制御部（41）は、スイッチ素子（14）をＯＮ／ＯＦＦすることによりモータ（30）の回転速度や出力トルクを調節する。また、モータ制御部（41）は、例えばモータ（30）の低速運転時に、モータ（30）の負荷トルク変動に応じてモータ（30）の出力トルクを変動させるトルク制御動作を行うように構成されている。トルク制御動作では、モータ制御部（41）が、モータ（30）の負荷トルク変動に応じて、駆動信号における電圧指令や電流指令の変動量を調節する。これにより、スイッチ素子（14）のキャリア周波数内におけるＯＮ時間が調節される。
−モータ制御装置の動作−
以下に、モータ制御装置（10）におけるモータ制御部（41）のトルク制御動作について説明する。なお、トルク制御動作の際、モータ制御部（41）には、負荷トルク検出部（42）が検出するモータ（30）の負荷トルクを表す負荷トルク信号と、電流検出部（43）が検出するモータ（30）の電流値を表すモータ電流信号とが入力される。
まず、モータ制御部（41）は、負荷トルク検出部（42）から負荷トルク信号に基づいて、モータ（30）の負荷トルク変動に応じてモータ（30）の出力トルクが変動するように、駆動信号における電圧指令や電流指令の変動量を調節する。そして、モータ制御部（41）は、電圧指令や電流指令の変動量を調節した駆動信号を各スイッチ素子（14）へ出力し、各スイッチ素子（14）をＯＮ／ＯＦＦする。これにより、図２に示すように、モータ（30）の負荷トルク変動に同期してモータ（30）の出力トルクが変動する。なお、モータ制御部（41）が電圧指令や電流指令の変動量を調節すると、スイッチ素子（14）のキャリア周波数内におけるＯＮ時間が調節される。
なお、モータ制御部（41）には、スイッチ素子（14）のピーク定格電流に基づく値が、モータ（30）の電流の上限値として設定されている。上限値は、スイッチ素子（14）のピーク定格よりも少しだけ小さい値である。モータ制御部（41）は、トルク制御動作の際に、モータ（30）の電流値が上限値を超えないように、モータ（30）の出力トルクの変動量であるトルク制御量を調節する。
具体的に、モータ制御部（41）は、トルク制御量を調節するために、電流検出部（43）からのモータ電流信号に基づいて、駆動信号における電圧指令や電流指令の変動量を調節して駆動信号を出力する。電圧指令や電流指令の変動量が調節されると、キャリア周波数内のＯＮ時間が調節され、トルク制御量が調節される。図３には、トルク制御量が異なる場合のモータ（30）の出力トルクの変動状況やモータ（30）の電流値の変動状況を示す。モータ制御部（41）がトルク制御量５０％でトルク制御動作を行うと、圧縮機の振動はトルク制御動作を行わない場合の半分になる。なお、上限値は、モータ（30）の特性に基づく値として設定してもよい。
−実施形態の効果−
本実施形態では、モータ制御部（41）が、モータ（30）の一回転中に発生する負荷トルク変動に応じてモータ（30）の出力トルクを変動させるトルク制御動作を行う。整流回路（20）で整流された整流電圧がほとんど平滑化されずにインバータ回路（25）に入力されるモータ制御装置（10）にてトルク制御動作を行うと、交流電源（31）の周波数の２倍の脈動成分と、モータ（30）の一回転中に発生する負荷トルク変動の脈動成分とが重畳して、モータ（30）の出力トルクの波形やモータ（30）を流れる電流の波形は、図２に示すように、ビートを含んだ波形となる。ここで、このビートを含んだ波形の周波数解析を行うと、交流電源（31）の周波数の２倍の脈動成分は顕著に現れるものの、負荷トルク変動の脈動成分は低減できることが確認できる。そして、顕著に現れる方の脈動成分は、例えば交流電源（31）が５０Ｈｚの場合は１００Ｈｚの脈動成分となり、１００Ｈｚ程度の高い周波数の脈動成分であればモータ（30）のイナーシャの効果により、この脈動成分がモータ（30）の回転速度に与える影響は少ない。従って、整流回路（20）で整流された整流電圧がほとんど平滑化されずにインバータ回路（25）に入力されるモータ制御装置（10）にてトルク制御動作を行うことにより、圧縮機の振動を抑制することができる。
また、本実施形態では、モータ制御部（41）がトルク制御動作にトルク制御量を調節して、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）の電流値がそのピーク定格電流に基づく上限値を超えないようにしている。従って、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）の電流値はそのピーク定格電流を超えないので、スイッチ素子（14）の損傷を防止でき、モータ制御装置（10）の信頼性を向上させることができる。
−実施形態の変形例１−
実施形態の変形例１について説明する。この変形例１では、図４に示すように、モータ制御装置（10）が、電源位相検出部（45）とモータ位相検出部（46）とを備えている。
具体的に、電源位相検出部（45）は、交流電源（31）の位相を検出するように構成されている。また、モータ位相検出部（46）は、モータ（30）の電流値に基づいてモータ（30）の位相を検出するように構成されている。なお、モータ位相検出部（46）は、モータ（30）の電圧値に基づいてモータ（30）の位相を検出するように構成されていてもよいし、モータ（30）に取り付けられる位相検出センサにより構成されていてもよい。
このモータ制御装置（10）では、トルク制御動作の際に、モータ制御部（41）には、電源位相検出部（45）が検出する交流電源（31）の位相を表す電源位相信号と、モータ位相検出部（46）が検出するモータ（30）の位相を表すモータ位相信号とが入力される。また、モータ制御部（41）には、モータ（30）を流れる電流のピーク値が最も小さくなる、交流電源（31）の位相に対するモータ（30）の位相が、予め記憶されている。例えば、モータ制御部（41）は、図５（Ａ）に示す交流電源（31）の位相に対して、図５（Ｂ）に示すモータ（30）の位相になる状態を、モータ（30）を流れる電流のピーク値が最も小さくなる状態として記憶している。
モータ制御部（41）は、電源位相信号とモータ位相信号とに基づいて、現在の交流電源（31）の位相に対するモータ（30）の位相の状態を把握する。そして、モータ制御部（41）は、モータ（30）の周波数を増加又は減少させることにより、予め記憶している交流電源（31）の位相に対するモータ（30）の位相の状態になるように、モータ（30）の位相を調節する。例えば、モータ制御部（41）が、交流電源（31）の位相に対するモータ（30）の位相が現在は図５（Ｃ）の状態であると認識すると、モータ（30）の周波数を一時的に増加させて、交流電源（31）の位相に対するモータ（30）の位相を図５（Ｂ）の状態に調節する。
なお、モータ制御部（41）は、トルク制御動作を行う際にモータ（30）の回転周期が交流電源（31）の半周期の整数倍になっていない場合は、モータ（30）の回転周期が交流電源（31）の半周期の整数倍になるようにモータ（30）の周波数を調節する。
この変形例１では、モータ制御部（41）が、モータ（30）の電流のピーク値が小さくなるようにトルク制御動作に交流電源（31）の位相に対してモータ（30）の位相を調節するので、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）の電流のピーク値が小さくなる。従って、インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）が損傷する危険性を低減できるので、モータ制御装置（10）の信頼性を向上させることができる。また、上記実施形態のようにモータ（30）の電流値が一定の上限値未満になるようにトルク制御量を調節する場合においては、調節することが可能なトルク制御量の上限値を大きくすることができる。これにより、圧縮機の振動を低減させることができる。
−実施形態の変形例２−
実施形態の変形例２について説明する。この変形例２では、図６に示すように、モータ制御部（41）が、うなり回転速度記憶部（47）を備えている。うなり回転速度記憶部（47）は、うなり音が発生するモータ（30）の回転速度の領域をうなり発生領域として記憶している。うなり音発生領域は、例えば設計時に試験を行うことにより導き出して、うなり回転速度記憶部（47）に記憶させる。
このモータ制御装置（10）では、モータ制御部（41）が、トルク制御動作時にモータ（30）の回転速度がうなり発生領域の範囲内に維持されることを禁止するように構成されている。つまり、モータ制御部（41）は、トルク制御動作時にモータ（30）の回転速度がうなり発生領域の範囲内になる状態が連続しないようにモータ（30）の回転速度を制御する。例えば、モータ（30）の回転速度をうなり発生領域よりも小さい値から大きい値に調節する場合は、モータ（30）の回転速度が一時的にうなり発生領域を通過することがある。しかし、モータ制御部（41）の動作によりモータ（30）の回転速度がうなり発生領域の範囲内に保たれることは防止される。
この変形例２では、モータ（30）からうなり音の発生が抑制されるので、トルク制御動作によって振動が抑制される圧縮機の静穏性をさらに向上させることができる。
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
上記実施形態について、スイッチ素子（14）は、例えばＳｉＣ素子、ＧａＮ素子、ダイヤモンド素子などのワイドバンドギャップ半導体素子であってもよい。ワイドバンドギャップ半導体素子は、Ｓｉ素子に比べてバンドギャップが大きい半導体素子であり、耐熱性が高いため、同じ素子の電流容量で比較すると電流のピーク定格が大きくできる。なお、ワイドギャップ半導体素子は、少なくとも１．２ｅＶ以上、更には２．０ｅＶ以上のバンドギャップを有することが好ましい。
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、本発明は、整流回路とインバータ回路とを備える圧縮機のモータ用のモータ制御装置について有用である。
本発明の実施形態に係るモータ制御装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係るモータ制御装置のトルク制御動作時におけるモータの負荷トルク、モータの出力トルク、モータの電流値の変動状況を表す図表である。 本発明の実施形態に係るモータ制御装置のトルク制御動作時におけるモータの負荷トルク、モータの出力トルク、モータの電流値の変動状況をトルク制御量毎に表した図表であり、（Ａ）はトルク制御量１００％、（Ｂ）はトルク制御量５０％、（Ｃ）はトルク制御量０％の図表である。 本発明の実施形態の変形例１に係るモータ制御装置の概略構成図である。 本発明の実施形態の変形例１に係るモータ制御装置のトルク制御動作時において交流電源の位相に対してモータの位相を調節する動作を説明するための図表であり、（Ａ）は交流電源の位相を表す図表であり、（Ｂ）はモータの位相を調節する前のモータの負荷トルク、モータの出力トルク、モータの電流値の変動状況を表す図表であり、（Ｃ）はモータの位相を調節した後のモータの負荷トルク、モータの出力トルク、モータの電流値の変動状況を表す図表である。 本発明の実施形態の変形例２に係るモータ制御装置の概略構成図である。 インバータに入力される整流電圧の波形を示す図表である。
符号の説明
10 モータ制御装置
14 スイッチ素子
20 整流回路
25 インバータ回路
30 モータ
31 交流電源
40 電力変換部
41 モータ制御部
43 電流検出部

Claims (7)

  1. 圧縮機による流体の圧縮行程において、一回転中に負荷トルク変動が発生する圧縮機のモータ（30）を制御するモータ制御装置であって、
    交流電源（31）からの交流電圧を整流する整流回路（20）と、該整流回路（20）の出力を受けてコンデンサ（13）の両端から交流電源（31）を全波整流した波形状の整流電圧を出力するコンデンサ回路（22）と、該整流電圧を受けて交流電流を上記モータ（30）へ出力するインバータ回路（25）とを有する電力変換部（40）と、
    上記インバータ回路（25）を制御することにより上記モータ（30）を制御するモータ制御部（41）とを備え、
    上記モータ制御部（41）は、上記モータ（30）の負荷トルク変動の脈動成分及び上記整流電圧の脈動成分を上記モータ（30）の出力トルクに重畳させることによって、上記モータ（30）の負荷トルク変動に応じて該モータ（30）の出力トルクを変動させるトルク制御動作を行うことを特徴とするモータ制御装置。
  2. 請求項１において、
    上記モータ制御部（41）は、上記モータ（30）の出力トルクの波形における各波のピーク値を時系列順に結んで形成される波状の線が上記モータ（30）の負荷トルク変動の波形に応じて脈動する形状になるように、上記トルク制御動作を行うことを特徴とするモータ制御装置。
  3. 請求項１又は２において、
    上記モータ（30）の電流値を検出するための電流検出部（43）を備え、
    上記モータ制御部（41）は、上記電流検出部（43）が検出するモータ（30）の電流値が、上記インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）のピーク定格電流に基づく上限値、又は上記モータ（30）の特性に基づく上限値を超えないように、上記トルク制御動作においてトルク制御量を調節することを特徴とするモータ制御装置。
  4. 請求項１乃至３の何れか１つにおいて、
    上記モータ制御部（41）は、上記トルク制御動作時に上記モータ（30）を流れる電流のピーク値が小さくなるように上記交流電源（31）の位相に対して上記モータ（30）の位相を調節することを特徴とするモータ制御装置。
  5. 請求項１乃至４の何れか１つにおいて、
    上記モータ制御部（41）は、上記トルク制御動作時に上記モータ（30）の回転速度が該モータ（30）からうなり音が発生する回転速度の領域の範囲内に維持されることを禁止するように構成されていることを特徴とするモータ制御装置。
  6. 請求項１乃至５の何れか１つにおいて、
    上記インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）は、ワイドバンドギャップ半導体素子であることを特徴とするモータ制御装置。
  7. 請求項６において、
    上記インバータ回路（25）のスイッチ素子（14）は、ＳｉＣ素子であることを特徴とするモータ制御装置。
JP2006236354A 2006-08-31 2006-08-31 モータ制御装置 Active JP4192979B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006236354A JP4192979B2 (ja) 2006-08-31 2006-08-31 モータ制御装置
US12/439,496 US8098035B2 (en) 2006-08-31 2007-08-29 Motor control unit
PCT/JP2007/066778 WO2008026643A1 (fr) 2006-08-31 2007-08-29 Dispositif de commande de moteur
KR1020097004874A KR101077718B1 (ko) 2006-08-31 2007-08-29 모터제어장치
EP07806255.1A EP2058937A4 (en) 2006-08-31 2007-08-29 Motor control device
AU2007289666A AU2007289666B2 (en) 2006-08-31 2007-08-29 Motor control device
CN2007800306462A CN101507097B (zh) 2006-08-31 2007-08-29 马达控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006236354A JP4192979B2 (ja) 2006-08-31 2006-08-31 モータ制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008061409A JP2008061409A (ja) 2008-03-13
JP4192979B2 true JP4192979B2 (ja) 2008-12-10

Family

ID=39135925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006236354A Active JP4192979B2 (ja) 2006-08-31 2006-08-31 モータ制御装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8098035B2 (ja)
EP (1) EP2058937A4 (ja)
JP (1) JP4192979B2 (ja)
KR (1) KR101077718B1 (ja)
CN (1) CN101507097B (ja)
AU (1) AU2007289666B2 (ja)
WO (1) WO2008026643A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012098628A1 (ja) 2011-01-18 2012-07-26 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
JP2012151960A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Daikin Ind Ltd 電力変換装置
WO2019187721A1 (ja) 2018-03-29 2019-10-03 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
WO2020184285A1 (ja) 2019-03-14 2020-09-17 ダイキン工業株式会社 直接形の電力変換装置

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011072142A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Daikin Industries Ltd 電力変換装置
GB201006395D0 (en) * 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Control of a brushless motor
GB201006388D0 (en) * 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Control of brushless motor
GB201006398D0 (en) 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Control of a brushless motor
GB201006396D0 (en) 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Control of a brushless motor
GB201006391D0 (en) 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Control of a brushless permanent-magnet motor
GB201006384D0 (en) * 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Control of a brushless motor
GB201006386D0 (en) 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Control of a brushless motor
GB201006397D0 (en) * 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Control of a brushless motor
GB201006390D0 (en) * 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Control of a brushless motor
GB201006392D0 (en) 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Controller for a brushless motor
GB201006387D0 (en) * 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Control of a brushless motor
JP5321530B2 (ja) * 2010-04-23 2013-10-23 三菱電機株式会社 ３相電圧型ｐｗｍインバータ制御装置
ES2550642T3 (es) * 2010-08-30 2015-11-11 Mitsubishi Electric Corporation Dispositivo de bomba de calor, sistema de bomba de calor y método de control de inversor trifásico
GB2484289B (en) 2010-10-04 2013-11-20 Dyson Technology Ltd Control of an electrical machine
JP5249365B2 (ja) * 2011-01-26 2013-07-31 三菱電機株式会社 電力変換装置
CN103038993B (zh) * 2011-05-26 2016-04-20 松下电器产业株式会社 交流变换电路、交流变换方法及记录介质
KR101214489B1 (ko) * 2011-06-13 2012-12-24 엘지전자 주식회사 압축기 제어 장치 및 제어 방법
JP5899824B2 (ja) * 2011-11-07 2016-04-06 ダイキン工業株式会社 予熱装置
WO2013076937A1 (ja) * 2011-11-22 2013-05-30 パナソニック株式会社 交流変換回路
CN102522941B (zh) * 2011-12-21 2017-03-22 海尔集团公司 一种抑制压缩机低频振动的方法和系统
JP5319798B2 (ja) * 2012-01-25 2013-10-16 ファナック株式会社 入力される電流もしくは電力に応じてトルク指令を制限するモータ制御装置
KR101772083B1 (ko) * 2012-01-30 2017-08-28 엘지전자 주식회사 압축기 제어 장치 및 이를 포함한 냉장고
KR102136804B1 (ko) * 2013-01-23 2020-07-22 엘지전자 주식회사 모터 제어 장치 및 그 제어 방법
JP6137090B2 (ja) * 2014-09-02 2017-05-31 株式会社デンソー モータ制御装置
KR102253892B1 (ko) * 2014-10-31 2021-05-20 엘지전자 주식회사 압축기 제어 장치 및 제어 방법
NO20150759A1 (en) * 2015-06-11 2016-10-24 Fmc Kongsberg Subsea As Load-sharing in parallel fluid pumps
CN110892632B (zh) * 2017-08-04 2023-04-07 三菱电机株式会社 电动机驱动装置以及空调机
EP4231517A3 (en) * 2017-09-29 2023-11-15 Daikin Industries, Ltd. Power conversion device
CN112438017B (zh) * 2018-07-26 2023-11-14 三菱电机株式会社 电动机驱动装置以及冷冻循环应用设备
WO2021157176A1 (ja) * 2020-02-03 2021-08-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電動機駆動装置
US11750069B2 (en) * 2020-09-16 2023-09-05 Black & Decker Inc. Line conditioning accessory and protective circuit for power tool

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0742939B2 (ja) * 1985-10-07 1995-05-15 株式会社日立製作所 トルク制御式圧縮機
JPH0642789B2 (ja) 1989-05-25 1994-06-01 株式会社東芝 圧縮機用電動機の制御装置
FR2757709B1 (fr) * 1996-12-19 1999-03-05 Sgs Thomson Microelectronics Regulateur de moteur a induction
JP3691269B2 (ja) * 1999-01-12 2005-09-07 シャープ株式会社 モータ制御装置
JP3544338B2 (ja) * 2000-03-23 2004-07-21 シャープ株式会社 圧縮機モータの制御装置
JP2002051589A (ja) 2000-07-31 2002-02-15 Isao Takahashi モータ駆動用インバータの制御装置
JP3699663B2 (ja) * 2001-05-24 2005-09-28 勲 高橋 インバータ制御方法およびその装置
JP3766348B2 (ja) 2002-05-20 2006-04-12 三菱電機株式会社 電動機のトルク制御装置及び電動機のトルク制御方法及び密閉形圧縮機及び冷凍サイクル装置
JP3971316B2 (ja) 2003-01-31 2007-09-05 関西電力株式会社 瞬時大電力供給装置
JP4575704B2 (ja) * 2003-04-22 2010-11-04 パナソニック株式会社 モータ制御装置、圧縮機、空気調和機、及び冷蔵庫
KR100738755B1 (ko) 2003-04-22 2007-07-12 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 모터 제어 장치, 압축기, 공기 조화기, 및 냉장고
JP4679848B2 (ja) 2003-07-18 2011-05-11 パナソニック株式会社 モータ駆動装置
EP1501186B1 (en) 2003-07-18 2018-08-22 III Holdings 10, LLC Motor driving apparatus
JP2005204404A (ja) 2004-01-15 2005-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ駆動装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012098628A1 (ja) 2011-01-18 2012-07-26 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
JP2012151960A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Daikin Ind Ltd 電力変換装置
WO2019187721A1 (ja) 2018-03-29 2019-10-03 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
US10951152B2 (en) 2018-03-29 2021-03-16 Daikin Industries, Ltd. Power conversion apparatus
WO2020184285A1 (ja) 2019-03-14 2020-09-17 ダイキン工業株式会社 直接形の電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101077718B1 (ko) 2011-10-27
WO2008026643A1 (fr) 2008-03-06
EP2058937A4 (en) 2017-07-26
US20090251086A1 (en) 2009-10-08
AU2007289666A1 (en) 2008-03-06
JP2008061409A (ja) 2008-03-13
EP2058937A1 (en) 2009-05-13
KR20090039832A (ko) 2009-04-22
US8098035B2 (en) 2012-01-17
CN101507097B (zh) 2012-11-07
CN101507097A (zh) 2009-08-12
AU2007289666B2 (en) 2011-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4192979B2 (ja) モータ制御装置
JP6041866B2 (ja) 電力変換装置、その電力変換装置を備えたモータ駆動制御装置、そのモータ駆動制御装置を備えた送風機および圧縮機、ならびに、その送風機あるいは圧縮機を備えた空気調和機
KR101594662B1 (ko) 전력 변환 장치
JP6072924B2 (ja) 直流電源装置、およびそれを備えた冷凍サイクル適用機器
AU2006335684B2 (en) Electric motor driving device and compressor driving device
JP5126409B2 (ja) 電力変換装置
EP3182574B1 (en) Converter unit, drive controller, motor, and compressor
AU2011358036A1 (en) Backflow preventing means, power converting device, and refrigerating and air-conditioning apparatus
JPWO2014207824A1 (ja) 直流電源装置、およびそれを備えた冷凍サイクル適用機器
JP6075067B2 (ja) 電力変換装置
WO2019049299A1 (ja) 電力変換装置、圧縮機、送風機、および空気調和装置
CN110870198B (zh) 驱动装置、控制方法以及存储介质
JP5673118B2 (ja) 電力変換装置
WO2012108158A1 (ja) モータ駆動装置
JP2008061421A (ja) モータ制御装置
JP4186750B2 (ja) モータ制御装置
JP2020167747A (ja) 電源装置、駆動装置、制御方法、及びプログラム
JP2012165582A (ja) モータ制御装置
JP2004215434A (ja) モータの制御装置、その制御装置を用いた空気調和機および冷蔵庫
JP6384060B2 (ja) 電力変換装置
JP2004248395A (ja) モータ駆動装置
WO2023084726A1 (ja) 電力変換装置及び冷凍サイクル適用機器
WO2023105689A1 (ja) 電力変換装置、電動機駆動装置及び冷凍サイクル適用機器
JP7308949B2 (ja) 電動機駆動装置及び冷凍サイクル適用機器
JP5050485B2 (ja) 電動機制御装置およびそれを備えた空気調和機

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080401

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080602

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080826

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080908

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4192979

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131003

Year of fee payment: 5