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JP3395183B2 - モータ制御装置 - Google Patents
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JP3395183B2 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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JP3395183B2 JP51413597A JP51413597A JP3395183B2 JP 3395183 B2 JP3395183 B2 JP 3395183B2 JP 51413597 A JP51413597 A JP 51413597A JP 51413597 A JP51413597 A JP 51413597A JP 3395183 B2 JP3395183 B2 JP 3395183B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、交流電源を整流し所望の直流電圧を出力
すると同時に交流電源の力率を改善する電源回路と、モ
ータを駆動するモータ駆動回路から構成されるモータ制
御装置に関する。
背景技術 従来、交流電源を整流して直流電源に変換する整流回
路にあって、電源電流の高調波を抑制する電源回路とモ
ータ駆動回路とを組み合わせ、モータの速度制御を行う
モータ制御装置として、日本特開平６−105563号記載の
ものが知られている。
このモータ制御装置は、電源電流の高調波抑制と直流
電圧制御を同時に行う昇圧チョッパ回路を用いた力率改
善コンバータ回路とモータを駆動するインバータ回路か
らなり、低負荷時は直流電圧を力率改善が行える最低電
圧値に制御し、インバータ回路によるPWM制御によりモ
ータの速度制御を行い、高負荷時はインバータのPWM制
御をやめ、コンバータによる直流電圧制御でモータの速
度制御を行うPAM制御を行い、モータの速度制御を行っ
ていた。
上記従来技術では、モータの速度制御回路の構成が低
負荷時と高負荷時で異なり、各場合で異なった速度制御
演算を行う必要があった。すなわち、低負荷時は速度偏
差からインバータのPWM信号の通流率を、高負荷時は速
度偏差からコンバータの直流電圧指令をそれぞれ算出し
ていた。
また、低負荷時の制御回路と高負荷時の制御回路の切
り替えは、インバータのPWM信号の通流率の直流電圧値
と速度指令値及び現在速度に基づいて行われていた。
しかし、上記従来技術では、低負荷時と高負荷時の２
種類の速度制御回路を持つ必要があり、制御回路が複雑
になる。
また、低負荷時と高負荷時の制御回路の切替判定は多
数の異なった信号を用いて行われるため、それらの信号
を得るための多数の検出回路が必要であった。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点をなくし、負
荷の大小にかかわりなく簡単な一つの速度制御回路でモ
ータの速度制御を行うモータ制御装置を提供することに
ある。
発明の開示 本発明は、交流電源を直流に変換する整流回路及び平
滑回路と、スイッチング動作とインダクタンスによるエ
ネルギー蓄積効果を利用して直流電圧の制御を行うチョ
ッパ回路から成るコンバータ回路と、コンバータ回路の
出力に接続したインバータ回路及びモータから成るモー
タ駆動装置と、チョッパ回路のスイッチング動作を制御
するコンバータ制御回路と、インバータ回路のスイッチ
ング動作を制御しモータを駆動するインバータ制御回路
と、モータのロータ位置を検出し速度を演算する速度検
出回路と、演算速度値及び速度指令値を入力し、インバ
ータ制御回路を介してモータの速度制御を行う速度制御
回路と、速度制御回路の出力信号を入力し、この出力信
号に従ってコンバータ制御回路を介して直流電圧を制御
する直流電圧制御回路とを備えたモータ制御装置にあ
る。
より好ましい実施態様としては、直流電圧制御回路
は、速度制御回路の出力が所定値になると、直流電圧を
増減させる信号をコンバータ制御回路に出力する構成と
する。
より好ましい実施態様としては、直流電圧制御回路
は、速度制御回路の出力が所定の値になるよう、コンバ
ータ制御回路を介して直流電圧を制御する構成とする。
より好ましい実施態様としては、速度制御回路の出力
は、通流率信号または演算速度値と速度指令値の速度偏
差信号とする。
より好ましい実施態様としては、さらに、直流電圧の
脈動成分を検出し、脈動成分に応じてインバータ制御回
路への入力信号を変更する直流電圧脈動補正回路を設け
る。
上記構成において、インバータ制御回路は、速度検出
回路からの位置信号及び速度制御回路からの通流率信号
に基づいてインバータのスイッチング素子を駆動しモー
タを駆動する。速度検出回路はモータの誘起電圧を検出
し誘起電圧よりロータの位置を算出し、パルス上の位置
検出信号を出力するとともに、算出した位置信号から速
度を演算し速度制御回路に速度検出値として出力してい
る。速度制御回路は外部からの速度指令と速度検出値か
ら速度偏差が零になるようにインバータのPWMパルスの
通流率信号を算出している。上記インバータ回路，モー
タ，速度検出回路，インバータ制御回路及び、速度制御
回路によりモータの速度制御回路が構成され、外部から
の速度指令に従ってモータの速度制御が行われる。コン
バータ制御回路は直流電圧制御回路からの信号に従って
チョッパ回路のスイッチング素子を駆動する。直流電圧
制御回路は直流電圧と速度制御回路の出力信号、例えば
通流率信号を検出し、通流率信号が所定値、例えばある
通流率範囲の上限値に達したら直流電圧を所定の幅だけ
上昇させ、通流率信号が下限値に達したら直流電圧を所
定の幅だけ降下させるように直流電圧を制御する。上記
コンバータ回路，コンバータ制御回路及び、直流電圧制
御回路によりコンバータの直流電圧制御回路が構成され
直流電圧を制御する。
上記、モータ速度制御回路及びコンバータ直流電圧制
御回路を組み合わせそれぞれ動作させることにより、負
荷の状態に関係なく簡単な構成でモータ速度制御が可能
となる。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の第１の実施例に係るモータ制御装
置の構成図であり、第２図は、このモータ制御装置を構
成する直流電圧制御回路の構成を示す図である。
第３図及び第４図は、本発明の第１の実施例に係るモ
ータ制御装置の動作説明図である。
第５図，第６図，第７図及び第８図は、本発明の第１
の実施例に係るモータ制御装置を構成する直流電圧制御
回路の他の構成を示す図である。
第９図及び第10図は、第７図または第８図に示す直流
電圧制御回路を用いた場合における本発明の第１の実施
例に係るモータ制御装置の動作説明図である。
第11図は、本発明の第１の実施例に係るモータ制御装
置を構成する直流電圧制御回路のさらに他の構成を示す
図である。
第12図は、本発明の他の実施例に係るモータ制御装置
の構成図であり、第13図は、このモータ制御装置を構成
する直流電圧制御回路の構成を示す図である。
第14図は、本発明のさらに他の実施例に係るモータ制
御装置の構成図であり、第15図はこのモータ制御装置に
おける直流電圧脈動の補正動作を説明する図である。
第16図は、本発明のモータ制御装置を適用したエアコ
ン制御装置の構成図である。
第17図は、本発明のモータ制御装置の構成要素の一部
をモジュール化したコンバータモジュールの構成を示す
図である。
発明を実施するための最良の形態 本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従
ってこれを説明する。
第１図及び第２図は、本発明のモータ制御装置の第１
の実施例を説明する図である。第１図は、整流回路及び
昇圧チョッパ回路を用いたコンバータ回路と、インバー
タ回路及びモータから成るモータ駆動回路を備えたモー
タ制御装置の全体構成図である。
交流電源１はコンバータ回路２に接続され、コンバー
タ回路２を構成する整流回路と、リアクトル，ダイオー
ド及びトランジスタよりなる昇圧チョッパ回路を通して
直流電圧として出力される。コンバータ回路２内の昇圧
チョッパ回路はコンバータ回路２内の整流回路の出力側
に接続され、前記トランジスタのスイッチング動作及び
リアクトルのエネルギー蓄積効果により、入力電流を強
制的に流し電圧を昇圧する。昇圧された直流電圧は平滑
用コンデンサに供給され安定した直流電圧を出力する。
同期モータ４を接続したインバータ３は、コンバータ
回路２内の平滑用コンデンサに接続されており、この平
滑用コンデンサから供給される直流電圧を任意の交流電
圧に変換し同期モータ４を駆動する。
速度検出回路５は同期モータ４の誘起電圧より磁極位
置を算出しインバータ制御回路６に位置信号を出力して
いる。また、算出した位置信号から速度演算を行い速度
検出値を速度制御回路７に出力している。
速度制御回路７は速度検出回路５からの速度検出値及
び外部からの速度指令より、速度偏差が零になるように
通流率信号をインバータ制御回路６に出力している。
インバータ制御回路６は速度検出回路５からの位置検
出信号を及び速度制御回路７からの通流率信号を基にド
ライブ信号を作成し、インバータ回路３のトランジスタ
を駆動し、同期モータ４の速度制御を行っている。
コンバータ制御回路８は直流電圧制御回路９からの電
流指令値に基づいてコンバータ回路２内のトランジスタ
を駆動し、上記コンバータ回路２の入力電流を正弦波状
に制御し、電源の力率改善と同時に直流電圧の制御を行
う。
直流電圧制御回路９は速度制御回路７の出力である通
流率信号を検出し、通流率信号の値に応じて直流電圧を
制御する。
第２図は、直流電圧制御回路９の内部構成を示す。直
流電圧制御回路９は、前記通流率信号に従って直流電圧
指令値発生回路96が発生する複数の直流電圧指令値から
いずれかを選択し出力する選択回路93及びマルチプレク
サ95と、コンバータ回路２の出力直流電圧を検出し、制
御回路２で使用できるレベルの電圧値に変換する検出回
路94,比例項91及び積分項92とから構成されている。
比例項91及び積分項92は直流電圧指令値と直流電圧検
出値との偏差が零になるように動作し電流指令として出
力している。
マルチプレクサ95は複数設定してある直流電圧指令値
のいずれかを外部信号に従って選択し、選択した直流電
圧指令値のみを出力する回路である。第２図に示した例
では、直流電圧指令値は値の低いものから順に１から４
まで設定してある。直流電圧指令値１はコンバータ回路
２が制御できる最低直流電圧値に設定してある。
選択回路93は速度制御回路７の出力である通流率信号
を入力し、通流率信号の値に応じて切替信号をマルチプ
レクサ95に出力している。
次に選択回路93の動作を第３図の制御動作説明図を用
いて説明する。第３図は横軸にモータの回転数，縦軸に
直流電圧，モータ電圧及び通流率をとったグラフであ
り、負荷が一定の場合の回転数に対するモータ電圧，直
流電圧及び通流率の変化を示す図である。
モータの起動時など低回転時には、選択回路93は直流
電圧指令値１を選択するように切替信号を出力し、直流
電圧制御回路は選択された直流電圧指令値１になるよう
に直流電圧を制御する。
この制御された直流電圧の状態では電圧が低いため、
回転数を上昇させると早い時期に通流率は100％に到達
し、これ以上モータの回転数を上げることができなくな
る（Ａ点）。ここで選択回路93は直流電圧指令値２を選
択するように切替信号をマルチプレクサ95に出力する。
マルチプレクサ95は直流電圧指令値２を選択し、直流電
圧制御回路は直流電圧を直流電圧指令値２になるように
制御する。これにより通流率は60％まで急激に減少し、
モータ電圧は増加する。図では通流率の最小値は60％と
なっているが、これは説明のための便宜上の値である。
実際には負荷の状態，モータの回転数，速度制御回路７
の応答速度などにより依存し通流率の急激な変化はな
い。
さらにモータの回転数を上昇させると再度通流率は10
0％となる（Ｂ点）。ここで再度上記動作を行い直流電
圧指令値３を選択すると直流電圧は上昇し通流率は60％
まで減少する。
以上のような動作を繰り返すことで回転数の増加に従
い直流電圧を上昇させたモータの速度制御が行える。
次に上記とは反対にモータが減速する場合について説
明する。
モータが高回転で回転中減速指令がきてモータの回転
数を下げる場合、通流率が減少しモータ電圧を下げてい
く。ここで通流率が60％になると（Ｃ点）、先ほどとは
反対に直流電圧指令値を直流電圧指令値４から直流電圧
指令値３に切り替え、直流電圧を下げる。直流電圧を下
げると通流率は増加し100％近い値となる。ここで直流
電圧の減少幅は、直流電圧を下げたときに通流率が100
％を越えない値に設定される必要がある。
さらに回転数を下げるためには通流率を減少させＢ点
で直流電圧指令値を直流電圧指令値３から直流電圧指令
値２に切り替え、上記動作を繰り返し行いモータの回転
数を制御していく。
以上の動作を繰り返し行うことにより、通流率を常に
100％近い値で保て、直流電圧もモータが必要としてい
る電圧に近い状態に常に維持できる。これによりモータ
及びインバータの損失が改善され、モータ効率及びイン
バータ効率が常に良好な状態でモータが駆動される。ま
た、コンバータに関しても必要以上に直流電圧を上昇さ
せることがなくコンバータ効率を改善できる。
さらに、モータ回転数に応じて直流電圧を変えること
ができることから、一つの回路で低回転から高回転まで
対応できる。言い換えれば、モータ設計点の異なる数種
のモータでも一つの制御装置で対応でき、常に効率の良
い点で運転ができる。
第４図は、第３図に示した場合に比べて直流電圧を切
り替える点を高回転数側に集めた場合の制御動作の説明
図である。基本的な動作は第３図の場合と同じである。
異なる所は、直流電圧を切り替える通流率の値が100％
と90％になっていることである。
コンバータ回路２では昇圧チョッパ回路を用いてお
り、直流電圧を受電電圧の√２倍以下に下げることはで
きないことから、実際の動作では第３図に示す動作に比
べ第４図に示す動作の方が有効である。また、本実施例
では昇圧チョッパ回路を使用したコンバータ回路で説明
しているが、昇降圧チョッパ回路などを用いた直流電圧
を下げることができるコンバータ回路でも同様の動作が
可能である。
今回直流電圧指令値の選択レベルが４レベルの場合で
動作を説明した。しかし、直流電圧指令値は細かく設定
することが可能であり、さらに広い範囲で直流電圧を制
御できることから、選択可能な直流電圧指令値の数は回
路構成が許す限り多い方が良い。
また、第２図に示す直流電圧制御回路では直流電圧偏
差から電流指令値を算出しているが、直接直流電圧指令
値を算出しても良い。
第５図は、第２図に示した直流電圧制御回路とは異な
る実施例の直流電圧制御回路の内部構成を示す図であ
る。第２図とは異なる所は直流電圧指令値発生回路98と
直流電圧の検出回路97である。第５図に示した方式で
は、直流電圧指令値は一つであり、検出回路97を複数個
設けている。その他の回路は第２図のものと同様の動作
を行う。
第５図の場合、通流率信号を入力して選択回路93が発
生する切替信号によりマルチプレクサ95を切り替え、複
数の検出回路のいずれかを選択する。選択した検出回路
の検出信号に従って直流電圧の制御を行う。この方式で
も第３図，第４図に示した動作を行うことができ、同様
の効果が得られる。なお、検出回路97は直流電圧を制御
回路で扱える電圧レベルに変換する回路であり、所定の
直流電圧になったら直流電圧指令値と同じ電圧を発生す
る回路構成になっている。
最近、コンバータ回路制御用ICなど、検出回路のゲイ
ンを調整して直流電圧を制御する方式のものが多数製作
されている。コンバータ回路制御用ICを用いたモータ制
御装置では第５図に示した方式が有効である。
第６図は、第５図に示した構成を具体的な回路で示し
た図である。第６図では第５図に示した選択回路93をマ
イコン70を用いソフトウエアで実現している。また、第
５図に示した比例項91,積分項92をオペアンプ71を用い
たアナログ回路で実現している。直流電圧の検出回路96
を第６図に示す様な抵抗ラダー回路72で構成した。な
お、マイコン70は第１図に示した速度検出回路５及び、
速度制御回路７の機能も有している。
第２図，第５図及び第６図に示した直流電圧制御回路
は直流電圧指令値もしくは直流電圧検出値をマルチプレ
クサ95等で選択し直流電圧制御を行ものであった。しか
し、これらの方式では指令値もしくは検出値が不連続的
に切り替わる。このため、切り替え点で直流電圧の大き
な変化が生じる。
第７図は第２図に示した直流電圧指令値96を連続的に
可変するために直流電圧指令演算回路90を用いた場合の
直流電圧制御回路の構成を示す。また、第８図は第５図
に示した直流電圧検出回路97を直流電圧検出演算回路99
に置き換えた場合を示す。
直流電圧指令演算回路90は通流率信号を検出し、通流
率が所定の値になるように直流電圧指令値を算出するも
のである。また、直流電圧検出演算回路99は通流率信号
を検出し、通流率が所定の値になるように直流電圧検出
ゲインを算出し、検出したゲインに応じて直流電圧検出
値を出力するものである。
上記により直流電圧指令値あるいは直流電圧検出値は
連続的な出力となり、直流電圧をリニアに制御できる。
上記第７図や第８図の直流電圧制御回路を用いた場合
の回転数に対する直流電圧，通流率，モータ電圧を第９
図に示す。この方式の場合、直流電圧をリニアに制御で
きるため、滑らかなモータ制御が可能になる。
また、第１図に示すコンバータ回路２に昇降圧チョッ
パ回路を用いれば直流電圧を電流電圧以下に制御できる
ため、第10図に示すように低回転時から通流率を大きく
制御できる。このため、低回転でも効率の良いモータ制
御が可能になる。第10図は直流電圧を自由に制御できる
コンバータ回路を使用した場合の回転数に対する直流電
圧，通流率，モータ電圧の関係を示した図である。
これまで第３図，第４図，第９図及び第10図に示した
制御動作説明図は回転数を横軸に示したが、モータ負荷
やモータ出力を横軸にとっても同様のグラフとなる。
第11図は、第７図に示した回路と同様直流電圧指令値
をリニアに出力するための通流率指令値発生回路80,比
例項81及び積分項82からなる通流率制御回路を導入した
直流電圧制御回路の構成を示す。上記通流率制御回路に
より通流率が一定になるような直流電圧指令値を算出で
きる。第１図に示す直流電圧制御回路を用いても、第９
図や第10図に示す動作が可能である。
次に本発明の他の実施例に係るモータ制御装置の構成
を第12図及び第13図に示す。第12図はモータ制御装置の
全体構成図であり、第13図は第12図に示す直流電圧制御
回路11の内部構成図である。本実施例で第１図に示した
実施例と異なる所は直流電圧制御回路11で、直流電圧検
出回路97における選択に通流率信号と第12図に示す速度
制御回路12内部の速度偏差信号を用いる所である。
第13図に示す選択回路110の動作を第３図を用いて説
明する。選択回路110は、通流率が100％に達し、かつ速
度偏差が通流率をさらに増加させる方向にある時、直流
電圧検出回路97の出力を直流電圧が増加する方に切り替
える。反対に、通流率が60％に低下し、かつ速度偏差が
通流率をさらに減少させる方向にある時、直流電圧検出
回路97の出力を直流電圧が減少する方に切り替える。こ
れにより本実施例におけるモータ制御回路は第３図に示
したように動作する。
第１図に示したモータ制御装置を用いた場合、選択回
路93は通流率信号のみを選択の判断基準にしているた
め、通流率が100％や60％でモータ負荷とモータ出力が
平衡した場合でも、直流電圧の変更を行ってしまう。
本実施例はこのような点を改善した方式であり、通流
率信号以外にモータ負荷とモータ出力が平衡しているか
どうかを検出する信号、ここでは、速度偏差信号を検出
し、無駄な直流電圧値の変更を防止している。本実施例
は速度偏差信号を検出しているが、モータ負荷とモータ
出力の平衡状態が判る信号であれば別の信号を用いても
良い。
また、本実施例では直流電圧検出回路97においていず
れかの直流電圧を選択しているが、直流電圧指令値を複
数持ち、この中から直流電圧指令値を選択しても良い。
本発明のさらに他の実施例に係るモータ制御装置を第
14図及び第15図を用いて説明する。第14図は、第１図に
示したモータ制御装置に直流電圧脈動補正回路10を追加
した直流電圧脈動補正モータ制御装置である。第15図は
第14図の直流電圧脈動補正モータ制御装置の動作説明図
である。
第14図に示す直流電圧脈動補正モータ制御装置の各回
路は直流電圧脈動補正回路10を除いて第１図に示した第
１の実施例と同様の動作を行う。直流電圧脈動補正回路
10は直流電圧の脈動成分を検出し、脈動成分と逆位相に
なる脈動信号を、速度制御回路７で作成された通流率信
号に掛け合わせ、補正通流率信号を作成する回路であ
る。
第15図に直流電圧脈動補正を行った時の通流率の時間
変化を様子を示す。第15図において、横軸は時間、縦軸
は直流電圧，通流率及び補正通流率を示す。直流電圧の
脈動成分の逆位相で補正通流率が変化しているのがわか
る。
本実施例では直流電圧脈動があってもその影響を受け
ないモータ制御が可能である。また、本方式において
は、直流電圧制御回路９は通流率を100％以下で制御す
る必要がある。
次に、本発明のモータ制御装置を適用したエアコン制
御装置の構成を100％以下で制御する必要がある。
次に、本発明のモータ制御装置を適用したエアコン制
御装置の構成を第16図に示す。本実施例は室温を検出し
室温を設定温度に制御するインバータエアコンである。
エアコン制御装置は、室温を検出する室温センサ203,
室温設定値と室温検出値との温度偏差を零にするように
圧縮機200の回転数指令値を算出する温度制御回路202,
この回転数指令に従い圧縮機200の回転数を制御する圧
縮機回転数制御回路201,回転数指令値を検出し回転数指
令値が所定の値になるよう、冷凍サイクルを構成する室
外ファン204,室内ファン210及び膨張弁208を制御する制
御信号を演算し出力する冷凍サイクル制御回路206、及
びこの冷凍サイクル制御装置206からの制御信号に従っ
て各冷凍サイクル構成要素（室外ファン204,室内ファン
210,膨張弁208）を制御する制御回路（室外風量制御回
路205,室内風量制御回路209,膨張弁開度制御回路207）
から構成されている。
圧縮機回転数制御回路201は温度制御回路202からの回
転数指令値に従って圧縮機に直結されているモータの速
度制御を行うモータ制御装置であり、上記実施例のモー
タ制御装置を適用したものである。
室外風量制御回路205及び室内風量制御回路209も圧縮
機回転数制御回路201と同様、室外ファンないし室内フ
ァンに直結したモータの速度制御を行うモータ制御装置
から構成されている。前記冷凍サイクル制御回路206か
ら送られてくる信号は、前記室外ファンないし室内ファ
ンの回転数指令値である。
膨張弁解度制御装置207は膨張弁208に直結され、膨張
弁の開度を調節するステップモータの制御装置であり、
冷凍サイクル制御回路206が出力する開度信号に従いス
テップ信号を発生し、ステップモータを駆動する。膨張
弁208はステップモータの回転角度に比例して膨張弁開
度が変化する電動膨張弁である。
冷凍サイクル制御装置206は温度制御回路202の出力の
回転数指令値が、あらかじめ設定されている値になるよ
うに冷凍サイクル構成要素（室外ファン204,室内ファン
210,膨張弁208）を制御する制御信号を算出し、各制御
装置に回転数指令及び開度指令値を出力する。冷凍サイ
クル構成要素の制御信号は冷凍サイクル全体が最大効率
で動作するように計算される。
冷凍サイクル制御装置206にあらかじめ設定される回
転数指令値は、インバータエアコンの動作条件により変
更される。
本実施例のエアコン制御装置を用いることにより圧縮
機の過度な高速回転がなくなり圧縮機の寿命が延びる。
また、冷凍サイクル全体を最大効率で動作できるため、
低温暖房能力が向上し運転に必要な電気代を低減でき
る。
次に本発明の実施例に係るコンバータモジュールの構
成を第17図に示す。本実施例は第１の実施例で説明し
た。コンバータ回路2,コンバータ制御回路８、及び直流
電圧制御回路９をモジュールに組み込み、一体化したコ
ンバータモジュールである。本モジュールでは昇圧チョ
ッパ回路を用いている。
コンバータ回路は整流回路101,リアクトル102,トラン
ジスタ104,ダイオード103及び平滑コンデンサ105から構
成され、整流回路101,トランジスタ104及びダイオード1
05の半導体素子がモジュール化されている。
コンバータ制御回路106は第２図に示すコンバータ制
御回路８と同様の動作を行う。選択回路108は外部信号
により直流電圧検出回路107内のいずれかの直流電圧値
を選択する。また、110は外部信号により直流電圧指令
回路109内のいずれかの直流電圧指令値を選択する。
本実施例により、直流電圧を制御できるコンバータ装
置を容易にかつコンパクトに作製できる。
産業上の利用可能性 以上のように、本発明のモータ制御装置によれば、簡
単な構成でモータ，インバータ及びコンバータの損失を
低減でき、制御装置を効率よく運転できる。また、モー
タ回転数に応じて直流電圧を可変できることから、一つ
の制御回路で低回転から高回転まで対応できる。言い換
えれば、モータ設計点の異なる数種のモータでも一つの
制御装置で制御でき、常に効率の良い点で運転ができ
る。さらに、直流電圧脈動の補正を簡単に行え、安定し
たモータの速度制御ができる。
また、このモータ制御装置をインバータエアコンに適
用した場合、高効率な冷凍サイクル制御ができ、電気代
を安くできる。
さらに、本発明のモータ制御装置におけるコンバータ
回路をモジュール化すれば容易にコンパクトなモータ制
御装置を作製できる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−105563（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−77492（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−313651（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−210202（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00 H02M 7/00 - 7/98 G05B 1/00 - 7/04 G05B 11/00 - 11/60 G05B 13/00 - 13/04 G05B 17/00 - 17/02 G05B 21/00 - 21/02 G01R 19/00 - 19/32 F24F 11/00 - 11/02

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくともスイッチング素子とリアクトル
    とダイオードを用いて入力から直流出力を作成しスイッ
    チング動作とインダクタンスによるエネルギー蓄積効果
    を利用して前記直流出力である直流電圧の制御を行うコ
    ンバータ回路と、前記直流電圧を平滑する平滑回路と、
    前記平滑回路に接続したインバータ回路と、前記インバ
    ータ回路により駆動されるモータと、前記モータの速度
    を制御するように制御信号を出力する速度制御回路と、
    前記制御信号に従って前記インバータ回路の動作を制御
    するインバータ制御回路からなるモータ制御装置におい
    て、 コンバータ制御回路を介して、前記コンバータ回路にお
    ける前記直流電圧を制御する直流電圧制御回路に異なる
    検出ゲインをもつ直流電圧検出回路を複数備え、 前記制御信号に応じて前記複数の直流電圧検出回路のひ
    とつを選択することを特徴とするモータ制御装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、前記制御信号が所定値
    になったら前記複数の直流電圧検出回路を切り替えるこ
    とを特徴とするモータ制御装置。
  3. 【請求項３】請求項１において、前記制御信号が第１の
    所定値になったら前記直流電圧検出回路を直流電圧が大
    きくなるように切り替え、前記制御信号が第２の所定値
    になったら前記直流電圧検出回路を直流電圧が小さくな
    るほうに切り替えることを特徴とするモータ制御装置。
  4. 【請求項４】交流を直流に交換する整流回路および平滑
    回路と、力率を改善するように動作するスイッチング素
    子とリアクトルとを有する力率改善回路と、前記平滑回
    路に接続したインバータと、前記インバータに接続した
    電動機と、前記電動機を速度制御するインバータ制御回
    路とを有し、制御装置の動作状況に応じて、前記平滑回
    路の直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率改善
    回路のスイッチング素子を動作させることを特徴とする
    電動機の制御装置。
  5. 【請求項５】交流を直流に変換する整流回路および平滑
    回路と、力率を改善するように動作するスイッチング素
    子とリアクトルとを有する力率改善回路と、前記平滑回
    路に接続したインバータと、前記インバータに接続した
    電動機と、前記電動機を速度制御するインバータ制御回
    路とを有し、電動機出力に応じて、前記平滑回路の直流
    電圧値を段階的に変えるように、前記力率改善回路のス
    イッチング素子を動作させることを特徴とする電動機の
    制御装置。
  6. 【請求項６】交流を直流に変換する整流回路および平滑
    回路と、力率を改善するように動作するスイッチング素
    子とリアクトルとを有する力率改善回路と、前記平滑回
    路に接続したインバータと、前記インバータに接続した
    電動機と、前記電動機を速度制御するインバータ制御回
    路とを有し、力率改善回路の入力電力に応じて、前記平
    滑回路の直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率
    改善回路のスイッチング素子を動作させることを特徴と
    する電動機の制御装置。
  7. 【請求項７】交流を直流に変換する整流回路および平滑
    回路と、力率を改善するように動作するスイッチング素
    子とリアクトルをを有する力率改善回路と、前記平滑回
    路に接続したインバータと、前記インバータに接続した
    電動機と、前記電動機を速度制御するインバータ制御回
    路とを有し、インバータに入力される直流電力に応じ
    て、前記平滑回路の直流電圧値を段階的に変えるよう
    に、前記力率改善回路のスイッチング素子を動作させる
    ことを特徴とする電動機の制御装置。
  8. 【請求項８】交流を直流に変換する整流回路および平滑
    回路と、力率を改善するように動作するスイッチング素
    子とリアクトルとを有する力率改善回路と、前記平滑回
    路に接続したインバータと、前記インバータに接続した
    電動機と、前記電動機を速度制御するインバータ制御回
    路とを有し、電動機に出力されるインバータ出力電力に
    応じて、前記平滑回路の直流電圧値を段階的に変えるよ
    うに、前記力率改善回路のスイッチング素子を動作させ
    ることを特徴とする電動機の制御装置。
  9. 【請求項９】交流を直流に変換する整流回路および平滑
    回路と、力率を改善するように動作するスイッチング素
    子とリアクトルとを有する力率改善回路と、前記平滑回
    路に接続したインバータと、前記インバータに接続した
    電動機と、前記電動機を速度制御するインバータ制御回
    路とを有し、前記インバータの通流率に応じて、前記平
    滑回路の直流電圧値を段階的に変えるように、前記力率
    改善回路のスイッチング素子を動作させることを特徴と
    する電動機の制御装置。
  10. 【請求項１０】請求項４乃至請求項９に記載のいずれか
    の電動機の制御装置で制御する電動機により圧縮動作を
    行うことを特徴とする圧縮機。
  11. 【請求項１１】請求項10において、前記圧縮機の回転数
    制御と膨張弁開度や熱交換機等冷凍サイクル制御で室温
    を所定の温度に制御するインバータエアコンにおいて、
    圧縮機の回転数指令値を検出し、前記回転数指令値に応
    じて前記膨張弁開度や前記熱交換機風量等冷凍サイクル
    制御量を変更し、室温制御を行うインバータエアコン。
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