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JP7592198B2 - Electric motor drive device and air conditioner - Google Patents
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Description

本開示は、電動機駆動装置及び空気調和機に関する。 The present disclosure relates to an electric motor drive device and an air conditioner.

従来、電動機駆動装置において、電動機の巻線の結線状態をY結線とΔ結線とに切り替えが可能な電動機駆動装置が知られている。特に、永久磁石を用いた電動機は、巻線に流れる電流である巻線電流が予め定められた許容値を超えると磁石が減磁するため、巻線電流が許容値以下となるように抑えて磁石が減磁するのを防止する保護機能を有する電動機駆動装置が用いられている。保護機能を有する電動機駆動装置は、インバータに流れる電流を検出し、検出した電流が閾値を超えていればインバータを停止させる。Conventionally, there is known an electric motor drive device that can switch the connection state of the motor windings between Y connection and Δ connection. In particular, in an electric motor using a permanent magnet, the magnets are demagnetized when the winding current, which is the current flowing through the windings, exceeds a predetermined allowable value, so an electric motor drive device with a protection function is used that prevents the magnets from being demagnetized by suppressing the winding current to below the allowable value. The electric motor drive device with a protection function detects the current flowing through the inverter and stops the inverter if the detected current exceeds a threshold value.

インバータに流れる電流を検出して閾値と比較する場合、検出した電流と巻線電流との比が結線状態に応じて異なるため、結線状態に応じて異なる閾値を用いる必要がある。Y結線では、インバータから出力される電流と巻線電流とは大きさが同じであるが、Δ結線では、インバータから出力される電流は巻線電流の√3倍になる。したがって、減磁の防止を目的としてインバータに流れる電流が閾値を超えないようにインバータを制御する場合、Y結線の場合に使用する閾値は、Δ結線の場合に使用する閾値の1/√3倍にする必要がある。 When detecting the current flowing through the inverter and comparing it with a threshold, the ratio of the detected current to the winding current varies depending on the wiring state, so a different threshold must be used depending on the wiring state. In a Y-connection, the current output from the inverter and the winding current are the same in magnitude, but in a Delta connection, the current output from the inverter is √3 times the winding current. Therefore, when controlling the inverter so that the current flowing through the inverter does not exceed a threshold in order to prevent demagnetization, the threshold used in the Y-connection must be 1/√3 times the threshold used in the Delta connection.

特許文献1には、電動機の固定子巻線がY結線の場合には、電流値信号がY結線用に定められた閾値を超えた時点で過電流検出信号をロウレベルからハイレベルに変化させ、電動機の固定子巻線がΔ結線の場合には、電流値信号がΔ結線用に定められた閾値を超えた時点で過電流検出信号をロウレベルからハイレベルに変化させる同期電動機の制御装置が開示されている。Patent document 1 discloses a control device for a synchronous motor that, when the stator winding of the motor is Y-connected, changes an overcurrent detection signal from low level to high level when the current value signal exceeds a threshold value defined for Y-connection, and, when the stator winding of the motor is Delta-connected, changes the overcurrent detection signal from low level to high level when the current value signal exceeds a threshold value defined for Delta connection.

国際公開第2019/082272号International Publication No. 2019/082272

しかしながら、特許文献1に開示される同期電動機の制御装置は、結線切替遷移中であったり、切替回路に故障が生じたりすることにより、結線状態がY結線の状態で過電流検出の基準がΔ結線用の閾値に変更されると、Y結線において過電流と判定すべき閾値よりもΔ結線用の閾値の方が大きいために過電流を検出できず、電動機に減磁が発生してしまう課題があった。However, the control device for a synchronous motor disclosed in Patent Document 1 has a problem that when the connection state is Y-connection and the standard for detecting overcurrent is changed to the threshold value for the Δ connection due to a connection switching transition or a failure in the switching circuit, the overcurrent cannot be detected because the threshold value for the Δ connection is higher than the threshold value for determining an overcurrent in the Y connection, and demagnetization of the motor occurs.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、電動機の巻線の結線状態をY結線とΔ結線とで切り替えることが可能な電動機において、減磁の発生を防止できるように過電流保護を行える電動機駆動装置を得ることを目的とする。The present disclosure has been made in consideration of the above, and aims to provide an electric motor drive device that can provide overcurrent protection to prevent demagnetization in an electric motor in which the winding connection state of the electric motor can be switched between Y connection and Δ connection.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る電動機駆動装置は、電動機の固定子の巻線を、複数の結線状態のうちのいずれに切り替えるかを示す結線切替信号を出力する結線判定制御部と、結線切替信号に基づいて結線状態を切り替える結線切替部と、電動機に過電流閾値以上の電流が流れることを防止する過電流保護回路とを備える。結線判定制御部は、電動機の回転子磁束を推定する回転子磁束推定部と、過電流閾値を切り替える過電流閾値切替信号及び結線切替信号を生成する結線切替制御部と、回転子磁束推定部による回転子磁束の推定結果を用いて実際の結線状態を特定し、結線切替信号が示す結線状態と実際の結線状態とが一致するか否かを判定する判定処理部とを含み、結線判定制御部は、結線切替信号の示す結線状態が、切替前よりも過電流閾値が大きい結線状態であれば、結線切替信号が示す結線状態と実際の結線状態とが一致する場合に、切替前の結線状態に対応する過電流閾値から切替後の結線状態に対応する過電流閾値に変更する過電流閾値切替信号を過電流保護回路へ出力する。In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objective, the electric motor drive device of the present disclosure includes a connection determination control unit that outputs a connection switching signal indicating which of a plurality of connection states the windings of the stator of the electric motor should be switched to, a connection switching unit that switches the connection state based on the connection switching signal, and an overcurrent protection circuit that prevents a current above an overcurrent threshold from flowing through the electric motor. The connection determination control unit includes a rotor flux estimation unit that estimates the rotor magnetic flux of the electric motor, a connection switching control unit that generates an overcurrent threshold switching signal and a connection switching signal that switch the overcurrent threshold, and a determination processing unit that identifies an actual connection state using the rotor magnetic flux estimation result by the rotor magnetic flux estimation unit and determines whether the connection state indicated by the connection switching signal matches the actual connection state, and if the connection state indicated by the connection switching signal is a connection state in which the overcurrent threshold is higher than before switching, the connection determination control unit outputs an overcurrent threshold switching signal to the overcurrent protection circuit when the connection state indicated by the connection switching signal matches the actual connection state.

本開示に係る電動機駆動装置は、電動機の巻線の結線状態をY結線とΔ結線とで切り替えることが可能な電動機において、減磁の発生を防止できるように過電流保護を行えるという効果を奏する。The electric motor drive device disclosed herein has the effect of providing overcurrent protection to prevent demagnetization in an electric motor in which the winding connection state of the motor can be switched between Y connection and Delta connection.

実施の形態1に係る電動機駆動装置の構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electric motor drive device according to a first embodiment; 実施の形態1に係る電動機駆動装置の結線判定制御部の構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a connection determination control unit of an electric motor driving device according to a first embodiment; 実施の形態1に係る電動機駆動装置の制御回路部を実現するハードウェアの構成例を示す図FIG. 1 is a diagram showing an example of a hardware configuration for implementing a control circuit unit of an electric motor drive device according to a first embodiment; 実施の形態1にかかる電動機駆動装置の動作手順を示すフローチャート1 is a flowchart showing an operation procedure of the electric motor drive device according to the first embodiment. 実施の形態2に係る空気調和機の構成を示す図FIG. 13 is a diagram showing the configuration of an air conditioner according to a second embodiment.

以下に、実施の形態に係る電動機駆動装置及び空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。 Below, the electric motor drive device and air conditioner relating to the embodiment are described in detail with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る電動機駆動装置の構成を示す図である。電動機駆動装置100は、電動機2を駆動する。図1に示すように、電動機2は、三相型であり、複数の巻線を有する。電動機駆動装置100は、交流電源1から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ10と、直流電圧を交流電圧に変換して電動機2に供給するインバータ20と、インバータ20から電動機2に供給される電流の電流値を検出する電流検出部21と、電動機2の結線状態を切り替える結線切替部22と、検出された電流値に基づいてインバータ20に電動機2を駆動するための指令を与え、かつ、結線切替部22に結線切替信号を与える制御回路部23とを備える。結線切替信号は、電動機2の固定子の巻線を、複数の結線状態のうちのいずれに切り替えるかを示す信号である。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electric motor drive device according to a first embodiment. The electric motor drive device 100 drives an electric motor 2. As shown in FIG. 1, the electric motor 2 is a three-phase type and has a plurality of windings. The electric motor drive device 100 includes a converter 10 that converts an AC voltage supplied from an AC power source 1 into a DC voltage, an inverter 20 that converts the DC voltage into an AC voltage and supplies the AC voltage to the electric motor 2, a current detection unit 21 that detects a current value of a current supplied from the inverter 20 to the electric motor 2, a connection switching unit 22 that switches a connection state of the electric motor 2, and a control circuit unit 23 that issues a command to the inverter 20 to drive the electric motor 2 based on the detected current value and issues a connection switching signal to the connection switching unit 22. The connection switching signal is a signal that indicates which of a plurality of connection states the windings of the stator of the electric motor 2 should be switched to.

電動機駆動装置100は、電流検出部21の代わりにコンバータ10とインバータ20との間に流れる電流を電流検出抵抗11によって検出することによってインバータ20から電動機2へ供給される電流の電流値を求める構成であってもよい。また、コンバータ10は、ダイオードブリッジで整流する構成でもよいし、公知のチョッパを用いて直流電流の電圧を昇圧及び降圧する構成であってもよい。The motor drive device 100 may be configured to obtain the current value of the current supplied from the inverter 20 to the motor 2 by detecting the current flowing between the converter 10 and the inverter 20 using a current detection resistor 11 instead of the current detection unit 21. The converter 10 may be configured to rectify with a diode bridge, or may be configured to step up and step down the voltage of the DC current using a known chopper.

制御回路部23は、電流検出抵抗11の電流値から過電流を検出する過電流保護回路40と、電動機2を駆動するための指令及び結線切替信号を制御する制御用マイクロコントローラ50とを備えている。制御用マイクロコントローラ50は、インバータ20が電動機2に印加する電圧の指令値などの電圧情報と検出された電流値とに基づいて電動機2の回転子磁束を特定定し、推定した回転子磁束に基づいて結線状態を特定する結線判定制御部30を有する。The control circuit section 23 includes an overcurrent protection circuit 40 that detects an overcurrent from the current value of the current detection resistor 11, and a control microcontroller 50 that controls commands and connection switching signals for driving the electric motor 2. The control microcontroller 50 has a connection determination control section 30 that determines the rotor magnetic flux of the electric motor 2 based on voltage information such as the command value of the voltage applied by the inverter 20 to the electric motor 2 and the detected current value, and determines the connection state based on the estimated rotor magnetic flux.

結線切替部22は、電動機2が三相型の場合は3個のリレーを備え、制御用マイクロコントローラ50から与えられた結線切替信号にしたがって3個のリレーを切り替える。The wiring switching unit 22 has three relays when the electric motor 2 is a three-phase type, and switches the three relays according to the wiring switching signal provided by the control microcontroller 50.

過電流保護回路40は、制御用マイクロコントローラ50からの指令に基づいて過電流閾値を変更する。 The overcurrent protection circuit 40 changes the overcurrent threshold based on instructions from the control microcontroller 50.

電動機2は、巻線の結線状態を切替可能であり、結線切替部22が各リレーを切り替えることにより、Y結線からΔ結線へ、又はΔ結線からY結線へ結線状態が切り替わる。各リレーの共通接点がb接点に接続されているときにおける結線状態はY結線である。一方、各リレーの共通接点がa接点に接続されているときにおける結線状態はΔ結線である。The electric motor 2 is capable of switching the winding connection state, and the connection switching unit 22 switches each relay to switch the connection state from Y connection to Δ connection, or from Δ connection to Y connection. When the common contact of each relay is connected to the b contact, the connection state is Y connection. On the other hand, when the common contact of each relay is connected to the a contact, the connection state is Δ connection.

結線状態がY結線であるときの回転子磁束と結線状態がΔ結線であるときの回転子磁束とには、√3:1の関係が成り立つ。なお、電動機2は、結線状態を切替可能であればよく、Y結線とΔ結線との間で結線状態を切替可能であるものに限られない。電動機2は、3種類以上の結線状態を切替可能であってもよい。電動機2が取り得る結線状態は、結線状態の切替によって回転子磁束を変更可能であれば、特定の結線状態に限定されない。 The rotor magnetic flux when the connection state is Y-connection and the rotor magnetic flux when the connection state is Δ-connection have a √3:1 relationship. Note that the electric motor 2 is not limited to being able to switch the connection state between Y-connection and Δ-connection as long as it is capable of switching the connection state. The electric motor 2 may be capable of switching between three or more connection states. The connection states that the electric motor 2 can take are not limited to a specific connection state as long as the rotor magnetic flux can be changed by switching the connection state.

インバータ20は、複数のスイッチング素子を有する。図1では、スイッチング素子の図示は省略している。インバータ20は、制御用マイクロコントローラ50から与えられたPWM(Pulse Width Modulation)信号に従って各スイッチング素子がオンオフ動作をすることによって、直流電流を三相交流電流に変換する。The inverter 20 has a plurality of switching elements. The switching elements are not shown in FIG. 1. The inverter 20 converts DC current into three-phase AC current by turning on and off each switching element in accordance with a PWM (Pulse Width Modulation) signal provided by the control microcontroller 50.

電流検出部21は、インバータ20から電動機2へ供給される三相交流電流のうち二相の交流電流の電流値を検出する。電流検出部21は、交流電流の電流値の検出結果である電流情報を出力する。電流検出部21による電流検出は、二相交流電流の検出に限定されない。電流検出部21は、三相交流電流の各相の電流を検出してもよく、上記のように、コンバータ10とインバータ20との間に流れる三相交流電流を合成した電流を電流検出抵抗11によって検出してもよい。The current detection unit 21 detects the current value of two-phase AC current out of the three-phase AC current supplied from the inverter 20 to the electric motor 2. The current detection unit 21 outputs current information that is the detection result of the current value of the AC current. The current detection by the current detection unit 21 is not limited to the detection of two-phase AC current. The current detection unit 21 may detect the current of each phase of the three-phase AC current, or, as described above, may detect the combined current of the three-phase AC current flowing between the converter 10 and the inverter 20 by the current detection resistor 11.

図2は、実施の形態1に係る電動機駆動装置の結線判定制御部の構成を示す図である。なお、図2では、制御回路部23のうち、結線判定制御部30以外の図示を省略している。結線判定制御部30は、回転子磁束推定部31、結線切替制御部34、判定値記憶部35、判定処理部33及び駆動信号制御部32を備える。回転子磁束推定部31は、電流検出部21から入力された電流情報を取得し、インバータ20が電動機2に印加する電圧の指令値といった電圧情報と電流情報とに基づいて電動機2の回転子磁束の推定値である推定回転子磁束を算出する。すなわち、回転子磁束推定部31は、電動機2に印加され電圧を示す電圧情報と、電動機2に流れる電流の検出値とに基づいて、電動機2の回転子磁束を推定する。 Figure 2 is a diagram showing the configuration of the connection determination control unit of the electric motor drive device according to the first embodiment. In FIG. 2, the control circuit unit 23 is omitted from the illustration except for the connection determination control unit 30. The connection determination control unit 30 includes a rotor flux estimation unit 31, a connection switching control unit 34, a judgment value storage unit 35, a judgment processing unit 33, and a drive signal control unit 32. The rotor flux estimation unit 31 acquires current information input from the current detection unit 21, and calculates an estimated rotor flux, which is an estimated value of the rotor flux of the electric motor 2, based on voltage information such as a command value of the voltage applied to the electric motor 2 by the inverter 20 and current information. That is, the rotor flux estimation unit 31 estimates the rotor flux of the electric motor 2 based on voltage information indicating the voltage applied to the electric motor 2 and the detection value of the current flowing through the electric motor 2.

結線切替制御部34は、結線状態の切替を制御するための結線切替信号を生成し、生成した結線切替信号を結線切替部22及び判定処理部33へ送信する。また、結線切替制御部34は、過電流閾値を切り替えるための過電流閾値切替信号を生成し、過電流保護回路40へ出力する。判定値記憶部35は、結線状態の判定に使用される値である結線判定閾値を記憶する。The wiring switching control unit 34 generates a wiring switching signal for controlling switching of the wiring state, and transmits the generated wiring switching signal to the wiring switching unit 22 and the judgment processing unit 33. The wiring switching control unit 34 also generates an overcurrent threshold switching signal for switching the overcurrent threshold, and outputs it to the overcurrent protection circuit 40. The judgment value memory unit 35 stores a wiring judgment threshold, which is a value used to judge the wiring state.

判定処理部33は、回転子磁束推定部31から推定回転子磁束の推定結果を取得し、推定回転子磁束の推定結果に基づいて結線状態を判定する。また、判定処理部33には、結線切替制御部34が生成した結線切替信号が入力される。判定処理部33は、判定値記憶部35から結線判定閾値を読み出し、回転子磁束の推定結果と結線判定閾値との比較によって実際の結線状態を特定し、実際の結線状態と結線切替信号に示される結線状態とを比較することによって、結線状態の異常を判定する。結線状態の異常とは、電動機2の実際の結線状態と、電動機2の制御のために電動機駆動装置100が認識している結線状態とが異なることを指す。このように、判定処理部33は、回転子磁束推定部31による回転子磁束の推定結果を用いて実際の結線状態を特定し、結線切替信号が示す結線状態と実際の結線状態とが一致するか否かを判定する。The judgment processing unit 33 acquires the estimated rotor flux from the rotor flux estimation unit 31 and judges the connection state based on the estimated rotor flux. The judgment processing unit 33 also receives the connection switching signal generated by the connection switching control unit 34. The judgment processing unit 33 reads the connection judgment threshold from the judgment value storage unit 35, identifies the actual connection state by comparing the rotor flux estimation result with the connection judgment threshold, and judges an abnormality in the connection state by comparing the actual connection state with the connection state indicated by the connection switching signal. An abnormality in the connection state refers to a difference between the actual connection state of the motor 2 and the connection state recognized by the motor drive device 100 for control of the motor 2. In this way, the judgment processing unit 33 identifies the actual connection state using the rotor flux estimation result by the rotor flux estimation unit 31, and judges whether the connection state indicated by the connection switching signal matches the actual connection state.

上記の結線判定閾値には、各結線状態の回転子磁束の値同士の間の値が設定される。すなわち、結線判定閾値は、結線状態がY結線であるときの回転子磁束の値と、結線状態がΔ結線であるときの回転子磁束の値との間の値である。結線判定閾値は、電動機2の仕様に基づいて予め決定されている。The above-mentioned connection determination threshold is set to a value between the values of the rotor magnetic flux in each connection state. In other words, the connection determination threshold is a value between the value of the rotor magnetic flux when the connection state is Y-connection and the value of the rotor magnetic flux when the connection state is Delta-connection. The connection determination threshold is determined in advance based on the specifications of the electric motor 2.

過電流保護回路40は、判定値記憶部35に格納された判定値に基づきY結線用の過電流閾値及びΔ結線用の過電流閾値を設定する。過電流保護回路40は、ハードウェアによる切替で過電流閾値を設定してもよいし、ソフトウェアによる切替で過電流閾値を設定してもよい。The overcurrent protection circuit 40 sets an overcurrent threshold for the Y connection and an overcurrent threshold for the Δ connection based on the judgment value stored in the judgment value memory unit 35. The overcurrent protection circuit 40 may set the overcurrent threshold by switching using hardware, or may set the overcurrent threshold by switching using software.

制御回路部23は、結線状態が異常と判定された場合において、電動機2の停止を猶予可能とする。判定処理部33は、電動機2の停止の猶予についての可否を判断する。判定処理部33は、電動機2の停止を猶予した回数をカウントする。判定処理部33は、電動機2の停止を猶予した回数が予め設定された回数に達していない場合は、電動機2の停止を猶予すると判断する。判定処理部33は、電動機2の停止を猶予した回数が予め設定された回数に達した場合には、電動機2の停止を猶予しないと判断する。電動機2の停止を猶予しない場合、駆動信号制御部32は、判定処理部33の判断結果に基づいて、PWM信号の生成を停止し、インバータ20から電動機2への電力供給を停止する。電動機2の停止の猶予の可否を判断するために基準として予め設定された回数を示す情報を、猶予回数情報と称する。猶予回数情報は、判定値記憶部35に記憶される。When the connection state is judged to be abnormal, the control circuit unit 23 allows the motor 2 to be deferred from stopping. The judgment processing unit 33 judges whether or not the motor 2 can be deferred from stopping. The judgment processing unit 33 counts the number of times the motor 2 has been deferred from stopping. If the number of times the motor 2 has been deferred from stopping has not reached a preset number, the judgment processing unit 33 judges that the motor 2 will be deferred from stopping. If the number of times the motor 2 has been deferred from stopping has reached a preset number, the judgment processing unit 33 judges that the motor 2 will not be deferred from stopping. If the motor 2 is not deferred from stopping, the drive signal control unit 32 stops generating the PWM signal based on the judgment result of the judgment processing unit 33 and stops the power supply from the inverter 20 to the motor 2. Information indicating the number of times preset as a criterion for judging whether or not the motor 2 can be deferred from stopping is called deferral number information. The deferral number information is stored in the judgment value storage unit 35.

図3は、実施の形態1に係る電動機駆動装置の制御回路部を実現するハードウェアの構成例を示す図である。制御回路部23は、プロセッサ63及びメモリ64を備えた処理回路61と、入力部62と出力部65とを備えたハードウェアによって構成される。3 is a diagram showing an example of a hardware configuration for realizing the control circuit unit of the electric motor drive device according to embodiment 1. The control circuit unit 23 is composed of a processing circuit 61 having a processor 63 and a memory 64, and hardware having an input unit 62 and an output unit 65.

プロセッサ63には、CPU(Central Processing Unit)を適用できる。プロセッサ63は、制御プログラムを実行する。制御プログラムは、回転子磁束推定部31、結線切替制御部34、判定処理部33及び駆動信号制御部32の機能を実現する処理が記述されたプログラムである。A CPU (Central Processing Unit) can be applied to the processor 63. The processor 63 executes a control program. The control program is a program in which processes for realizing the functions of the rotor magnetic flux estimation unit 31, the connection switching control unit 34, the judgment processing unit 33, and the drive signal control unit 32 are described.

メモリ64には、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)といった不揮発性メモリ又は揮発性メモリを適用できる。メモリ64は、制御プログラムを記憶する。メモリ64は、プロセッサ63が各種処理を実行する際の一時メモリにも用いられる。判定値記憶部35は、不揮発性メモリによって実現される。The memory 64 may be a non-volatile or volatile memory such as a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a flash memory, an erasable programmable read only memory (EPROM), or an electrically erasable programmable read only memory (EEPROM (registered trademark)). The memory 64 stores a control program. The memory 64 is also used as a temporary memory when the processor 63 executes various processes. The judgment value storage unit 35 is realized by a non-volatile memory.

入力部62は、制御回路部23に対する外部からの入力信号を受信する。例えば、入力部62は、電流情報を受信する。出力部65は、制御回路部23で生成した信号を制御回路部23の外部へ出力する。例えば、出力部65は、PWM信号及び結線切替信号を出力する。The input unit 62 receives an input signal from the outside to the control circuit unit 23. For example, the input unit 62 receives current information. The output unit 65 outputs a signal generated by the control circuit unit 23 to the outside of the control circuit unit 23. For example, the output unit 65 outputs a PWM signal and a wiring switching signal.

処理回路61の機能は、専用のハードウェアで実現してもよい。例えば、処理回路61は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)又はこれらを組み合わせた回路で実現することができる。制御回路部23の一部分をプロセッサ63及びメモリ64で実現し、残りの部分を専用のハードウェアで実現してもよい。The functions of the processing circuit 61 may be realized by dedicated hardware. For example, the processing circuit 61 may be realized by an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a circuit that combines these. A part of the control circuit unit 23 may be realized by the processor 63 and memory 64, and the remaining part may be realized by dedicated hardware.

次に、推定回転子磁束の算出について説明する。推定回転子磁束は、公知の適応オブザーバを用いて、電動機2の回転速度及び回転位置を推定する過程において求まる。回転子磁束推定部31は、電動機2の回転速度及び回転位置を推定する過程において求まる推定回転子磁束を算出する。回転子磁束推定部31は、電流情報に示される三相交流電流の電流値を、回転座標系であるd-q軸の電流値へ変換する。 Next, the calculation of the estimated rotor flux will be described. The estimated rotor flux is obtained in the process of estimating the rotational speed and rotational position of the electric motor 2 using a known adaptive observer. The rotor flux estimation unit 31 calculates the estimated rotor flux obtained in the process of estimating the rotational speed and rotational position of the electric motor 2. The rotor flux estimation unit 31 converts the current values of the three-phase AC current indicated in the current information into current values on the d-q axes, which are a rotating coordinate system.

適応オブザーバを用いた手法により、電動機2に印加される電圧ベクトルと、電動機2が出力する電流ベクトルと、推定角速度とに基づいて、推定磁束ベクトル及び推定電流ベクトルを状態方程式から演算可能であることが公知である。It is known that, by using a method using an adaptive observer, it is possible to calculate an estimated magnetic flux vector and an estimated current vector from a state equation based on the voltage vector applied to the electric motor 2, the current vector output by the electric motor 2, and the estimated angular velocity.

下記式(1)及び式(2)は、電動機2の状態方程式である。 The following equations (1) and (2) are the state equations of motor 2.

Figure 0007592198000001
Figure 0007592198000001

式(1)及び式(2)において、Lはd軸インダクタンス、Lはq軸インダクタンスを表す。また、式(1)及び式(2)において、Rは電動機2の抵抗、ωは一次角周波数、ωは角速度、vdsはd軸電圧、vqsはq軸電圧、idsはd軸電流、iqsはq軸電流、φdsはd軸固定子磁束、φqsはq軸固定子磁束、φdrはd軸回転子磁束を表す。h11,h12,h21,h22,h31,h32はオブザーバゲインを表す。オブザーバゲインには、電動機2に合わせて任意に設定された定数が使用される。また、式(1)及び式(2)において、記号「^」が付された変数は推定値を表す。回転子磁束は、d軸方向の回転子磁束のみであって、q軸方向の回転子磁束はゼロとなる。このため、q軸回転子磁束であるφqrは、式(1)及び式(2)に記載されていない。 In formula (1) and formula (2), Ld represents d-axis inductance, and Lq represents q-axis inductance. In formula (1) and formula (2), R represents the resistance of the motor 2, ω represents the primary angular frequency, ωr represents the angular velocity, vds represents the d-axis voltage, vqs represents the q-axis voltage, ids represents the d-axis current, iqs represents the q-axis current, φds represents the d-axis stator flux, φqs represents the q-axis stator flux, and φdr represents the d-axis rotor flux. h11 , h12 , h21 , h22 , h31 , and h32 represent observer gains. Constants arbitrarily set according to the motor 2 are used for the observer gains. In formula (1) and formula (2), variables marked with the symbol "^" represent estimated values. The rotor magnetic flux is only in the d-axis direction, and the rotor magnetic flux in the q-axis direction is zero. For this reason, φ qr , which is the q-axis rotor magnetic flux, is not included in equations (1) and (2).

式(1)におけるd軸電圧vds及びq軸電圧vqsには、出力電圧指令の値が使用される。d軸電流ids及びq軸電流iqsは、電流情報を基に算出される。推定d軸固定子磁束φds^、推定q軸固定子磁束φqs^、推定d軸電流ids^、推定q軸電流iqs^、一次角周波数ω、及び推定角速度ω^には、制御周期における前回値が使用される。推定d軸電流ids^及び推定q軸電流iqs^には、それぞれ、推定d軸固定子磁束φds^の積分値、推定q軸固定子磁束φqs^の積分値が使用される。 In equation (1), the d-axis voltage v ds and the q-axis voltage v qs use the output voltage command value. The d-axis current i ds and the q-axis current i qs are calculated based on current information. The previous values in the control period are used for the estimated d-axis stator flux φ ds ^, the estimated q-axis stator flux φ qs ^, the estimated d-axis current i ds ^, the estimated q-axis current i qs ^, the primary angular frequency ω, and the estimated angular velocity ω r ^. The integral value of the estimated d-axis stator flux φ ds ^ and the integral value of the estimated q-axis stator flux φ qs ^ are used for the estimated d-axis current i ds ^ and the estimated q-axis current i qs ^, respectively.

電動機2の結線状態が切り替わると、電動機2の磁束は変化する。このとき、磁束は、d軸方向、すなわち磁石の極性方向となる。回転子磁束推定部31は、d軸回転子磁束φdrを推定し、推定結果を利用することによって結線状態の切替えを検出する。式(1)の関係から、推定d軸回転子磁束φdr^は、下記式(3)を用いて算出できる。 When the connection state of the motor 2 is switched, the magnetic flux of the motor 2 changes. At this time, the magnetic flux becomes the d-axis direction, that is, the polarity direction of the magnet. The rotor flux estimation unit 31 estimates the d-axis rotor magnetic flux φ dr and detects the switching of the connection state by using the estimation result. From the relationship in equation (1), the estimated d-axis rotor magnetic flux φ dr ^ can be calculated using the following equation (3).

Figure 0007592198000002
Figure 0007592198000002

式(3)による算出結果の積分値は、制御周期における前回値である。制御周期を考慮した(d/dt)φdr^を求め、求めた結果を、式(3)の積分値である前回値に加算すことによって、推定d軸回転子磁束φdr^が求まる。 The integral value of the calculation result by the formula (3) is the previous value in the control period. The estimated d-axis rotor magnetic flux φ dr ^ is obtained by calculating (d/dt) φ dr ^ taking the control period into consideration and adding the calculated result to the previous value, which is the integral value of the formula (3).

判定処理部33は、結線状態に応じて回転子磁束が変化することを利用して、推定回転子磁束の算出結果から結線状態を特定する。判定処理部33は、結線切替制御部34から取得された結線切替信号と判定値記憶部35から読み出された閾値とを、結線状態の判定に用いる。判定処理部33は、結線切替信号を基に、現在指令されている結線状態を把握する。判定処理部33は、推定回転子磁束の推定結果に基づいて特定した実際の結線状態と、結線切替信号が示す結線状態とを比較することによって、結線状態の異常を判定する。The determination processing unit 33 identifies the wiring state from the calculation result of the estimated rotor magnetic flux, utilizing the fact that the rotor magnetic flux changes depending on the wiring state. The determination processing unit 33 uses the wiring switching signal acquired from the wiring switching control unit 34 and a threshold value read from the determination value memory unit 35 to determine the wiring state. The determination processing unit 33 grasps the currently commanded wiring state based on the wiring switching signal. The determination processing unit 33 determines an abnormality in the wiring state by comparing the actual wiring state identified based on the estimation result of the estimated rotor magnetic flux with the wiring state indicated by the wiring switching signal.

図4は、実施の形態1にかかる電動機駆動装置の動作手順を示すフローチャートである。ステップS1において、判定処理部33は、Y結線からΔ結線への切替か否かを判断する。例えば、判定処理部33は、結線切替信号がY結線への切替を示す信号であるか、Δ結線への切替を示す信号であるかに基づいて、Y結線からΔ結線への切替か否かを判断する。ステップS1の時点では、過電流閾値は、通常切替前の結線に対応した値である。 Figure 4 is a flowchart showing the operation procedure of the electric motor drive device according to the first embodiment. In step S1, the judgment processing unit 33 judges whether or not there is a switch from Y connection to Δ connection. For example, the judgment processing unit 33 judges whether or not there is a switch from Y connection to Δ connection based on whether the connection switching signal is a signal indicating a switch to Y connection or a signal indicating a switch to Δ connection. At the time of step S1, the overcurrent threshold is normally a value corresponding to the connection before the switch.

Δ結線からY結線へ切り替える場合は、ステップS1でNoとなり、ステップS4において、結線判定制御部30は、結線切替制御部34において生成したΔ結線からY結線に切り替える結線切替信号を結線切替部22に出力し、結線をΔ結線からY結線に変更する。また、結線判定制御部30は、結線切替制御部34において生成したΔ結線用の過電流閾値からY結線用の過電流閾値に切り替える過電流閾値切替信号を過電流保護回路40に出力し、過電流閾値をY結線用に変更する。When switching from a Δ connection to a Y connection, step S1 becomes No, and in step S4, the connection determination control unit 30 outputs a connection switching signal generated in the connection switching control unit 34 to switch from the Δ connection to the Y connection to the connection switching unit 22, changing the connection from the Δ connection to the Y connection. The connection determination control unit 30 also outputs an overcurrent threshold switching signal generated in the connection switching control unit 34 to the overcurrent protection circuit 40 to switch from the overcurrent threshold for the Δ connection to the overcurrent threshold for the Y connection, changing the overcurrent threshold to that for the Y connection.

Δ結線からY結線に切り替える場合、過電流閾値を小さくする変更であり、Y結線の状態で過電流閾値がΔ結線用になることがないため、結線切替信号及び過電流閾値切替信号の出力後に処理はステップS10に進む。ステップS10において、制御回路部23は、電動機2の駆動を継続する。When switching from a Δ connection to a Y connection, the overcurrent threshold is reduced, and since the overcurrent threshold does not become that for a Δ connection when the Y connection is in use, the process proceeds to step S10 after the connection switching signal and the overcurrent threshold switching signal are output. In step S10, the control circuit unit 23 continues to drive the electric motor 2.

Y結線からΔ結線に切り替える場合は、ステップS1でYesとなり、ステップS2において、結線判定制御部30は、結線切替制御部34において生成したY結線からΔ結線に切り替える結線切替信号を結線切替部22に出力し、結線をΔ結線に変更する。ステップS2の時点では、過電流閾値は、Y結線用の過電流閾値のままである。When switching from a Y connection to a Δ connection, step S1 becomes Yes, and in step S2, the connection determination control unit 30 outputs a connection switching signal for switching from a Y connection to a Δ connection, generated in the connection switching control unit 34, to the connection switching unit 22, and changes the connection to a Δ connection. At the time of step S2, the overcurrent threshold remains the overcurrent threshold for the Y connection.

ステップS3において、回転子磁束推定部31は、推定回転子磁束を算出する。回転子磁束推定部31は、適応オブザーバを用いた演算により、電動機2の回転速度及び回転位置を推定する過程において、推定回転子磁束を算出する。In step S3, the rotor flux estimation unit 31 calculates the estimated rotor flux. The rotor flux estimation unit 31 calculates the estimated rotor flux in the process of estimating the rotational speed and rotational position of the motor 2 by calculation using an adaptive observer.

ステップS5において、判定処理部33は、推定回転子磁束が結線判定閾値よりも大きいか否かを判断する。上記のように、結線判定閾値は、結線状態がY結線であるときの回転子磁束の値と、結線状態がΔ結線であるときの回転子磁束の値との間の値である。判定処理部33は、推定回転子磁束を結線判定閾値と比較することによって、現在の実際の結線状態がY結線であるか否かを判断する。In step S5, the judgment processing unit 33 judges whether the estimated rotor magnetic flux is greater than the connection judgment threshold. As described above, the connection judgment threshold is a value between the value of the rotor magnetic flux when the connection state is Y-connection and the value of the rotor magnetic flux when the connection state is Δ-connection. The judgment processing unit 33 judges whether the current actual connection state is Y-connection by comparing the estimated rotor magnetic flux with the connection judgment threshold.

推定回転子磁束が結線判定閾値よりも大きい場合、ステップS5でYesとなり、判定処理部33は、現在の実際の結線状態がY結線であると判断する。現在指令されている結線状態がΔ結線であるのに対し、現在の結線状態がY結線であることから、現在指令されている結線状態と現在の実際の結線状態とが一致していない。このため、判定処理部33は、結線状態は異常であると判定する。現在の実際の結線状態をY結線と判定した場合、処理はステップS6に進む。If the estimated rotor magnetic flux is greater than the connection judgment threshold, the answer is Yes in step S5, and the judgment processing unit 33 judges that the current actual wiring state is Y connection. Since the currently commanded wiring state is a Δ connection, while the current wiring state is a Y connection, the currently commanded wiring state and the current actual wiring state do not match. For this reason, the judgment processing unit 33 judges that the wiring state is abnormal. If the current actual wiring state is judged to be a Y connection, the process proceeds to step S6.

推定回転子磁束が結線判定閾値以下である場合、ステップS5でNoとなり、判定処理部33は、現在の実際の結線状態がΔ結線であると判断する。現在指令されている結線状態と現在の実際の結線状態とがいずれもΔ結線で一致していることから、判定処理部33は、結線状態は正常であると判定する。現在の実際の結線状態をΔ結線と判定した場合、処理はステップS7に進む。If the estimated rotor magnetic flux is equal to or less than the connection judgment threshold, step S5 becomes No, and the judgment processing unit 33 judges that the current actual connection state is a delta connection. Since the currently commanded connection state and the current actual connection state are both delta connection, the judgment processing unit 33 judges that the connection state is normal. If the current actual connection state is judged to be a delta connection, the process proceeds to step S7.

ステップS6において、判定処理部33は、電動機2の停止猶予回数が予め設定された回数に達しているか否かを判断する。電動機2の停止猶予回数が予め設定された回数に達していれば、ステップS6でYesとなり、処理はステップS8に進む。一方、電動機2の停止猶予回数が予め設定された回数に達していなければ、ステップS6でNoとなり、処理はステップS9に進む。In step S6, the judgment processing unit 33 judges whether the number of stop grace periods for the electric motor 2 has reached a preset number. If the number of stop grace periods for the electric motor 2 has reached a preset number, the answer is Yes in step S6 and the process proceeds to step S8. On the other hand, if the number of stop grace periods for the electric motor 2 has not reached the preset number, the answer is No in step S6 and the process proceeds to step S9.

ステップS8において、駆動信号制御部32は、電動機2を停止させる駆動信号を出力し、電動機2を停止させる。ステップS8の後、判定処理部33は処理を終了する。In step S8, the drive signal control unit 32 outputs a drive signal to stop the electric motor 2, thereby stopping the electric motor 2. After step S8, the judgment processing unit 33 ends the processing.

ステップS9において、判定処理部33は、電動機2の停止猶予回数を1増やして、判定値記憶部35に記憶されている猶予回数情報を更新する。ステップS9の後、処理はステップS3に進む。In step S9, the judgment processing unit 33 increments the stop grace period count of the electric motor 2 by 1 and updates the grace period count information stored in the judgment value storage unit 35. After step S9, the process proceeds to step S3.

ステップS7において、結線判定制御部30は、結線切替制御部34において生成したY結線用の過電流閾値からΔ結線用の過電流閾値に切り替える過電流閾値切替信号を過電流保護回路40へ出力し、過電流閾値をΔ結線用に変更する。In step S7, the connection determination control unit 30 outputs an overcurrent threshold switching signal to the overcurrent protection circuit 40 to switch the overcurrent threshold for the Y connection generated in the connection switching control unit 34 to the overcurrent threshold for the Δ connection, thereby changing the overcurrent threshold for the Δ connection.

ステップS10において、駆動信号制御部32は、電動機2に駆動信号を出力し、電動機2の駆動を継続する。 In step S10, the drive signal control unit 32 outputs a drive signal to the electric motor 2 to continue driving the electric motor 2.

実施の形態1に係る電動機駆動装置100は、推定回転子磁束を算出し、推定回転子磁束を基に電動機2の実際の結線状態を特定することによって、電動機2の動作中に確認した実際の結線状態に基づいて過電流閾値を変更する。例えば、結線判定制御部30は、結線切替信号の示す結線状態が、切替前よりも過電流閾値が大きい結線状態であれば、結線切替信号が示す結線状態と実際の結線状態とが一致する場合に、切替前の結線状態に対応する過電流閾値から切替後の結線状態に対応する過電流閾値に変更する過電流閾値切替信号を過電流保護回路40へ出力する。このため、電動機駆動装置100は、通常運転時において、切替前よりも過電流閾値が大きい結線状態に結線状態が切り替えられる場合には、実際の結線状態と設定された過電流閾値とが異なる状態で電動機2が駆動されることがない。The electric motor drive device 100 according to the first embodiment calculates an estimated rotor magnetic flux, and identifies the actual wiring state of the electric motor 2 based on the estimated rotor magnetic flux, thereby changing the overcurrent threshold based on the actual wiring state confirmed during the operation of the electric motor 2. For example, if the wiring state indicated by the wiring switching signal is a wiring state in which the overcurrent threshold is larger than before the switching, the wiring determination control unit 30 outputs an overcurrent threshold switching signal to the overcurrent protection circuit 40 to change the overcurrent threshold from the overcurrent threshold corresponding to the wiring state before the switching to the overcurrent threshold corresponding to the wiring state after the switching, when the wiring state indicated by the wiring switching signal matches the actual wiring state. Therefore, in the electric motor drive device 100, when the wiring state is switched to a wiring state in which the overcurrent threshold is larger than before the switching during normal operation, the electric motor 2 is not driven in a state in which the actual wiring state and the set overcurrent threshold are different.

電動機駆動装置100は、実際の結線状態と過電流閾値の設定値とが適合していない状態で電動機2を駆動して過電流を誤検出することを回避できる。例えば、通常運転時に実際の結線状態がΔ結線であるにも関わらず、過電流閾値がY結線用であるといった状態で電動機2を駆動することにより、過電流を誤検出することを回避できる。The electric motor drive device 100 can avoid erroneous detection of an overcurrent by driving the electric motor 2 in a state where the actual wiring state does not match the set value of the overcurrent threshold. For example, even if the actual wiring state during normal operation is a delta connection, the electric motor 2 is driven in a state where the overcurrent threshold is for a Y connection, thereby avoiding erroneous detection of an overcurrent.

また、過電流保護回路40による過電流閾値の切替えが正常である一方で結線状態が異常であると、電動機2に流れる電流が増加したときに減磁が生じる可能性がある。特に、Y結線からΔ結線への切替において、過電流保護回路40ではY結線用の過電流閾値からΔ結線用の過電流閾値に切り替わっているにもかかわらず、結線状態がY結線のまま切り替わっていなければ、過電流閾値が高すぎる状態で電動機2を駆動してしまうことになる。したがって、結線状態の異常があった場合に電動機2を停止させることによって、電動機2を保護することができる。これにより、電動機2の長寿命化と、電動機2の信頼性向上とが可能となる。 Furthermore, if the overcurrent protection circuit 40 switches the overcurrent threshold normally but the wiring state is abnormal, demagnetization may occur when the current flowing through the motor 2 increases. In particular, when switching from Y-connection to Δ-connection, if the wiring state does not switch to the Y-connection even though the overcurrent protection circuit 40 switches from the overcurrent threshold for Y-connection to the overcurrent threshold for Δ-connection, the motor 2 will be driven with the overcurrent threshold set too high. Therefore, by stopping the motor 2 when there is an abnormality in the wiring state, the motor 2 can be protected. This makes it possible to extend the life of the motor 2 and improve its reliability.

電動機駆動装置100は、適応オブザーバを用いて電動機2の回転速度及び回転位置を推定する過程で推定回転子磁束を算出する。このため、電動機駆動装置100は、簡易な処理によって結線状態を確認することができる。したがって、電動機駆動装置100は、電動機2の動作中における処理負担を低減できる。また、電動機駆動装置100は、制御周期に処理が追いつかなくなる事態を低減できる。これにより、電動機駆動装置100は、電動機2を安定して制御することができ、かつ高い信頼性を実現できる。The electric motor drive device 100 calculates the estimated rotor magnetic flux in the process of estimating the rotational speed and rotational position of the electric motor 2 using an adaptive observer. This allows the electric motor drive device 100 to check the connection state through simple processing. This allows the electric motor drive device 100 to reduce the processing burden while the electric motor 2 is in operation. The electric motor drive device 100 can also reduce situations where processing cannot keep up with the control period. This allows the electric motor drive device 100 to stably control the electric motor 2 and achieve high reliability.

電動機駆動装置100は、回転子磁束の推定結果に基づいて実際の結線状態を特定する。電動機駆動装置100は、回転速度又は電動機2の負荷といったパラメータを用いずに、回転子磁束と結線判定閾値との容易な比較によって結線状態を特定できる。このため、電動機駆動装置100は、結線状態の特定のために用いるパラメータを少なくすることができる。また、電動機駆動装置100は、結線状態の特定するために使用される条件を簡易なものとすることができる。これにより、電動機駆動装置100は、処理負担を低減可能とし、電動機2を安定して制御することができる。The electric motor drive device 100 identifies the actual connection state based on the rotor magnetic flux estimation result. The electric motor drive device 100 can identify the connection state by simply comparing the rotor magnetic flux with a connection determination threshold without using parameters such as the rotation speed or the load of the electric motor 2. This allows the electric motor drive device 100 to reduce the number of parameters used to identify the connection state. Furthermore, the electric motor drive device 100 can simplify the conditions used to identify the connection state. This allows the electric motor drive device 100 to reduce the processing load and stably control the electric motor 2.

実施の形態2.
図5は、実施の形態2に係る空気調和機の構成を示す図である。図5に示すように、実施の形態2に係る空気調和機200は、実施の形態1に係る電動機駆動装置100及び電動機2を備える。すなわち、空気調和機200は、交流電源1から交流電力が供給される。空気調和機200は、圧縮機構77及び電動機2を内蔵した圧縮機71と、四方弁72と、室外熱交換器73と、膨張弁74と、室内熱交換器75と、冷媒配管76とを備える。空気調和機200は、室外機が室内機から分離されたセパレート型空気調和機に限定されず、圧縮機71、室内熱交換器75及び室外熱交換器73が一つの筐体内に設けられた一体型空気調和機でもよい。電動機2は、電動機駆動装置100によって駆動される。
Embodiment 2.
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of an air conditioner according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the air conditioner 200 according to the second embodiment includes the motor drive device 100 and the motor 2 according to the first embodiment. That is, the air conditioner 200 is supplied with AC power from an AC power source 1. The air conditioner 200 includes a compressor 71 incorporating a compression mechanism 77 and the motor 2, a four-way valve 72, an outdoor heat exchanger 73, an expansion valve 74, an indoor heat exchanger 75, and a refrigerant pipe 76. The air conditioner 200 is not limited to a separate type air conditioner in which the outdoor unit is separated from the indoor unit, and may be an integrated type air conditioner in which the compressor 71, the indoor heat exchanger 75, and the outdoor heat exchanger 73 are provided in one housing. The motor 2 is driven by the motor drive device 100.

圧縮機71の内部には、冷媒を圧縮する圧縮機構77と、圧縮機構77を動作させる電動機2とが設けられる。圧縮機71、四方弁72、室外熱交換器73、膨張弁74、室内熱交換器75及び冷媒配管76に冷媒が循環することにより、冷凍サイクルが構成される。なお、実施の形態1に係る電動機駆動装置100及び電動機2を備える冷凍サイクル装置の一例に空気調和機200を挙げて説明したが、実施の形態1の係る電動機駆動装置100及び電動機2を備える冷凍サイクル装置は、空気調和機200に限定されず、冷蔵庫又はヒートポンプ給湯装置などに適用することもできる。Inside the compressor 71, there is provided a compression mechanism 77 that compresses the refrigerant, and an electric motor 2 that operates the compression mechanism 77. The refrigerant circulates through the compressor 71, the four-way valve 72, the outdoor heat exchanger 73, the expansion valve 74, the indoor heat exchanger 75, and the refrigerant piping 76 to form a refrigeration cycle. Note that, although the air conditioner 200 has been given as an example of a refrigeration cycle device equipped with the electric motor drive device 100 and the electric motor 2 according to the first embodiment, the refrigeration cycle device equipped with the electric motor drive device 100 and the electric motor 2 according to the first embodiment is not limited to the air conditioner 200, and may also be applied to a refrigerator or a heat pump hot water supply device.

また、上記の実施の形態2では、圧縮機71の駆動源に電動機2を利用し、電動機駆動装置100によって電動機2を駆動する構成例を説明した。しかしながら、空気調和機200が備える不図示の室内機送風機及び室外機送風機を駆動する駆動源に電動機2を適用し、電動機2を電動機駆動装置100で駆動してもよい。また、室内機送風機、室外機送風機及び圧縮機71の駆動源に電動機2を適用し、電動機2を電動機駆動装置100で駆動してもよい。In addition, in the above-mentioned second embodiment, an example configuration has been described in which the electric motor 2 is used as the driving source for the compressor 71, and the electric motor 2 is driven by the electric motor drive device 100. However, the electric motor 2 may be applied as a driving source for driving an indoor unit blower and an outdoor unit blower (not shown) provided in the air conditioner 200, and the electric motor 2 may be driven by the electric motor drive device 100. The electric motor 2 may also be applied as a driving source for the indoor unit blower, the outdoor unit blower, and the compressor 71, and the electric motor 2 may be driven by the electric motor drive device 100.

以上説明したように、本実施の形態の空気調和機200は、実施の形態1に係る電動機駆動装置100を用いることで、Y結線の状態でΔ結線用の過電流閾値が適用されることを防止することができる。また、特定した結線状態と過電流閾値とが適合しない場合には、電動機2を停止させるため、空気調和機200の運転を停止させることができる。したがって、欠相となった状態で昇圧動作が続けることを抑制することができ、空気調和機200の連続運転ができなくなる現象を抑制することができる。これによって、快適性、省エネルギー性を保つことができる。空気調和機200以外の冷凍サイクル装置に実施の形態1に係る電動機駆動装置100を適用した場合にも、空気調和機200と同様の効果を奏することができる。As described above, the air conditioner 200 of this embodiment can prevent the overcurrent threshold for the Δ connection from being applied in the Y connection state by using the motor drive device 100 of embodiment 1. Furthermore, if the identified connection state and the overcurrent threshold do not match, the motor 2 is stopped, and the operation of the air conditioner 200 can be stopped. Therefore, it is possible to prevent the boost operation from continuing in a phase loss state, and to prevent the phenomenon in which the air conditioner 200 cannot be operated continuously. This makes it possible to maintain comfort and energy saving. Even when the motor drive device 100 of embodiment 1 is applied to a refrigeration cycle device other than the air conditioner 200, the same effect as the air conditioner 200 can be achieved.

以上の実施の形態に示した構成は、内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。The configurations shown in the above embodiments are merely examples of the content, and may be combined with other known technologies, and parts of the configurations may be omitted or modified without departing from the gist of the invention.

1 交流電源、2 電動機、10 コンバータ、11 電流検出抵抗、20 インバータ、21 電流検出部、22 結線切替部、23 制御回路部、30 結線判定制御部、31 回転子磁束推定部、32 駆動信号制御部、33 判定処理部、34 結線切替制御部、35 判定値記憶部、40 過電流保護回路、50 制御用マイクロコントローラ、61 処理回路、62 入力部、63 プロセッサ、64 メモリ、65 出力部、71 圧縮機、72 四方弁、73 室外熱交換器、74 膨張弁、75 室内熱交換器、76 冷媒配管、77 圧縮機構、100 電動機駆動装置、200 空気調和機。1 AC power source, 2 electric motor, 10 converter, 11 current detection resistor, 20 inverter, 21 current detection section, 22 connection switching section, 23 control circuit section, 30 connection determination control section, 31 rotor magnetic flux estimation section, 32 drive signal control section, 33 determination processing section, 34 connection switching control section, 35 determination value storage section, 40 overcurrent protection circuit, 50 control microcontroller, 61 processing circuit, 62 input section, 63 processor, 64 memory, 65 output section, 71 compressor, 72 four-way valve, 73 outdoor heat exchanger, 74 expansion valve, 75 indoor heat exchanger, 76 refrigerant piping, 77 compression mechanism, 100 electric motor drive device, 200 air conditioner.

Claims (5)

電動機の固定子の巻線を、複数の結線状態のうちのいずれに切り替えるかを示す結線切替信号を出力する結線判定制御部と、
前記結線切替信号に基づいて前記結線状態を切り替える結線切替部と、
前記電動機に過電流閾値以上の電流が流れることを防止する過電流保護回路とを備え、
前記結線判定制御部は、
前記電動機の回転子磁束を推定する回転子磁束推定部と、
前記過電流閾値を切り替える過電流閾値切替信号及び前記結線切替信号を生成する結線切替制御部と、
前記回転子磁束推定部による前記回転子磁束の推定結果を用いて実際の前記結線状態を特定し、前記結線切替信号が示す前記結線状態と実際の前記結線状態とが一致するか否かを判定する判定処理部とを含み、
前記結線判定制御部は、前記結線切替信号の示す前記結線状態が、切替前よりも前記過電流閾値が大きい前記結線状態であれば、前記結線切替信号が示す前記結線状態と実際の前記結線状態とが一致する場合に、切替前の前記結線状態に対応する前記過電流閾値から切替後の前記結線状態に対応する前記過電流閾値に変更する前記過電流閾値切替信号を前記過電流保護回路へ出力する電動機駆動装置。
a connection determination control unit that outputs a connection switching signal that indicates which of a plurality of connection states the windings of the stator of the electric motor should be switched to;
a connection switching unit that switches the connection state based on the connection switching signal;
an overcurrent protection circuit that prevents a current equal to or greater than an overcurrent threshold from flowing through the motor;
The connection determination control unit is
a rotor flux estimator that estimates a rotor flux of the electric motor;
a connection switching control unit that generates an overcurrent threshold switching signal for switching the overcurrent threshold and the connection switching signal;
a determination processing unit that identifies an actual connection state by using a result of the rotor magnetic flux estimation by the rotor magnetic flux estimation unit, and determines whether or not the connection state indicated by the connection switching signal matches the actual connection state,
The connection determination control unit, when the connection state indicated by the connection switching signal is a connection state in which the overcurrent threshold is higher than before switching, outputs the overcurrent threshold switching signal to the overcurrent protection circuit, when the connection state indicated by the connection switching signal matches the actual connection state, to change the overcurrent threshold from the overcurrent threshold corresponding to the connection state before switching to the overcurrent threshold corresponding to the connection state after switching, in the electric motor drive device.
前記判定処理部は、前記結線切替信号が示す前記結線状態と実際の前記結線状態とが一致しない回数をカウントし、カウント回数が予め設定した回数に達したら前記電動機を停止させる処理を行う請求項1に記載の電動機駆動装置。The electric motor drive device according to claim 1, wherein the judgment processing unit counts the number of times that the wiring state indicated by the wiring switching signal does not match the actual wiring state, and performs processing to stop the electric motor when the counted number reaches a preset number. 前記電動機に電流を供給するインバータと、
前記インバータから前記電動機へ供給される電流値を検出する電流検出部を備え、
前記回転子磁束推定部は、前記電流検出部の検出結果に基づいて前記回転子磁束を推定する請求項1又は2に記載の電動機駆動装置。
an inverter for supplying a current to the electric motor;
a current detection unit that detects a value of a current supplied from the inverter to the electric motor,
The electric motor drive device according to claim 1 , wherein the rotor magnetic flux estimator estimates the rotor magnetic flux based on a detection result of the current detector.
前記結線状態はY結線又はΔ結線である請求項1から3のいずれか1項に記載の電動機駆動装置。An electric motor drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the connection state is a Y connection or a Δ connection. 請求項1から4のいずれか1項に記載の電動機駆動装置を備える空気調和機。An air conditioner comprising an electric motor drive device according to any one of claims 1 to 4.
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