(57)【要約】【課題】簡単な制御で安定した同期モータなどの運転を可能にするインバータ装置を実現する。【解決手段】直流電力を交流電力に変換するインバータ回路２を制御するマイクロコンピュータ７において、交流電圧と交流電流との位相差を検出し、この検出した交流電圧／電流位相差情報と目標とする位相差情報との誤差に応じたデューティ基準値を算出する。また、交流電圧と交流電流との位相差の振動成分を検出し、この振動成分に基づいて同期モータ１の回転数の補正量を算出する。算出したデューティ基準値と補正された回転数指令値に応じた正弦波データに基づいて、ＰＷＭ波形信号を作成してインバータ回路２に出力する。【選択図】図１
2006115575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、位相差制御方式によって前記インバータ回路を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記インバータ回路を流れる電流を検出する電流検出手段と、交流電圧と交流電流との位相差を検出する位相差検出手段と、検出された前記位相差と目標とする位相差との誤差に応じてデューティ基準値を調整する調整手段と、検出された前記位相差の振動成分を検出する位相差振動検出手段と、前記位相差の振動成分に基づいて周波数補正量を算出する周波数補正量演算手段と、算出された前記周波数補正量に基づいて周波数指令値を補正する周波数補正手段と、補正された前記周波数指令値に対応する出力波形データと調整された前記デューティ基準値とに基づいてＰＷＭ信号を算出するＰＷＭ信号作成手段とを有しており、前記制御装置は、前記ＰＷＭ信号を前記インバータ回路に出力することを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
電流検出手段は、インバータ回路を流れる直流電流を検出することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、位相差制御方式によって前記インバータ回路を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記インバータ回路を流れる電流の極性を検出する電流極性検出手段と、前記電流極性が反転した時点の交流電圧と交流電流との位相差を検出する位相差検出手段と、検出された前記位相差と目標とする位相差との誤差に応じてデューティ基準値を調整する調整手段と、検出された前記位相差の振動成分を検出する位相差振動検出手段と、前記位相差の振動成分に基づいて周波数補正量を算出する周波数補正量演算手段と、算出された前記周波数補正量に基づいて周波数指令値を補正する周波数補正手段と、補正された前記周波数指令値に対応する出力波形データと調整された前記デューティ基準値とに基づいてＰＷＭ信号を算出するＰＷＭ信号作成手段とを有しており、前記制御装置は、前記ＰＷＭ信号を前記インバータ回路に出力することを特徴とするインバータ装置。
【請求項４】
電流極性検出手段は、インバータ回路を流れる交流電流の極性を検出することを特徴とする請求項３に記載のインバータ装置。
【請求項５】
位相差振動検出手段は、位相差検出手段によって検出された位相差の直流成分を除去して、前記位相差の振動成分を検出することを特徴とする請求項１または３に記載のインバータ装置。
【請求項６】
周波数補正量演算手段は、位相差振動検出手段によって検出された振動成分が大きい場合は、回転数補正量を大きくし、前記振動成分が小さい場合は、前記回転数補正量を小さくすることを特徴とする請求項１または３に記載のインバータ装置。
【請求項７】
周波数補正量演算手段は、位相差の振動成分および周波数指令値に基づいて周波数補正量を算出することを特徴とする請求項１または３に記載のインバータ装置。
【請求項８】
周波数補正量演算手段は、位相差の振動成分およびデューティ基準値に基づいて周波数補正量を算出することを特徴とする請求項１または３に記載のインバータ装置。
【請求項９】
直流電力を交流電力に変換するモータ駆動用インバータ回路と、位相差制御方式によって前記インバータ回路を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記インバータ回路を流れる直流電流を検出する直流電流検出手段と、交流電圧と交流電流との位相差を検出する位相差検出手段と、検出された前記位相差と目標とする位相差との誤差に応じてデューティ基準値を調整する調整手段と、前記位相差検出手段によって検出された位相差の直流成分を除去して前記位相差の振動成分を検出する位相差振動検出手段と、前記位相差の振動成分に基づいて前記モータの回転数補正量を算出する回転数補正量演算手段と、算出された前記回転数補正量に基づいてモータ回転数指令値を補正するモータ回転数補正手段と、補正された前記モータ回転数指令値に対応する出力波形データと調整された前記デューティ基準値とに基づいてＰＷＭ信号を算出するＰＷＭ信号作成手段とを有しており、前記制御装置は、前記ＰＷＭ信号を前記インバータ回路に出力することを特徴とするインバータ装置。
【請求項１０】
直流電力を交流電力に変換するモータ駆動用インバータ回路と、位相差制御方式によって前記インバータ回路を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記インバータ回路を流れる交流電流の極性を検出する交流電流極性検出手段と、前記交流電流極性が反転した時点の交流電圧と交流電流との位相差を検出する位相差検出手段と、検出された前記位相差と目標とする位相差との誤差に応じてデューティ基準値を調整する調整手段と、前記位相差検出手段によって検出された位相差の直流成分を除去して前記位相差の振動成分を検出する位相差振動検出手段と、前記位相差の振動成分に基づいて前記モータの回転数補正量を算出する回転数補正量演算手段と、算出された前記回転数補正量に基づいてモータ回転数指令値を補正するモータ回転数補正手段と、補正された前記モータ回転数指令値に対応する出力波形データと調整された前記デューティ基準値とに基づいてＰＷＭ信号を算出するＰＷＭ信号作成手段とを有しており、前記制御装置は、前記ＰＷＭ信号を前記インバータ回路に出力することを特徴とするインバータ装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のインバータ装置を備えたことを特徴とする圧縮機駆動装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の圧縮機駆動装置を備えたことを特徴とする冷凍・空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動するためのインバータ装置に関し、さらには、このインバータ装置により駆動される圧縮機駆動装置、および、このインバータ装置を搭載した冷凍装置、空調装置（これらを総称して冷凍・空調装置とする）に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石同期モータは、保守性、制御性、耐環境性に優れており、高効率、高出力の運転が可能であるため広く利用されている。また、永久磁石を使用しない同期リラクタンスモータも安価でリサイクルが容易なモータとして盛に研究されている。
【０００３】
永久磁石同期モータや同期リラクタンスモータ等の同期モータを高性能制御するためには、ロータの位置に応じた正弦波電流を流すことが重要となる。そのため、一般に、モータ制御装置には、ホール素子、エンコーダ、レゾルバ等のロータの位置を検出する位置センサが用いられる。また、位置センサに代えて、特許文献１、特許文献２では、モータの電圧や電流の情報に基づいて、演算によって間接的にロータの位置を求める方法が開示されている。
【０００４】
しかし、位置センサの場合は、機器の小形化を妨げる大きな要因となるだけでなく、位置センサの信号を伝える複数本の配線や受信回路が必要となるため、信頼性、作業性、価格等で問題があった。また、モータの電圧や電流の情報に基づいて間接的にロータの位置を演算する方法の場合は、複雑かつ高速な演算処理が必要となるため、制御装置が高価になるという問題があった。
【０００５】
上記問題を鑑み、同期モータの電圧と電流との位相差によって制御するものが開示されている。ここで、同期モータの電圧と電流との位相差によって制御する同期モータ駆動装置を説明する。図７は従来の同期モータ駆動装置の制御ブロック図である。
【０００６】
同期モータ駆動装置は、図７に示すように、ステータに３相のコイルやロータに永久磁石を備えた同期モータ１を駆動させるために、電力を供給するＡＣ電源４と、交流電力と直流電力とを変換するインバータ回路２およびコンバータ回路３と、モータ電流を検出する電流センサ５と、検出したモータ電流を増幅およびオフセットを加算するモータ電流検出アンプ部６と、それらを制御するマイクロコンピュータ７とから構成されている。
【０００７】
上記構成によると、ＡＣ電源４から供給された電力がインバータ回路２およびコンバータ回路３を介して交流電力に変換され、変換された交流電力が同期モータ１に供給されて、モータが駆動する。
【０００８】
電流センサ５は、同期モータ１のコイル端子Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のうち、特定相（以下、Ｕ相とする）に流れるモータ電流を検出する。電流センサ５で検出されたモータ電流は、モータ電流検出アンプ部６に与えられ、所定量増幅およびオフセットを加算し、モータ電流信号が制御部７に与えられる。
【０００９】
マイクロコンピュータ７は、位相差検出部８と、目標位相差情報格納部９と、加算器１０と、ＰＩ演算部１１と、回転数設定部１２と、正弦波データテーブル１３と、正弦波データ作成部１４と、ＰＷＭ作成部１５とを備えており、夫々の処理は、各プログラムに沿ってソフト的に行なわれる。
【００１０】
位相差検出部８は、モータ電流検出アンプ部６から与えられたモータ電流信号を所定のタイミングでＡ／Ｄ変換して取込み、２個所の同期モータ１の駆動電圧位相を期間ごとにサンプリングした各電流サンプリングデータを積算してモータ電流信号面積を算出する。算出された２箇所のモータ電流信号面積の面積比を位相差情報として出力する。
【００１１】
目標位相差情報格納部９には、目標とする位相差情報が格納される。目標位相差情報と位相差情報との誤差データは、加算器１０によって算出される。ＰＩ演算部１１は、算出された誤差データに対して比例誤差データおよび積分誤差データを算出してデューティ基準値を出力する。なお、加算部１０とＰＩ演算部１１とによって位相差制御部２７が構成される。
【００１２】
回転数設定部１２は、同期モータ１の回転数指令を設定する。正弦波データテーブル１３には、同期モータの所定の回転数に対応する正弦波データが格納される。正弦波データ作成部１４は、同期モータ１の回転数指令と時間経過とに従って正弦波データテーブル１３から同期モータのコイル端子Ｕ，Ｖ，Ｗの各相に対応した正弦波データを読出すとともに、Ｕ相の正弦波データに基づいてＵ相のモータ駆動電圧位相情報を出力する。ＰＷＭ作成部１５は、正弦波データとデューティ基準値とに基づいてＰＷＭ波形を作成し、作成したＰＷＭ波形をインバータ回路２の同期モータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の駆動素子に出力する。
【００１３】
上記の同期モータ駆動装置のような、モータ電圧とモータ電流の位相差を制御することにより、正弦波駆動を実現する方法が特許文献３で開示されている。また、Ｖ／ｆ一定制御による同期モータ駆動装置において、トルクや電流の振動、負荷急変時の脱調を防止して同期モータ駆動の安定性を高める方法が特許文献４で開示されている。
【特許文献１】特開平０７―１７７７９９号公報（段落０００５〜段落０００７、図１）
【特許文献２】特開平０７―２４５９８１号公報（段落０００５〜段落００１３、図１）
【特許文献３】特開２００１―１１２２８７号公報（段落００２１〜段落００４２、図１）
【特許文献４】特開２０００―２３６６９４号公報（段落０００７〜段落００１３、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献３は、同期モータの制御が簡単なため制御装置を安価にすることができるが、負荷に大きな変動が発生した場合、乱調が発生する。この乱調の振幅が大きい場合、回復不能となり、脱調して運転不能に至るなど、安定性に問題がある。
【００１５】
特許文献４は、特許文献３に比べて安定性を高めているが、２相の電流を検出する電流センサが必要であり、低コスト化や小型化等に問題がある。また、３相座標系から２相座標系への座標変換等の演算処理が必要となるため、マイクロコンピュータの演算量が多くなり、演算に時間がかかりすぎる。例えば、同期モータを高回転で駆動するほど、演算に必要な時間が長くなり、回転数に応じた所定時間内に演算が終了せず、駆動が不可能になる問題がある。
【００１６】
そこで、本発明は、簡単な構成と制御によって、安定した同期モータの運転を可能にする、安価かつ高性能なインバータ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
目的を達成するために、本発明は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、位相差制御方式によって前記インバータ回路を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記インバータ回路を流れる電流を検出する電流検出手段と、交流電圧と交流電流との位相差を検出する位相差検出手段と、検出された前記位相差と目標とする位相差との誤差に応じてデューティ基準値を調整する調整手段と、検出された前記位相差の振動成分を検出する位相差振動検出手段と、前記位相差の振動成分に基づいて周波数補正量を算出する周波数補正量演算手段と、算出された前記周波数補正量に基づいて周波数指令値を補正する周波数補正手段と、補正された前記周波数指令値に対応する出力波形データと調整された前記デューティ基準値とに基づいてＰＷＭ信号を算出するＰＷＭ信号作成手段とを有しており、前記制御装置は、前記ＰＷＭ信号を前記インバータ回路に出力することを特徴とする。
【００１８】
電流検出手段は、インバータ回路とコンバータ回路とを結ぶ直流回路に電流検出抵抗を設け、この電流検出抵抗の両端に発生する電圧に基づいて、インバータ回路を流れる直流電流を検出する。位相差検出手段は、検出された直流電流に基づいて交流電圧と交流電流との位相差を検出して、これを交流電圧/電流位相差情報とする。調整手段は、検出された交流電圧／電流位相差情報を目標とする位相差情報と比較し、その誤差に応じたデューティ基準値を算出する。
【００１９】
また、電流を検出する電流検出手段としては、インバータ回路を流れる交流電流の極性を検出する交流電流極性検出手段を用いてもよい。この場合、位相差検出手段は、交流電流極性が反転した時点の交流電圧と交流電流との位相差を検出する。
【００２０】
位相差振動検出手段は、位相差検出手段によって検出された交流電圧/電流位相差情報から位相差の振動成分を検出し、検出された振動成分に基づいて周波数を補正する。
【００２１】
また、周波数補正量演算手段は、位相差振動成分の大きさに応じて、周波数補正量の大きさを調整する。例えば、位相差振動検出手段によって検出された振動成分が大きい場合は、周波数補正量を大きくする。また、振動成分が小さい場合は、周波数補正量を小さくする。なお、周波数補正量の調整は、交流電流振動成分から検出するだけでなく、例えば、交流電圧周波数の大きさ、または、デューティ基準値の大きさに応じて行ってもよい。
【００２２】
また、インバータ回路の出力側に同期モータを設けてモータ駆動用インバータ装置としてもよい。この場合、モータの回転数と周波数とが比例関係であるため、制御装置は、インバータ回路を流れる電流を検出する電流検出手段と、交流電圧と交流電流との位相差を検出する位相差検出手段と、検出された前記位相差と目標とする位相差との誤差に応じてデューティ基準値を調整する調整手段と、前記位相差検出手段によって検出された位相差の直流成分を除去して前記位相差の振動成分を検出する位相差振動検出手段と、前記位相差の振動成分に基づいて前記モータの回転数補正量を算出する回転数補正量演算手段と、算出された前記回転数補正量に基づいてモータ回転数指令値を補正するモータ回転数補正手段と、補正された前記モータ回転数指令値に対応する出力波形データと調整された前記デューティ基準値とに基づいてＰＷＭ信号を算出するＰＷＭ信号作成手段とを有しており、前記制御装置は、前記ＰＷＭ信号を前記インバータ回路に出力する。
【００２３】
なお、電流検出手段は、インバータ回路とコンバータ回路とを結ぶ直流回路に電流検出抵抗を設け、この電流検出抵抗の両端に発生する電圧に基づいて、インバータ回路を流れる直流電流を検出するか、あるいは、インバータ回路を流れる交流電流の極性を検出する交流電流極性検出手段を用いてもよい。交流電流極性検出手段場合、位相差検出手段は、交流電流極性が反転した時点の交流電圧と交流電流との位相差を検出する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ロータ位置センサやモータ電流センサを設けなくても、正弦波駆動をはじめとする１８０度通電駆動が可能となり、モータ効率の向上、低騒音および低振動を実現できる。また、マイクロコンピュータの演算量が少なくなり、Ａ／Ｄ変換器やマイクロコンピュータ等の処理速度を低くすることができる。したがって、簡単な構成と制御でモータトルクや電流の振動を抑制し、脱調を防止して安定した制御をすることができる信頼性の高いインバータ装置を得ることができ、小型で信頼性の高い圧縮機駆動装置および冷凍・空調装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［第１実施形態］
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る第１実施形態のインバータ装置の概略構成を示すブロック図、図２はインバータ回路のＵ相電圧／電流および位相差／位相差振動成分の波形図、図３は電流振動検出部と回転数補正量演算部の概略構成を示すブロック図、図４は回転数補正量演算部の概略構成を示すブロック図、図５は回転数補正量演算部の概略構成を示すブロック図である。
【００２６】
本発明のモータ駆動用のインバータ装置は、図１に示すように、３相の同期モータであるモータ１がインバータ回路２の出力側に接続されており、インバータ制御によって駆動される。インバータ回路２には、コンバータ回路３によってＡＣ電源４からの交流電圧が直流電圧に変換されて供給される。
【００２７】
そして、コンバータ回路３とインバータ回路２とを結ぶ直流回路の負極側に、電流検出抵抗２１が設けられる。電流検出抵抗２１の両端に発生する電圧に基づいて、直流電流検出アンプ部２２がインバータ回路２を流れる直流電流を検出する。直流電流検出アンプ部２２は、制御装置としてのマイクロコンピュータ７に接続され、検出した直流電流を増幅して、直流電流信号としてマイクロコンピュータ７に出力する。この直流電流検出アンプ部６が、インバータ回路２に流れる直流電流を検出する直流電流検出手段とされる。
【００２８】
マイクロコンピュータ７は、位相差検出部８と目標位相差情報格納部９と加算器１０とＰＩ演算部１１と回転数設定部１２と正弦波データテーブル１３と正弦波データ作成部１４とＰＷＭ作成部１５とモータ電流推定部１６と位相差振動検出部１７と回転数補正量演算部１８と回転数補正部１９とを有し、各処理をプログラムにしたがってソフト的に行う。
【００２９】
モータ電流推定部１６は、入力された直流電流信号から電流変化分演算手段により直流電流の変化分を求め、直流電流信号の変化分を分配演算手段によりモータ電流信号を推定演算する。ここで、電流変化分演算手段および分配演算手段は、特開平８−１９２６３号公報に記載されている。
【００３０】
位相差検出部８は、モータ電流推定部１６により推定演算されたモータ電流信号（図２（ｂ）参照）を用いてモータ電圧／電流位相差情報（図２（ｃ）参照）を検出する。
【００３１】
目標位相差情報格納部９は、目標とする位相差情報を格納し、加算器１０は、その目標位相差情報と位相差検出部８から出力された位相差情報との誤差データを算出し、その算出結果をＰＩ演算部１１に出力する。ＰＩ演算部１１は、算出された誤差データに対して比例誤差データ（Ｐ）および積分誤差データ（Ｉ）を算出し、デューティ基準値をＰＷＭ作成部１５に出力する。
【００３２】
位相差振動検出部１７は、位相差検出部８により検出されたモータ電圧／電流位相差情報に基づいて、モータ電圧／電流位相差情報の振動成分を検出する。回転数補正量演算部１８は、電流振動検出部１７によって検出された振動成分に基づいて、回転数補正量を算出する。回転数設定部１２は、目標とする回転数指令値を格納し、回転数補正部１９は、その回転数指令値と回転数補正量演算部１８から出力された回転数補正量との誤差データを算出し、その算出結果を正弦波データ作成部１４に出力する。
【００３３】
正弦波データテーブル１３は、所定のデータ個数で構成された正弦波データを予め記憶しており、正弦波データを正弦波データ作成部１４に出力する。正弦波データ作成部１４は、回転数補正部１９の算出結果である誤差データと、正弦波データテーブル１３とからモータ巻線端子Ｕ，Ｖ，Ｗの各相に対応した正弦波データを読出して、ＰＷＭ作成部１５に出力するとともに、Ｕ相の正弦波データからＵ相のモータ駆動電圧位相情報を位相差検出部８に出力する。
【００３４】
ＰＷＭ作成部１５は、正弦波データとデューティ基準値とから各相ごとにインバータ回路２の各駆動素子にモータ駆動電圧であるＰＷＭ波形信号を出力する。なお、正弦波データの作成は、正弦波データテーブル１３を元に作成せずに、演算によって作成しても構わない。
【００３５】
加算器１０は、位相差検出部８によって検出されたモータ電圧／電流位相差情報と目標位相差情報との誤差量を求め、ＰＩ演算部１１では、Ｐ制御によって誤差量に対して所定の増幅を行い比例誤差量を算出し、Ｉ制御によって誤差量を積算して、その値を増幅して積分誤差量を算出し、両者を加算してデューティ基準値を算出する。このデューティ基準値と別途回転数指令値から求まる正弦波データとに基づいてＰＷＭ作成部１５がその都度の出力デューティを計算し、インバータ部２を介してモータ巻線に印加することによってモータ１が駆動される。
【００３６】
すなわち、モータ駆動電圧（出力デューティ）に対するモータ巻線電流位相差を一定に制御するための位相差制御フィードバックループによって、駆動電圧の大きさ（ＰＷＭデューティのデューティ幅）が決定される。また、モータ１を所望の回転数で回転させるために、所望の周波数で出力される正弦波データによって回転数が決定される。これによって、所望の位相差、所望の回転数でモータ１を駆動制御できる。
【００３７】
次に、回転数の設定およびＰＷＭ出力について説明する。本発明による位相差制御方式は、逆起電圧パルスなどを検出して速度制御を行う方式とは異なる。すなわち、モータ１の回転数は、モータ巻線に通電するＰＷＭ波からなる正弦波電圧の周波数で決定される、いわゆる強制励磁駆動である。
【００３８】
位相差振動検出部１７は、位相差検出部８から検出されたモータ電圧／電流位相差情報に直流成分があるため、このままでは、振動量がわかりにくい。そこで、位相差振動検出部１７は、位相差検出部８で検出された複数相のうちのいずれかの特定相の位相差から直流成分を除去し、位相差振動成分を抽出する。
【００３９】
例えば、特定相をＵ相位相差とした場合、位相差振動検出部１７は、位相差検出部８から出力されたモータ電圧／電流位相差情報のうち、Ｕ相位相差（図２（ｃ）参照）を入力する。この入力されるデータをＵ相位相差データＡとし、このＵ相位相差データＡを各時間で表したものを表１に示す。
【００４０】
【表１】
2006115575.tif 000003
【００４１】
位相差振動検出部１７は、図３に示すように、入力されたＵ相位相差データＡをハイパスフィルタ２３に通すことにより、直流成分を除去し、純粋な変動量としたＵ相位相差振動成分（図２（ｄ）参照）を抽出する。抽出された振動成分を、回転数補正量演算部１８に設けられた比例増幅器２４に通すことにより回転数補正量を算出する。なお、位相差の直流成分とは、例えば、交流電圧の位相が９０度の時点の位相差の値を純粋な変動量としてとらえるために減算する値である。
【００４２】
これにより、振動成分の大きさに応じて、回転数補正量の大きさを調整することができる。すなわち、位相差振動検出部１７によって検出された振動成分が大きい場合は、回転数補正量を大きくする。また、振動成分が小さい場合は、回転数補正量を小さくする。
【００４３】
また、回転数補正量演算部１８は、図４に示すように、位相差振動検出部１７によって検出した振動成分を比例増幅器２４に通した後、乗算器２５でモータ回転数指令値との乗算を行い、回転数補正量を算出してもよい。これにより、振動成分の大きさと回転数の大きさに応じて、回転数補正量の大きさを調整することができる。
【００４４】
さらに、図５に示すように、振動成分を比例増幅器２４に通した後、乗算器２５においてＰＩ演算部１１で算出されたデューティ基準値との乗算を行い、回転数補正量を算出してもよい。これにより、振動成分の大きさとデューティ基準値の大きさに応じて、回転数補正量の大きさを調整することができる。これら、図４、図５の方法により、モータ回転数や負荷条件の変化にも対応可能である。
【００４５】
回転数補正量演算部１８は、回転数補正量に基づいて回転数指令値を増減する補正を行う。この補正された回転数指令値が正弦波データ作成部１４に入力され、補正後の回転数指令値に対応する正弦波データが正弦波データテーブル１３から読み出される。
【００４６】
ここで、正弦波データテーブル１３には、連続的にアナログ値を出力すると正弦波波形が出力されるデータ列が格納されている。このデータ列の参照アドレスがＰＷＭキャリア周期ごとに所定数ずつ更新される。この所定数が大きければ高回転数となる。つまり、モータ回転数は、モータ１の構造的なものを除外すると、ＰＷＭキャリア周波数と正弦波データテーブル１３の参照データとの更新間隔で決まる。例えば、巻線相数が３相であれば、それぞれの相のデータは、電気角で１２０度ずつにずらした正弦波データを参照すればよい。なお、その都度、正弦波演算を行って正弦波データを作成してもよい。
【００４７】
ＰＷＭ波形発生器などのＰＷＭ作成部１５において、これら求まった各相の正弦波データと位相差制御によって算出されたデューティ基準値とが乗算され、ＰＷＭデューティのデューティ幅が決定され、ＰＷＭ波形信号がインバータ回路２の各駆動素子に出力される。このＰＷＭ波形発生器は、たとえばＰＷＭキャリア周期で三角波を発生し、この三角波の波高値と前記乗算された値とを比較し、比較結果に基づいてＨｉｇｈ／Ｌｏｗ信号を出力する。
【００４８】
［第２実施形態］
図６は第２実施形態のインバータ装置の概略構成を示すブロック図である。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４９】
第２実施形態は、図６に示すように、インバータ回路２を流れる交流電流の極性を検出するモータ電流極性検出部２６を備えている。モータ電流極性検出部２６は、インバータ回路２において流れるモータ巻線端子Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の交流電流極性を検出し、それらを論理合成して交流電流極性信号を形成すると、位相差検出部８に出力するようになっている。位相差検出部８は、モータ電流極性検出部２６から出力された交流電流極性信号に基づいて、交流電流極性が反転した時点の交流電圧と交流電流との位相差を検出する。
【００５０】
これにより、電流極性情報のみを抽出することができるため、Ａ／Ｄ変換機能を持たないマイクロコンピュータ７を使用することができ、コストを削減することができる。なお、第２実施形態において、この位相差検出手段以外は、第１実施形態と同様である。
【００５１】
ここで、冷凍・空調装置などで使用される圧縮機では、内部が高温状態になり、ホールＩＣなどのロータ位置を検出する位置センサを設けることが困難であるため、位置センサレスでモータ１を駆動する必要がある。そこで、上記のインバータ装置を圧縮機駆動装置のモータを駆動するために使用する。これによって、コイルおよびホール素子で構成された電流センサ、カレントトランスといった交流電流を検出するための電流センサが不要となるとともに、位置センサも不要となる。そして、このインバータ装置を備えた圧縮機駆動装置を冷凍・空調装置に搭載する。これによって、冷蔵庫、冷凍庫、空気調和機といった冷凍・空調装置を運転することが可能となる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。
【００５３】
また、本実施例において、Ｕ相位相差データは、特定相の位相差を検出しているが、特にこの限りではなく、Ｖ相、Ｗ相でもよい。
【００５４】
また、本実施例において本発明のインバータ装置を冷凍・空調装置等で使用される圧縮機のモータ駆動に用いているが、特にこれに限定されることはない。例えば、蛍光灯や誘導加熱調理器等の電化製品、あるいは、電車や電気自動車、エレベータ等の電気製品に用いてもよい。これにより、安定した駆動をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る第１実施形態のインバータ装置の概略構成を示すブロック図
【図２】インバータ回路のＵ相電圧／電流および位相差／位相差振動成分の波形図
【図３】電流振動検出部と回転数補正量演算部の概略構成を示すブロック図
【図４】回転数補正量演算部の概略構成を示すブロック図
【図５】回転数補正量演算部の概略構成を示すブロック図
【図６】第２実施形態のインバータ装置の概略構成を示すブロック図
【図７】従来のインバータ装置の概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００５６】
１    同期モータ
２    インバータ回路
３    コンバータ回路
４    ＡＣ電源
５    電流センサ
６    モータ電流検出アンプ部
７    マイクロコンピュータ
８    位相差検出部
９    目標位相差情報格納部
１０  加算器
１１  ＰＩ演算部
１２  回転数設定部
１３  正弦波データテーブル
１４  正弦波データ作成部
１５  ＰＷＭ作成部
１６  モータ電流推定部
１７  位相差振動検出部
１８  回転数補正量演算部
１９  回転数補正部
２１  電流検出抵抗
２２  直流電流検出アンプ部
２３  ハイパスフィルタ
２４  比例増幅器
２５  乗算器
２６  電流極性検出部
Ａ    Ｕ相位相差データ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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