(57)【要約】【課題】インバータ制御装置において、電源電圧が低下した時に安全にモータ駆動回路を停止させ、スイッチ素子の破壊を防止する。【解決手段】商用電源１０の電圧が低下したことを、システム制御マイコン７に制御電源を供給する第二の電源回路９の出力電圧を電源電圧低下検出回路８を通してシステム制御マイコン７で検出し、モータ駆動回路２のスイッチ素子３の損失が大きくなる前にシステム制御マイコン７からモータ制御マイコン５へ停止指令を出力し、モータ駆動回路２の動作を停止させる。【選択図】  図１
2005039403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータを駆動するためのモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路に対しモータ駆動信号を出力するモータ制御マイコンと、前記モータ駆動回路および前記モータ制御マイコンに制御電源を供給する第一の電源回路と、前記モータ制御マイコンに制御信号を出力するとともに装置全体の制御を行なうシステム制御マイコンと、前記システム制御マイコンに制御電源を供給する第二の電源回路と、前記システム制御マイコンに供給される制御電源の低下を検出する電源電圧低下検出回路を備え、商用電源電圧が低下し前記システム制御マイコンが前記電源電圧低下検出回路を通して前記第二の電源回路の供給する制御電源電圧が所定値以下に低下したことを検出したとき、前記システム制御マイコンより前記モータ制御マイコンへ停止指令を出力し前記モータ駆動回路を停止するようにしたことを特徴とするインバータ制御装置。
【請求項２】
システム制御マイコンの電源電圧低下検出所定値を、第一の電源回路を動作させるために必要な最低電圧より高く設定したことを特徴とする請求項１に記載のインバータ制御装置。
【請求項３】
モータと、前記モータを駆動するためのモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路に対しモータ駆動信号を出力するモータ制御マイコンと、前記モータ駆動回路および前記モータ制御マイコンに制御電源を供給する第一の電源回路と、前記モータ制御マイコンに制御信号を出力するとともに装置全体の制御を行なうシステム制御マイコンと、前記システム制御マイコンに制御電源を供給する第二の電源回路とを備え、前記第二の電源回路を動作させるのに必要な最低電圧を前記第一の電源回路を動作させるのに必要な最低電圧より高く設定したことを特徴とするインバータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータをインバータで可変速駆動するインバータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、モータの駆動方式はインバータを用いて効率的に可変速駆動させる方法が主流である。また、インバータも高性能化が進みインテリジェントパワーモジュール等の駆動回路に保護機能を備えたものも増えている。（例えば特許文献１参照）
図４はモータ駆動回路に前記特許文献１に記載されたＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ−Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチ素子を用いた、従来のインバータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図４において、１は誘導電動機などのモータ、１０２はモータ駆動を行なうＩＧＢＴ等のスイッチ素子３と共に制御電圧低下保護回路４を備えたモータ駆動回路、１０７はモータ駆動回路１０２のモータ駆動制御信号を出力する制御マイコン、１０６は商用電源１０から整流された直流電圧を任意の電圧に変換し、モータ駆動回路１０２に制御電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータなどの第一の電源回路、９は商用電源１０を任意の直流電圧に変換し、制御マイコン１０７に制御電圧を供給する電源トランスなどの第二の電源回路である。
【０００４】
上記構成において、モータ駆動回路１０２がモータ駆動を行っている時に商用電源１０が低下した場合、第一の電源回路１０６への入力電圧が低下し、それに伴い第一の電源回路１０６がモータ駆動回路１０２に供給している制御電圧も低下するが、この電圧が所定値以下になるとモータ駆動回路１０２の制御電圧低下保護回路４が作動してモータの駆動を停止する。このような保護機能を有することで、安全にモータ駆動を行なうことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０５−２２６９９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のインバータ制御装置では、コストや構成上の制約によって全てのモータ駆動回路１０２に上記のような制御電圧低下保護回路４が設けられているわけではない。
【０００７】
すなわち、モータ駆動回路１０２に制御電圧低下保護回路４が設けられていない場合、商用電源１０が低下した時モータ駆動回路１０２に供給されている制御電圧も低下し、この時モータ駆動回路１０２に内蔵されているＩＧＢＴ等のスイッチ素子３の損失が大きくなりスイッチ素子自身が破壊してしまう恐れがあるという課題を有していた。
【０００８】
また、インバータや力率改善回路（以下ＰＦＣ）等において、スイッチ素子がディスクリート部品で構成された場合は制御電圧低下保護機能が無いので、制御電源電圧が低下した時はスイッチ素子の駆動電圧も低下し、スイッチ素子の損失が大きくなりスイッチ素子自身が破壊する恐れがあるという課題を有していた。
【０００９】
本発明はこのような上記従来の課題を解決するものであり、不安定な商用電源での使用や突発的な電圧降下時には、安全にインバータやＰＦＣを停止させ、スイッチ素子の破壊を未然に防ぐ事を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のインバータ制御装置は、電源電圧低下検出回路が検出した電圧値をシステム制御マイコンが読み取り、所定値以下であるかどうかの判断を行ない、所定値以下であるならシステム制御マイコンはモータ制御マイコンへ停止指令を出力し、停止指令が入力されたモータ制御マイコンはモータ制御部にあるモータ駆動回路への制御信号を停止させ、モータ駆動回路はモータの駆動を停止させるものである。
【００１１】
本構成によって商用電源の電圧低下によるスイッチ素子の破壊を防ぎ、信頼性の高いインバータ駆動装置を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、商用電源が不安定な場所や突発的な電圧降下の発生する可能性のある場所でインバータ装置を用いてモータを駆動させたときに、電源電圧が低下した場合にシステム制御マイコンが電源電圧低下検出回路で検出した電圧を読み取り、読み取った電圧値が所定値を下回っていると判断した場合、システム制御マイコンからモータ制御マイコンへ停止指令を出力し安全にモータ駆動回路を停止させるようにしたものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、電源電圧が低下したときにシステム制御マイコンが電源電圧が低下したと判断する電圧を、第一の電源回路の最低動作電圧より高く設定したものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、電源電圧検出回路を用いず、電源電圧が低下したときに第二の電源回路の最低動作電圧を第一の電源回路の最低動作電圧より高く設定することで、第二の電源回路が動作を先に停止してシステム制御マイコンからモータ制御マイコンに停止指令が出力され安全にモータ駆動回路を停止させるようにしたものである。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明のインバータ制御装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、１は誘導電動機などのモータ、２はスイッチ動作をするＩＧＢＴ等のスイッチ素子３を内蔵しモータ駆動を行なうモータ駆動部、５はモータ駆動回路２にモータ駆動制御信号を出力するモータ制御マイコン、６は商用電源１０から整流された直流電圧を任意の電圧に変換し、モータ駆動回路２およびモータ制御マイコン５に制御電源を供給するＤＣ／ＤＣコンバータなどの第一の電源回路、７はモータ制御マイコン５に制御信号を出力するとともに装置全体の制御を行なうシステム制御マイコン、８はシステム制御マイコン７へ供給する電源電圧を検出する電源電圧低下検出回路、９は商用電源１０を任意の直流電圧に変換しシステム制御マイコン７へ電源を供給する第二の電源回路である。
【００１７】
上記構成において、商用電源１０の出力を第二の電源回路９が任意の直流電圧に変換しその変換された電圧を電源電圧低下検出回路８が検出し、その検出値をシステム制御マイコン７が読み取る。
【００１８】
この時、システム制御マイコン７の読み取った電圧が所定値以下であるとき、システム制御マイコン７は商用電源が低下したと判定して、モータ制御マイコン５にリセット信号を出力する。
【００１９】
モータ制御マイコン５はリセット信号が入力するとモータ駆動回路２への駆動信号の出力を停止し、モータ１も停止する。
【００２０】
このように本発明の実施の形態１の構成によれば、制御電圧低下保護回路４を備えていないモータ駆動回路２を使用してもスイッチ素子３の破壊を未然に防ぐことができるので、信頼性の高いインバータ駆動装置を提供することができる。
【００２１】
（実施の形態２）
次に本発明のインバータ制御装置の実施の形態２について説明する。
【００２２】
図１において、商用電源１０の電圧が低下した時にシステム制御マイコン７が電源電圧が低下したと判断する所定値を、第一の電源回路６の動作に必要な最低動作電圧より高く設定しておく。
【００２３】
これにより第一の電源回路６から制御電源を供給するモータ駆動回路２に内蔵されているスイッチ素子３の損失が大きくなる前に、システム制御マイコン７は電源電圧低下検出回路８を通して商用電源電圧が低下したと判定する。
【００２４】
この時、システム制御マイコン７はモータ制御マイコン５に停止信号としてリセット信号を出力し、モータ制御マイコン５はモータ駆動回路２への制御信号の出力を停止しモータ１を停止させる。
【００２５】
このように本発明の実施の形態２の構成によれば、電源電圧の低下をより早い時期に検出することにより、制御電圧低下保護回路４を備えていないモータ駆動回路２を使用してもスイッチ素子３の破壊を未然に防ぐことができるので、さらに信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができる。
【００２６】
（実施の形態３）
図２は本発明の実施の形態３におけるインバータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図２は図１の構成から、電源電圧低下検出回路８を省略した構成となっている。そして、商用電源１０が低下しモータ駆動回路２とモータ制御マイコン５へ電源を供給している第一の電源回路６の動作に必要な最低電圧よりも、システム制御マイコン７へ電源を供給している第二の電源回路９の動作に必要な最低電圧の設定を高くする。
【００２８】
このとき、商用電源１０が低下した場合は電源電圧低下検出回路８を設定しなくてもシステム制御マイコン７がモータ制御マイコン５より早く停止するため、モータ制御マイコン５に停止指令としてリセット信号が自動的に出力される構成になっている。
【００２９】
すなわち、電源電圧低下時にはモータ制御マイコン５に自動的にリセット信号が入力されるので、モータ制御マイコン５はモータ駆動回路２への制御信号を停止させる。これによりモータ駆動回路２は制御信号の出力を停止しモータ１も停止する。
【００３０】
このように本発明の実施の形態３の構成によれば、制御電圧低下保護回路４を備えていないモータ駆動回路２を使用する場合に、電源電圧低下検出回路８を備えなくてもスイッチ素子３の破壊を未然に防ぐことができるので、信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができる。
【００３１】
（実施の形態４）
図３は本発明を力率改善回路（以下ＰＦＣ）に応用した実施の形態４における構成を示すブロック図である。
【００３２】
図３において、１はインバータ制御装置で駆動される誘導電動機などのモータ、１１はＩＧＢＴ等のディスクリート部品のスイッチ素子１２で構成されているＰＦＣ、２０６は商用電源１０から整流された直流電圧を任意の電圧に変換しモータ駆動回路２およびＰＦＣ１１に制御電源を供給しているＤＣ／ＤＣコンバータなどの第一の電源回路、２０７はモータ駆動制御信号と共にＰＦＣ制御信号を出力しＰＦＣ１１の駆動制御を行なっているシステム制御マイコン、９はシステム制御マイコン２０７へ制御電源を供給している電源トランスなどの第二の電源回路である。
【００３３】
この構成において、ＰＦＣ１１へ制御電源を供給している第一の電源回路２０６の動作に必要な最低電圧よりも、システム制御マイコン２０７に制御電源を供給している第二の電源回路９の動作に必要な最低電圧の設定を高くする。
【００３４】
これにより商用電源１０が低下した場合、第一の電源回路２０６より早く第二の電源回路９の出力電圧が停止し、システム制御マイコン２０７が停止してスイッチ素子１２への制御信号が停止するためＰＦＣ１１が停止し、同時にスイッチ素子３への制御信号も停止してモータ駆動回路２も停止する。
【００３５】
以上のように、本発明の実施の形態４の構成によれば制御電圧低下保護回路４を備えていないＰＦＣ１１においてもＩＧＢＴ等のスイッチ素子１２の破壊を未然に防ぐことができるので、信頼性が高くさらに小型化が可能なインバータ制御装置を提供することができる。
【００３６】
以上の説明では、スイッチ素子としてＩＧＢＴを用いたが、他にバイポーラトランジスタやＣ−ＭＯＳなどの素子を用いても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明のインバータ制御装置によれば、電源電圧低下検出回路で検出した電圧をシステム制御マイコンが読み取り、読み取った電圧値が所定値を下回っているかどうかで、商用電源の電圧が低下していることを検出することが可能となる。
【００３８】
これによって商用電源の電圧低下によるモータ駆動回路への電圧供給不足を未然に防ぎ、スイッチ素子の破壊を防ぐことが可能となり、制御電圧低下保護回路の備わっていないモータ駆動回路を使用しても、信頼性の高いインバータ制御装置を提供することができるという効果を奏する。
【００３９】
また電源電圧低下検出回路を用いなくても、商用電源の低下によるモータ駆動回路への電源電圧供給不足を未然に防ぎ、スイッチング素子の破壊を防ぐことが可能となる。すなわち、制御電圧低下保護回路の備わっていないモータ駆動回路の使用が可能となるほか、ＰＦＣをＩＧＢＴなどのディスクリート部品のスイッチ素子で構成した制御電圧低下保護回路が備わっていないインバータ制御装置においても電源電圧低下時にスイッチ素子の破壊を防ぐことが可能となり、さらにこの場合には、部品点数の削減・組立工数の削減が可能になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１及び２を示すインバータ制御装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態３を示すインバータ制御装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態４を示すインバータ制御装置の構成を示すブロック図
【図４】従来のインバータ制御装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１  モータ
２  モータ駆動回路
５  モータ制御マイコン
６  第一の電源回路
７  システム制御マイコン
８  電源電圧低下低検出回路
９  第二の電源回路
【図１】
2005039403.tif 000003
【図２】
2005039403.tif 000004
【図３】
2005039403.tif 000005
【図４】
2005039403.tif 000006