(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力交流電源を整流手段で直流電圧に変換するとともに、少なくともスイッチング素子を含むアクティブフィルタで前記直流電圧を所定電圧として当該モータをインバータ制御するインバータ手段に供給し、当該入力交流電流波形をほぼ正弦波にするために前記スイッチング素子をオン、オフ制御する一方、前記インバータ手段を駆動して前記モータを回転制御するモータの制御方法であって、
前記スイッチング素子を一定のチョッピングデューティ比で駆動し、前記アクティブフィルタの出力直流電圧を一定としているときに、前記入力交流電流としての一次電流を所定の時間間隔で検出して上記一次電流の増加量を算出し、該算出増加量に応じて前記チョッピングデューティ比のオン幅を大きくして、負荷の増加による上記モータへの供給電圧が低下する前に上記アクティブフィルタの出力直流電圧を上昇させることを特徴とするモータの制御方法。
【請求項２】
入力交流電源を整流手段で直流電圧に変換するとともに、少なくともスイッチング素子を含むアクティブフィルタで前記直流電圧を所定電圧として当該モータをインバータ制御するインバータ手段に供給し、当該入力交流電流波形をほぼ正弦波にするために前記スイッチング素子をオン、オフ制御する一方、前記インバータ手段をＰＷＭ制御して前記モータを目標回転数に制御するモータの制御方法であって、
前記スイッチング素子を一定のチョッピングデューティ比で駆動し、前記アクティブフィルタの出力直流電圧を一定としているときに、前記ＰＷＭ制御を行うためのＰＷＭデューティ比のオン幅を所定の時間間隔で検出してその増加量を算出し、該算出増加量に応じて前記チョッピングデューティ比のオン幅を大きくして、負荷の増加による上記モータへの供給電圧が低下する前に上記アクティブフィルタの出力直流電圧を上昇させることを特徴とするモータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は家電機器等のモータ（ブラシレスＤＣモータ）等をインバータ制御する制御技術に係り、特に詳しくは、電源回路のアクティブフィルタの出力直流電圧を制御するモータの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータをインバータ制御する場合、直流電圧をスイッチングしてモータに印加する一方、その直流電圧をアクティブフィルタで制御し、入力交流電流波形をほぼ正弦波とする。この制御装置としては、例えば図４に示す構成のものがある。
【０００３】
図４において、この制御装置は、交流電源１をダイオードブリッジ回路の整流部２で直流電圧に変換してアクティブフィルタ部３に入力し、このアクティブフィルタ部３の出力直流電圧をコンデンサ４で平滑化してインバータ部５に入力し、このインバータ部５の複数スイッチング素子で入力直流電圧をスイッチングして例えば三相交流に変換してモータ６に印加する。
【０００４】
なお、アクティブフィルタ部３は、整流部２の正側端子に直列に接続したチョークコイル３ａと、このチョークコイル３ａの他端子（出力側）と整流部２の負側端子との間に接続したスイッチング素子（ＩＧＢＴ；絶縁ゲート形トランジスタ）３ｂとを備えている。
【０００５】
また、上記制御装置は、インバータ部５のスイッチング素子をオン、オフ駆動するとともに、アクティブフィルタ部３のスイッチング素子３ｂをオン、オフ制御する制御回路７およびベースアンプ回路８を備えている。なお、図示しないが、制御回路７は当該モータの制御用マイクロコンピュータであり、モータの運転に必要な種々の回路との入出力信号の授受を行ってモータの各部位を制御する。
【０００６】
さらに、上記制御装置は、モータ６の回転子の位置を検出する位置検出回路９を備え、この位置検出回路９からの位置検出信号を制御回路７に入力し、モータ６の電機子巻線の通電を切り替え、回転制御を適切に行う。
【０００７】
さらにまた、当該入力交流電流（一次電流）を検出するために電流検出センサ（ＣＴ；カレントトランス）１０および一次電流検出回路１１を備え、この一次電流検出回路１１からの検出電流を制御回路７に入力し、その検出電流に応じて所定指令（チョッピングデューティ比）でアクティブフィルタ部３のスイッチング素子３ｂを所定にオン、オフ制御し、入力交流電流波形をほぼ正弦波とする。
【０００８】
このように、入力交流電流波形をほぼ正弦波とし、入力交流電流波形の歪波を小さくすることにより、高調波電流を低減して力率の向上を図ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記モータの制御方法においては、モータ電流の大きさによってアクティブフィルタ部３の出力直流電圧が変動し、例えばアクティブフィルタ部３に対して一定の指令値（チョッピングデューティ比）を与え続けている場合には、チョッピングデューティ比が固定されていることから、モータ６の負荷増大により同モータ６に流れる電流が上昇すると、その分アクティブフィルタ部３の出力直流電圧が相対的に減少してしまい、モータの運転効率の低下となる。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、モータの負荷増大によるアクティブフィルタの出力直流電圧の低下を防ぐことができ、効率的な運転ができるようにしたモータの制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、入力交流電源を整流手段で直流電圧に変換するとともに、少なくともスイッチング素子を含むアクティブフィルタで前記直流電圧を所定電圧として当該モータをインバータ制御するインバータ手段に供給し、当該入力交流電流波形をほぼ正弦波にするために前記スイッチング素子をオン、オフ制御する一方、前記インバータ手段を駆動して前記モータを回転制御するモータの制御方法であって、前記スイッチング素子を一定のチョッピングデューティ比で駆動し、前記アクティブフィルタの出力直流電圧を一定としているときに、前記入力交流電流としての一次電流を所定の時間間隔で検出して上記一次電流の増加量を算出し、該算出増加量に応じて前記チョッピングデューティ比のオン幅を大きくして、負荷の増加による上記モータへの供給電圧が低下する前に上記アクティブフィルタの出力直流電圧を上昇させることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、入力交流電源を整流手段で直流電圧に変換するとともに、少なくともスイッチング素子を含むアクティブフィルタで前記直流電圧を所定電圧として当該モータをインバータ制御するインバータ手段に供給し、当該入力交流電流波形をほぼ正弦波にするために前記スイッチング素子をオン、オフ制御する一方、前記インバータ手段をＰＷＭ制御して前記モータを目標回転数に制御するモータの制御方法であって、前記スイッチング素子を一定のチョッピングデューティ比で駆動し、前記アクティブフィルタの出力直流電圧を一定としているときに、前記ＰＷＭ制御を行うためのＰＷＭデューティ比のオン幅を所定の時間間隔で検出してその増加量を算出し、該算出増加量に応じて前記チョッピングデューティ比のオン幅を大きくして、負荷の増加による上記モータへの供給電圧が低下する前に上記アクティブフィルタの出力直流電圧を上昇させることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図３を参照して詳しく説明する。
なお、図１中、図４と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００１４】
図１において、このモータの制御方法が適用される制御装置は、アクティブフィルタ部３のスイッチング素子３ｂを一定のチョッピングデューティ比で駆動しているときに、モータ６の負荷増大を当該入力交流電流（一次電流）の増加量、あるいはインバータ部５を制御するＰＷＭデューティ比のオン幅の増加量により判断し、かつ、その増加量を算出し、この増加量に応じてスイッチング素子３ｂのチョッピングデューティ比のオン幅を大きくする制御回路（マイクロコンピュータ）２０を備えている。
なお、制御回路２０は、図４に示す制御回路７の機能も備えている。
【００１５】
図２に示すように、一次電流の増加量が大きいほど、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧の低下量が大きくなる（同図の下向き矢印分）。すなわち、スイッチング素子３ｂのチョッピングデューティ比は一定値であり、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧が一定であるときに、一次電流が通常時よりも増大した場合、モータ６の電流が通常より増え、出力直流電圧が低下するからである。
【００１６】
また、図３に示すように、ＰＷＭデューティ比のオン幅の増加量が大きいほど、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧の低下量が大きくなる（同図の下向き矢印分）。すなわち、スイッチング素子３ｂのチョッピングデューティ比が一定値であり、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧が一定であるときに、ＰＷＭデューティ比のオン幅が通常時よりも大きくなった場合、モータ６の電流が通常より増え、出力直流電圧が低下したためモータ６の印加電圧を補正し、速度制御を補正しているからである。
【００１７】
次に、上記構成の制御装置の動作を説明すると、まず制御回路２０は、アクティブフィルタ部３のスイッチング素子３ｂを一定のチョッピングデューティ比で駆動し、モータ６を目標回転数で制御しているものとする。
【００１８】
このチョッピングデューティ比を一定としているときに、一次電流を検出して通常時より増大しているか否かを判断する。例えば、一次電流を検出し、これを通常時の一次電流としてメモリに記憶した後、所定時間毎に一次電流を検出し、この検出された一次電流とメモリの一次電流とを比較し、一次電流が増大しているか否かを判断する。
【００１９】
ここで、モータ６の負荷が何らかの要因で重くなり、モータ６の電流が増大すると、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧が低下することがある。このような状態、つまり一次電流が増大した場合には、現に検出した一次電流とメモリの一次電流とにより増大分（増加量）を算出するとともに、この算出増加量に応じてスイッチング素子３ｂのチョッピングデューティ比のオン幅を大きくする。
このとき、上記チョッピングデューティ比のオン幅が大きくなるため、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧の低下分が補正され、出力直流電圧の低下が防止される。
なお、一次電流の増加量に対してチョッピングデューティ比のオン幅を大きくする量は予め経験的に求めておけばよい。
【００２０】
モータ６をＰＷＭ制御している場合、モータ６の回転数が目標回転数からずれると、その回転数を補正し、ＰＷＭデューティ比のオン幅を増加させ、モータ６の回転数を目標回転数とする。したがって、上述したアクティブフィルタ部３の出力直流電圧の低下が補正されると、モータ６の回転数が目標回転数より高くなる。
しかしこの場合、当該ＰＷＭ制御により、ＰＷＭデューティ比のオン幅が元の値まで小さくされ、つまりモータ６の回転数を目標回転数とする制御が行われることになる。
【００２１】
また、一次電流の増加量だけなく、ＰＷＭデューティ比のオン幅の増加量によっても、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧の低下を判断することができる。  この場合、上記チョッピングデューティ比を一定としているときに、ＰＷＭデューティ比のオン幅を通常時の値としてメモリに記憶した後、所定時間毎に現ＰＷＭデューティ比のオン幅とメモリのオン幅とを比較し、ＰＷＭデューティ比のオン幅が増大しているか否かを判断する。
【００２２】
このとき、モータ６の負荷が何らかの要因で重くなり、つまりモータ６の電流が増大すると、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧が低下することがある。このような状態、つまりＰＷＭデューティ比のオン幅が増大した場合、現ＰＷＭデューティ比とメモリのオン幅とにより増大分（増加量）を算出し、この増加量に応じてスイッチング素子３ｂのチョッピングデューティ比のオン幅を大きくする。
すると、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧の低下分が補正され、出力直流電圧の低下が防止される。
なお、ＰＷＭデューティ比のオン幅の増加量に対してチョッピングデューティ比のオン幅を大きくする量は予め経験的に求めておけばよい。
【００２３】
ＰＷＭ制御おいては、モータ６の回転数が目標回転数からずれると、その回転数を補正し、ＰＷＭデューティ比のオン幅を増加させ、モータ６の回転数を目標回転数とする。したがって、上述したアクティブフィルタ部３の出力直流電圧の低下が補正されると、モータ６の回転数が目標回転数より高くなる。
しかしこの場合、当該ＰＷＭ制御により、ＰＷＭデューティ比のオン幅が元の値まで小さくされ、モータ６の回転数を目標回転数とする制御が行われることになる。
【００２４】
このように、アクティブフィルタ部３のスイッチング素子３ｂを一定のチョッピングデューティ比で駆動しているときに、モータ電流が増大し、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧が低下する場合、その出力直流電圧の低下量を一次電流の増加量あるいはＰＷＭデューティ比のオン幅の増加量をもって判断し、この増加量に応じてスイッチング素子３ｂを制御するチョッピングデューティ比のオン幅を大きくする。
【００２５】
したがって、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧の低下量を補正して元の一定値に戻し、出力直流電圧の低下を防止することができる。
また、アクティブフィルタ部３の出力直流電圧を抵抗回路で分圧し、この分圧電圧により出力直流電圧の低下を検出することもできるが、既に説明したように、本発明ではそのような分圧回路を必要としないことから、コストアップにならずに済む。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、以下に述べる効果を奏する。
本発明は直流電圧をアクティブフィルタで所定電圧として当該モータを駆動するインバータ手段に供給してなるモータの制御において、アクティブフィルタのスイッチング素子を一定のチョッピングデューティ比で駆動し、そのアクティブフィルタの出力直流電圧を一定としているときに、入力交流電流としての一次電流を検出するとともに、この一次電流の増加量を算出し、この算出増加量に応じてチョッピングデューティ比のオン幅を大きくし、この増加量が大きいほど、そのチョッピングデューティ比のオン幅が大きくなることから、例えば、モータ負荷増大により電流が増大した場合にも、アクティブフィルタの出力直流電圧の低下を防止することができることにより、最適な直流電圧で安定したモータの駆動が可能となるとともに、効率的な運転が可能となるという効果がある。
【００２７】
また、モータをＰＷＭ制御する場合、上記一次電流の増加量に代えてＰＷＭデューティ比のオン幅の増加量を用い、アクティブフィルタのスイッチング素子を一定のチョッピングデューティ比で駆動し、そのアクティブフィルタの出力直流電圧を一定としているときに、ＰＷＭデューティ比のオン幅の増加量を算出するとともに、この算出増加量に応じてそのチョッピングデューティ比のオン幅を大きくしていることから、上述と同様の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示し、モータの制御方法が適用される制御装置の概略的ブロック線図。
【図２】図１に示す制御装置の動作を説明するための概略的グラフ図。
【図３】図１に示す制御装置の動作を説明するための概略的グラフ図。
【図４】従来のモータの制御装置の概略的ブロック線図。
【符号の説明】
１  入力交流電源
２  整流部
３  アクティブフィルタ部
３ａ  チョークコイル
３ｂ  スイッチング素子（ＩＧＢＴ）
４  インバータ部
５  モータ
７，２０  制御回路（マイクロコンピュータ）
１０  電流検出センサ（ＣＴ）
１１  一次電流検出回路
【図１】
0004415428.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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