(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電動機の回転数が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項２】
コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電動機の回転数が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項３】
コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電動機の消費電力が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項４】
コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電動機の消費電力が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項５】
コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記直流接続点の電圧が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項６】
コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記直流接続点の電圧が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項７】
コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点間に接続される平滑コンデンサと、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電動機が停止した場合に前記電池から前記平滑コンデンサへの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項８】
前記電動機の回生動作を検出する回生検出手段をさらに備え、
前記充放電制御手段は、前記回生検出手段が前記回生動作を検出した場合に該回生動作による電力を前記電池に充電する制御を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の電動機駆動装置。
【請求項９】
時刻を計時する計時手段をさらに備え、
前記充放電制御手段は、前記計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の電動機駆動装置。
【請求項１０】
外部装置との間の通信処理を行う通信処理手段をさらに備え、
前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記電池の充放電状態を前記外部装置に通知する充放電状態通知手段を備え、
前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記外部装置によって充放電制御されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の電動機駆動装置。
【請求項１１】
前記電動機は、冷凍サイクルに用いられる圧縮機であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の電動機駆動装置を用いた空気調和機。
【請求項１２】
コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが、冷凍サイクルに用いられる圧縮機の回転数を制御する圧縮機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電池の充放電量をもとに前記圧縮機の回転数を制御するとともに、前記電池への充電時に前記圧縮機の回転数が所定値以上である場合に前記圧縮機の回転数を所定値未満の回転数に制御する圧縮機制御手段を備えたことを特徴とする圧縮機駆動装置。
【請求項１３】
コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する圧縮機駆動装置において、
充放電可能な電池と、
前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、
前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、前記電池の充放電量をもとに前記圧縮機の回転数を制御するとともに、前記電池からの放電時に前記圧縮機の回転数が所定値以下である場合に前記圧縮機の回転数を所定値を越える回転数に制御する圧縮機制御手段を備えたことを特徴とする圧縮機駆動装置。
【請求項１４】
時刻を計時する計時手段をさらに備え、
前記充放電制御手段は、前記計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うことを特徴とする請求項１２または１３に記載の圧縮機駆動装置。
【請求項１５】
外部装置との間の通信処理を行う通信処理手段をさらに備え、
前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記電池の充放電状態を前記外部装置に通知する充放電状態通知手段を備え、
前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記外部装置によって充放電制御されることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一つに記載の圧縮機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機の回転数を制御するインバータと交流を直流に変換するコンバータとを有した電動機駆動装置に関し、特に充放電可能な電池を用いて電力を貯蔵することができる電動機駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、充放電可能な電池を用いて電力貯蔵することができる電動機駆動装置がある。たとえば、図１２は、従来の電動機駆動装置を用いた電力貯蔵エアコンシステムの構成を示す図である（特開平１０−１１７４４８号公報参照）。図１２において、ダイオードブリッジ１０３、短絡素子１０４、リアクトル１０２、ダイオード１０１、平滑コンデンサ１０６および制御部１０５から構成されるコンバータは、短絡素子１０４である半導体素子を１つ用いた昇圧形の高力率コンバータである。このコンバータは、制御部１０５による短絡素子１０４のオン、オフによって平滑コンデンサ１０６の両端電圧である直流母線電圧を所望の値に制御し、かつ交流電源１００から流れる入力電流をも制御し、これによって高周波含有量の少ない略正弦波状の入力電流に制御するようにしている。
【０００３】
平滑コンデンサ１０６の両端には、直流母線電圧が現れ、コンバータは、交流を直流に変換したことなる。この直流母線電圧はインバータ１０７に印加される。インバータ１０７は、モータ１０８を駆動し、回転数制御を行う。
【０００４】
ここで、図１２に示した電力貯蔵エアコンシステムは、コンバータとインバータ１０７によってモータ１０８を駆動するのみではなく、電力需要の少ない夜間電力を電池１１４に貯蔵し、電力需要の多い昼間時に夜間貯蔵した電力を用いるようにしている。
【０００５】
電池１１４への充電は、充電用半導体素子１１０がオン状態で、直流母線電圧が電池電圧に比して高い場合に行われるため、充電時には、コンバータの制御部１０５が、直流母線電圧が充電可能な電圧となるように制御する。一方、電池１１４からの放電は、電池電圧に比して直流母線電圧が低い場合に行われるので、放電時には、この直流母線電圧が低い状態で、放電用半導体素子１１１がオンされる。これによって、貯蔵された電池１１４の直流をそのままエアコンに利用し、電力効率を高めることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した電力貯蔵エアコンシステムでは、電池１１４への充電および放電を行う際に電圧変換することなく、直接、電池１１４の電圧をモータ１０８の出力補助に用いたり、コンバータ出力電圧を直接、電力貯蔵に用いることによって、電池１１４への充放電時の電圧変換に関わる効率を高めるようにしている。このため、高力率コンバータによる直流母線電圧を制御することによって、電池１１４からの充放電を制御するようにしているが、このような直流母線電圧の制御を行うのは、電流が電位の高い方から低い方にしか流れず、電池１１４とインバータ１０７の入力端との間を双方向に電流を流すためには、充放電時に電位差を逆転させる必要があるからである。
【０００７】
しかしながら、従来の電力貯蔵エアコンシステムでは、電池１１４からの放電を行う場合で、モータ１０８が電池１１４の電圧以上の印加電圧を必要とする場合、電池１１４に貯蔵した電力を供給し続けると、モータ１０８の印加電圧不足のために、モータ１０８の回転数が低下し、モータ１０８は出力不足になってしまうという問題点があった。
【０００８】
この場合、コンバータを動作させて、モータ１０８の必要電圧となるように直流母線電圧を制御すると、逆に電池１１４からの放電は電位差によってできなくなり、結果として電池１１４に貯蔵した電力を使用することができないという問題点があった。
【０００９】
また、電池１１４に充電する場合、電池１１４の電圧が電源電圧のピーク値以下の場合、電池１１４に充電できるが電池１１４からの放電ができなくなる。このため、電池の電圧は、電源電圧のピーク値を越える値を設定することになるが、この場合、電池が大型化し、しかもコスト高になるという問題点がああった。一方、コンバータによって昇圧して充電することになるため、このコンバータの昇圧動作によって多くの損失（ロス）が発生することになるという問題点もあった。
【００１０】
さらに、電池１１４から放電する場合、モータ１０８が停止しているか、または低速運転しているなどの負荷が軽い状態であって、電池１１４からの放電量が多い場合には、直流母線電圧が高くなりすぎてインバータ１０７やコンバータの耐電圧を越えてしまい、インバータ１０７やコンバータが破損するおそれが生じるという問題点があった。
【００１１】
一方、電池１１４に充電する場合も、同様であって、モータ１０８の出力が大きい重負荷で駆動している場合に、電池１１４への充電を行うと必要な入力が大きくなりすぎ、コンバータの電流容量を超えてしまい、コンバータが破損するおそれがあるという問題点があった。
【００１２】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、電動機出力に適した電力補助を行うことができるとともに、効率のよい充電による高い電力貯蔵を可能とする電動機駆動装置およびそれを用いた空気調和機ならび圧縮機駆動装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電動機の回転数が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、充放電制御手段が、電動機の回転数をもとに充放電回路の充放電量を制御するようにし、たとえば放電時には、電動機にアシストすべき電力量を電動機の回転数によって制御するので、コンバータ効率および充放電回路効率の双方とも向上させることができ、また、電動機の回転数が高い場合に、充電量を低減し、コンバータ効率の低い状態では、充電を行わないようにし、充電時に発生する電力損失を最小限に抑制するようにしている。また、電動機の回転数が所定値以下の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に、電池からの放電を強制的に停止するようにしている。
【００１５】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電動機の回転数が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段は、電動機の回転数が所定値以上の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に電池に対する充電を強制的に停止するようにしている。
【００１７】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電動機の消費電力が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段は、電動機の消費電力が所定値以下の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に電池からの放電を強制的に停止するようにしている。
【００１９】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電動機の消費電力が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段は、電動機の消費電力が所定値以上の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に電池に対する充電を強制的に停止するようにしている。
【００２１】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記直流接続点の電圧が所定値以下の場合であり、かつ、前記電池への充電が行われていない場合に前記電池からの放電を強制的に停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段は、直流接続点の電圧が所定値以下の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に電池からの放電を強制的に停止するようにしている。
【００２３】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記直流接続点の電圧が所定値以上の場合であり、かつ、前記電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段は、直流接続点の電圧が所定値以上の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に前記電池に対する充電を強制的に停止するようにしている。
【００２５】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する電動機駆動装置において、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点間に接続される平滑コンデンサと、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記電動機の回転数をもとに前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記を備えたことを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段は、電動機が停止した場合に電池から平滑コンデンサへの放電を強制的に停止するようにしている。
【００２７】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、前記電動機の回生動作を検出する回生検出手段をさらに備え、前記充放電制御手段は、前記回生検出手段が前記回生動作を検出した場合に該回生動作による電力を前記電池に充電する制御を行うことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、充放電制御手段が、回生検出手段による回生動作を検出した場合に該回生動作による電力を電池に充電させる制御を行うようにしている。
【００２９】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、時刻を計時する計時手段をさらに備え、前記充放電制御手段は、前記計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、充放電制御手段が、計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うようにしている。
【００３１】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、外部装置との間の通信処理を行う通信処理手段をさらに備え、前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記電池の充放電状態を前記外部装置に通知する充放電状態通知手段を備え、前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記外部装置によって充放電制御されることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、充放電制御手段が、通信処理手段を介して電池の充放電状態を外部装置に通知し、通信処理手段を介して外部装置によって充放電制御されるようにしている。
【００３３】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、前記電動機は、冷凍サイクルに用いられる圧縮機であることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、電動機を、冷凍サイクルに用いられた圧縮機とし、上記電動機駆動装置を空気調和機に用いるようにしている。
【００３５】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが、冷凍サイクルに用いられる圧縮機の回転数を制御する圧縮機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電池の充放電量をもとに前記圧縮機の回転数を制御するとともに、前記電池への充電時に前記圧縮機の回転数が所定値以上である場合に前記圧縮機の回転数を所定値未満の回転数に制御する圧縮機制御手段を備えたことを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、充放電制御手段の圧縮機制御手段は、電池の充放電量をもとに圧縮機の回転数を制御するとともに、電池への充電時に圧縮機の回転数が所定値以上である場合に圧縮機の回転数を所定値未満の回転数に制御するようにしている。
【００３７】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、コンバータによって交流を直流に変換し、この直流を用いてインバータが電動機の回転数を制御する圧縮機駆動装置において、充放電可能な電池と、前記コンバータと前記インバータとの直流接続点を介して前記電池の充放電を行う充放電回路と、前記充放電回路の充放電量を制御する充放電制御手段と、を備え、前記充放電制御手段は、前記電池の充放電量をもとに前記圧縮機の回転数を制御するとともに、前記電池からの放電時に前記圧縮機の回転数が所定値以下である場合に前記圧縮機の回転数を所定値を越える回転数に制御する圧縮機制御手段を備えたことを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、充放電制御手段の圧縮機制御手段は、電池の充放電量をもとに圧縮機の回転数を制御するとともに、電池からの放電時に前記圧縮機の回転数が所定値以下である場合に圧縮機の回転数を所定値を越える回転数に制御するようにしている。
【００３９】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、時刻を計時する計時手段をさらに備え、前記充放電制御手段は、前記計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うことを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、充放電制御手段が、計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うようにしている。
【００４１】
つぎの発明にかかる電動機駆動装置は、上記の発明において、外部装置との間の通信処理を行う通信処理手段をさらに備え、前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記電池の充放電状態を前記外部装置に通知する充放電状態通知手段を備え、前記充放電制御手段は、前記通信処理手段を介して前記外部装置によって充放電制御されることを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、充放電制御手段が、通信処理手段を介して電池の充放電状態を外部装置に通知し、通信処理手段を介して外部装置によって充放電制御されるようにしている。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電動機駆動装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。また、図２は、図１に示した電動機駆動装置の詳細構成を示す図である。図１において、コンバータ３は、交流電源１の交流を直流に変換する。なお、コンバータ３は、一般的な交流直流変換装置であれば、どのような形態であってもよい。たとえば、交流電源１が３相電源であれば、図２に示したコンバータ３とすることができる。コンバータ３は、ダイオードブリッジ１１、リアクトル１２、および平滑コンデンサ１３によって構成される。コンバータ３の出力電圧となる平滑コンデンサ１３の両端には、交流電源１の線間電圧の√（２）倍の直流母線電圧が出力される。
【００４５】
コンバータ３から出力された直流母線電圧は、インバータ４に入力される。電動機２を駆動するインバータ４は、コンバータ３から出力された直流母線電圧をＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行い、電動機２に印加する。インバータ４は、周知のように６つの半導体素子で構成され、電動機２の各相への異なる電圧を出力し、電動機２を駆動する。
【００４６】
コンバータ３とインバータ４との間の接続点９は、充放電回路６が接続され、充放電回路６は、充放電可能な電池５を接続し、接続点９を介した電池５の充放電を行う。すなわち、電池５は、充放電回路６を介して接続点９に接続される。電流は、電位の高い方から電位の低い方に流れるため、電池５を接続点９に直接接続すると、接続点９に現れる直流母線電圧と電池５の両端電圧との大小関係が変化しない限り、充電あるいは放電の一方しか動作させることができなくなる。
【００４７】
このため、充放電回路６は、電池５と接続点９との間に接続される。充放電回路６は、電位差にかかわらず、双方向に電流が流れるように、電圧を低下させる降圧回路と、電圧を上昇させる昇圧回路とを兼ね備える回路であればよい。
【００４８】
充放電回路６は、図２に示すような複合チョッパ回路で構成される。この複合チョッパ回路は、スイッチ素子１４，１５とそれぞれ逆並列に接続されたダイオード１６，１８とを備えた２つの半導体素子を有する。また、各半導体素子の接続点にはリアクトル１７が接続され、このリアクトル１７を介して電池５の正側が接続される。
【００４９】
電池５に充電する場合、スイッチ素子１４をオンし、直流母線電圧の電池５とリアクトル１７との直列回路の両端に印加され、電池５に充電電流が流れる。その後、スイッチ素子１４がオフされると、スイッチ素子１４のオン時に、リアクトル１７に電流が流れることによって蓄えられたエネルギーによって、リアクトル１７から電池５に対して充電電流が流れ続け、ダイオード１８を介してリアクトル１７に循環するように電流が流れる。すなわち、スイッチ素子１４のオンによって、リアクトル１７に蓄えられたエネルギーが無くなるまで、スイッチ素子１４をオフしても電池５への充電電流は流れ続けるので、スイッチ素子１４のオン、オフ制御を行うことで、充電電流を制御することができ、結果として充電量を制御することができる。
【００５０】
一方、電池５から放電する場合、充電時に動作させるスイッチ素子１４は動作させず、スイッチ素子１５のみを動作させる。スイッチ素子１５をオンすると、電池５はリアクトル１７を介して短絡したことになり、短絡電流が電池５から流れ出す。スイッチ素子１５をオフさせると、短絡電流が流れることによってリアクトル１７にエネルギーが蓄えられ、このエネルギーは、リアクトル１７からダイオード１６を介して接続点９に流れ出す。この場合、エネルギーは電荷であるため、スイッチ素子１５のオン、オフ制御を行うことによって、接続点９に流れる放電電流を制御することができる。さらに、リアクトル１７から流れる放電電流を制御することによって、結果的に電池５からの放電量を制御することができる。
【００５１】
この複合チョッパ回路のような充放電回路６を、電池５と、コンバータ３およびインバータ４との接続点９との間に設けることによって、充電電流および放電電流を簡単に制御することができ、結果として充電量および放電量をも制御することができる。
【００５２】
ここで、この充電量および放電量の制御に基づいた電動機駆動について説明する。まず、電池５の放電時について説明する。電池５が放電を行うのは、通常、電動機２の負荷が重くなったときである。電動機２の負荷が重くなり、電動機２からの出力電力が増加すると、交流電源１からの入力電力も増加することになる。ここで、充放電制御部７は、電池５に貯蔵されていた電力を放電し、電動機２の駆動をアシストするように充放電回路６を動作させる。
【００５３】
電池５からの放電による電動機２の駆動アシストが増加すると、電動機２の出力電力が一定であっても、交流電源１からの入力電力は減少し、併せてコンバータ３から入力される電流も減少する。コンバータ３は、入力電流量に応じてコンバータ３における交流から直流への電力変換効率（コンバータ効率）を変化させ、入力電流量が小さい程、コンバータ効率は高まり、コンバータ３において発生する損失も電流が小さい程、小さくなる。したがって、電池５からの放電による電動機２の駆動アシストを行えば行う程、コンバータ効率は高まることになる。
【００５４】
また、電池５からの放電を行えば行う程、充放電回路６における損失は大きくなるが、電池５からの放電量からみた充放電回路６の電力変換効率（充放電回路効率）は、逆に放電電流が増加する程、高くなる。したがって、電池５からの放電量を増加させれば、コンバータ効率および充放電回路効率のいずれも高まり、電池５の放電による電動機２への駆動アシストは可能な限り行う方がよいことになる。ただし、放電量が多くなると、電池５の寿命および充放電回路６の発熱による熱破壊などの問題が発生しないように留意する必要があるとともに、充放電回路効率の飽和も考慮する必要がある。
【００５５】
そこで、実施の形態１における充放電制御部７は、電動機２の駆動アシストを行うべき電力量を電動機２の回転数に応じて制御するようにしている。充放電制御部７は、回転数検出部２３、充放電量演算・制御部２４、ＰＷＭ生成部２５および動作切換部２６を有する。
【００５６】
回転数検出部２３は、電動機２の回転数を検出し、その結果を充放電量演算・制御部２４に送出する。充放電量演算・制御部２４は、回転数検出部２３からの回転数に対応した充放電量をＰＷＭ生成部２５に送出する。ＰＷＭ生成部２５は、充放電量に対応したＰＷＭ信号を生成し、動作切換部２６に送出する。動作切換部２６は、充放電回路６に充電を行わせる場合には、スイッチ素子１４にＰＷＭ信号を送出し、充放電回路６に放電を行わせる場合には、スイッチ素子１５にＰＷＭ信号を送出する切換処理を行う。なお、充放電量演算・制御部２４には、回転数のほか、電池５による充放電量を取得するとともに、インバータ制御部８に接続され、インバータ制御部８に対する制御指示あるいはインバータ制御部８からの情報をもとにした充放電量制御をも行う。
【００５７】
このようにして、電池５の放電による電動機２の駆動アシストの電力量を、電動機２の回転数に応じて制御するように充放電制御部７が動作するため、コンバータ効率および充放電回路効率の双方とも向上させることができる。また、電池５による電力貯蔵を行わない電動機駆動装置に比して、電動機駆動装置全体の消費電力量を低減することができる。さらに、電動機２に適応した放電量であるため、電池５の寿命も短くならず、信頼性の高い電動機駆動装置を実現できる。
【００５８】
なお、電動機２の回転数に応じた充放電制御を行えばよいが、電動機２の出力は回転数にトルクを乗算した値で示され、電動機２の負荷が重い場合は、高速回転であり、高トルクでもあることから、電動機２のトルクに応じる、または電動機の出力量に応じることにも等価である。ここで、トルクを検出するための装置に比して、回転数を検出する装置の方が簡易な構成であるとともに、低コストである。
【００５９】
さらに、電動機２の出力量は、電動機２の相電流、コンバータ３の入力電流、インバータ４の入力電流などから検出することができる。ここで、これらの電流検出を行うための装置を設けることは構成が複雑となり、コストもかかる。もちろん、既存の電動機駆動装置に電流検出部が搭載されている場合には、この電流検出部を用いることができるが、一般の電動機駆動装置では、必ず回転数を検出して制御しているので、この回転数の検出装置を併用することによって電動機駆動装置の全体構成を簡易にし、しかも低コスト化を招くことができる。
【００６０】
つぎに、電池５の充電時について説明する。電池５を充電することは、交流電源１から電力を取り出すことと同じであるため、コンバータ３にも充電電流が流れる。このとき、インバータ４が動作していなければ問題はないが、インバータ４が動作している場合、コンバータ３には、電池５への充電電流と、電動機２の駆動電流とを加算した電流が流れることになる。この加算した電流量がコンバータ３の定格電流値を超えた場合、コンバータ３は破損することになる。
【００６１】
また、電池５への充電時に、インバータ４において電力消費されていると、インバータ４によって消費されている電力分だけ、コンバータ３に流れる電流量は増加するため、上述したように、インバータ４の動作時におけるコンバータ効率は、インバータ４の停止時におけるコンバータ効率に比して低下することになる。
【００６２】
したがって、電池５の充電時に、インバータ４が、コンバータ３を破損させないような負荷量で動作していても、コンバータ３における電力損失は、インバータ４の停止時に比して増加し、充電時の充電効率は低下してしまう。このため、充放電制御部７は、電動機２の回転数に応じて電池５への充電量を制御し、充電開始時に電動機２が動作している場合には、低い充電量で電池５を充電させるように充放電回路６を動作させる。また、充電時に電動機２が動作開始した場合、充放電制御部７は、充電量を低下させるように充放電回路６を制御する。
【００６３】
これによって、電動機２の動作で、充電時に発生する電力損失を最小限に抑えることができ、効率の良い電力貯蔵を行うことができる電動機駆動装置を実現できる。
【００６４】
ところで、電動機２の回転数のみによって電池５の充放電量を制御すると、電池５を充電できなくなる場合が発生する。この場合、充放電量演算・制御部２４は、内部に時刻を計時する図示しない計時部をもたせ、電動機２の動作時間として一定時間を経過した場合に、電動機２の回転数が低くなる指示をインバータ制御部８を送出する。
【００６５】
あるいは、充放電量演算・制御部２４は、充電動作が開始する時刻を予め設定しておき、設定した時刻から一定時間を過ぎても電動機２が動作している場合に、電動機２の回転数を低下する指示をインバータ制御部８を送出する。
【００６６】
また、充放電量演算・制御部２４は、電池５の充電量を監視し、この監視結果をもとに、電動機２の回転数が低くなる指示をインバータ制御部８に送出する。
【００６７】
このような時間に関する充電量あるいは直接的な充電量に基づいた電動機２の回転数制御を行うことによって、電池５の充電量が常に適切に保たれる。なお、充電量に基づいた電動機２の回転数制御に限らず、放電量に基づいた電動機２の回転数制御を行うようにしてもよい。したがって、時間に関する充放電量あるいは直接的な充放電量に基づいた電動機２の回転数制御を行うことによって、電池５の充電量が常に適切に保たれることになる。
【００６８】
このようにして、電動機２の回転数が高く、消費電力が大きい場合には、充電量を低減させ、コンバータ効率の低い状態では、充電を行わないように充放電制御部７が動作することによって、充電時におけるトータル効率が高くなり、省エネルギーを実現することができる。
【００６９】
なお、インバータ制御部８は回転数制御を行い、充放電制御部７は充放電制御を行うが、インバータ制御部８および充放電制御部７は、互いに独立して動作するのではなく、互いに協調し、制御量を増減させることによって、充電あるいは放電におけるトータル効率を高め、省エネルギーを実現する。
【００７０】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、図１に示した電動機２が圧縮機３２の電動機として用いられる場合を前提した形態である。図３は、この発明の実施の形態２である電動機駆動装置の詳細構成を示す図である。図３において、上述した電動機２に代えて圧縮機３２を用い、さらに計時部２７と設けているほかは、図１に示した実施の形態１と同じ構成であり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００７１】
図示しない電動機によって駆動される圧縮機３２は、空気調和機などに用いられる。一般家庭や事務所などで使用される電気製品は、人間が活動する時間帯に動作量が増加し、人間が活動しない夜間の時間帯における動作量は少ない。また、特に、空気調和機は、夜間よりも昼間の時間帯の動作量の方が圧倒的に多い。このため、昼間の電力需要量は、夜間の電力需要量に比して極端に多く、一方、発電所では、電力需要量に応じて発電量を制御できないので、夜間電力は余剰電力となっている。
【００７２】
このため、電力会社ではピークシフトを呼びかけ、昼間の電力と夜間の電力とで料金体系を変えるなどの措置が講じられている。ピークシフトとは、日中の電力需要のピークを夜間電力に需要をシフトさせることであり、昼間の電力ピーク時における発電所における発電量を低減させ、余剰が出る夜間電力を有効に使用することによって、地球全体から見た二酸化炭素の発生量を低下させるものである。また、上述したように、電力会社の電力料金は、深夜の方が安くなっているので、深夜の電力を電池に貯蔵し、日中の電力料金の高い時間帯は、電池に貯蔵した電力を使用すると、電気代のランニングコストも削減することになる。
【００７３】
また、電気代のランニングコストが安くなっているとはいっても、電力貯蔵用に追加する電池５、充放電回路６、充放電制御部７などの部品コストだけ、通常の空気調和機に比して初期コストが高くなる。ここで、ランニングコストが安くなった分によって初期コストを穴埋めすることをペイバックといい、ペイバックにかかる期間を短くすることによって、電力貯蔵のコスト効果の現れる時期が早くなる。
【００７４】
そこで、この実施の形態２では、電池５に電力を貯蔵することによって、昼間の高い電力料金時に消費する電力を安い深夜電力料金の時間帯に、電力をシフトし、深夜電力料金の使用によってランニングコストの削減を行うようにしている。さらに、圧縮機３２を駆動する電動機の動作に応じて充放電制御を適正に行い、充放電による電力変換の効率向上による電気料金の削減によって電気代のランニングコストを削減するようにもしている。これによって、ピークシフトによる電気料金と消費電力低減による電気料金低減によってペイバック期間を短くしてコスト効果を高くすることができる。
【００７５】
図３において、この電動機駆動装置は、実施の形態１と同様に、充放電回路６を用いて充電量および放電量を容易に制御することができる。また、電池５からの放電量および電池５への充電量を圧縮機３２からの出力量に応じて制御することによって、高い充電効率や放電効率での電力のピークシフトを簡単に実現できる。さらに、放電量や充電量に応じて圧縮機３２を駆動する電動機の回転数を制御するようにしてもよい。
【００７６】
なお、圧縮機３２を駆動する電動機の回転数に応じて放電量や充電量を制御し、あるいは放電量および充電量に応じて電動機の回転数を制御することができるのでは、圧縮機３２の出力が、回転数にトルクを乗算した値で示され、トルクは回転数に比例して大きくなり、負荷がおおむね回転数だけで圧縮機３２の出力を推測することができるからである。したがって、充電時や放電時のトータルでの効率を向上させることができ、電池５を用いたにもかかわらず、逆に省エネルギーを実現することができる。
【００７７】
また、電池５への充電は、電力負荷のピークシフトに対する電力料金に鑑み、安い深夜電力を利用して電池５に電力貯蔵することがコスト的に好ましい。ところが、充電は、深夜電力を貯蔵するものの、深夜において必ず空気調和機が停止しているとは限らない。したがって、圧縮機３２が深夜でも動作している場合、圧縮機３２の回転数に応じて電池５への充電量を変化させ、圧縮機３２の回転数が低くなり、コンバータ３への入力電流が小さくなってから、充電を開始するように充放電制御部７を動作させる。これによって、充電時の全電力損失を低減でき、効率の良い電力貯蔵を行うことができる。
【００７８】
ここで、充電を深夜電力で行わないと、電気料金の昼間と夜間との差分代のランニングコスト低下に作用しなくなり、また、充電を十分に行わない場合、昼間に放電する際、貯蔵電力が少なくなり、有効な電力量をアシストできなくなる。この結果、電力貯蔵の意味が小さくなり、ペイバックはおろか、初期コストの回収もできずに、コストの高いシステムになってしまう。また、ピークシフトに適合しないと、深夜電力の利用が進まず、社会的貢献の少ないシステムとなってしまう。
【００７９】
このため、充放電制御部７は、時刻を計時する計時部２７を有する。充放電制御部７は、予め設定されている所定の時刻を経過した場合に、充電を開始させる。なお、圧縮機３２の回転数が高く、消費電力が大きい場合、圧縮機３２の回転数を低くするようにインバータ制御部８に指令するようにしてもよい。
【００８０】
また、充放電制御部７は、初期に充電量を制限して充電動作を開始させ、予め設定されている時刻が経過しても、圧縮機３２の回転数が低下しない場合、圧縮機３２の回転数を低下させるようにインバータ制御部８に指令するようにしてもよい。
【００８１】
ここで、深夜電力を充電するために、圧縮機３２の回転数を低下させると、圧縮機３２の出力が低下し、空気調和機の出力も低下する。しかし、充電を行う深夜において、空気調和機が使用されている室内では、就寝していることもあり、回転数が低下して多少、能力が低下しても問題はないものと考える。逆に、人間が就寝している場合に、空気調和機の能力を低下させることは、人に優しい空気調和機となる。
【００８２】
このようにして、圧縮機３２の回転数も充電動作に適正な回転数に制御されるので、必要時間帯に充電することができ、かつトータルの充電時の効率を高めることができる。これによって、ピークシフトが可能になり、夜間電力料金利用によってランニングコストが低下し、ペイバック期間も短くなり、電力を貯蔵する効果が高めることができる。
【００８３】
また、圧縮機３２の回転数を充電動作に適正な回転数に制御するようにしているが、放電時にも同様な動作を行わせるようにしてもよい。この場合、放電量に応じて圧縮機３２の回転数を制御するが、充電時とは異なる効果を有する。すなわち、充電時は、回転数を低下させて必要時間帯に充電させるが、放電時の場合には、その必要はない。しかし、一般的に空気調和機は、ブレーカが作動しないように、インバータ制御部８によって許容電流以下になるように動作が制限されている。
【００８４】
ところで、負荷が重くなり、空気調和機の能力が必要となるのは、夏場の暑い時間帯であるが、この時間帯では、至る所にある空気調和機が動作している。このため、交流電源１の交流電圧が低下する可能性があり、特に電源インピーダンスの大きな場所に接続されている空気調和機は、交流電圧の低下が生じ易く、電圧低下によって同一入力を得るためには、入力電流が増加してしまう。しかし、ブレーカによる電流制限のため、インバータ制御部８によって圧縮機３２は、回転数の失速命令を受け、能力が出せない回転数で動作させている場合がある。また、室外機１台に対し、複数台の室内機が接続されているマルチエアコンと呼ばれるシステムも、電力を得る電源地点は同一であるので、電圧低下が生じると全ての室内機が一斉に出力不足となるおそれがある。
【００８５】
そこで、充放電回路６を介して電池５から電力をアシストすることによって、コンバータ３に流れる電流を低下させることができるので、充放電制御部７からの指令によって制限された回転数を高くさせることができ、必要能力を出力させることができる。また、電力アシストを行うエアコンが増えれば、電源電圧低下を低減でき、能力ダウンを起こしているエアコンを減らすことができ、社会全体での快適性を実現することができる。
【００８６】
したがって、ピークシフトに貢献できるだけでなく、空気調和機の能力低下を補い、かつ電源電圧低下を抑制することができることになる。
【００８７】
ここで、インバータ制御部８は、回転数制御を行い、充放電制御部７は、充放電制御を行っているが、インバータ制御部８および充放電制御部７は、互いに独立して動作するのではなく、互いに協調を取りながら、制御量を増減させることによって、充電や放電におけるトータル効率を高め、省エネルギーを実現する。また、圧縮機３２が空気調和機に使用されている場合、ピークシフトを実現し、これによって深夜電力利用によるランニングコスト低減だけでなく、充放電による効率向上による電気代低減によって、ランニングコストの更なる削減から電力貯蔵の効果を高め、短期間のペイバックを実現できる。
【００８８】
なお、上述した実施の形態２では、空気調和機を例にとって説明したが、その他、圧縮機を用いる冷蔵庫や除湿器なども同様に適用することができる。さらに、圧縮機でなくても、昼間の動作時間が長く、深夜の動作が少ない電動機を使用している製品、たとえば換気ダクトシステムや空気清浄機などの家電製品、エレベータやエスカレータなどの産業機器などにも同様に適用することができる。
【００８９】
実施の形態３．
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態３では、充放電制御部７に放電停止部４１を設け、電動機２が停止している場合に確実に放電を停止させるようにしている。
【００９０】
図４は、この発明の実施の形態３である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。図４において、充放電制御部７は、放電停止部４１を有する。その他の構成は、図１に示した実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００９１】
充放電回路６は、電池５の充放電を行う回路であり、充放電制御部７からの信号によって動作する。ここで、電動機２が全く動作していない停止状態である場合、電池５が放電し、接続点９から電力供給を行うと、この電力は、コンバータ３内あるいはインバータ４内に蓄えられる。たとえば、コンバータ３内の平滑コンデンサ１３内に蓄えられる。
【００９２】
この場合、電動機２が動作していないので、平滑コンデンサ１３に蓄えられた電力を消費することができないため、平滑コンデンサ１３内のエネルギーが増加し、平滑コンデンサ１３の両端電圧が上昇する。その後、平滑コンデンサ１３の電圧が、耐電圧以上の電圧に達すると、平滑コンデンサ１３は破損してしまうことなる。さらに、平滑コンデンサ１３の耐電圧に比してインバータ４やコンバータ３内に使用している半導体素子の耐電圧が低い場合、インバータ４やコンバータ３は破損することになる。
【００９３】
したがって、インバータ４での電力消費がなく、コンバータ３が交流電源１に電力を回生できない構成である場合、電動機２が停止している状態で、電池５から放電を行ってはならない。ただし、コンバータ３が電力回生可能な構成を有するのであれば、電動機２の停止時に放電しても、交流電源１に回生することができるので、コンバータ３が動作すれば、破損しなくて済む。なお、一般に、回生機能を有するコンバータ３はコストが高く、たとえば空気調和機などの家電機器の製品では、電力回生機能は不要な機能と考えられ、電力回生可能なコンバータ３によって構成されることは、ほとんどない。
【００９４】
このため、放電停止部４１は、電動機２が停止中に電池５から放電させないようにする。すなわち、放電停止部４１は、電動機２が停止中、充放電回路６を構成するスイッチ素子１５の動作を停止させる。
【００９５】
図５は、図４に示した充放電制御部７の詳細構成を示すブロック図である。図５において、充放電制御部７は、回転数検出部２３、充放電量演算・制御部２４、ＰＷＭ生成部２５、動作切換部２６および放電停止部４１を有する。回転数検出部２３は、電動機２の回転数を検出し、その結果を充放電量演算・制御部２４に送出する。充放電量演算・制御部２４は、回転数検出部２３からの回転数に対応した充放電量をＰＷＭ生成部２５に送出する。ＰＷＭ生成部２５は、充放電量に対応したＰＷＭ信号を生成し、動作切換部２６に送出する。動作切換部２６は、充放電回路６に充電を行わせる場合には、スイッチ素子１４にＰＷＭ信号を送出し、充放電回路６に放電を行わせる場合には、スイッチ素子１５にＰＷＭ信号を送出する切換処理を行う。
【００９６】
放電動作中では、スイッチ素子１５に対してＰＷＭ信号が出力されているが、電動機２が停止していることを回転数検出部２３が検出すると、回転数検出部２３は、放電停止部４１に対して信号の出力を停止する指示を送出し、放電停止部４１は、この停止の指示を受けてＰＷＭ信号のスイッチ素子１５への出力を遮断する処理を行う。
【００９７】
この結果、充放電量演算・制御部２４がＰＷＭ生成部２５に送出する制御量にオフセットがあり、ＰＷＭ信号出力が完全に零とならなくても、このＰＷＭ信号は、放電停止部４１によって確実に遮断されるので、電動機２の停止時に放電することを確実に防止できる。このため、コンバータ３やインバータ４などの部品を破損することを防ぎ、信頼性の高いシステムを実現することができる。
【００９８】
ここで、充放電量演算・制御部２４は、回転数検出部２３の回転数に応じて制御するが、回転数に応じて制御されなくても、停止時にＰＷＭ信号を遮断することができるので、コンバータ３やインバータ４などの部品を破損することを防ぎ、信頼性の高いシステムを実現することができる。
【００９９】
また、電動機２の停止状態の検出方式には、電動機２の回転数を直接検出することによって零速度を認識でき、この回転数に応じたきめの細かい放電制御を行うことができる。
【０１００】
電動機２の回転数を直接検出する方式では、たとえば電動機２としてＤＣブラシレスモータが用いられている場合、端子電圧から誘起電圧を検出することで電動機２の回転数を検出できる。電動機２が圧縮機用途で用いられ、ＤＣブラシレスモータである場合、通常、図６に示される１２０度矩形波駆動を行っているため、この非導通区間で誘起電圧を検出することができる。また、圧縮機の特性上、電動機２の回転子に位置センサを付加することができないため、誘起電圧を検出して位置センサレス運転するための位置検出回路が装置に付属している。この位置検出回路を用いることによって、電動機２の回転数を直接検出することができる。
【０１０１】
このようにして、電動機２の停止状態を、直接電動機２の回転数を検出するのは、つぎのような理由がある。まず、特開平１０−１１７４４８号公報に記載されているように、一般的には、コンバータ３への入力電流や電動機２の相電流を検出していた。しかし、電流検出は、一般にコストが高く、圧縮機用途の電動機２としてＤＣブラシレスモータが使用されている場合、誘起電圧を検出しており、電流検出部は、採用されていないことがある。この場合、兼用することによって、低コストを実現できる。また、近年の省エネルギー推進のため、圧縮機モータは、ＤＣブラシレスモータに移行している。
【０１０２】
また、誘導機や同期機を電動機２として用い、相電流によって回転数を検出する場合、検出される相電流は、インバータ４によって出力される周波数に同期しており、電動機２の回転数と相電流の周波数とは必ずしも、一致していない。これは、誘導機には、滑りがあり、同期機は脱調があるためである。したがって、電動機２自身の回転数を検出する方が、電流から回転数を推定する方式に比して、真の回転数を検出することができる。
【０１０３】
さらに、相電流や入力電流の検出には、シャント抵抗もしくはＣＴを用いるのが一般的であり、電流の大きさで回転数や負荷量を推定する方法もあり得る。シャント抵抗による検出の場合、抵抗両端に発生する電圧が小さいため、微小電流か停止状態かを判別することが困難である。また、ＣＴを用いた場合、ＣＴの出力にオフセットが発生するため、これによっても、微小電流と停止状態との判別は困難である。
【０１０４】
また、代替冷媒が使用された圧縮機の場合、冷媒の誘電率が増加して、漏洩電流が増加する。漏洩電流によって相電流に微少電流が流れるため、低速駆動か漏洩駆動かの区別はつかない。また、電動機２が動作していなくても、インバータ制御部８などで電力を消費するため、電動機２の動作と比較すると微小ではあるが、入力電流が流れるため、入力電流を検出したとしても、上述した問題が発生する。したがって、完全な停止状態を判別するのは難しく、電動機２の駆動における微小な放電制御もできなくなる。
【０１０５】
さらに、電動機２が停止中であるか動作中であるかの情報もしくは制御している回転数情報を、インバータ制御部８から充放電制御部７に送ることによっても可能であるが、このインバータ制御部８から充放電制御部７への情報伝送は、インバータ制御部８が誤作動していないことが前提である。したがって、充放電制御部７は、直接、電動機２の回転数を検出しつつ、インバータ制御部８および充放電制御部７同士が情報伝送を行う方が、システムとしての信頼性が高くなる。
【０１０６】
なお、充放電制御部７の構成を図５に示す構成としなくても、放電停止部４１が充放電回路６による放電動作を停止する構成であればよい。
【０１０７】
このように、電動機２の回転数を直接検出し、停止中は放電しないように放電停止部４１を設け、電動機２の停止中に放電動作するおそれをなくし、システムの破損を防ぎ、信頼性の高いシステムを実現できる。
【０１０８】
実施の形態４．
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、回転数検出部２３が検出した電動機２の回転数と所定の回転数とを比較し、この比較結果をもとに適切な充放電制御を行うようにしている。
【０１０９】
図７は、この発明の実施の形態４である電動機駆動装置の充放電制御部の構成を示すブロック図である。図７において、この充放電制御部７は、図５に示した充放電制御部７の構成に充電停止部４２と回転数判別部４３とを追加構成している。その他の構成は、実施の形態３と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【０１１０】
図７において、回転数検出部２３は、電動機２の回転数を検出し、この回転数を所定の回転数と比較するために、回転数判別部４３に送出する。回転数判別部４３には、放電停止レベルとなる電動機２の回転数と、充電停止レベルとなる電動機２の回転数が予め設定されている。回転数判別部４３は、回転数検出部２３から入力された回転数と、放電停止レベルの回転数および充電停止レベルの回転数とをそれぞれ比較する。なお、放電停止レベルの回転数と充電停止レベルの回転数とは、それぞれ図示しない外部の設定部から設定変更できるようにしてもよい。
【０１１１】
まず、電動機２の回転数が、放電動作中に放電停止レベルの回転数以下になった場合について説明する。この場合、回転数判別部４３は、放電停止部４１に対して放電を停止させる停止信号を送る。放電停止部４１は、回転数判別部４３から停止信号が入力されていない限り、動作切換部２６からのＰＷＭ信号をスイッチ素子１５に送出し、停止信号が入力されると、スイッチ素子１５に対するＰＷＭ信号の送出を強制遮断し、スイッチ素子１５を動作させないようにする。
【０１１２】
この状態で、たとえば充電中であれば、電動機２の回転数が放電停止レベル以下になっても問題はない。また、充電動作中では、動作切換部２６によって、ＰＷＭ信号はスイッチ素子１４に出力されているため、スイッチ素子１５に対して放電停止部４１による強制遮断を行わせなくても、スイッチ素子１５は動作しない。
【０１１３】
また、充放電量演算・制御部２４は、演算結果が出力零となるべき場合に、オフセットなどによって零にならない場合が生ずる。しかし、放電停止部４１を設けることによって、低速運転中に微小出力が残ってしまっても、スイッチ素子１４のＰＷＭ信号を完全に遮断することができる。
【０１１４】
つぎに、電動機２の回転数が、充電動作中に充電停止レベルの回転数以上となった場合について説明する。この場合、回転数判別部４３は、充電を停止させる停止信号を充電停止部４２に出力する。充電停止部４２は、停止信号が入力されていない場合、動作切換部２６からのＰＷＭ信号をスイッチ素子１４に出力するが、停止信号が入力されると、動作切換部２６からのＰＷＭ信号を強制遮断し、スイッチ素子１５に送出しない。
【０１１５】
この状態で、たとえ放電中に、電動機２の回転数が充電停止レベルの回転数以上になったとしても、問題は生じない。また、放電動作中に、動作切換部２６からのＰＷＭ信号は、スイッチ素子１５に出力されているため、スイッチ素子１４は、充電停止部４２によって強制遮断しなくても、動作しない。
【０１１６】
また、放電時と同様に、充放電量演算・制御部２４による演算の結果、充電動作における出力が零となるべき場合に、オフセットなどによって零にならない場合が生ずるが、充電停止部４２を設けることによって、高速運転中に微小電力のＰＷＭ信号を完全に遮断することができる。
【０１１７】
このように、電動機２の回転数に併せて充放電を停止させる充電停止部４２と放電停止部４１とを設けることによって、電動機２が停止中および軽負荷動作中における放電による昇圧を原因とする回路破損および電動機２が動作中における充電による電流容量オーバーを原因とする回路破損を確実に防ぐことができ、電動機駆動装置の信頼性を向上させることができる。また、オフセットなどによって発生する微小出力を完全に遮断することができ、常に充放電回路６を停止させたいときに停止させることができ、電動機駆動装置の信頼性向上および電池５の寿命の長期間化を実現できる。
【０１１８】
なお、回転数検出部２３および回転数判別部４３による回転数をもとに、充電や放電を停止させるようにしていたが、これに限られず、電動機２の消費電力を検出し、この消費電力に応じて充電や放電を停止させるようにしてもよい。
【０１１９】
また、接続点９の直流母線電圧が上昇した場合に放電を停止し、直流母線電圧が低下した場合に充電を停止する構成としてもよい。ここで、直流母線電圧の低下は、重負荷状態での電圧ドロップを利用したものである。
【０１２０】
実施の形態５．
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。この実施の形態５では、充電時には、電動機２の回転数が、所定の充電量に対して予め決定された回転数以上にならないようにし、放電時には、電動機２の回転数が、所定の放電量以下にならにようにしている。
【０１２１】
図８は、この発明の実施の形態５である電動機駆動装置の充放電制御部７およびインバータ制御部８の構成を示すブロック図である。図８において、充放電制御部７は、回転数指令変更部５１を有する。回転数指令変更部５１は、回転数検出部２３が検出した回転数と動作切換部２６の動作切換状態とに応じて電動機２の回転数の変更をインバータ制御部８に指示する。充放電制御部７のその他の構成は、実施の形態１と同じである。
【０１２２】
インバータ制御部８は、回転数検出部５２、回転数指令記憶部５３、回転数指令部５４、回転数制御部５５およびＰＷＭ生成部５６を有する。回転数検出部５２は、電動機２の回転数を検出する。回転数指令記憶部５３は、予め設定されている回転数指令を記憶する。回転数指令部５４は、回転数指令変更部５１からの指示と、回転数指令記憶部５３によって予め設定された回転数指令とをもとに、回転数指令を決定する。回転数制御部５５は、回転数指令部５４からの回転数指令と、回転数検出部５２によって検出された検出回転数とから、所望の回転数に電動機２を制御する。ＰＷＭ生成部５６は、回転数制御部５５からの制御量をもとに、インバータ４内の半導体素子をスイッチングするＰＷＭ信号を生成し、インバータ４内の半導体素子に出力する。
【０１２３】
図８において、実施の形態１と同様に、回転数検出部２３で検出された電動機２の回転数は、充放電量演算・制御部２４、ＰＷＭ生成部２５および動作切換部２６を介してＰＷＭ信号がスイッチ素子１４またはスイッチ素子１５に出力され、充放電量が制御される。一方、回転数検出部２３によって検出された回転数と、動作切換部２６の動作状態とは、回転数指令変更部５１に入力される。回転数指令変更部５１は、適正な充放電量と、電動機２が充放電動作に応じた回転数とに制御する回転数指令の変更をインバータ制御部８に出力する。
【０１２４】
インバータ制御部８は、回転数指令変更部５１からの回転数指令の変更が入力されない場合、回転数検出部５２によって回転数を検出し、回転数制御部５５は、電動機２の回転数が、回転数指令部５４からの指令値にする制御値をＰＷＭ生成部５６に出力し、ＰＷＭ生成部５６が制御値に対応したＰＷＭ信号をインバータ４に出力する。なお、回転数指令記憶部５３は、図示しないインバータ４からの検出値をもとに回転数を変更する。
【０１２５】
この場合における検出値は、インバータに流れる電流値でもよいし、電動機２への相電流値でもいいし、インバータ４の出力電圧でもよい。要は、回転数制御を行う対象として検出できればよい。さらに、電動機２が空気調和機の圧縮機などに用いられている場合には、室内温度、室外温度によって回転数指令を変化させるようにしているので、温度を検出対象としてもよい。
【０１２６】
一方、インバータ制御部８に、回転数指令変更部５１から回転数指令の変更指示が入力されると、回転数指令部５４は、回転数指令記憶部５３内の回転数指令値を回転数指令変更部５１から変更指示された回転数だけ変化させる。これによって回転数指令が変化し、回転数制御部５５およびＰＷＭ生成部５６を介して出力されるインバータ４に対するＰＷＭ信号の出力も変化し、電動機２の回転数が変化する。
【０１２７】
回転数指令変更部５１は、充電動作中は、充電量によって予め決定された回転数以上の加点数によって電動機２が動作している場合、予め決定された回数まで低下する指令値の変更を回転数指令部５４に出力する。また、放電動作中は、放電量に応じて予め決定された回転数以下の回転数によって電動機２が動作している場合、予め決定された回転数以上に上昇するように指令値の変更を回転数指令部５４に出力する。
【０１２８】
このようにして、電動機２が、充電時には、一定の充電量に対して決定された回転数以上で動作しなくなり、放電時には、一定の放電量に対して決定された回転数以下にならないように、回転数指令変更部５１は、インバータ制御部８に変更指示を出力する。
【０１２９】
これによって、電動機２は、充放電量に応じた回転数に制御され、放電時の昇圧を防ぎ、充電時の電流容量オーバーを抑制するので、システムの信頼性が向上する。また、充放電量に適した回転数によって電動機２が動作するので、充放電による効率が上昇し、システムの高効率化にも寄与する。
【０１３０】
さらに、たとえば実施の形態２と同様に、計時部を持たせ、決められた時間帯に充放電できようにすると、ピークカットを行う上で電力負荷の分散が進み、地球環境に優しいシステムを提供することができる。また、易い深夜の電力料金を医療でき、更なるランニングコストの削減が可能となる。
【０１３１】
また、回転数指令記憶部５３は、予め設定されたものとしたが、これに限らず、図示しない外部の入力装置によって、記憶された回転数の設定を変更することができるようにしてもよい。
【０１３２】
実施の形態６．
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。この実施の形態６では、電力の回生量を検出し、この回生量に応じた充電を行うようにしている。
【０１３３】
図９は、この発明の実施の形態６である電動機駆動装置の充放電制御部７およびインバータ制御部８の構成を示すブロック図である。図９において、インバータ制御部８は、回生検出部６１を有する。回生検出部６１は、電動機２の回生状態を検出する。また、充放電制御部７は、充電指令変更部６２を有する。充電指令変更部６２は、回生検出部６１からの回生状態を受け、充電動作の行わせる動作変更あるいは充電量変更の指示を動作切換部２６および充放電量演算・制御部２４に送る。その他の構成は、実施の形態５を同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。ただし、回転数指令変更部５１の構成はない。
【０１３４】
回生検出部６１は、インバータ４からの検出情報をもとに、電動機２が回生状態であるか否かを判別する。電動機の回生状態の判別は、たとえば、図１０に示すようなインバータ４の構成である場合、抵抗６５を接地側に設け、抵抗６５によって検出可能な電流の流れる方向で判別する。抵抗６５によって検出された電流が正の符号であれば、通常の電動機２の動作（力行）であり、負の符号であれば回生状態であると判別する。なお、上述した抵抗６５を用いた回生状態の検出は、これに限定されるものではなく、他の方式によって回生状態を検出できればそれを用いてもよい。
【０１３５】
回生検出部６１によって、電動機２が回生状態であると検出されると、この回生状態情報は充放電制御部７の充電指令変更部６２に出力される。充電指令変更部６２は、充放電回路６が充電動作になるように動作切換部２６に切換指示する。なお、放電動作中でなければ、充電動作に変更し、充放電回路６が停止していれば、充電動作を開始するように指示する。
【０１３６】
すなわち、充電指令変更部６２は、動作切換部２６に動作切換指示を行い、充放電量演算・制御部２４に対し、回生状態に応じた充電量が電池５に充電されるように制御させる指示を行う。これによって、充放電量演算・制御部２４は、充電量に相当する制御量を算出し、この制御量をＰＷＭ生成部２５に出力し、動作切換部２６は、ＰＷＭ生成部２５が生成したＰＷＭ信号を充放電回路６に出力し、充電動作を開始させる。
【０１３７】
ここで、回生状態すなわち回生量に応じた充電量となる充電制御を行うようにしているが、回生状態とは、電動機２が発電動作し、電源と同義になったことを意味するので、電動機２によって発電した電力を電池５に有効に貯蔵しようとするものである。また、回生状態になっているため、電池５によって電力をアシストする必要もなく、充放電回路６が動作するのであれば、充電動作のみが行われる。さらに、回生によって発生している電力だけを充電すれば、電源から電力を取り出さずに充電でき、一層、省エネルギーを実現できる。
【０１３８】
なお、回生によって発生している電力に比して多い電力を電池５に貯蔵するようにしてもよいのは、もちろんである。さらに、回生状態に応じた充電量でなく、一部の回生電力を充電できるものであってもよい。
【０１３９】
また、たとえば電動機２を圧縮機の電動機として用い、空気調和機として構成される場合、充電は、夜間電力を利用するため、夜間しか動作しないように制御されていたが、この回生状態を検出した場合、例外として充電するように動作させる。このような特別な充電動作を行わせることによって、夜間電力以外であって電気料金が零である回生電力を充電することができ、電気代のランニングコストを一層削減することができる。
【０１４０】
このような空気調和機に適用する場合、回生量に応じた電力を充電するように制御する方が、電気代のランニングコスト削減には有効である。ただし、回生電力量が、昼間と夜間の電気代差以上であれば、昼間に充電しても電気代の削減は可能である。
【０１４１】
実施の形態７．
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。この実施の形態７では、外部装置に充放電状態情報を通知し、外部装置によるきめの細かい充放電制御ができるようにしている。
【０１４２】
図１１は、この発明の実施の形態７である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。図１１において、この電動機駆動装置は、空気調和機に適用される。この電動機駆動装置は、実施の形態１の充放電制御部７に対応する充放電制御部７７を有するとともに、外部装置８０と通信回線７４を介して接続され、電動機駆動装置本体側との通信処理を行う送受信部７３を有する。送受信部７３は、外部装置８０側あるいは充放電制御部７７およびインバータ制御部８側からの通信情報を受信する信号受信部７１、および充放電制御部７７およびインバータ制御部８側あるいは外部装置８０側に送信する信号送信部７２を有する。充放電制御部７７は、充放電状態通知部７８を有する。充放電状態通知部７８は、充放電制御部７７内の充放電状態を外部装置８０に通知する。外部装置８０は、充放電状態通知部７８が通知した充放電状態および種々の外部情報を加味した制御を充放電制御部７７あるいはインバータ制御部８に対して行うようにしている。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【０１４３】
外部装置８０は、電池５、充放電回路６および充放電制御部７が構成されない場合に、空気調和機本体側の動作を遠隔制御する装置である。外部装置８０は、空気調和機が検出している情報、たとえば室温や、外気との温度差、湿度などを取得することができる。外部装置は、空気調和機から得られた情報をもとに、インバータ制御部８あるいは充放電制御部７７による制御に比してきめの細かな制御をする動作をするだけでなく、外部装置に接続される他の製品と連動して、一層快適な省エネルギーを実現する制御を行う。
【０１４４】
さて、充放電制御部７７は、圧縮機３２の回転数に応じた充放電量もしくは充放電量に応じた回転数に制御する。充放電制御部７７の充放電状態通知部７８は、送受信部７３を介して充放電状態を外部装置８０に通知し、充放電制御部７７のみでは困難な制御を外部装置に託す。
【０１４５】
たとえば、外部装置８０は、夏場において翌日の天気予報の情報を取得し、明日の天気が雨であった場合、昼間の空気調和機の運転を冷房運転ではなく、除湿運転とする制御を行う。この結果、圧縮機３２の負荷条件は軽負荷となる。このため、電池５からの電力アシストを多く必要としなくなり、翌日の放電量が推定できる。さらに、天気だけなく、予想最高気温も、外部装置によって通信されれば、一層精度良く推測するころができる。この推定された放電量は、送受信部７３を介して充放電制御部７７に送られ、充放電制御部７７を介して、翌日の放電量に応じた充電量となるように充放電回路６を制御する。なお、電池５に、翌日に必要と推定される放電量が残されていれば、充電動作を行わせない。
【０１４６】
ところで、電池５の寿命は、充放電を行う回数で決定されるので、不必要な充放電は行わない方がよい。すなわち、外部装置８０によって翌日の充放電制御情報などが指示されるので、電池５の寿命を延ばすことができ、きめの細かい充放電制御およびインバータ制御を行うことができる。
【０１４７】
また、圧縮機３２や充放電回路６での動作状態を外部装置８０に送出することによって、たとえばビル全体や地区全体の家屋などの動作状態を把握することができ、電力需要の総量をもとに逆算した充電量や放電量を制御することができる。
【０１４８】
このように外部装置８０との通信機能を設けることによって、外部情報をもとにした充放電制御などの予測制御を行うことができる。また、外部装置８０に充放電状態などの動作内容情報を送出することによって、システム化が実現でき、一層きめの細かい電動機駆動装置の制御が可能となり、システムとして省エネルギーを実現することができる。さらに、最適な充電量や放電量の制御ができるので、電池５の長寿命化が可能である。また、社会全体での電力負荷をシフトするシステム化が可能となり、地球全体の二酸化炭素発生量を抑制するなど、環境に優しいシステムを構築することができる。
【０１４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、充放電制御手段が、電動機の回転数をもとに充放電回路の充放電量を制御するようにし、たとえば放電時には、電動機にアシストすべき電力量を電動機の回転数によって制御するので、コンバータ効率および充放電回路効率の双方とも向上させることができ、また、電動機の回転数が高い場合に、充電量を低減し、コンバータ効率の低い状態では、充電を行わないようにし、充電時に発生する電力損失を最小限に抑制するようにしているので、消費電力量を低減することができ、電池寿命を長くでき、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏するとともに、効率の良い電力貯蔵を行うことができる電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。また、充放電制御手段の放電停止手段が、電動機の回転数が所定値以下の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に電池からの放電を強制的に停止するようにしているので、電動機の停止中および軽負荷動作中における放電による昇圧から生ずる回路破損を確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５０】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段が、電動機の回転数が所定値以上の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に電池への充電を強制的に停止するようにしているので、電動機動作中における充電による電流容量オーバーによって回路破損が生ずるのを確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５１】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段が、電動機の消費電力が所定値以下の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に電池からの放電を強制的に停止するようにしているので、電動機の停止中および軽負荷動作中における放電による昇圧から生ずる回路破損を確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５２】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段が、電動機の消費電力が所定値以上の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に電池への充電を強制的に停止するようにしているので、電動機動作中における充電による電流容量オーバーによって回路破損が生ずるのを確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５３】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段が、直流接続点の電圧が所定値以下の場合であり、かつ、電池への充電が行われていない場合に電池からの放電を強制的に停止するようにしているので、電動機の停止中および軽負荷動作中における放電による昇圧から生ずる回路破損を確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５４】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の充電停止手段が、直流接続点の電圧が所定値以上の場合であり、かつ、電池からの放電が行われていない場合に電池への充電を強制的に停止するようにしているので、電動機動作中における充電による電流容量オーバーによって回路破損が生ずるのを確実に防止することができ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５５】
つぎの発明によれば、充放電制御手段の放電停止手段が、電送機が停止した場合に電池から平滑コンデンサへの放電を強制的に停止するようにしているので、電動機の停止中に放電するおそれをなくし、電動機駆動装置の破損を防ぎ、信頼性の高い電動機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１５６】
つぎの発明によれば、つぎの発明によれば、充放電制御手段が、回生検出手段による回生動作を検出した場合に該回生動作による電力を電池に充電させる制御を行うようにしているので、回生量に応じて回生電力を充電することができ、ランニングコストの低減を図ることができるという効果を奏する。
【０１５７】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うようにしているので、所望の時間帯に充電することができるので、充電不足を解消するとともに、ランニングコストの低減を図ることができ、さらに充電を、安い深夜電力料金の時間帯に設定すれば、昼間の高い電力料金時の消費電力を低減することができ、深夜電力料金の使用によるランニングコストダウンを実現することができるという効果を奏する。また、ピークシフトを実現することができ、ランニングコストの低減のみならず、電力貯蔵の効果を高め、結果として短期間のペイバックを実現できる。さらに、社会全体における快適性改善にも資する。
【０１５８】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、通信処理手段を介して電池の充放電状態を外部装置に通知し、通信処理手段を介して外部装置によって充放電制御されるようにしているので、各種の外部情報を用いた予測制御などが可能となり、一層、きめの細かい充放電制御ができるという効果を奏する。
【０１５９】
つぎの発明によれば、電動機を、冷凍サイクルに用いられた圧縮機とし、上記電動機駆動装置を空気調和機に用いるようにしているので、上述した電動機駆動装置が有する効果を空気調和機にもたらすことができるという効果を奏する。
【０１６０】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、電池の充放電量をもとに圧縮機の回転数を制御するようにしているので、放電時の昇圧を防ぎ、充電時の電流容量オーバーを抑制し、信頼性の高い圧縮機駆動装置を実現するとともに、充放電量に適した回転数によって圧縮機が動作するので、電力効率の高い充放電を行う圧縮機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。また、充放電制御手段の圧縮機制御手段が、電池への充電時に圧縮機の回転数が所定値以上である場合に圧縮機の回転数を所定値未満の回転数に制御するようにしているので、放電時の昇圧を防ぎ、充電時の電流容量オーバーを抑制し、信頼性の高い圧縮機駆動装置を実現するとともに、充放電量に適した回転数によって圧縮機が動作するので、電力効率の高い充放電を行う圧縮機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１６１】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、電池の充放電量をもとに圧縮機の回転数を制御するようにしているので、放電時の昇圧を防ぎ、充電時の電流容量オーバーを抑制し、信頼性の高い圧縮機駆動装置を実現するとともに、充放電量に適した回転数によって圧縮機が動作するので、電力効率の高い充放電を行う圧縮機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。また、充放電制御手段の圧縮機制御手段が、電池からの放電時に圧縮機の回転数が所定値以下である場合に圧縮機の回転数を所定値を越える回転数に制御するようにしているので、放電時の昇圧を防ぎ、充電時の電流容量オーバーを抑制し、信頼性の高い圧縮機駆動装置を実現するとともに、充放電量に適した回転数によって圧縮機が動作するので、電力効率の高い充放電を行う圧縮機駆動装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１６２】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、計時手段の計時をもとに予め決定された時間内で電池の充放電量の制御を行うようにしているので、所望の時間帯に充電することができるので、充電不足を解消するとともに、ランニングコストの低減を図ることができ、さらに充電を、安い深夜電力料金の時間帯に設定すれば、昼間の高い電力料金時の消費電力を低減することができ、深夜電力料金の使用によるランニングコストダウンを実現することができるという効果を奏する。また、ピークシフトを実現することができ、ランニングコストの低減のみならず、電力貯蔵の効果を高め、結果として短期間のペイバックを実現できる。さらに、社会全体における快適性改善にも資する。
【０１６３】
つぎの発明によれば、充放電制御手段が、通信処理手段を介して電池の充放電状態を外部装置に通知し、通信処理手段を介して外部装置によって充放電制御されるようにしているので、各種の外部情報を用いた予測制御などが可能となり、一層、きめの細かい充放電制御ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態１である電動機駆動装置の詳細構成を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態２である電動機駆動装置の詳細構成を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態３である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。
【図５】  図４に示した充放電制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】  ＰＷＭ信号の一例を示す図である。
【図７】  この発明の実施の形態４である電動機駆動装置の充放電制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図８】  この発明の実施の形態５である電動機駆動装置の充放電制御部およびインバータ制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図９】  この発明の実施の形態６である電動機駆動装置の充放電制御部およびインバータ制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図１０】  図９に示した回生検出部の検出箇所を示す図である。
【図１１】  この発明の実施の形態７である電動機駆動装置の概要構成を示すブロック図である。
【図１２】  従来の電動機駆動装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  交流電源、２  電動機、３  コンバータ、４  インバータ、５  電池、６充放電回路、７，７７  充放電制御部、８  インバータ制御部、９  接続点、１１  ダイオードブリッジ、１２，１７  リアクトル、１３  平滑コンデンサ、１４，１５  スイッチ素子、１６，１８  ダイオード、２３，５２  回転数検出部、２４  充放電量演算・制御部、２５，５６  ＰＷＭ生成部、２６  動作切換部、２７  計時部、３２  圧縮機、４１  放電停止部、４２  充電停止部、４３回転数判別部、５１  回転数指令変更部、５３  回転数指令記憶部、５４  回転数指令部、５５  回転数制御部、６１  回生検出部、６２  充電指令変更部、７１  信号受信部、７２  信号送信部、７３  送受信部、７８  充放電状態通知部、８０  外部装置。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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