JP2001157459A - Inverter device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、チャージポンプ回
路方式による駆動電源を備えたインバータ装置に関す
る。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an inverter device provided with a drive power supply based on a charge pump circuit system.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種のインバータ装置1の電気的構成
を図16に示す。この図16において、インバータ装置
1には高電位電源線3と低電位電源線4とを介して直流
電源回路2で生成された直流電圧が与えられるようにな
っている。その直流電源回路2は、例えば三相商用電源
である交流電源5の各相母線に接続されており、ダイオ
ード6〜11を三相ブリッジ接続してなる整流回路12
と、その整流回路12で整流された電圧を平滑するため
に高電位電源線3と低電位電源線4との間に接続された
平滑コンデンサ13とから構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 16 shows an electrical configuration of an inverter device 1 of this type. In FIG. 16, the DC voltage generated by the DC power supply circuit 2 is supplied to the inverter device 1 via the high potential power supply line 3 and the low potential power supply line 4. The DC power supply circuit 2 is connected to each phase bus of an AC power supply 5 which is, for example, a three-phase commercial power supply, and has a rectifier circuit 12 formed by connecting diodes 6 to 11 in a three-phase bridge.
And a smoothing capacitor 13 connected between the high-potential power line 3 and the low-potential power line 4 to smooth the voltage rectified by the rectifier circuit 12.
【0003】直流電源回路2に接続されたインバータ装
置1は、以下のように構成されている。インバータ回路
14は、IGBT15〜20とこれらIGBT15〜2
0に逆並列に接続された還流ダイオード21〜26とが
高電位電源線3と低電位電源線4との間に三相ブリッジ
の形態に接続され、その出力端子27u、27v、27
wにはそれぞれ同期電動機28の固定子巻線28u、2
8v、28wが接続されている。この同期電動機28
(以下、モータ28と称す)は、回転子(図示せず)に
永久磁石が配設されたいわゆる永久磁石電動機である。
このモータ28の回転軸には負荷として例えば図示しな
いファンが接続されている。The inverter device 1 connected to the DC power supply circuit 2 is configured as follows. The inverter circuit 14 includes IGBTs 15 to 20 and these IGBTs 15 to 2
The return diodes 21 to 26 connected in anti-parallel to 0 are connected in a form of a three-phase bridge between the high-potential power line 3 and the low-potential power line 4, and their output terminals 27u, 27v, 27
w indicates the stator windings 28u, 2
8v and 28w are connected. This synchronous motor 28
The motor (hereinafter, referred to as a motor 28) is a so-called permanent magnet motor in which a permanent magnet is provided on a rotor (not shown).
For example, a fan (not shown) is connected to the rotating shaft of the motor 28 as a load.
【0004】上アームを構成するIGBT15〜17の
ゲートには、それぞれゲート駆動電圧を出力する上アー
ム駆動回路29〜31が接続され、下アーム構成するI
GBT18〜20のゲートには、それぞれゲート駆動電
圧を出力する下アーム駆動回路32〜34が接続されて
いる。[0004] Upper arm drive circuits 29 to 31 for outputting gate drive voltages are connected to the gates of the IGBTs 15 to 17 constituting the upper arm, respectively.
Gates of the GBTs 18 to 20 are connected to lower arm drive circuits 32 to 34 for outputting gate drive voltages, respectively.
【0005】これら下アーム駆動回路32〜34は共通
に1つの下アーム駆動電源35を備えており、上アーム
駆動回路29〜31はそれぞれチャージポンプ方式の上
アーム駆動電源36〜38を備えている。この上アーム
駆動電源36〜38は、それぞれチャージポンプ用のコ
ンデンサ39〜41、および下アーム駆動電源35の正
側端子とコンデンサ39〜41の各正極端子との間に接
続された図示極性のチャージポンプ用のダイオード42
〜44から構成されている。そして、下アームのIGB
T18〜20がオンすると、コンデンサ39〜41は、
それぞれ下アーム駆動電源35の正側端子からダイオー
ド42〜44を通して充電される。The lower arm drive circuits 32 to 34 have a common lower arm drive power supply 35, and the upper arm drive circuits 29 to 31 have charge pump type upper arm drive power supplies 36 to 38, respectively. . The upper arm drive power supplies 36 to 38 are respectively provided with charge pump capacitors 39 to 41 and a charge of a polarity shown in the drawing, which is connected between the positive terminal of the lower arm drive power supply 35 and each positive terminal of the capacitors 39 to 41. Diode 42 for pump
~ 44. And IGB of the lower arm
When T18 to T20 turn on, the capacitors 39 to 41 become
Each is charged from the positive terminal of the lower arm drive power supply 35 through the diodes 42 to 44.
【0006】誘起電圧検出回路45(図2、図3参照)
は、モータ28の端子電圧Vu、Vv、Vwを入力し、
IGBT15〜20がオフの状態(すなわちモータ28
がフリーランの状態)において端子電圧Vu、Vv、V
wに現れるほぼ正弦波状の誘起電圧を検出して、モータ
28の回転子の位相信号SA、SBを出力するようにな
っている。また、制御回路46は、誘起電圧検出回路4
5から位相信号SA、SBを入力して位相を検出し、そ
の位相に基づいてモータ28の駆動を開始するようにな
っている。An induced voltage detection circuit 45 (see FIGS. 2 and 3)
Inputs the terminal voltages Vu, Vv, Vw of the motor 28,
The IGBTs 15 to 20 are off (that is, the motor 28
Terminal voltage Vu, Vv, V
An approximately sinusoidal induced voltage appearing in w is detected, and the phase signals SA and SB of the rotor of the motor 28 are output. Further, the control circuit 46 includes the induced voltage detection circuit 4
5, the phase signals SA and SB are input to detect the phase, and the driving of the motor 28 is started based on the detected phase.
【0007】こうしたチャージポンプ方式による上アー
ム駆動電源36〜38を備えたインバータ装置1にあっ
ては、チャージポンプ用のコンデンサ39〜41は、電
源投入時あるいは停電からの復電時に、IGBT15〜
17を駆動するに十分な電荷が充電されていない。そこ
で、例えば特開平7−15978号公報に開示されてい
るように、モータ28の駆動開始前に、上アームのIG
BT15〜17をオフさせた状態で下アームのIGBT
18〜20をオンさせて、コンデンサ39〜41の充電
を行うようになっている。[0007] In the inverter device 1 provided with the upper arm drive power supplies 36 to 38 of the charge pump type, the charge pump capacitors 39 to 41 are connected to the IGBTs 15 to 41 when the power is turned on or when the power is restored from a power failure.
17 has not been charged sufficiently. Therefore, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-15978, the IG
IGBT of the lower arm with BT15-17 turned off
By turning on 18 to 20, the capacitors 39 to 41 are charged.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、モータ28
の回転軸に取り付けられたファンが風圧を受けた場合、
あるいはインバータ装置1がモータ28を駆動している
時に交流電源5が停電した場合、IGBT15〜20が
全てオフ状態であるにもかかわらず、モータ28が回転
した状態(フリーラン状態)となる。このフリーラン状
態において、制御回路46に運転開始指令STが入力さ
れたり交流電源5が復電したりすると、インバータ装置
1はモータ28の駆動を開始する。By the way, the motor 28
If the fan attached to the rotating shaft receives wind pressure,
Alternatively, if the AC power supply 5 fails while the inverter device 1 is driving the motor 28, the motor 28 rotates (free-run state) even though all of the IGBTs 15 to 20 are off. In this free-run state, when the operation start command ST is input to the control circuit 46 or the AC power supply 5 is restored, the inverter device 1 starts driving the motor 28.
【0009】この場合、駆動開始直後にモータ28を同
期状態に引き入れられるように、インバータ装置1は、
予めモータ28の回転子の位相と回転速度(回転方向を
含む)を検出し、IGBT15〜20のゲートにモータ
28に同期したゲート駆動電圧を与える必要がある。In this case, the inverter device 1 is provided so that the motor 28 can be brought into a synchronous state immediately after the start of driving.
It is necessary to detect the phase and rotation speed (including the rotation direction) of the rotor of the motor 28 in advance and apply a gate drive voltage synchronized with the motor 28 to the gates of the IGBTs 15 to 20.
【0010】しかしながら、これら位相や回転速度の検
出は、誘起電圧検出回路45により端子電圧Vu、V
v、Vwに現れる誘起電圧を検出して行われるので、検
出期間中にあってはIGBT15〜20を全てオフ状態
に保持しなければならない。つまり、検出期間中は上述
したチャージポンプ動作によるコンデンサ39〜41の
充電をすることができない。However, these phases and rotation speeds are detected by the induced voltage detection circuit 45 by the terminal voltages Vu and Vu.
Since the detection is performed by detecting the induced voltage appearing in v and Vw, all the IGBTs 15 to 20 must be kept off during the detection period. That is, during the detection period, the capacitors 39 to 41 cannot be charged by the charge pump operation described above.
【0011】そこで、これまでは以下の何れかの手段を
用いて、位相および回転速度の検出とコンデンサ39〜
41の充電とを行っていた。第1の手段は、チャージポ
ンプ動作によりコンデンサ39〜41の充電を行った後
で、回転速度および位相の検出を行う手段である。この
手段によれば、回転速度の検出に続いて位相の検出を行
うことにより、位相の検出直後にモータ28を駆動で
き、駆動開始時の位相誤差が小さくなってモータ28の
同期引き入れが比較的容易となる。Therefore, the detection of the phase and the rotation speed and the use of the capacitors 39 to
41 had been charged. The first means is a means for detecting the rotation speed and the phase after charging the capacitors 39 to 41 by the charge pump operation. According to this means, by detecting the phase following the detection of the rotational speed, the motor 28 can be driven immediately after the detection of the phase, and the phase error at the start of driving is reduced, so that the pull-in of the motor 28 is relatively easy. It will be easier.
【0012】しかし、位相の検出は、例えば電気角で6
0°または120°毎に現れる位相信号SA、SBのエ
ッジを検出することにより行われ、回転速度の検出は、
例えば位相信号SA、SBの1周期の時間を測定するこ
とにより行われる。従って、特に低回転速度において検
出時間が長くなり、コンデンサ39〜41の充電からモ
ータ28の駆動開始までの間にコンデンサ39〜41の
電荷が放電してしまう虞があった。However, the detection of the phase is, for example, 6 electrical degrees.
The detection is performed by detecting edges of the phase signals SA and SB appearing every 0 ° or 120 °.
For example, this is performed by measuring the time of one cycle of the phase signals SA and SB. Therefore, the detection time becomes long especially at a low rotation speed, and there is a possibility that the charges of the capacitors 39 to 41 are discharged from the charging of the capacitors 39 to 41 to the start of driving of the motor 28.
【0013】第2にの手段は、回転速度および位相の検
出を行った後で、チャージポンプ動作によりコンデンサ
39〜41の充電を行う手段である。この手段によれ
ば、コンデンサ39〜41の充電直後にモータ28を駆
動できるので、上アームIGBT15〜17を確実に駆
動することができる。しかし、回転速度および位相の検
出からモータ28の駆動開始までに時間を要するので、
モータ28の回転により駆動開始時の回転速度や位相に
誤差が生じ、モータ28の同期引き入れが難しいという
問題があった。The second means is to charge the capacitors 39 to 41 by the charge pump operation after detecting the rotation speed and the phase. According to this means, since the motor 28 can be driven immediately after the capacitors 39 to 41 are charged, the upper arm IGBTs 15 to 17 can be reliably driven. However, since it takes time from the detection of the rotation speed and the phase to the start of driving of the motor 28,
Due to the rotation of the motor 28, an error occurs in the rotation speed and phase at the start of driving, and there is a problem that it is difficult to pull in the motor 28 synchronously.
【0014】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、チャージポンプ方式による駆動電源を
備えたものにおいて、電動機の駆動開始時にチャージポ
ンプコンデンサを十分な充電状態とすることができ、且
つ電動機との同期を確実にとることができるインバータ
装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a charge pump type driving power supply, in which a charge pump capacitor can be brought into a sufficiently charged state at the start of driving of an electric motor. Another object of the present invention is to provide an inverter device that can reliably synchronize with an electric motor.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載したインバータ装置は、直流電源線
間に直列に接続された上アームスイッチング素子と下ア
ームスイッチング素子とからなる電動機駆動用のインバ
ータ回路と、前記上アームスイッチング素子を駆動する
上アーム駆動回路と、前記下アームスイッチング素子を
駆動する下アーム駆動回路と、この下アーム駆動回路に
駆動用直流電圧を供給する下アーム駆動電源と、前記上
アーム駆動回路に駆動用直流電圧を供給するためのチャ
ージポンプコンデンサを有し、前記下アームスイッチン
グ素子がオン状態の時に前記下アーム駆動電源から前記
チャージポンプコンデンサへの充電が行われる上アーム
駆動電源と、前記上アーム駆動回路および前記下アーム
駆動回路に対し駆動信号を出力する制御手段とから構成
される。According to a first aspect of the present invention, there is provided an inverter apparatus comprising: an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series between DC power supply lines; Inverter circuit, an upper arm drive circuit for driving the upper arm switching element, a lower arm drive circuit for driving the lower arm switching element, and a lower arm drive for supplying a driving DC voltage to the lower arm drive circuit A power supply; and a charge pump capacitor for supplying a drive DC voltage to the upper arm drive circuit. When the lower arm switching element is turned on, the lower arm drive power supply charges the charge pump capacitor. The upper arm drive power supply and the upper arm drive circuit and the lower arm drive circuit. Composed of a control means for outputting a degree.
【0016】そして、この制御手段は、少なくとも前記
電動機の駆動前において前記電動機の回転子の位相を検
出する位相検出手段と、この位相検出手段による位相の
検出が終了したと判定するまでの間、前記位相検出手段
に周期的に検出動作を行わせる位相検出終了判定手段
と、この位相検出終了判定手段が位相の検出が終了した
と判定したことに応じて前記電動機の駆動を開始する駆
動開始制御手段と、前記位相検出終了判定手段により位
相の検出が終了したと判定されるまでの間、前記チャー
ジポンプコンデンサの充電動作が周期的に且つ前記位相
検出手段による位相の検出動作の非実行中に行われるよ
うに前記駆動信号を生成する充電制御手段とを備えて構
成されていることを特徴とする。The control means includes at least a phase detection means for detecting a phase of a rotor of the motor before the motor is driven, and a control means for determining that the phase detection by the phase detection means is completed. Phase detection end determination means for causing the phase detection means to periodically perform a detection operation, and drive start control for starting driving of the electric motor in response to the phase detection end determination means determining that phase detection has ended. Means, the charging operation of the charge pump capacitor is periodically performed until the phase detection end determination means determines that the phase detection has been completed, and the phase detection means does not execute the phase detection operation. Charging control means for generating the drive signal so as to be performed.
【0017】この構成によれば、制御手段が下アーム駆
動回路にオン駆動信号を出力して下アームスイッチング
素子をオンさせると、この下アームスイッチング素子を
介して下アーム駆動電源から上アーム駆動電源のチャー
ジポンプコンデンサへの充電が行われ、上アーム駆動回
路はこの充電電荷により上アームスイッチング素子を駆
動することが可能となる。According to this configuration, when the control means outputs an ON drive signal to the lower arm drive circuit to turn on the lower arm switching element, the lower arm drive power supply is switched to the upper arm drive power supply via the lower arm switching element. Is charged to the charge pump capacitor, and the upper arm drive circuit can drive the upper arm switching element by the charged charge.
【0018】また、電動機は、駆動開始前であっても、
負荷に外力(風圧など)を受けた場合あるいは回転駆動
中に停電が発生したような場合には回転状態となってい
る。この場合であっても、制御手段は、電動機の駆動開
始前に回転子の位相を検出するので、その位相と例えば
それ以前に検出していた電動機の回転速度とに基づい
て、駆動開始時に電動機との同期をとることができる。Further, even before the driving of the electric motor is started,
When the load receives an external force (such as wind pressure) or when a power failure occurs during rotational driving, the load is in a rotating state. Even in this case, the control means detects the phase of the rotor before the start of driving of the electric motor, and therefore, based on the phase and, for example, the rotational speed of the electric motor detected before that, at the start of driving the electric motor, Can be synchronized with
【0019】位相検出手段は、位相検出が終了するまで
の間、周期的に位相検出動作を実行し、駆動開始制御手
段は、位相検出が終了したことに応じて電動機の駆動を
開始するので、位相検出終了から電動機の駆動開始まで
の時間が短くなり、駆動開始時の位相誤差が小さくなっ
て電動機との同期をとり易くなる。The phase detecting means periodically executes the phase detecting operation until the phase detection is completed, and the drive start control means starts driving the motor in response to the completion of the phase detection. The time from the end of the phase detection to the start of driving of the motor is shortened, the phase error at the start of driving is reduced, and synchronization with the motor is facilitated.
【0020】また、充電制御手段は位相検出手段による
位相の検出動作と同時動作とならないようにチャージポ
ンプコンデンサの充電動作を実行するので、前記位相検
出動作を妨げることなくチャージポンプコンデンサを充
電できる。しかも、充電動作は周期的に行われるので、
チャージポンプコンデンサの充電から電動機の駆動開始
までの時間が短くなり、駆動開始時においてチャージポ
ンプコンデンサに十分な電荷が蓄積されている。これに
より、上アーム駆動回路は上アームスイッチング素子を
確実に駆動することができる。Further, the charging control means executes the charging operation of the charge pump capacitor so as not to be performed simultaneously with the phase detecting operation by the phase detecting means, so that the charge pump capacitor can be charged without hindering the phase detecting operation. Moreover, since the charging operation is performed periodically,
The time from the charging of the charge pump capacitor to the start of driving of the motor is shortened, and sufficient charge is accumulated in the charge pump capacitor at the start of driving. Thereby, the upper arm drive circuit can drive the upper arm switching element reliably.
【0021】請求項2に記載したインバータ装置の制御
手段は、少なくとも前記電動機の駆動前において前記電
動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、この回
転速度検出手段による回転速度の検出が終了したと判定
するまでの間、前記回転速度検出手段に周期的に検出動
作を行わせる回転速度検出終了判定手段と、この回転速
度検出終了判定手段が回転速度の検出が終了したと判定
したことに応じて前記電動機の駆動を開始する駆動開始
制御手段と、前記回転速度検出終了判定手段により回転
速度の検出が終了したと判定されるまでの間、前記チャ
ージポンプコンデンサの充電動作が周期的に且つ前記回
転速度検出手段による回転速度の検出動作の非実行中に
行われるように前記駆動信号を生成する充電制御手段と
を備えて構成されていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, the control means of the inverter device completes the detection of the rotation speed by the rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the motor at least before the driving of the motor. A rotation speed detection end determining means for causing the rotation speed detecting means to periodically perform a detection operation until the rotation speed detection means determines that the rotation speed detection has been completed. The drive operation of the charge pump capacitor is periodically and periodically performed until the start of the motor is started and the rotation speed detection end determination unit determines that the detection of the rotation speed is completed. Charge control means for generating the drive signal so as to be performed while the rotation speed detection operation by the rotation speed detection means is not performed. And said that you are.
【0022】この構成によれば、例えば電動機が回転し
ている状態から駆動を開始する場合において、制御手段
は、電動機の駆動開始前に回転子の回転速度を検出する
ので、その回転速度と例えばそれ以前に検出していた電
動機の回転子の位相とに基づいて、駆動開始時に電動機
との同期をとることができる。According to this configuration, for example, when driving is started from a state in which the motor is rotating, the control means detects the rotation speed of the rotor before the driving of the motor is started. Synchronization with the motor at the start of driving can be achieved based on the phase of the rotor of the motor detected before that.
【0023】回転速度検出手段は、回転速度検出が終了
するまでの間、周期的に回転速度検出動作を実行し、駆
動開始制御手段は、回転速度検出が終了したことに応じ
て電動機の駆動を開始するので、回転速度検出終了から
電動機の駆動開始までの時間が短くなり、駆動開始時の
回転速度誤差が少なくなって電動機との同期をとり易く
なる。The rotation speed detecting means periodically executes the rotation speed detection operation until the rotation speed detection is completed, and the drive start control means controls the driving of the motor in response to the completion of the rotation speed detection. Since the start is started, the time from the end of the rotation speed detection to the start of the driving of the electric motor is shortened, the rotation speed error at the start of the driving is reduced, and it is easy to synchronize with the electric motor.
【0024】また、充電制御手段は回転速度検出動作と
同時動作とならないようにチャージポンプコンデンサの
充電動作を実行するので、回転速度検出動作を妨げるこ
となくチャージポンプコンデンサを充電できる。しか
も、充電動作は周期的に行われるので、チャージポンプ
コンデンサの充電から電動機の駆動開始までの時間が短
くなる。Further, the charging control means executes the charging operation of the charge pump capacitor so as not to be performed simultaneously with the rotation speed detecting operation, so that the charge pump capacitor can be charged without hindering the rotation speed detecting operation. In addition, since the charging operation is performed periodically, the time from charging the charge pump capacitor to starting driving of the motor is shortened.
【0025】請求項3に記載したインバータ装置の制御
手段は、上記した位相検出手段、回転速度検出手段、位
相検出終了判定手段、回転速度検出終了判定手段に加
え、前記位相検出終了判定手段が位相の検出が終了した
と判定し且つ前記回転速度検出終了判定手段が回転速度
の検出が終了したと判定したことに応じて前記電動機の
駆動を開始する駆動開始制御手段と、前記位相検出終了
判定手段により位相の検出が終了したと判定され且つ前
記回転速度検出終了判定手段により回転速度の検出が終
了したと判定されるまでの間、前記チャージポンプコン
デンサの充電動作が周期的に且つ前記位相検出手段によ
る位相の検出動作および前記回転速度検出手段による回
転速度の検出動作の非実行中に行われるように前記駆動
信号を生成する充電制御手段とを備えて構成されている
ことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in addition to the phase detecting means, the rotational speed detecting means, the phase detecting end determining means, and the rotational speed detecting end determining means, the phase detecting end determining means includes a phase detecting means. Drive start control means for starting driving of the electric motor in response to the determination that the detection of the rotation speed has ended and the rotation speed detection end determination means determining that the detection of the rotation speed has ended, and the phase detection end determination means The charging operation of the charge pump capacitor is periodically performed until the rotation speed detection is completed by the rotation speed detection completion determination unit and the phase detection unit determines that the detection of the phase is completed. Charging that generates the drive signal so as to be performed during the non-execution of the phase detection operation by the rotation speed detection operation by the rotation speed detection unit. Characterized in that it is constituted by a control means.
【0026】この構成によれば、例えば電動機が回転し
ている状態から駆動を開始する場合において、制御手段
は、電動機の駆動開始前に回転子の位相と回転速度とを
検出するので、駆動開始時に電動機との同期をとること
ができる。さらに、位相検出動作と回転速度検出動作と
は周期的に実行され、位相と回転速度の検出が終了した
ことに応じて電動機の駆動を開始するので、駆動開始時
の位相誤差および回転速度誤差が小さくなって電動機と
の同期を一層とり易くなる。According to this configuration, for example, when driving is started from a state in which the motor is rotating, the control means detects the phase and the rotation speed of the rotor before the driving of the motor is started. Sometimes it can be synchronized with the motor. Further, the phase detection operation and the rotation speed detection operation are periodically executed, and the motor starts to be driven in response to the completion of the detection of the phase and the rotation speed. It becomes smaller and it becomes easier to synchronize with the motor.
【0027】また、位相検出動作と回転速度検出動作と
を妨げることなくチャージポンプコンデンサを充電でき
る。しかも、充電動作は周期的に行われるので、チャー
ジポンプコンデンサの充電から電動機の駆動開始までの
時間が短くなる。Further, the charge pump capacitor can be charged without hindering the phase detection operation and the rotation speed detection operation. In addition, since the charging operation is performed periodically, the time from charging the charge pump capacitor to starting driving of the motor is shortened.
【0028】位相検出手段を備える場合、制御手段は、
位相検出手段により検出された電動機の回転子の位相を
補正する位相補正手段を備えることが好ましい(請求項
4)。この構成によれば、位相検出時から電動機の巻線
への通電開始時までの時間遅れにより発生する位相誤差
を補正することができ、駆動開始時により確実に電動機
との同期をとることができる。In the case where a phase detecting means is provided, the controlling means comprises:
It is preferable to include a phase correction unit that corrects the phase of the rotor of the electric motor detected by the phase detection unit. According to this configuration, it is possible to correct a phase error generated due to a time delay from the phase detection to the start of energization of the winding of the motor, and it is possible to more reliably synchronize with the motor at the start of driving. .
【0029】また、位相検出終了判定手段は、位相検出
手段による位相の検出終了前において、チャージポンプ
コンデンサの充電動作の実行回数が所定回数に達した場
合に位相の検出が終了したものと判定することが好まし
い(請求項5)。この構成によれば、駆動開始までに要
する時間に制限が設けられ、駆動開始前に電動機が停止
している場合または低回転速度で回転している場合にお
いても駆動開始が極端に遅れることがなくなる。The phase detection end determining means determines that the phase detection has been completed when the number of executions of the charging operation of the charge pump capacitor reaches a predetermined number before the phase detection by the phase detecting means ends. (Claim 5). According to this configuration, the time required until the start of driving is limited, and the start of driving is not extremely delayed even when the motor is stopped before starting driving or when the motor is rotating at a low rotation speed. .
【0030】回転速度検出手段を備える場合、制御手段
は、回転速度検出手段により検出された電動機の回転速
度を補正する回転速度補正手段を備えることが好ましい
(請求項6)。この構成によれば、回転速度検出時から
電動機の巻線への通電開始までの時間遅れにより発生す
る回転速度誤差を補正することができ、駆動開始時によ
り確実に電動機との同期をとることができる。When the rotation speed detecting means is provided, the control means preferably includes a rotation speed correction means for correcting the rotation speed of the motor detected by the rotation speed detection means. According to this configuration, it is possible to correct a rotation speed error generated due to a time delay from the detection of the rotation speed to the start of energization to the windings of the motor, and to more reliably synchronize with the motor at the start of driving. it can.
【0031】また、回転速度検出終了判定手段は、回転
速度検出手段による回転速度の検出終了前において、チ
ャージポンプコンデンサの充電動作の実行回数が所定回
数に達した場合に回転速度の検出が終了したものと判定
することが好ましい(請求項7)。この構成によれば、
駆動開始までに要する時間に制限が設けられ、駆動開始
前に電動機が停止している場合または低回転速度で回転
している場合においても駆動開始が極端に遅れることが
なくなる。Further, the rotation speed detection termination determining means terminates the detection of the rotation speed when the number of executions of the charging operation of the charge pump capacitor reaches a predetermined number before the rotation speed detection by the rotation speed detection means is completed. It is preferable to determine that (claim 7). According to this configuration,
There is a limit on the time required to start driving, so that even if the motor is stopped before starting driving or rotating at a low rotation speed, starting of driving will not be extremely delayed.
【0032】さらに、位相検出手段と回転速度検出手段
とを備える場合、制御手段は、上記位相補正手段と回転
速度補正手段とを備えることが好ましい(請求項8)。
この構成によれば、位相誤差と回転速度誤差をともに補
正することができ、より確実に電動機との同期をとるこ
とができる。Further, in the case where the control means includes the phase detecting means and the rotational speed detecting means, it is preferable that the control means includes the phase correcting means and the rotational speed correcting means.
According to this configuration, both the phase error and the rotation speed error can be corrected, and the synchronization with the electric motor can be more reliably achieved.
【0033】この場合にも、位相検出終了判定手段およ
び回転速度検出終了判定手段は、それぞれ検出終了前に
おいて、チャージポンプコンデンサの充電動作の実行回
数が所定回数に達した場合に検出が終了したものと判定
することが好ましい(請求項9)。この構成によれば、
駆動開始までに要する時間に制限が設けられる。In this case as well, the phase detection end determination means and the rotation speed detection end determination means each terminate the detection when the number of executions of the charging operation of the charge pump capacitor reaches a predetermined number before the detection ends. It is preferable to determine (claim 9). According to this configuration,
There is a limit on the time required to start driving.
【0034】以上の各手段において、制御手段は、チャ
ージポンプコンデンサの充電動作を実行する時間間隔に
基づいて、前記チャージポンプコンデンサの充電動作時
間を決定することが好ましい(請求項10)。この構成
によれば、チャージポンプコンデンサの充電動作の間隔
が変化する場合であっても、チャージポンプコンデンサ
の充電電荷が不足することがなくなる。In each of the above means, it is preferable that the control means determines the charging operation time of the charge pump capacitor based on a time interval for executing the charging operation of the charge pump capacitor. According to this configuration, even when the interval of the charging operation of the charge pump capacitor changes, the charge of the charge pump capacitor does not run short.
【0035】また、以上の各手段において、チャージポ
ンプコンデンサの充電電圧を検出する充電電圧検出手段
を備え、充電制御手段は、前記充電電圧検出手段により
検出された充電電圧に基づいて、前記チャージポンプコ
ンデンサの充電動作時間を決定することが好ましい(請
求項11)。In each of the above means, there is provided a charging voltage detecting means for detecting a charging voltage of the charge pump capacitor, and the charging control means is configured to detect the charging voltage based on the charging voltage detected by the charging voltage detecting means. It is preferable to determine the charging operation time of the capacitor (claim 11).
【0036】この構成によれば、例えばチャージポンプ
コンデンサの充電電圧が高い時には充電動作時間が短く
なり、チャージポンプコンデンサの充電電圧が低い時に
は充電動作時間が長くなる。その結果、チャージポンプ
コンデンサの充電電圧が駆動に十分な値に保持される。According to this configuration, for example, when the charge voltage of the charge pump capacitor is high, the charge operation time is short, and when the charge voltage of the charge pump capacitor is low, the charge operation time is long. As a result, the charge voltage of the charge pump capacitor is maintained at a value sufficient for driving.
【0037】また、充電制御手段は、PWM制御により
駆動信号を生成することが好ましい(請求項12)。こ
の構成によれば、駆動信号は短い時間幅を有するオンパ
ルスとオフパルスとの繰り返し波形となる。一方、電動
機が回転している時に下アームスイッチング素子をオン
からオフに切り換えると、オン時に下アームスイッチン
グ素子を介して流れていた電流が上アームスイッチング
素子を還流して直流電源に流れ込み、直流電源線間の電
圧を上昇させる(昇圧作用)。上記構成によれば、オン
パルス幅が狭いのでこの昇圧作用を抑制でき、直流電圧
の過電圧の発生を未然に防止することができる。Preferably, the charging control means generates the drive signal by PWM control. According to this configuration, the drive signal has a repetitive waveform of an ON pulse and an OFF pulse having a short time width. On the other hand, when the lower arm switching element is switched from on to off while the motor is rotating, the current flowing through the lower arm switching element at the time of on returns to the upper arm switching element to flow into the DC power supply, and Increase the voltage between lines (step-up action). According to the above configuration, since the on-pulse width is narrow, this boosting action can be suppressed, and the occurrence of overvoltage of the DC voltage can be prevented.
【0038】この場合、充電制御手段は、電動機の回転
速度に基づいて駆動信号のデューティ比を決定すること
が好ましい(請求項13)。これにより、電動機の回転
速度にかかわらず、前記昇圧作用を抑制しつつチャージ
ポンプコンデンサの充電をすることができる。In this case, it is preferable that the charging control means determines the duty ratio of the drive signal based on the rotation speed of the electric motor. Thus, regardless of the rotation speed of the electric motor, the charge pump capacitor can be charged while suppressing the boosting action.
【0039】また、充電制御手段は、電動機の回転速度
に基づいて駆動信号のPWM周波数を決定することが好
ましい(請求項14)。これにより、電動機の回転速度
にかかわらず前記昇圧作用を抑制しつつチャージポンプ
コンデンサの充電をすることができる。It is preferable that the charge control means determines the PWM frequency of the drive signal based on the rotation speed of the electric motor. Thus, the charge pump capacitor can be charged while suppressing the boosting action regardless of the rotation speed of the electric motor.
【0040】さらに、駆動信号をPWM波形とする場合
において、充電制御手段は、電動機の回転速度に基づい
て駆動信号の時間幅を決定することが好ましい(請求項
15)。この構成によれば、駆動信号のデューティ比や
PWM周波数などを可変設定することに応じて駆動信号
の時間幅が決定されるので、チャージポンプコンデンサ
が不足充電となることを防止できる。Further, when the drive signal has a PWM waveform, it is preferable that the charging control means determines the time width of the drive signal based on the rotation speed of the motor. According to this configuration, the time width of the drive signal is determined according to the variable setting of the duty ratio and the PWM frequency of the drive signal, so that the charge pump capacitor can be prevented from being undercharged.
【0041】以上述べた各手段において、充電制御手段
は、チャージポンプコンデンサの充電動作を実行した後
所定の期間、検出動作の実行を停止することが好ましい
(請求項16)。この構成によれば、下アームスイッチ
ング素子が完全にオフ状態となり且つ前記昇圧作用が消
滅した後で検出動作が実行されるので、位相や回転速度
の誤検出がなくなる。In each of the means described above, it is preferable that the charge control means suspends the execution of the detection operation for a predetermined period after executing the charge operation of the charge pump capacitor. According to this configuration, since the detection operation is performed after the lower arm switching element is completely turned off and the boosting action has disappeared, erroneous detection of the phase and the rotation speed is eliminated.
【0042】[0042]
【発明の実施の形態】(第1実施例)以下、本発明の第
1実施例(請求項3に対応)について、図1ないし図4
を参照しながら説明する。図1は、インバータ装置51
の電気的構成を示したもので、図16と同一構成部分に
は同一符号を付している。ここで、高電位電源線3と低
電位電源線4とが本発明における直流電源線に相当し、
IGBT15〜17が上アームスイッチング素子、IG
BT18〜20が下アームスイッチング素子に相当す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment (corresponding to claim 3) of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an inverter device 51.
The same components as those in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals. Here, the high-potential power line 3 and the low-potential power line 4 correspond to a DC power line in the present invention,
IGBTs 15 to 17 are upper arm switching elements, IG
The BTs 18 to 20 correspond to lower arm switching elements.
【0043】制御手段に相当する制御回路52は、マイ
クロコンピュータを主体に構成されており、図1におい
てその主要機能が機能ブロックとして示されている。詳
しくは後述する誘起電圧検出回路45から出力されるハ
イレベルまたはロウレベルの位相信号SA、SBは、と
もに制御回路52内の位相検出部53と回転速度検出部
54とに入力される。The control circuit 52 corresponding to the control means is mainly composed of a microcomputer, and its main functions are shown as functional blocks in FIG. The high-level or low-level phase signals SA and SB output from the induced voltage detection circuit 45, which will be described in detail later, are both input to the phase detection unit 53 and the rotation speed detection unit 54 in the control circuit 52.
【0044】位相検出手段としての位相検出部53は、
所定のサンプリング間隔で位相信号SA、SBのレベル
をサンプリングし、そのレベルを位相検出終了判定部5
5に出力するようになっている。また、回転速度検出手
段としての回転速度検出部54は、所定のサンプリング
間隔で位相信号SA、SBのレベルをサンプリングし、
そのレベルを回転速度検出終了判定部56に出力するよ
うになっている。The phase detecting section 53 as a phase detecting means includes:
At predetermined sampling intervals, the levels of the phase signals SA and SB are sampled, and the levels are sampled by the phase detection end determination unit 5.
5 is output. The rotation speed detection unit 54 as a rotation speed detection unit samples the levels of the phase signals SA and SB at a predetermined sampling interval,
The level is output to the rotation speed detection end determination unit 56.
【0045】位相検出終了判定手段および充電制御手段
としての位相検出終了判定部55は、位相検出部53か
ら入力した位相信号SA、SBのレベルが変化したかど
うかつまり位相検出が終了したかどうかを判定し、その
判定結果を駆動開始制御部57に出力するようになって
いる。また、位相検出終了判定部55は、位相の検出終
了前は、位相検出部53および回転速度検出部54が位
相信号SA、SBをサンプリングしていない時に駆動制
御部58に対してチャージポンプ動作を行うための駆動
信号を出力し、位相の検出が終了するとその検出した位
相を駆動制御部58に出力するようになっている。The phase detection end determination unit 55 as the phase detection end determination unit and the charge control unit determines whether or not the level of the phase signals SA and SB input from the phase detection unit 53 has changed, that is, whether or not the phase detection has ended. The determination is made, and the determination result is output to the drive start control unit 57. Prior to the end of the phase detection, the phase detection end determination unit 55 performs a charge pump operation on the drive control unit 58 when the phase detection unit 53 and the rotation speed detection unit 54 do not sample the phase signals SA and SB. A drive signal for performing the operation is output, and when the phase detection is completed, the detected phase is output to the drive control unit 58.
【0046】回転速度検出終了判定手段および充電制御
手段としての回転速度検出終了判定部56は、回転速度
検出部54から入力した位相信号SA、SBのレベル変
化を検出することにより回転速度検出が終了したかどう
かを判定し、その判定結果を駆動開始制御部57に出力
するようになっている。また、回転速度検出終了判定部
56は、回転速度の検出終了前は、位相検出部53およ
び回転速度検出部54が位相信号SA、SBをサンプリ
ングしていない時に駆動制御部58に対してチャージポ
ンプ動作を行うための駆動信号を出力し、回転速度の検
出が終了するとその検出した回転速度を駆動制御部58
に出力するようになっている。The rotation speed detection end determination unit 56 serving as the rotation speed detection end determination unit and the charge control unit detects the change in the level of the phase signals SA and SB input from the rotation speed detection unit 54, thereby completing the rotation speed detection. It is determined whether or not the operation has been performed, and the result of the determination is output to the drive start control unit 57. Before the rotation speed detection ends, the rotation speed detection end determination unit 56 sends a charge pump signal to the drive control unit 58 when the phase detection unit 53 and the rotation speed detection unit 54 do not sample the phase signals SA and SB. A drive signal for performing the operation is output, and when the detection of the rotation speed is completed, the detected rotation speed is used as the drive control unit 58.
Output.
【0047】駆動開始制御手段としての駆動開始制御部
57は、位相検出終了判定部55、回転速度検出終了判
定部56からそれぞれ位相検出終了、回転速度検出終了
の判定結果を受けると、駆動制御部58に対して駆動開
始指令を出力するようになっている。The drive start control unit 57 as drive start control means receives the determination results of the phase detection end and the rotation speed detection end from the phase detection end determination unit 55 and the rotation speed detection end determination unit 56, respectively. A drive start command is output to the controller 58.
【0048】駆動制御部58は、駆動開始制御部57か
ら駆動開始指令を入力する前は、位相検出終了判定部5
5および回転速度検出終了判定部56からの駆動信号に
従って駆動回路29〜34に駆動信号を出力するように
なっている。また、駆動制御部58は、駆動開始制御部
57から駆動開始指令を入力した後は、検出された位相
と回転速度とを用いて駆動信号を生成し、その後運転開
始指令STが停止するまであるいは停電が発生するまで
の間、V/F制御などにより駆動信号を生成し続ける。Before the drive control unit 58 inputs a drive start command from the drive start control unit 57, the phase detection end determination unit 5
5 and a drive signal to the drive circuits 29 to 34 in accordance with the drive signals from the rotation speed detection end determination section 56. Further, after inputting the drive start command from the drive start control unit 57, the drive control unit 58 generates a drive signal using the detected phase and the rotation speed, and thereafter until the drive start command ST stops or Until a power failure occurs, a drive signal is continuously generated by V / F control or the like.
【0049】インバータ装置51には交流電源5の停電
(瞬時停電を含む)を検出するための停電検出回路59
が設けられている。この停電検出回路59は、停電を検
出すると制御回路52に対し停電検出信号を出力するよ
うになっている。The inverter device 51 includes a power failure detection circuit 59 for detecting a power failure (including an instantaneous power failure) of the AC power supply 5.
Is provided. The power failure detection circuit 59 outputs a power failure detection signal to the control circuit 52 upon detecting a power failure.
【0050】図2は、誘起電圧検出回路45の電気的構
成を示している。分圧された端子電圧Vu、Vv、Vw
が入力される端子Tu、Tv、Twと電源線VPとの間
には、それぞれ電源線VP側をカソードとしてダイオー
ドDup、Dvp、Dwpが接続され、端子Tu、T
v、Twとグランド線GNDとの間には、それぞれグラ
ンド線GND側をアノードとしてダイオードDun、D
vn、Dwnが接続されている。また、端子Tu、T
v、Twとグランド線GNDとの間には、それぞれコン
デンサCu、Cv、Cwが接続されている。FIG. 2 shows the electrical configuration of the induced voltage detection circuit 45. Divided terminal voltages Vu, Vv, Vw
Are input to the terminals Tu, Tv, Tw, and the power supply line VP, diodes Dup, Dvp, Dwp are connected with the power supply line VP side as a cathode.
v, Tw and the ground lines GND, the diodes Dun, D
vn and Dwn are connected. Also, terminals Tu, T
Capacitors Cu, Cv, Cw are connected between v, Tw and the ground line GND, respectively.
【0051】コンパレータCMP1の出力端子と非反転
入力端子との間には抵抗R1が接続され、当該出力端子
は端子T1(位相信号SAの出力端子)に接続されると
ともに抵抗R2を介して電源線VPに接続されている。
また、コンパレータCMP1の非反転入力端子と反転入
力端子は、それぞれ端子TvとTuに接続されている。
同様に、コンパレータCMP2の出力端子と非反転入力
端子との間には抵抗R3が接続され、当該出力端子は端
子T2(位相信号SBの出力端子)に接続されるととも
に抵抗R4を介して電源線VPに接続されている。ま
た、コンパレータCMP2の非反転入力端子と反転入力
端子は、それぞれ端子TvとTwに接続されている。な
お、コンパレータCMP1、CMP2の電源端子は、電
源線VPとグランド線GNDとに接続されている。A resistor R1 is connected between the output terminal of the comparator CMP1 and the non-inverting input terminal. The output terminal is connected to the terminal T1 (output terminal of the phase signal SA) and connected to the power supply line via the resistor R2. Connected to VP.
The non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the comparator CMP1 are connected to terminals Tv and Tu, respectively.
Similarly, a resistor R3 is connected between the output terminal of the comparator CMP2 and the non-inverting input terminal, and the output terminal is connected to a terminal T2 (output terminal of the phase signal SB) and a power supply line via the resistor R4. Connected to VP. The non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the comparator CMP2 are connected to terminals Tv and Tw, respectively. The power terminals of the comparators CMP1 and CMP2 are connected to the power line VP and the ground line GND.
【0052】次に、モータ28がフリーラン状態つまり
非駆動状態で回転している時に、インバータ装置51が
モータ28の駆動を開始する場合における動作につい
て、図3および図4も参照しながら説明する。Next, an operation when the inverter device 51 starts driving the motor 28 when the motor 28 is rotating in a free-run state, that is, in a non-driving state, will be described with reference to FIGS. .
【0053】まず、インバータ装置51がモータ28を
駆動している場合、位相検出終了判定部55および回転
速度検出終了判定部56は、駆動制御部58に対してチ
ャージポンプ動作を行うための駆動信号の出力を停止す
る。駆動制御部58は、駆動開始制御部57からの駆動
開始指令を受けると、速度指令信号(図示せず)に従っ
てV/F制御を行い、駆動回路29〜34に対してPW
M制御された駆動信号を出力する。そして、駆動回路2
9〜31は、それぞれコンデンサ39〜41に充電され
た電圧を電源電圧としてIGBT15〜17にゲート駆
動電圧を出力し、駆動回路32〜34は、下アーム駆動
電源35を動作電源としてIGBT18〜20にゲート
駆動電圧を出力する。その結果、モータ28は、インバ
ータ装置51が出力する交流電圧に同期して回転する。First, when the inverter device 51 is driving the motor 28, the phase detection end determination unit 55 and the rotation speed detection end determination unit 56 provide a drive signal for performing a charge pump operation to the drive control unit 58. Stop output of Upon receiving a drive start command from drive start control unit 57, drive control unit 58 performs V / F control according to a speed command signal (not shown), and performs PW control on drive circuits 29 to 34.
The M-controlled drive signal is output. And the driving circuit 2
9 to 31 output gate drive voltages to the IGBTs 15 to 17 using the voltages charged in the capacitors 39 to 41 as power supply voltages, and drive circuits 32 to 34 use the lower arm drive power supply 35 as an operation power supply to the IGBTs 18 to 20. Outputs the gate drive voltage. As a result, the motor 28 rotates in synchronization with the AC voltage output from the inverter device 51.
【0054】この駆動状態においては、PWM制御され
た駆動信号に従って下アーム側のIGBT18〜20が
オンすると、コンデンサ39〜41は、下アーム駆動電
源35の正側端子からそれぞれダイオード42〜44を
通して充電される。In this drive state, when the lower arm IGBTs 18 to 20 are turned on in accordance with the PWM-controlled drive signal, the capacitors 39 to 41 are charged from the positive terminal of the lower arm drive power supply 35 through the diodes 42 to 44, respectively. Is done.
【0055】さて、例えばモータ28の駆動中に交流電
源5が停電した場合、制御回路52および停電検出回路
59は、制御電源電圧が低下するまでの暫くの間動作し
続ける。そして、停電検出回路59は、制御回路52に
対し停電検出信号を出力する。制御回路52は、この停
電検出信号を入力すると駆動回路29〜34に対してオ
フ駆動信号を出力し、モータ28をフリーラン状態とす
る。このフリーラン状態の間、下アーム側のIGBT1
8〜20はオフし続けるので、上アーム駆動電源36〜
38はチャージポンプ動作が停止する。そのため、コン
デンサ39〜41の電圧が徐々に低下し、やがて駆動回
路29〜31の動作に不十分な電圧となる。If, for example, the AC power supply 5 loses power while the motor 28 is being driven, the control circuit 52 and the power failure detection circuit 59 continue to operate for a while until the control power supply voltage drops. Then, the power failure detection circuit 59 outputs a power failure detection signal to the control circuit 52. The control circuit 52 outputs the off drive signal to the drive circuits 29 to 34 when the power failure detection signal is input, and brings the motor 28 into a free-run state. During this free-run state, the lower arm side IGBT 1
Since 8 to 20 are kept off, the upper arm drive power supply 36 to
38 stops the charge pump operation. Therefore, the voltage of the capacitors 39 to 41 gradually decreases, and eventually becomes an insufficient voltage for the operation of the drive circuits 29 to 31.
【0056】その後、交流電源5が復電すると、インバ
ータ装置51は図4に示すフローチャートに従って、フ
リーラン状態で回転しているモータ28の駆動を再開す
る。すなわち、復電により停電検出回路59からの停電
検出信号が停止すると、制御回路52は下アーム駆動回
路32〜34に対して一斉にオン駆動信号を出力し、上
アーム駆動電源36〜38にチャージポンプ動作を行わ
せてコンデンサ39〜41を充電(メインチャージ)す
る(ステップS1)。この充電後、制御回路52は、下
アーム駆動回路32〜34に対して一斉にオフ駆動信号
を出力し、IGBT15〜20を全てオフにする。Thereafter, when the AC power supply 5 is restored, the inverter device 51 resumes the driving of the motor 28 rotating in the free-run state according to the flowchart shown in FIG. That is, when the power failure detection signal from the power failure detection circuit 59 is stopped due to the power recovery, the control circuit 52 simultaneously outputs an ON drive signal to the lower arm drive circuits 32 to 34 and charges the upper arm drive power supplies 36 to 38. A pump operation is performed to charge (main charge) the capacitors 39 to 41 (step S1). After this charging, the control circuit 52 simultaneously outputs an off drive signal to the lower arm drive circuits 32 to 34 to turn off all the IGBTs 15 to 20.
【0057】続いて、制御回路52(具体的には図1に
示す回転速度検出部54)は、回転速度を検出するため
に、誘起電圧検出回路45からの位相信号SA、SBの
レベルをサンプリングする(ステップS2)。Subsequently, the control circuit 52 (specifically, the rotation speed detection unit 54 shown in FIG. 1) samples the levels of the phase signals SA and SB from the induced voltage detection circuit 45 in order to detect the rotation speed. (Step S2).
【0058】図3は、誘起電圧および位相信号SA、S
Bの波形を示している。位相信号SA、SBはともに電
気角で180°毎にレベルが反転し、電気角で60°ま
たは120°の間隔で位相信号SA、SBの何れかにレ
ベル反転が生じる。従って、位相信号SAおよびSBの
何れか一方の信号(以下の説明では位相信号SAとす
る)について、エッジを検出しそのエッジ間隔を測定す
ることにより回転速度を得ることができる。FIG. 3 shows the induced voltage and phase signals SA, S
4 shows the waveform of B. The level of each of the phase signals SA and SB is inverted every 180 ° in electrical angle, and the level inversion occurs in any of the phase signals SA and SB at intervals of 60 ° or 120 ° in electrical angle. Therefore, the rotation speed can be obtained by detecting an edge of one of the phase signals SA and SB (hereinafter, referred to as a phase signal SA) and measuring the edge interval.
【0059】さて、制御回路52(具体的には図1に示
す回転速度検出終了判定部56)は、図4のステップS
3において、位相信号SAのレベル変化(つまりエッ
ジ)の有無を検出し、エッジを検出した場合にはエッジ
間隔の時間測定が終了したか、すなわち回転速度の検出
が終了したかを判断する。回転速度検出終了判定部56
は、検出が終了していない(「NO」)と判断するとス
テップS4に移行し、駆動制御部58に対してチャージ
ポンプ動作を行うための駆動信号を与える。駆動制御部
58は、メインチャージと同様に、下アーム駆動回路3
2〜34に対して一斉にオン駆動信号を出力し、コンデ
ンサ39〜41を所定時間だけ充電する。充電終了後、
制御回路52はステップS2に移行する。Now, the control circuit 52 (specifically, the rotation speed detection end determination unit 56 shown in FIG. 1) performs the processing in step S in FIG.
In step 3, the presence or absence of a level change (that is, an edge) of the phase signal SA is detected, and if an edge is detected, it is determined whether the time measurement of the edge interval has been completed, that is, whether the rotation speed has been detected. Rotation speed detection end determination unit 56
Determines that the detection has not been completed ("NO"), the process proceeds to step S4, and provides a drive signal for performing the charge pump operation to the drive control unit 58. The drive control unit 58 controls the lower arm drive circuit 3 similarly to the main charge.
An ON drive signal is output to all of the capacitors 2 to 34 at the same time, and the capacitors 39 to 41 are charged for a predetermined time. After charging,
The control circuit 52 proceeds to Step S2.
【0060】一方、制御回路52は、ステップS3で検
出が終了した(「YES」)と判断するとステップS5
に移行し、測定したエッジ間隔から回転速度を求める。
そして、制御回路52は、ステップS6において、求め
た回転速度を用いてV/F制御に基づく演算を行いイン
バータ装置51から出力すべき電圧を求める。On the other hand, if the control circuit 52 determines in step S3 that the detection has been completed ("YES"), it proceeds to step S5.
Then, the rotation speed is obtained from the measured edge interval.
Then, in step S6, the control circuit 52 performs an operation based on the V / F control using the obtained rotation speed to obtain a voltage to be output from the inverter device 51.
【0061】なお、回転速度の検出に要する時間つまり
ステップS2およびS3の実行時間は、コンデンサ39
〜41の電荷がIGBT15〜17を駆動するのに十分
な電圧以下に放電するまでの時間よりも短くなるように
設定されている。The time required to detect the rotation speed, that is, the execution time of steps S2 and S3,
41 are set so as to be shorter than the time required for discharging the electric charges of .about.41 to a voltage or less sufficient to drive the IGBTs 15 to 17.
【0062】続いて、制御回路52は位相(モータ28
の回転子の位置)の検出を実行する。制御回路52(具
体的には図1に示す位相検出部53)は、位相を検出す
るために、誘起電圧検出回路45からの位相信号SA、
SBのレベルをサンプリングする(ステップS7)。Subsequently, the control circuit 52 determines the phase (motor 28
Of the rotor). The control circuit 52 (specifically, the phase detection unit 53 shown in FIG. 1) detects a phase signal SA from the induced voltage detection circuit 45 to detect a phase.
The SB level is sampled (step S7).
【0063】制御回路52(具体的には図1に示す位相
検出終了判定部55)は、ステップS8において、位相
信号SAまたはSBのレベル変化(つまりエッジ)を検
出したかを判断する。図3に示すように、エッジは、回
転子が電気角で90°、150°、270°、330°
の位相となった時に発生する。The control circuit 52 (specifically, the phase detection end determination section 55 shown in FIG. 1) determines whether or not a level change (that is, an edge) of the phase signal SA or SB has been detected in step S8. As shown in FIG. 3, the edges are such that the rotor has an electrical angle of 90 °, 150 °, 270 °, 330 °.
Occurs when the phase of
【0064】位相検出終了判定部55は、位相検出が終
了していない(「NO」)と判断するとステップS9に
移行し、駆動制御部58に対してチャージポンプ動作を
行うための駆動信号を与える。駆動制御部58は、ステ
ップS4と同様にして、コンデンサ39〜41を所定時
間だけ充電する。充電終了後、制御回路52はステップ
S7に移行する。When the phase detection end determination section 55 determines that the phase detection has not been completed ("NO"), the process shifts to step S9, and supplies a drive signal for performing a charge pump operation to the drive control section 58. . The drive control unit 58 charges the capacitors 39 to 41 for a predetermined time in the same manner as in step S4. After the charging is completed, the control circuit 52 proceeds to Step S7.
【0065】一方、制御回路52(位相検出終了判定部
55)は、ステップS8で検出が終了した(「YE
S」)と判断するとステップS10に移行し、検出した
エッジに基づいて位相を求める。この位相は駆動制御部
58に出力される。そして、ステップS11において、
制御回路52(具体的には図1に示す駆動開始制御部5
7)は、駆動制御部58に対し駆動開始指令を出力す
る。駆動制御部58は、検出した回転速度、位相および
出力電圧に基づいて、モータ28に同期した駆動信号を
駆動回路29〜34に対して出力する。これにより、イ
ンバータ装置51は、停電によりフリーラン状態となっ
て回転しているモータ28を、その回転状態から再駆動
することができる。駆動開始後は、回転子の位相検出お
よび回転速度の検出は適宜実行すれば良い(本実施例で
は検出されない)。On the other hand, the control circuit 52 (the phase detection end determination section 55) has completed the detection in step S8 (“YE
S ”), the process proceeds to step S10, and the phase is obtained based on the detected edge. This phase is output to the drive control unit 58. Then, in step S11,
The control circuit 52 (specifically, the drive start control unit 5 shown in FIG. 1)
7) outputs a drive start command to the drive control unit 58. The drive control unit 58 outputs a drive signal synchronized with the motor 28 to the drive circuits 29 to 34 based on the detected rotation speed, phase, and output voltage. Accordingly, the inverter device 51 can re-drive the motor 28 that is rotating in the free-run state due to the power failure from the rotation state. After the start of driving, detection of the phase and rotation speed of the rotor may be appropriately executed (not detected in the present embodiment).
【0066】なお、位相の検出に要する時間つまりステ
ップS7およびS8の実行時間は、コンデンサ39〜4
1の電荷がIGBT15〜17を駆動するのに十分な電
圧以下に放電するまでの時間よりも短くなるように設定
されている。The time required for detecting the phase, that is, the execution time of steps S7 and S8 is determined by the capacitors 39-4.
It is set to be shorter than the time required for one charge to discharge below a voltage sufficient to drive the IGBTs 15-17.
【0067】以上述べたように本実施例のインバータ装
置51によれば、制御回路52は、駆動開始前に、誘起
電圧検出回路45から出力される位相信号SA、SBの
エッジを検出することにより、モータ28の回転速度と
回転子の位相とを検出する。そして、それらの検出結果
を用いてモータ28の駆動信号を生成するので、フリー
ラン状態で回転しているモータ28に対しても駆動開始
時から同期運転することが可能となる。As described above, according to the inverter device 51 of this embodiment, the control circuit 52 detects the edges of the phase signals SA and SB output from the induced voltage detection circuit 45 before the start of driving. , The rotational speed of the motor 28 and the phase of the rotor are detected. Then, since the drive signal of the motor 28 is generated using the detection results, the motor 28 rotating in the free-run state can be operated synchronously from the start of the drive.
【0068】従って、本実施例に示したように駆動中に
発生した停電状態から復電した場合、あるいは負荷(本
実施例ではファン)に風圧が加わりその風圧によりモー
タ28が回転している場合などであっても、モータ28
を一旦停止させることなくその回転状態から直ちに駆動
可能となる。Therefore, as shown in this embodiment, when the power is restored from the power failure state that occurred during driving, or when the load (the fan in this embodiment) is applied with wind pressure and the motor 28 is rotated by the wind pressure. Etc., the motor 28
Can be immediately driven from its rotating state without being temporarily stopped.
【0069】また、回転速度の検出が終了するまでの
間、回転速度の検出動作とチャージポンプ用のコンデン
サ39〜41の充電動作とが交互に且つ周期的に実行さ
れるので、回転速度の検出動作を妨げることなくコンデ
ンサ39〜41の充電を行うことができる。さらに、そ
の後、位相の検出が終了するまでの間、位相の検出動作
とチャージポンプ用のコンデンサ39〜41の充電動作
とが交互に且つ周期的に実行されるので、位相の検出動
作を妨げることなくコンデンサ39〜41の充電を行う
ことができる。Until the detection of the rotational speed is completed, the operation of detecting the rotational speed and the operation of charging the charge pump capacitors 39 to 41 are alternately and periodically performed. The capacitors 39 to 41 can be charged without hindering the operation. Further, after that, until the phase detection is completed, the phase detection operation and the charging operation of the charge pump capacitors 39 to 41 are performed alternately and periodically, so that the phase detection operation is prevented. And the capacitors 39 to 41 can be charged.
【0070】そして、位相の検出が終了すると直ちにモ
ータ28の駆動が開始されるので、コンデンサ39〜4
1の充電動作から駆動開始までの時間が短くなり、駆動
開始時においてコンデンサ39〜41が十分に充電され
た状態とすることができる。また、本実施例では、初め
に回転速度の検出を実行し、その後位相の検出を実行す
るようにした。フリーラン状態にあっては、回転速度の
変化は比較的緩やかである一方、位相はその時の回転速
度に応じて刻々と変化するので、位相の検出を駆動開始
直前に実行することにより、駆動開始時における位相誤
差を低減でき、モータ28との同期をとり易くなる。The drive of the motor 28 is started immediately after the phase detection is completed.
The time from the charging operation 1 to the start of driving is shortened, so that the capacitors 39 to 41 can be sufficiently charged at the start of driving. In this embodiment, the rotation speed is detected first, and then the phase is detected. In the free-run state, the rotation speed changes relatively slowly, while the phase changes every moment according to the rotation speed at that time. The phase error at the time can be reduced, and synchronization with the motor 28 can be easily achieved.
【0071】(第2実施例)次に、本発明の第2実施例
(請求項1に対応)について図5および図6を参照しな
がら説明する。図5はインバータ装置60の電気的構成
を示している。インバータ装置60は、図1に示したイ
ンバータ装置51に対し、制御回路61具体的には回転
速度検出終了判定部62と駆動開始制御部63との構成
が異なる。(Second Embodiment) Next, a second embodiment (corresponding to claim 1) of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows an electrical configuration of the inverter device 60. The inverter device 60 is different from the inverter device 51 shown in FIG. 1 in the configuration of a control circuit 61, specifically, a rotation speed detection end determination unit 62 and a drive start control unit 63.
【0072】回転速度検出終了判定部62は、回転速度
の検出が終了したと判定するまでの間、回転速度検出部
54から入力した位相信号SAまたはSBのエッジ間隔
を測定する。この回転速度検出終了判定部62は、回転
速度検出終了判定部56とは異なり、検出動作中にチャ
ージポンプ動作を実行しない。また、駆動開始制御部6
3は、位相検出終了判定部55からの判定結果を受けて
駆動制御部58に駆動開始指令を与えるようになってい
る。The rotation speed detection end determination unit 62 measures the edge interval of the phase signal SA or SB input from the rotation speed detection unit 54 until it determines that the detection of the rotation speed has ended. Unlike the rotation speed detection end determination unit 56, the rotation speed detection end determination unit 62 does not execute the charge pump operation during the detection operation. The drive start control unit 6
Numeral 3 receives a determination result from the phase detection end determination section 55 and gives a drive start command to the drive control section 58.
【0073】図6は、制御回路61が実行する回転速度
および位相の検出動作を示すフローチャートである。以
下、この図6に従って、インバータ装置60が停電など
によりフリーラン状態となったモータ28の駆動を開始
する場合における制御内容について説明する。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of detecting the rotation speed and phase performed by the control circuit 61. In the following, the contents of control performed when the inverter device 60 starts driving the motor 28 that has entered the free-run state due to a power failure or the like will be described with reference to FIG.
【0074】制御回路61(具体的には図5に示す回転
速度検出部54と回転速度検出終了判定部62)は、ス
テップS21において回転速度を検出する。この検出の
間、制御回路61は、チャージポンプ動作を行わない。
その後、制御回路61は、ステップS21で測定したエ
ッジ間隔から回転速度を求め(ステップS22)、出力
電圧を演算する(ステップS23)。その後、制御回路
61は、コンデンサ39〜41の充電(メインチャー
ジ)を行う(ステップS24)。The control circuit 61 (specifically, the rotation speed detection unit 54 and the rotation speed detection end determination unit 62 shown in FIG. 5) detects the rotation speed in step S21. During this detection, the control circuit 61 does not perform the charge pump operation.
Thereafter, the control circuit 61 calculates the rotation speed from the edge interval measured in step S21 (step S22), and calculates the output voltage (step S23). Thereafter, the control circuit 61 performs charging (main charging) of the capacitors 39 to 41 (step S24).
【0075】続いて、制御回路61はステップS25〜
S27において、位相検出が終了するまでの間、位相の
検出動作とコンデンサ39〜41の充電動作とを交互に
且つ周期的に実行する。そして、ステップS29におい
て、制御回路61(具体的には図5に示す駆動開始制御
部63)は、駆動制御部58に対し駆動開始指令を出力
する。Subsequently, the control circuit 61 executes steps S25 to S25.
In S27, the phase detection operation and the charging operation of the capacitors 39 to 41 are alternately and periodically executed until the phase detection ends. Then, in step S29, the control circuit 61 (specifically, the drive start control unit 63 shown in FIG. 5) outputs a drive start command to the drive control unit 58.
【0076】本実施例によっても、駆動開始前に回転速
度および位相を検出し、その検出結果を用いてモータ2
8の駆動信号を生成するので、駆動開始時からフリーラ
ン状態にあるモータ28を同期運転可能となる。この場
合、制御回路61は、比較的変化が緩やかな回転速度を
検出した後メインチャージを実行し、その後位相の検出
動作とコンデンサ39〜41の充電動作とを交互に且つ
周期的に実行する。従って、駆動開始時において、比較
的誤差の少ない回転速度と正確な位相とが得られるとと
もに、コンデンサ39〜41の充電電圧がIGBT15
〜17の駆動に十分な電圧となる。Also in this embodiment, the rotation speed and the phase are detected before the driving is started, and the motor 2
Since the drive signal of No. 8 is generated, the motor 28 in the free-run state from the start of driving can be operated synchronously. In this case, the control circuit 61 executes the main charge after detecting the rotation speed that changes relatively slowly, and then alternately and periodically executes the phase detection operation and the charging operation of the capacitors 39 to 41. Therefore, at the start of driving, a rotation speed and an accurate phase with relatively few errors can be obtained, and the charging voltage of the capacitors 39 to 41 is reduced.
To 17 are sufficient.
【0077】(第3実施例)次に、本発明の第3実施例
(請求項2に対応)について図7および図8を参照しな
がら説明する。図6はインバータ装置64の電気的構成
を示している。インバータ装置64は、図1に示したイ
ンバータ装置51に対し、制御回路65具体的には位相
検出終了判定部66と駆動開始制御部67との構成が異
なる。Third Embodiment Next, a third embodiment (corresponding to claim 2) of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows an electrical configuration of the inverter device 64. The inverter device 64 differs from the inverter device 51 shown in FIG. 1 in the configuration of the control circuit 65, specifically, the configuration of the phase detection end determination unit 66 and the drive start control unit 67.
【0078】位相検出終了判定部66は、位相の検出が
終了したと判定するまでの間、位相度検出部53から入
力した位相信号SAおよびSBのレベル変化(エッジ)
を検出する。この位相検出終了判定部66は、位相検出
終了判定部55とは異なり、検出動作中にチャージポン
プ動作を実行しない。また、駆動開始制御部67は、回
転速度検出終了判定部56からの検出判定結果を受けて
駆動制御部58に駆動開始指令を与えるようになってい
る。The phase detection end determination section 66 changes the levels (edges) of the phase signals SA and SB input from the phase degree detection section 53 until it determines that the phase detection has been completed.
Is detected. Unlike the phase detection end determination section 55, the phase detection end determination section 66 does not execute the charge pump operation during the detection operation. Further, the drive start control section 67 receives the detection determination result from the rotation speed detection end determination section 56 and gives a drive start command to the drive control section 58.
【0079】図8は、制御回路65が実行する回転速度
および位相の検出動作を示すフローチャートである。以
下、この図8に従って、インバータ装置64が停電など
によりフリーラン状態となったモータ28の駆動を開始
する場合における制御内容について説明する。FIG. 8 is a flowchart showing the operation of detecting the rotation speed and phase performed by the control circuit 65. Hereinafter, the contents of control in the case where the inverter device 64 starts driving the motor 28 in the free-run state due to a power failure or the like will be described with reference to FIG.
【0080】制御回路65(具体的には図7に示す位相
検出部53と位相検出終了判定部66)は、ステップS
31において回転子の位相を検出する。この検出の間、
制御回路65は、チャージポンプ動作を行わない。その
後、制御回路65は、ステップS31で検出したエッジ
に基づいて位相を求める(ステップS32)。その後、
制御回路65は、コンデンサ39〜41の充電(メイン
チャージ)を行う(ステップS33)。The control circuit 65 (specifically, the phase detection section 53 and the phase detection end determination section 66 shown in FIG. 7)
At 31 the phase of the rotor is detected. During this detection,
The control circuit 65 does not perform the charge pump operation. Thereafter, the control circuit 65 obtains a phase based on the edge detected in step S31 (step S32). afterwards,
The control circuit 65 charges the capacitors 39 to 41 (main charge) (step S33).
【0081】続いて、制御回路65はステップS34〜
S38において、回転速度の検出が終了するまでの間、
回転速度の検出動作とコンデンサ39〜41の充電動作
とを交互に且つ周期的に実行する。そして、ステップS
39において、制御回路65(具体的には図5に示す駆
動開始制御部67)は、駆動制御部58に対し駆動開始
指令を出力する。Subsequently, the control circuit 65 executes steps S34 to S34.
In S38, until the detection of the rotation speed ends,
The operation of detecting the rotation speed and the operation of charging the capacitors 39 to 41 are alternately and periodically executed. And step S
At 39, the control circuit 65 (specifically, the drive start control unit 67 shown in FIG. 5) outputs a drive start command to the drive control unit 58.
【0082】本実施例によっても、駆動開始前に位相お
よび回転速度を検出し、その検出結果を用いてモータ2
8の駆動信号を生成するので、駆動開始直後からフリー
ラン状態にあるモータ28を同期運転可能となる。この
場合、制御回路65は、位相を検出した後メインチャー
ジを実行し、その後回転速度の検出動作とコンデンサ3
9〜41の充電動作とを交互に且つ周期的に実行する。
従って、駆動開始時において、位相と正確な回転速度が
得られるとともに、コンデンサ39〜41の充電電圧が
IGBT15〜17の駆動に十分な電圧となる。Also in this embodiment, the phase and the rotation speed are detected before the start of driving, and the motor 2
Since the drive signal of No. 8 is generated, the motor 28 in the free-run state can be operated synchronously immediately after the start of driving. In this case, the control circuit 65 executes the main charge after detecting the phase, and thereafter performs the rotation speed detection operation and the capacitor 3.
9 to 41 are alternately and periodically executed.
Therefore, at the start of driving, a phase and an accurate rotation speed can be obtained, and the charging voltage of the capacitors 39 to 41 is a voltage sufficient for driving the IGBTs 15 to 17.
【0083】(第4実施例)次に、本発明の第4実施例
(請求項9に対応)についてインバータ装置の電気的構
成を示す図9を参照しながら説明する。この図9に示す
インバータ装置68は、図1に示したインバータ装置5
1に対し、制御回路69具体的には位相検出終了判定部
70と回転速度検出終了判定部71との構成が異なる。(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment (corresponding to claim 9) of the present invention will be described with reference to FIG. 9 showing an electrical configuration of an inverter device. The inverter device 68 shown in FIG. 9 is different from the inverter device 5 shown in FIG.
1, the configuration of the control circuit 69, specifically, the configuration of the phase detection end determination unit 70 and the rotation speed detection end determination unit 71 is different.
【0084】位相検出終了判定部70(位相検出終了判
定手段および充電制御手段に相当)は、位相検出部53
とともに、位相の検出動作とコンデンサ39〜41の充
電動作とを交互に且つ周期的に実行する(図4のステッ
プS7〜S9参照)。この場合、位相検出終了判定部7
0(具体的には図9に示すリミッタ70a)は、コンデ
ンサ39〜41の充電動作回数(図4におけるステップ
S9の実行回数)を計数しており、位相信号SAまたは
SBのレベル変化が検出されていない場合であっても、
その計数した充電動作回数が所定値に達した時には位相
の検出動作が終了したものと判定する(ステップS8に
相当)。The phase detection end determination section 70 (corresponding to the phase detection end determination section and the charge control section)
At the same time, the phase detecting operation and the charging operation of the capacitors 39 to 41 are alternately and periodically executed (see steps S7 to S9 in FIG. 4). In this case, the phase detection end determination unit 7
0 (specifically, the limiter 70a shown in FIG. 9) counts the number of charging operations of the capacitors 39 to 41 (the number of executions of step S9 in FIG. 4), and detects a level change of the phase signal SA or SB. Even if not
When the counted number of charging operations reaches a predetermined value, it is determined that the phase detecting operation has been completed (corresponding to step S8).
【0085】回転速度検出終了判定部71(回転速度検
出終了判定手段および充電制御手段に相当)は、回転速
度検出部54とともに、回転速度の検出動作とコンデン
サ39〜41の充電動作とを交互に且つ周期的に実行す
る(図4のステップS2〜S4参照)。この場合、回転
速度検出終了判定部71(具体的には図9に示すリミッ
タ71a)は、コンデンサ39〜41の充電動作回数
(図4におけるステップS4の実行回数)を計数してお
り、回転速度の検出に必要な位相信号SA(またはS
B)のエッジ間隔が測定されていない場合であっても、
その計数した充電動作回数が所定値に達した時には回転
速度の検出動作が終了したものと判定する(ステップS
3に相当)。The rotation speed detection end determination unit 71 (corresponding to the rotation speed detection end determination unit and the charging control unit), together with the rotation speed detection unit 54, alternately performs the rotation speed detection operation and the charging operation of the capacitors 39 to 41. It is executed periodically (see steps S2 to S4 in FIG. 4). In this case, the rotation speed detection end determination unit 71 (specifically, the limiter 71a shown in FIG. 9) counts the number of charging operations of the capacitors 39 to 41 (the number of executions of step S4 in FIG. 4). Phase signal SA (or S
Even if the edge interval of B) is not measured,
When the counted number of charging operations reaches a predetermined value, it is determined that the rotation speed detection operation has been completed (step S
3).
【0086】充電動作が所定回数だけ繰り返される間に
位相信号SAまたはSBのレベル変化が検出されない状
態は、モータ28が停止している状態または極めて低回
転速度で回転している状態である。本実施例のインバー
タ装置68によれば、位相信号SAまたはSBのレベル
変化を待ち続けることがなくなるので、特に停止状態や
低回転速度状態において、運転開始指令STの入力時あ
るいは停電からの復電時にモータ28が実際に駆動開始
されるまでの時間を短縮することができる。この場合で
あっても、コンデンサ39〜41の充電動作は所定回数
だけ行われるので、駆動開始時においてその充電電圧が
IGBT15〜17の駆動に十分な電圧となる。The state where the level change of the phase signal SA or SB is not detected while the charging operation is repeated a predetermined number of times is a state where the motor 28 is stopped or is rotating at an extremely low rotation speed. According to the inverter device 68 of the present embodiment, it is not necessary to keep waiting for the level change of the phase signal SA or SB. Therefore, particularly in the stop state or the low rotation speed state, when the operation start command ST is input or the power is restored from the power failure. Sometimes, the time until the motor 28 is actually started to drive can be reduced. Even in this case, since the charging operation of the capacitors 39 to 41 is performed a predetermined number of times, the charging voltage at the start of driving becomes a voltage sufficient for driving the IGBTs 15 to 17.
【0087】さらに、制御回路69は、位相信号SAま
たはSBのレベル変化を検出できない場合には、モータ
28が停止状態または低回転速度状態にあると判断し
て、出力電圧の周波数を低い周波数から徐々に高めるよ
うに制御する。従って、位相や回転速度の検出ができな
くても、モータ28を同期状態に引き入れることができ
る。If the control circuit 69 cannot detect a change in the level of the phase signal SA or SB, the control circuit 69 determines that the motor 28 is in the stop state or the low rotation speed state, and changes the frequency of the output voltage from the low frequency. Control to increase gradually. Therefore, even if the phase and the rotation speed cannot be detected, the motor 28 can be brought into the synchronous state.
【0088】(第5実施例)次に、本発明の第5実施例
(請求項10、11に対応)について図10および図1
1を参照しながら説明する。図10はインバータ装置7
2の電気的構成を示しており、インバータ装置51(図
1参照)に対し、制御回路73具体的には位相検出終了
判定部74と回転速度検出終了判定部75との構成が異
なる。また、図示しないが、コンデンサ39には、その
充電電圧を検出するための充電電圧検出器が設けられて
おり、検出された充電電圧は制御回路73に与えられる
ようになっている。(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment (corresponding to claims 10 and 11) of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 will be described. FIG. 10 shows an inverter device 7.
2 shows the electrical configuration of the inverter device 51 (see FIG. 1), and differs from the inverter device 51 (see FIG. 1) in the configuration of the control circuit 73, specifically, the configuration of the phase detection end determination unit 74 and the rotation speed detection end determination unit 75. Although not shown, the capacitor 39 is provided with a charging voltage detector for detecting its charging voltage, and the detected charging voltage is supplied to the control circuit 73.
【0089】位相検出終了判定部74(位相検出終了判
定手段および充電制御手段に相当)の充電動作時間制御
部74aは、コンデンサ39〜41の充電動作時間(図
4のステップS9の実行時間)を、充電動作と充電動作
との時間間隔つまりステップS9の実行が終了してから
次にステップS9の実行が開始されるまでの時間と前記
充電電圧とに応じて決定するようになっている。The charging operation time control section 74a of the phase detection end determination section 74 (corresponding to the phase detection end determination section and the charging control section) determines the charging operation time of the capacitors 39 to 41 (the execution time of step S9 in FIG. 4). The time interval between the charging operations, that is, the time from the end of the execution of step S9 to the start of the next step S9 is determined according to the charging voltage.
【0090】また、回転速度検出終了判定部75(回転
速度検出終了判定手段および充電制御手段に相当)の充
電動作時間制御部75aも、充電動作時間制御部74a
と同様にして充電時間を決定するようになっている。The charging operation time control unit 75a of the rotation speed detection completion determination unit 75 (corresponding to the rotation speed detection completion determination unit and the charging control unit) also includes a charging operation time control unit 74a.
The charging time is determined in the same manner as described above.
【0091】図11は、充電動作時間制御部74a、7
5aによる充電動作時間の制御特性を示している。図1
1(a)は、充電動作の時間間隔(横軸)と充電動作時
間(縦軸)との関係を示し、図11(b)は、充電電圧
(横軸)と充電動作時間(縦軸)との関係を示してい
る。FIG. 11 shows the charging operation time control units 74a, 74a.
5 shows a control characteristic of the charging operation time according to 5a. FIG.
1 (a) shows the relationship between the charging operation time interval (horizontal axis) and the charging operation time (vertical axis), and FIG. 11 (b) shows the charging voltage (horizontal axis) and the charging operation time (vertical axis). The relationship is shown.
【0092】すなわち、充電動作の時間間隔が長いほど
コンデンサ39〜41の電圧低下が大きくなるので、充
電動作時間制御部74a、75aは、その時間間隔に比
例して充電動作が長くなるように制御する。また、充電
動作時間制御部74a、75aは、充電電圧の検出値が
低いほど充電動作が長くなるように制御する。これによ
り、駆動開始時においてコンデンサ39〜41の充電電
圧を駆動に十分な電圧とすることができる。That is, since the voltage drop of the capacitors 39 to 41 increases as the charging operation time interval increases, the charging operation time control units 74a and 75a control the charging operation to increase in proportion to the time interval. I do. The charging operation time control units 74a and 75a perform control such that the lower the detected value of the charging voltage, the longer the charging operation. This makes it possible to set the charging voltage of the capacitors 39 to 41 to a voltage sufficient for driving at the start of driving.
【0093】なお、充電動作の時間間隔と充電電圧とに
基づいて充電動作時間を制御するように制御回路73を
構成したが、何れか一方にのみに基づいて充電動作時間
を制御するように構成しても良い。また、位相検出終了
判定部74および回転速度検出終了判定部75は、前述
したリミッタを備えていても良い。Although the control circuit 73 is configured to control the charging operation time based on the charging time interval and the charging voltage, the control circuit 73 is configured to control the charging operation time based on only one of them. You may. Further, the phase detection end determination unit 74 and the rotation speed detection end determination unit 75 may include the above-described limiter.
【0094】(第6実施例)次に、本発明の第6実施例
(請求項12ないし15に対応)について図12および
図13を参照しながら説明する。図12はインバータ装
置76の電気的構成を示しており、インバータ装置51
(図1参照)に対し、制御回路77具体的には位相検出
終了判定部78と回転速度検出終了判定部79との構成
が異なる。(Sixth Embodiment) Next, a sixth embodiment (corresponding to claims 12 to 15) of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows the electrical configuration of the inverter device 76, and the inverter device 51
The configuration of the control circuit 77, specifically, the configuration of the phase detection end determination section 78 and the rotation speed detection end determination section 79 are different from those of FIG.
【0095】位相検出終了判定部78(位相検出終了判
定手段および充電制御手段に相当)のPWM制御部78
aは、駆動制御部58に出力する駆動信号に対しPWM
制御を行う回路である。同様に、回転速度検出終了判定
部79(回転速度検出終了判定手段および充電制御手段
に相当)のPWM制御部79aは、駆動制御部58に出
力する駆動信号に対しPWM制御を行う回路である。The PWM control unit 78 of the phase detection end determination unit 78 (corresponding to the phase detection end determination unit and the charge control unit)
a is a PWM signal corresponding to the drive signal output to the drive control unit 58.
It is a circuit that performs control. Similarly, the PWM control unit 79a of the rotation speed detection end determination unit 79 (corresponding to the rotation speed detection end determination unit and the charge control unit) is a circuit that performs PWM control on the drive signal output to the drive control unit 58.
【0096】これらPWM制御部78a、79aは、モ
ータ28の回転速度に応じてPWM駆動信号のPWM周
波数、デューティ比および時間幅(第5実施例における
充電動作時間に相当する時間)を制御するようになって
いる。図13は、この制御特性を示したもので、PWM
制御部78a、79aは、モータ28の回転速度が高い
ほどPWM周波数を高く設定し、デューティ比を小さく
設定し、時間幅を長く設定する。The PWM control units 78a and 79a control the PWM frequency, duty ratio and time width (time corresponding to the charging operation time in the fifth embodiment) of the PWM drive signal according to the rotation speed of the motor 28. It has become. FIG. 13 shows this control characteristic.
The control units 78a and 79a set the PWM frequency higher, set the duty ratio smaller, and set the time width longer as the rotation speed of the motor 28 increases.
【0097】チャージポンプ動作の終了時つまり下アー
ムのIGBT18〜20がオンからオフに切り換えられ
た時、モータ28の誘起電圧によりIGBT18〜20
に流れていた電流が、オフ時に上アームのダイオード2
1〜23に還流し平滑コンデンサ13に流れ込む。これ
により、高電位電源線3と低電位電源線4との間の直流
電圧が昇圧される。この昇圧作用は、モータ28の回転
速度が高く誘起電圧が高いほど大きくなる。また、モー
タ28の回転速度が高いほど、チャージポンプ動作時に
IGBT18〜20に流れる電流が大きくなる。At the end of the charge pump operation, that is, when the IGBTs 18 to 20 of the lower arm are switched from on to off, the IGBTs 18 to 20 are induced by the induced voltage of the motor 28.
The current flowing through the upper arm diode 2
It returns to 1 to 23 and flows into the smoothing capacitor 13. As a result, the DC voltage between the high-potential power line 3 and the low-potential power line 4 is boosted. This boosting action increases as the rotation speed of the motor 28 increases and the induced voltage increases. Further, as the rotation speed of the motor 28 increases, the current flowing through the IGBTs 18 to 20 during the charge pump operation increases.
【0098】本実施例によれば、駆動信号をPWM波形
とし、しかもモータ28の回転速度が高いほど、PWM
駆動信号のオンパルス幅が狭くなるので、前記昇圧作用
を抑制できるとともにIGBT18〜20に流れる電流
を制限できる。また、PWM駆動信号のオンパルス幅が
狭くなるほど、PWM駆動信号長が長くなるので、コン
デンサ39〜41の充電電圧が低下することもない。According to this embodiment, the drive signal has a PWM waveform, and the higher the rotation speed of the motor 28, the more the PWM signal becomes.
Since the on-pulse width of the drive signal is reduced, the boosting action can be suppressed and the current flowing through the IGBTs 18 to 20 can be limited. Further, as the on-pulse width of the PWM drive signal becomes narrower, the PWM drive signal length becomes longer, so that the charging voltage of the capacitors 39 to 41 does not decrease.
【0099】(第7実施例)次に、本発明の第7実施例
(請求項16に相当)について図14を参照しながら説
明する。本実施例におけるインバータ装置は、図1に示
したインバータ装置51とほぼ同じ構成を有する。図1
4は、制御回路が実行するモータ28の駆動開始処理を
示すフローチャートで、図4に示したフローチャートに
対してステップS41とS91とが追加されている点が
異なる。(Seventh Embodiment) Next, a seventh embodiment (corresponding to claim 16) of the present invention will be described with reference to FIG. The inverter device according to the present embodiment has substantially the same configuration as the inverter device 51 shown in FIG. FIG.
4 is a flowchart showing the drive start processing of the motor 28 executed by the control circuit, which is different from the flowchart shown in FIG. 4 in that steps S41 and S91 are added.
【0100】制御回路は、ステップS4において、下ア
ームのIGBT18〜20をオンからオフすることによ
り、コンデンサ39〜41の充電動作を終了する。その
後、制御回路は、直ちにステップS2の回転速度検出に
移行せず、ステップS41において所定時間の間待機す
る(遅延動作)。ステップS9およびS91についても
同様である。In step S4, the control circuit ends the charging operation of the capacitors 39 to 41 by turning off the IGBTs 18 to 20 of the lower arm from ON to OFF. Thereafter, the control circuit does not immediately proceed to the rotation speed detection in step S2, but waits for a predetermined time in step S41 (delay operation). The same applies to steps S9 and S91.
【0101】IGBT18〜20がオンからオフになっ
てチャージポンプ動作が終了しても、前述した昇圧作用
が発生する。この昇圧作用が消滅するまでの間は、電流
がダイオード21〜26に還流し、端子電圧VU、V
V、VWがそれぞれ高電位電源線3または低電位電源線
4と同電位となる。この状態では、誘起電圧検出回路4
5から正しい位相信号SA、SBが出力されない。Even if the IGBTs 18 to 20 are turned off from on and the charge pump operation is completed, the above-described boosting action occurs. Until this boosting action is extinguished, current flows back to the diodes 21 to 26, and the terminal voltages VU and VU
V and VW have the same potential as the high potential power supply line 3 or the low potential power supply line 4, respectively. In this state, the induced voltage detection circuit 4
5 does not output the correct phase signals SA and SB.
【0102】本実施例によれば、制御手段は、チャージ
ポンプ動作の終了後、所定時間すなわち昇圧作用などの
過渡現象が消滅するまで待った後に検出動作に移行する
ので、モータ28の誘起電圧に基づく正確な位相信号S
A、SBを得ることができる。これにより、正確な回転
速度と位相とが得られ、駆動の開始に失敗したり駆動開
始後脱調することがなくなる。According to the present embodiment, the control means shifts to the detection operation after a predetermined time, that is, until the transient phenomenon such as the boosting action disappears after the end of the charge pump operation. Accurate phase signal S
A and SB can be obtained. As a result, an accurate rotation speed and phase can be obtained, and there is no failure in starting the drive and no step-out after the start of the drive.
【0103】(第8実施例)次に、本発明の第8実施例
(請求項8に対応)について、インバータ装置の電気的
構成を示す図15を参照しながら説明する。本実施例に
おけるインバータ装置80は、その制御回路81に位相
補正部82(位相補正手段に相当)と回転速度補正部8
3(回転速度補正手段に相当)とを備えている点に特徴
を有する。(Eighth Embodiment) Next, an eighth embodiment (corresponding to claim 8) of the present invention will be described with reference to FIG. 15, which shows an electrical configuration of an inverter device. In the inverter device 80 in the present embodiment, the control circuit 81 includes a phase correction unit 82 (corresponding to a phase correction unit) and a rotation speed correction unit 8.
3 (corresponding to rotation speed correction means).
【0104】制御回路81は、図4に示したフローチャ
ートに従って駆動開始処理を実行する。この場合、回転
速度を求めるステップS5の実行時からモータ28の固
定子巻線28u、28v、28wに通電が開始されるま
でに若干の時間遅れが存在する。また、位相を求めるス
テップS10の実行時から通電開始までにも、さらに小
さいながら時間遅れが存在する(例えば数msec)。
従って、回転速度が速い場合には、この時間遅れによっ
て駆動開始時の回転速度や位相に誤差が生じる場合があ
る。The control circuit 81 executes the drive start processing according to the flowchart shown in FIG. In this case, there is a slight time delay from the execution of step S5 for obtaining the rotation speed to the start of energization to the stator windings 28u, 28v, 28w of the motor 28. Further, there is a smaller time delay (for example, several milliseconds) from the time of execution of step S10 for obtaining the phase to the start of energization.
Therefore, when the rotation speed is high, an error may occur in the rotation speed and phase at the start of driving due to the time delay.
【0105】そこで、位相補正部82は、ステップS1
0で位相を求める場合に、回転速度と予め想定される遅
れ時間とを掛け合わせることにより位相補正値を求め、
その位相補正値を検出位相に加算する。これにより、位
相補正部82は、駆動開始時の位相をより正確に求める
ことができる。また、位相補正部82は、予めテーブル
化された位相補正値を備え、そのテーブルから位相補正
値を読み出すようにしても良い。Therefore, the phase correction section 82 determines in step S1
When obtaining a phase at 0, a phase correction value is obtained by multiplying a rotational speed by a delay time assumed in advance,
The phase correction value is added to the detected phase. Accordingly, the phase correction unit 82 can more accurately determine the phase at the start of driving. Further, the phase correction unit 82 may include a phase correction value tabulated in advance and read the phase correction value from the table.
【0106】一方、回転速度補正部83は、ステップS
2〜S4による回転速度の検出を2度実行し、1度目に
検出した回転速度と2度目に検出した回転速度とから回
転速度の変化率を求める。そして、回転速度補正部83
は、ステップS5において、前記変化率と予め想定され
る遅れ時間とに基づいて回転速度補正値を求め、その回
転速度補正値を検出回転速度に加算する。これにより、
回転速度補正部83は、駆動開始時の回転速度をより正
確に求めることができる。また、回転速度補正部83
は、予めテーブル化された回転速度補正値を備え、その
テーブルから回転速度補正値を読み出すようにしても良
い。On the other hand, the rotation speed correction unit 83 determines in step S
The rotation speed is detected twice in steps S2 to S4, and a change rate of the rotation speed is obtained from the rotation speed detected first and the rotation speed detected second. Then, the rotation speed correction unit 83
In step S5, a rotation speed correction value is obtained based on the change rate and a delay time that is assumed in advance, and the rotation speed correction value is added to the detected rotation speed. This allows
The rotation speed correction unit 83 can more accurately determine the rotation speed at the start of driving. Also, the rotation speed correction unit 83
May be provided with a rotation speed correction value tabulated in advance, and the rotation speed correction value may be read from the table.
【0107】(その他の実施例)なお、本発明は上記し
且つ図面に示す各実施例に限定されるものではなく、以
下のような拡張または変更が可能である。駆動開始時に
おける位相および回転速度に誤差が許容される場合にあ
っては、位相検出終了判定部と回転速度検出終了判定部
は、誘起電圧検出回路45から出力された位相信号S
A、SBのレベル変化(エッジ)を検出することに替え
て、レベル自体を検出して位相と回転速度とを得るよう
にしても良い。(Other Embodiments) The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following expansions or modifications are possible. When an error is allowed in the phase and the rotation speed at the start of driving, the phase detection end determination unit and the rotation speed detection end determination unit output the phase signal S output from the induced voltage detection circuit 45.
Instead of detecting the level change (edge) of A and SB, the level itself may be detected to obtain the phase and the rotation speed.
【0108】また、誘起電圧検出回路45は、端子電圧
VuとVvとを比較して位相信号SAを得、端子電圧V
vとVwとを比較して位相信号SBを得るが、さらに端
子電圧VuとVwとを比較して位相信号SCを得るよう
にしても良い。これにより、60°毎にエッジが生ずる
ので、駆動開始までの時間を短縮できる。The induced voltage detection circuit 45 compares the terminal voltages Vu and Vv to obtain the phase signal SA,
Although the phase signal SB is obtained by comparing v with Vw, the phase signal SC may be obtained by further comparing the terminal voltages Vu and Vw. As a result, an edge occurs every 60 °, so that the time until the start of driving can be reduced.
【0109】第1実施例および第4ないし第8実施例に
おいて、位相検出を行った後に回転速度の検出を行って
も良い。また、位相検出と回転速度検出とを並列して実
行しても良い。In the first embodiment and the fourth to eighth embodiments, the rotation speed may be detected after the phase is detected. Further, the phase detection and the rotation speed detection may be performed in parallel.
【0110】第2実施例において位相検出終了判定部5
5にリミッタを設けても良い。また、第3実施例におい
て、回転速度検出終了判定部56にリミッタを設けても
良い。さらに、第2実施例において制御回路61に制御
回路位相補正部を設け、第3実施例において制御回路6
5に回転速度補正部を設けても良い。In the second embodiment, the phase detection end determining section 5
5 may be provided with a limiter. In the third embodiment, a limiter may be provided in the rotation speed detection end determination unit 56. Further, the control circuit 61 is provided with a control circuit phase correction unit in the second embodiment, and the control circuit 6 in the third embodiment.
5 may be provided with a rotation speed correction unit.
【0111】上記各実施例ではモータ28として永久磁
石電動機を駆動したが、他の電動機であっても適用でき
る。例えば、誘導電動機は、固定子巻線に僅かながら残
留磁界による誘起電圧が発生するので、それを基に回転
速度や位相の検出を行うことができる。In each of the above embodiments, a permanent magnet motor was driven as the motor 28, but other motors can be applied. For example, in an induction motor, an induced voltage due to a small residual magnetic field is generated in the stator winding, and the rotation speed and the phase can be detected based on the induced voltage.
【0112】スイッチング素子はIGBTに限られず、
例えばFETやバイポーラトランジスタであっても良
い。また、インバータ回路は単相ブリッジ構成または多
相ブリッジ構成であっても良い。The switching elements are not limited to IGBTs.
For example, an FET or a bipolar transistor may be used. Further, the inverter circuit may have a single-phase bridge configuration or a multi-phase bridge configuration.
【0113】下アーム駆動回路32〜34は共通に1つ
の下アーム駆動電源35を備えたが、個々に別々の下ア
ーム駆動電源を備えても良い。また、コンデンサ39〜
41を充電する場合、下アームのIGBT18〜20を
一斉にオンオフさせたが、各相独立したタイミングでオ
ンオフさせても良い。Although the lower arm drive circuits 32 to 34 have one lower arm drive power supply 35 in common, separate lower arm drive power supplies may be provided individually. In addition, capacitors 39 to
When charging 41, the IGBTs 18 to 20 of the lower arm are turned on and off all at once, but they may be turned on and off at timing independent for each phase.
【0114】[0114]
【発明の効果】本発明のインバータ装置は以上説明した
通り、チャージポンプ動作により下アーム駆動電源から
チャージポンプコンデンサへの充電が行われる上アーム
駆動電源を備え、少なくとも電動機の駆動前において周
期的に回転子の位相の検出動作を行い、位相の検出が終
了したことに応じて電動機の駆動を開始するとともに、
位相の検出が終了したと判定するまでの間、チャージポ
ンプコンデンサの充電動作を周期的に且つ位相の検出動
作の非動作中に行うように構成したので、駆動開始前に
電動機が回転状態にあっても前記検出した位相を用いて
電動機との同期をとることができる。As described above, the inverter device of the present invention is provided with the upper arm drive power source for charging the charge pump capacitor from the lower arm drive power source by the charge pump operation, and periodically at least before driving the motor. The operation of detecting the phase of the rotor is performed, and the drive of the electric motor is started in response to the completion of the detection of the phase.
The configuration is such that the charging operation of the charge pump capacitor is performed periodically and during the non-operation of the phase detection operation until it is determined that the phase detection has been completed. Even with this, synchronization with the electric motor can be achieved using the detected phase.
【0115】また、位相の検出動作とチャージポンプコ
ンデンサの充電動作とは周期的に実行され且つ同時動作
とならないので、正確な位相検出を行うことができる。
しかも、位相の検出動作とチャージポンプコンデンサの
充電動作とが実行されてから電動機の駆動が開始までの
時間が短くなるので、駆動開始時において位相誤差が小
さいとともにチャージポンプコンデンサの充電電圧が高
くなり、より確実に電動機の駆動を開始できる。The phase detection operation and the charging operation of the charge pump capacitor are periodically performed and not performed simultaneously, so that accurate phase detection can be performed.
In addition, the time from when the phase detection operation and the charge pump capacitor charging operation are performed to the start of driving of the motor is shortened, so that the phase error is small at the start of driving and the charge voltage of the charge pump capacitor is increased. Thus, the driving of the electric motor can be started more reliably.
【0116】上記位相の検出に替えて回転速度を検出す
る場合であっても、駆動開始時において回転速度誤差が
小さくなり、チャージポンプコンデンサが十分に充電さ
れた状態にあるので、電動機との同期をとった状態で確
実に駆動を開始できる。Even when the rotation speed is detected in place of the phase detection, the rotation speed error becomes small at the start of driving, and the charge pump capacitor is fully charged. In this state, the driving can be started reliably.
【0117】また、位相の検出動作と回転速度の検出動
作とを周期的に行い、チャージポンプコンデンサの充電
動作を周期的に且つ位相および回転速度の検出動作の非
実行中に行うように構成することにより、駆動開始時の
位相誤差と回転速度誤差とが小さくなって電動機との同
期を一層とり易くなる。The phase detection operation and the rotation speed detection operation are periodically performed, and the charging operation of the charge pump capacitor is performed periodically and while the phase and rotation speed detection operations are not performed. As a result, the phase error and the rotational speed error at the start of driving are reduced, and synchronization with the electric motor is further facilitated.
【図1】本発明の第1実施例を示すインバータ装置の電
気的構成図FIG. 1 is an electrical configuration diagram of an inverter device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】誘起電圧検出回路の電気的構成図FIG. 2 is an electrical configuration diagram of an induced voltage detection circuit.
【図3】誘起電圧および位相信号SA、SBの波形図FIG. 3 is a waveform diagram of an induced voltage and phase signals SA and SB.
【図4】回転速度および位相の検出動作を示すフローチ
ャートFIG. 4 is a flowchart showing a rotation speed and phase detection operation;
【図5】本発明の第2実施例を示す図1相当図FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
【図6】図4相当図FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 4;
【図7】本発明の第3実施例を示す図1相当図FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
【図8】位相および回転速度の検出動作を示すフローチ
ャートFIG. 8 is a flowchart showing a phase and rotation speed detection operation;
【図9】本発明の第4実施例を示す図1相当図FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 1, showing a fourth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第5実施例を示す図1相当図FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 1, showing a fifth embodiment of the present invention.
【図11】(a)は充電動作の時間間隔と充電動作時間
との関係を示す図、(b)は充電電圧と充電動作時間と
の関係を示す図11A is a diagram illustrating a relationship between a charging operation time interval and a charging operation time, and FIG. 11B is a diagram illustrating a relationship between a charging voltage and a charging operation time.
【図12】本発明の第6実施例を示す図1相当図FIG. 12 is a view corresponding to FIG. 1, showing a sixth embodiment of the present invention.
【図13】電動機の回転速度とPWM駆動信号のPWM
周波数、デューティ比、時間幅との関係を示す図FIG. 13 shows the rotation speed of the electric motor and the PWM of the PWM drive signal.
Diagram showing the relationship between frequency, duty ratio, and time width
【図14】本発明の第7実施例を示す図4相当図FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 4, showing a seventh embodiment of the present invention;
【図15】本発明の第8実施例を示す図1相当図FIG. 15 is a view corresponding to FIG. 1, showing an eighth embodiment of the present invention.
【図16】従来技術を示す図1相当図FIG. 16 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional technique.
3は高電位電源線(直流電源線)、4は低電位電源線
(直流電源線)、14はインバータ回路、15〜17は
IGBT(上アームスイッチング素子)、18〜20は
IGBT(下アームスイッチング素子)、29〜31は
上アーム駆動回路、32〜34は下アーム駆動回路、3
5は下アーム駆動電源、36〜38は上アーム駆動電
源、39〜41はコンデンサ(チャージポンプコンデン
サ)、51、60、64、68、72、76、80はイ
ンバータ装置、52、61、65、69、73、77、
81は制御回路(制御手段)、53は位相検出部(位相
検出手段)、54は回転速度検出部(回転速度検出手
段)、55、70、74、78は位相検出終了判定部
(位相検出終了判定手段、充電制御手段)、56、7
1、75、79は回転速度検出終了判定部(回転速度検
出終了判定手段、充電制御手段)、57、63、67は
駆動開始制御部(駆動開始制御手段)である。3 is a high-potential power supply line (DC power supply line), 4 is a low-potential power supply line (DC power supply line), 14 is an inverter circuit, 15 to 17 are IGBTs (upper arm switching elements), and 18 to 20 are IGBTs (lower arm switching lines). Elements), 29 to 31 are upper arm drive circuits, 32 to 34 are lower arm drive circuits, 3
5 is a lower arm drive power supply, 36 to 38 are upper arm drive power supplies, 39 to 41 are capacitors (charge pump capacitors), 51, 60, 64, 68, 72, 76, and 80 are inverter devices, 52, 61, 65, 69, 73, 77,
81 is a control circuit (control means), 53 is a phase detection unit (phase detection means), 54 is a rotation speed detection unit (rotation speed detection means), 55, 70, 74, and 78 are phase detection end determination units (phase detection end Determination means, charge control means), 56, 7
Reference numerals 1, 75, and 79 denote rotation speed detection end determination units (rotation speed detection end determination means, charging control means), and reference numerals 57, 63, and 67 denote drive start control units (drive start control means).
フロントページの続き (72)発明者 柴田 久典 三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地 株 式会社東芝三重工場内 (72)発明者 石井 孝幸 三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地 株 式会社東芝三重工場内 Fターム(参考) 5H007 BB06 CA01 CB05 CC07 DB03 DB09 DB12 DC04 DC05 EA02 FA02 Continuing on the front page (72) Inventor Hisanori Shibata 2121, Nao, Nao, Asahi-machi, Mie-gun, Mie Prefecture Inside the Toshiba Mie Plant (72) Inventor Takayuki Ishii 2121, Nagoya, Asahi-machi, Mie-gun, Mie Prefecture, Japan F-term in Toshiba Mie Plant (reference) 5H007 BB06 CA01 CB05 CC07 DB03 DB09 DB12 DC04 DC05 EA02 FA02
Claims (16)
ムスイッチング素子と下アームスイッチング素子とから
なる電動機駆動用のインバータ回路と、 前記上アームスイッチング素子を駆動する上アーム駆動
回路と、 前記下アームスイッチング素子を駆動する下アーム駆動
回路と、 この下アーム駆動回路に駆動用直流電圧を供給する下ア
ーム駆動電源と、 前記上アーム駆動回路に駆動用直流電圧を供給するため
のチャージポンプコンデンサを有し、前記下アームスイ
ッチング素子がオン状態の時に前記下アーム駆動電源か
ら前記チャージポンプコンデンサへの充電が行われる上
アーム駆動電源と、 前記上アーム駆動回路および前記下アーム駆動回路に対
し駆動信号を出力する制御手段とから構成され、 この制御手段は、 少なくとも前記電動機の駆動前において前記電動機の回
転子の位相を検出する位相検出手段と、 この位相検出手段による位相の検出が終了したと判定す
るまでの間、前記位相検出手段に周期的に検出動作を行
わせる位相検出終了判定手段と、 この位相検出終了判定手段が位相の検出が終了したと判
定したことに応じて前記電動機の駆動を開始する駆動開
始制御手段と、 前記位相検出終了判定手段により位相の検出が終了した
と判定されるまでの間、前記チャージポンプコンデンサ
の充電動作が周期的に且つ前記位相検出手段による位相
の検出動作の非実行中に行われるように前記駆動信号を
生成する充電制御手段とを備えて構成されていることを
特徴とするインバータ装置。An inverter circuit for driving a motor, comprising an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series between DC power supply lines; an upper arm drive circuit for driving the upper arm switching element; A lower arm drive circuit for driving the lower arm switching element; a lower arm drive power supply for supplying a drive DC voltage to the lower arm drive circuit; and a charge pump capacitor for supplying a drive DC voltage to the upper arm drive circuit An upper-arm drive power supply for charging the charge pump capacitor from the lower-arm drive power supply when the lower-arm switching element is in an on state; and driving the upper-arm drive circuit and the lower-arm drive circuit. Control means for outputting a signal. And a phase detecting means for detecting a phase of a rotor of the electric motor before driving the motor, and a detecting operation is periodically performed on the phase detecting means until it is determined that the phase detection by the phase detecting means is completed. Phase detection end determining means for causing the motor to start driving the electric motor in response to the phase detection end determining means determining that phase detection has been completed; and Until it is determined that the detection is completed, charging control for generating the drive signal such that the charging operation of the charge pump capacitor is performed periodically and during the non-execution of the phase detecting operation by the phase detecting means. And an inverter device.
ムスイッチング素子と下アームスイッチング素子とから
なる電動機駆動用のインバータ回路と、 前記上アームスイッチング素子を駆動する上アーム駆動
回路と、 前記下アームスイッチング素子を駆動する下アーム駆動
回路と、 この下アーム駆動回路に駆動用直流電圧を供給する下ア
ーム駆動電源と、 前記上アーム駆動回路に駆動用直流電圧を供給するため
のチャージポンプコンデンサを有し、前記下アームスイ
ッチング素子がオン状態の時に前記下アーム駆動電源か
ら前記チャージポンプコンデンサへの充電が行われる上
アーム駆動電源と、 前記上アーム駆動回路および前記下アーム駆動回路に対
し駆動信号を出力する制御手段とから構成され、 この制御手段は、 少なくとも前記電動機の駆動前において前記電動機の回
転速度を検出する回転速度検出手段と、 この回転速度検出手段による回転速度の検出が終了した
と判定するまでの間、前記回転速度検出手段に周期的に
検出動作を行わせる回転速度検出終了判定手段と、 この回転速度検出終了判定手段が回転速度の検出が終了
したと判定したことに応じて前記電動機の駆動を開始す
る駆動開始制御手段と、 前記回転速度検出終了判定手段により回転速度の検出が
終了したと判定されるまでの間、前記チャージポンプコ
ンデンサの充電動作が周期的に且つ前記回転速度検出手
段による回転速度の検出動作の非実行中に行われるよう
に前記駆動信号を生成する充電制御手段とを備えて構成
されていることを特徴とするインバータ装置。2. An inverter circuit for driving a motor, comprising an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series between DC power supply lines, an upper arm driving circuit for driving the upper arm switching element, A lower arm drive circuit for driving the lower arm switching element; a lower arm drive power supply for supplying a drive DC voltage to the lower arm drive circuit; and a charge pump capacitor for supplying a drive DC voltage to the upper arm drive circuit An upper-arm drive power supply for charging the charge pump capacitor from the lower-arm drive power supply when the lower-arm switching element is in an on state; and driving the upper-arm drive circuit and the lower-arm drive circuit. Control means for outputting a signal. Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the electric motor before the machine is driven; and periodically detecting operation of the rotation speed detection means until it is determined that the detection of the rotation speed by the rotation speed detection means is completed. A rotation speed detection end determination unit for performing the rotation speed detection; a rotation start detection unit that starts driving the electric motor in response to the rotation speed detection end determination unit determining that the detection of the rotation speed has ended; Until the end determination unit determines that the detection of the rotation speed is completed, the charging operation of the charge pump capacitor is performed periodically and while the rotation speed detection unit is not performing the rotation speed detection operation. And a charge control means for generating the drive signal.
ムスイッチング素子と下アームスイッチング素子とから
なる電動機駆動用のインバータ回路と、 前記上アームスイッチング素子を駆動する上アーム駆動
回路と、 前記下アームスイッチング素子を駆動する下アーム駆動
回路と、 この下アーム駆動回路に駆動用直流電圧を供給する下ア
ーム駆動電源と、 前記上アーム駆動回路に駆動用直流電圧を供給するため
のチャージポンプコンデンサを有し、前記下アームスイ
ッチング素子がオン状態の時に前記下アーム駆動電源か
ら前記チャージポンプコンデンサへの充電が行われる上
アーム駆動電源と、 前記上アーム駆動回路および前記下アーム駆動回路に対
し駆動信号を出力する制御手段とから構成され、 この制御手段は、 少なくとも前記電動機の駆動前において前記電動機の回
転子の位相を検出する位相検出手段と、 少なくとも前記電動機の駆動前において前記電動機の回
転速度を検出する回転速度検出手段と、 前記位相検出手段による位相の検出が終了したと判定す
るまでの間、前記位相検出手段に周期的に検出動作を行
わせる位相検出終了判定手段と、 前記回転速度検出手段による回転速度の検出が終了した
と判定するまでの間、前記回転速度検出手段に周期的に
検出動作を行わせる回転速度検出終了判定手段と、 前記位相検出終了判定手段が位相の検出が終了したと判
定し且つ前記回転速度検出終了判定手段が回転速度の検
出が終了したと判定したことに応じて前記電動機の駆動
を開始する駆動開始制御手段と、 前記位相検出終了判定手段により位相の検出が終了した
と判定され且つ前記回転速度検出終了判定手段により回
転速度の検出が終了したと判定されるまでの間、前記チ
ャージポンプコンデンサの充電動作が周期的に且つ前記
位相検出手段による位相の検出動作および前記回転速度
検出手段による回転速度の検出動作の非実行中に行われ
るように前記駆動信号を生成する充電制御手段とを備え
て構成されていることを特徴とするインバータ装置。3. An inverter circuit for driving a motor, comprising an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series between DC power supply lines, an upper arm driving circuit for driving the upper arm switching element, A lower arm drive circuit for driving the lower arm switching element; a lower arm drive power supply for supplying a drive DC voltage to the lower arm drive circuit; and a charge pump capacitor for supplying a drive DC voltage to the upper arm drive circuit An upper-arm drive power supply for charging the charge pump capacitor from the lower-arm drive power supply when the lower-arm switching element is in an on state; and driving the upper-arm drive circuit and the lower-arm drive circuit. Control means for outputting a signal. Phase detection means for detecting a phase of a rotor of the electric motor before driving of the motor, rotation speed detection means for detecting a rotation speed of the electric motor at least before driving of the electric motor, and phase detection by the phase detection means. Until it is determined that the rotation has been completed, the phase detection completion determination means for causing the phase detection means to periodically perform a detection operation, and until the rotation speed detection means determines that the rotation speed detection has been completed, A rotation speed detection end determining unit for causing the rotation speed detecting unit to periodically perform a detecting operation; and the phase detection end determining unit determines that the phase detection has been completed, and the rotation speed detection end determining unit detects the rotation speed. Drive start control means for starting driving of the electric motor in response to the determination that the detection has been completed, and that the phase detection has been completed by the phase detection end determination means. The charging operation of the charge pump capacitor is periodically performed until the rotation speed has been detected and the rotation speed detection end determination unit determines that the detection of the rotation speed has been completed. An inverter device comprising: charge control means for generating the drive signal so that the drive signal is generated while the rotation speed detection operation by the speed detection means is not performed.
れた電動機の回転子の位相を補正する位相補正手段を備
えていることを特徴とする請求項1または3記載のイン
バータ装置。4. The inverter device according to claim 1, wherein the control means includes phase correction means for correcting the phase of the rotor of the electric motor detected by the phase detection means.
による位相の検出終了前において、チャージポンプコン
デンサの充電動作の実行回数が所定回数に達した場合に
位相の検出が終了したものと判定することを特徴とする
請求項1、3、4の何れかに記載のインバータ装置。5. The phase detection end determining means determines that the phase detection has been completed when the number of executions of the charging operation of the charge pump capacitor reaches a predetermined number before the phase detection by the phase detecting means ends. The inverter device according to any one of claims 1, 3, and 4, wherein:
出された電動機の回転速度を補正する回転速度補正手段
を備えていることを特徴とする請求項2または3記載の
インバータ装置。6. The inverter device according to claim 2, wherein the control means includes a rotation speed correction means for correcting the rotation speed of the electric motor detected by the rotation speed detection means.
検出手段による回転速度の検出終了前において、チャー
ジポンプコンデンサの充電動作の実行回数が所定回数に
達した場合に回転速度の検出が終了したものと判定する
ことを特徴とする請求項2、3、6の何れかに記載のイ
ンバータ装置。7. The rotation speed detection completion determination means terminates the detection of the rotation speed when the number of executions of the charging operation of the charge pump capacitor reaches a predetermined number before the rotation speed detection by the rotation speed detection means ends. The inverter device according to any one of claims 2, 3, and 6, wherein the inverter device is determined to be one.
れた電動機の回転子の位相を補正する位相補正手段と、
回転速度検出手段により検出された前記電動機の回転速
度を補正する回転速度補正手段とを備えていることを特
徴とする請求項3記載のインバータ装置。8. The control means includes: phase correction means for correcting the phase of the rotor of the electric motor detected by the phase detection means;
4. The inverter device according to claim 3, further comprising: a rotation speed correction unit configured to correct the rotation speed of the electric motor detected by the rotation speed detection unit.
による位相の検出終了前において、チャージポンプコン
デンサの充電動作の実行回数が所定回数に達した場合に
位相の検出が終了したものと判定し、 回転速度検出終了判定手段は、回転速度検出手段による
回転速度の検出終了前において、前記チャージポンプコ
ンデンサの充電動作の実行回数が所定回数に達した場合
に回転速度の検出が終了したものと判定することを特徴
とする請求項3または8記載のインバータ装置。9. The phase detection end determination means determines that the phase detection has been completed when the number of executions of the charging operation of the charge pump capacitor reaches a predetermined number before the phase detection by the phase detection means is completed. The rotation speed detection end determination means determines that the detection of the rotation speed has ended when the number of executions of the charging operation of the charge pump capacitor reaches a predetermined number before the rotation speed detection by the rotation speed detection means ends. The inverter device according to claim 3, wherein:
デンサの充電動作を実行する時間間隔に基づいて、前記
チャージポンプコンデンサの充電動作時間を決定するこ
とを特徴とする請求項1ないし9の何れかに記載のイン
バータ装置。10. The charge control unit according to claim 1, wherein the charge control unit determines the charge operation time of the charge pump capacitor based on a time interval at which the charge pump capacitor is charged. The inverter device as described.
を検出する充電電圧検出手段を備え、 充電制御手段は、前記充電電圧検出手段により検出され
た充電電圧に基づいて、前記チャージポンプコンデンサ
の充電動作時間を決定することを特徴とする請求項1な
いし10の何れかに記載のインバータ装置。11. Charging voltage detecting means for detecting a charging voltage of a charge pump capacitor, wherein charging control means determines a charging operation time of the charge pump capacitor based on the charging voltage detected by the charging voltage detecting means. The inverter device according to claim 1, wherein the inverter device is determined.
動信号を生成することを特徴とする請求項1ないし11
の何れかに記載のインバータ装置。12. The charge control unit according to claim 1, wherein the drive signal is generated by PWM control.
The inverter device according to any one of the above.
基づいて駆動信号のデューティ比を決定することを特徴
とする請求項12記載のインバータ装置。13. The inverter device according to claim 12, wherein the charge control means determines a duty ratio of the drive signal based on a rotation speed of the electric motor.
基づいて駆動信号のPWM周波数を決定することを特徴
とする請求項12記載のインバータ装置。14. The inverter device according to claim 12, wherein the charging control means determines a PWM frequency of the drive signal based on a rotation speed of the electric motor.
基づいて駆動信号の時間幅を決定することを特徴とする
請求項12ないし14の何れかに記載のインバータ装
置。15. The inverter device according to claim 12, wherein the charging control means determines a time width of the drive signal based on a rotation speed of the electric motor.
デンサの充電動作を実行した後所定の期間、検出動作の
実行を停止することを特徴とする請求項1ないし15の
何れかに記載のインバータ装置。16. The inverter device according to claim 1, wherein the charging control unit stops performing the detecting operation for a predetermined period after performing the charging operation of the charge pump capacitor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33274499A JP3492261B2 (en) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | Inverter device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP33274499A JP3492261B2 (en) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | Inverter device |
Publications (2)
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JP2001157459A true JP2001157459A (en) | 2001-06-08 |
JP3492261B2 JP3492261B2 (en) | 2004-02-03 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005088822A1 (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-22 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor control device and modulating wave instruction creation method for pwm inverter thereof |
JP2011097670A (en) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Honda Motor Co Ltd | Boosting device for drive of electric motor |
WO2011100971A3 (en) * | 2010-02-18 | 2013-03-21 | Danfoss Drives A/S | Method for implementing bootstrap-supply charging in a motor controller at energized motor and motor controller using such a method |
JP2017530685A (en) * | 2014-08-19 | 2017-10-12 | グアンドン ウェリング モーター マニュファクチュアリング カンパニー リミテッド | Start control method and system of air conditioner and outdoor fan thereof |
-
1999
- 1999-11-24 JP JP33274499A patent/JP3492261B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7304451B2 (en) | 2004-03-17 | 2007-12-04 | Kabushiki Kaisha Yasakawa Denki | Motor control apparatus and method for generating modulation wave instruction of PWM inverter of the same motor control apparatus |
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WO2011100971A3 (en) * | 2010-02-18 | 2013-03-21 | Danfoss Drives A/S | Method for implementing bootstrap-supply charging in a motor controller at energized motor and motor controller using such a method |
US8860344B2 (en) | 2010-02-18 | 2014-10-14 | Danfoss Drives A/S | Method for implementing bootstrap-supply charging in a motor controller at energized motor and motor controller using such a method |
JP2017530685A (en) * | 2014-08-19 | 2017-10-12 | グアンドン ウェリング モーター マニュファクチュアリング カンパニー リミテッド | Start control method and system of air conditioner and outdoor fan thereof |
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