JP2003111476A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

空気調和機の制御装置

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JP2003111476A
JP2003111476A JP2001300612A JP2001300612A JP2003111476A JP 2003111476 A JP2003111476 A JP 2003111476A JP 2001300612 A JP2001300612 A JP 2001300612A JP 2001300612 A JP2001300612 A JP 2001300612A JP 2003111476 A JP2003111476 A JP 2003111476A
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Japan
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motor
brushless
voltage
speed
equal
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JP2001300612A
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English (en)
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Toshinari Baba
俊成 馬場
Eiji Goto
英二 後藤
Yukihisa Ninomiya
恭久 二宮
Kazuhiro Harada
員宏 原田
Keizo Matsui
敬三 松井
Hisashi Hiratani
壽士 平谷
Mamoru Takeuchi
護 竹内
Yasushi Jinno
寧 神野
Hirobumi Noma
博文 野間
Yuji Tani
祐二 谷
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機モータ駆動異常を確実に検知できる空
気調和機の制御装置を提供する。 【解決手段】 モータ誘起電圧に基づいて、モータの回
転子位置を推測する回転子位置速度検出手段8と、圧縮
機に搭載されているブラシレスDCモータ4の目標回転
数と実回転数が一致するように制御を行う速度制御手段
11を具備し、本来ブラシレスDCモータ4が正常駆動
していれば、ブラシレスDCモータ4の目標回転数と実
回転数が近似値となるべきタイミングにおいて、ブラシ
レスDCモータ4の目標回転数が一定速度以上であるに
も関わらず、推定誘起電圧があらかじめ設定された異常
判定用電圧以下である場合に、モータ駆動異常と判断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の制御
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】空気調和機では、省電力技術の一つとし
て、圧縮機のモータを任意の周波数で駆動するインバー
タを用いたものが広く一般に使用されており、その圧縮
機モータには、DCセンサレスモータが多く使われてい
る。
【0003】センサレスモータの駆動方式には、様々な
方式があるが、その方式の一つとして、ブラシレスDC
モータのステ―タ巻線に流れる2相の電流を電流センサ
により検出し、その電流値とインバータ装置からの出力
電圧、ステ―タの巻線抵抗やインダクタンスから誘起電
圧を算出し、この推定誘起電圧を用いて、モータの回転
子位置を推測することでモータを駆動する方式がある。
【0004】そして、従来、上記駆動方式を採用した空
気調和機の制御装置における圧縮機モータ駆動の異常検
出方法としては、推定誘起電圧から推測したモータ回転
子位置を元に演算した圧縮機モータの回転数があらかじ
め設定された異常検出用の低い回転数を一定時間以上連
続で下回った場合には、圧縮機回転数異常として圧縮機
を停止させるという手法を用いていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空気調和機の制御装置では、モータ回転子推
測位置を元に演算した圧縮機モータ回転数を異常検出に
利用している為、何らかの異常により圧縮機モータが停
止してしまった場合に、モータ回転子の位置推測がうま
くできず、演算により求めた圧縮機モータ回転数も本来
の値と異なる場合が生じてしまい、圧縮機が停止してい
るにも関わらず圧縮機モータ駆動の異常を検知できなか
った。
【0006】本発明は上記の課題を解決するもので、空
気調和機の圧縮機モータが何らかの要因で異常停止して
いる場合に、必ず圧縮機モータ駆動異常として確実に検
知できる空気調和機の制御装置を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、交流電圧をDC電圧に変換する整流回
路、DC電圧を3相の交流電圧に変換するインバータ装
置、ブラシレスDCモータを搭載した圧縮機から構成さ
れ、インバータ装置はブラシレスDCモータの相電流を
検出する電流センサ2個を備え、電流センサにより検出
された電流値及びインバータ装置の出力電圧から求めた
モータの推定誘起電圧に基づいて、モータの回転子位置
を推測する回転子位置速度検出手段と、ブラシレスDC
モータの目標回転数と実回転数が一致するように制御を
行う速度制御手段を具備し、本来ブラシレスDCモータ
が正常駆動していれば、ブラシレスDCモータの目標回
転数と実回転数が近似値となるべきタイミングにおい
て、ブラシレスDCモータの目標回転数が一定速度以上
であるにも関わらず、推定誘起電圧があらかじめ設定さ
れた異常判定用電圧以下である場合は、モータ駆動異常
と判断し、ブラシレスDCモータの駆動を停止するもの
である。
【0008】また、ブラシレスDCモータの目標回転数
が一定速度以上であるにも関わらず、推定誘起電圧があ
らかじめ設定された異常判定用電圧以下を一定時間継続
した場合は、モータ駆動異常と判断し、ブラシレスDC
モータの駆動を停止するものである。
【0009】そして、ブラシレスDCモータの目標回転
数が一定速度以上で、推定誘起電圧があらかじめ設定さ
れた異常判定用電圧以下を一定時間継続しても、圧縮機
起動直後の一定時間は、モータ駆動異常と判断しないも
のである。
【0010】
【発明の実施の形態】請求項1記載の本発明は、ブラシ
レスDCモータのステ―タ巻線に流れる2相の電流を電
流センサにより検出し、その電流値とインバータ装置か
らの出力電圧、ステ―タの巻線抵抗やインダクタンスか
ら算出した推定誘起電圧は、モータ回転数が高いほど大
きくなる特性を活用し、ブラシレスDCモータの目標回
転数が一定速度以上であるにも関わらず、推定誘起電圧
があらかじめ設定された異常判定用電圧以下である場合
に、モータ駆動異常と判断することで、確実にブラシレ
スDCモータ異常停止を検出するものである。
【0011】請求項2記載の本発明は、推定誘起電圧
が、あらかじめ設定された異常判定用電圧以下を一定時
間継続した場合にのみ、モータ駆動異常と判断すること
で、より確実にブラシレスDCモータ異常停止を検出す
るものである。
【0012】請求項3記載の本発明は、推定誘起電圧が
あらかじめ設定された異常判定用電圧以下を一定時間継
続しても、圧縮機起動直後の一定時間は、モータ駆動異
常と判断しないことで、モータ駆動直後の不安定な状態
における異常判定を実施しないことで、より確実にブラ
シレスDCモータ異常停止を検出するものである。 (実施の形態1)以下、本発明の実施の形態におえける
空気調和機の制御装置について図面を参照しながら説明
する。
【0013】図1は本実施の形態の構成を示すブロック
図である。図1において、交流電源1からの入力を整流
回路2で直流に整流された直流電圧は、インバータ装置
3におけるスイッチング素子5a 〜5f とダイオード6
a 〜6f とが対になった回路により3相の交流電圧に変
換され、それによりブラシレスDCモータであるブラシ
レスDCモータ4が駆動される。
【0014】インバータ装置3においては、電流センサ
7a 〜7b により検出されたブラシレスDCモータ4の
電流を用いて算出した推定誘起電圧を基に、回転子位置
速度検出手段8によりブラシレスDCモータ4の回転子
位置を検出する。
【0015】尚、推定誘起電圧は以下の式で算出される E=V−R×I−L×dI/dt E:推定誘起電圧 V:出力電圧 I:ステ―タ巻線相
電流 R:巻線抵抗 L:インダクタンス そして、検出された回転子位置の情報に基づいて、正弦
波駆動手段9がブラシレスDCモータ4を駆動するため
のドライブ信号をベースドライバ10に出力し、ベース
ドライバ10は、そのドライブ信号に従って、スイッチ
ング素子5a 〜5f を駆動するための信号を出力する。
【0016】また、回転子位置速度検出手段8において
は、回転子位置情報を基に、一定時間毎にどれだけ回転
子位置が進んだかが把握できるため、これらの情報を基
に、ブラシレスDCモータの実際の回転数も求める。
【0017】そして、上記実際の回転数は、外部から与
えられる目標回転数と一致するように、速度制御手段1
1により制御される。
【0018】尚、ブラシレスDCモータ停止などの異常
は、異常判定手段12により判定される。
【0019】次に、この制御装置における制御内容を図
2のフローチャートを用いて説明する。図2のように、
まず、ブラシレスDCモータのステ―タ巻線に流れる2
相の電流値とインバータ装置からの出力電圧、ステ―タ
の巻線抵抗やインダクタンスより推定誘起電圧を算出す
る。
【0020】そして、本来、ブラシレスDCモータが正
常駆動していれば、ブラシレスDCモータの目標回転数
と実回転数が近似値となるべきタイミングにおいて、ブ
ラシレスDCモータの目標回転数が一定速度以上である
のか否かの判定を実施し、もし一定速度未満であればモ
ータ駆動異常でないと判断し、一定速度以上であれば、
次に、推定誘起電圧があらかじめ設定された異常電圧未
満であるかの判断する。
【0021】そして、もし、異常電圧未満であれば、本
来モータ回転数が高いほど誘起電圧が大きくなる特性が
あることから、モータ駆動異常とし、圧縮機停止を停止
する。 (実施の形態2)次に、本発明の実施の形態2における
制御装置の制御内容を図3に示すフローチャートを用い
て説明する。
【0022】図3に示すように、まず、ブラシレスDC
モータのステ―タ巻線に流れる2相の電流値とインバー
タ装置からの出力電圧、ステ―タの巻線抵抗やインダク
タンスより推定誘起電圧を算出する。
【0023】そして、ブラシレスDCモータの目標回転
数が一定速度以上であるのか否かの判定を実施し、一定
速度未満であればモータ駆動異常でないと判断し、一定
速度以上であれば、次に、推定誘起電q圧があらかじめ
設定された異常電圧未満であるかの判断する。
【0024】そして、異常電圧未満であれば、次に、異
常電圧未満であることが一定時間継続しているかを判定
し、もし一定時間以上継続していればモータ駆動異常と
し、圧縮機停止を停止する。 (実施の形態3)次に、本発明の第3例の制御内容を図
4のフローチャートを用いて説明する。
【0025】図4のように、まず、ブラシレスDCモー
タのステ―タ巻線に流れる2相の電流値とインバータ装
置からの出力電圧、ステ―タの巻線抵抗やインダクタン
スより推定誘起電圧を算出する。
【0026】そして、圧縮機起動直後の一定時間未満で
あるかの判定を行い、起動後一定時間未満であれば、モ
ータ駆動異常でないと判断し、起動後一定時間以上であ
れば、次に、ブラシレスDCモータの目標回転数が一定
速度以上であるのか判定を実施する。
【0027】一定速度未満であればモータ駆動異常でな
いと判断し、一定速度以上であれば、次に、推定誘起電
圧があらかじめ設定された異常電圧未満であるかの判断
する。
【0028】そして、異常電圧未満であれば、次に、異
常電圧未満であることが一定時間継続しているかを判定
し、もし一定時間以上継続していればモータ駆動異常と
し、圧縮機停止を停止する。
【0029】
【発明の効果】上記実施の形態の説明から明らかなよう
に、本発明の空気調和機の制御装置を用いれば、ブラシ
レスDCモータのステ―タ巻線に流れる2相の電流を電
流センサにより検出し、その電流値とインバータ装置か
らの出力電圧、ステ―タの巻線抵抗やインダクタンスか
ら算出した推定誘起電圧は、モータ回転数が高いほど大
きくなる特性を活用し、本来ブラシレスDCモータが正
常駆動していれば、ブラシレスDCモータの目標回転数
と実回転数が近似値となるべきタイミングにおいて、ブ
ラシレスDCモータの目標回転数が一定速度以上である
にも関わらず、推定誘起電圧があらかじめ設定された異
常判定用電圧以下である場合に、モータ駆動異常と判断
することで、確実にブラシレスDCモータ異常停止を検
出することができる。
【0030】また、推定誘起電圧が、あらかじめ設定さ
れた異常判定用電圧以下を一定時間継続した場合にの
み、モータ駆動異常と判断することで、より確実にブラ
シレスDCモータ異常停止を検出することができる。
【0031】また、推定誘起電圧があらかじめ設定され
た異常判定用電圧以下を一定時間継続しても、圧縮機起
動直後の一定時間は、モータ駆動異常と判断しないこと
で、モータ駆動直後の不安定な状態における異常判定を
実施しないことで、より確実にブラシレスDCモータ異
常停止を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における空気調和機の制
御装置の構成を示すブロック図
【図2】同フローチャート
【図3】本発明の実施の形態2における空気調和機の制
御装置のフローチャート
【図4】本発明の実施の形態3における空気調和機の制
御装置のフローチャート
【符号の説明】
1 交流電源 2 整流回路 3 インバータ装置 4 ブラシレスDCモータ 5a〜5f スイッチング素子 6a〜6f ダイオード 7a〜7b 電流センサ 8 回転子位置速度検出手段 9 正弦波駆動回路 10 ベースドライバ 11 速度制御手段 12 異常判定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 恭久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 原田 員宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松井 敬三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 平谷 壽士 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 竹内 護 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 神野 寧 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 野間 博文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 谷 祐二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3L060 AA01 CC19 DD01 EE02 5H560 AA02 BB04 DA13 DB20 DC12 DC13 EB01 JJ07 SS07 UA02 XA04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電圧をDC電圧に変換する整流回路
    と、DC電圧を3相の交流電圧に変換するインバータ装
    置と、ブラシレスDCモータを搭載した圧縮機を有し、
    前記インバータ装置は前記ブラシレスDCモータの相電
    流を検出する電流センサ2個を備え、電流センサにより
    検出された電流値及び前記インバータ装置の出力電圧か
    ら求めた前記ブラシレスDCモータの推定誘起電圧に基
    づいて、前記ブラシレスDCモータの回転子位置を推測
    する回転子位置速度検出手段と、前記ブラシレスDCモ
    ータの目標回転数と実回転数が一致するように制御を行
    う速度制御手段を具備し、本来前記ブラシレスDCモー
    タが正常駆動していれば、前記ブラシレスDCモータの
    目標回転数と実回転数が近似値となるべきタイミングに
    おいて、前記ブラシレスDCモータの目標回転数が一定
    速度以上であるにも関わらず、推定誘起電圧があらかじ
    め設定された異常判定用電圧以下である場合は、モータ
    駆動異常と判断し、前記ブラシレスDCモータの駆動を
    停止する機能を備えた空気調和機の制御装置。
  2. 【請求項2】 圧縮機に搭載したブラシレスDCモータ
    の目標回転数が一定速度以上であるにも関わらず、推定
    誘起電圧があらかじめ設定された異常判定用電圧以下を
    一定時間継続した場合は、モータ駆動異常と判断し、前
    記ブラシレスDCモータの駆動を停止する機能を備えた
    請求項1記載の空気調和機の制御装置。
  3. 【請求項3】 圧縮機に搭載したブラシレスDCモータ
    の目標回転数が一定速度以上で、推定誘起電圧があらか
    じめ設定された異常判定用電圧以下を一定時間継続して
    も、圧縮機起動直後の一定時間は、モータ駆動異常と判
    断しない機能を備えた請求項2記載の空気調和機の制御
    装置。
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