JPH02299497A

JPH02299497A - インバータ制御装置

Info

Publication number: JPH02299497A
Application number: JP1119757A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Fukada; 深田　章義
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1990-12-11
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH07110155B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は空気調和機等の負荷（圧縮機）の制御に用い
られるインバータ制御装置に係り、更に詳しくはその負
荷の運転周波数をより極め細かく制御するようにしたイ
ンバータ制御装置に関するものである。

［従　来　例］近年、この種のインバータ制御装置は空気調和機だけで
なく種々家電機器に利用されるようになった・ここで、空気調和機を例にして説明すると、第９図に示
されるように、そのインバータ制御装置には、負荷の圧
縮機１を駆動する複数のスイッチング素子（トランジス
タ）からなるバブ−・トランジスタ部２と１例えば電気
角６０度分（あるいは３０度分）の波形データ（タイム
データおよびスイッチデータ）を運転周波数に応じて種
々記憶するメモリ部３と、その運転周波数の指令に応じ
てメモリから所定波形データを読み出し、この波形デー
タに基づいて前記複数のスイッチング素子を所定時間Ｏ
Ｎ、ＯＦＦ制御する制御部４と、その制御信号により上
記複数のトランジスタを駆動するベース駆動部５とが備
えられている。

そして、空気調和機にて、リモコンやパネル等の操作に
応じた所定運転周波数の指令が出力されると、その運転
周波数指令に対応する電気角６０度分の波形データがメ
モリ部３から読み出され、これら波形データに基づいて
圧縮機の通電パターンが得られる。このとき、第１０図
に示されるように。

その波形データは、時間データ記憶制御方式である場合
、正弦波６とキャリア７の交点から次の交点までの間隔
のデータ（タイムデータ）と、その間のキャリア７と正
弦波６との大小のデータ（スイッチデータ）とから構成
される。したがって、メモリには予め上記負荷の運転周
波数に対応したタイムデータおよびスイッチデータが記
憶される。

また、上記タイムデータおよびスイッチデータはメモリ
より繰り返して読み出され、それら波形データによる６
０度分の基本波形パターンが繰り返され、１周期のパタ
ーン（近似正弦波）が得られる。

更に詳しく説明すると、スイッチデータによりパワー・
トランジスタ部２の各トランジスタをＯＮ。

ＯＦＦする信号が制御部４にて出力され、このときタイ
ムデータによりそれらトランジスタをＯＮ、ＯＦＦする
時間幅が制御部４のタイマ部にて得られる。

すると、それらトランジスタを所定時間ＯＮ、ＯＦＦす
る駆動信号がベース駆動部５に入力される。ベース駆動
部５にて各トランジスタが０Ｎ１０ＦＦされ、それらパ
ワー・トランジスタを介した電圧が三相（Ｕ相、■相、
Ｗ相電圧）とされる、これら三相電圧が圧縮機１に印加
されるため、その圧縮機１は所定運転周波数で駆動され
るようになる。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記インバータ制御装置にあっては、全ての
運転周波数に対して、電気角６０度（あるいは３０度）
分のタイムデータおよびスイッチデータを算出し、これ
らデータを個々に記憶して置く必要があるため、メモリ
部３の記憶容量が太きくなり、例えばキャリア数を２１
とした場合、運転周波数の１周期当たり最低２２バイト
（ｂｙｔｅ）の容量のメモリが必要である。それでも、
運転周波数の間隔は精々ｌ七間隔程度であり、負荷を極
め細かく制御することができず、例えば運転周波数の切
り替えに際し、負荷にて発生する段階音が大きくなると
いう問題点があった。そこで、運転周波数間隔を１七よ
り小さくしようとした場合、メモリの容量が膨大なもの
となってしまう。

この発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その
目的は負荷をインバータ制御するに際し、その負荷の運
転周波数間隔をより極め細かく変えることができ、運転
周波数の切り替え時における負荷の発生する段階音を抑
えることができるようにしたインバータ制御装置を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、この発明のインバータ制御
装置は、複数のスイッチング素子を予め記憶しているタ
イムデータおよびスイッチデータにより所定時間ＯＮ、
ＯＦＦ制御し、かつ、それら複数のスイッチ素子の制御
を連続して繰り返すことにより、負荷を所定運転周波数
で運転制御するインバータ制御装置において、上記タイ
ムデータを固定のＯＮデータと基準のＯＦＦデータとし
て所定電気角度分だけ所定に組合せて記憶し、かつ、上
記運転周波数に応じてその基準のＯＦＦデータを加工す
るための周波数データを記憶する記憶手段と、上記周波
数データに基づいて上記基準のＯＦＦデータを加工し、
上記固定のＯＮデータとその加工したＯＦＦデータとに
よるタイムデータおよび前記スイッチデータに基づいて
前記複数のスイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦ制御する制
御手段とを備えたことを要旨とする。

［作　　用］上記構成としたので、負荷をインバータ制御するに際し
、その運転周波数指令に対応する上記周波数データに基
づいてタイムデータのＯＦＦデータが加工される。この
加工されたタイムデータ（ＯＮ。

ＯＦＦデータの組合せ）と上記スイッチデータに基づい
て複数のスイッチ素子が駆動されるため、負荷はその指
令周波数で制御される。

このように、ＯＮデータとＯＦＦデータとの組合せによ
りタイムデータが得られ、しかもそのＯＦＦデータが負
荷の運転周波数指令に応じて加工されるので、その運転
周波数に対応してＯＦＦデータを加工する周波数データ
を用意して置けばよく、全ての周波数に対してタイムデ
ータを用意する必要がなくなる。すなわち、タイムデー
タとスイッチデータとを周波数に対して個々に用意する
のではなく、基準のタイムデータ（ＯＮ　、ＯＦＦデー
タの組合せ）と、その基準としたＯＦＦデータを加工す
る周波数データと、スイッチデータとをメモリに記憶し
ておけばよい。

また、その周波数データとして種々係数を設定すること
により、ＯＦＦデータを微妙に加工することが可能であ
り１例えば負荷の運転周波数を０．１＆刻みで変えるこ
とができる。

［実　施　例］以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、第１図中、第９図と同一部分には同一符号を付し、
重複説明を省略する。

第１図において、インバータ制御装置には、固定のＯＮ
データと基準のＯＦＦデータとの所定電気角度（例えば
６０度）分を組合せたタイムデータ、その基準のＯＦＦ
データを加工するたの周波数データおよびスイッチデー
タを記憶するメモリ部８と、空気調和機のパネルあるい
はリモコン等からの指示に応じて、そのメモリ部８から
種々データを読み出し、かつ、基準のＯＦＦデータを加
工し、上記スイッチデータとそれらＯＦＦデータおよび
上記ＯＮデータとに基づいて上記空気調和機の圧縮機１
を制御する制御部（ＣＰＵ）　９とが備えられている。

なお、第２図に示されるように、上記ＯＮデータおよび
ＯＦＦデータ（タイムデータ）は、　ＯＮデータ二つ置
きにＯＦＦデータとなる組合せで、例えば電気角６０度
分だけメモリ部８に記憶されている。なお、それらＯＮ
データおよびＯＦＦデータはキャリア数（搬送波の周波
数／変調波の周波数）＝２１とした場合の実際の値であ
る。また、それらＯＮデータおよびＯＦＦデータの数字
は制御部９のタイマ、例えば４２゜タイマが動作する回
数に対応している。

また、第３図に示されるように１周波数データは、圧縮
機１の周波数に応じて種々オフセット（Ｖ）値、サイク
ル数（Ｓ）の値およびマイナス個数（Ｎ）が設定されて
いる。オフセット値は上記ＯＦＦデータより減算する数
字であり、サイクル数（Ｓ）は上記ＯＦＦデータの列を
分割したとき、その一つのサイクルに含まれるＯＦＦデ
ータの数であり、マイナス個数（Ｎ）はその一つのサイ
クルに含まれるＯＦＦデータのうち１減算する個数であ
る。

さらに、第４図に示されるように、スイッチデータ（Ｈ
：１６進数）はメモリ部８に記憶される所定電気角度（
例えば６０度）分が繰り返され、電気角３６０度分とさ
れる。また、第５図に示されるように１例えば数字“１
５”であれば、Ｖ、Ｕ、Ｗは“１”になり、他のピッー
トは“０”になる、この６ビツトの制御信号はベース駆
動部５に入力され、かつ、それら制御信号は上記タイム
データに応じて保持されるようになっている。すなわち
、スイッチデータ“１５”に対してＯＮデータ“３（１
２６１ｓ）”が、スイッチデータ“３１”に対して鼎デ
ータ“３　（１２６μｓ）”が。

スイッチデータ“３８”に対してＯＦＦデータ“１６”
が、・・・というようになっている。

次に、上記構成のインバータ制御装置の動作を第６図の
フローチャート図に基づいて説明する。

まず、圧縮機１の運転周波数指令が３０．８Ｈ１である
とすると、制御部９にて周波数データであるオフセット
値（Ｖ）の“３”、サイクル数（Ｓ）の５およびマイナ
ス個数（Ｎ）（第３図に示す）の３がメモリ部８の所定
領域から読み取られるとともに（ステップＳＴ　１　）
、スイッチデータ゛１５（Ｈ）”（第４図に示す）が読
み取られて出力され（ステップ５Ｔ２）、さらにタイム
データのＯＮデータ（Ｄ丁）の“３”（第２図に示す）
が読み取られる（ステップＳＴ　３　）、そして、Ｔ１
タイマが作動され（ステップＳτ４）、このＴ□タイマ
動作終了後、上記ＯＮデータ（Ｄｔ）“３”が１減算さ
れ（ステップ５Ｔ５）、そのＯＮデータが０になるまで
、上記Ｔ１タイマの動作が繰り返し行われる（ステップ
５Ｔ６）、この場合、Ｔ、タイマ（例えば４２μｓタイ
マ）の動作が３回繰り返されるため、１２６μｓが経過
するまで、上記スイッチデータ“１５（Ｈ）”（０１０
１０１の６ビツト）がベース駆動部５に出力される。

ベース駆動部５にてその６ビツトのうち“１”に対応す
る各トランジスタがＯＮ状態とされ、他の“Ｏ”に対応
する各トランジスタがＯＦＦ状態とされる。

続いて、メモリ部８のスイッチデータ領域からは１次の
スイッチデータ“３１”（第４図に示す）が読み取られ
て出力され（ステップ５Ｔ７）、さらにタイムデータの
ＯＮデータ（Ｄ丁）の“３”（第２図に示す）が読み取
られる（ステップ５Ｔ８）、そして、Ｔ１タイマが動作
され（ステップ５Ｔ９）、このＴ４タイマ動作終了後、
上記ＯＮデータ（Ｄｒ）“３”が１減算され（ステップ
５ＴＩＯ）、そのＯＮデータがＯになるまで、上記Ｔユ
タイマの動作が繰り返し行われる（ステップ５ＴＩＩ）
、この場合、上記同様にＴ１タイマの動作が３回繰り返
されるため、１２６．が経過するまで。

上記スイッチデータ“３１（Ｈ）”（１１０００１の６
ビツト）がベース駆動部５に出力される。ベース駆動部
５にてその６ビツトのうち“１”に対応する各トランジ
スタがＯＮ状態とされ、他の“Ｏ”に対応する各トラン
ジスタがＯＦＦ状態とされる。

続いて、三番目のスイッチデータ”３８（Ｈ）”（第４
図に示す）が読み取られて出力され（ステップ５Ｔ１２
）、さらに基準のＯＦＦデータ（ＢＴ）の１１１６”（
第２図に示す）が読み取られる（ステップ５Ｔ１３）、
ここで、上記ステップＳＴＩにて読み取られている周波
数データにより、マイナス個数（Ｎ）がＯであるか否か
が判断される（ステップ５Ｔ１４）、この場合、そのマ
イナス個数が“０″でないため、Ｎ−１の演算処理によ
り−１にする基準のＯＦＦデータの個数が１減算され、
かつ、ＮＴ＝１に設定される（ステップ５Ｔ１５）、な
お、そのマイナス個数がｕ　Ｏ＄１である場合にはＮＴ
＝Ｏに設定される（ステップ５Ｔ１６）、さらに、その
設定されたＮＴ（１）、上記ＯＦＦデータ（ＢＴ：１６
）および周波数データのオフセット値（３）にに基づい
て（ＢＴ　−Ｖ　−ＮＴ）の演算処理、つまり基準のＯ
ＦＦデータの加工処理が行われる（ステップ５Ｔ１７）
。この場合、その加工されたＯＦＦデータ（Ｄ）は“１
６−３−１”より“１２”とされる、そして、Ｔ□タイ
マが動作され（ステップＳＴ１ｇ）、このＴｉタイマ動
作終了後、上記加工ＯＦＦデータ（Ｄ）“１２”が１減
算され（ステップ５Ｔ１９）、そのＯＮデータがＯにな
るまで、上記Ｔ。

タイマの動作が繰り返し行われる（ステップ５Ｔ２０）
。

この場合、上記同様にＴ１タイマの動作が１５回繰り返
されるため、５０４．が経過するまで、上記スイッチデ
ータ“３８（Ｈ）”（１１１０００の６ビツト）がベー
ス駆動部５に出力される。ベース駆動部５にてその６ビ
ツトのうち“１”に対応する各パワートランジスタをＯ
ＦＦ状態とし、他のａｇｏ”に対応する各パワートラン
ジスタをＯＮ状態とする駆動が行われる。

続いて、上記ステップＳＴＩにおいて読み出されたサイ
クス数（Ｓ）により、（Ｓ−１）の演算処理が行われ（
ステップ５Ｔ２１）、この演算処理の結果が０でなけれ
ば、ステップＳＴ２に戻って上述のステップが繰り返さ
れる（ステップ５Ｔ２２）、すなわち、第７図に示され
るように、スイッチデータ“１５，３１゜３ｇ、３１．
・・・”と、これらスイッチデータに対応してタイムデ
ータ“３（ＯＮデータ）、３（ＯＮデータ）、１２（Ｏ
ＦＦデータ）、２（ＯＮデータ）、・・・″が得られる
。この場合、サイクル数（Ｓ）が５であることがら５回
繰り返され、その後上記ステップＳＴＩに戻り、再び圧
縮機１の運転周波数指令に応じた周波数データの読み取
りが行われ、上述のステップが繰り返されることになる
。なお、固定のＯＮデータ、基準のＯＦＦデータは上記
ステップ動作の次のデータとなり、電気角６０度分が終
了すると、最初のデータに戻ることになる。また、スイ
ッチデータは上記ステップ動作の次のデータとなり、電
気角３６０度分が終了すると、最初のデータに戻ること
になる。

このように、タイムデータをＯＮデータ、ＯＮデータ、
　ＯＦＦデータ、ＯＮデータ、ＯＮデータ、ＯＦＦデー
タ、ＯＮデータ、・・・の組合せとし、かつ、そのＯＮ
データを固定とし、基準のＯＦＦデータを圧縮機１の運
転周波数に応じて加工している。すなわち、第７図に示
されるように、タイムデータのＯＮデータ“３，３゜・
・・、２，３．・・・、・・・″を固定とし、基準のＯ
ＦＦデータ“・・・。

・・・、１６．・・・、・・・、１７．・・・、・・・
”を上記周波数データに基づいて加工して“・・・、・
・・、１２．・・・、・・・、１３．・・・、・・・′
とし、スイッチデータの出力に際し、そのＯＦＦデータ
によりスイッチデータの出力保持時間が変えられる。

さらに、運転周波数３０．８Ｈｚにおける基準のＯＦＦ
データの加工について詳しく説明すると、第８図に示さ
れるように、基準のＯＦＦデータは第２図に示すものが
６回線り返されて３６０度分にされ、サイクル数（Ｓ）
が５、マイナス数（Ｎ）が３であるため、上記ステップ
５Ｔ１４，５Ｔ１５においては基準のＯＦＦデータが五
つつのうち三つがＮＴ＝１に設定され、他の二つのデー
タがＮＴ＝Ｏに設定される。したがって、同図に示され
るように、ＯＦＦデータはＬ１１６゜１７．１７．．１
７．・・・”から“１２，１３，１３，１４．・・・”
のように違った値に変えられる。

すなわち、運転周波数に対応する周波数データ（第３図
に示す）をメモリ部３に記憶して置くことにより、その
運転周波数の全てに対するタイムデータをメモリ部８に
記憶して置かなくともよい。

その結果、　ＯＮデータが１４バイト、基準となるＯＦ
Ｆデータが７バイト、スイッチデータ１２６バイト、周
波数データが３バイト（１周波数分）でよく１例えば運
転周波数を〇七から１００＆まで０．１七間隔で変えよ
うとした場合、容量が増えるのは周波数データ分だけで
、しかも３Ｘ１００Ｑバイトであるため、トータルの記
憶容量は１４＋　７　＋１２６＋　３　Ｘ１０００＝３
１４７バイトでよく、このように、メモリ部８の容量が
小さくてもよく、しかも運転周波数の間隔が１七以下の
０．１Ｈｚ間隔まで極め細かくすることができるので、
運転周波数の変化がより滑らかにでき、その変化時にお
ける圧縮機１の発生する段階音を抑えることができる。

なお、上記実施例ではキャリア数を２１とした場合につ
いて説明したが、他の場合であっても同様にして対応す
ることができる。また、上記周波数データのオフセット
値（Ｖ）、サイクル数（Ｓ）およびマイナス数（Ｎ）の
値としては種々設定することが可能であり、負荷の運転
周波数をさらに微妙に変えることも可能である。

［発明の効果］以上説明したように、この発明のインバータ制御装置に
よれば、負荷を予め記憶しているタイムデータおよびス
イッチデータに基づいて複数のスイッチング素子（パワ
ー・トランジスタ）を制御し。

かつ、そのスイッチング素子を連続して駆動することに
より、その負荷を所定周波数で制御するインバータ制御
装置において、メモリにはそのタイムデータのＯＮデー
タおよびＯＦＦデータが所定電気角度分だけ記憶され、
かつ、前記所定周波数に応じ、そのＯＦＦデータを加工
するための周波数データが記憶されており、上記負荷の
運転周波数指令に応じた周波数データに基づいて上記Ｏ
ＦＦデータを加工し、このＯＦＦデータと上記ＯＮデー
タとを組合せたタイムデータおよび上記スイッチデータ
により上記スイッチング素子を制御するようにしたので
、運転周波数の全てに対してタイムデータを記憶して置
く必要がなく、メモリの容量を小さくすることができ、
またＯＦＦデータを微妙に変えることができるため、運
転周波数の間隔をより極め細かくすることができ、運転
周波数の変化時において負荷の発生する段階音を抑える
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示し、インバータ制御装
置が適用される空気調和機の概略的回路ブロック図、第
２図乃至第４図および第５図は上記インバータ制御装置
に用いられるタイムデータ（ＯＮ　、　ＯＦＦデータ）
、スイッチデータの内容およびスイッチデータの出力を
説明するための図、第６図は上記インバータ制御装置の
動作を説明するためのフローチャート図、第７図および
第８図は上記インバータ制御装置の動作時における加工
ＯＦＦデータを示す模式図、第９図は従来のインバータ
制御装置の概略的ブロック図、第１０図は第９図のイン
バータ制御装置によるインバータ制御を説明するための
図である。図中、１は圧縮機（負荷）、２はパワー・トランジスタ
部（複数のスイッチング素子）、５はベース駆動部、８
はメモリ部、９は制御部（ｃＰυ）である。特許出願人　　株式会社富士通ゼネラル代理人　弁理士
　　　大　原　　拓　也第１図　　　３．／第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のスイッチング素子を予め記憶しているタイ
ムデータおよびスイッチデータにより所定時間ＯＮ，Ｏ
ＦＦ制御し、かつ、それら複数のスイッチ素子の制御を
連続して繰り返すことにより、負荷を所定運転周波数で
運転制御するインバータ制御装置において、前記タイムデータを固定のＯＮデータと基準のＯＦＦデ
ータとして所定電気角度分だけ所定に組合せて記憶し、
かつ、前記運転周波数に応じてその基準のＯＦＦデータ
を加工するための周波数データを記憶する記憶手段と、前記周波数データに基づいて前記基準のＯＦＦデータを
加工し．前記固定のＯＮデータとその加工したＯＦＦデ
ータとによるタイムデータおよび前記スイッチデータに
基づいて前記複数のスイッチング素子をＯＮ，ＯＦＦ制
御する制御手段とを備えたことを特徴とするインバータ
制御装置。