JPH05227793A - 変換器主回路素子の発熱量調節方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＷＭ制御される変換器主回路の発熱量を抑
制しつつ、モータの磁気騒音を低減する。 【構成】 キャリア発生器１からのキャリア信号と制御
信号との比較結果にもとづき、ＰＷＭ制御回路２を介し
てモータ３を駆動する場合に、キャリア信号の周波数を
高くすると磁気騒音は低減するが、変換器主回路のスイ
ッチング素子２１の発熱量が増加する。そこで、この発
明では通常は多少の磁気騒音は許容するもののスイッチ
ング素子２１の発熱量が許容値を越えないように、キャ
リア信号の周波数を選択して運転を行ない、過負荷検出
器４の監視の結果過負荷状態となったら、キャリア信号
の周波数を下げて運転することにより、発熱量の抑制と
磁気騒音の低減との双方をほぼ同時に満足させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、変換器を介してモー
タを駆動する場合の変換器主回路素子の発熱量調節方
法、特にパルス幅変調（ＰＷＭ）制御される変換器主回
路素子の発熱量調節方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＷＭ制御をしてモータをコントロール
する場合、主回路のスイッチング素子をオン，オフする
周期となるスイッチングキャリア周波数（以下、単にキ
ャリア周波数ともいう）が高い程、スイッチング素子の
損失が増大し、発熱量が増加することが知られている。
しかるに、変換器主回路素子の発熱量を調節するように
したものは今のところまだなく、スイッチング素子を冷
却する冷却体の熱抵抗を下げることで（このことは、冷
却体の大型化，コストアップにつながる）、スイッチン
グ素子を定格仕様内に収めるようにしている。具体的に
は、スイッチング素子のジャンクション温度を所定値内
に収めるようにして対応している。一方、ＰＷＭ制御に
よってモータをコントロールする場合、モータに対して
キャリア周波数のパルス状電圧が印加されるため、モー
タに流れる電流には高調波成分が含まれることになり、
これが原因でモータは磁気騒音を発生する。ところで、
この磁気騒音を低減させるには、キャリア周波数を高く
すれば良いことが指摘されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、変換器
（その冷却体）の小型化，低価格化とモータの低騒音化
とは相反する関係にあり、両者を同時に満足させること
はできないという問題がある。したがって、この発明の
課題は変換器（その冷却体）の小型化，低価格化とモー
タの低騒音化とをほぼ同時に満足させることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、この発明では、キャリア信号と制御信号とを互
いに比較し、その比較結果に応じて変換器主回路素子を
パルス幅変調（ＰＷＭ）制御してモータを駆動するに当
たり、通常は前記キャリア信号の周波数を予め決められ
た値で運転し、前記モータが過負荷状態と判断されたと
きはその状態に応じて前記キャリア周波数を所定時間だ
け下げて運転することにより、前記変換器主回路素子の
発熱量を定格を越えないようにすることを特徴としてい
る。

【０００５】

【作用】変換器主回路のスイッチング素子の冷却体の熱
抵抗は、最悪条件（最大過負荷状態など）を考慮して設
計するのが一般的であるが、この発明ではこのような過
負荷状態（モータの定格負荷を越えていることが前提と
なる）は特殊なケースであり、極めてまれにしか発生し
ないことに着目して、冷却体の熱抵抗は定格仕様内条件
で設定し、過負荷時等の非常時にはキャリア周波数を下
げることで、スイッチング素子の発熱量を抑えることに
より、スイッチング素子を定格仕様範囲内に収められる
ようにする。

【０００６】

【実施例】図１はこの発明の実施例を説明するためのブ
ロック図、図２は図１に示す過負荷検出器の具体例を示
すブロック図である。図１に示すように、この種のシス
テムはキャリア信号ＣＡを発生するキャリア発生器１
と、このキャリア信号ＣＡと制御信号とを比較し、その
比較結果に応じて変換器主回路のスイッチング素子２１
をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御回路２と、その出力によっ
て駆動されるモータ３とから構成される。このような構
成において、磁気騒音を低減すべくキャリア周波数を高
くして運転すると、スイッチング素子２１の発熱量が増
大するため、その冷却体を大型化しなければならず、コ
ストアップにつながるというわけである。そこで、この
実施例では通常は多少の磁気騒音は許容するが、スイッ
チング素子は定格内に収まるようにキャリア信号の周波
数を適宜に選んで運転するとともに、過負荷状態になる
かどうかを過負荷検出器４によって監視し、過負荷状態
になったらキャリア信号ＣＡの周波数を低減するように
する。なお、負荷状態をここでは例えばＰＷＭ制御回路
２の出力電流によって監視し、これが所定のレベルを越
えたとき過負荷状態と判断するものとする。

【０００７】すなわち、図２に示すように、コンパレー
タ４１，フィルタ４２等を設け、まずコンパレータ４１
において負荷状態の検出信号ＤＥを基準の信号Ｓ００と
比較し、 ＤＥ＞Ｓ００ となったら過負荷状態としてスイッチＳＷをオンとす
る。一方、検出信号ＤＥと基準の信号Ｓ００との差が加
減算器ＡＤ１を介して得られるので、この差の信号がス
イッチＳＷを経てフィルタ４２に入力される。このフィ
ルタ４２の時定数Ｔ１は、例えばモータ３の加減速時間
をＴ２とするとき、 Ｔ１＞Ｔ２ となるようにしておく。これは、モータの加減速時には
時間Ｔ２だけ過負荷レベル相当の電流を流すのが一般的
であるためで、フィルタ４２により一定の時間Ｔ１を確
保するようにする。つまり、この場合のフィルタは一種
の遅延要素として作用する。フィルタ４２の出力Ｓ１は
加減算器ＡＤ２に与えられ、ここで定格負荷状態となる
ように予め設定した設定値Ｓ０１との差Ｓ２が求めら
れ、この差Ｓ２に応じてキャリア信号ＣＡの周波数が低
減される。

【０００８】

【発明の効果】この発明によれば、多少の磁気騒音は許
容することにより、冷却体の小型，低価格化を図ること
が可能となる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を説明するためのブロック図
である。

【図２】図１の過負荷検出器の具体例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１…キャリア発生器、２…ＰＷＭ制御回路、３…モー
タ、４…過負荷検出器、２１…スイッチング素子、４１
…コンパレータ、４２…フィルタ、ＳＷ…スイッチ、Ａ
Ｄ１，ＡＤ２…加減算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリア信号と制御信号とを互いに比較
   し、その比較結果に応じて変換器主回路素子をパルス幅
   変調（ＰＷＭ）制御してモータを駆動するに当たり、 通常は前記キャリア信号の周波数を予め決められた値で
   運転し、前記モータが過負荷状態と判断されたときはそ
   の状態に応じて前記キャリア周波数を所定時間だけ下げ
   て運転することにより、前記変換器主回路素子の発熱量
   を定格を越えないようにすることを特徴とする変換器主
   回路素子の発熱量調節方法。