WO2007108296A1 - 多相負荷の制御方法 - Google Patents

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Satoshi Yagi
Takeshi Kokura
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions

Definitions

  • the present invention relates to a control method in a drive device that drives a multiphase load.
  • a compressor employed in an air conditioner or the like has a motor that drives a compression element that compresses a refrigerant or the like.
  • the motor is insulated from the casing and the like through insulating oil as well as the shoreline. If the compressor is not operated for a long time, the lubricating oil gets wet, the insulation of the compressor deteriorates, and if the deterioration is serious, a ground fault of the compressor may occur.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 5-328739
  • Patent Document 2 JP-A-5-328740
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 7-241002
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to detect a ground fault of a multiphase load without separately requiring hardware for detecting a ground fault.
  • a control method for a multi-phase load includes first to M-th output lines (LI, L2, L3) connected to an M-phase load (P) and N-phase power supplies (R, S, The first to Nth input lines (L4, L5, L6) connected to T) and the conduction of the second to Nth input lines interposed in the first to Nth input lines Z nonconduction Regardless of the switch, the switch group (SW) that enables conduction of the first input line, the first DC power supply line (VH), and a potential lower than that of the first DC power supply line are applied.
  • the second power supply line (VL) and the N-phase alternating current applied to the first to Nth input lines are rectified to generate a DC voltage to the first DC power supply line (VH) and the second power supply line.
  • Diode bridge (DB) applied between (VL) and the first to Mth high arm switches (Ql) connected between the first DC power supply line and the first to Mth output lines, respectively.
  • l, Q12, Q13), and first to Nth low arm side switches (Q21, Q22, Q23) connected between the second DC power supply line and the first to Mth output lines, respectively.
  • the first mode of the control method is as follows: (a) in the switch group, the step (101) of conducting the first input line while keeping the second to Nth input lines non-conductive. And (b) conducting at least one of the first to M-th low arm side switches (102; 201, 204, 206), and (c) a current flowing through the second power supply line (VL).
  • a step (103; 202) for determining whether the flow exceeds the first predetermined value (A) is executed.
  • a second aspect of the method for controlling a multiphase load that is useful in the present invention is the first aspect thereof,
  • step (d) After the execution of step (b), in the switch group (SW), the first input line (L4) is turned off (104), and the first to M-th low arm side switches (Q21, The step (105) in which Q22 and Q23) are all turned off is further executed.
  • a third aspect of the multiphase load control method according to the present invention is the second aspect, wherein the M-phase load is a motor employed in a refrigerant compressor having insulating oil.
  • the control method further executes (e) a step of preheating the compressor after the execution of the step (d).
  • a fourth aspect of the method for controlling a multiphase load according to the present invention is any one of the first to third aspects, wherein in the step (b), the first to M-th low arms.
  • step (c) the number of conductive switches on the side switch is increased by one, and in step (c), a second predetermined value in which the current flowing in the second power supply line (VL) is larger than the first predetermined value. Further determine whether or not the number exceeds (B).
  • the fifth aspect of the method for controlling a multi-phase load according to the present invention is that of the first to fourth aspects !, and the drive device is located on the first to Mth high arm side.
  • the first to Mth drivers (Bl, B12, B13) for driving the switch and the first to Mth loam side switches are charged by conduction, and each of the first to Mth drivers is charged.
  • First to Mth capacitors (CI, C2, C3) for supplying operating power are further provided.
  • a sixth aspect of the method for controlling a multiphase load according to the present invention is any one of the first to fifth aspects, wherein the first input line is connected to the Nth phase power source (R, Connected to ungrounded phase in S, T).
  • the N-phase power supply cap is connected via the first input line and at least one of the first to M-th low arm switches. Based on the presence or absence of the flowing current, it is possible to detect whether or not a ground fault has occurred in the M-phase load.
  • the current flowing due to the ground fault is interrupted.
  • the capacitor corresponding to the low arm side switch that conducts in step (b) is also booted up in parallel.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a multiphase load and a drive device thereof capable of executing the multiphase load control method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a control method that works on the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a part of a control method that works on the second embodiment.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a multiphase load and a driving device thereof capable of executing the multiphase load control method according to the present invention.
  • the motor P functions as a three-phase load, and drives, for example, a refrigerant compressor of an air conditioner (not shown).
  • the motor P is insulated from the ground via insulating oil, for example, not shown.
  • Output lines LI, L2, and L3 corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase are connected to the motor P, and the motor P is driven by the three-phase current that flows through them.
  • Input lines L4, L5, and L6 are connected to a three-phase power source of R phase, S phase, and T phase. These are interspersed with switch group SW.
  • the switch group SW has switches KO, Kl l, and K12, which are interposed in the input lines L4, L5, and L6, respectively. Switch KO can be turned on regardless of the conduction of switches Kl l and K12.
  • the diode bridge DB rectifies the three-phase alternating current applied to the input lines L4, L5, and L6 to obtain a direct current voltage, which is applied between the high-voltage power supply line VH and the low-voltage power supply line VL. More specifically, the diode bridge DB includes diodes Dl l, D12, and D13, all of which are connected to the high voltage power supply line VH on the power sword side, and all of which are connected to the low voltage power supply line VL on the anode side. D14, D15, and D16.
  • the anode of diode D11 and the power sword of diode D14 are connected in common to input line L4, and the anode of diode D12 and the power sword of diode D15 are connected in common to input line L5, and diode D13
  • the anode and the power sword of the diode D 16 are commonly connected to the input line L6.
  • a capacitor CO is connected between the power lines VL and VH to smooth the output of the diode bridge DB.
  • the inverter INV has switches Ql1, Q12, Q13, Q21, Q22, Q23 realized by, for example, insulated gate bipolar transistors.
  • the switches Ql l, Q12, and Q13 are connected between the high-voltage power supply line VH and the output lines LI, L2, and L3, respectively, and function as high-arm switches.
  • the switches Q21, Q22, and Q23 are connected between the low-voltage power supply line VL and the output lines LI, L2, and L3, respectively, and function as low-arm switches.
  • DC / AC conversion is performed by controlling the switching timing of the node switch, the arm switch and the low arm switch in accordance with, for example, PWM control, and the DC voltage between the power lines VL and VH is the output line LI. , L2 and L3 are converted to AC voltage.
  • the power supply line VL is provided with a current detector CT such as a current transformer, and the current IM flowing through the power supply line VL is measured.
  • Fig. 1 the ground fault caused by the insulation failure of the motor P due to, for example, wetting of the insulating oil is shown as the ground fault JO.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a control method that works according to the first embodiment of the present invention.
  • step 101 is executed, and only the switch KO is turned on with the switches Kl and K12 being opened in the switch group SW.
  • the S phase may be selected as the ground potential, so here only the conduction of the switch KO connected to the R phase power source is illustrated.
  • switch KO may be provided for any phase that is not a grounding power source.
  • the input line for any one of the phases may be made conductive.
  • the ground and the neutral point of the three-phase power supply are connected by a broken line, which indicates that there is no problem with the potential difference between the neutral point and ground.
  • step 102 at least one of the switches Q21, Q22, Q23 is made conductive.
  • the R-phase power supply current flows through the switch Q21, Q22, Q23 that is conducting, the diode D14, and the switch KO. Detected as current IM.
  • the current detector CT is provided to detect whether or not the conventional force is overpowered during operation of the inverter INV, it is necessary to detect the ground fault current in order to carry out the present invention. There is no need to provide new hardware. In order to detect the current IM, it is desirable that the switch KO be interposed in the input line connected to the non-zero-phase power source.
  • step 103 it is determined whether or not the current IM is larger than a predetermined threshold A. If the current IM is larger, the process proceeds to steps 104 and 105, assuming that a ground fault JO has occurred.
  • step 104 switch KO is opened, and in step 105, all of switches Q21, Q22, Q23 are opened (non-conducting) (the execution order of steps 104, 105 may be changed). This is to cut off the current flowing through the ground fault J0.
  • step 106 the motor P is preheated, for example, heated by a casing heater. Then increase the temperature of the insulating oil. This eliminates moisture in the insulating oil and improves the insulation of the insulating oil, thereby eliminating the ground fault JO. Then, the process of step 102 is performed again.
  • Step 107 the switches Kl l and K12 are turned on, so that the voltage of the S phase and T phase power supply is applied to the input lines L5 and L6.
  • step 108 the process proceeds to step 109, and switching in the inverter INV, for example, PWM control is performed.
  • control circuit CNTL includes drivers Bl 1, B 12, B 13, B 21, B 22, B 23. These supply each switch with a control signal that controls conduction and non-conduction of switches Ql l, Q12, Q13, Q21, Q22, and Q23.
  • the driver Bl l, B12, B13, B21, B22, B23 is input to the driver Sl l, S12, S13, S21, S22, S23 force, for example, CPU (not shown) force.
  • the control signal is generated by each driver based on the control command.
  • the control circuit CNTL is connected to a high potential power source VD and a low potential power source VS from an external source, and the drivers B21, B22, B23 operate using the power sources VD, VS as operating power sources.
  • capacitors CI, C2, and C3 are provided as operating power sources for the drivers Bl1, B12, and B13, respectively.
  • One end of the capacitor C1 is connected to the power supply VD through a series connection of a resistor R1 and a diode D1, and the other end is connected to the output line L1. Therefore, the capacitor C1 is charged, so-called boot-up, by the conduction of the switch Q21.
  • the capacitor C2 is charged through the resistors R2 and D2 by the conduction of the switch Q22
  • the capacitor C3 is charged through the resistors R3 and D3 by the conduction of the switch Q23.
  • step 101 is step 1 It may be executed between 02 and step 103.
  • the switch that has not been turned on in step 102 may be turned on when waiting for a predetermined time in step 108. Compared to booting up capacitors CI, C2, and C3 in parallel in step 102
  • step 101 switches ⁇ , K
  • step 107 has no substantial processing significance.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a part of the control method according to the second embodiment of the present invention, which is performed in place of step 200 shown in FIG.
  • step 200 is a step grasped by combining steps 102 and 103 together.
  • ground faults Jl, J2, J3 (see FIG. 1) of the output lines L1, L2, L3 are detected.
  • step 201 After execution of step 101, in step 201, switch Q21 is turned on.
  • step 202 it is determined whether or not the current IM is larger than the threshold value A. If the determination in step 202 is negative, a ground fault J0 has occurred as shown in the first embodiment! The process proceeds to step 107.
  • ground fault J0 may have occurred.
  • a ground fault J1 has occurred.
  • the current IM flowing through the ground fault J1 of the output line L1 is considered to be larger than the current IM flowing through the ground fault J0 through the insulating oil.
  • step 203 determines whether or not the current IM is larger than the threshold A. If the judgment result is affirmative, the process proceeds to step 212, switches Q21 and K0 are opened, and the ground fault current based on ground fault J1 is cut off. In step 213, the first phase wiring Notifies that an abnormality has occurred in the output line LI.
  • the current IM when the ground faults J2 and J3 are generated is considered to be larger than the current IM flowing through the ground fault JO. It is considered that the current IM when the ground fault J2 and J3 are generated due to the winding resistance provided in the motor P while the pulling force is smaller than when the ground fault J1 is generated. Therefore, the presence or absence of the ground fault J1 can be detected by appropriately selecting the threshold B, for example, by calculating in advance.
  • step 205 the same determination as in step 203 is executed. If the determination result in step 205 is affirmative, it is understood that at least a ground fault J2 has occurred, and processing similar to steps 212 and 213 is performed. That is, in Step 207, the switches Q21, Q22, and KO are opened to cut off the ground fault current based on the ground fault J2. Also, in step 208, the fact that an abnormality has occurred in the output line L2 as the second phase wiring is notified.
  • step 205 If the result of the determination in step 205 is negative, the switch Q23 is turned on in step 206. In step 209, the same determination as in steps 203 and 205 is performed. If the determination result is affirmative, it is understood that at least ground fault J3 has occurred, and processing similar to steps 212, 213, 207, 208 is performed. Good! In step 210, switches Q21, Q22, Q23, and KO are opened to cut off the ground fault current based on ground fault J3. Also, in step 211, a notification is made that an abnormality has occurred in the output line L3, which is the third phase wiring.
  • step 209 If the determination result in step 209 is negative, the current IM is larger than threshold A and smaller than threshold B even when all of switches Q21, Q22, and Q23 are conducted. Therefore, in this case, it is assumed that a ground fault JO has occurred without generating a ground fault Jl, J2, J3, and the process proceeds to step 104.
  • Opening of switch Q21 in step 207 is not indispensable from the viewpoint of interrupting current based on ground fault J2, but ground fault JO is also generated and the force is unknown, so switch Q21 is also released. It is desirable. From the same viewpoint, switch Q21 and Q22 in step 210 Opening is not essential, but is a desirable process.

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

 インバータ(INV)の運転開始に先立ち、スイッチ群(SW)においてS相のスイッチ(K11)及びT相のスイッチ(K12)を開放したまま、R相のスイッチ(K0)のみを導通する。三つのローアーム側スイッチ(Q21,Q22,Q23)の少なくとも一つを導通させる。もしモータ(P)の絶縁不良を原因とした地絡(J0)が発生しているのであれば、三つのローアーム側スイッチのうちの導通しているものと、R相のローアーム側ダイオード(D14)、R相のスイッチを介してR相電源から電流が流れる。この電流(IM)は、従来からインバータの運転時に過電流が流れているか否かを検出するために設けられているカレントトランス(CT)によって検出される。上記の地絡が発生していなければ当然、上記の電流は流れない。つまりこの電流の有無に基づいてモータに地絡が発生したか否かを検出することができる。

Description

明 細 書
多相負荷の制御方法
技術分野
[0001] この発明は多相負荷を駆動する駆動装置における制御方法に関する。
背景技術
[0002] 空気調和機等に採用される圧縮機は、冷媒などを圧縮する圧縮要素を駆動するモ ータを有している。そして当該モータはその卷線の皮膜のみならず、絶縁油を介して ケーシングなどと絶縁されている。そして圧縮機を運転しない期間が長いと、潤滑油 は湿潤し、当該圧縮機の絶縁性が劣化し、劣化が重篤な場合には圧縮機の地絡を 招来する可能性がある。
[0003] かかる地絡によって流れる電流を検出し、以て圧縮機の絶縁劣化を検知する技術 力 例えば特許文献 1乃至 3に紹介されている。
[0004] 特許文献 1 :特開平 5— 328739号公報
特許文献 2:特開平 5— 328740号公報
特許文献 3:特開平 7— 241002号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら上記文献で紹介された技術では、地絡を検出するためのハードウェア が必要となる。
[0006] 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、地絡を検出するためのハードウェアを 別途に必要とせずに、多相負荷の地絡を検出することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] この発明にかかる多相負荷の制御方法は、 M相負荷 (P)に接続された第 1乃至第 Mの出力線 (LI, L2, L3)と、 N相電源 (R, S, T)に接続された第 1乃至第 Nの入力 線 (L4, L5, L6)と、前記第 1乃至第 Nの入力線に介在し、前記第 2乃至第 Nの入力 線の導通 Z非導通とに関わらず前記第 1の入力線の導通を可能とするスィッチ群 (S W)と、第 1の直流電源線 (VH)と、前記第 1の直流電源線よりも低い電位が印可され る第 2電源線 (VL)と、前記第 1乃至第 Nの入力線に印加された N相交流を整流して 直流電圧を前記第 1の直流電源線 (VH)及び前記第 2の電源線 (VL)間に印加する ダイオードブリッジ (DB)と、前記第 1の直流電源線と前記第 1乃至第 Mの出力線との 間にそれぞれ接続された第 1乃至第 Mのハイアーム側スィッチ (Ql l, Q12, Q13) と、前記第 2の直流電源線と前記第 1乃至第 Mの出力線との間にそれぞれ接続され た第 1乃至第 Nのローアーム側スィッチ (Q21, Q22, Q23)と、を備える駆動装置に おいて実行される。そして当該制御方法の第 1の態様は、(a)前記スィッチ群におい て、前記第 2乃至第 Nの入力線を非導通としたままで前記第 1の入力線を導通するス テツプ(101)と、(b)前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチの少なくとも一つを導 通させるステップ(102 ; 201, 204, 206)と、(c)前記第 2の電源線 (VL)に流れる電 流が第 1の所定値 (A)を越えたカゝ否かを判断するステップ(103; 202)を実行する。
[0008] この発明に力かる多相負荷の制御方法の第 2の態様は、その第 1の態様であって、
(d)前記ステップ (b)の実行の後、前記スィッチ群 (SW)において前記第 1の入力線 ( L4)を非導通とし(104)、前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチ (Q21, Q22, Q 23)を全て非導通とする(105)ステップを更に実行する。
[0009] この発明に力かる多相負荷の制御方法の第 3の態様は、その第 2の態様であって、 前記 M相負荷は絶縁油を有する冷媒圧縮機に採用されるモータである。そして当該 制御方法は(e)前記ステップ (d)の実行の後、前記圧縮機に予熱を与えるステップを 更に実行する。
[0010] この発明にかかる多相負荷の制御方法の第 4の態様は、その第 1乃至第 3の態様 のいずれかであって、前記ステップ (b)において、前記第 1乃至第 Mのローアーム側 スィッチのうち導通するものの個数を一つずつ増加させ、前記ステップ(c)において は、前記第 2の電源線 (VL)に流れる電流が前記第 1の所定値よりも大きな第 2の所 定値 (B)を越えたカゝ否カゝを更に判断する。
[0011] この発明にかかる多相負荷の制御方法の第 5の態様は、その第 1乃至第 4の態様 の!、ずれかであって、前記駆動装置は前記第 1乃至第 Mのハイアーム側スィッチを 駆動する第 1乃至第 Mのドライバ (Bl l, B12, B13)と、前記第 1乃至第 Mのローァ ーム側スィッチの導通によって充電され、前記第 1乃至第 Mのドライバのそれぞれの 動作電力を供給する第 1乃至第 Mのコンデンサ (CI, C2, C3)とを更に備える。
[0012] この発明にかかる多相負荷の制御方法の第 6の態様は、その第 1乃至第 5の態様 のいずれかであって、前記第 1の入力線は前記第 N相電源 (R, S, T)の内の非接地 相に接続される。
発明の効果
[0013] この発明にかかる多相負荷の制御方法の第 1の態様によれば、第 1の入力線と、第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチの少なくとも一つとを経由して N相電源カゝら流れる 電流の有無に基づ 、て、 M相負荷に地絡が発生したか否かを検出することができる
[0014] この発明に力かる多相負荷の制御方法の第 2の態様によれば、地絡によって流れ る電流を遮断する。
[0015] この発明に力かる多相負荷の制御方法の第 3の態様によれば、絶縁油中の水分を 排除して絶縁油の絶縁性を向上させ、以て地絡を解消する。
[0016] この発明にかかる多相負荷の制御方法の第 4の態様によれば、第 1乃至第 Mの出 力線の地絡を検出することができる。
[0017] この発明に力かる多相負荷の制御方法の第 5の態様によれば、ステップ (b)におい て導通するローアーム側スィッチに対応したコンデンサのブートアップも並行して行 われる。
[0018] この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによ つて、より明白となる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明にかかる多相負荷の制御方法を実行できる、多相負荷及びその駆動装 置を例示する回路図である。
[図 2]第 1の実施の形態に力かる制御方法を示すフローチャートである。
[図 3]第 2の実施の形態に力かる制御方法の一部を示すフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 図 1は本発明にかかる多相負荷の制御方法を実行できる、多相負荷及びその駆動 装置を例示する回路図である。 [0021] モータ Pは三相負荷として機能し、例えば図示しない空気調和機の冷媒圧縮機を 駆動する。モータ Pは例えば図示しな 、絶縁油を介してアースを絶縁される。
[0022] モータ Pには U相、 V相、 W相のそれぞれに対応した出力線 LI, L2, L3が接続さ れ、これらに流れる三相電流によってモータ Pが駆動される。
[0023] R相、 S相、 T相の三相電源には入力線 L4, L5, L6力接続される。これらにはスィ ツチ群 SWが介在する。スィッチ群 SWはスィッチ KO, Kl l, K12を有しており、これ らはそれぞれ入力線 L4, L5, L6に介在している。スィッチ KOはスィッチ Kl l, K12 の導通 Z非導通に関わらず導通することが可能である。
[0024] ダイオードブリッジ DBは、入力線 L4, L5, L6に印加された三相交流を整流して直 流電圧を得て、これを高圧電源線 VH及び低圧電源線 VL間に印加する。より具体的 にはダイオードブリッジ DBは、 、ずれもが高圧電源線 VHに力ソード側で接続される ダイオード Dl l, D12, D13と、いずれもが低圧電源線 VLにアノード側で接続され るダイオード D14, D15, D16とを有している。ダイオード D11のアノードとダイオード D14の力ソードとは入力線 L4に共通に接続されており、ダイオード D12のアノードと ダイオード D 15の力ソードとは入力線 L5に共通に接続されており、ダイオード D13の アノードとダイオード D 16の力ソードとは入力線 L6に共通に接続されている。
[0025] 電源線 VL, VH間にはコンデンサ COが接続されており、ダイオードブリッジ DBの 出力を平滑する。
[0026] インバータ INVは、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタで実現されるスイツ チ Ql l, Q12, Q13, Q21, Q22, Q23を有している。スィッチ Ql l, Q12, Q13は 、それぞれ高圧側電源線 VHと出力線 LI, L2, L3との間に接続されてハイアーム側 スィッチとして機能する。スィッチ Q21, Q22, Q23は、それぞれ低圧側電源線 VLと 出力線 LI, L2, L3との間に接続されてローアーム側スィッチとして機能する。ノ、ィァ ーム側スィッチとローアーム側スィッチのスイッチングのタイミングを、例えば PWM制 御に則って制御して直流 Z交流変換が行われ、電源線 VL, VH間の直流電圧が出 力線 LI, L2, L3に印加される交流電圧に変換される。
[0027] 電源線 VLには変流器などの電流検出器 CTが設けられ、電源線 VLに流れる電流 IMが測定される。 [0028] 第 1の実施の形態.
図 1において、モータ Pの、例えば絶縁油の湿潤による絶縁不良を原因とした地絡 を地絡 JOとして示している。
[0029] 図 2はこの発明の第 1の実施の形態に力かる制御方法を示すフローチャートである 。インバータの運転開始に先立ち、ステップ 101が実行され、スィッチ群 SWにおいて スィッチ Kl l, K12を開放したまま、スィッチ KOのみを導通する。一般に三相交流電 源では S相が接地電位に選択される場合があるため、ここでは R相電源に接続された スィッチ KOのみの導通を例示している。但しスィッチ KOは、接地用の電源でないい ずれの相にお 、て設けてもょ 、。また 、ずれの相につ 、ても接地されて 、な 、場合 には、いずれか一つの相についての入力線を導通させればよい。図 1では接地と三 相電源の中性点とを破線で接続して描くことで、中性点と接地との間の電位差は問 わないことを示している。
[0030] 次にステップ 102により、スィッチ Q21, Q22, Q23の少なくとも一つを導通させる。
もし地絡 J0が発生しているのであれば、スィッチ Q21, Q22, Q23のうちの導通して いるものと、ダイオード D14、スィッチ KOとを介して R相電源力 電流が流れ、当該電 流は電流 IMとして検出される。
[0031] 地絡 JOが発生していなければ当然、電流 IMは流れない。つまり電流 IMの有無に 基づいてモータ Pに地絡 JOが発生した力否かを検出することができる。
[0032] 電流検出器 CTは従来力もインバータ INVの運転時に過電流が流れて 、る力否か を検出するために設けられているので、本発明を実施するために、地絡電流の検出 のための新たなハードウェアが設けられる必要はない。当該電流 IMを検出するため には、スィッチ KOは非零相の電源に接続された入力線に介在することが望ましい。
[0033] ステップ 103において、電流 IMが所定の閾値 Aよりも大きいか否かが判断され、大 きければ地絡 JOが発生しているとしてステップ 104, 105へと処理が進む。ステップ 1 04ではスィッチ KOを、ステップ 105ではスィッチ Q21, Q22, Q23の全てを、それぞ れ開放 (非導通)にする (ステップ 104, 105の実行順序を入れ替えてもよい)。地絡 J 0によって流れる電流を遮断するためである。
[0034] その後、ステップ 106においてモータ Pの予熱、例えばケーシングヒータによる加熱 で、絶縁油の温度を上昇させる。これにより絶縁油中の水分が排除され、絶縁油の 絶縁性が向上し、以て地絡 JOの解消を図る。そして再度ステップ 102の処理を行う。
[0035] もともと絶縁油が湿潤していない、あるいはステップ 106の処理によって絶縁油の絶 縁性が回復した場合、ステップ 103からステップ 107へと処理が進む。ステップ 107 ではスィッチ Kl l, K12を導通させ、以て S相及び T相電源力もの電圧を入力線 L5 , L6に印加する。
[0036] そしてステップ 108により所定時間で待機して、ステップ 109に処理が進み、インバ ータ INVにおけるスイッチング、例えば PWM制御が行われる。
[0037] インバータ INVのハイアーム側スィッチのドライバの動作電源としてコンデンサを採 用し、当該コンデンサをローアーム側スィッチの導通によって充電する、いわゆるブ 一トストラップと呼ばれる技術が採用される場合、本発明は特に好適である。
[0038] 図 1を参照して、制御回路 CNTLはドライバ Bl l, B12, B13, B21, B22, B23を 有している。これらはそれぞれスィッチ Ql l, Q12, Q13, Q21, Q22, Q23の導通 Z非導通を制御する制御信号を、各スィッチに供給する。ドライバ Bl l, B12, B13, B21, B22, B23に ίま、それぞれ帘 U御旨令 Sl l, S12, S13, S21, S22, S23力 例えば CPU (図示せず)力 入力される。上記制御信号は上記制御指令に基づ 、て 各ドライバで生成される。
[0039] 制御回路 CNTLは外部カゝら高電位電源 VD及び低電位電源 VSが接続され、ドラ ィバ B21, B22, B23は電源 VD, VSを動作電源として動作する。
[0040] 他方、ドライバ Bl l, B12, B 13の動作電源としてそれぞれコンデンサ CI, C2, C3 が設けられている。コンデンサ C1の一端は抵抗 R1とダイオード D1の直列接続を介 して電源 VDに接続されており、他端は出力線 L1に接続されている。よってスィッチ Q21の導通によってコンデンサ C1の充電、いわゆるブートアップが行われる。同様 にして、コンデンサ C2はスィッチ Q22の導通によって抵抗 R2, D2を介して充電され 、コンデンサ C3はスィッチ Q23の導通によって抵抗 R3, D3を介して充電される。
[0041] このようなブートストラップが採用される場合、ステップ 102においてブートアップが 実行される。換言すればステップ 101を実行することにより、通常のブートアップ処理 を利用して地絡 JOを検出することができる。この観点からは、ステップ 101をステップ 1 02とステップ 103との間で実行してもよい。
[0042] また、スィッチ Q21, Q22, Q23のうち、ステップ 102で導通していなかつたものに ついて、ステップ 108によって所定時間で待機している際に導通させてもよい。ステツ プ 102においてコンデンサ CI, C2, C3を並行してブートアップする場合と比較して
、電源 VD, VSにサージ電圧が発生しにくいという利点が得られる。
[0043] この利点を得る観点からは、ステップ 108で待機している際に導通させるべきローァ ーム側スィッチたるスィッチが複数ある場合、当該複数のスィッチの導通は時間をず らせて行われることが望まし!/、。
[0044] スィッチ KOが接地相に設けられている場合、ステップ 101においてスィッチ ΚΟ, K
11, K12を全て導通させてもよい。この場合、ステップ 107は実質的な処理の意義は ない。
[0045] 第 2の実施の形態.
図 3はこの発明の第 2の実施の形態に力かる制御方法の一部を示すフローチャート であり、図 1に示されたステップ 200と置換して行われる。ここでステップ 200とはステ ップ 102, 103を一纏めにして把握したステップである。本実施の形態では出力線 L 1, L2, L3の地絡 Jl, J2, J3 (図 1参照)を検出する。
[0046] ステップ 101の実行後、ステップ 201においてスィッチ Q21を導通させる。次にステ ップ 202において電流 IMが閾値 Aよりも大きい否かが判断される。ステップ 202にお いて判断が否定的な場合には、第 1の実施の形態で示されたように地絡 J0は発生し て!ヽな 、と考えられるので、ステップ 107へと処理を進める。
[0047] 逆にローアーム側スィッチのいずれか一つでも導通した場合に、閾値 Aよりも大き い電流 IMが流れれば地絡 J0が発生している可能性がある。し力しその他、地絡 J1が 発生している可能性もある。一般に出力線 L1の地絡 J1によって流れる電流 IMは、絶 縁油を介しての地絡 J0によって流れる電流 IMよりも大きいと考えられる。
[0048] そこで地絡 J 1の存否を確認するため、電流 IMが閾値 Aよりも大きい場合にはステツ プ 203へ処理が進み、電流 IMが閾値 B ( >A)よりも大きいか否かが判断される。判 断結果が肯定的な場合にはステップ 212へと処理が進み、スィッチ Q21, K0を開放 し、地絡 J1に基づく地絡電流を遮断する。そしてステップ 213において、第 1相配線 たる出力線 LIに異常が発生したことを報知する。
[0049] 地絡 J2, J3が発生して 、る場合の電流 IMも、地絡 JOによって流れる電流 IMよりも 大きいと考えられる。し力しながらモータ Pに設けられる卷線抵抗により、地絡 J2, J3 が発生して 、る場合の電流 IMは地絡 J1が発生して 、る場合よりも小さ 、と考えられ る。よって閾値 Bを適切に選定、例えば予め計算で求めておくなどして、地絡 J1の有 無を検出することができる。
[0050] もちろん、地絡 J1が発生していると判断される場合であっても、地絡 JO, J2, J3など 、より小さな電流を流す要因となるものが発生していないと判断することはできない。
[0051] ステップ 203にお!/、て判断結果が否定的であった場合、ステップ 204にお!/、てスィ ツチ Q22を導通させる。そしてステップ 205において、ステップ 203と同様の判断が 実行される。ステップ 205の判断結果が肯定的であれば、少なくとも地絡 J2が発生し ていると把握して、ステップ 212, 213と類似の処理を行う。即ちステップ 207におい てスィッチ Q21, Q22, KOを開放して地絡 J2に基づく地絡電流を遮断する。またス テツプ 208において、第 2相配線たる出力線 L2に異常が発生したことを報知する。
[0052] ステップ 205にお!/、て判断結果が否定的であった場合、ステップ 206にお!/、てスィ ツチ Q23を導通させる。そしてステップ 209において、ステップ 203, 205と同様の判 断が実行される。判断結果が肯定的であれば、少なくとも地絡 J3が発生していると把 握して、ステップ 212, 213, 207, 208と類似の処理を行う。良!]ちステップ 210にお いてスィッチ Q21, Q22, Q23, KOを開放して地絡 J3に基づく地絡電流を遮断する 。またステップ 211において、第 3相配線たる出力線 L3に異常が発生したことを報知 する。
[0053] ステップ 209の判断結果が否定的であれば、スィッチ Q21, Q22, Q23の全てが導 通しても電流 IMの値が閾値 Aよりも大きくかつ閾値 Bよりも小さいことになる。よってこ の場合には地絡 Jl, J2, J3が発生することなく地絡 JOが発生しているものとして、ステ ップ 104に処理を進める。
[0054] ステップ 207におけるスィッチ Q21の開放は、地絡 J2に基づく電流の遮断という観 点では必須ではな 、が、地絡 JOも発生して 、る力も知れな 、ためスィッチ Q21も開 放することが望ましい。同様の観点から、ステップ 210におけるスィッチ Q21, Q22の 開放は必須ではないが、望ましい処理である。
[0055] このようにローアーム側スィッチのうち導通するものの個数を一つずつ増加させ、電 流 IMが閾値 Bを越えた力否かを更に判断することで、地絡 Jl, J2, J3を検出すること ができる。
[0056] 上述の例では導通順序をスィッチ Q21, Q22, Q23の順に選定した力 これらは相 互に入れ替えることもできる。
[0057] この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示 であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形 例力 この発明の範囲力 外れることなく想定され得るものと解される。

Claims

請求の範囲
[1] M相負荷 (P)に接続された第 1乃至第 Mの出力線 (LI, L2, L3)と、
N相電源 (R, S, T)に接続された第 1乃至第 Nの入力線 (L4, L5, L6)と、 前記第 1乃至第 Nの入力線に介在し、前記第 2乃至第 Nの入力線の導通 Z非導通 に関わらず前記第 1の入力線の導通を可能とするスィッチ群(SW)と、
第 1の直流電源線 (VH)と、
前記第 1の直流電源線よりも低い電位が印可される第 2電源線 (VL)と、 前記第 1乃至第 Nの入力線に印加された N相交流を整流して直流電圧を前記第 1 の直流電源線 (VH)及び前記第 2の電源線 (VL)間に印加するダイオードブリッジ(
DB)と、
前記第 1の直流電源線と前記第 1乃至第 Mの出力線との間にそれぞれ接続された 第 1乃至第 Mのハイアーム側スィッチ(Ql l, Q12, Q13)と、
前記第 2の直流電源線と前記第 1乃至第 Mの出力線との間にそれぞれ接続された 第 1乃至第 Nのローアーム側スィッチ(Q21, Q22, Q23)と、
を備える駆動装置において、
(a)前記スィッチ群において、前記第 2乃至第 Nの入力線を非導通としたままで前 記第 1の入力線を導通するステップ( 101 )と、
(b)前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチの少なくとも一つを導通させるステツ プ(102 ; 201, 204, 206)と、
(c)前記第 2の電源線 (VL)に流れる電流が第 1の所定値 (A)を越えたカゝ否かを判 断するステップ(103; 202)
を実行する、多相負荷の制御方法。
[2] (d)前記ステップ (b)の実行の後、前記スィッチ群 (SW)において前記第 1の入力 線 (L4)を非導通とし(104)、前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチ (Q21, Q22
, Q23)を全て非導通とする(105)ステップ
を更に実行する、請求項 1記載の多相負荷の制御方法。
[3] 前記 M相負荷は絶縁油を有する冷媒圧縮機に採用されるモータであって、
(e)前記ステップ (d)の実行の後、前記圧縮機に予熱を与えるステップ を更に実行する、請求項 2記載の多相負荷の制御方法。
[4] 前記ステップ (b)において、前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチのうち導通 するものの個数を一つずつ増加させ(201, 204, 206)、
前記ステップ (c)においては、前記第 2の電源線 (VL)に流れる電流が前記第 1の 所定値よりも大きな第 2の所定値 (B)を越えた力否力を更に判断する(203, 205, 2 09)、請求項 1記載の多相負荷の制御方法。
[5] 前記ステップ (b)において、前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチのうち導通 するものの個数を一つずつ増加させ(201, 204, 206)、
前記ステップ (c)においては、前記第 2の電源線 (VL)に流れる電流が前記第 1の 所定値よりも大きな第 2の所定値 (B)を越えた力否力を更に判断する(203, 205, 2 09)、請求項 2記載の多相負荷の制御方法。
[6] 前記ステップ (b)において、前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチのうち導通 するものの個数を一つずつ増加させ(201, 204, 206)、
前記ステップ (c)においては、前記第 2の電源線 (VL)に流れる電流が前記第 1の 所定値よりも大きな第 2の所定値 (B)を越えた力否力を更に判断する(203, 205, 2 09)、請求項 3記載の多相負荷の制御方法。
[7] 前記駆動装置は
前記第 1乃至第 Mのハイアーム側スィッチを駆動する第 1乃至第 Mのドライバ (B11 , B12, B13)と、
前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチの導通によって充電され、前記第 1乃至 第 Mのドライバのそれぞれの動作電力を供給する第 1乃至第 Mのコンデンサ (CI, C 2, C3)と
を更に備える、請求項 1記載の多相負荷の制御方法。
[8] 前記駆動装置は
前記第 1乃至第 Mのハイアーム側スィッチを駆動する第 1乃至第 Mのドライバ (B11 , B12, B13)と、
前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチの導通によって充電され、前記第 1乃至 第 Mのドライバのそれぞれの動作電力を供給する第 1乃至第 Mのコンデンサ (CI, C 2, C3)と
を更に備える、請求項 2記載の多相負荷の制御方法。
[9] 前記駆動装置は
前記第 1乃至第 Mのハイアーム側スィッチを駆動する第 1乃至第 Mのドライバ (B11 , B12, B13)と、
前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチの導通によって充電され、前記第 1乃至 第 Mのドライバのそれぞれの動作電力を供給する第 1乃至第 Mのコンデンサ (CI, C 2, C3)と
を更に備える、請求項 3記載の多相負荷の制御方法。
[10] 前記駆動装置は
前記第 1乃至第 Mのハイアーム側スィッチを駆動する第 1乃至第 Mのドライバ (B11 , B12, B13)と、
前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチの導通によって充電され、前記第 1乃至 第 Mのドライバのそれぞれの動作電力を供給する第 1乃至第 Mのコンデンサ (CI, C 2, C3)と
を更に備える、請求項 4記載の多相負荷の制御方法。
[11] 前記駆動装置は
前記第 1乃至第 Mのハイアーム側スィッチを駆動する第 1乃至第 Mのドライバ (B11 , B12, B13)と、
前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチの導通によって充電され、前記第 1乃至 第 Mのドライバのそれぞれの動作電力を供給する第 1乃至第 Mのコンデンサ (CI, C 2, C3)と
を更に備える、請求項 5記載の多相負荷の制御方法。
[12] 前記駆動装置は
前記第 1乃至第 Mのハイアーム側スィッチを駆動する第 1乃至第 Mのドライバ (B11 , B12, B13)と、
前記第 1乃至第 Mのローアーム側スィッチの導通によって充電され、前記第 1乃至 第 Mのドライバのそれぞれの動作電力を供給する第 1乃至第 Mのコンデンサ (CI, C 2, C3)と
を更に備える、請求項 6記載の多相負荷の制御方法。
前記第 1の入力線は前記第 N相電源 (R, S, T)の内の非接地相に接続される、 求項 1乃至請求項 12のいずれか一つに記載の多相負荷の制御方法。
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