JP2005151790A - Ｄｃモータのコイル温度推定方法、ｄｃモータ制御方法およびそれらの装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストアップを招くことなく、正確にブラシレスＤＣモータのコイル温度を推定する。
【解決手段】 モータ電流、およびモータ電圧を用いてブラシレスＤＣモータのコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定する。さらに複数のデュ−ティを用いて、デュ−ティ差と電流差を用いてコイル抵抗を算出する方法も含まれる。また、ロータ位置を検出し、その位置からインダクタンスを算出し、このインダクタンスに対応させてコイル抵抗から算出されたコイル温度を補正する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、温度センサを用いることなく、ＤＣモータのコイル温度を推定する方法、推定されたコイル温度に基づくＤＣモータ制御方法、およびそれらの装置に関する。

従来から、空気調和装置においては、モータにより駆動される圧縮機を有しているため、油が希釈して焼付きなどの原因になるというような不都合の発生を防止することが必要であり、このため、予熱運転をどこまで行うかの指標として圧縮機の内部温度を検出することが必要になる。

そして、この要求を実現するために、圧縮機の内部に熱電対などを挿入して内部温度を測定すると大幅なコストアップを招くので、圧縮機の吐出管温度を検出し、この温度から圧縮機の内部温度を推定することが提案され、実用に供されている。

圧縮機の吐出管温度から圧縮機の内部温度を推定する方法を採用した場合には、停止時の予熱運転時などには温度推定誤差が大きくなってしまうという不都合がある。

この不都合を解消するために、サーミスタを設けて直接に圧縮機の胴体温度を測定することが考えられるが、この場合には、コストアップを招いてしまうことになる。

モータにより駆動される他の装置においても同様の不都合がある。

この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、コストアップを招くことなく、正確にＤＣモータのコイル温度を推定することができる方法およびその装置を提供することを第１の目的とし、推定された温度に基づいてＤＣモータを制御する方法およびその装置を提供することを第２の目的としている。

請求項１のＤＣモータのコイル温度推定方法は、インバータの出力をＤＣモータに供給するモータ駆動システムにおいて、モータ電流、およびモータ電圧を用いてＤＣモータのコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定する方法である。

請求項２のＤＣモータのコイル温度推定方法は、複数のデューティーを用いて、デューティー差と電流差とを用いてＤＣモータのコイルの抵抗を算出する方法である。

請求項３のＤＣモータのコイル温度推定方法は、固定座標系を採用し、電気角を一定に設定して電圧を印加する方法である。

請求項４のＤＣモータのコイル温度推定方法は、少なくとも０．５秒以上同一デューティーを保持する方法である。

請求項５のＤＣモータのコイル温度推定方法は、シャント抵抗を用いてモータ電流を検出し、ＤＣモータの運転中よりも低いキャリア周波数でコイルの抵抗を算出する方法である。

請求項６のＤＣモータのコイル温度推定方法は、前記ＤＣモータとして圧縮機のケーシングの内部に設けられて圧縮機を駆動するものを採用する方法である。

請求項７のＤＣモータ制御方法は、請求項１から請求項６の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの温度を所定温度にする方法である。

請求項８のＤＣモータ制御方法は、請求項１から請求項６の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの起動までの時間間隔を設定する方法である。

請求項９のＤＣモータ制御方法は、請求項１から請求項６の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの運転制御方法を設定する方法である。

請求項１０のＤＣモータのコイル温度推定装置は、インバータの出力をＤＣモータに供給するモータ駆動システムにおいて、モータ電流、およびモータ電圧を用いてＤＣモータのコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定するコイル温度推定手段を含むものである。

請求項１１のＤＣモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、複数のデューティーを用いて、デューティー差と電流差とを用いてＤＣモータのコイルの抵抗を算出するものを採用するものである。

請求項１２のＤＣモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、固定座標系を採用し、電気角を一定に設定して電圧を印加するものを採用するものである。

請求項１３のＤＣモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、少なくとも０．５秒以上同一デューティーを保持するものを採用するものである。

請求項１４のＤＣモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、シャント抵抗を用いてモータ電流を検出し、ＤＣモータの運転中よりも低いキャリア周波数でコイルの抵抗を算出するものを採用するものである。

請求項１５のＤＣモータのコイル温度推定装置は、前記ＤＣモータとして、圧縮機のケーシングの内部に設けられて圧縮機を駆動するものを採用するものである。

請求項１６のＤＣモータ制御装置は、請求項１０から請求項１５の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの温度を所定温度にする制御手段を含むものである。

請求項１７のＤＣモータ制御装置は、請求項１０から請求項１５の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの起動までの時間間隔を設定する制御手段を含むものである。

請求項１８のＤＣモータ制御装置は、請求項１０から請求項１５の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの運転制御方法を設定する制御手段を含むものである。

請求項１９のＤＣモータのコイル温度推定方法は、インバータに含まれるトランジスタ、ダイオードによる電圧降下を補正してコイルの抵抗を算出する方法である。

請求項２０のＤＣモータのコイル温度推定方法は、キャリブレーションにより得られる値を用いてコイル温度を推定するに当たって、電源線の抵抗値に基づく補正を行う方法である
請求項２１のＤＣモータのコイル温度推定方法は、ＤＣモータのロータ位置を検出し、検出されたロータ位置からインダクタンスを算出し、算出したインダクタンスに対応させて、コイルの抵抗から算出されたコイル温度を補正する方法である。

請求項２２のＤＣモータのコイル温度推定方法は、前記モータ電流の検出を、ＯＮ時間もしくはＯＦＦ時間の中央で行う方法である。

請求項２３のＤＣモータのコイル温度推定方法は、前記モータ電流の検出を、ＰＡＭ回路を用いて所定電圧を出力している状態において行う方法である。

請求項２４のＤＣモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、インバータに含まれるトランジスタ、ダイオードによる電圧降下を補正してコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗からコイルの温度を推定するものを採用するものである。

請求項２５のＤＣモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、キャリブレーションにより得られる値を用いてコイル温度を推定するに当たって、電源線の抵抗値に基づく補正を行うものを採用するものである。

請求項２６のＤＣモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、ＤＣモータのロータ位置を検出し、検出されたロータ位置からインダクタンスを算出し、算出したインダクタンスに対応させて、コイルの抵抗から算出されたコイル温度を補正するものを採用するものである。

請求項２７のＤＣモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、前記モータ電流の検出を、ＯＮ時間もしくはＯＦＦ時間の中央で行うものを採用するものである。
請求項２８のＤＣモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、前記モータ電流の検出を、ＰＡＭ回路を用いて所定電圧を出力している状態において行うものを採用するものである。

請求項１の発明は、温度センサを用いることなく、コイル温度を高精度に推定することができるという特有の効果を奏する。

請求項２の発明は、ゼロ点を通る保証がない場合でも、抵抗を正確に算出することができ、ひいては、コイル温度の推定精度を高めることができるという特有の効果を奏する。

請求項３の発明は、演算誤差を少なくすることができるほか、請求項１または請求項２と同様の効果を奏する。

請求項４の発明は、平均化処理などにより精度を高めることができるほか、請求項２と同様の効果を奏する。

請求項５の発明は、算出精度を高めることができるほか、請求項１から請求項４の何れかと同様の効果を奏する。

請求項６の発明は、圧縮機の内部温度を推定することができるほか、請求項１から請求項５の何れかと同様の効果を奏する。

請求項７の発明は、起動前にＤＣモータの温度を正確に所定温度にすべくＤＣモータを制御することができるという特有の効果を奏する。

請求項８の発明は、ＤＣモータを起動するためのリトライ用に時間間隔を正確に設定することができるという特有の効果を奏する。

請求項９の発明は、ＤＣモータを起動するためのリトライ用に運転制御方法を設定することができるという特有の効果を奏する。

請求項１０の発明は、温度センサを用いることなく、コイル温度を高精度に推定することができるという特有の効果を奏する。

請求項１１の発明は、ゼロ点を通る保証がない場合でも、抵抗を正確に算出することができ、ひいては、コイル温度の推定精度を高めることができるという特有の効果を奏する。

請求項１２の発明は、演算誤差を少なくすることができるほか、請求項１０または請求項１１と同様の効果を奏する。

請求項１３の発明は、平均化処理などにより精度を高めることができるほか、請求項１１と同様の効果を奏する。

請求項１４の発明は、算出精度を高めることができるほか、請求項１０から請求項１３の何れかと同様の効果を奏する。

請求項１５の発明は、圧縮機の内部温度を推定することができるほか、請求項１０から請求項１４の何れかと同様の効果を奏する。

請求項１６の発明は、起動前にＤＣモータの温度を正確に所定温度にすべくＤＣモータを制御することができるという特有の効果を奏する。

請求項１７の発明は、ＤＣモータを起動するためのリトライ用に時間間隔を正確に設定することができるという特有の効果を奏する。

請求項１８の発明は、ＤＣモータを起動するためのリトライ用に運転制御方法を設定することができるという特有の効果を奏する。

請求項１９の発明は、推定精度を高めることができるほか、請求項１から請求項６の何れかと同様の効果を奏する。

請求項２０の発明は、推定精度を高めることができるほか、請求項１と同様の効果を奏する。

請求項２１の発明は、推定精度を高めることができるほか、請求項１９と同様の効果を奏する。

請求項２２の発明は、平均電流を検出していない場合であっても電流検出の精度低下を抑制することができるほか、請求項１から請求項６の何れかと同様の効果を奏する。

請求項２３の発明は、チョッピング音をなくすることができるほか、請求項１から請求項６の何れかと同様の効果を奏する。

請求項２４の発明は、推定精度を高めることができるほか、請求項１０から請求項１５の何れかと同様の効果を奏する。

請求項２５の発明は、推定精度を高めることができるほか、請求項１０と同様の効果を奏する。

請求項２６の発明は、推定精度を高めることができるほか、請求項２４と同様の効果を奏する。

請求項２７の発明は、平均電流を検出していない場合であっても電流検出の精度低下を抑制することができるほか、請求項１０から請求項１５の何れかと同様の効果を奏する。

請求項２８の発明は、チョッピング音をなくすることができるほか、請求項１０から請求項１５の何れかと同様の効果を奏する。

以下、添付図面を参照して、この発明のＤＣモータのコイル温度推定方法、ＤＣモータ制御方法およびそれらの装置の実施の形態を詳細に説明する。

図１はＤＣモータ駆動装置を概略的に示すブロック図である。

このＤＣモータ駆動装置は、３相交流電源１を入力とするコンバータ２と、コンバータ２の直流出力を入力とするインバータ３と、インバータ３の交流出力が供給されるＤＣモータ４と、ＤＣモータ４の回転子の磁極位置を基準としてインバータ３を制御するインバータ制御部５とを有している。そして、ＤＣモータ４のコイル温度を推定する温度推定部６を有している。

図２はインバータ制御部５の他の構成を示すブロック図である。

このインバータ制御部５は、インバータ３の直流側の電流と、インバータ３の直流側の電圧の分圧電圧とを入力として、インバータ３の各スイッチングトランジスタを制御するＰＷＭ指令を出力する。より具体的には、ＤＣモータの運動は電流、電圧、回転角度、機器定数からなるｄｑ軸モデルで記述されるので、このモデルをもとに、実測電流、電圧、機器定数から回転角度を算出することができ、その角度に応じたＰＷＭ指令を出力してインバータ３に供給することにより、ＤＣモータを効率よく駆動することができる。したがって、この場合には、ＤＣモータ４の回転子の磁極位置を受け取る必要がない。

図３は温度推定部６における処理の一例を説明するフローチャートである。
ステップＳＰ１において、インバータ３を制御して直流電流を出力してＤＣモータ４に供給し、ステップＳＰ２において、直流電流値を測定し、ステップＳＰ３において、既知の直流電圧値と測定した直流電流値とからＤＣモータ４のコイル抵抗値を算出し、ステップＳＰ４において、算出されたコイル抵抗値と予め測定されている抵抗温度特性とから温度を算出する。

具体的には、例えば図４に示すように、インバータ３のｕ相の＋側のスイッチングトランジスタとｖ相の−側のスイッチングトランジスタとをオンにしてＤＣモータ４の、Ｙ結線されたｕ相コイルおよびｖ相コイルに直流電流を供給する。

この場合に、ＤＣモータ４の回転子が回転しないように直流電流を設定することが好ましい。

このように直流電流が設定されれば、例えばオームの法則に基づく演算を行ってコイル抵抗値（２相分のコイルが直列接続された抵抗値）を算出することができ、算出されたコイル抵抗値（具体的には、算出されたコイル抵抗値の１／２）を予め測定されている抵抗温度特性に適用することによって、コイル温度を得ることができる。

以上の説明は、電圧電流特性がゼロ点を通るとの仮定に基づいている。しかし、実際には、電圧電流特性がゼロ点を通るとは限らず、ゼロ点を通らない場合には、上述のようにしてコイル抵抗値を算出すると誤差を含むことになってしまう。

このような不都合の発生を未然に防止するためには、例えば図５に示すように、デューティー比を変化させて、各デューティー比に対応させて直流電流値を測定する。そして、測定された複数の直流電流値と対応する電圧値（例えば、Ｖ０×デューティー比）とに基づいて電圧電流特性を得、得られた電圧電流特性の傾きをコイル抵抗として算出する（図６参照）。次いで、算出されたコイル抵抗を予め得られている抵抗温度特性に適用することにより正確なコイル温度を得ることができる（図７参照）。

図８は上記の処理を行なうための温度推定部６の構成を示すブロック図である。

この温度制御部６は、図５に示すように電流、電圧をステップ状に変化させて得られる電流の変化量ΔＩおよび電圧の変化量ΔＶを入力としてΔＶ／ΔＩの演算を行って抵抗値Ｒを算出する抵抗値算出部６ａと、算出された抵抗値Ｒを入力として、予め設定された温度―抵抗特性を用いて温度を得、推定温度として出力する温度テーブル６ｂとを有している。

また、これらの場合において、各デューティー比の継続時間を０．５秒以上に設定することが好ましく、平均化処理を施すことによって、直流電流値の精度を高めることができる。

さらに、前記の場合において、電圧の印加を回転座標系で行うこと、固定座標系で行うことが可能であるが、固定座標系で、しかも電気角一定で行うことが好ましく、座標変換などに起因する演算誤差を少なくすることができる。

また、騒音の観点からみれば、キャリア周波数を上げる方が騒音を小さくできるので、キャリア周波数を上げることが好ましく、具体的には、１０００Ｈｚ以上にすることが好ましい。

さらにまた、前記の場合において、直流電流の検出をシャント抵抗を用いて行うことが可能であるが、この場合には、ＤＣモータ４の運転中よりも低いキャリア周波数を採用して直流電流の検出（推定）を行うことにより、直流電流の検出精度を向上させることができる。

さらに説明すると、一般に空調機で使われているようなＤＣモータの仕様では、高効率狙いのため、抵抗値は非常に小さくなっている。そのため、抵抗値測定では非常にデューティーの小さな条件となる。したがって、シャント抵抗での電流測定では、最小時間制限にかからないようにキャリア周波数を下げる必要があり、ＤＣモータ４の運転中よりも低いキャリア周波数を採用して直流電流の検出（推定）を行うことにより、直流電流の検出精度を向上させることができる。

ただし、騒音の観点からみれば、キャリア周波数を上げる方が騒音を小さくできるので、シャント抵抗での電流測定に代えてＤＣＣＴを用いる電流測定を採用することが好ましく、キャリア周波数を上げて騒音を小さくすることができる。

例えば、図９中（Ａ）に対して、デューティーを一定に保持したままでキャリア周波数を１／５にすれば、図９中（Ｂ）に示すように、ＯＮ時間が長くなり、最小制限幅以上になる。

次いで、直流電流値の測定のシミュレーションの一例を説明する。

Ｔ周期において、例えば図１０に示すように、ｕ相電圧、ｖ相電圧、ｗ相電圧を設定すれば、これらの設定電圧に応じて電流をオンにすることができる。ここで、電流がオンの期間についてみれば、ｕ相電圧がオフ、ｖ相電圧がオンであり、ｗ相電圧がオンとオフとである。

そして、Ｔ／２周期分の電流波形は、例えば図１１に示すように、電流がオンの期間に電流値が増加し、他の期間に電流値が徐々に減少する波形となる。
したがって、Ｔ／２周期分の電流波形に基づく平均値を算出することにより、直流電流の測定値を得ることができる。
また、上記のコイル抵抗の算出においては、ダイオード、スイッチングトランジスタにおける電圧降下を無視しているが、これらの電圧降下を考慮することによって、コイル抵抗の算出精度を高めることができる。
さらに、上記のＤＣモータ４が、圧縮機のケーシングの内部に収容されて圧縮機を駆動するものである場合には、コイル温度が圧縮機の内部温度とほぼ等しいことを考慮すれば、簡単に圧縮機の内部温度を得ることができる。

図１２は温度推定値（温度実測値）を用いてモータ温度を所定温度（目標温度）に制御するための構成を示すブロック図であり、目標温度と実測温度との差を算出する減算部７１と、算出された差温度を入力としてＰＩ制御またはオンオフ制御を行なってＷ指令（ワット指令）を出力する制御部７２と、Ｗ指令を入力として動作することにより熱量を発生するヒータ７３と、ヒータ７３により昇温されるＤＣモータ７４とを有している。

したがって、ＤＣモータ７４の温度を目標温度にすることができる。

図１３は圧縮機停止時におけるモータ温度の制御方法を説明するフローチャートである。

ステップＳＰ１において、実測温度が閾値よりも低いか否かを判定し、実測温度が閾値よりも低いと判定された場合には、ステップＳＰ２において、ヒータをオンにし（ヒータに通電し）、ステップＳＰ３において、一定時間が経過すれば、再びステップＳＰ１の判定を行なう。

ステップＳＰ１において、実測温度が閾値以上であると判定された場合には、再びステップＳＰ１の判定を行なう。

したがって、ＤＣモータの温度を閾値に制御することができる。

図１４は圧縮機停止から再起動までの処理の一例を説明するフローチャートである。

ステップＳＰ１において、実測温度が閾値よりも低いか否かを判定し、ステップＳＰ１の判定において、実測温度が閾値より高いと判定された場合、吐出管温度目標値上限を低下させ、もしくは、再起動までのタイミングを設定し、再起動を行う。

ステップＳＰ１の判定において、実測温度が閾値よりも低いと判定された場合には、ステップＳＰ２において、圧縮機の吐出管温度目標値上限を低下させ、ステップＳＰ３において、再起動を行う。

したがって、例えば、異常加熱によって圧縮機が停止した場合には、圧縮機の吐出管温度目標値上限を低下させることにより運転エリアを狭くして、異常加熱が発生しないようにし、この状態で再起動することができる。

また、圧縮機が吐出管温度異常で停止した場合には、ＤＣモータのコイル温度を測定することにより、圧縮機の内部が異常加熱で危険な状態か否かを判断することができるので、判断結果に応じて再起動までのタイミングを設定することにより、異常加熱での損傷を回避することができる。

図１５は、トランジスタ、ダイオードの電圧降下を補正する処理の一例を説明するフローチャートである。

ステップＳＰ１において、例えば、図１６に示すように、インバータのＶ相の上アームのトランジスタ、およびＵ相の下アームのトランジスタを導通させてＤＣモータの固定子巻線に通電し、この状態において電流値を計測する。

ステップＳＰ２において、計測した電流値、および図１７中に（Ａ）（Ｂ）で示す定格特性を用いてトランジスタ、ダイオードの電圧降下Ｖｔ、Ｖｄを算出する。

ステップＳＰ３において、ＤＣ電圧にデューティー比を乗算して補正前の電圧Ｖ０を算出する。

ステップＳＰ４において、補正前の電圧Ｖ０からトランジスタ、ダイオードの電圧降下Ｖｔ、Ｖｄを減算してインバータの出力電圧を算出する。

以上のようにして、正確なインバータ出力電圧が得られた後は、上述のようにコイル抵抗を精度よく算出し、ひいてはコイル温度を精度よく推定することができる。

また、測定された（あるいは算出された）コイル抵抗値Ｒからコイル温度Ｔを算出する場合には、キャリブレーションによって決まる定数ａ、ｂを用いてＴ＝ａ×Ｒ＋ｂの演算を行えばよい。

ここで、キャリブレーション時の温度をｔ₀、キャリブレーション時の測定抵抗値をＲ_t0、機種毎に異なる定数をα、電源線の抵抗値（カタログ値、測定値など）をβとした場合には、
ａ＝｛１／（Ｒ_t0−β）｝｛（１／α）＋（ｔ₀−２０）｝
ｂ＝ｔ₀−ａ×Ｒ_t0
を採用することが好ましく、電源線の抵抗値の影響を補正して、温度推定精度を高めることができる。

図１８はインダクタンス値を補正して温度推定を行う処理の一例を説明するフローチャートである。

ステップＳＰ１において、従来公知の方法を採用してＤＣモータのロータ位置を検出する。

ステップＳＰ２において、検出したロータ位置から、従来公知の方法を採用して温度検知に使用する相のインダクタンスＬを算出する。

ステップＳＰ３において、図１９に示すような、インダクタンスＬと算出温度との関係を用いて、予めインダクタンスＬによる温度補正値ΔＴを求めておき、抵抗値のみから求めた温度をＴ₀とするとき、Ｔ₀＋ΔＴの演算を行って温度を算出する。

ロータの内部に永久磁石を埋め込んでなるＤＣモータ、ＳＲＭモータなどでは、インダクタンスＬが大きくなると電流振幅が小さくなり、インダクタンスＬが小さくなると電流振幅が大きくなるように、インダクタンスＬが電流値に影響を及ぼし、定格特性上の動作点が変動した状態になるので、上述のように補正処理を行うことにより、温度推定精度を高めることができる。

さらに、上記の電流値の検出に当たっては、例えば、図２０に示すように、ＯＮ時間もしくはＯＦＦ時間の中央（例えば、ＯＮ時間の１／２の時点もしくはＯＦＦ時間の１／２の時点）で電流測定を行うことが好ましい。

この電流測定の測定は、平均電流を測定していない場合に有効であり、電流測定のばらつきを大幅に抑制することができる。

さらにまた、図２１に示すように、ＰＡＭ回路を用いて５Ｖ程度の電圧を出力することによって、インバータのトランジスタのスイッチングを行うことなく電流測定を行うことが好ましく、チョッピング音の発生を防止することができる。

ＤＣモータ駆動装置を概略的に示すブロック図である。 インバータ制御部の他の構成を示すブロック図である。 温度推定部６における処理の一例を説明するフローチャートである。 直流電流供給の一例を示す図である。 デューティー比を変化させて、各デューティー比に対応させて直流電流値を測定することを説明する図である。 測定された複数の直流電流値と対応する電圧値とに基づいて電圧電流特性を得、得られた電圧電流特性の傾きをコイル抵抗として算出することを説明する図である。 算出されたコイル抵抗を予め得られている抵抗温度特性に適用することにより正確なコイル温度を得ることを説明する図である。 温度推定部の構成を示すブロック図である。 デューティーを変化させることなくキャリア周波数を１／５にした状態を示す波形図である。 直流電流値の測定のシミュレーションのために電流をオンにすることを説明する図である。 直流電流波形を示す図である。 温度推定値（温度実測値）を用いてモータ温度を所定温度（目標温度）に制御するための構成を示すブロック図である。 圧縮機停止時におけるモータ温度の制御方法を説明するフローチャートである。 圧縮機停止から再起動までの処理の一例を説明するフローチャートである。 トランジスタ、ダイオードの電圧降下を補正する処理を説明するフローチャートである。 電流経路の一例を示す図である。 トランジスタ、ダイオードの定格特性の一例を示す図である。 ロータ位置により定まるインダクタンスに基づく温度補正を説明するフローチャートである。 インダクタンスと算出温度との関係の一例を示す図である。 コイル温度測定時の電流波形の一例を示す図である。 ＰＡＭ回路を用いるモータ駆動装置の一例を示す電気回路図である。

符号の説明

３ インバータ ４ ＤＣモータ
６ 温度推定部

Claims (28)

1. インバータの出力をＤＣモータに供給するモータ駆動システムにおいて、
   モータ電流、およびモータ電圧を用いてＤＣモータのコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定することを特徴とするＤＣモータのコイル温度推定方法。
2. 複数のデューティーを用いて、デューティー差と電流差とを用いてＤＣモータのコイルの抵抗を算出する請求項１に記載のＤＣモータのコイル温度推定方法。
3. 固定座標系を採用し、電気角を一定に設定して電圧を印加する請求項１または請求項２に記載のＤＣモータのコイル温度推定方法。
4. 少なくとも０．５秒以上同一デューティーを保持する請求項２に記載のＤＣモータのコイル温度推定方法。
5. シャント抵抗を用いてモータ電流を検出し、ＤＣモータの運転中よりも低いキャリア周波数でコイルの抵抗を算出する請求項１から請求項４の何れかに記載のＤＣモータのコイル温度推定方法。
6. 前記ＤＣモータは、圧縮機のケーシングの内部に設けられて圧縮機を駆動するものである請求項１から請求項５の何れかに記載のＤＣモータのコイル温度推定方法。
7. 請求項１から請求項６の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの温度を所定温度にすることを特徴とするＤＣモータ制御方法。
8. 請求項１から請求項６の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの起動までの時間間隔を設定することを特徴とするＤＣモータ制御方法。
9. 請求項１から請求項６の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの運転制御方法を設定することを特徴とするＤＣモータ制御方法。
10. インバータ（３）の出力をＤＣモータ（４）に供給するモータ駆動システムにおいて、
    モータ電流、およびモータ電圧を用いてＤＣモータ（４）のコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定するコイル温度推定手段（６）を含むことを特徴とするＤＣモータのコイル温度推定装置。
11. 前記コイル温度推定手段（６）は、複数のデューティーを用いて、デューティー差と電流差とを用いてＤＣモータ（４）のコイルの抵抗を算出するものである請求項１０に記載のＤＣモータのコイル温度推定装置。
12. 前記コイル温度推定手段（６）は、固定座標系を採用し、電気角を一定に設定して電圧を印加するものである請求項１０または請求項１１に記載のＤＣモータのコイル温度推定装置。
13. 前記コイル温度推定手段（６）は、少なくとも０．５秒以上同一デューティーを保持するものである請求項１１に記載のＤＣモータのコイル温度推定装置。
14. 前記コイル温度推定手段（６）は、シャント抵抗を用いてモータ電流を検出し、ＤＣモータの運転中よりも低いキャリア周波数でコイルの抵抗を算出するものである請求項１０から請求項１３の何れかに記載のＤＣモータのコイル温度推定装置。
15. 前記ＤＣモータ（４）は圧縮機のケーシングの内部に設けられて圧縮機を駆動するものである請求項１０から請求項１４の何れかに記載のＤＣモータのコイル温度推定装置。
16. 請求項１０から請求項１５の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの温度を所定温度にする制御手段を含むことを特徴とするＤＣモータ制御装置。
17. 請求項１０から請求項１５の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの起動までの時間間隔を設定する制御手段を含むことを特徴とするＤＣモータ制御装置。
18. 請求項１０から請求項１５の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、ＤＣモータの運転制御方法を設定する制御手段を含むことを特徴とするＤＣモータ制御装置。
19. インバータに含まれるトランジスタ、ダイオードによる電圧降下を補正してコイルの抵抗を算出する請求項１から請求項６の何れかに記載のＤＣモータのコイル温度推定方法。
20. キャリブレーションにより得られる値を用いてコイル温度を推定するに当たって、電源線の抵抗値に基づく補正を行う請求項１に記載のＤＣモータのコイル温度推定方法。
21. ＤＣモータのロータ位置を検出し、検出されたロータ位置からインダクタンスを算出し、算出したインダクタンスに対応させて、コイルの抵抗から算出されたコイル温度を補正する請求項１９に記載のＤＣモータのコイル温度推定方法。
22. 前記モータ電流の検出を、ＯＮ時間もしくはＯＦＦ時間の中央で行う請求項１から請求項６の何れかに記載のＤＣモータのコイル温度推定方法。
23. 前記モータ電流の検出を、ＰＡＭ回路を用いて所定電圧を出力している状態において行う請求項１から請求項６の何れかに記載のＤＣモータのコイル温度推定方法。
24. 前記コイル温度推定手段（６）は、インバータに含まれるトランジスタ、ダイオードによる電圧降下を補正してコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗からコイルの温度を推定するものである請求項１０から請求項１５の何れかに記載のＤＣモータのコイル温度推定装置。
25. 前記コイル温度推定手段（６）は、キャリブレーションにより得られる値を用いてコイル温度を推定するに当たって、電源線の抵抗値に基づく補正を行うものである請求項１０に記載のＤＣモータのコイル温度推定装置。
26. 前記コイル温度推定手段（６）は、ＤＣモータのロータ位置を検出し、検出されたロータ位置からインダクタンスを算出し、算出したインダクタンスに対応させて、コイルの抵抗から算出されたコイル温度を補正するものである請求項１０に記載のＤＣモータのコイル温度推定装置。
27. 前記コイル温度推定手段（６）は、前記モータ電流の検出を、ＯＮ時間もしくはＯＦＦ時間の中央で行うものである請求項１０から請求項１５の何れかに記載のＤＣモータのコイル温度推定装置。
28. 前記コイル温度推定手段（６）は、前記モータ電流の検出を、ＰＡＭ回路を用いて所定電圧を出力している状態において行うものである請求項１０から請求項１５の何れかに記載のＤＣモータのコイル温度推定装置。
    
    
    
    
    

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