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JP2006158089A - Motor control device - Google Patents

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JP2006158089A
JP2006158089A JP2004344807A JP2004344807A JP2006158089A JP 2006158089 A JP2006158089 A JP 2006158089A JP 2004344807 A JP2004344807 A JP 2004344807A JP 2004344807 A JP2004344807 A JP 2004344807A JP 2006158089 A JP2006158089 A JP 2006158089A
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JP
Japan
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motor
input current
control device
value
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004344807A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Kawamura
祥郎 川村
Takuji Amano
拓司 天野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2004344807A priority Critical patent/JP2006158089A/en
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control device that can maintain drive without stopping a motor 600 by performing overheat protection drive even if an input current sensor 200 is abnormal. <P>SOLUTION: The motor control device is provided with a control means 700 that controls an inverter of the motor 600 by being fed with power from a power supply 100, and also characterized by comprising: the input current sensor 200 that detects an input current fed from the power supply 100 and generates a detected value; an input current estimation means that obtains an estimation value of the input current fed from the power supply 100 by using at least one of a control amount with which the control means 700 controls the motor 600, and an operation amount that indicates the operation state of the motor 600; and a switching means that determines the operation state of the input current sensor 200 and switches a first overheat protection operation mode at a sensor normal time obtained by using the detected value by the input current sensor 200, and a second overheat protection operation mode at a sensor abnormal time obtained by using the estimation value by the input current estimation means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、モータのインバータ制御を行うモータ制御装置に関し、特に、モータの過熱保護運転を行うモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device that performs inverter control of a motor, and more particularly to a motor control device that performs an overheat protection operation of a motor.

ところで、インバータ制御されるモータに異常が発生した場合に、インバータ制御回路は、モータ電流等を検出してモータ駆動回路(インバータ等)とモータとを切り離し、モータを停止させている(例えば、特許文献1参照)。   By the way, when an abnormality occurs in the inverter-controlled motor, the inverter control circuit detects the motor current and the like, disconnects the motor drive circuit (inverter and the like) and the motor, and stops the motor (for example, patent Reference 1).

また、外部電源よりモータ駆動回路に供給される入力電流を検出して、異常な電流入力がある場合に、モータを停止させる装置がある。
特開昭58−222797号公報
There is also a device that detects an input current supplied from an external power source to a motor drive circuit and stops the motor when there is an abnormal current input.
JP 58-2222797 A

いずれの場合にも、異常時には、例えば過熱保護のためにモータを停止させており、モータによって駆動されるシステムも停止させてしまう。   In any case, at the time of abnormality, for example, the motor is stopped for overheat protection, and the system driven by the motor is also stopped.

その際、入力電流センサが故障して異常な電流を検出する場合に、システムが正常に動作できる状況であっても同じようにモータを停止させており、モータによって駆動されるシステムも停止してしまう。   At that time, when the input current sensor fails and detects abnormal current, the motor is stopped in the same way even if the system can operate normally, and the system driven by the motor also stops. End up.

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、入力電流センサが異常となっても過熱保護運転を行うことで、モータを停止させず運転を維持することが可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a motor control device capable of maintaining the operation without stopping the motor by performing the overheat protection operation even when the input current sensor becomes abnormal. The purpose is to do.

本発明は、上記目的を達成するため、請求項1ないし請求項7に記載の技術的手段を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention employs technical means described in claims 1 to 7.

請求項1に記載の本発明のモータ制御装置によれば、電源の供給を受けてモータをインバータ制御する制御手段を備えたモータ制御装置であって、
電源より供給される入力電流を検出して検出値を生じる入力電流センサと、制御手段は、
モータを制御する制御量、およびモータの作動状態を示す作動量の少なくとも1つを用いて、電源より供給される入力電流の推定値を求める入力電流推定手段と、入力電流センサの作動状態を判定して、入力電流センサによる検出値を用いたセンサ正常時の第1の過熱防止運転モードと、入力電流推定手段による推定値を用いたセンサ異常時の第2の過熱防止運転モードとを切り替える切替手段とを有することを特徴とする。
According to the motor control device of the present invention as set forth in claim 1, the motor control device includes a control unit that receives power supply and performs inverter control of the motor.
The input current sensor that detects the input current supplied from the power source and generates a detection value, and the control means,
Using at least one of a control amount for controlling the motor and an operation amount indicating the operation state of the motor, input current estimation means for obtaining an estimated value of the input current supplied from the power source, and determining the operation state of the input current sensor Then, switching to switch between the first overheat prevention operation mode when the sensor is normal using the detection value by the input current sensor and the second overheat prevention operation mode when the sensor is abnormal using the estimation value by the input current estimation means Means.

それにより、本発明では、入力電流センサの異常時にも、入力電流を推定して入力電流の代用値(推定値)を用いることで、モータを継続して作動させることが可能となる。しかも、モータの異常過熱が予想される場合には、センサ正常時の第1の過熱防止運転モードからセンサ異常時用に設けた第2の過熱防止運転モードに切り替えることで、センサ正常時とは異なる過熱防止運転を行い、モータを過負荷から保護し、異常加熱を確実に抑えることが可能になる。   Accordingly, in the present invention, even when the input current sensor is abnormal, it is possible to continuously operate the motor by estimating the input current and using the substitute value (estimated value) of the input current. In addition, when abnormal overheating of the motor is expected, switching from the first overheat prevention operation mode when the sensor is normal to the second overheat prevention operation mode provided for the sensor abnormality, Different overheat prevention operations can be performed to protect the motor from overload and to reliably suppress abnormal heating.

請求項2に記載の発明によれば、入力電流推定手段は、電源より供給される入力電流の推定に際して、この入力電流を大きく見込む安全率を加えて、推定値を求めるようにしたことで、モータ負荷の増加に対して推定値を正常時より早めに大きくし、センサ正常時より早めにセンサ異常時の第2の過熱防止運転モードに切り替えるようにすることが可能となる。それによって、センサ異常時にも安全にモータを作動させることが可能になる。   According to the second aspect of the present invention, the input current estimation means obtains an estimated value by adding a safety factor that greatly anticipates the input current when estimating the input current supplied from the power source. It is possible to increase the estimated value earlier than normal when the motor load increases, and to switch to the second overheat prevention operation mode when the sensor is abnormal earlier than when the sensor is normal. Thereby, the motor can be operated safely even when the sensor is abnormal.

請求項3に記載の発明によれば、前記入力電流推定手段は、
推定値=N×T/VM/η×SK
但し、Nはモータ回転数、Tは出力トルク、VMは電源電圧、ηはモータ・コンプレッサ効率、SKは安全率
で表される数式を用いて、入力電流の推定値を求めることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the input current estimation means is
Estimated value = N × T / VM / η × SK
However, N is a motor rotation speed, T is an output torque, VM is a power supply voltage, η is a motor / compressor efficiency, and SK is an estimated value of an input current, which is expressed by a safety factor. .

それにより、本発明では、入力電流を推定するために特別センサを追加することなく、制御手段において取得可能なモータを制御する制御量およびモータの作動状態を示す作動量を用いて、推定値を求めることが可能になる。   Accordingly, in the present invention, the estimated value is obtained by using the control amount for controlling the motor that can be acquired by the control means and the operation amount indicating the operation state of the motor without adding a special sensor for estimating the input current. It becomes possible to ask.

請求項4に記載の発明によれば、モータ・コンプレッサ効率ηを示すデータは、予め求めたデータマップからモータの運転条件に応じて選択されることで、制御手段はデータマップから迅速にモータ・コンプレッサ効率ηのデータを入手可能となり、制御手段において入力電流値の推定を迅速化することが可能になる。   According to the fourth aspect of the present invention, the data indicating the motor / compressor efficiency η is selected from the data map determined in advance according to the motor operating conditions, so that the control means can quickly Data on the compressor efficiency η can be obtained, and the control means can quickly estimate the input current value.

請求項5に記載の発明によれば、切替手段は、入力電流センサの正常もしくは異常の判断に際し、モータの無負荷状態における入力電流と異常入力電流判定値との比較結果、およびモータの安定負荷時における検出値と該当運転条件での異常入力電流判定値との比較結果の少なくとも一方を用いて行うことを特徴とする。   According to the fifth aspect of the present invention, the switching means determines whether the input current sensor is normal or abnormal, the comparison result between the input current in the no-load state of the motor and the abnormal input current determination value, and the stable load of the motor. It is performed using at least one of the comparison results between the detected value at the time and the abnormal input current determination value under the corresponding operation condition.

それにより、無負荷状態もしくは特定の負荷状態の入力電流の大きさを判定することで、入力電流センサの正常もしくは異常を、より確実に判断することが可能になる。   Thereby, it is possible to more reliably determine whether the input current sensor is normal or abnormal by determining the magnitude of the input current in the no-load state or the specific load state.

請求項6に記載の発明によれば、第1の過熱防止運転モードとは、検出値が所定閾値を超えるとき、モータの異常過熱を抑える運転モードであり、また請求項7に記載の発明によれば、第2の過熱防止運転モードとは、入力電流推定手段の推定値が所定閾値を超えるとき、モータの異常過熱を抑える運転モードである。両モードとも共通の所定閾値とすることで、両者の制御特性や運転領域の関係付けが容易となり、両モードの切り替え制御がし易くなる。   According to the invention described in claim 6, the first overheat prevention operation mode is an operation mode for suppressing abnormal overheating of the motor when the detected value exceeds a predetermined threshold value. Therefore, the second overheat prevention operation mode is an operation mode for suppressing abnormal overheating of the motor when the estimated value of the input current estimation means exceeds a predetermined threshold value. By setting a predetermined threshold value common to both modes, it is easy to relate the control characteristics and operation areas of both modes, and it is easy to control switching between both modes.

以下、本発明のモータ制御装置の一実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the motor control device of the present invention will be described.

本実施形態では、本発明のモータ制御装置を、ヒートポンプ式給湯装置のヒートポンプサイクルにおける電動圧縮機のモータの制御装置に適用した場合を例として説明するが、本発明は、給湯装置以外の用途にも適用可能である。   In the present embodiment, the motor control device of the present invention will be described as an example in which the motor control device of the present invention is applied to a motor control device of an electric compressor in a heat pump cycle of a heat pump type hot water supply device. Is also applicable.

図1は、モータ制御装置を含む給湯制御システムの概略構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a hot water supply control system including a motor control device.

図1において、外部電源100として、例えば200Vの商用電源から電源供給され、後段のモータ駆動回路に供給される入力電流を検出する入力電流センサ200を備える。この入力電流センサ200は、本例では入力線L1に直列接続されたトランス201と、その2次コイル201a側に誘起された交流信号を整流して直流レベルの電流検出信号(つまり検出値)に変換する処理回路202とから構成されている。なお、入力電流センサ200としては、このトランス方式以外にも入力線L1からの誘導電流を検出する間接検出方式など、他の構成であってもよい。   In FIG. 1, the external power source 100 includes an input current sensor 200 that is supplied with power from, for example, a commercial power supply of 200 V and detects an input current supplied to the motor drive circuit at the subsequent stage. In this example, the input current sensor 200 rectifies an alternating current signal induced on the secondary coil 201a side of the transformer 201 connected in series to the input line L1 and generates a direct current detection signal (ie, a detection value). And a processing circuit 202 for conversion. The input current sensor 200 may have other configurations besides the transformer method, such as an indirect detection method that detects an induced current from the input line L1.

外部電源100からの交流電圧が入力線L1を介してAC/DCコンバータ部300に入力され、ここで直流電圧に変換されて母線L2を介してインバータ部500に入力される。インバータ部500は、図1中にU相を例示したように、上側アームと下側アームとにそれぞれ電力スイッチ(U1、・・・)と(U2、・・・)とを有し、後述する制御装置700からの制御信号に基いて、モータ600のステータコイルの各相(U相、V相、W相)に所望周波数の電圧を印加し、磁石を埋設したロータが回転駆動される。このモータ600は、ここでは4極3相(U、V、W)の同期モータである。   An AC voltage from the external power supply 100 is input to the AC / DC converter unit 300 via the input line L1, where it is converted to a DC voltage and input to the inverter unit 500 via the bus L2. As illustrated in FIG. 1, the inverter unit 500 includes power switches (U1,...) And (U2,...) On the upper arm and the lower arm, respectively, which will be described later. Based on a control signal from the control device 700, a voltage having a desired frequency is applied to each phase (U phase, V phase, W phase) of the stator coil of the motor 600, and the rotor in which the magnet is embedded is rotationally driven. Here, the motor 600 is a four-pole three-phase (U, V, W) synchronous motor.

また、一対の母線L2、L3間には、AC/DCコンバータ部300から出力されるリップル成分を含む直流電圧を平滑する平滑手段のコンデンサ400、例えば電解コンデンサやスナバコンデンサとしてのフィルムコンデンサが接続されている。   Further, between the pair of buses L2 and L3, a capacitor 400 of smoothing means for smoothing a DC voltage including a ripple component output from the AC / DC converter unit 300, for example, a film capacitor as an electrolytic capacitor or a snubber capacitor is connected. ing.

制御装置700は、マイコン、メモリ700a、および入出力回路、等から構成され、入力電流センサ200の入力電流情報S1、母線L2、L3間の電圧情報S2、および少なくとも2相、ここではU相とW相の電流情報S3を取り込み、例えば利用者の指示を受ける指示部900からの指令情報S4に従って、インバータ部500を制御し、モータ600(つまり電動圧縮機)の作動状態を制御する。また制御装置700が過熱防止運転モードに入ると、表示装置1000によりその旨を利用者に通知する。   The control device 700 includes a microcomputer, a memory 700a, an input / output circuit, and the like. The control device 700 includes input current information S1 of the input current sensor 200, voltage information S2 between the buses L2 and L3, and at least two phases, here U phase. For example, the inverter unit 500 is controlled in accordance with the command information S4 from the instruction unit 900 which receives the W-phase current information S3 and receives an instruction from the user, and the operation state of the motor 600 (that is, the electric compressor) is controlled. When the control device 700 enters the overheat prevention operation mode, the display device 1000 notifies the user to that effect.

ヒートポンプ式給湯装置のヒートポンプサイクル800は、モータ600によって駆動される圧縮機600a、給湯用熱交換器(水冷媒熱交換器)801、減圧手段802、アキュームレータ803、室外熱交換器(熱源用熱交換器)804、および内部熱交換器805を冷媒配管で環状に接続されることで構成され、高温高圧冷媒からの熱および室外からの熱を、給湯用熱交換器801を通して給湯側に提供している。ここで、圧縮機600aは、内蔵する同期モータ600によって負荷としての冷媒の圧縮機構が運転されて、気相冷媒を臨界圧力以上まで圧縮して吐出する電動圧縮機である。   A heat pump cycle 800 of a heat pump hot water supply apparatus includes a compressor 600a driven by a motor 600, a hot water supply heat exchanger (water refrigerant heat exchanger) 801, a decompression means 802, an accumulator 803, an outdoor heat exchanger (heat source heat exchange). 804) and the internal heat exchanger 805 are connected in a ring shape with refrigerant piping, and provide heat from the high-temperature and high-pressure refrigerant and heat from the outside to the hot water supply side through the hot water heat exchanger 801. Yes. Here, the compressor 600a is an electric compressor that compresses and discharges a gas-phase refrigerant to a critical pressure or higher by operating a refrigerant compression mechanism as a load by a built-in synchronous motor 600.

次に、本発明の特徴となる入力電流センサ200の正常時もしくは異常時(つまり故障時)の過熱防止運転特性について、図2を用いて説明する。   Next, overheat prevention operation characteristics when the input current sensor 200 is normal or abnormal (that is, at the time of failure), which is a feature of the present invention, will be described with reference to FIG.

図2において、特性Aは、モータ負荷Lと、入力電流センサ200で求めた入力電流値iINとの関係を示す特性図であり、入力電流値iINが、過負荷保護機能、特に過熱防止機能の動作開始を示す予め定めた閾値iXを超えると、モータ600の異常発熱を抑える(または下げる)ための過熱防止運転(つまり第1の過熱防止運転モード)を行うことを示す。領域Iは、この入力電流センサ200の正常時の第1の過熱防止運転領域を示す。   In FIG. 2, a characteristic A is a characteristic diagram showing a relationship between the motor load L and the input current value iIN obtained by the input current sensor 200. The input current value iIN is an overload protection function, particularly an overheat prevention function. When a predetermined threshold value iX indicating the start of operation is exceeded, this indicates that an overheat prevention operation (that is, a first overheat prevention operation mode) for suppressing (or lowering) abnormal heat generation of the motor 600 is performed. A region I indicates a first overheat prevention operation region when the input current sensor 200 is normal.

特性Bは、モータ負荷Lと、後述する入力電流推定式で求めた入力電流推定値iINX(検出値)との関係を示す特性図であり、入力電流推定値iINXが、過負荷保護機能、特に過熱防止機能の動作開始を示す閾値iXを超えると、モータ600の異常発熱を抑える(または下げる)ための過熱防止運転(つまり第2の過熱防止運転モード)を行うことを示す。領域IIは、この入力電流センサ200の異常時の第2の過熱防止運転領域を示す。   A characteristic B is a characteristic diagram showing a relationship between the motor load L and an input current estimated value iINX (detected value) obtained by an input current estimation formula to be described later. The input current estimated value iINX is an overload protection function, particularly When the threshold value iX indicating the start of operation of the overheat prevention function is exceeded, this indicates that an overheat prevention operation (that is, the second overheat prevention operation mode) for suppressing (or reducing) the abnormal heat generation of the motor 600 is performed. Region II shows a second overheat prevention operation region when the input current sensor 200 is abnormal.

入力電流センサ200の異常時、例えば、トランス201や処理回路202に不具合が生じた場合には、入力電流値iINを正確に把握できなくなるため、推定値iINXの算出に際して安全率、すなわちモータ負荷Lの増加に対して早めに過熱防止運転に入るように、特性Aに比べて左方向(低負荷側)にシフトさせ、かつ勾配を高くしている。それにより、システムが正常作動できる状態にある場合には、このセンサ200が異常となってもモータ600を停止させず、モータ600を作動継続させるものの、特性Bとすることで、モータ異常過熱を確実に防止することが可能になる。   When the input current sensor 200 is abnormal, for example, when a malfunction occurs in the transformer 201 or the processing circuit 202, the input current value iIN cannot be accurately grasped. Therefore, when calculating the estimated value iINX, the safety factor, that is, the motor load L As compared with the characteristic A, the shift is made to the left (low load side) and the gradient is made higher so that the overheat prevention operation can be started earlier with respect to the increase in. Thereby, when the system is in a state where it can operate normally, even if the sensor 200 becomes abnormal, the motor 600 is not stopped and the motor 600 continues to operate. It becomes possible to prevent reliably.

なお、モータ負荷Lは、モータ600の電力が相当し、モータ600にかかる電圧と電流の積である。また、閾値iXは、モータ600本来の能力や構造によって決まる過負荷保護のための設定値である。   The motor load L corresponds to the electric power of the motor 600, and is the product of the voltage and current applied to the motor 600. The threshold value iX is a set value for overload protection that is determined by the original capability and structure of the motor 600.

次に、図1に示す制御装置700の作動を、図3を用いて説明する。   Next, the operation of the control device 700 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

図3は、入力電流センサ200の作動状態、つまり正常か否かに応じて、図2に示す特性Aまたは特性Bに従って作動するフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart for operating according to the characteristic A or the characteristic B shown in FIG.

まず、入力電流センサ200が正常なときには、この入力電流センサ200から電流値iINを取得し(ステップ711、712)、電流値iINが閾値iX以内のときには、通常運転を行わせる(ステップ713、714)。つまり、母線L2、L3間の電圧情報S2、およびU相とW相の電流情報S3を取り込み、指示部900からの指令情報S4に従って、インバータ部500を制御し、モータ600に与える電圧や周波数を制御してその作動状態を制御する。   First, when the input current sensor 200 is normal, the current value iIN is acquired from the input current sensor 200 (steps 711 and 712). When the current value iIN is within the threshold value iX, normal operation is performed (steps 713 and 714). ). That is, the voltage information S2 between the buses L2 and L3 and the current information S3 of the U phase and the W phase are fetched, the inverter unit 500 is controlled according to the command information S4 from the instruction unit 900, and the voltage and frequency applied to the motor 600 are determined. To control its operating state.

他方、電流値iINが閾値iXを超えたときには、第1の過熱防止運転(第1の過熱防止運転モード)を行わせると共に、その旨を利用者に通知する(ステップ713、715)。つまり、電流値iINが領域Iにあるときには、モータ600の回転数Nを所定値だけ下げるようにインバータ部500を制御し、それでもまだ電流値iINが領域Iにあるときには、さらに回転数Nを所定値だけ下げるようにインバータ部500を制御し、電流値iINが領域Iを下回るまで繰り返し制御する。   On the other hand, when the current value iIN exceeds the threshold value iX, the first overheat prevention operation (first overheat prevention operation mode) is performed and the user is notified of this (steps 713 and 715). That is, when the current value iIN is in the region I, the inverter unit 500 is controlled so as to decrease the rotational speed N of the motor 600 by a predetermined value. If the current value iIN is still in the region I, the rotational speed N is further determined. The inverter unit 500 is controlled so as to decrease the value, and is repeatedly controlled until the current value iIN falls below the region I.

一方、入力電流センサ200が異常(つまり故障)のときには、後述する推定算出により入力電流推定値iINXを取得し(ステップ711、716)、推定値iINXが閾値iX以内のときには、ステップ714と同じ通常運転を行わせる(ステップ717、714)。   On the other hand, when the input current sensor 200 is abnormal (that is, failure), the input current estimated value iINX is obtained by estimation calculation described later (steps 711 and 716). When the estimated value iINX is within the threshold value iX, the same normal as step 714 is performed. Driving is performed (steps 717 and 714).

他方、推定値iINXが閾値iXを超えたときには、第2の過熱防止運転(第2の過熱防止運転モード)を行わせると共に、その旨を利用者に通知する(ステップ717、718)。つまり、推定値iINXが領域IIにあるときには、モータ600の回転数Nを所定値だけ下げるようにインバータ部500を制御し、それでもまだ推定値iINXが領域IIにあるときには、さらに回転数Nを所定値だけ下げるようにインバータ部500を制御し、推定値iINXが領域IIを下回るまで繰り返し制御する。   On the other hand, when the estimated value iINX exceeds the threshold value iX, the second overheat prevention operation (second overheat prevention operation mode) is performed and the fact is notified to the user (steps 717 and 718). That is, when the estimated value iINX is in the region II, the inverter unit 500 is controlled so as to lower the rotational speed N of the motor 600 by a predetermined value. If the estimated value iINX is still in the region II, the rotational speed N is further set to the predetermined value. The inverter unit 500 is controlled so as to decrease the value, and is repeatedly controlled until the estimated value iINX falls below the region II.

その際、ステップ715と同じように回転数Nを所定値ずつ下げてもよいが、正常時の所定値よりさらに回転数Nの下げ幅を大きくして過熱防止運転の応答性を高めるようにし、センサ異常時の異常加熱を早めにかつ確実に抑えるようにしてもよい。   At that time, the rotational speed N may be decreased by a predetermined value in the same manner as in Step 715, but the rotational speed N is further increased from the normal value to increase the response of the overheat prevention operation. You may make it suppress the abnormal heating at the time of sensor abnormality early and reliably.

また、ステップ715、または718において、第1、または第2の過熱防止運転を開始すると共に、利用者に対してモータ600の負荷が上昇していることを警報器や表示装置1000を用いて通知するようにしており、現在が第1、または第2の過熱防止運転モードにあることを知らしめ、利用者に給湯装置の使用に対して注意を喚起することができる。   In step 715 or 718, the first or second overheat prevention operation is started and the user is notified that the load of the motor 600 is increasing using the alarm device or the display device 1000. It is possible to inform the user that the current operation is in the first or second overheat prevention operation mode and to alert the user to the use of the hot water supply device.

この図3に示す処理が、本発明の請求項1に記載の切替手段に相当する。   The processing shown in FIG. 3 corresponds to the switching means described in claim 1 of the present invention.

ここで、図3に示すステップ711は、入力電流センサ200のセンサ作動状態判定手段を構成し、入力電流センサ200が正常か否かを判定している。   Here, step 711 shown in FIG. 3 constitutes a sensor operating state determination unit of the input current sensor 200 and determines whether or not the input current sensor 200 is normal.

実際には、マイコンの別ルーチンにおいて、定期的もしくは所定優先順位の割込み処理にて入力電流センサ200が正常か否かを複数の確認モードで判定し、各確認モードの判定結果をメモリ700aに記憶しておく。ステップ711では、それらの判定結果を記憶されたメモリデータから確認し、少なくとも1つでも異常モードがあれば異常と判定している。ちなみに、入力電流センサ200の作動状態を確実に判定するためには、複数の判定結果を組み合わせて判定することが望ましく、ステップ711の判定処理をそのように構成してもよい。   Actually, in another routine of the microcomputer, whether or not the input current sensor 200 is normal is determined in a plurality of confirmation modes by periodic or predetermined priority interrupt processing, and the determination results of each confirmation mode are stored in the memory 700a. Keep it. In step 711, these determination results are confirmed from the stored memory data, and if there is at least one abnormal mode, it is determined as abnormal. Incidentally, in order to reliably determine the operating state of the input current sensor 200, it is desirable to determine by combining a plurality of determination results, and the determination processing in step 711 may be configured as such.

そこで、入力電流センサ200が正常か否かを判定する別ルーチンの処理について、図4を用いて説明する。   Therefore, another routine process for determining whether or not the input current sensor 200 is normal will be described with reference to FIG.

まず、ステップ721では、モータ600のU相とW相の電流情報S3や、母線L2、L3間の電圧情報S2を取り込み、モータ600の負荷状態(負荷領域)を判断する(ステップ721)。モータ600が無負荷領域にあるときにはステップ722に進み、入力電流センサ200で検出した入力電流値iINが、異常電流判定値である無負荷時設定電流値i0より大きいときは、異常ありと判断して第1の異常モードを設定し、メモリ700aに記憶しておく(ステップ722、723)。   First, in step 721, the U-phase and W-phase current information S3 of the motor 600 and the voltage information S2 between the buses L2 and L3 are fetched to determine the load state (load region) of the motor 600 (step 721). When the motor 600 is in the no-load region, the process proceeds to step 722. When the input current value iIN detected by the input current sensor 200 is larger than the no-load set current value i0 that is an abnormal current determination value, it is determined that there is an abnormality. The first abnormal mode is set and stored in the memory 700a (steps 722 and 723).

他方、入力電流値iINが無負荷時設定電流値i0以下のときは、それで終了となる。一方、モータ600が例えば中程度の負荷が加わる所定負荷領域にあって、かつ安定作動状態(つまり安定負荷状態)あるときにはステップ724に進み、入力電流値iINが異常電流判定値である有負荷時設定電流値iSより小さいときは、異常ありと判断して第2の異常モードを設定し、メモリ700aに記憶しておく(ステップ725、726)。   On the other hand, when the input current value iIN is equal to or less than the no-load set current value i0, the process ends. On the other hand, when the motor 600 is in a predetermined load region where a moderate load is applied and the motor 600 is in a stable operation state (that is, a stable load state), the process proceeds to step 724, and when the load is present where the input current value iIN is an abnormal current determination value. When it is smaller than the set current value iS, it is determined that there is an abnormality, and the second abnormality mode is set and stored in the memory 700a (steps 725 and 726).

そこで、上述したように、図3のステップ711においてこれらのデータが活用され、入力センサ200の正常、異常(故障)の判断がなされる。   Therefore, as described above, in step 711 in FIG. 3, these data are utilized to determine whether the input sensor 200 is normal or abnormal (failure).

次に、図3に示すステップ716において、入力電流推定値iINXを取得しているが、実際には、マイコンの別ルーチンにおいて、定期的もしくは所定優先順位の割込み処理にて推定算出により現在の入力電流推定値iINXを求め、メモリ700aに逐次更新記憶しておく。スッテプ716、717では、メモリ700aに記憶された最新の入力電流推定値iINXを取得し、閾値iXとの大小判定に使用している。   Next, in step 716 shown in FIG. 3, the input current estimated value iINX is acquired. Actually, however, in another routine of the microcomputer, the current input is obtained by estimation calculation by periodic or predetermined priority interrupt processing. The estimated current value iINX is obtained, and is sequentially updated and stored in the memory 700a. In steps 716 and 717, the latest input current estimated value iINX stored in the memory 700a is acquired and used for the magnitude determination with the threshold value iX.

そこで、入力電流推定値iINXを推定算出する別ルーチンの処理について、図5を用いて説明する。   Therefore, another routine process for estimating and calculating the input current estimated value iINX will be described with reference to FIG.

まず、ステップ731では、モータ600のU相とW相の周波数成分を含む電流情報S3などから、モータ600の回転数Nを求めると共に、出力トルクTは出力電流に比例しており、モータ600の出力電流を推定して出力トルクTを求めることができる。   First, in step 731, the rotational speed N of the motor 600 is obtained from the current information S 3 including the U-phase and W-phase frequency components of the motor 600, and the output torque T is proportional to the output current. The output torque T can be obtained by estimating the output current.

続いて、母線L2、L3間の電圧情報S2から電源電圧VMを求め(ステップ732)、図6に示すデータマップから、モータ600の回転数Nと出力トルクTに応じて、モータ・コンプレッサ効率ηを読み出す(ステップ733)。   Subsequently, the power supply voltage VM is obtained from the voltage information S2 between the buses L2 and L3 (step 732), and the motor / compressor efficiency η is determined from the data map shown in FIG. 6 according to the rotational speed N and the output torque T of the motor 600. Is read (step 733).

続いて、下記数式1に示す、予め定めた計算式を用いて入力電流推定値iINXを算出し、メモリ700aに記憶する(ステップ734)。   Subsequently, the input current estimated value iINX is calculated using a predetermined calculation formula shown in the following formula 1, and stored in the memory 700a (step 734).

(数1)
推定値iINX=回転数N×出力トルクT/電源電圧VM/効率η×安全率SK

ここで、効率ηとは、モータ・コンプレッサ効率ηを示し、安全率SKは、図2の特性Bに示すように、モータ負荷Lの増加に対してどれほど早めに過熱防止運転を開始させるかを示す設計値である。
(Equation 1)
Estimated value iINX = rotational speed N × output torque T / power supply voltage VM / efficiency η × safety factor SK

Here, the efficiency η indicates the motor / compressor efficiency η, and the safety factor SK indicates how early the overheat prevention operation is started with respect to the increase in the motor load L as shown in the characteristic B of FIG. This is the design value shown.

効率ηのデータマップは、図6(a)、(b)、(c)に示すように、予め実験等により電源電圧VM毎に、回転数Nと出力トルクTにおける効率ηの分布を求めた、複数枚の2次元テーブルからなり、図示していないROMもしくは書き換え可能なメモリ700aに記憶されている。図6中の中央側の濃淡の濃い領域の方が高効率領域を示し、周辺の薄い領域が低効率領域、そして両者の中間が中間効率領域を示し、中央側に向かうにつれて段階的に効率が高くなる分布を示す。しかも、電源電圧VMが高くなるほど高効率領域が拡大していることが分かる。電源電圧VMが2つのテーブルの間になるときは、両テーブルの値を補間計算して効率ηを決定することになる。この図5に示す処理が、本発明の請求項1に記載の入力電流推定手段に相当する。   As shown in FIGS. 6 (a), 6 (b), and 6 (c), the efficiency η data map was obtained in advance through experiments or the like to obtain the distribution of efficiency η at the rotational speed N and output torque T for each power supply voltage VM. These are composed of a plurality of two-dimensional tables and are stored in a ROM (not shown) or a rewritable memory 700a. In FIG. 6, the darker region on the center side indicates the higher efficiency region, the peripheral thin region indicates the lower efficiency region, and the middle between them indicates the intermediate efficiency region, and the efficiency gradually increases toward the center side. A higher distribution is shown. In addition, it can be seen that the higher the power supply voltage VM, the larger the high efficiency region. When the power supply voltage VM is between the two tables, the efficiency η is determined by interpolation calculation of the values of both tables. The processing shown in FIG. 5 corresponds to the input current estimating means described in claim 1 of the present invention.

なお、上記実施形態では、図2の領域I、IIに示すように、入力電流の検出値iINもしくは推定値iINXに対して、同じ閾値iXを用いて、モータ600が第1の過熱防止運転領域I、および第2の過熱防止運転領域IIにあるか否かを判定しているが、入力電流センサ200の異常時には、センサ正常時とは異なる閾値を設定して第2の過熱防止運転領域IIにあるか否かを判定するようにしてもよい。その場合には、数式1に示す入力電流の推定式に用いる安全率SKをその閾値に応じて調整することができる。例えば、センサ異常時の閾値をより安全サイドまで低くすることで、安全率SK=1とし、安全率SKを省略することも可能である。   In the above embodiment, as shown in regions I and II of FIG. 2, the motor 600 operates in the first overheat prevention operation region using the same threshold value iX for the detected value iIN or the estimated value iINX of the input current. I and the second overheat prevention operation region II are determined, but when the input current sensor 200 is abnormal, a threshold different from that when the sensor is normal is set to set the second overheat prevention operation region II. You may make it determine whether it exists in. In this case, the safety factor SK used in the input current estimation formula shown in Formula 1 can be adjusted according to the threshold value. For example, the safety factor SK = 1 can be set and the safety factor SK can be omitted by lowering the threshold value when the sensor is abnormal to the safe side.

また、上記実施形態では、U相とW相の電流情報S3を取り込み、モータ600のモータ電流を推定していたが、母線L2もしくはL3に直列に電流検出抵抗を設け、その電圧降下に応じてモータ電流を検出するようにしてもよい。   In the above embodiment, the U-phase and W-phase current information S3 is fetched and the motor current of the motor 600 is estimated. However, a current detection resistor is provided in series with the bus L2 or L3, and according to the voltage drop. The motor current may be detected.

また、上記実施形態では、給湯装置のヒートポンプサイクルにおける電動圧縮機のモータの制御装置に適用した場合を例としているが、負荷は圧縮機構ではなく電動ファン(送風ファン)やポンプ等であっても、本発明を適用可能である。   Moreover, in the said embodiment, although the case where it applies to the control apparatus of the motor of the electric compressor in the heat pump cycle of a hot water supply apparatus is taken as an example, even if a load is not a compression mechanism but an electric fan (blower fan), a pump, etc. The present invention can be applied.

本発明の一実施形態となるモータ制御装置を含む給湯制御システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the hot water supply control system containing the motor control apparatus used as one Embodiment of this invention. 入力電流センサ200の正常時もしくは異常時の過熱防止運転特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the overheat prevention driving | operation characteristic at the time of normal of the input current sensor 200 or abnormality. 制御装置700において、入力電流センサ200の作動状態に応じて、図2に示す特性Aまたは特性Bに従って作動するフローチャートである。3 is a flowchart of operation according to the characteristic A or the characteristic B shown in FIG. 2 in the control device 700 according to the operating state of the input current sensor 200. 別ルーチンにおいて、入力電流センサ200が正常か否かを判定するフローチャートである。In another routine, it is a flowchart which judges whether input current sensor 200 is normal. 別ルーチンにおいて、入力電流推定値iINXを推定算出するフローチャートである。It is a flowchart which estimates and calculates the input current estimated value iINX in another routine. モータ600のモータ・コンプレッサ効率ηのデータマップを示す説明図である。5 is an explanatory diagram showing a data map of motor / compressor efficiency η of a motor 600. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100 外部電源
200 入力電流センサ
300 AC/DCコンバータ部300
400 コンデンサ
500 インバータ部
600 モータ
600a 圧縮機
700 制御装置(制御手段)
800 ヒートポンプサイクル
100 External power supply 200 Input current sensor 300 AC / DC converter unit 300
400 Capacitor 500 Inverter unit 600 Motor 600a Compressor 700 Control device (control means)
800 heat pump cycle

Claims (7)

電源の供給を受けてモータをインバータ制御する制御手段を備えたモータ制御装置であって、
前記電源より供給される入力電流を検出して検出値を生じる入力電流センサと、
前記制御手段は、
前記モータを制御する制御量、および前記モータの作動状態を示す作動量の少なくとも1つを用いて、前記電源より供給される入力電流の推定値を求める入力電流推定手段と、
前記入力電流センサの作動状態を判定して、前記入力電流センサによる前記検出値を用いたセンサ正常時の第1の過熱防止運転モードと、前記入力電流推定手段による前記推定値を用いたセンサ異常時の第2の過熱防止運転モードとを切り替える切替手段とを有することを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device provided with a control means for inverter-controlling a motor upon receiving power supply,
An input current sensor that detects an input current supplied from the power source and generates a detection value;
The control means includes
An input current estimating means for obtaining an estimated value of an input current supplied from the power source using at least one of a control amount for controlling the motor and an operation amount indicating an operation state of the motor;
The operation state of the input current sensor is determined, the first overheating prevention operation mode when the sensor is normal using the detection value by the input current sensor, and the sensor abnormality using the estimation value by the input current estimation means And a switching means for switching between the second overheat prevention operation mode at the time.
前記入力電流推定手段は、前記電源より供給される入力電流の推定に際して、この入力電流を大きく見込む安全率を加えて、前記推定値を求めるようにしたことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。   The said input current estimation means adds the safety factor which anticipates this input current largely when estimating the input current supplied from the said power supply, and calculated | required the said estimated value, It is characterized by the above-mentioned. Motor control device. 前記入力電流推定手段は、
推定値=N×T/VM/η×SK
但し、Nはモータ回転数、Tは出力トルク、VMは電源電圧、ηはモータ・コンプレッサ効率、SKは安全率
で表される数式を用いて、入力電流の前記推定値を求めることを特徴とする請求項2に記載のモータ制御装置。
The input current estimating means includes
Estimated value = N × T / VM / η × SK
Where N is the motor speed, T is the output torque, VM is the power supply voltage, η is the motor / compressor efficiency, and SK is a safety factor to obtain the estimated value of the input current. The motor control device according to claim 2.
前記モータ・コンプレッサ効率ηを示すデータは、予め求めたデータマップから前記モータの運転条件に応じて選択されることを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。   4. The motor control device according to claim 3, wherein the data indicating the motor / compressor efficiency η is selected according to an operating condition of the motor from a data map obtained in advance. 前記切替手段は、前記入力電流センサの正常もしくは異常の判断に際し、前記モータの無負荷状態における前記入力電流と異常入力電流判定値との比較結果、および前記モータの安定負荷時における前記検出値と該当運転条件での異常入力電流判定値との比較結果の少なくとも一方を用いて行うことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のモータ制御装置。   The switching means, when determining whether the input current sensor is normal or abnormal, the comparison result between the input current and the abnormal input current determination value in the no-load state of the motor, and the detection value at the stable load of the motor The motor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the motor control device is performed using at least one of a comparison result with an abnormal input current determination value under a corresponding operation condition. 前記第1の過熱防止運転モードとは、前記検出値が所定閾値を超えるとき、前記モータの異常過熱を抑える運転モードであることを特徴とする請求項5に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 5, wherein the first overheat prevention operation mode is an operation mode in which abnormal overheating of the motor is suppressed when the detected value exceeds a predetermined threshold. 前記第2の過熱防止運転モードとは、前記入力電流推定手段の前記推定値が所定閾値を超えるとき、前記モータの異常過熱を抑える運転モードであることを特徴とする請求項5に記載のモータ制御装置。   6. The motor according to claim 5, wherein the second overheat prevention operation mode is an operation mode in which abnormal overheating of the motor is suppressed when the estimated value of the input current estimation unit exceeds a predetermined threshold. Control device.
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