JP2004282926A

JP2004282926A - Inverter device

Info

Publication number: JP2004282926A
Application number: JP2003072289A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kato; 秀明加藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: CN1531178A; JP4036778B2; CN100421345C

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter device having reduced power consumption, largely improved in reliability and also reduced in cost. <P>SOLUTION: The inverter device 1 comprises an inverter main circuit 3 for driving a motor 4, and an inverter drive circuit 9 for driving the inverter main circuit 3. The invert drive circuit 9 comprises a frequency command input circuit 13, to which an operation command signal of an inverter frequency is inputted, and a power-on/off circuit for turning on and off an auxiliary power circuit 10, that is a power supply of the inverter drive circuit 9. When the operation command signal inputted to the frequency command input circuit 13 is an operation signal, an auxiliary power supply is turned on by the power-on/off circuit 11. When the operation command signal inputted to the frequency command input circuit 13 is a stopping signal, the auxiliary power supply is turned off by the power-on/off circuit 11. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータを駆動するためのインバータ主回路と、このインバータ主回路を駆動するためのインバータ駆動回路とを備えたインバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりコンプレッサの電動モータは、インバータ装置で駆動されている（特許文献１）。図６において、ＡＣは１００Ｖ或いは２００Ｖの商用交流電源、１０１はインバータ主回路３と、インバータ駆動回路１０９とからなるインバータ装置、５は冷媒圧縮機、４は冷媒圧縮機５の駆動用の電動三相モータである。
【０００３】
インバータ主回路３は整流回路２と複数のスイッチング素子から構成されるパワートランジスタ６とを備えている。また、インバータ駆動回路１０９は周波数指令入力回路１１３と補助電源回路１１０とを備えている。補助電源回路１１０は、インバータ駆動回路１０９の整流回路２に接続されている。尚、１１４は制御回路、１２０は接点を有した機械式リレー、Ｃ１は平滑コンデンサである。このインバータ装置１では、商用交流電源ＡＣの電圧を１００Ｖと想定している。
【０００４】
そして、制御回路１１４によってリレー１２０がＯＮすると、商用交流電源ＡＣは整流回路２で整流され、平滑コンデンサＣ１で平滑された後インバータ主回路３、補助電源回路１１０に印可される。そして、制御回路１１４から出力された運転指令信号が周波数指令入力回路１１３に入力されると、インバータ主回路３の複数のスイッチング素子が制御され所定の三相正弦波に近似した波形がモータ４に出力される。これによってモータ４は回転駆動されていた。
【０００５】
一方、インバータ主回路３とインバータ駆動回路１０９とを備えたインバータ装置１０１は、制御回路１１４に設けられたリレー１２０によって電源がＯＮ／ＯＦＦされるものであった。このリレー１２０は、インバータ装置１０１とは別に設けられていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５９−２１３２８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のインバータ装置ではインバータ装置の電源をＯＮ／ＯＦＦするため接点を備えたリレーを使用していたが、リレーの接点は動作している内に塵埃やカーボンが付着してしまう。このため、リレーの接点が接触不要を起こし、インバータ装置の信頼性が低下してしまう問題があった。
【０００８】
また、インバータ装から置波形が出力されないときも補助電源回路とインバータ駆動回路で電源が消費されるという問題があった。
【０００９】
また、インバータ装置の電源をＯＮ／ＯＦＦするため接点を備えたリレーを使用すると、インバータ装置がコストアップしてしまう問題もあった。また、リレーを駆動するためにも電力が消費されるという問題もあった。
【００１０】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、コストの低減を図り、且つ、大幅に信頼性を向上させたインバータ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明のインバータ装置は、モータを駆動するためのインバータ主回路と、このインバータ主回路を駆動するためのインバータ駆動回路とを備えるものであって、インバータ駆動回路は、インバータ周波数の運転指令信号が入力される周波数指令入力回路と、当該インバータ駆動回路の電源である補助電源回路をＯＮ／ＯＦＦするための電源ＯＮ／ＯＦＦ回路とを有し、周波数指令入力回路に入力した運転指令信号が運転信号である場合、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路により補助電源をＯＮすると共に、周波数指令入力回路に入力した運転指令信号が停止信号である場合には、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路により補助電源をＯＦＦするので、インバータ周波数の運転指令信号により補助電源回路をＯＮ／ＯＦＦすることができる。これにより、インバータ装置からの出力波形停止時に補助電源回路とインバータ駆動回路の消費電力を大幅に削減できる。また、インバータ装置の電源をＯＮ／ＯＦＦするリレーの無接点化を図ることができるので、例えば従来使用していたインバータ装置の電源をＯＮ／ＯＦＦするための機械式リレーを削除することができ、機械式リレー使用による消費電力アップも抑えることが可能となる。従って、機械式リレーを使用することによるリレーの接点不良を確実に回避することができ、インバータ装置の信頼性を大幅に向上させることができるようになるものである。
【００１２】
請求項２の発明のインバータ装置は、上記に於いて、周波数指令入力回路に入力される運転指令信号は、インバータ周波数に比例した周波数の矩形波であるので、運転指令信号の簡素化を行うことが可能となる。従って、汎用性のある信号を運転指令信号とすることができ、回路設計コストを大幅に低減させることができるようになるものである。
【００１３】
請求項３の発明のインバータ装置は、上記に於いて、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路は半導体スイッチング素子により補助電源回路をＯＮ／ＯＦＦするので、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路と補助電源回路とを電気的に絶縁することが可能となる。これにより、例えば、電源回路にノイズが発生した場合などでも制御回路にノイズが廻り込んで誤動作してしまうなどの不都合を未然に防止することができるようになると共に、従来インバータ装置の電源のＯＮ／ＯＦＦに使用していたリレーを廃止してもインバータ装置の電源をＯＮ／ＯＦＦすることが可能となるので、インバータ装置の低コスト化を実現することができるようになる。従って、リレーの接点不良の発生を回避することが可能となるので、機械式リレーのメンテナンスも不要となり、インバータ装置の信頼性を更に向上させることができ、また、リレーの消費電力低減にもなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明のインバータ装置１のブロック図を示している。尚、各図において図６と同一符号で示すものは同一とする。図中１はインバータ装置、４は例えば冷蔵庫、冷凍庫などに設置されている冷媒圧縮機５を駆動するための電動三相モータである。インバータ装置１は、インバータ主回路３とインバータ駆動回路９とを備えており、インバータ装置１は、商用交流電源（この場合ＡＣ２００Ｖ５０／６０Ｈｚ）ＡＣを入力とする整流回路２が接続されている。
【００１５】
整流回路２の複数のスイッチング素子から構成されるパワートランジスタ６が接続され、インバータ主回路３の出力側にはモータ４が接続されている。パワートランジスタ６のＴＲ１Ａのコレクタは整流回路２のプラス側に接続されると共に、パワートランジスタ６のＴＲ１Ａのエミッタはパワートランジスタ６のＴＲ１Ｂのコレクタに接続され、パワートランジスタ６のＴＲ１Ｂのエミッタは整流回路２のマイナス側に接続されている（図２）。パワートランジスタ６のＴＲ１Ａのエミッタ（パワートランジスタ６のＴＲ１Ｂのコレクタ）は図示しないＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相からなる三相モータ４の内の一相（この場合、Ｕ相）に接続される。
【００１６】
また、整流回路２のプラス側にはパワートランジスタ６のＴＲ２Ａのコレクタが接続され、このパワートランジスタ６のＴＲ２Ａのエミッタはパワートランジスタ６のＴＲ２Ｂのコレクタに接続され、パワートランジスタ６のＴＲ２Ｂのエミッタは整流回路２のマイナス側に接続されている。パワートランジスタ６のＴＲ２Ａのエミッタ（パワートランジスタ６のＴＲ２Ｂのコレクタ）は三相モータ４の内の一相（この場合、Ｖ相）に接続されている。
【００１７】
また、整流回路２のプラス側にはパワートランジスタ６のＴＲ３Ａのコレクタが接続され、このパワートランジスタ６のＴＲ３Ａのエミッタはパワートランジスタ６のＴＲ３Ｂのコレクタに接続され、パワートランジスタ６のＴＲ３Ｂのエミッタは整流回路２のマイナス側に接続されている。パワートランジスタ６のＴＲ３Ａのエミッタ（パワートランジスタ６のＴＲ３Ｂのコレクタ）は三相モータ４の内の一相（この場合、Ｗ相）に接続されている。そして、インバータ主回路３には駆動部１２が接続され、インバータ主回路３は駆動部１２からの駆動信号によって所定の三相正弦波に近似した波形をモータ４に出力し、モータ４を所定の回転数で駆動する。尚、Ｃ１は平滑コンデンサである。
【００１８】
一方、インバータ駆動回路９は、補助電源回路１０、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１、駆動部１２及び周波数指令入力回路１３を備えている。電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１に設けられた抵抗Ｒ３の一方は後述する制御回路１４の出力に接続され、他方はトランジスタＴＲ４のベースに接続されている。トランジスタＴＲ４のコレクタはトランジスタＴＲ５のベースに接続され、トランジスタＴＲ５のコレクタはトランジスタＴＲ６のベースに接続されると共に、トランジスタＴＲ５のコレクタは制御回路１４の例えばＤＣ＋５Ｖの電源ラインに接続されている（図３）。
【００１９】
トランジスタＴＲ６のコレクタは抵抗Ｒ６を通り補助電源回路１０に接続され発光ダイオードと受光素子とが所定の間隔を存して対向して設けられたフォトカプラＰＣ１（半導体スイッチング素子）の発光ダイオードを介して制御回路１４のグラウンドに接続されている。即ち、フォトカプラＰＣ１は発光ダイオードと受光素子とを所定の間隔を存して設けられているので、発光ダイオード側と受光素子側は電気的に絶縁されている。また、トランジスタＴＲ４のエミッタは制御回路１４のグラウンドに接続されている。そして、トランジスタＴＲ５のエミッタ、及び、トランジスタＴＲ６のエミッタは制御回路１４の電源ラインに接続されている。トランジスタＴＲ５のコレクタはコンデンサＣ２、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５を介して制御回路１４の電源ラインとグラウンドに接続されており、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続箇所はトランジスタＴＲ６のベース（トランジスタＴＲ５のコレクタ）に接続されている。
【００２０】
ここで、制御回路１４は、Ｄｕｔｙ１／２でインバータの周波数と比例関係にある周波数の矩形波信号を周波数指令入力回路１３及び電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１に出力する（図４）。この制御回路１４の信号が運転指令信号となる。即ち、運転指令信号が矩形波（図４上側）の場合は運転信号、運転指令信号が矩形波ではない停止信号（図４下側）の場合は運転停止信号としている。尚、矩形波の周波数は、例えばパワートランジスタ６の出力周波数が６０Ｈｚの場合は２倍の１２０Ｈｚを出力する。また、モータ４の回転を駆動するインバータ装置１はインバータ主回路３とインバータ駆動回路９とから構成されている。
【００２１】
他方、周波数指令入力回路１３は、抵抗Ｒ１の一方が制御回路１４の出力に接続され、他方はフォトカプラＰＣ２（半導体スイッチング素子）の発光ダイオードを介して制御回路１４のグラウンドに接続されている。また、フォトカプラＰＣ２のコレクタ側は抵抗Ｒ２を介して駆動部１２の電源ラインに接続され、受光素子のエミッタ側は周波数指令入力回路１３のグラウンドに接続されている。尚、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２が発光ダイオード側から受光素子側に信号を伝達する技術については周知の技術であり詳細な説明を省略する。
【００２２】
前記、フォトカプラＰＣ１の受光素子の一方は、補助電源回路１０の電源駆動ＩＣ３０の入力に接続され、他方はグラウンドに接続されている（図５）。また、電源駆動ＩＣ３０の出力は、トランジスタＴＲ７のベースに接続され、トランジスタＴＲ７のコレクタは減圧トランス３１の一次側コイルを介して前記整流回路２のプラス側に接続されている。減圧トランス３１の二次側コイル一方は整流ダイオードＤ１を介して補助電源回路１０の出力用平滑コンデンサＣ３に接続され、他方はインバータ主回路３のグラウンドに接続されている。
【００２３】
また、制御回路１４の運転指令信号は、冷媒圧縮機５及び冷媒圧縮機５を構成する図示しない冷媒回路に設けられた温度センサ、或いは、他からの運転指令信号を元に周波数指令入力回路１３に出力する。そして、周波数指令入力回路１３に入力された運転指令信号が運転信号（矩形波）の場合は、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１により補助電源回路１０の電源（補助電源）をＯＮする。また、周波数指令入力回路１３に入力した運転指令信号が停止信号の場合には、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１により補助電源をＯＦＦする。
【００２４】
そして、制御回路１４から信号が出力されると、インバータ装置１の電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１が動作して、補助電源回路１０をＯＮし駆動部１２に所定の電圧を印可して動作させると共に、周波数指令入力回路１３は駆動部１２に指令信号を出し、信号を受信した駆動部１２はインバータ主回路３を駆動してモータ４を動作させる。また、制御回路１４からの運転指令信号が停止信号の場合は、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１は補助電源回路１０をＯＦＦし駆動部１２の動作を停止させる。駆動部１２はインバータ主回路３の駆動を停止しモータ４の動作は停止する。
【００２５】
詳しくは、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１が制御回路１４から出力された信号が運転信号の場合は、トランジスタＴＲ４はＯＮ／ＯＦＦ、トランジスタＴＲ５はＯＮ／ＯＦＦになる。トランジスタＴＲ５がＯＮ／ＯＦＦ状態になるとトランジスタＴＲ６がＯＦＦしフォトカプラＰＣ１の発光ダイオードがＯＦＦになる。フォトカプラＰＣ１がＯＦＦになると電源駆動ＩＣ３０はＯＮ、トランジスタＴＲ７が駆動され減圧トランス３１にて減圧された電圧は駆動部１２に印可されインバータ主回路３は駆動部１２からの駆動信号によって所定の三相正弦波に近似した波形をモータ４に出力し、モータ４を所定の回転数で駆動する。
【００２６】
また、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１は制御回路１４から出力された信号が運転停止信号の場合は、トランジスタＴＲ４はＯＦＦ、トランジスタＴＲ５はＯＦＦになる。トランジスタＴＲ５がＯＦＦになるとトランジスタＴＲ６がＯＮとなってフォトカプラＰＣ１の発光ダイオードは発光してＯＮになる。フォトカプラＰＣ１がＯＮになると電源駆動ＩＣ３０はＯＦＦ、トランジスタＴＲ７がＯＦＦとなって減圧トランス３１の動作は停止し駆動部１２には電源は印可されなくなるのでインバータ主回路３はモータ４の動作を停止する。これにより、補助電源回路１０及び駆動部１２の消費電力を無くすことができる。
【００２７】
このように、インバータ駆動回路９にはインバータ周波数の運転指令信号が入力される周波数指令入力回路１３と、インバータ駆動回路９の電源である補助電源回路１０をＯＮ／ＯＦＦするための電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１とを備えている。そして、周波数指令入力回路１３に入力した運転指令信号が矩形波である場合には、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１により補助電源をＯＮしてインバータ駆動回路９を動作させ、周波数指令入力回路１３に入力した運転指令信号が停止信号の場合には、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１により補助電源をＯＦＦしてインバータ駆動回路９の動作を停止させるようにしているので、インバータ周波数の運転指令信号により補助電源回路１０をＯＮ／ＯＦＦすることができる。これにより、補助電源回路１０及び駆動部１２の消費電力、即ち、インバータ駆動回路９の消費電力をなくすことができる。
【００２８】
また、インバータ装置１の電源をＯＮ／ＯＦＦするリレーの無接点化を図ることができるようになるので、従来使用していたインバータ装置１の電源をＯＮ／ＯＦＦするための機械式リレーを削除することが可能となる。また、従来使用していた機械式リレーを削除することができるので機械式リレー使用により消費電力がアップしてしまうのを抑えることが可能となる。これにより、機械式リレーを使用することによるリレーの接点不良を確実に回避することができ、インバータ装置１の信頼性を大幅に向上させることができる。
【００２９】
また、周波数指令入力回路１３に入力される運転指令信号は、インバータ周波数に比例した周波数の矩形波としているので、外部からのノイズによる誤動作を防止することが可能となる。これにより、運転指令信号の簡素化を行うことができるので、汎用性のある矩形波信号を運転指令信号とすることができ、インバータ装置１の回路設計コストを大幅に低減させることができるようにな。
【００３０】
また、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１１は、フォトカプラＰＣ１により補助電源回路１０をＯＮ／ＯＦＦするように構成しているので、制御回路１４と補助電源回路１０とを電気的に絶縁させることが可能となる。これにより、例えば、電源回路に外部ノイズが侵入した場合などでも制御回路１４にノイズが廻り込んで誤動作してしまうなどの不都合を未然に防止することができる。
【００３１】
また、フォトカプラＰＣ１で補助電源回路１０をＯＮ／ＯＦＦするようにしているので、従来インバータ電源のＯＮ／ＯＦＦに使用していたリレーを廃止してもインバータ装置１の電源をＯＮ／ＯＦＦすることが可能となる。これにより、インバータ装置１の低コスト化を実現することができるようになる。従って、従来使用していたリレーの接点不良の発生を回避することが可能となるので、機械式リレーのメンテナンスも不要となり、インバータ装置１の信頼性を更に向上させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、モータを駆動するためのインバータ主回路と、このインバータ主回路を駆動するためのインバータ駆動回路とを備えるインバータ装置において、インバータ駆動回路は、インバータ周波数の運転指令信号が入力される周波数指令入力回路と、当該インバータ駆動回路の電源である補助電源回路をＯＮ／ＯＦＦするための電源ＯＮ／ＯＦＦ回路とを有し、周波数指令入力回路に入力した運転指令信号が運転信号である場合、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路により補助電源をＯＮすると共に、周波数指令入力回路に入力した運転指令信号が停止信号である場合には、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路により補助電源をＯＦＦするので、インバータ周波数の運転指令信号により補助電源回路をＯＮ／ＯＦＦすることができる。これにより、補助電源回路及び駆動部の消費電力、即ち、インバータ駆動回路の消費電力を無くすことができる。また、インバータ装置の電源をＯＮ／ＯＦＦするリレーの無接点化を図ることができるので、例えば従来使用していたインバータ装置の電源をＯＮ／ＯＦＦするための機械式リレーを削除することができ、機械式リレー使用による消費電力アップも抑えることが可能となる。従って、機械式リレーを使用することによる接点不良を確実に回避することができ、インバータ装置の信頼性を大幅に向上させることができるようになるものである。
【００３３】
また、請求項２の発明によれば、上記に於いて、周波数指令入力回路に入力される運転指令信号は、インバータ周波数に比例した周波数の矩形波であるので、運転指令信号の簡素化を行うことが可能となる。従って、汎用性のある信号を運転指令信号とすることができ、回路設計コストを大幅に低減させることができるようになるものである。
【００３４】
また、請求項３の発明によれば、上記に於いて、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路は半導体スイッチング素子により補助電源回路をＯＮ／ＯＦＦするので、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路と補助電源回路とを電気的に絶縁することが可能となる。これにより、例えば、電源回路にノイズが発生した場合などでも制御回路にノイズが廻り込んで誤動作してしまうなどの不都合を未然に防止することができるようになると共に、従来インバータ装置の電源のＯＮ／ＯＦＦに使用していたリレーを廃止してもインバータ装置の電源をＯＮ／ＯＦＦすることが可能となるので、インバータ装置の低コスト化を実現することができるようになる。従って、リレーの接点不良の発生を回避することが可能となるので、機械式リレーのメンテナンスも不要となり、インバータ装置の信頼性を更に向上させることができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインバータ装置のブロック図である。
【図２】インバータ主回路図の回路図である。
【図３】インバータ駆動回路の回路図である。
【図４】制御回路の運転指令信号の図である。
【図５】補助電源回路の回路図である。
【図６】従来のインバータ装置のブロック図である。
【符号の説明】
１インバータ装置
２整流回路
３インバータ主回路
４モータ
５冷媒圧縮機
６パワートランジスタ
９インバータ駆動回路
１０補助電源回路
１１電源ＯＮ／ＯＦＦ回路
１２駆動部
１３周波数指令入力回路
１４制御回路
３０電源駆動ＩＣ
３１減圧トランス
ＡＣ商用交流電源
ＰＣ１フォトカプラ
ＰＣ２フォトカプラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inverter device including an inverter main circuit for driving a motor and an inverter drive circuit for driving the inverter main circuit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electric motor of a compressor is driven by an inverter device (Patent Document 1). In FIG. 6, AC is a commercial AC power supply of 100 V or 200 V, 101 is an inverter device including an inverter main circuit 3 and an inverter drive circuit 109, 5 is a refrigerant compressor, and 4 is an electric motor for driving the refrigerant compressor 5. It is a phase motor.
[0003]
The inverter main circuit 3 includes a rectifier circuit 2 and a power transistor 6 including a plurality of switching elements. The inverter drive circuit 109 includes a frequency command input circuit 113 and an auxiliary power supply circuit 110. The auxiliary power supply circuit 110 is connected to the rectifier circuit 2 of the inverter drive circuit 109. In addition, 114 is a control circuit, 120 is a mechanical relay having a contact, and C1 is a smoothing capacitor. In the inverter device 1, the voltage of the commercial AC power supply AC is assumed to be 100V.
[0004]
Then, when the relay 120 is turned on by the control circuit 114, the commercial AC power supply AC is rectified by the rectifier circuit 2, smoothed by the smoothing capacitor C1, and then applied to the inverter main circuit 3 and the auxiliary power supply circuit 110. When the operation command signal output from the control circuit 114 is input to the frequency command input circuit 113, the plurality of switching elements of the inverter main circuit 3 are controlled, and a waveform approximating a predetermined three-phase sine wave is transmitted to the motor 4. Is output. Thus, the motor 4 was driven to rotate.
[0005]
On the other hand, the power supply of the inverter device 101 including the inverter main circuit 3 and the inverter drive circuit 109 is turned on / off by a relay 120 provided in the control circuit 114. The relay 120 is provided separately from the inverter device 101.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-59-213285
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional inverter device, a relay having a contact is used to turn on / off the power of the inverter device. However, dust and carbon adhere to the contact of the relay while the relay is operating. Therefore, there is a problem that the contact of the relay does not need to be contacted and the reliability of the inverter device is reduced.
[0008]
Further, there is a problem that power is consumed by the auxiliary power supply circuit and the inverter drive circuit even when the placement waveform is not output from the inverter device.
[0009]
Further, when a relay having a contact for turning on / off the power of the inverter device is used, there is a problem that the cost of the inverter device is increased. There is also a problem that power is consumed for driving the relay.
[0010]
The present invention has been made to solve the problems of the related art, and has as its object to provide an inverter device that can reduce costs and greatly improve reliability.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
That is, the inverter device of the present invention includes an inverter main circuit for driving a motor, and an inverter drive circuit for driving the inverter main circuit. A frequency command input circuit to which a signal is input, and a power ON / OFF circuit for turning ON / OFF an auxiliary power circuit which is a power source of the inverter drive circuit. When the operation signal is an operation signal, the auxiliary power is turned on by the power ON / OFF circuit, and when the operation command signal input to the frequency command input circuit is a stop signal, the auxiliary power is turned off by the power ON / OFF circuit. The auxiliary power supply circuit can be turned on / off by the operation command signal of the inverter frequency. As a result, the power consumption of the auxiliary power supply circuit and the inverter drive circuit can be greatly reduced when the output waveform from the inverter device is stopped. Further, since a relay for turning on / off the power of the inverter device can be made contactless, for example, a mechanical relay for turning on / off the power of the inverter device, which has been conventionally used, can be eliminated. It is also possible to suppress an increase in power consumption due to the use of a mechanical relay. Therefore, the contact failure of the relay due to the use of the mechanical relay can be reliably avoided, and the reliability of the inverter device can be greatly improved.
[0012]
In the inverter device according to the second aspect of the present invention, since the operation command signal input to the frequency command input circuit is a rectangular wave having a frequency proportional to the inverter frequency, the operation command signal can be simplified. Becomes possible. Therefore, a versatile signal can be used as the operation command signal, and the circuit design cost can be greatly reduced.
[0013]
In the inverter device according to the third aspect of the present invention, the power ON / OFF circuit turns ON / OFF the auxiliary power circuit by the semiconductor switching element, so that the power ON / OFF circuit and the auxiliary power circuit are electrically insulated. It is possible to do. As a result, for example, even when noise is generated in the power supply circuit, it is possible to prevent inconveniences such as noise entering the control circuit and malfunction, and to turn on the power of the conventional inverter device. Even if the relay used for / OFF is abolished, the power of the inverter device can be turned ON / OFF, so that the cost of the inverter device can be reduced. Therefore, it is possible to avoid occurrence of a contact failure of the relay, so that maintenance of the mechanical relay is not required, reliability of the inverter device can be further improved, and power consumption of the relay can be reduced. .
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of an inverter device 1 of the present invention. In each figure, the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same elements. In the figure, reference numeral 1 denotes an inverter device, and 4 denotes an electric three-phase motor for driving a refrigerant compressor 5 installed in, for example, a refrigerator or a freezer. The inverter device 1 includes an inverter main circuit 3 and an inverter drive circuit 9, and the inverter device 1 is connected to a rectifier circuit 2 having a commercial AC power supply (in this case, AC 200 V, 50/60 Hz) AC input.
[0015]
A power transistor 6 composed of a plurality of switching elements of the rectifier circuit 2 is connected, and a motor 4 is connected to an output side of the inverter main circuit 3. The collector of TR1A of power transistor 6 is connected to the positive side of rectifier circuit 2, the emitter of TR1A of power transistor 6 is connected to the collector of TR1B of power transistor 6, and the emitter of TR1B of power transistor 6 is connected to rectifier circuit 2. (Fig. 2). The emitter of TR1A of power transistor 6 (collector of TR1B of power transistor 6) is connected to one phase (in this case, U phase) of three-phase motor 4 composed of three phases of U phase, V phase and W phase (not shown). Is done.
[0016]
The collector of the TR2A of the power transistor 6 is connected to the positive side of the rectifier circuit 2, the emitter of the TR2A of the power transistor 6 is connected to the collector of the TR2B of the power transistor 6, and the emitter of the TR2B of the power transistor 6 is rectified. It is connected to the negative side of the circuit 2. The emitter of TR2A of power transistor 6 (collector of TR2B of power transistor 6) is connected to one phase (in this case, V phase) of three-phase motor 4.
[0017]
The collector of TR3A of the power transistor 6 is connected to the positive side of the rectifier circuit 2, the emitter of TR3A of the power transistor 6 is connected to the collector of TR3B of the power transistor 6, and the emitter of TR3B of the power transistor 6 is rectified. It is connected to the negative side of the circuit 2. The emitter of TR3A of power transistor 6 (collector of TR3B of power transistor 6) is connected to one phase (in this case, W phase) of three-phase motor 4. A drive unit 12 is connected to the inverter main circuit 3, and the inverter main circuit 3 outputs a waveform approximated to a predetermined three-phase sine wave to the motor 4 by the drive signal from the drive unit 12, Drive at rotation speed. C1 is a smoothing capacitor.
[0018]
On the other hand, the inverter drive circuit 9 includes an auxiliary power supply circuit 10, a power ON / OFF circuit 11, a drive unit 12, and a frequency command input circuit 13. One of the resistors R3 provided in the power ON / OFF circuit 11 is connected to an output of a control circuit 14 described later, and the other is connected to the base of the transistor TR4. The collector of the transistor TR4 is connected to the base of the transistor TR5, the collector of the transistor TR5 is connected to the base of the transistor TR6, and the collector of the transistor TR5 is connected to, for example, a DC + 5V power supply line of the control circuit 14 (FIG. 3). ).
[0019]
The collector of the transistor TR6 is connected to the auxiliary power supply circuit 10 through the resistor R6, and via the light emitting diode of the photocoupler PC1 (semiconductor switching element) in which the light emitting diode and the light receiving element are provided facing each other at a predetermined interval. It is connected to the ground of the control circuit 14. That is, since the photocoupler PC1 is provided with the light emitting diode and the light receiving element at a predetermined interval, the light emitting diode side and the light receiving element side are electrically insulated. Further, the emitter of the transistor TR4 is connected to the ground of the control circuit 14. The emitter of the transistor TR5 and the emitter of the transistor TR6 are connected to a power supply line of the control circuit 14. The collector of the transistor TR5 is connected to the power supply line of the control circuit 14 and the ground via the capacitor C2, the resistor R4, and the resistor R5, and the connection point between the resistor R4 and the resistor R5 is the base of the transistor TR6 (collector of the transistor TR5). It is connected to the.
[0020]
Here, the control circuit 14 outputs a rectangular wave signal having a duty ratio of 1/2 and a frequency proportional to the frequency of the inverter to the frequency command input circuit 13 and the power ON / OFF circuit 11 (FIG. 4). The signal of the control circuit 14 becomes an operation command signal. That is, when the operation command signal is a rectangular wave (upper in FIG. 4), it is an operation signal, and when the operation command signal is a non-rectangular stop signal (lower in FIG. 4), the operation is a stop signal. The frequency of the rectangular wave is doubled, for example, 120 Hz when the output frequency of the power transistor 6 is 60 Hz. The inverter device 1 for driving the rotation of the motor 4 includes an inverter main circuit 3 and an inverter drive circuit 9.
[0021]
On the other hand, in the frequency command input circuit 13, one of the resistors R1 is connected to the output of the control circuit 14, and the other is connected to the ground of the control circuit 14 via the light emitting diode of the photocoupler PC2 (semiconductor switching element). The collector side of the photocoupler PC2 is connected to the power supply line of the drive unit 12 via the resistor R2, and the emitter side of the light receiving element is connected to the ground of the frequency command input circuit 13. The technique of transmitting signals from the light emitting diode side to the light receiving element side by the photocouplers PC1 and PC2 is a well-known technique, and a detailed description thereof will be omitted.
[0022]
One of the light receiving elements of the photocoupler PC1 is connected to the input of the power supply driving IC 30 of the auxiliary power supply circuit 10, and the other is connected to the ground (FIG. 5). The output of the power supply driving IC 30 is connected to the base of the transistor TR7, and the collector of the transistor TR7 is connected to the positive side of the rectifier circuit 2 via the primary coil of the pressure reducing transformer 31. One of the secondary coils of the pressure reducing transformer 31 is connected to the output smoothing capacitor C3 of the auxiliary power supply circuit 10 via the rectifier diode D1, and the other is connected to the ground of the inverter main circuit 3.
[0023]
The operation command signal of the control circuit 14 may be a temperature sensor provided in the refrigerant compressor 5 and a refrigerant circuit (not shown) constituting the refrigerant compressor 5 or a frequency command input circuit 13 based on an operation command signal from another. Output to When the operation command signal input to the frequency command input circuit 13 is an operation signal (rectangular wave), the power supply (auxiliary power supply) of the auxiliary power supply circuit 10 is turned on by the power supply ON / OFF circuit 11. When the operation command signal input to the frequency command input circuit 13 is a stop signal, the power supply ON / OFF circuit 11 turns off the auxiliary power supply.
[0024]
When a signal is output from the control circuit 14, the power ON / OFF circuit 11 of the inverter device 1 operates to turn on the auxiliary power circuit 10, apply a predetermined voltage to the drive unit 12, and operate the drive unit 12. The frequency command input circuit 13 outputs a command signal to the drive unit 12, and the drive unit 12 that has received the signal drives the inverter main circuit 3 to operate the motor 4. When the operation command signal from the control circuit 14 is a stop signal, the power ON / OFF circuit 11 turns off the auxiliary power circuit 10 and stops the operation of the drive unit 12. The drive unit 12 stops driving the inverter main circuit 3 and stops the operation of the motor 4.
[0025]
Specifically, when the signal output from the control circuit 14 by the power ON / OFF circuit 11 is an operation signal, the transistor TR4 is turned ON / OFF and the transistor TR5 is turned ON / OFF. When the transistor TR5 is turned on / off, the transistor TR6 is turned off and the light emitting diode of the photocoupler PC1 is turned off. When the photocoupler PC1 is turned off, the power supply drive IC 30 is turned on, the transistor TR7 is driven, and the voltage reduced by the pressure reducing transformer 31 is applied to the drive unit 12, and the inverter main circuit 3 is driven by the drive signal from the drive unit 12 for a predetermined voltage. A waveform approximated to a phase sine wave is output to the motor 4, and the motor 4 is driven at a predetermined rotation speed.
[0026]
When the signal output from the control circuit 14 is an operation stop signal, the power supply ON / OFF circuit 11 turns off the transistor TR4 and turns off the transistor TR5. When the transistor TR5 turns off, the transistor TR6 turns on, and the light emitting diode of the photocoupler PC1 emits light and turns on. When the photocoupler PC1 is turned on, the power supply driving IC 30 is turned off and the transistor TR7 is turned off, so that the operation of the pressure reducing transformer 31 is stopped and the power is not applied to the drive unit 12, so that the inverter main circuit 3 stops the operation of the motor 4. I do. Thereby, the power consumption of the auxiliary power supply circuit 10 and the drive unit 12 can be eliminated.
[0027]
As described above, the frequency command input circuit 13 to which the operation command signal of the inverter frequency is input to the inverter drive circuit 9 and the power supply ON / OFF for turning ON / OFF the auxiliary power supply circuit 10 which is the power supply of the inverter drive circuit 9. And a circuit 11. If the operation command signal input to the frequency command input circuit 13 is a rectangular wave, the auxiliary power is turned on by the power ON / OFF circuit 11 to operate the inverter drive circuit 9 and input to the frequency command input circuit 13. When the operation command signal is a stop signal, the auxiliary power supply is turned off by the power supply ON / OFF circuit 11 to stop the operation of the inverter drive circuit 9. 10 can be turned ON / OFF. Thereby, the power consumption of the auxiliary power supply circuit 10 and the drive unit 12, that is, the power consumption of the inverter drive circuit 9 can be eliminated.
[0028]
In addition, since a relay for turning on / off the power of the inverter device 1 can be made contactless, a mechanical relay for turning on / off the power of the inverter device 1 which has been conventionally used is eliminated. It becomes possible. Further, since the mechanical relay used conventionally can be deleted, it is possible to suppress an increase in power consumption due to the use of the mechanical relay. As a result, it is possible to reliably avoid a contact failure of the relay due to the use of the mechanical relay, and it is possible to greatly improve the reliability of the inverter device 1.
[0029]
Further, since the operation command signal input to the frequency command input circuit 13 is a rectangular wave having a frequency proportional to the inverter frequency, it is possible to prevent malfunction due to external noise. As a result, the operation command signal can be simplified, so that a versatile rectangular wave signal can be used as the operation command signal, and the circuit design cost of the inverter device 1 can be significantly reduced. What.
[0030]
Further, since the power ON / OFF circuit 11 is configured to turn ON / OFF the auxiliary power circuit 10 by the photocoupler PC1, it is possible to electrically insulate the control circuit 14 from the auxiliary power circuit 10. Become. Thus, for example, even when external noise enters the power supply circuit, it is possible to prevent inconvenience such as malfunction of the control circuit 14 due to noise sneaking into the control circuit 14.
[0031]
In addition, since the auxiliary power supply circuit 10 is turned on / off by the photocoupler PC1, the power supply of the inverter device 1 can be turned on / off even if the relay conventionally used for turning on / off the inverter power supply is abolished. Becomes possible. As a result, the cost of the inverter device 1 can be reduced. Therefore, it is possible to avoid occurrence of a contact failure of the relay used conventionally, so that maintenance of the mechanical relay is not required, and the reliability of the inverter device 1 can be further improved.
[0032]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in an inverter device including an inverter main circuit for driving a motor and an inverter drive circuit for driving the inverter main circuit, the inverter drive circuit operates at an inverter frequency. A frequency command input circuit for inputting a command signal, and a power ON / OFF circuit for turning on / off an auxiliary power circuit which is a power supply of the inverter drive circuit; an operation command signal input to the frequency command input circuit; Is an operation signal, the auxiliary power is turned on by the power ON / OFF circuit, and if the operation command signal input to the frequency command input circuit is a stop signal, the auxiliary power is turned off by the power ON / OFF circuit. Therefore, the auxiliary power supply circuit can be turned on / off by the operation command signal of the inverter frequency. Thus, the power consumption of the auxiliary power supply circuit and the driving unit, that is, the power consumption of the inverter driving circuit can be eliminated. Further, since a relay for turning on / off the power of the inverter device can be made contactless, for example, a mechanical relay for turning on / off the power of the inverter device, which has been conventionally used, can be eliminated. It is also possible to suppress an increase in power consumption due to the use of a mechanical relay. Therefore, a contact failure due to the use of a mechanical relay can be reliably avoided, and the reliability of the inverter device can be greatly improved.
[0033]
According to the second aspect of the present invention, since the operation command signal input to the frequency command input circuit is a rectangular wave having a frequency proportional to the inverter frequency, the operation command signal is simplified. It becomes possible. Therefore, a versatile signal can be used as the operation command signal, and the circuit design cost can be greatly reduced.
[0034]
According to the third aspect of the present invention, in the above, the power ON / OFF circuit turns ON / OFF the auxiliary power circuit by the semiconductor switching element, so that the power ON / OFF circuit and the auxiliary power circuit are electrically connected. It becomes possible to insulate. As a result, for example, even when noise is generated in the power supply circuit, it is possible to prevent inconveniences such as noise entering the control circuit and malfunction, and to turn on the power of the conventional inverter device. Even if the relay used for / OFF is abolished, the power of the inverter device can be turned ON / OFF, so that the cost of the inverter device can be reduced. Therefore, it is possible to avoid occurrence of contact failure of the relay, so that maintenance of the mechanical relay is not required, and the reliability of the inverter device can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an inverter device according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of an inverter main circuit diagram.
FIG. 3 is a circuit diagram of an inverter drive circuit.
FIG. 4 is a diagram of an operation command signal of a control circuit.
FIG. 5 is a circuit diagram of an auxiliary power supply circuit.
FIG. 6 is a block diagram of a conventional inverter device.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 inverter device 2 rectifier circuit 3 inverter main circuit 4 motor 5 refrigerant compressor 6 power transistor 9 inverter drive circuit 10 auxiliary power circuit 11 power ON / OFF circuit 12 drive unit 13 frequency command input circuit 14 control circuit 30 power drive IC
31 Decompression transformer AC Commercial AC power supply PC1 Photocoupler PC2 Photocoupler

Claims

In an inverter device including an inverter main circuit for driving a motor, and an inverter drive circuit for driving the inverter main circuit,
The inverter drive circuit includes a frequency command input circuit to which an operation command signal of an inverter frequency is input, and a power supply ON / OFF circuit for turning on / off an auxiliary power supply circuit that is a power supply of the inverter drive circuit.
When the operation command signal input to the frequency command input circuit is an operation signal, the auxiliary power is turned on by the power ON / OFF circuit,
An inverter device, wherein when the operation command signal input to the frequency command input circuit is a stop signal, the auxiliary power is turned off by the power ON / OFF circuit.

The inverter device according to claim 1, wherein the operation command signal input to the frequency command input circuit is a rectangular wave having a frequency proportional to the inverter frequency.

3. The inverter device according to claim 1, wherein the power ON / OFF circuit turns on / off the auxiliary power circuit by a semiconductor switching element.