[发明专利]交流电动机旋转方向检测方法和利用其的交流电动机的电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于将来自商用电源的交流电力转换成期望的交流电力并供应给交流电动机的电力转换装置，特别地，涉及能够在重新启动时正确地检测交流电动机的旋转方向的交流电动机旋转方向检测方法以及利用其的交流电动机的电力转换装置。

背景技术

现有技术中，在通过电力转换装置将来自作为输入电源的商用电源的交流电力转换成期望的交流电力并供应、由此使交流电动机运行的状况下，例如发生瞬时停电等异常，其结果是，在停止（切断）了从该电力转换装置到交流电动机的交流电力的输出的情况下，需要通过上述电力转换装置重新启动该交流电动机。而且，在利用上述电力转换装置重新启动上述状态下的交流电动机时，上述电力转换装置需要检测处于惯性旋转状态的电动机的状态，例如电动机的转速、感应电压的相位、旋转方向等信息。

即，这是由于：如果在电力转换装置不知道包括交流电动机的旋转速度等的信息的状态下重新启动，将其输出向交流电动机输出后，该交流电动机的旋转速度急剧变化，或者该交流电动机的控制变得不稳定，其结果是过大的电流流过交流电动机或电力转换装置，使得上述电力转换装置过流跳闸，陷入不能控制的状态等。

因此，现有技术中，在电力转换电路的输入电源发生瞬时停电等电源异常时，通常地，临时切断电力转换装置向交流电动机的输出，之后，在通过上述电力转换装置重新启动处于惯性旋转状态的交流电动机时，需要正确地获取该交流电动机的上述转速等信息，据此与该交流电动机的状态同步，进行上述电力转换装置的输出。

此外，在以下的专利文献1中记载了关于感应电动机重新启动的方法。此外，在以下的专利文献2中记载了如下方法：通过转换电路将来自电动机的感应电压转换成脉冲，从该转换所得的脉冲周期获得电动机的旋转频率，由此根据该旋转频率重启电动机。

此外，在以下的专利文献3中，记载了如下方法：不使用速度检测器或电压检测器，检测电动机的转速、感应电压的相位以及电动机的旋转方向，由此进行利用电力转换装置的感应电动机的重新启动。进一步地，在以下的专利文献4中，记载了：在上述专利文献3中记载的方法中重新启动困难的状况下，电力转换装置待机直到能够重新启动，之后进行该重新启动（需要待机时间）。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭58-99286号公报

专利文献2：日本实开昭60-038089号公报

专利文献3：日本特开2001-161094号公报

专利文献4：日本特开2004-153911号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述的现有技术中，被指出有下述问题。

首先，上述瞬时停电的时间较短的情况下，在发生该瞬时停电时，通过电力转换装置将交流电动机输出的旋转方向存储在例如设置于上述电力转换装置内部的非易失性存储器中，在电力恢复时，能够识别该交流电动机的旋转方向。所述方法不必如上述使用多个脉冲转换器，能够简单地获取交流电动机的转速，所以能够通过廉价的电路结构实现交流电动机的重新启动。

然而，在瞬时停电时间较长的情况下，交流电动机的感应电压消失，在无法利用上述脉冲转换器检测交流电动机转速的状况下，存在无法精度良好地重新启动交流电动机的问题。

此外，尤其是在其惯性旋转中，始终产生与转速成比例的感应电压（速度电动势），并且，在对上述感应电压随着该转速的增加而增大的同步电动机使用上述专利文献3中记载的方法的情况下，如上述专利文献4所记载，为了将电流指令控制到0（零），电流控制系统响应较慢的情况下，难以将实际电流控制到0（零），因此，重新启动变得困难。然而，在空调或供水路等设施中，更具体地，在用于驱动安装在上述设备中的风扇式泵（fan pump）的电动机中，从瞬时停电等电源异常恢复电力时，要求该电动机迅速地回到正常动作，存在上述待机时间成为问题的情况。

此外，即使使用上述专利文献4记载的方法，在以同步电动机驱动风扇等较大惯性的负荷时，存在重新启动变得困难的可能性。更具体地，在电力转换装置的输入电源发生上述的瞬时停电等电源异常，其结果是，在电力转换装置向同步电动机的输出停止之后，对于例如被连结的风扇带动旋转、为惯性旋转状态的同步电动机，尤其是其转速较大的情况下，亦即，因惯性负荷的效果，其转速为难以下降的状态，在上述用途中重新启动变得困难。上述状态为，电动机上安装了大惯性负荷的情况，例如在风扇式泵等用途中，交流电动机始终被带动旋转的情况。此外，在电力转换装置内部的电流控制系统的响应较慢的情况下，存在误差变大的可能性。