[发明专利]电动机控制装置、空气调节机

说明书

技术领域

本发明涉及具有基于电阻的相电压检测电路，进行180度通电控制的电动机控制装置的高效率控制。

背景技术

例如，在驱动在空气调节机的室外机内设置的室外风扇的情况下，有时在通过逆变器启动电动机前，风扇由于风而任意旋转(空转)。此时，当通过使用了一个分流电阻的电路以无速度传感矢量控制(senseless vector controlling)进行电动机的驱动时，在逆变器的开关元件不被接通关断(ON/OFF)的状态下，无法确定由于电动机的感应电压产生的电流是怎样的电流。其原因是，该磁极位置的推定，是通过根据逆变器进行开关(switching)的定时以逻辑方式导出当前流过分流电阻的电流是怎样的电流的方法来进行的。

因此，在专利文献1中提出了在使用一个分流电阻进行的无速度传感矢量控制之外，设置检测电动机的相电压的单元，在通过逆变器的开关驱动电动机前检测电动机的转子的旋转方向、旋转速度、磁极位置的电动机的控制装置。

根据专利文献1，追加在风扇由于风等干扰任意转动的情况下检测电动机的感应电压的电路，在逆变器进行开关前检测转子磁极位置、旋转速度和旋转方向，由此，即使在起动时有干扰也能够控制为希望的旋转速度。

一般的三相交流电动机的PWM控制是三相调制，但是在1987年3月的社团法人电气学会发行的书籍“半导体电力变换电路”的第110、111、125页等的解说中记载了一种二相调制，其利用电动机电流不通过相电压决定而通过相间电压决定的事实，通过一边确保相间电压一边在每一预定期间使逆变器的开关元件始终接通(ON)，可以使各相电压的每一相以π/3(60度)的电角度依次固定为高位电源电平或者低位电源电平，来减小逆变器的开关损失。下面，把上述二相调制方式称为固定相60度切换方式。图2表示三相调制方式的电压波形，图3表示固定相60度切换方式的电压波形。

另外，通过下面的专利文献2、3提出了，使每一相以2π/3(120度)的电角度依次固定为高位电源电平或者低位电源电平来减小逆变器的开关损失，在相电压的振幅小的情况下停止该二相调制方式，对电动机施加三相电压。以下，把上述二相调制方式称为固定相120度切换方式，特别将把固定相固定在直流电压的高电位的方式称为上固定相120度切换方式，将把固定相固定在直流电压的低电位的方式称为下固定相120度切换方式。图4、图5表示各个调制方式的三相的电压波形。

专利文献2是一种逆变器控制方法，其特征在于，为减小泄漏电流的最大值，根据旋转速度，在低速区切换为减小泄漏电流的最大值的调制方式，在中、高速区切换为确保速度稳定性的调制方式。

专利文献3是一种控制方法，其特征在于，为实现高效率运行，按照转矩和转速的图(map)或者iq电流、id电流的二维坐标来切换调制方式。

如专利文献1那样，在作为检测电动机的相电压的手段而使用电阻的控制方式的情况下，当在通常运行时产生相电压时，在相电压检测电阻中流过电流，发生损失。

通过相电压检测电阻发生的损失、逆变器的开关损失，根据调制方式和调制率而变化。

专利文献1的技术，因为未考虑相电压检测电阻的损失、开关损失随调制方式而变化，所以无法高效率运行。

专利文献2的技术，以减小泄漏电流的最大值为目的来改变调制方式，未考虑相电压检测电路的损失、开关损失随调制方式而变化，所以无法高效率运行。而且因为根据转速改变调制方式，所以在逆变器的直流电压变化的情况下无法高效率运行。

专利文献3的技术以减小损失为目的来改变调制方式，但是因为未考虑相电压检测电路的损失，所以在选择了固定相120度切换方式的情况下，未明示上固定相120度切换方式还是下固定相120度切换方式。而且，因为根据转速和转矩、或者iq电流和id电流来改变调制方式，所以在逆变器的直流电压变化的情况下无法高效率运行。而且，因为用二维坐标决定调制方式的切换点，所以需要大的存储容量。

专利文献2和3共同的课题是切换调制方式的点根据电动机的规格变化。这使得在每次改变电动机的规格时要改变切换点，需要设计的工时。

专利文献1：日本特开2007-166695号公报

专利文献2：日本特开2006-217673号公报

专利文献3：日本特开2005-229676号公报

发明内容

本发明的目的是，提供能够应对逆变器的直流电压的变化或者各种规格的电动机的、存储容量小的高效率的电动机控制装置。