[发明专利]马达驱动装置及包括该驱动装置的家用电器

说明书

本发明涉及使用单个逆变器来驱动多个马达、尤其三相和单相马达的驱动装置以及包括该驱动装置的家用电器。根据本发明的一个实施例，可以提供一种马达驱动装置，在设置成上侧开关元件和下侧开关元件形成一对开关部，并通过具有共三对的开关部和上下分支DC链路的连接点(中性点端子)的逆变器来控制三相马达和单相马达，以使所述三相马达和单相马达并联运行的马达驱动装置中，其特征在于，提供两对开关部(三相开关部)以分别与三相马达的a相端子和b相端子进行接线，提供另一对开关部(单相开关部)以与单相马达的第一端子进行接线，设置所述中性点端子以与三相马达的c相端子和单相马达的第二端子进行接线。

技术领域

本发明涉及一种使用单个逆变器驱动多个马达、尤其三相和单相马达的驱动装置及包括该驱动装置的家用电器。

背景技术

马达是指转子相对于定子旋转的设备，马达驱动装置(driver,驱动器)可以认为是用于控制马达的驱动的装置。

在定子缠绕有线圈，然后通过施加交流电使磁场的方向交替地改变，并且随着这种磁场的变化，转子相对于定子旋转。马达驱动装置是用于控制这种马达的驱动的装置，并且可以被设置成控制转子的旋转速度、旋转方向以及转矩。

当马达和马达驱动装置应用于家用电器时，家用电器的处理器(控制部)控制马达驱动装置以控制马达的驱动。

马达驱动装置可以广泛地包括：逆变器、逆变器控制部、检测流过马达的输出电流的输出电流检测部以及检测施加到马达的输出电压的输出电压检测部。马达驱动装置也可以狭义地表示逆变器或逆变器电路。

为了驱动三相马达，通常应用使用了六个开关元件的三相马达驱动器或者逆变器电路(B6逆变器)。为了减少材料成本，提出了使用四个开关元件和中性点端子、即分支DC链路(Splited DC-Link Capacitor)的连接点的B4逆变器相位控制(topology：拓扑)。即，可以认为是一种省去用于切换特定相(phase)的电流的一对开关元件，并且特定相是将上下两端的电容器之间的节点(node)与三相马达的特定相接线的方式。

但是，在这种情况下，由于从上下端电容器施加的DC链路电压的差异，在指令电压和实际产生的电压之间产生差异。由于这种不对称的输出电压特性，马达中的转矩脉动变大，电压利用率不可避免地降低。因此，主要问题是改善B4逆变器中的输出电压的畸变现象以及与B6逆变器相比增加的不平衡特性。

韩国专利公报10-2017-0087271(以下称为“在先专利”)中提出了一种用于使用单个逆变器来控制三相马达和单相马达的马达驱动装置以及包括该驱动装置的家用电器。

但是，在先专利中没有具体公开三相马达和单相马达的并联运行方法。即，当使用单个逆变器控制三相马达和单相马达时，没有清楚地提出针对所有可能发生的情况的马达控制方法。换言之，没有清楚地提出针对在仅驱动单相马达或三相马达的情况下、在同时驱动两个马达的情况下以及在开始驱动任一个马达时另一个马达正在驱动中的情况下的控制方法。

单相马达的电压矢量施加周期(180度)与三相马达的电压矢量施加周期(90度)彼此不同。在先专利中也没有公开电压矢量施加周期彼此不同的各个马达的并联运行方式中针对电压偏差的具体补偿方案。

另一方面，单相马达由于其特性，根据起动转矩位置存在起动转矩为零(zero)的位置。即，当转子在单相马达中位于特定位置时，存在不能够起动的问题。

当然，可以通过改变单相马达的结构来解决起动问题。但是，这种结构的改变仅在单向起动中是可行的，而在马达制造和最优化方面存在困难。另外，可以使用在主绕组和辅绕组之间连接起动电容器的结构。在这种结构中，作为线起动(line-start)方法，可以应用施加固定频率的功率的固定频率方法和使用逆变器施加可变频率的方法。然而，固定频率方法存在只能单向起动的问题，可变频率方法存在由于在特定位置缺少起动转矩而导致不能够起动或者不平稳的问题。