电力变换装置以及空调机制造方法及图纸

本发明专利技术实现能够稳定地驱动电动机的电力变换装置(3)。为此，设置有：逆变器(9)，其为了驱动具备具有线圈的定子以及具有永久磁体的转子的电动机(4)，将被提供的直流电压变换为作为交流电压的输出电压并施加到线圈，并且输出电压饱和的饱和电平与直流电压相应地变化；以及控制器(12)，其在输出电压低于饱和电平的状态下，增加逆变器的输出电流，以使线圈产生使永久磁体所产生的磁通削弱的方向或者增强的方向的磁通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置以及空调机
本专利技术涉及一种电力变换装置以及空调机。
技术介绍
关于对永久磁体同步电动机进行磁场削弱控制的技术，在以下专利文献1的摘要中记载了“顺利地切换将电流指令运算部作为特征的矢量控制与电压相位操作型磁场削弱控制，并且改善切换时的效率。”和“通过组合以下的任一个或者多个来解决课题。1.具备以下处理：在从通常控制切换为电压相位操作型磁场削弱控制时，减小根据中间的电压指令值Vdc*、Vqc*求出的电压相位。2.在从电压相位操作型磁场削弱控制返回到通常控制时，将使d轴电流检测值平均化而得到的值设为输入到d轴电流指令运算部的第一d轴电流指令值。3.在从电压相位操作型磁场削弱控制返回到通常控制时，切换d轴电流指令运算部的增益。4.除了具备通常控制、电压相位操作型磁场削弱控制以外，还具备电动机常数(电阻、电感、发电常数)同定运算部。”。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-142030号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在此，假设以下情况：通过转换器电路将商用电源等的交流电压变换为直流电压，通过逆变器装置将该直流电压变换为任意频率的交流电压，对永久磁体同步电动机(以下，称为电动机)进行驱动。在商用电源等的交流电压中发生失真的情况下，或在应用廉价的转换器电路作为转换器电路的情况下，波动成分叠加到由转换器电路输出的直流电压。当由于该直流电压的波动成分而磁场削弱控制的开/关(ON/OFF)状态频繁切换时，逆变器装置的输出电压、输出电流受到干扰，电动机变得不稳定，有时引起过电流停止、失步、转速急剧变动等问题。本专利技术是鉴于上述情形而完成的，目的在于提供一种能够稳定地驱动电动机的电力变换装置以及空调机。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的电力变换装置的特征在于，具有：逆变器，其为了驱动具备具有线圈的定子以及具有永久磁体的转子的电动机，将被提供的直流电压变换为作为交流电压的输出电压并施加到上述线圈，并且上述输出电压饱和的饱和电平与上述直流电压相应地变化；以及控制器，其在上述输出电压低于上述饱和电平的状态下增加上述逆变器的输出电流，以使线圈产生使上述永久磁体所产生的磁通削弱的方向或者增强的方向的磁通。专利技术效果根据本专利技术，能够稳定地驱动电动机。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式的电动机驱动系统的框图。图2是第一实施方式的控制器的框图。图3是第一实施方式的调制前的U相电压调制系数、三角波的调制信号以及调制后的U相电压调制系数的波形图。图4是第一实施方式的PWM信号和载波信号的波形图。图5是表示第一实施方式的磁场削弱控制时的d轴、q轴电压指令值以及电压指令峰值的相位关系的图。图6是在第一实施方式的磁场削弱变动抑制控制部中执行的控制程序的流程图。图7是表示第一实施方式的d轴电流指令值、逆变器频率指令值以及电动机电压调制系数的关系的图。图8是表示第一实施方式的d轴电流指令值、逆变器频率指令值以及电动机电压调制系数的其它关系的图。图9是在第二实施方式的磁场削弱变动抑制控制部中执行的控制程序的流程图。图10是第二实施方式的磁场削弱变动抑制控制部的主要部分的框图。图11是表示第二实施方式的d轴电流指令值、逆变器频率指令值以及电动机电压调制系数的关系的图。图12是表示第二实施方式的d轴电流指令值、逆变器频率指令值以及电动机电压调制系数的其它关系的图。图13是第三实施方式的控制器的主要部分的框图。图14是在第三实施方式的磁场削弱变动抑制控制部中执行的控制程序的流程图。图15是表示第三实施方式的d轴电流指令值、逆变器频率指令值以及电动机电压调制系数的其它关系的图。图16是第四实施方式的控制器的框图。图17是在第五实施方式的磁场削弱变动抑制控制部中执行的控制程序的流程图。图18是在第六实施方式的磁场削弱变动抑制控制部中执行的控制程序的流程图。图19是第六实施方式的磁场削弱变动抑制控制部的主要部分的框图。图20是表示第六实施方式的d轴电流指令值、逆变器频率指令值以及电动机电压调制系数的其它关系的图。图21是第七实施方式的空调机的概要结构图。具体实施方式[第一实施方式]以下，详细说明本专利技术的第一实施方式的电动机驱动系统S1。图1是本专利技术的第一实施方式的电动机驱动系统S1的框图。在图1中，电动机驱动系统S1具有将来自交流电压源1的交流电压变换为直流电压的转换器电路2、逆变器装置3(电力变换装置)以及永久磁体同步电动机4(以下，称为电动机4)。电动机4具备埋设有永久磁体的转子(未图示)以及具有线圈的定子(未图示)。交流电压源1向转换器电路2提供3相交流电压。转换器电路2具有3相二极管桥5、直流电抗器6以及平滑电容器7。当从交流电压源1向3相二极管桥5提供3相交流电压时，从3相二极管桥5输出全波整流过的电压。3相二极管桥5的输出存在P侧和N侧，P侧与直流电抗器6相连接。在直流电抗器6的输出与3相二极管桥5的N侧输出之间连接有平滑电容器7。而且，平滑电容器7的端子间电压作为直流电压从转换器电路2输出。从转换器电路2输出的直流电压被输入到逆变器装置3。逆变器装置3具备直流电压检测电路8、具有逆变器功能的IPM(IntelligentPowerModule：智能功率模块)9、U相电动机电流检测电路10、V相电动机电流检测电路11、控制器12以及栅极驱动电路13。从转换器电路2提供的直流电压被输入到IPM9(逆变器)。IPM9具有6个IGBT以及与各IGBT并联连接的FWD(FreeWheelingDiode：续流二极管)(均没有附图标记)。而且，IPM9根据从栅极驱动电路13提供的栅极驱动信号18使各IGBT进行开/关(ON/OFF)，由此将直流电压变换为3相交流电压。该3相交流电压成为逆变器装置3的输出。另外，直流电压检测电路8对输入到逆变器装置3的直流电压进行计测，将计测结果作为直流电压检测信号14而提供给控制器12。由逆变器装置3输出的3相交流电压被施加到电动机4的线圈。另外，沿着在流过电动机4的3相电流中的U相和V相的线路配置有U相电动机电流检测电路10和V相电动机电流检测电路11。这些电流检测电路10、11将U相电动机电流检测信号15和V相电动机电流检测信号16分别提供给控制器12。控制器12根据直流电压检测信号14、U相电动机电流检测信号15以及V相电动机电流检测信号16，运算用于对IPM9中的IGBT进行开/关(ON/OFF)的占空比，输出具有该占空比的PWM信号17。PWM信号17被变换为具有充分电压的栅极驱动信号18，以在栅极驱动电路13中对IGBT进行开/关。控制器12具备CPU(CentralProcessingUnit：中央处理单元)、RAM(RandomAccessMemory：随机存取存储器)、ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)等作为通用计算机的硬件，在ROM中存储有通过CPU执行的控制程序、各种数据等。图2是表示控制器12的算法的框图，将通过控制程序等实现的功能表示为块。在图2中，U相电动机电流检测信号15和V相电动机电流检测信号16被输入到A/D变换器19。而且，A/D变换器19输出将U相电动机电流检测信号15和V相电动机电流检测信号16分别乘以预定的增益(称为电流检测电路增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变换装置，其特征在于，具有：逆变器，其为了驱动具备具有线圈的定子以及具有永久磁体的转子的电动机，将被提供的直流电压变换为作为交流电压的输出电压并施加到上述线圈，并且上述输出电压饱和的饱和电平与上述直流电压相应地变化；以及控制器，其在上述输出电压低于上述饱和电平的状态下，增加上述逆变器的输出电流，以使上述线圈产生使上述永久磁体所产生的磁通削弱的方向或者增强的方向的磁通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.04 JP 2016-2159191.一种电力变换装置，其特征在于，具有：逆变器，其为了驱动具备具有线圈的定子以及具有永久磁体的转子的电动机，将被提供的直流电压变换为作为交流电压的输出电压并施加到上述线圈，并且上述输出电压饱和的饱和电平与上述直流电压相应地变化；以及控制器，其在上述输出电压低于上述饱和电平的状态下，增加上述逆变器的输出电流，以使上述线圈产生使上述永久磁体所产生的磁通削弱的方向或者增强的方向的磁通。2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，上述控制器具有：q轴电流指令部，其在以上述电动机的电角的转速进行旋转的坐标系中将上述永久磁体所产生的磁通的朝向设为d轴，将与上述d轴正交的轴设为q轴时，根据频率指令值来输出上述输出电流的q轴成分的指令值即q轴电流指令值；以及d轴电流指令部，其输出上述输出电流的d轴成分的指令值即d轴电流指令值，在上述输出电压低于上述饱和电平的状态下，上述d轴电流指令部控制上述d轴电流指令值，以使上述线圈产生使上述永久磁体所产生的磁通削弱的方向的磁通。3.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，上述d轴电流指令部控制上述d轴电流指令值，使得上述输出电压相对于上述频率指令值的变化变得大致固定。4.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，在上述d轴电流指令部中，如果上述频率指令值小于预定的第一指令值则将上述d轴电流指令值设为0，在上述频率指令值为...

【专利技术属性】
技术研发人员：木下健，李东升，笠原励，
申请(专利权)人：日立江森自控空调有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP