电动机驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够在抑制耗电增大的同时、持续对电动机进行适当的速度控制的电动机驱动装置。在交流电源发生故障的情况下，将电动机的目标速度维持在与逆变器中的直流电压相对应的上限速度和预先确定的下限速度的范围以内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供能够在抑制耗电增大的同时、持续对电动机进行适当的速度控制的电动机驱动装置。在交流电源发生故障的情况下，将电动机的目标速度维持在与逆变器中的直流电压相对应的上限速度和预先确定的下限速度的范围以内。【专利说明】电动机驱动装直
实施方式涉及对例如用作为压缩机电动机的无刷DC电动机进行驱动的电动机驱动装置。
技术介绍
例如用作为热泵式冷冻机的压缩机电动机的无刷DC电动机(也称为永磁体同步电动机)具有安装有多个相绕组的定子及埋设有多个永磁体的转子，在对制冷剂进行吸入.压缩.喷出的同时，驱动压缩机内的润滑油泵。驱动该无刷DC电动机的电动机驱动装置包括用于对各相绕组提供驱动电压的逆变器，进行所谓的矢量控制。矢量控制根据无刷DC电动机的各相绕组中流过的电流来推定该无刷DC电动机的速度(也称为转子速度)，并根据该推定速度来求出要提供给该无刷DC电动机的驱动电压，生成为了从上述逆变器得到所求出的驱动电压所需的驱动信号(PWM信号)。在需要较大热量的运行开始等时期，无刷DC电动机需要高速旋转。其中，若无刷DC电动机高速旋转，则各相绕组中感应的电压值高于提供给各相绕组的驱动电压值。这样的话，无法在各相绕组中流过电流，其结果是，不能对无刷DC电动机进行速度控制(也称为转速控制)。作为应对策略，在无刷DC电动机的高速旋转区域中，进行注入负励磁分量电流的所谓弱磁控制。若进行该弱磁控制，则对于各相绕组的感应电压的上升被抑制，该感应电压值不会高于提供给各相绕组的驱动电压值。即，能够不中断地持续对无刷DC电动机进行速度控制。另一方面，在商用交流电源中发生电压下降的电源故障的情况下，提供给各相绕组的驱动电压值低于对于各相绕组的感应电压值。在这种情况下，也不能对无刷DC电动机进行速度控制。作为应对策略，考虑通过监视商用交流电源的电压，在发生电压下降的电源故障的情况下进行弱磁控制，从而持续对无刷DC电动机进行速度控制。此外，对于电源电压下降的应对措施，已知有如下示例:在停电时使电动机的旋转能量再生至逆变器，利用该再生来抑制该逆变器中的直流部电压的下降(日本专利特开2002-374700号公报)。另外，已知有如下示例:根据逆变器中的直流部电压是否在一定值以上，来切换弱磁控制的执行和不执行(日本专利特开2009-268304号公报)。而且，已知有如下示例:通过在商用交流电源瞬间停电时使对于无刷DC电动机的速度控制停止，从而使逆变器中的直流部电压上升(日本专利特开2004-304965号公报)。
技术实现思路
用于弱磁控制的负励磁分量电流会发生作用以使得从相绕组发出的磁通抵消。因此，若进行弱磁控制，则会发生相当于所注入的负励磁分量电流的平方与相绕组电阻之积的损耗。其导致耗电的增大。实施方式的目的在于提供能够在抑制耗电增大的同时、持续对电动机进行适当的速度控制的电动机驱动装置。实施方式的电动机驱动装置包括逆变器、第一控制单元、检测单元、以及第二检测单元。逆变器将交流电源的电压转换成直流并将该直流电压转换成交流进行输出以作为对无刷DC电动机的驱动电压。第一控制单元根据所述无刷DC电动机中流过的电流来推定该无刷DC电动机的速度，并对所述逆变器进行驱动控制以使得该推定速度成为目标速度。检测单元检测所述交流电源中故障的发生。第二控制单元在由所述检测单元检测出发生故障的情况下，将所述目标速度维持在与所述逆变器中的直流电压相对应的上限速度和预先确定的下限速度的范围以内。【专利附图】【附图说明】图1是表示各实施方式的框图。图2是表示一个实施方式的控制的流程图。图3是表示一个实施方式中的直流电压Vin的变化及各种控制的推移变化的时序图。图4是表示一个实施方式中的直流电压Vin的变化及各种控制的推移变化的其他不例的时序图。图5是表示一个实施方式的控制的变形例的流程图。【具体实施方式】下面，参照附图来说明一个实施方式。如图1所示，逆变器10经由电抗器2与商用交流电源I相连接，该逆变器10的输出端连接有例如用作为热泵式冷冻机的压缩机电动机的无刷DC电动机(也称为永磁体同步电动机)3。逆变器10具有将商用交流电源I的交流电压转换成直流电压的整流电路11 ;对从该整流电路11输出的直流电压进行平滑的平滑电容器12 ;利用开关元件的导通、断开将该平滑电容器12的电压转换成预定频率的三相交流电压的开关电路13。该开关电路13的输出作为驱动电压提供给无刷DC电动机3。无刷DC电动机3具有安装有多个相绕组的定子及埋设有多个永磁体的转子，且收纳在压缩机壳体内，在对热泵式冷冻循环中的制冷剂进行吸入?压缩?喷出的同时，驱动压缩机壳体内的润滑油泵。润滑油泵将积存在压缩机壳体底部的润滑油提供给无刷DC电动机3的滑动部。通过该提供，从而在无刷DC电动机3的滑动部形成油膜。在上述开关电路13的输出端与无刷DC电动机3之间的U相通电路径上，配置有对无刷DC电动机3的U相绕组中流过的电流(相电流)进行检测的电流传感器4。在上述开关电路13的输出端与无刷DC电动机3之间的V相通电路径上，配置有对无刷DC电动机3的V相绕组中流过的电流(相电流)进行检测的电流传感器5。该电流传感器4、5的输出提供给电动机控制部20。无刷DC电动机3的W相绕组中流过的电流能根据电流传感器4、5的检测电流来计算出。电动机控制部20根据电流传感器4、5的检测电流来推定无刷DC电动机3的速度(也称为转子速度)，并对要使如下驱动电压从逆变器10输出的该逆变器10的开关元件进行导通、断开驱动以进行无传感器.矢量控制(第一控制单元)，该驱动电压用于使该推定速度ωπι到达与来自空调控制部(未图示)的速度指令相对应的目标速度coref，电动机控制部20包括坐标转换部21、速度推定部22、速度控制部23、电流控制部24、坐标转换部25、电压检测电路26、输出占空比计算部27、PWM转换部28、电源故障检测部29。坐标转换部21将电流传感器4、5的检测电流转换成分别换算为无刷DC电动机3中转子轴上的励磁轴(d轴)坐标及转矩轴(q轴)坐标后的励磁分量电流(也称为d轴电流)Id及转矩分量电流(也称为q轴电流)Iq。速度推定部22利用基于由坐标转换部21得到的励磁分量电流Id及转矩分量电流Iq和无刷DC电动机3的等价方程式进行的运算，来推定无刷DC电动机3的速度。速度控制部23求出与速度指令相对应的上述目标速度ω ref与上述推定速度ωπι之差。电流控制部24根据由速度控制部23求出的差(=coref-com)来设定对于由上述坐标转换部21转换后的转矩分量电流Iq的目标值及对于上述励磁分量电流Id的目标值。坐标转换部25将由电流控制部24设定的对于转矩分量电流Iq的目标值及对于励磁分量电流Id的目标值转换成换算为无刷DC电动机3中转子轴上的d轴坐标后的励磁分量电压Vd及换算为q轴坐标后的转矩分量电压Vq。电压检测电路26检测平滑电容器12的电压，以作为逆变器10中的直流部的直流电压Vin。输出占空比计算部27基于由坐标转换部25转换后的励磁分量电压Vd和转矩分量电压Vq以及电压检测电路26的检测电压Vin，计算出对于开关电路13的各开关元件的导通、断开占空比D。PWM转换部28生成与由输出占空比计算部27计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动装置，包括：逆变器，该逆变器将交流电源的电压转换成直流并将该直流电压转换成交流进行输出以作为对无刷DC电动机的驱动电压；第一控制单元，该第一控制单元根据所述无刷DC电动机中流过的电流来推定该无刷DC电动机的速度，并对所述逆变器进行驱动控制以使得该推定速度成为目标速度；检测单元，该检测单元检测所述交流电源中故障的发生；以及第二控制单元，该第二控制单元在由所述检测单元检测出发生故障的情况下，将所述目标速度维持在与所述逆变器中的直流电压相对应的上限速度和预先确定的下限速度的范围以内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：温品治信，
申请(专利权)人：东芝开利株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP