电动机驱动装置及空调机制造方法及图纸

技术编号:21739750 阅读:39 留言:0更新日期:2019-07-31 21:05
一种电动机驱动装置,是驱动具有定子线圈的电动机(2)的装置,具备:接线切换部(3),具有与定子线圈连接的、包括半导体开关的电路(31~33),通过半导体开关的导通或截止将定子线圈的接线状态切换为第1接线状态以及与第1接线状态不同的第2接线状态中的任意接线状态;以及逆变器(1),向定子线圈供给交流驱动电压。

Motor Driver and Air Conditioner

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机驱动装置及空调机
本专利技术涉及驱动电动机的电动机驱动装置以及具备驱动压缩机用的电动机的电动机驱动装置的空调机。
技术介绍
空调机(空调)的制冷能力以及制热能力能够通过压缩机用的电动机的旋转速度来调节。例如,在空调起动时,使电动机高速旋转而进行快速制冷运行或快速制热运行,在室温达到要求温度后,使电动机低速旋转而进行节能运行。通常,节能运行的时间长,因此为了削减年度电力消耗量,优选使用低速旋转下高效的电动机。另外,为了提高制冷和制热的最大能力,优选使用能够高速旋转的电动机。作为压缩机用的电动机,为了高效化而广泛使用在转子具备永磁铁的永磁型电动机,作为驱动电动机的装置,具备逆变器(inverter)的电动机驱动装置已经普及。在永磁型电动机中,如果增加定子线圈的匝数,则能够以较少的电流运行,由电流导致的逆变器损失减少,能够进行高效的运行。但是,如果增加定子线圈的匝数,则感应电压上升,因此由感应电压支配的电动机电压以低旋转速度达到逆变器的最大输出电压,不能以这以上的旋转速度来运行。相反,如果减少定子线圈的匝数,则感应电压降低,因此由感应电压支配的电动机电压难以达到逆变器的最大输出电压,能够使电动机以高速旋转运行。但是,如果减少定子线圈的匝数,则在定子线圈中流动的电流增加,因此由电流导致的逆变器损失增加,无法进行高效的运行。像这样,低速旋转且高效的永磁型电动机不能以高速旋转运行,能够以高速旋转运行的永磁型电动机在低速旋转时的效率低。为了解决这样的问题,提出了一种电动机驱动装置,其具备接线切换部,该接线切换部将接受逆变器供给的驱动电压的电动机的定子线圈切换为星形接线和三角形接线(例如,参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-246674号公报(权利要求1、段落0016~0020、0047~0048、图1、图2、图7)
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题但是,专利文献1所记载的电动机驱动装置的接线切换部的开关为机械式开关,导通状态与截止状态之间的切换所需的时间(切换时间)长,因此需要在压缩机用的电动机的运行停止(中断)期间进行接线状态的切换。在该情况下,由于产生用于压缩机用的电动机的运行重启的电力消耗,因此无法充分提高运行效率,节能效果不充分。本专利技术的目的在于提供能够以高速旋转驱动电动机且能够以低速旋转高效地驱动电动机的电动机驱动装置,以及能够兼具高制冷制热能力和节能效果高的运行的空调机。解决技术问题的技术方案本专利技术的一个方式的电动机驱动装置是驱动具有定子线圈的电动机的电动机驱动装置,具备接线切换部和逆变器,所述接线切换部具有包括半导体开关的电路,通过所述半导体开关的导通或截止而将所述定子线圈的接线状态切换为第1接线状态和与所述第1接线状态不同的第2接线状态中的任意接线状态,所述逆变器向所述定子线圈供给交流驱动电压。本专利技术的其它方式的空调机具备:具有定子线圈的电动机、由所述电动机驱动的压缩机、和驱动所述电动机的电动机驱动装置,其中,所述电动机驱动装置具备接线切换部和逆变器,所述接线切换部具有包括半导体开关的电路,通过所述半导体开关的导通或截止而将所述定子线圈的接线状态切换为第1接线状态和与所述第1接线状态不同的第2接线状态中的任意接线状态,所述逆变器向所述定子线圈供给交流驱动电压。专利技术效果根据本专利技术的电动机驱动装置,因为能够通过半导体开关的导通或截止来适当地切换定子线圈的接线状态,因此能够以高速旋转驱动电动机,并且能够以低速旋转高效地驱动电动机。另外,根据本专利技术的电动机驱动装置,因为在切换接线状态时不一定需要中断电动机的运行,所以能够高效地驱动电动机,能够得到高的节能效果。另外,本专利技术的空调机因为具有上述电动机驱动装置,所以能够兼具压缩机用的电动机的高速旋转带来的高制冷制热能力和压缩机用的电动机的节能运行。附图说明图1是概略地示出本专利技术的实施方式1的电动机驱动装置的结构的图。图2(A)及图2(B)是示出星形接线和三角形接线的图。图3是概略地示出图1所示的电动机的内部构造的剖视图。图4(A)至图4(C)是示出串联连接的U相线圈、串联连接的V相线圈和串联连接的W相线圈的图。图5(A)至图5(C)是示出并联连接的U相线圈、并联连接的V相线圈和并联连接的W相线圈的图。图6是示出图1所示的电动机驱动装置中的包括半导体开关的电路的电路图。图7是以表格形式示出图6所示的电路中的半导体开关的导通及截止状态的例子的图。图8是示出图1所示的逆变器中的空载时间(deadtime)的时序图。图9是概略地示出本专利技术的实施方式2的电动机驱动装置的结构的图。图10是示出图9所示的电动机驱动装置中的包括半导体开关的电路的电路图。图11是以表格形式示出图10所示的电路中的半导体开关的导通及截止状态的例子的图。图12是以表格形式示出图10所示的电路中的半导体开关的导通及截止状态的其它例子的图。图13是示出接线状态为星形接线及三角形接线的情况下的电动机的转速与电动机的效率的关系的曲线图。图14是示出本专利技术的实施方式3的空调机的结构的框图。图15是示出实施方式3的空调机的控制系统的框图。图16是示出实施方式3的空调机的工作的一例的时序图。附图标记说明1逆变器;2电动机;2u_1线圈端子(第1线圈端子);2u_2线圈端子(第2线圈端子);2v_1线圈端子(第3线圈端子);2v_2线圈端子(第4线圈端子);2w_1线圈端子(第5线圈端子);2w_2线圈端子(第6线圈端子);3、4、160接线切换部;6、7、150控制部(控制装置);11a、12a、13a、14a、15a、16aMOS晶体管;11b、12b、13b、14b、15b、16b寄生二极管;17电容器;18、19电力供给线(母线);21定子;22齿部;23旋转轴;25转子;26永磁铁;27狭缝;31、41开关电路(第1开关电路);32、42开关电路(第2开关电路);33、43开关电路(第3开关电路);31a、41a第1端子;31b、41b第2端子;31c、41c第3端子;32a、42a第4端子;32b、42b第5端子;32c、42c第6端子;33a、43a第7端子;33b、43b第8端子;33c、43c第9端子;105空调机;311MOS晶体管(第1MOS晶体管);312二极管(第1二极管);313MOS晶体管(第2MOS晶体管);314二极管(第2二极管);315MOS晶体管(第3MOS晶体管);316二极管(第3二极管);317MOS晶体管(第4MOS晶体管);318二极管(第4二极管);321MOS晶体管(第5MOS晶体管);322二极管(第5二极管);323MOS晶体管(第6MOS晶体管);324二极管(第6二极管);325MOS晶体管(第7MOS晶体管);326二极管(第7二极管);327MOS晶体管(第8MOS晶体管);328二极管(第8二极管);331MOS晶体管(第9MOS晶体管);332二极管(第9二极管);333MOS晶体管(第10MOS晶体管);334二极管(第10二极管);335MOS晶体管(第11MOS晶体管);336二极管(第11二极管);337MOS晶体管(第12MOS晶体管);338二极管(第12二极管);411MOS晶体管(第本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电动机驱动装置,驱动具有定子线圈的电动机,所述电动机驱动装置具备:接线切换部,具有包括半导体开关的电路,通过所述半导体开关的导通或截止,将所述定子线圈的接线状态切换为第1接线状态及与所述第1接线状态不同的第2接线状态中的任意接线状态;以及逆变器,对所述定子线圈供给交流驱动电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机驱动装置,驱动具有定子线圈的电动机,所述电动机驱动装置具备:接线切换部,具有包括半导体开关的电路,通过所述半导体开关的导通或截止,将所述定子线圈的接线状态切换为第1接线状态及与所述第1接线状态不同的第2接线状态中的任意接线状态;以及逆变器,对所述定子线圈供给交流驱动电压。2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置,其中,所述定子线圈具有第1开路线圈和第2开路线圈,所述第1开路线圈具有与所述逆变器连接的第1线圈端子和与所述接线切换部连接的第2线圈端子,所述第2开路线圈具有与所述逆变器连接的第3线圈端子和与所述接线切换部连接的第4线圈端子,所述接线切换部通过所述半导体开关将所述第1开路线圈的所述第2线圈端子与所述第2开路线圈的所述第4线圈端子相互连接,从而将所述定子线圈的接线状态切换为所述第1接线状态。3.根据权利要求2所述的电动机驱动装置,其中,所述接线切换部通过所述半导体开关将所述第1开路线圈的所述第2线圈端子和所述第2开路线圈的所述第4线圈端子连接于所述逆变器,从而将所述定子线圈的接线状态切换为所述第2接线状态。4.根据权利要求2或3所述的电动机驱动装置,其中,所述定子线圈还具有第3开路线圈,所述第3开路线圈具有与所述逆变器连接的第5线圈端子和与所述接线切换部连接的第6线圈端子,所述接线切换部通过所述半导体开关将所述第1开路线圈的所述第2线圈端子、所述第2开路线圈的所述第4线圈端子和所述第3开路线圈的第6线圈端子相互连接,从而将所述定子线圈的接线状态切换为作为所述第1接线状态的星形接线。5.根据权利要求4所述的电动机驱动装置,其中,所述接线切换部通过所述半导体开关将所述第1开路线圈的所述第2线圈端子、所述第2开路线圈的所述第4线圈端子和所述第3开路线圈的所述第6线圈端子连接于所述逆变器,从而将所述定子线圈的接线状态切换为作为所述第2接线状态的三角形接线。6.根据权利要求4或5所述的电动机驱动装置,其中,包括所述半导体开关的电路具有第1开关电路、第2开关电路和第3开关电路,所述第1开关电路具有第1端子、第2端子、以及第3端子,所述第1端子与所述逆变器连接,所述第3端子与所述第1开路线圈的所述第2线圈端子连接,并且与所述第1端子和所述第2端子中的任意端子连接,所述第2开关电路具有与所述逆变器连接的第4端子、与所述第2端子连接的第5端子、以及第6端子,所述第6端子与所述第2开路线圈的所述第4线圈端子连接,并且与所述第4端子和所述第5端子中的任意端子连接,所述第3开关电路具有与所述逆变器连接的第7端子、与所述第2端子和所述第5端子连接的第8端子、以及第9端子,所述第9端子与所述第3开路线圈的所述第6线圈端子连接,并且与所述第7端子和所述第8端子中的任意端子连接,所述接线切换部通过将所述第2端子和所述第3端子连接,并且将所述第5端子和所述第6端子连接,并且将所述第8端子和所述第9端子连接,从而将所述定子线圈的接线状态切换为作为所述第1接线状态的星形接线。7.根据权利要求6所述的电动机驱动装置,其中,所述接线切换部通过将所述第1端子和所述第3端子连接,并且将所述第4端子和所述第6端子连接,并且将所述第7端子和所述第9端子连接,从而将所述定子线圈的接线状态切换为作为所述第2接线状态的三角形接线。8.根据权利要求6或7所述的电动机驱动装置,其中,所述第1开关电路具有:第1MOS晶体管;第1二极管,与所述第1MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第1端子朝向所述第3端子的方向的电流流动;第2MOS晶体管;第2二极管,与所述第2MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第3端子朝向第1端子的方向的电流流动;第3MOS晶体管;第3二极管,与所述第3MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第2端子朝向第3端子的方向的电流流动;第4MOS晶体管;以及第4二极管,与所述第4MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第3端子朝向第2端子的方向的电流流动,所述第2开关电路具有:第5MOS晶体管;第5二极管,与所述第5MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第4端子朝向第6端子的方向的电流流动;第6MOS晶体管;二极管,与所述第6MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第6端子朝向第4端子的方向的电流流动;第7MOS晶体管;第7二极管,与所述第7MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第5端子朝向第6端子的方向的电流流动;第8MOS晶体管;以及第8二极管,与所述第8MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第6端子朝向第5端子的方向的电流流动,所述第3开关电路具有:第9MOS晶体管;第9二极管,与所述第9MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第7端子朝向第9端子的方向的电流流动;第10MOS晶体管;第10二极管,与所述第10MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第9端子朝向第7端子的方向的电流流动;第11MOS晶体管;第11二极管,与所述第11MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第8端子朝向第9端子的方向的电流流动;第12MOS晶体管;以及第12二极管,与所述第12MOS晶体管串联连接,并且能够使从所述第9端子朝向第8端子的方向的电流流动。9.根据权利要求8所述的电动机驱动装置,其中,所述接线切换部通过使所述第1、第2、第5、第6、第9以及第10MOS晶体管为截止状态,并且使所述第3、第4、第7、第8、第11以及第12MOS晶体管为导通状态,从而将所述定子线圈的接线状态切换为作为所述第1接线状态的星形接线。10.根据权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员:有泽浩一山川崇岩崎宪嗣植村启介土谷厚司
申请(专利权)人:三菱电机株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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