马达驱动装置以及使用马达驱动装置的热泵装置及制冷空调装置制造方法及图纸

马达驱动装置(30)具备用于马达(3)的驱动，对马达(3)施加交流电压的逆变器(2)。逆变器(2)在起动运转时通过用交流电压的频率的第一整数倍的载波频率进行PWM调制后的第一PWM信号使逆变器(2)的开关元件动作，之后通过用交流电压的频率的第二整数倍的载波频率进行PWM调制后的第二PWM信号使开关元件动作。此外，第二整数小于第一整数。

Motor drive device and heat pump device and refrigeration air conditioning device using motor drive device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】马达驱动装置以及使用马达驱动装置的热泵装置及制冷空调装置
本专利技术涉及驱动马达的马达驱动装置以及使用该马达驱动装置的热泵装置及制冷空调装置。
技术介绍
在马达驱动用的逆变器控制装置中，有为了减少开关损耗，在速度指令小的通常运转区域中选择2相调制，将载波频率设定得低的技术(例如参照下述专利文献1)。另外，在驱动马达的电力变换装置中，有使用作为1个分流电阻的电流检测部，检测电力变换器的直流母线电流，作为与开关相伴的“振铃(ringing)”的发生的对策，降低载波频率，扩大电流的通流幅度，从而使电流检测变得容易的技术(例如参照下述专利文献2)。另外，下述非专利文献1是与埋入磁铁同步马达有关的公知文献。在“具体实施方式”的说明中言及非专利文献1。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-289985号公报专利文献2：日本特开2009-055693号公报非专利文献非专利文献1：埋込磁石同期モータの設計と制御平成13年10月25日発行、オーム社(埋入磁铁同步马达的设计与控制2001年10月25日发行Ohmsha)
技术实现思路
在上述专利文献1所示的技术中，在2相调制中将载波频率设定得低的情况下，逆变器输出的电压的频率和载波频率接近。因此，在载波频率与输出电压之间未取得同步的情况下，丧失输出电压波形的对称性，存在由于输出电压失真而在马达中发生噪音以及振动的可能性。另外，在上述专利文献2所示的技术中，在载波频率与输出电压未取得同步的情况下，丧失输出电压波形的对称性，发生由于输出电压失真引起的电流波形的失真，存在无法进行稳定的电流检测，马达的稳定驱动变得困难这样的课题。本专利技术是鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种即使在使载波频率降低的状态下，也能够同时实现抑制马达的噪音以及振动的稳定驱动化和通过降低载波频率实施的低噪声化的马达驱动装置以及使用马达驱动装置的热泵装置及制冷空调装置。为了解决上述课题并达成目的，本专利技术所涉及的马达驱动装置具备用于马达的驱动，对马达施加交流电压的逆变器。逆变器在起动运转时通过用交流电压的频率的第一整数倍的载波频率进行PWM调制后的第一PWM信号使逆变器的开关元件动作，之后通过用交流电压的频率的第二整数倍的载波频率进行PWM调制后的第二PWM信号使开关元件动作。此外，第二整数小于第一整数。根据本专利技术，起到即使在使载波频率降低的状态下，也能够同时实现抑制马达的噪音以及振动的稳定驱动化和通过降低载波频率实施的低噪声化这样的效果。附图说明图1是示出本实施方式中的马达驱动装置的结构的电路图。图2是示出本实施方式中的马达控制部的结构的框图。图3是用于说明本实施方式中的马达控制部的动作的波形图。图4是示出本实施方式中的同步PWM控制部的结构的框图。图5是示出本实施方式中的电压指令Vu*和载波的关系的波形图。图6是示出用9脉冲动作时的载波、电压指令、PWM信号、以及施加到马达的线间电压的动作波形的波形图。图7是非同步PWM的情况的线间电压和同步PWM的情况的线间电压的比较图。图8是非同步PWM的情况的电流THD和同步PWM的情况的电流THD的比较图。图9是将载波频率和发生噪声以及泄漏电流与以往比较的图。图10是将本实施方式所涉及的马达驱动装置应用于热泵装置的情况的概略结构图。图11是本实施方式所涉及的热泵装置的电路结构图。图12是关于图11所示的热泵装置的制冷剂的状态的莫里尔线图。图13是示出在图11所示的热泵装置中应用本实施方式所涉及的控制手法的情况的载波频率的变化的时序图。图14是在三相调制与二相调制之间比较发生噪声以及泄漏电流的图。图15是比较根据载波频率的大小的直流电流检测范围的图。(符号说明)1：直流电源；2：逆变器；3：马达；4：逆变器控制部；5a～5f：开关元件；6a～6f：二极管；7：直流电压检测部；8：电流检测部；9：马达控制部；10：同步PWM控制部；11：电流恢复部；12：三相/二相变换部；13：位置以及速度推定部；14：速度控制部；15：电流控制部；16：电压指令运算部；17：载波生成部；18：载波比较部；19a、19b：杂散电容；30：马达驱动装置；50：压缩机构；51：压缩机；52、57：热交换器；53、56、61：膨胀机构；54：接收器；55：内部热交换器；58：主制冷剂回路；59：四通阀；60：风扇；62：注入回路；63：水回路；100：热泵装置。具体实施方式首先，说明本实施方式中的马达驱动装置的基本的结构以及动作。图1是示出本实施方式中的马达驱动装置30的结构的电路图。本实施方式中的马达驱动装置30是如图1所示，对作为交流马达的马达3供给交流电力而对马达3进行旋转驱动的装置。马达驱动装置30构成为具备：直流电源1，作为直流电力的供给源；逆变器2，将直流变换为交流而对马达3施加交流电压；以及逆变器控制部4，控制逆变器2。在图1所示的马达驱动装置30中，逆变器2构成为具有开关元件5a～5f、与开关元件5a～5f并联连接的二极管6a～6f。对逆变器2设置有：直流电压检测部7，检测直流电源1的电压；以及电流检测部8，检测在逆变器2中流过的电流。逆变器控制部4根据直流电压检测部7检测出的电压Vdc以及电流检测部8检测出的电流Idc，生成脉冲宽度调制(PulseWidthModulation：以下记载为“PWM”)信号UP、VP、WP、UN、VN、WN。逆变器控制部4将生成的PWM信号UP、VP、WP、UN、VN、WN输出到逆变器2，驱动开关元件5a～5f。通过PWM信号UP、VP、WP、UN、VN、WN控制的逆变器2将指令的交流电压施加到马达3。此外，直流电源1既可以是用二极管桥等对交流电源进行整流进而平滑而生成的直流电源，也可以使用以太阳能电池、蓄电池等为代表的直流电源。电流检测部8设置于逆变器2的输入侧，但也可以设置于逆变器2与马达3之间，检测在作为马达3的各相的U相、V相以及W相(以下根据需要记载为“UVW相”)中流过的相电流Iu、Iv、Iw。电流检测部8也可以设置于开关元件5d～5f的负极侧，检测在马达3的各相中流过的电流Iu、Iv、Iw。即，只要能够检测在马达3的各相中流过的相电流Iu、Iv、Iw，则可以使用任意的手段或者手法。返回到图1，逆变器控制部4构成为具有：马达控制部9，根据直流电压检测部7检测出的电压Vdc及电流检测部8检测出的电流Idc，运算电压指令Vu*、Vv*、Vw*及该电压指令Vu*、Vv*、Vw*的相位角(以下根据需要称为“电压相位”)θv；以及同步PWM控制部10，使用电压指令Vu*、Vv*、Vw*及电压相位θv，生成PWM信号UP、VP、WP、UN、VN、WN。以下，说明马达控制部9以及同步PWM控制部10的结构以及动作。图2是示出本实施方式中的马达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马达驱动装置，/n具备逆变器，该逆变器用于马达的驱动，对所述马达施加交流电压，/n所述逆变器在起动运转时通过用所述交流电压的频率的第一整数倍的载波频率进行PWM调制后的第一PWM信号使所述逆变器的开关元件动作，之后通过用所述交流电压的频率的第二整数倍的载波频率进行PWM调制后的第二PWM信号使所述开关元件动作，所述第二整数小于所述第一整数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种马达驱动装置，
具备逆变器，该逆变器用于马达的驱动，对所述马达施加交流电压，
所述逆变器在起动运转时通过用所述交流电压的频率的第一整数倍的载波频率进行PWM调制后的第一PWM信号使所述逆变器的开关元件动作，之后通过用所述交流电压的频率的第二整数倍的载波频率进行PWM调制后的第二PWM信号使所述开关元件动作，所述第二整数小于所述第一整数。


2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
所述第一整数倍的载波频率以及所述第二整数倍的载波频率是所述交流电压的频率的3n倍的关系，其中，n是整数。


3.根据权利要求1或者2所述的马达驱动装置，其中，
所述第一PWM信号以及所述第二PWM信号是通过二相调制生成的PWM信号。


4.根据权利要求1或者2所述的马达驱动装置，其中，
所述逆变器还具备电流检测部，该电流检测部使用了检测所述逆变器的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：畠山和德，植村启介，篠本洋介，有泽浩一，
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