开口绕组马达驱动装置以及冷冻循环装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及开口绕组马达驱动装置以及冷冻循环装置。实施方式的开口绕组马达驱动装置具备：与开口绕组构造马达的端子连接的一次侧逆变器以及二次侧逆变器；以及对向上述马达通电的电流以及旋转速度进行控制的控制部，控制部具有对上述马达的电流、旋转速度进行控制，并且抑制在上述一次侧逆变器、二次侧逆变器之间流动的零轴电流的零轴电流抑制部，上述零轴电流抑制部将由64个电压矢量构成的空间电压矢量分割成12个扇区，对于与各扇区对应地使用的不产生零轴电压且产生向马达施加的电压的第1开关模式，在控制周期中仅选择1个模式。在控制周期中仅选择1个模式。在控制周期中仅选择1个模式。

【技术实现步骤摘要】
开口绕组马达驱动装置以及冷冻循环装置


[0001]本专利技术的实施方式涉及对开口绕组构造的马达进行驱动的装置以及具备该装置的冷冻循环装置。

技术介绍

[0002]例如，在对永磁同步马达等交流马达进行驱动时，需要使用逆变器将直流电源转换成3相交流电力。但是，随着马达大容量化，在逆变器中流动的电流也增加，因此构成逆变器的功率器件产生发热等问题。
[0003]针对该问题，例如在专利文献1(日本：特开2020
‑
31458号公报)中提出有如下系统：使3相马达的绕组不以星状接线而成为开放状态，在3相绕组的两端分别连接逆变器而进行驱动。根据该系统，通过使用两台逆变器，能够向3相绕组的两端施加的电压能够扩展到2倍左右，因此能够更高速地驱动马达。或者，通过增加绕组的匝数，能够通过较小的电流来驱动输出较高扭矩的马达。
[0004]此外，在专利文献1中还提出有如下技术：抑制由于采用在两台逆变器之间共用直流链路电压的构成而产生的、在马达的3相中共通地流动的零轴电流。
[0005]但是，在专利文献1的构成中，在将通常的逆变器的输出电压设为“1”的情况下，仅能够输出其√3倍，详细情况将后述。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术提供能够抑制零轴电流的产生并且进一步提高输出电压的开口绕组马达驱动装置以及具备该装置的冷冻循环装置。
[0007]实施方式的开口绕组马达驱动装置，具备：
[0008]一次侧逆变器，与3相绕组分别独立且具备6个端子的开口绕组构造的马达所具备的6个端子中的3个端子连接；
[0009]二次侧逆变器，与上述马达的端子中的剩余3个端子连接；
[0010]控制部，基于PWM控制中的上述一次侧逆变器以及二次侧逆变器各自的线间占空比，对向上述马达通电的电流以及旋转速度进行控制；以及
[0011]电流检测器，检测向上述马达通电的电流，
[0012]上述控制部具有零轴电流抑制部，该零轴电流抑制部基于上述一次侧逆变器、二次侧逆变器各自的线间占空比对马达的电流、旋转速度进行控制，并且抑制在上述一次侧逆变器、二次侧逆变器之间在3相中朝相同方向流动的零轴电流，
[0013]上述零轴电流抑制部对于由上述一次侧逆变器以及二次侧逆变器的导通断开模式的组合即64个电压矢量构成的空间电压矢量，进行如下动作：
[0014]将6个区域进一步平分而分割成12个扇区，对于与各扇区对应地使用的第1开关模式，在控制周期中仅选择1个模式，上述6个区域是以不产生零轴电压且不产生作用于上述马达的相间的电压的第2开关模式各存在两个的点为中心、以不产生相等地作用于马达的3
相的零轴电压且产生向上述马达施加的电压的第1开关模式各存在两个的点为顶点来分割而成的。
[0015]此外，实施方式的冷冻循环装置具备：
[0016]开口绕组构造的马达，3相绕组分别独立且具备6个绕组端子；以及
[0017]实施方式的开口绕组马达驱动装置。
附图说明
[0018]图1是表示第1实施方式的马达驱动系统的构成的图。
[0019]图2是表示电流控制部的构成的功能框图。
[0020]图3是表示空调机的构成的功能框图。
[0021]图4是表示马达U相电流以及零轴电流的波形的图。
[0022]图5是将图4的一部分放大表示的图。
[0023]图6是表示随着一次侧逆变器以及二次侧逆变器的开关而产生的零轴电压的变化的图。
[0024]图7是表示与驱动一般的3相马达的构成对应的空间电压矢量的图。
[0025]图8是表示与驱动开口绕组马达的构成对应的空间电压矢量的图。
[0026]图9是表示将空间电压矢量分为6个扇区而在各扇区中使用的第1以及第2矢量模式的图。
[0027]图10是表示将空间电压矢量分为12个扇区而在各扇区中使用的第1矢量模式的图。
[0028]图11是按时间序列表示在各扇区中使用的第1矢量模式的图(其1)。
[0029]图12是按时间序列表示在各扇区中使用的第1矢量模式的图(其2)。
[0030]图13是表示第2实施方式的马达驱动系统的构成的图。
[0031]图14是表示零轴电压生成部的构成的功能框图。
[0032]图15是表示在扇区6中使零轴电流减少的情况下使用的矢量模式的图。
[0033]图16是表示在扇区6中使零轴电流增加的情况下使用的矢量模式的图。
[0034]图17是表示在扇区7中使零轴电流减少的情况下使用的矢量模式的图。
[0035]图18是表示在扇区7中使零轴电流增加的情况下使用的矢量模式的图。
[0036]图19是表示空间电压矢量调制部的构成的功能框图。
[0037]图20是表示第1实施方式的控制中的马达的各相电流以及零轴电流的波形的图。
[0038]图21是表示第2实施方式的控制中的马达的各相电流以及零轴电流的波形的图。
[0039]图22是表示第3实施方式的马达驱动系统的构成的图。
[0040]图23是表示dq电流控制部的构成的功能框图。
[0041]图24是表示从通常脉冲控制向同步脉冲控制的切换处理的流程图。
[0042]图25是表示从同步脉冲控制向通常脉冲控制的切换处理的流程图。
[0043]图26是概念性地表示步骤S5～S7的处理的图。
[0044]图27是概念性地表示使电压振幅从初始值增加至目标值的处理的图。
[0045]图28是概念性地表示从在通常脉冲控制中使用的空间电压矢量向在同步脉冲控制中使用的空间电压矢量切换的处理的图。
[0046]图29是表示以通常脉冲控制
→
同步脉冲控制
→
通常脉冲控制的方式进行转移的情况下的模拟结果的图。
具体实施方式
[0047](第1实施方式)
[0048]以下，参照图1至图12对第1实施方式进行说明。另外，本实施方式是以专利文献1所公开的技术为基础，对其进行改良而得到的。图1是表示本实施方式的马达驱动系统的电路构成的图。马达M假定为3相的永磁同步马达、感应机等，但在本实施方式中设为永磁同步马达。马达M的3相绕组分别不被相互接线而两个端子成为开放状态。即，马达M具备6个绕组端子Ua、Va、Wa、Ub、Vb、Wb。
[0049]一次侧逆变器1以及二次侧逆变器2分别是将作为开关元件的N沟道MOSFET3进行3相桥接而构成的，它们与直流电源4并联连接。直流电源4可以将交流电源转换成直流。逆变器1的各相输出端子与马达M的绕组端子Ua、Va、Wa分别连接，逆变器2的各相输出端子与同绕组端子Ub、Vb、Wb分别连接。
[0050]位置传感器6是检测马达M的转子旋转位置、旋转速度的传感器，电流传感器7(U、V、W)是检测马达M的各相电流Iu、Iv、Iw的传感器，相当于电流检测器。电压传感器8检测直流电源4的电压V
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开口绕组马达驱动装置，具备：一次侧逆变器，与3相绕组分别独立且具备6个端子的开口绕组构造的马达所具备的6个端子中的3个端子连接；二次侧逆变器，与上述马达的端子中的剩余3个端子连接；控制部，基于PWM控制中的上述一次侧逆变器以及上述二次侧逆变器各自的线间占空比，对向上述马达通电的电流以及旋转速度进行控制；以及电流检测器，检测向上述马达通电的电流，上述控制部具有零轴电流抑制部，该零轴电流抑制部基于上述一次侧逆变器、上述二次侧逆变器各自的线间占空比对马达的电流、旋转速度进行控制，并且抑制在上述一次侧逆变器、上述二次侧逆变器之间在3相中朝相同方向流动的零轴电流，上述零轴电流抑制部对于由上述一次侧逆变器以及上述二次侧逆变器的导通断开模式的组合即64个电压矢量构成的空间电压矢量，进行如下动作：将6个区域进一步平分而分割成12个扇区，对于与各扇区对应地使用的第1开关模式，在控制周期中仅选择1个模式，上述6个区域是以不产生零轴电压且不产生作用于上述马达的相间的电压的第2开关模式各存在两个的点为中心、以不产生相等地作用于马达的3相的零轴电压且产生向上述马达施加的电压的第1开关模式各存在两个的点为顶点来分割而成的。2.根据权利要求1所述的开口绕组马达驱动装置，其中，上述零轴电流抑制部为，在相邻的两个扇区中选择相同的第1开关模式。3.根据权利要求1或2所述的开口绕组马达驱动装置，其中，上述零轴电流抑制部为，在对于与各扇区对应地使用的上述第1开关模式而在控制周期中仅输出1个模式之前或之后，插入产生零轴电压且产生作用于上述马达的相间的电压的第3开关模式，在产生负极性的零轴电压时，作为上述第3开关模式，基于上述第1开关模式，仅选择使构成上述一次侧逆变器的开关元件全部断开的开关模式，在产生正极性的零轴电压时，作为上述第3开关模式，基于上述第1开关模式，仅选...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴山武至，金森正树，石田圭一，内山嘉隆，
申请(专利权)人：东芝开利株式会社，
类型：发明
国别省市：