电动机驱动装置制造方法及图纸

在电动机驱动装置中，根据交流电源的电压状态控制升压斩波用开关元件的导通率，在确保可靠性的同时通过低价的结构降低电路损失。电动机驱动装置具有转换器电路和控制装置（６）。转换器电路具有：整流电路；利用升压斩波用开关元件的开关动作以及电抗器的能量存储效果进行升压的升压电路；以及平滑电容器。控制装置（６）具有：运算升压斩波用开关元件的导通率来进行控制的转换器控制单元（６ｅ）。转换器控制单元（６ｅ）具有：根据电源电流的瞬时值（１１ａ）和比例增益进行控制的升压比控制单元；以及为了使直流电压值（１２ｃ）和目标直流电压（１２ｄ）的偏差成为规定的值，运算比例增益的比例增益运算单元（１２ｂ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动机驱动装置，特别适合于具备转换器电路以及对其进 行控制的控制装置的电动机驱动装置。
技术介绍
提出了很多具备转换器电路的电动机驱动装置，该转换器电路通过将交流 电压转换为直流电压的整流电路对电源电流进行整流，并且进行由该整流电路 整流的电源直流的高次谐波电流抑制以及功率因数改善。作为代表性的电动机驱动装置，具有通过电抗器以及升压斩波用开关元件 构成的升压斩波电路进行电源电流的高次谐波抑制以及功率因数改善的电动机驱动装置。作为与其相关的电动机驱动装置，例如可列举出特开平1-114372 号公报(专利文献1 )、特开第2796340号公报(专利文献2 )、特开第2809463 号公报(专利文献3)。在专利文献1 3的电动机驱动装置中，基本为不检测成为基准的正弦波 电流指令波形和电源电压相位，而仅使用电源电流的瞬时值以及比例增益，将 输入电流波形控制为与电源电压同步的正弦波波形。专利文献1的控制方式为在通过整流电路对交流电源进行整流后的电流 电压的全部区域，进行转换器电路内的升压斩波用开关元件的动作，由此来进 行高次谐波抑制以及功率因数改善，对应电流电流调整升压斩波用开关元件的 导通率，随着接近电源电流的峰值附近，减小升压斩波用开关元件的导通率。 在该专利文献1中，在电源电流的峰值附近未充分得到由于升压斩波用开关元 件的导通引起的升压的效果。因此，在专利文献2中，提出了这样的控制方式，亦即，作为可以通过使 电源电流的峰值附近的升压斩波用开关元件的导通停止，降低开关元件的电路 损失，实现高效化的控制，并使升压比恒定的控制方式。此外，在专利文献3中提出了以下的控制方式在通过整流电路对交流电源进行整流，并且通过平滑电容器使该整流电路整流后的电源电压成为直流电 压的电源装置中，对于减小平滑电容器的容量时产生的直流电压脉动成分，根 据直流电压脉动成分修正转换器电路内的升压斩波用开关元件的导通率，由此 可以降低直流电压的脉动。通过使用该控制方式，可以降低平滑电容器的容量， 实现了电源装置的电路的低成本化。专利文献1特开平1-114372号公报专利文献2特开第2796340号公报专利文献3特开第2809463号/>净艮
技术实现思路
但是，在所述专利文献1 3中，无论所提供的交流电源的电压为怎样的状 态，为了成为目标的直流电压都要调整转换器电路内的升压斩波用开关元件的 导通率。因此，虽然在交流电源的电压变高时由于导通率全体降低，减轻了对 于元件的负担所以不会出现问题，但是相反，在交流电压降低时，为了升压斩 波用开关元件的导通率全体变大，由于升压斩波用开关元件的温度上升以及电 源电流的峰值电流升高，所以需要高性能的元件，存在成本以及电路损失增大 的问题。此外，在专利文献2中，虽然升压斩波用开关元件的导通率不受所供给的 交流电源的电压状态的影响始终为恒定的升压比，但是存在根据交流电源的电 压状态，由转换器电路升压的直流电压值发生变化的问题。本专利技术的目的在于提供一种可以根据交流电源的电压状态控制升压斩波 用开关元件的导通率，确保升压斩波用开关元件的可靠性，同时可以通过低价 的结构实现电路损失的降低。为了达成上述目的，本专利技术提供一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置 具备转换器电路以及控制所述转换器电路的控制装置，所述转换器电路具有 将交流转换为直流的整流电路、利用升压斩波用开关元件的开关动作以及电抗 器的能量存储效果进行升压的升压电路、以及使该升压后的直流电压平滑的平 滑电容器，所述控制装置具有运算所述升压斩波用开关元件的导通率，控制所 述升压斩波用开关元件的转换器控制单元，其中，所述转换器控制单元具有 不检测成为基准的正弦波电流指令波形或电源电压相位，而根据电源电流的瞬时值和比例增益，将输入电流波形控制为与电源电压同步的正弦波波形的升压比控制单元；以及为了使由所述转换器电路的平滑电容器平滑后的直流电压值和目标直流电压的偏差成为规定的值，运算所述比例增益的比例增益运算单元。本专利技术更为理想的具体结构例子如下。(1) 具备逆变器电路，其根据由所述转换器电路升压并平滑的直流电压， 控制永磁同步电动机的转速。(2) 在所述(1)中，所述转换器控制单元具备修正控制单元，其运算与 电源电流值或电动机转速相对应的目标直流电压，然后输入给所述比例增益运 算单元。(3) 在所述(2)中，为了成为与电源电流值或电动机转速对应的目标直 流电压，所述修正控制单元根据当前直流电压值和目标直流电压值的差分运算 所述升压斩波用开关元件的导通比。(4) 在所述(3)中，所述修正控制单元根据电源电流值或电动机转速运 算对于所述升压斩波用开关元件导通比的增益有效范围。(5 )在所述(3 )中，所述修正控制单元根据电源电流值或电动机转速运(6) 在所述(2) ~ (5)的任意一个中，可以通过外部选择功能或外部存(7) 在所述(2) (5)的任意一个中，可以通过外部选择功能或外部存 储装置选择所述目标直流电压、所述升压斩波用开关元件的导通比、对于所述 升压斩波用开关元件导通比的有效范围、对于所述升压斩波用开关元件导通比 的变化率的有效范围中的某一个的设定点。根据本专利技术的电动机驱动装置，可以根据交流电源的电压状态控制升压斩 波用开关元件的导通比，可以在确保升压斩波用开关元件的可靠性的同时，实 现低价格的结构以及电路损失的降低。 附图说明图1是本专利技术第一实施方式的电动机驱动装置的全体结构图。 图2是图1的控制装置的转换器控制单元的控制方框图。图3是本专利技术第二实施方式的电动机驱动装置中的转换器控制单元的控 制方框图。图4表示图3的转换器控制单元中的目标直流电压运算器的设定例。 图5表示图3的转换器控制单元中的比例增益的有效范围的设定例。 图6表示图3的转换器控制单元中的PWM导通率有效范围运算器的设定例。符号说明l交流电源；2整流电路；2a二极管桥；3转换器电路；3a电抗器；3b升 压斩波用开关元件；3c二极管；3d平滑电容器；3e分流电阻；4逆变器电路； 4alGBT; 4b二极管；4c分流电阻；5永磁同步电动机；6控制装置；6a A/D 转换单元；6bPWM输出单元；6cA/D转换单元；6dPWM输出单元；6e转 换器控制单元；6f逆变器控制单元；7放大器；8驱动器；9放大器；10驱动 器；11升压比控制单元；lla电源电流瞬时值运算器；lib比例增益；lld上 下限限制器；12比例增益运算单元；12a运算增益；12b比例增益运算器；12c 直流电压；12d目标直流电压；12e上下限限制器；13修正控制单元；13a目 标直流电压运算器；13bKp增益限制运算器；13c PWM导通率限制运算器； 13d电源电流平均值运算器；13e电动机转速；20电动机驱动装置 具体实施例方式以下使用附图对本专利技术的多个实施方式的电动机驱动装置进行说明。各个 实施方式的附图中的同一符号表示相同部分或相当部分。 (第一实施方式)使用图1以及图2说明本专利技术的第一实施方式的电动机驱动装置。首先， 一边参照图l一边说明本实施方式的电动机驱动装置20的整体结 构。图l是本实施方式的电动机驱动装置的整体结构图。电动机驱动装置20把对交流电源l进行整流、升压以及平滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动装置，其具备转换器电路以及控制所述转换器电路的控制装置，所述转换器电路具有将交流转换为直流的整流电路、利用升压斩波用开关元件的开关动作以及电抗器的能量储存效果进行升压的升压电路、以及使该升压后的直流电压平滑的平滑电容器，所述控制装置具有运算所述升压斩波用开关元件的导通比，来控制所述升压斩波用开关元件的转换器控制单元，所述电动机驱动装置的特征在于，　所述转换器控制单元具有：　升压比控制单元，其不检测成为基准的正弦波电流指令波形或电源电压相位，而根据电源 电流的瞬时值和比例增益，将输入电流波形控制为与电源电压同步的正弦波波形；以及　比例增益运算单元，其为了使由所述转换器电路的平滑电容器平滑后的直流电压值和目标直流电压的偏差成为规定的值，运算所述比例增益。

【技术特征摘要】
JP 2008-2-28 2008-0483721. 一种电动机驱动装置，其具备转换器电路以及控制所述转换器电路的控制装置，所述转换器电路具有将交流转换为直流的整流电路、利用升压斩波用开关元件的开关动作以及电抗器的能量储存效果进行升压的升压电路、以及使该升压后的直流电压平滑的平滑电容器，所述控制装置具有运算所述升压斩波用开关元件的导通比，来控制所述升压斩波用开关元件的转换器控制单元，所述电动机驱动装置的特征在于，所述转换器控制单元具有升压比控制单元，其不检测成为基准的正弦波电流指令波形或电源电压相位，而根据电源电流的瞬时值和比例增益，将输入电流波形控制为与电源电压同步的正弦波波形；以及比例增益运算单元，其为了使由所述转换器电路的平滑电容器平滑后的直流电压值和目标直流电压的偏差成为规定的值，运算所述比例增益。2. 根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于， 具备逆变器电路，其根据由所述转换器电路升压并平滑的直流电压，控制永磁同步电动机的转速。3. 根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于， 所述转换器控...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村建司，奥山敦，田村正博，能登原保夫，
申请(专利权)人：日立空调家用电器株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]