电动机驱动装置制造方法及图纸

在具备使能够切换星形接线和三角形接线的电动机运行的逆变器(30)的驱动装置中，当由检测在绕组中流过的电流的绕组电流检测元件(61u)检测出的电流变得过大时，使逆变器(30)停止。进而，在从由绕组电流检测元件(61u)检测出的绕组电流中去除三角形接线时的循环电流分量之后，计算逆变器的输出电流，使用计算出的逆变器输出电流进行逆变器的控制。根据绕组电流的检测值进行绕组的过电流保护，所以能够还考虑到循环电流来防止退磁。另外，在逆变器的控制中，能够防止受到三角形接线下的循环电流的影响。因此，能够抑制电流检测元件的数量，并且适当地进行过电流保护及控制。

Motor Driving Device

In a drive device with an inverter (30) capable of switching motor with star and triangular connections, the inverter (30) is stopped when the current detected by the winding current detection element (61u) which detects the current flowing through the winding becomes too large. Then, after removing the circulating current component of the triangular connection from the winding current detected by the winding current detection element (61u), the output current of the inverter is calculated, and the output current of the inverter is used to control the inverter. According to the detection value of winding current, the winding overcurrent protection can also take into account the circulating current to prevent demagnetization. In addition, in the control of the inverter, the influence of the circulating current under the triangular connection can be prevented. Therefore, the number of current detection elements can be suppressed, and the over-current protection and control can be properly carried out.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机驱动装置
本专利技术涉及具备逆变器的电动机驱动装置。本专利技术例如涉及从逆变器供给频率可变且电压可变的交流电流而使永磁型同步电动机进行可变速运行的电动机驱动装置。
技术介绍
已知如下的电动机驱动装置：通过使用频率可变且电压可变的逆变器而改变电动机的转速，并且根据负载将定子绕组的接线状态在星形(Y)接线与三角形(Δ)接线之间切换，从而减少电力消耗并提高效率。在例如空调机的压缩机用的电动机中，考虑在对全年耗电的贡献度高的中间条件(低负载条件)下以星形接线驱动，在额定条件(高负载条件)下以三角形接线驱动。由此，使中间条件下的效率提高，还能够实现额定条件下的高输出化。由于在使用永磁铁的电动机的情况下，当定子绕组中流过的电流变得过大时，磁铁退磁，所以进行为了将在定子绕组中流过的电流抑制为容许值以下的保护。另一方面，为了逆变器的控制，需要求出从逆变器输出的电流。如果检测逆变器的输出电流，并且检测绕组的电流，则能够将它们分别用于逆变器的控制和过电流的探测。然而，存在如下问题：电流检测器的数量增加，用于电流检测器的空间以及成本变大。因此，广泛实行的是，仅检测逆变器的电流，利用于逆变器控制，并且根据检测到的逆变器电流，进行绕组的过电流保护。在该情况下，需要根据逆变器的电流来推测在绕组中流过的电流。绕组电流与逆变器的电流之比根据绕组的接线状态而变化。在为了防止绕组电流变得过大的控制中，在利用逆变器的电流的检测值的情况下，需要考虑到上述比发生变化这一点。具体而言，在检测逆变器的电流并与阈值进行比较的情况下，由于检测到的电流与绕组电流之比根据接线状态而不同，所以需要根据接线状态而使用不同的阈值。例如，在星形接线下，逆变器输出电流和绕组电流的大小相同，而在三角形接线下，逆变器输出电流为绕组电流的倍。因此，在以防止退磁为目的而控制逆变器以使逆变器电流的检测值不超过一定的阈值的情况下，需要将星形接线时的阈值设为相对于三角形接线时的阈值的倍。因此，提出了例如根据接线状态而切换阈值(基准值)的方案(专利文献1，段落0048、0070，第14图(c)、(d))。另外，还已知如下方式：检测逆变器的母线电流(输入电流)而用于逆变器的控制，并且检测在绕组中流过的电流来进行绕组的过电流保护(专利文献1，段落0090，第4图)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-228513号公报(段落0042、0090，第4图，第14图(c)～(d))
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在专利文献1的第14图(c)、(d)的结构中，在一个过电流保护电路中，通过使用晶体管使电阻短路来切换阈值。在该结构中，存在如下问题：在使用低价的数字晶体管作为晶体管的情况下，数字晶体管的偏差较大，保护电平的精度降低。另外，如果考虑偏差而将阈值设定得较低(附加余量)，则存在无法使电动机运行至其能力的极限的问题。另一方面，偏差小的晶体管、电阻昂贵，如果使用这样的元件，则存在过电流保护电路变得昂贵的问题。另外，存在如下问题：在三角形接线时在绕组中流过循环电流，但无法根据逆变器电流来推测循环电流，为了防止退磁，需要考虑循环电流而将阈值设定得较低，根据这一点也无法使电动机运行至其能力的极限。专利文献1的第4图的结构存在如下的问题：除了检测母线电流的检测元件以外还需要检测绕组电流的检测元件。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其目的在于得到如下的电动机驱动装置：所需要的检测元件少，并且能够适当地进行用于防止绕组电流变得过大的保护以及逆变器的控制。解决技术问题的技术方案本专利技术的电动机驱动装置的特征在于，具备：接线切换单元，将电动机的绕组的接线状态切换为星形接线状态或三角形接线状态；逆变器，对所述电动机供给交流电力，使所述电动机运行；控制装置，使所述接线切换单元进行接线的切换，控制所述逆变器；1个或2个以上的绕组电流检测元件，与所述绕组中的1个或2个以上的绕组对应地设置，各自检测在对应的绕组中流过的电流；以及过电流保护电路，在由所述绕组电流检测元件检测出的电流变得过大时，使所述逆变器停止，所述控制装置在从由所述绕组电流检测元件检测出的绕组电流中去除三角形接线时的循环电流分量之后，计算所述逆变器的输出电流，使用计算出的逆变器输出电流进行所述逆变器的控制。专利技术效果根据本专利技术，因为根据绕组电流的检测值进行绕组的过电流保护，所以不仅能够还考虑到三角形接线时的循环电流来防止退磁，而且能够在去除上述循环电流的影响之后进行逆变器的控制，能够抑制电流检测元件的数量，并且适当地进行过电流保护以及控制。附图说明图1是将本专利技术的实施方式1的电动机驱动装置与电动机一起示出的概略布线图。图2是更详细地示出图1的电动机的绕组和接线切换单元的布线图。图3是示出图1的控制装置的概略结构的框图。图4是示出图1的电流检测电路以及过电流保护电路的概略结构的框图。图5是示出图3的逆变器电流计算部中的处理的步骤的一个例子的流程图。图6(a)及(b)是示出图5的去除循环电流分量的处理的波形图。图7是示出图3的逆变器电流计算部的处理的步骤的其它例子的流程图。图8是示出图4的电流值检测电路的结构的布线图。图9是图1的过电流保护电路70的布线图。图10是将本专利技术的实施方式2的电动机驱动装置与电动机一起示出的概略布线图。图11是将本专利技术的实施方式3的电动机驱动装置与电动机一起示出的概略布线图。图12是更详细地示出本专利技术的实施方式4的电动机的绕组和接线切换单元的布线图。附图标记4：电动机；4u、4v、4w：绕组；10：逆变器基板；12：IPM；20：转换器；30：逆变器；32：逆变器驱动电路；接线切换单元；50：控制装置；52：微型机；521：接线切换控制部；522：A/D变换部；523：逆变器电流计算部；524：PWM信号生成部；525：强制切断部；60：电流检测电路；61u、61v、61w：绕组电流检测元件(变流器)；62u、62v、62w：信号变换电路；63u、63v、63w：电流值检测电路；70：过电流保护电路；71u、71v、71w：比较器；72：阈值生成电路；73：合成电路。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行说明。在以下的实施方式中，将本专利技术应用于驱动空调机的压缩机的电动机的驱动装置。实施方式1.图1是将本专利技术的实施方式1的电动机驱动装置与电动机一起示出的概略布线图。图示的电动机驱动装置2用于驱动电动机4，具有转换器20、逆变器30、逆变器驱动电路32、接线切换单元40、控制装置50、电流检测电路60以及过电流保护电路70。逆变器30和逆变器驱动电路32的组合由IPM(intelligentpowermodule，智能电源模块)12构成。IPM12、转换器20、接线切换单元40、控制装置50、电流检测电路60以及过电流保护电路70被安装于逆变器基板10上。转换器20从交流电源6经由电抗器7而接受交流电力，进行整流、平滑化等而输出直流电力。转换器20作为对以下说明的逆变器30供给直流电力的直流电源而发挥作用。逆变器30的输入端子与转换器20的输出端子连接，逆变器30的输出端子分别经由U相、V相、W相的输出线30u、30v、30w与电动机4的3相绕组4u、4v、4w连接。在逆变器30中，根据来自逆变器驱动电路3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机驱动装置，具备：接线切换单元，将电动机的绕组的接线状态切换为星形接线状态或三角形接线状态；逆变器，对所述电动机供给交流电力，使所述电动机运行；控制装置，使所述接线切换单元进行接线的切换，控制所述逆变器；1个或2个以上的绕组电流检测元件，与所述绕组中的1个或2个以上的绕组对应地设置，各自检测在对应的绕组中流过的电流；以及过电流保护电路，在由所述绕组电流检测元件检测出的电流变得过大时，使所述逆变器停止，所述控制装置在从由所述绕组电流检测元件检测出的绕组电流中去除三角形接线时的循环电流分量之后，计算所述逆变器的输出电流，使用计算出的逆变器输出电流进行所述逆变器的控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机驱动装置，具备：接线切换单元，将电动机的绕组的接线状态切换为星形接线状态或三角形接线状态；逆变器，对所述电动机供给交流电力，使所述电动机运行；控制装置，使所述接线切换单元进行接线的切换，控制所述逆变器；1个或2个以上的绕组电流检测元件，与所述绕组中的1个或2个以上的绕组对应地设置，各自检测在对应的绕组中流过的电流；以及过电流保护电路，在由所述绕组电流检测元件检测出的电流变得过大时，使所述逆变器停止，所述控制装置在从由所述绕组电流检测元件检测出的绕组电流中去除三角形接线时的循环电流分量之后，计算所述逆变器的输出电流，使用计算出的逆变器输出电流进行所述逆变器的控制。2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，所述控制装置通过对由所述绕组电流检测元件检测出的电流实施带通滤波，进行所述循环电流分量的去除。3.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，所述绕组电流检测元件是针对3相的绕组分别设置的，所述控制装置通过从所述3个绕组的电流分别减去由针对所述3相分别设置的绕组电流检测元件检测出的3个绕组的电流的矢量和的1/3，进行所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰留慎也，山川崇，有泽浩一，植村启介，岩崎宪嗣，
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