专利名称：逆变器控制装置和电动压缩机及电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无刷直流电动机的逆变器控制装置、使用了逆变器控制装置的电动压缩机及电设备。
背景技术：
现有技术中，这种逆变器控制装置以如下方式进行控制:根据无刷直流电动机的转子磁极位置，切换定子的三相绕组的通电相位即进行换流动作由此来产生旋转磁场，转子获得输出转矩。因此，在无刷直流电动机的运转中，需要得到转子磁通相对于由定子绕组电流产生的磁通的相对关系。另外，对于使用了霍尔元件等传感器的电动机，由于能够利用传感器准确识别转子磁极位置，所以无需利用间接的感应电压检测转子磁极位置。因此，由于能够由传感器直接判断转子磁极位置，所以能够容易地进行电动机的控制。然而，对于密闭型压缩机，从使用环境引起的传感器故障、制冷剂泄漏等可靠性、集成传感器引起的故障时的电动机维修的观点来看，嵌入霍尔元件等传感器这件事本身是不容易的。因此，一般来说，使用这样的逆变器控制装置:不使用霍尔元件等传感器、而利用在定子绕组中产生的感应电压检测转子磁极位置的无传感器方式的逆变器控制装置。一般来说，对于无传感器方式的逆变器控制装置的波形控制，采用120度通电波形作为控制波形的情况比较多。对于驱动无刷直流电动机的系统，电角度120度的期间，使逆变器的各相位开关导通，对剩余的电角度60度的期间不作控制。这种情况下，利用电角度60度的无控制期间，通过在上下臂的开关的断开期间中观测在电动机端子中出现的感应电压，检测转子磁极位置。另外，近年来，比较多的使用这样的无刷直流电动机:为了实现电动机的高效化而在转子内部嵌入永磁铁，通过产生不只是磁铁引起的转矩，还有磁阻引起的转矩，能够不增加电动机电流而使产生的整体转矩变大的嵌入磁铁结构的无刷直流电动机(例如，参照专利文献I)。在下文中，参照附图，对现有的逆变器控制装置进行说明。图4是表示专利文献I记载的现有的逆变器控制装置的结构的图。图5是表示逆变器控制装置的各部分的信号波形和处理内容的时序图。在图4中，在直流电源111的端子之间分别串联连接3对开关晶体管Tm、Trx,Trv、Try、Trw、Trz,构成逆变电路部104。无刷直流电动机105包括4极分布绕组结构的定子105b和转子105a。转子105a是在内部嵌入了永磁铁105 α、105β的磁铁嵌入型结构。各对开关晶体管彼此的连接点分别被连接到与无刷直流电动机105的Y连接的各相的定子绕组105u、105v、105w的端子。此外,在开关晶体管Tru、Trx> Trv> Try、Trw、Trz的集电极-发射极端子之间，分别连接有保护用的续流二极管Du、Dx、Dv、Dy、Dw、Dz。电阻101、102在总线103、104之间被串联连接。作为电阻101、102的共同连接点的检测端子0N，输出虚拟中性点电压VN，VN是相当于无刷直流电动机105的定子绕组105uU05vU05w的中性点电压的直流电源111的电压的1/2。比较器106a、106b、106c的各非反相输入端子(+ )通过电阻107、108、109分别与开关晶体管的输出端子OU、0V、Off连接，各反相输入端子(-)与检测端子ON连接。然后，这些比较器106a、106b、106c的输出端子分别与作为逻辑单元的微处理器110的输入端子I1、12、13连接。另外，微处理器110的输出端子01 06通过驱动电路120 驱动开关晶体管 Tru、Trx> Trv> Try、Trw、Trz。接着用图5对控制动作进行说明。(A)、(B)、(C)表示正常动作时的定子绕组105u、105v、105w的端子电压Vu、Vv、Vw。这些端子电压Vu、Vv、Vw是来自逆变电路部104的供给电压Vua、Vva、Vwa和定子绕组105u、105v、105w产生的感应电压Vub、Vvb、Vwb及换流切换时逆变电路部104的二极管Du、Dx、Dv、Dy、Dw、Dz中任意一个导通而产生的脉冲状峰值电压Vuc、Vvc、Vwc的合成波形。由比较器106a、106b、106c对这些端子电压Vu、Vv、Vw和作为直流电源111的电压的1/2的虚拟中性点电压VN进行比较后的输出信号PSu、PSv、PSw在(D)、(E)、(F)中进行表
/Jn ο在这种情况下，比较器106a、106b、106c的输出信号PSu、PSv、PSw由表示上述感应电压Vub、Vvb、Vwb的正和负以及相位的信号PSua、PSva、PSwa和对应于上述脉冲状电压Vuc、Vvc、Vwc 的信号 PSub、PSvb、PSwb 构成。另外，脉冲状电压Vuc、Vvc, Vwc由于等待计时器而忽略，所以其结果是比较器106a、106b、106c的输出信号PSu、PSv、PSw表示感应电压Vub、Vvb、Vwb的正和负以及相位。微处理器110基于各比较器106a、106b、106c的输出信号PSu、PSv、PSw的状态识另Ij如(G)所示的6种模式A F，从输出信号PSu、PSv、PSw的电平变化时刻开始延迟电角度30度，输出驱动信号DSu (J) DSz (O)。模式A F的各时间T (H)表示电角度60度。模式A F的1/2的时间(I)即T/2，表示相当于电角度30度的延迟时间。如此，对应于无刷直流电动机105的转子105a的旋转，由定子绕组105u、105v、105w上产生的感应电压检测转子105a的位置状态。另外，检测该感应电压的变化时间T，通过对定子绕组105u、105v、105w的通电模式和时刻，决定并实行用于各相定子绕组105u、105v、105w的通电的驱动信号。但是，专利文献I所记载的现有的结构中，因为通过感应电压对位置进行检测，所以逆变电路的换流动作被限定在能够检测感应电压的范围。进一步来说，会发生伴随着急剧的旋转变动的负荷变化和电压变化，感应电压波形的零交叉(zero cross)点的检测是不可能的。即，在转子105a的相对位置不能被识别的运转状态的情况下，持续无刷直流电动机105的运转是不可能的。其结果是，存在所谓的无刷直流电动机105失步停止的问题。先行技术文献专利文献专利文献1:日本特开平1-8890号公报发明内容
本发明的逆变器控制装置包括无刷直流电动机、逆变电路部、输出电压控制部、位置检测电路部、位置检测判定部、位置检测换流控制部和强制同步换流控制部。无刷直流电动机包括设置有永磁铁的转子和设置有三相绕组的定子。逆变电路部驱动无刷直流电动机。输出电压控制部控制逆变电路部的输出电压。位置检测电路部对无刷直流电动机的感应电压和根据逆变电路部的输出电压生成的基准电压进行比较检测。位置检测判定部基于位置检测电路部的输出信号，从无刷直流电动机的感应电压波形的零交叉点起输出转子位置检测信号。位置检测换流控制部基于来自位置检测判定部的转子位置检测信号，输出逆变电路部的换流信号波形。强制同步换流控制部对应于无刷直流电动机的目标转速以规定的频率输出电角度小于180度的换流信号波形。逆变器控制装置在通过位置检测换流进行的动作中输出电压控制部控制的输出电压为上限且未达到目标转速的情况下，通过同步换流进行动作。因此，在感应电压波形的零交叉点的检测为不可能，即不能识别转子的相对位置的运转状态的情况下，基于目标转速及该时刻的运转转速，根据规定频率的驱动波形继续强制换流。由此，维持电动机的运转状态，同时也能够对应于逆变器输出电压或者相对于电流相位的感应电压相位的状态使逆变器输出电压发生变化。其结果就是，能够实现通过强制换流而同步运转时的更稳定的电动机动作。利用本发明的逆变器控制装置，在无刷直流电动机的无传感器驱动中，由于目标转速的增加，负载转矩变化等因素，运转转子的磁极位置检测困难的运转状态下，进而由于无传感器驱动而达到逆变器输出电压上限的情况下，也可通过强制同步驱动使电动机的运转状态的持续成为可能。进一步通过弱磁效应带来的输出转矩增加而扩大运转范围，同时能够防止电动机运转状态的变化带来的失步停止，使稳定的运转动作的持续成为可能。
图1是本发明的实施方式I中的逆变器控制装置的框图。图2A是表示本发明的实施方式I中的逆变器控制装置的各部的信号波形和处理内容的时序图。图2B是表示本发明的实施方式I中的逆变器控制装置的各部的信号波形和处理内容的时序图。图3是表示本发明的实施方式I中的逆变器控制装置的控制动作的流程图。图4是表示现有的逆变器控制装置的结构的图。图5是表示现有的逆变器控制装置的各部的信号波形和处理内容的图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明并非限定于该实施方式。(实施方式I)图1是本发明的实施方式I中的逆变器控制装置的框图。图2A、图2B是表示本发明的实施方式I中的逆变器控制装置的各部的信号波形和处理内容的时序图。图3是表示本发明的实施方式I中的控制动作的流程图。
在图1中，逆变器控制装置250与商用交流电源201和电动压缩机(未图示)连接。逆变器控制装置250包括逆变器装置200、无刷直流电动机203、位置检测电路206和微处理器207。另外，逆变器装置200具备整流部202、逆变电路部204和驱动电路205。整流部202将商用交流电源201转换为直流电源。逆变电路部204驱动电动压缩机的无刷直流电动机203。驱动电路205驱动逆变电路部204。而且，逆变器装置200与微处理器207连接。微处理器207将检测无刷直流电动机203端子电压的位置检测电路部206的信号作为输入，控制逆变电路部204。微处理器207包括位置检测判定部208和位置检测换流控制部209。位置检测判定部208根据来自位置检测电路部206的输出信号检测无刷直流电动机203的磁极位置。位置检测换流控制部209基于来自位置检测判定部208的位置检测信号产生逆变电路部204的换流信号。另外，微处理器207包括相位差判定部210和强制同步换流控制部211。相位差判定部210根据来自位置检测电路部206的输出信号，检测无刷直流电动机203的感应电压相位对于逆变电路部204的输出电压相位的相位差并输出相位差检测信号。强制同步换流控制部211基于相位差检测信号产生换流信号。即，强制同步换流控制部211根据无刷直流电动机203的目标转速以规定的频率输出电角度小于180度的换流信号波形。另外，微处理器207包括旋转速度检测部212、输出电压控制部213和驱动控制部216。旋转速度检测部212基于来自位置检测判定部208的输出来计算旋转速度。输出电压控制部213根据旋转速度和旋转速度指令或者相位差，对输出电压进行PWM调制。驱动控制部216通过位置检测换流控制部209或者强制同步换流控制部211的输出，对驱动电路部205进行驱动。无刷直流电动机203包括3相绕组的定子203a和转子203b。定子203a具备定子绕组203u、203v、203w。转子203b是在内部配置永磁铁203 α、203 β ,203 Y ,203 δ、203 ε ,203 ζ，产生磁阻转矩的磁铁嵌入式结构。转子203b具有凸极性。逆变电路部204包括6个三相桥式连接的开关晶体管Tru、Trx、Trv、Try、Trw、Trz和与它们分别并联连接的续流二极管Du、Dx> Dv> Dy、Dw> Dz。位置检测电路部206由比较器(未图示)等构成，将基于无刷直流电动机203感应电压的端子电压信号和由逆变电路部204的输出电压产生的基准电压，利用比较器进行比较，得到位置检测信号。位置检测判定部208基于位置检测电路部206的输出信号，从无刷直流电动机203的感应电压波形的零交叉点开始，得到转子203b的位置信号并产生转子位置检测信号。位置检测换流控制部209根据位置检测判定部208的位置检测信号计算换流的时亥丨J，产生开关晶体管Tru、Trx、Trv> Try、Trw、Trz的换流信号。相位差判定部210根据位置检测电路部206的输出信号产生逆变电路部204的输出电压相位和在定子绕组203u、203v、203w上生成的感应电压相位的相位差信号。然后，基于该相位差，使输出电压控制部213控制的输出电压发生变化，保持无刷直流电动机203的感应电压相对于逆变电路部204输出电压的相位在规定的相位。强制同步换流控制部211根据旋转速度指令计算换流的时刻，产生开关晶体管Tru、Trx、Trv> Try、Trw、Trz 的换流信号。旋转速度检测部212根据来自位置检测判定部208的位置信号计算无刷直流电动机203的旋转速度，输出从旋转速度检测部212得到的旋转速度与指令旋转速度的偏差。输出电压控制部213对应于旋转速度检测部212的偏差信号或者相位差判定部210的相位差信号的状态，输出逆变器输出电压的PWM调制信号，控制逆变电路部204的输出电压。驱动控制部216对应于输出电压控制部213的PWM调制占空比值、旋转速度检测部212的转速偏差信号，根据位置检测换流控制部209和强制同步换流控制部211的任意一个的换流信号对驱动电路205进行驱动。输出电压控制部213的PWM调制占空比值为上限，转速偏差持续为规定值以上的情况下，从位置检测换流切换到强制同步换流。即，逆变器控制装置250在通过位置检测换流进行的动作中输出电压控制部213控制的输出电压为上限且未达到目标转速的情况下，通过同步换流进行动作。然后，驱动控制部216将似直检测换流控制部209或者强制冋步换流控制部211的换流信号与输出电压控制部213的PWM调制信号进行合成，产生对开关晶体管Tru、Trx、Trv、Try、Trw、Trz进行ON/OFF操作的驱动信号，输出到驱动电路205。对于驱动电路部205,基于驱动信号,进行开关晶体管Tru、Trx、Trv、Try、Trw、Trz的ON/OFF切换，驱动无刷直流电动机203。接下来，对如图2A、图2B所示的逆变器控制装置250的各种波形进行说明。(A)、( B )、( C)是无刷直流电动机203的U相、V相、W相的端子电压Vu、Vv、Vw，各个相位以间隔120度偏移的状态进行变化。这些端子电压是逆变电路部204的供给电压Vua、Vva、Vwa、在定子绕组203u、203v、203w中产生的感应电压Vub、Vvb> Vwb和脉冲状的峰值电压Vuc、Vvc、Vwc的合成波形。脉冲状的峰值电压Vuc、Vvc、Vwc是换流切换时逆变电路部204的续流二极管Du、Dx、Dv、Dy、Dw、Dz中任意一个导通而产生的。另外，将各相端子电压(值)Vu、Vv、Vw与为直流电源电压的1/2电压的虚拟中性点电压(值)VN进行比较，通过各比较器(未图示)输出的输出信号为PSu、PSv、PSw。该输出信号为对应于供给电压Vua、Vva、Vwa的输出信号PSua、PSva、PSwa、对应于峰值电压Vuc、Vvc、Vwc的输出信号PSuc、PSvc、PSwc和相当于感应电压Vub、Vvb、Vwb与虚拟中性点电压VN进行比较的期间的输出信号PSub、PSvb、PSwb的合成信号。此处，感应电压相位是中间相位的情况下的输出信号PSu、PSv、PSw为(D)、(E)、
(F)，此时的相位差判定部210的输出信号状态为(G)。另外，感应电压相位是滞后相位的情况下的输出信号PSu、PSv、PSw为(H)、(I)、(J)，此时的相位差判定部210的输出信号状态为(K)。同样，感应电压相位是超前相位的情况下的输出信号PSu、PSv、PSw为(L)、(Μ)、(N)，此时的相位差判定部210的输出信号状态为(O)。微处理器207对应于目标转速进行基准计时器计数值(P)的计数动作，生成强制同步基准信号(Q)。进一步，以强制同步基准信号(Q)为基准，以一定间隔生成换流信号(R)和采样开始信号(S)，对应于换流信号的状态，输出驱动信号DSu (T)至DSz (Y)。接着，通过图3的流程图，对逆变器控制装置250的详细动作进行说明。在图3中，各步骤表示相位差判定部210、强制同步换流控制部211、输出电压控制部213的动作。首先，在步骤101中，根据基准计时器，开始对目标频率为电角度120度的基准时间的计时器计数。此处，步骤101是强制同步基准信号(Q)的生成时刻，相当于后面所述的相位超前判定期间。之后，在步骤102中，进行来自位置检测电路部206的输出信号PSu、PSv、PSw的状态的检测，根据开关晶体管Tru、Trx、Trv、Try、Trw、Trz的输出状态，即与图2A、2B的动作模式的状态对应的输出信号PSu、PSv、PSw的状态，进行相位检测判定。此处，在感应电压的上升沿期间，相应的通电相相当于电角度60度的期间，为断电状态。在U相、V相、W相的断电期间的开始前后，各自下侧驱动信号DSx、DSy, DSz被切换到上侧驱动信号DSu、DSv, DSw。在逆变电路部204的输出电压是上升沿波形的情况下，感应电压是超前相位时，相位超前检测期间中，端子电压不小于虚拟中性点电压值VN，位置检测电路部206输出不为“L”信号。即，检测到位置检测电路部206输出的“L”信号时，步骤103中判断为感应电压相位不是超前相位状态，设置为超前相位状态。接下来，在步骤104中，基准计时器计数值(P)不到换流时间，例如相当于电角度30度的时间则返回到步骤102，继续超前相位检测判定。之后，经过了换流时间时，前进到步骤105。步骤105生成换流信号(R)，对应于U相、V相或W相的状态，以各自上侧驱动信号DSu、DSv或DSw为ON进行换流动作。之后，在步骤106中，基准计时器计数值(P)直到滞后相位检测开始时间为止一直待机。步骤106中，基准计时器计数值(P)就在即将经过滞后相位检测开始时间，例如相当于电角度90度的时间前100μ s的时间时，进行来自位置检测电路部206的输出信号PSu、PSv、PSw的状态检测。然后，根据开关晶体管Tru、Trx、Trv、Try、Trw、Trz的输出状态，即与图2A、2B的动作模式的状态对应的输出信号PSu、PSv、PSw的状态，进行相位检测判定。在逆变电路部204的输出电压是下降沿波形的情况下，感应电压为滞后相位时，相位滞后检测期间中，由于端子电压超过虚拟中性点电压值VN，所以位置检测电路部206输出为“H”信号。即，检测到位置检测电路部206输出的“H”信号时，步骤108中判断为感应电压相位是滞后相位状态，设置为滞后相位状态。然后，在步骤109中，基准计时器计数值(P)在经过换流时间之前返回步骤107继续滞后相位检测，经过了换流时间时，前进到步骤110。步骤110生成换流信号(R)，对应于U相、V相或W相的状态，以各自下侧驱动信号DSx、DSy或DSz为ON进行换流动作。之后，在步骤111中，基准计时器计数值(P)直到超前相位检测开始时间为止一直待机。接着，在步骤112中，基准计时器计数值(P)就在刚经过了超前相位检测开始时间，例如相当于电角度90度的时间后100μ s的时间时，进行来自位置检测电路部206的输出信号PSu、PSv、PSw的状态检测。然后，根据开关晶体管Tru、Trx、Trv、Try、Trw、Trz的输出状态，即与图2A、2B的动作模式的状态对应的输出信号PSu、PSv、PSw的状态，进行相位检测判定。之后，步骤112和步骤113是超前相位判定期间，与上述的步骤102和步骤103 —样进行感应电压的超前相位检测。然后，在步骤114中，基准计时器计数值(P)在经过基准时间，例如相当于电角度120度的时间之前返回到步骤112，继续超前相位检测，经过了基准时间时，前进到步骤115。步骤114中，基准计时器计数值(P)经过了基准时间时，前进到步骤115。步骤115中，进行滞后相位状态的判定，直到即将输出下侧驱动信号为止，相应的相的比较器输出为持续“H”状态的状态。此处，感应电压的相位变成极端滞后相位状态时，在步骤116中，输出电压控制部213使电压PWM控制信号的输出占空比增加规定的值。步骤116后，返回到步骤101，之后重复相同的动作。另一方面，步骤115中感应电压的状态不是滞后相位状态时，前进到步骤117。步骤117中，进行超前相位状态的判定，直到即将进行上侧驱动信号输出为止，相应的相的比较器输出为持续“H”状态的状态。此处，感应电压的相位变成极端超前相位状态时，在步骤118中，输出电压控制部213使电压PWM控制信号的输出占空比减少规定的值。步骤118后，返回到步骤101，之后重复相同的动作。S卩，本控制利用无刷直流电动机203的各相端子电压(值)Vu、Vv、Vw和为直流电源电压的1/2电压的虚拟中性点电压(值)VN的比较，对由逆变电路部204的换流动作产生的各相输出电压相位和利用转子磁通量变化在定子绕组生成的感应电压的相位差进行判定。判定的结果，感应电压相位对于逆变器输出电压相位是滞后时，增加逆变电路输出电压。反之，感应电压相位对于逆变器输出电压相位是超前时，减少逆变电路输出电压。因此，即使在由负载转矩变动或者目标转速的变化等原因引起无刷直流电动机203的运转状态产生变化的情况下，也能与逆变器输出电压的感应电压相位的状态对应地，逆变器输出电压发生变化。由此，在通过无刷直流电动机203的强制换流进行同步运转时，能够防止由于电动机输出转矩为转矩过大或者转矩不足而失步停止的情况，实现稳定的电动机运转。进一步，由于是在转子203b的内部配置了永磁铁203 α ,203 β ,203 Y ,203 δ、203 ε ,203 ζ的结构，所以能够有效的利用磁阻转矩。因此，在由无传感器驱动带来的运转限制区域，通过同步换流使电流相位成为超前相位，能够增加磁阻转矩，对于输出电压上限，也能够进一步扩大运转范围。如此，由于能够实现可靠性高的无刷直流电动机203的旋转控制，所以对于电动压缩机，使用本实施方式I的逆变器控制装置250，也可以很好的运转。
另外，对于具备通过配管连结电动压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器使其连接成环形的制冷循环(均未图示)的冷藏库等储物装置，也可以使用本实施方式I的逆变器控制装置250驱动控制电动压缩机。由此，能够得到很好的系统运转，能够使储物装置的物品保存温度稳定，提高储物的可靠性。如以上说明，本发明的逆变器控制装置250包括无刷直流电动机203、逆变电路部204、输出电压控制部213、位置检测电路部206、位置检测判定部208、位置检测换流控制部209和强制同步换流控制部211。无刷直流电动机203包括设置有永磁铁的转子203b和设置有三相绕组的定子203a。逆变电路部204驱动无刷直流电动机203。输出电压控制部213控制逆变电路部204的输出电压。位置检测电路部206对无刷直流电动机203的感应电压和由逆变电路部204的输出电压产生的基准电压进行比较检测。位置检测判定部208基于位置检测电路部206的输出信号从无刷直流电动机203的感应电压波形的零交叉点开始输出转子位置检测信号。位置检测换流控制部209基于来自位置检测判定部208的输出信号输出逆变电路部204的换流信号波形。强制同步换流控制部211根据无刷直流电动机203的目标转速以规定的频率输出电角度小于180度的换流信号波形。逆变器控制装置250在通过位置检测换流进行的动作中，输出电压控制部213的输出电压为上限且未达到目标转速的情况下，通过同步换流进行动作。因此，成了强制的将逆变电路部204的输出电流的频率以同步频率输出。由此，由于负载转矩的增加而相对于电流相位的转子相位、即感应电压相位滞后了时，相对地感应电压相位的电流相位成为超前相位。超前相位电流由于定子磁通量降低而感应电压减少，其结果是由于电动机电流增加且使输出转矩增加，所以能够扩大运转范围。另外，逆变器控制装置250还包括相位差判定部210。相位差判定部210基于位置检测电路部206的信号，检测无刷直流电动机203的感应电压相位对逆变电路部204的输出电压相位的相位差。而且，相位差判定部210基于相位差使输出电压控制部213控制的逆变电路部204的输出电压发生变化，保持无刷直流电动机203的感应电压对逆变电路部204的输出电压的相位为规定的相位。逆变器控制装置250通过同步换流进行的动作中，也对应于无刷直流电动机203的感应电压相位的变化状态，使逆变电路部204的输出电压发生变化，以跟随无刷直流电动机203的运转状态。因此，对应于逆变器输出电压或者针对电流相位的感应电压相位的状态，使逆变器输出电压发生变化，由此能够实现通过强制换流进行同步运转时的更加稳定的电动机动作。另外，逆变器控制装置250是无刷直流电动机203的转子203b在内部嵌入有永磁铁，具有凸极性的结构。因此，在由无传感器驱动带来的运转限制区域，通过同步换流使电流相位成为超前相位，能够增加磁阻转矩。由此，对于输出电压上限，也能够进一步扩大运转范围。本发明的电动压缩机包括上述逆变器控制装置250。因此，无刷直流电动机203的低转速区域能够进行高效率的运转，高转速区域能够进行高转矩的运转。由此，还能够提供遵循制冷循环的负载变化的可靠性高的电动压缩机。本发明的电设备包括上述电动压缩机。
因此，能够提供以高效率进行运转范围广、可靠性高的驱动控制的家用冷藏库等电设备。另外，对应于广泛的负载范围进行适当的控制，能够使储物装置的物品保存温度稳定，提高储物的可靠性。产业上的利用可能性如上所述，由于本发明涉及的逆变器控制装置能够使稳定的运转动作的持续成为可能，所以对会产生负载变动、电压变动的空调、冷藏库、洗衣机等家用电设备或电动汽车等很有用。附图符号说明200逆变器装置203无刷直流电动机203b 转子203 α ,203 β ,203 Y ,203 δ ,203 ε ,203 ζ 永磁铁203u、203v、203w 定子绕组204逆变电路部206位置检测电路部208位置检测判定部209位置检测换流控制部210相位差判定部211强制同步换流控制部213输出电压控制部250逆变器控制装置
权利要求
1.一种逆变器控制装置，其特征在于，包括: 无刷直流电动机，其包括设置有永磁铁的转子和设置有三相绕组的定子； 逆变电路部，其驱动所述无刷直流电动机； 输出电压控制部，其控制所述逆变电路部的输出电压； 位置检测电路部，其对所述无刷直流电动机的感应电压和根据所述逆变电路部的输出电压生成的基准电压进行比较检测； 位置检测判定部，其基于所述位置检测电路部的转子位置检测信号从所述无刷直流电动机的感应电压波形的零交叉点起输出转子位置检测信号； 位置检测换流控制部，其基于来自所述位置检测判定部的输出信号输出所述逆变电路部的换流信号波形；和 强制同步换流控制部，其根据所述无刷直流电动机的目标转速，以规定的频率输出电角度小于180度的换流信号波形,其中 在通过位置检测换流进行的动作中所述输出电压控制部控制的输出电压为上限且未达到目标转速的情况下，通过同步换流进行动作。
2.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于: 还包括相位差判定部，其基于所述位置检测电路部的信号，检测所述无刷直流电动机的感应电压相位对所述逆变电路部的输出电压相位的相位差，并且基于所述相位差使所述输出电压控制部控制的所述逆变电路部的输出电压发生变化，将相对于所述逆变电路部的输出电压的所述无刷直流电动机的感应电压的相位保持为规定的相位， 在通过同步换流进行的动作中，也与所述无刷直流电动机的感应电压的相位的变化状态相应地，使所述逆变电路部的输出电压发生变化，以跟随所述无刷直流电动机的运转状态。
3.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于: 所述无刷直流电动机的转子在内部嵌入有永磁铁，具有凸极性。
4.一种电动压缩机，其特征在于: 具有权利要求1-3中任一项所述的逆变器控制装置。
5.—种电设备,其特征在于: 具有权利要求4所述的电动压缩机。
全文摘要
本发明的逆变器控制装置通过根据无刷直流电动机的目标转速以规定的频率输出电角度小于180度的换流信号波形的同步换流进行动作。而且，为了保持无刷直流电动机的感应电压对逆变电路部的输出电压的相位为规定的相位，在通过同步换流进行的动作中，也与无刷直流电动机的感应电压相位的变化状态对应地使逆变电路部的输出电压发生变化，以跟随电动机的运转状态。由此，能够实现通过强制换流而同步运转时的更稳定的电动机动作。
文档编号H02P6/06GK103201943SQ20118005069
公开日2013年7月10日 申请日期2011年9月9日 优先权日2010年10月21日
发明者甲田笃志, 小川原秀治 申请人:松下电器产业株式会社