CN101420118A

CN101420118A - 三相电动机的驱动控制装置

Info

Publication number: CN101420118A
Application number: CNA2008101706308A
Authority: CN
Inventors: 宫泽正; 茂原悠子
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2009-04-29
Anticipated expiration: 2028-10-22
Also published as: JP5164521B2; TW200929844A; CN101420118B; JP2009106020A

Abstract

一种三相电动机的驱动控制装置，其中设有：从三相交流电源(6)向三相电动机(2)供给三相电压信号的供电电路(4)；配置在该供电电路(4)上的继电器型的相序转换器(12)；在相序转换器(12)的下游配置在供电电路(4)上的开关装置(22)；以及在三相电动机(2)的驱动之前，从相序转换器(12)上游的检测位置(D1)获取三相电压信号，检测该获取的三相电压信号的相序及缺相的检测/控制器(28)。检测/控制器(28)根据所检测出的相序及缺相，控制相序转换器(12)的转换或开关装置(22)的通断。

Description

三相电动机的驱动控制装置

技术领域

本发明涉及用于三相电动机的驱动控制装置，具体涉及适于驱动被搭载于车辆的冷冻、冷藏系统的压缩机的三相电动机的驱动控制装置。

背景技术

这种驱动控制装置设有将三相电动机电连接在三相交流电源上的供电电路，该供电电路包含继电器型(relay type)的相序(phase sequence)转换装置(例如，参照特开2000-152491号公报)。在相序转换器与三相电动机之间的三相电压信号具有三相电动机所视为的正(normal)相序时，相序转换器不动作。但是，在三相电压信号具有三相电动机所视为的逆(reverse)相序时，相序转换器就进行转换动作，使从三相交流电源所供给的三相电压信号的相序变成三相电动机所视为的正相序，从而，三相电动机用不会由具有逆相序的三相电压信号驱动。

由于上述公报的相序转换器是继电器型，包含该相序转换器的驱动控制装置的使用环境，会使相序转换器的继电器接点氧化，继电器接点往往会被绝缘被膜覆盖。这样的绝缘被膜在相序转换器周围的气氛容易使继电器接点氧化时发生，另外，相序转换器在长期不作转换动作的状况时也会发生。

相序转换器的继电器接点由绝缘被膜覆盖，继电器接点的接触电阻因绝缘被膜而增加时，相序转换器不能将来自三相电源的三相电压信号的相序正确地传至三相电动机。

因此，即使根据相序转换器与三相电动机之间的三相电压信号检测三相电压信号的相序，这里的检出的也会是不正确的相序。这时，驱动控制装置会使相序转换器误动作，存在使三相电动逆向驱动的情况。

发明内容

本发明的目的在于，提供不受使用环境左右，可以使三相电动机安全驱动的三相电动机的驱动控制装置。

为达成上述目的，本发明是设有供电电路和转换装置的三相电动机的驱动控制装置，该供电电路与三相交流电源可断续地电连接，处于连接状态时，容许从三相交流电源向三相电动机供给三相电压信号，该转换装置配置在供电电路中，为控制对三相电动机的三相电压信号的供给而进行转换，其特征在于，本发明的驱动控制装置还设有：检测位于转换装置上游的供电电路处的三相电压信号的状态，并根据该检测结果来控制转换装置的转换动作的控制部件。

依据上述驱动控制装置，由于控制部件在转换装置的上游检测三相电压信号的状态，三相电压信号的状态的检测结果不受转换装置内部状态的影响。所以，控制部件能够根据三相电压信号的状态的检测结果，适当地进行转换装置的转换动作。

具体地说，应由控制部件检测的三相电压信号的状态包含将三相电压信号的相序作为上游侧相序。这时，转换装置包含继电器型的相序转换器，可根据检测出的上游侧相序，为了使从三相交流电源供给的三相电压信号的相序设置成三相电动机所视为的正相序而进行转换动作。

在转换装置中包含上述的相序转换器时，相序转换器内的继电器接点往往会发生绝缘被膜。但是，控制部件从转换装置的上游获取三相电压信号，由于将该获取的三相电压信号的相序作为上游侧相序来检测，这里的检测不会受到上述的绝缘被膜的不良影响。所以，控制部件可以适当地进行相序转换器的转换，可以使三相电动机正常驱动。

转换装置还可包含在相序转换器的下游通断供电电路的开关装置，这时，控制部件在开始三相电动机的驱动之前，检测上游侧相序，在根据检测出的上游侧相序实施相序转换器的转换控制后，将开关装置接通，使三相电动机驱动。

依据这样的控制部件，开关装置被接通即三相电动机被驱动时，相序转换器将具有三相电动机所视为的正相序的三相电压信号提供给三相电动机，因此三相电动机被正常驱动。

理想的方式是，控制部件从开关装置接通经过预定时间后，将相序转换器下游的三相电压信号的相序作为下游侧相序再次检测，当所检测出的下游侧相序与三相电动机所视为的正相序不一致时，使开关装置断开。

这样，在开关装置接通经过规定的时间后，检测下游侧相序时，即使在相序转换器的继电器接点上形成绝缘被膜，该绝缘被膜也被流过相序转换器的电压信号即电流烧掉而除去。所以，在下游侧相序的检测中，继电器接点的绝缘被膜不会带来不良影响，可以实现下游侧相序的正确的检测。

其结果，在位于相序转换器下游的供电电路上有布线错误时，控制部件可根据检测出的下游侧相序而发现布线错误。这时，控制部件立即使开关装置断开，使三相电动机的驱动停止。

理想的方式是，下游侧相序是三相电动机之紧临上游处的三相电压信号具有的相序。这时，控制部件能够在更宽的范围内发现布线错误。

在三相电动机的驱动中，控制部件还周期地检测下游侧相序，在该检测结果与三相电动机所视为的正相序不一致时，使开关装置断开。这时，在三相电动机的驱动中，即使由于某些原因，在三相电动机上实际提供的三相电压信号的相序发生异常，该异常状态立即被控制部件检测。控制部件检测出异常状态时，立即将开关装置断开，从而停止三相电动机的驱动。

另一方面，开关装置断开而停止三相电动机的驱动时，控制部件根据上游侧相序，再检测在三相电压信号中是否有缺相，检测出缺相时，可将开关装置维持在断开位置。

这时，三相电压信号的缺相根据上游侧相序进行检测，因此，这里的检测不会因继电器接点的绝缘被膜而受到不良影响。所以，三相电压信号的缺相被正确检测。而且，检测到三相电压信号的缺相时，控制部件维持在开关装置的断开位置，阻止三相电动机的驱动。

如上所述，依据本发明的驱动控制装置，从三相交流电源向三相电动机供给的三相电压信号的状态根据转换装置上游的三相电压信号进行检测，因此，这里的检测结果不会由于转换装置受到不良影响。所以，能够适当地实施控制部件对转换装置的转换动作，正常驱动三相电动机。

另外，由于相序转换器的转换控制不会因在继电器接点上形成的绝缘膜而受到不良影响，能够使三相电动机正常驱动，并且能够将绝缘膜从继电器除掉，即能够进行继电器接点的清理。

再者，控制部件不仅能够检测三相电压信号的相序，而且能够正确地检测其缺相，三相电动机也不会由不完全的三相电压信号驱动。

附图说明

图1是表示一实施例的驱动控制装置的概略结构图。

图2和图3是表示图1中的检测/控制器实施的运转控制例程的流程图。

具体实施方式

图1概略表示用于三相电动机2(以下简称电动机2)的驱动控制装置，例如，电动机2作为驱动用于低温输送的车辆或集装箱等的冷冻、冷藏系统的压缩机的驱动源使用。具体而言，该冷冻、冷藏系统将冷藏剂冻结，被冻结后的冷藏剂在被装载于车辆或集装箱的商品向目的地的输送时，保持其低温或冷冻状态。

在输送目的地远的情况下，在输送途中需冷藏剂的再冷冻。这时，冷冻、冷藏系统的电动机2被电连接在非特定的三相交流电源上(以下，仅称为电源)，接受来自该电源的三相电压信号而被驱动。从而运转压缩机即冷冻、冷藏系统，冷冻、冷藏系统能够对冷藏剂进行再冷冻。

具体地说，图1的驱动控制装置设有用于电动机2的供电电路。该供电电路4包含电连接器8，该电连接器8容许在非特定的电源6的电连接器6a上插拔。再者，电动机2也可连接成能够通过电连接器10a、10b插拔地与供电电路4连接。

供电电路4内设有继电器型的相序转换器12，该相序转换器12包含第1继电器组18a和第2继电器组18b。第1继电器组18a不变更来自电源6的三相交流电压的相序，向电动机2传送三相交流电压。这时，三相交流电压的相序与在电动机2所视为的正相序一致。与此相反，第2继电器组18b将来自电源6的三相交流电压的相序改变，变成逆相序，并将此变更后的三相交流电压向电动机2传送。

相序转换器12还包括第1和第2继电器组18a、18b的各自对应的电磁线圈20a、20b。这些电磁线圈20a、20b的一方被励磁时，对应的继电器组动作。即，相序转换器12能够在选择第1继电器组18a的正位置和选择第2继电器组18b的逆位置之间转换。相序转换器12的通常的转换位置是正位置。

另一方面，供电电路4还设有继电器型的开关装置22，该开关装置22配置在相序转换器12与电动机2之间。开关装置22包含继电器组24及电磁线圈26。电磁线圈26被励磁时，继电器组24断开向电动机2的三相电压信号的供给，电磁线圈26没有被励磁时，继电器组24容许向电动机2的三相电压信号的供给。即，开关装置22通过控制对电磁线圈26的励磁来进行通断动作。

如上所述，电动机2作为驱动冷冻、冷藏系统的压缩机的驱动源被使用时，开关装置22根据冷藏剂的温度被通断，进行电动机2即压缩机的驱动的通断(on-off)控制。具体地说，冷藏剂的温度高于设定温度以上时，开关装置22接通而使压缩机驱动。与此相反，在冷藏剂的温度比设定温度低时，开关装置被断开，使压缩机的驱动停止。

上述的相序转换器12和开关装置22电连接在作为控制部件的检测/控制器28上。该检测/控制器28包含可编程的微计算机，通过控制对相序转换器12的电磁线圈20或开关装置22的电磁线圈26的励磁，实施相序转换器12的转换或开关装置22的通断。因而，在本实施例中，相序转换器12和开关装置22是由检测/控制器28控制的转换装置。

分支电路30、32从供电电路4分支，分支电路30、32电连接在检测/控制器28上。具体而言，分支电路30在相序转换器12上游的规定检测位置D1从供电电路4分支。与此不同，分支电路32在相序转换器12下游的规定检测位置D2从供电电路4分支。

流过检测位置D1、D2的三相电压信号通过分支电路30、32提供给检测/控制器28时，检测/控制器28将在检测位置D1、D2的三相电压信号的相序作为上游侧相序及下游侧相序分别进行检测。而且，根据这些上游侧及下游侧相序，检测/控制器28控制相序转换器12的转换和开关装置22的通断。

另外，检测/控制器28除了检测在检测位置D1、D2的三相电压信号的相序之外，还根据检测的相序来判定在三相电压信号中是否有缺相(phase interruption)。这里的判断被用于开关装置22的通断控制。

再者，如图1所示，检测/控制器28上分别电连接有作为冷冻、冷藏系统的运转开关起作用的电源开关34、显示器36及温度传感器37等。温度传感器37检测上述冷藏剂的温度。

供电电路4连接在电源6上。而且，接通电源开关(电源开关)34后，检测/控制器28通过相序转换器12的转换以及开关装置22的通断，控制电动机2(压缩机)即冷冻、冷藏系统的运转。

图2及图3表示用检测/控制器28实施的电动机2的驱动控制例程，下面将详述该驱动控制例程。这里，由检测/控制器28根据由温度传感器37检测到的冷藏剂的温度来进行开关装置22的通断控制是众所周知的，因此，图2及图3的驱动控制例程中省略了该通断控制的过程。

在驱动控制例程中，首先，判定电源6的三相电压信号的相序。具体地说，在步骤S1中，判定电源开关34是否接通。在此判定结果维持在否(NO)的期间，检测/控制器28成为待机状态。

但是，在电源开关34被接通，且步骤S1的判断结果为“是”(yes)时，检测/控制器28将开关装置22接通而使电动机2驱动之前，从检测位置D1获取三相电压信号，并判断该三相电压信号。具体而言，根据上述的上游侧相序判断在来自电源6的上游侧的三相电压信号中是否有缺相(步骤S2)。

在步骤S2的判断结果为“是”时，检测/控制器28实施图3的电源异常处理。在该电源异常处理中，首先，再次判定电源开关34是否接通(步骤S3)。这里的判断结果为“是”时，检测/控制器28使表示电源6异常的警报显示在上述的显示器36上，另一方面，将开关装置22转换至断开位置。具体地说，这时，如果开关装置22处于接通位置，则检测/控制器28使开关装置22从接通位置转换到断开位置。与此相反，如果开关装置22已经处于断开位置，则检测/控制器28将开关装置22保持在断开位置。其结果，电动机2处于停止状态(步骤S4)，不运行冷冻、冷藏系统。

对此，若步骤S3的判断结果为“否”，则解除由显示器36发出的警报显示(步骤S5)，之后重复实施上述的三相电压信号的上游侧相序的判断，即重复步骤S1之后的步骤。

另一方面，若上述的步骤S2的判断结果为“否”，则检测/控制器28判定三相电压信号的上游侧相序是否与在电动机2所视为的正相序一致(步骤S6)。若这里的判断结果为“是”，则检测/控制器28不使相序转换器12作转换动作，而使开关装置22作接通动作，实施电动机2的运转方式(运转中)(步骤S7)。

对此，若步骤S6的判断结果为“否”，则检测/控制器28使相序转换器12从正位置转换至逆位置(步骤S8)，之后，执行步骤S7。

如从上述的说明可知，不管从电源6供给的三相电压信号的相序是否与在电动机2所视为的正相序一致，相序转换器12的转换控制使电动机2上实际被提供的三相电压信号的相序与在电动机2所视为的正相序一致，其结果，电动机2在正常旋转方向上被驱动。

另外，相序转换器12的转换控制根据三相电压信号的上游侧相序来实施。因此，相序转换器12的转换控制不会因相序转换器12的继电器接点上形成的绝缘膜而受到不良影响，电动机2不会在逆向的旋转方向上被驱动。

其后，在下一步骤S9中，判定电源开关是否接通(步骤S9)。这里的判断结果被维持为“是”的期间，执行步骤S10以后的步骤，而若步骤S9的判断结果为“否”，则检测/控制器28转移至仅重复步骤S1的判断的上述的待机状态。

在步骤S10中，判定电动机2是否处于驱动中，这里的判断基于以下理由是必要的。

即，即使在步骤S7中驱动电动机2而开始冷冻、冷藏系统的运转，在该运转中，检测/控制器28还要根据冷冻、冷藏系统的冷藏剂的温度(温度传感器37的检测信号)实施开关装置22的通断控制。因此，冷冻、冷藏系统的运转中，电动机2的驱动有时被暂时停止，为了检测这样的电动机2的驱动停止，需要进行步骤S10的判断。

若步骤S10的判断结果为“是”，则检测/控制器28从检测位置D2获取下游侧的三相电压信号，对该三相电压信号进行判定。这里，若在经过电源开关的接通操作后最初执行步骤S7，则下游侧的三相电压信号的判断处理在经过从步骤S7的执行起的规定清理时间后被执行，之后，在每个驱动控制例程的执行周期中实施。

具体地说，下游侧的三相电压信号的判断处理包含步骤S11、S12的判断，首先，在步骤S11中，判定在三相电压信号的下游侧相序是否有缺相，然后在接着的步骤S12中，判定下游侧相序是否与在电动机2所视为的正相序一致。

若步骤S11的判断结果为“是”或步骤S12的判断结果为“否”，则实施上述的电源6的异常处理(步骤S4)。其结果，停止电动机2的驱动，能够保护电动机2(压缩机)。与此相反，只要在步骤S11的判断结果为“否”且步骤S12的判断结果被维持为“是”，就维持上述的步骤S7的运转方式。

这里，上述的清理时间，即在电源开关34接通后经过步骤S7的执行(开关装置22的接通)直至步骤S11、S12的判断最初被执行的时间，设定为用流过其继电器接点的三相电压信号(电流)清除上述继电器接点的绝缘膜所需的时间以上。

因此，即使在相序转换器12的继电器接点上发生绝缘被膜，由于该绝缘被膜在步骤S11、S12的判断之前即被清除，绝缘被膜不会对步骤S11、S12的判断带来不良影响，可以正确进行步骤S11、S12的判断。

其结果，在经过步骤S11、S12后用检测/控制器28实施上述的电源6的异常处理(步骤S4)的状况，表示电源6自身的故障或在相序转换器12与检测位置D2之间的布线错误等的重大缺陷的存在。在这样的状况下，在步骤S4中，在与表示电源6的异常状态的警报被显示的同时立即停止电动机2，能够确实保护电动机2。

另一方面，若步骤S10的判断结果为“否”，则实施上游侧的三相电压信号的判断处理，具体地说，实施与上述的步骤S2同样的步骤S13。

若步骤S13的判断结果为“是”，即三相电压信号的上游侧相序有缺相时，则检测/控制器28通过电源6的异常处理来保护电动机2。与此相反，若步骤S13的判断结果为“否”，则维持电动机2的运转方式(步骤S7)。

如上述说明所示的本实施例的情况，即使电动机2处于运转方式(运转中)，检测/控制器28也能检测实际提供给电动机2的三相电压信号的缺相或相序，因此能够可靠地防止电动机2的异常驱动。

而且，起因于电动机2的驱动被暂时停止而经过步骤S10而执行S13的判断时，即在三相电压信号没有通过相序转换器12的状态下根据在检测位置D1检测出的三相电压信号的上游侧相序来判定三相电压信号的缺相。因此，这里的判断不会受到上述的继电器接点的绝缘被膜的不良影响。

另外，在电动机2的驱动被暂时停止的状况下，根据来自上述的温度传感器37的检测信号，使开关装置22接通的条件被满足，即使如此，若检测/控制器28在步骤S13的判断结果为“是”，也以该判定结果为优先，实施上述的电源6异常处理(步骤S4)。其结果，由于开关装置22被维持在断开位置，电动机2及压缩机得以确实保护。

本发明不受上述实施例的限制，可以有种种变换。

例如，检测/控制器28以软件方式检测三相电压信号的相序及缺相，但是也可通过硬件来检测相序及缺相。

再者，下游侧的三相电压信号也可以在电动机2之紧临上游处，即图1中所示的检测位置D2′处被检测，这时，能够更有效地发现供电电路4的布线的错误等的重大缺陷。

Claims

1.一种三相电动机的驱动控制装置，设有：供电电路(4)，与三相交流电源(6)可断续地电连接，在处于连接状态时容许从所述三相交流电源(6)向三相电动机(2)供给三相电压信号；以及转换装置(12、22)，配置在所述供电电路(4)中，为控制向所述三相电动机(2)的所述三相电压信号的供给而被转换操作，

其特征在于，

所述驱动控制装置还设有控制部件(28)，该控制部件(28)检测在所述转换装置(12、22)上游的供电电路(4)处的所述三相电压信号的状态，并根据该检测结果控制所述转换装置(12、22)的转换动作。

2.如权利要求1所述的驱动控制装置，其特征在于，

应由所述控制部件(28)检测的所述三相电压信号的状态，包括将所述三相电压信号的相序作为上游侧相序。

3.如权利要求2所述的驱动控制装置，其特征在于，

所述转换装置(12、22)包含继电器型的相序转换器(12)，能够根据检出的所述上游侧相序，为将所述三相交流电源(6)供给的所述三相电压信号的相序设置成三相电动机(2)所视为的正相序而进行转换动作。

4.如权利要求3所述的驱动控制装置，其特征在于，

所述转换装置(12、22)还包含，在所述相序转换器(12)的下游将所述供电电路(4)接通、断开的开关装置(22)，

所述控制部件(28)在开始所述三相电动机的驱动前，检测所述上游侧相序，并根据检出的所述上游侧相序执行所述相序转换器(12)的转换控制，然后使所述开关装置(22)接通，并使所述三相电动机(2)驱动。

5.如权利要求4所述的驱动控制装置，其特征在于，

所述控制部件(28)，从所述开关装置(22)的接通起经过预定时间后，将所述相序转换器(12)下游的所述三相电压信号的相序作为下游侧相序再次检测，若检测出的下游侧相序与所述三相电动机(2)所视为的正相序不一致，则使所述开关装置(22)断开。

6.如权利要求5所述的驱动控制装置，其特征在于，

所述下游侧相序是所述三相电动机(2)之紧临上游的所述三相电压信号具有的相序。

7.如权利要求5或6所述的驱动控制装置，其特征在于，

所述控制部件(28)所述三相电动机(2)的驱动中，再周期地检测所述下游侧相序，若该检测结果与所述三相电动机(2)所视为的正相序不一致，则使所述开关装置(22)断开。

8.如权利要求4～7中任意一项所述的驱动控制装置，其特征在于，

所述开关装置(22)断开而在所述三相电动机(2)的驱动停止时，所述控制部件(28)根据所述上游侧相序再检测所述三相电压信号中是否有缺相，若检出有缺相，则将所述开关装置(22)维持在断开位置。