CN102739131A - 电动机驱动装置以及使用该电动机驱动装置的热泵装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机驱动装置以及使用该电动机驱动装置的热泵装置，其能够在不受到DC总线GND电位变动和共模电位变动影响的情况下，把握启动前的电动机的转速。作为解决手段，在电动机驱动装置(20)中，转速估计部(28)在风扇电动机(51)启动前，根据绕组间电压检测部(27)的检测值估计风扇电动机(51)的转速。在微型计算机(30)判断为启动前的风扇电动机(51)的估计转速不足既定转速时，驱动电压被输出到风扇电动机(51)。而当微型计算机(30)判断为启动前的风扇电动机(51)的估计转速在既定转速以上时，驱动电压不被输出至风扇电动机(51)。

Description

电动机驱动装置以及使用该电动机驱动装置的热泵装置

技术领域

本发明涉及电动机驱动装置。

背景技术

在热泵装置的室外机中搭载有室外风扇和通过来自室外风扇的送风而使制冷剂与空气之间进行热交换的室外热交换器，作为该室外风扇的驱动源，例如广泛采用无刷直流电动机。

在上述这样的室外机中，有时室外风扇会由于风等的影响而在电动机启动前就已经开始旋转，在这种情况下会向室外热交换器输送空气，因此不必特意驱动电动机。因而希望对启动前的电动机转速加以把握。

作为把握启动前的电动机转速的方法，例如在专利文献1(日本特开平7-337080号公报)中进行了公开。

根据上述专利文献1，根据由多相构成的电动机的旋转所产生的感应电压、即端子电压，估计启动前风扇的转速。

然而，根据电动机端子间电压估计风扇转速的方法容易受到GND电位变动和共模(common mode)电位变动的影响，难以稳定地进行电压检测。

专利文献1：日本特开平7-337080号公报

发明内容

本发明的课题在于提供一种能够在不受到DC总线GND电位变动和共模电位变动的影响的情况下，把握启动前的电动机转速的电动机驱动装置。

本发明第一方面涉及的电动机驱动装置控制对电动机的输出电压，进行电动机的驱动和停止，其具有绕组间电压检测部和控制部。绕组间电压检测部检测电动机的绕组间电压。控制部在电动机启动前，根据绕组间电压检测部的检测值，判断是否向电动机输出驱动电压。

在该电动机驱动装置中，绕组间电压检测部未与DC总线GND连接，因此不会受到DC总线GND电位变动的影响，而且也不会受到共模电位变动的影响。因而能进行稳定的电压检测。

本发明第二方面涉及的电动机驱动装置基于第一方面涉及的电动机驱动装置，还具有转速估计部。转速估计部在电动机启动前根据绕组间电压检测部的检测值估计电动机的转速。在转速估计部估计出的启动前的电动机的估计转速不足既定转速的情况下，驱动电压被输出给电动机，在转速估计部估计出的启动前的电动机的估计转速在既定转速以上的情况下，驱动电压不会被输出给电动机。

例如，在该电动机应用于向热泵装置的室外热交换器送风的室外风扇的电动机的情况下，在启动前的电动机由于风等的影响已经开始旋转的状态下，若该转速在既定转速以上，则已在向室外热交换器输送充足的空气，因而能充分获得作为热交换器的功能，因此电动机驱动装置不特意启动电动机。反之若转速不足既定转速，则即使电动机旋转，输送给室外热交换器的空气的量也是不足的，因而电动机驱动装置使电动机启动。如上按照启动前的电动机转速控制电动机的启动执行，因此能够使电动机的启动、运转造成的耗电量抑制在最小限度。

本发明第三方面涉及的电动机驱动装置基于第一方面或第二方面涉及的电动机驱动装置，绕组间电压检测部对电动机的绕组间电压进行分压并输出给转速估计部。

在该电动机驱动装置中，在进行了稳定的电压检测的基础上对绕组间的电压进行分压后输出给转速估计部，因此能减小转速估计部侧的部件规格，能相应实现小型化和低成本化。

本发明第四方面涉及的电动机驱动装置基于第三方面涉及的电动机驱动装置，转速估计部在估计转速处于既定值以上时输出第1信号，在估计转速不足既定值时输出与第1信号不同的第2信号。转速估计部以与绕组间电压检测部电绝缘的方式将第1信号和第2信号输出给控制部。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，以电绝缘的方式输出第1信号和第2信号，因此还能提升抗噪性。

本发明第五方面涉及的电动机驱动装置基于第三方面涉及的电动机驱动装置，转速估计部以与绕组间电压检测部电绝缘的方式将与估计转速对应的输出电压输出给控制部。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，以电绝缘的方式输出与估计转速对应的输出电压，因此还提升了抗噪性。

本发明第六方面涉及的电动机驱动装置基于第五方面涉及的电动机驱动装置，控制部具有判断估计转速是否在既定转速以上的判断部。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，能可靠地判断启动前的电动机转速在应启动的转速以上还是不足该转速，根据判断结果控制电动机的启动执行，因此能够使电动机的启动造成的耗电量限制在最小限度。

本发明第七方面涉及的电动机驱动装置基于第一方面或第二方面涉及的电动机驱动装置，绕组间电压检测部与转速估计部由绝缘变压器绝缘。转速估计部根据绝缘变压器的输出电压估计电动机的转速。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，由绝缘变压器绝缘，绝缘性得以进一步提升。

本发明第八方面涉及的电动机驱动装置基于第七方面涉及的电动机驱动装置，转速估计部在估计转速处于既定值以上时向控制部输出第1信号，在估计转速不足既定值时向控制部输出与第1信号不同的第2信号。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，由绝缘变压器绝缘，绝缘性得以进一步提升。

本发明第九方面涉及的电动机驱动装置基于第七方面涉及的电动机驱动装置，转速估计部将与估计转速对应的输出电压输出给控制部。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，由绝缘变压器绝缘，绝缘性得以进一步提升。

本发明第十方面涉及的电动机驱动装置基于第九方面涉及的电动机驱动装置，控制部具有判断估计转速是否在既定转速以上的判断部。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，能可靠地判断启动前的电动机转速在应启动的转速以上还是不足该转速，根据判断结果控制电动机的启动执行，因此能够使电动机的启动造成的耗电量保持在最小限度。

本发明第十一方面涉及的电动机驱动装置基于第一方面或第二方面涉及的电动机驱动装置，绕组间电压检测部对电动机的绕组间的电压进行整流并输出给转速估计部。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，相比于根据电压每周期变动的交流电压求出转速的情况，检测整流后的电压能够使信号更稳定。

本发明第十二方面涉及的电动机驱动装置基于第十一方面涉及的电动机驱动装置，转速估计部在估计转速处于既定值以上时输出第1信号，在估计转速不足既定值时输出与第1信号不同的第2信号。转速估计部以与绕组间电压检测部电绝缘的方式将第1信号和第2信号输出给控制部。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，以电绝缘的方式输出第1信号和第2信号，因此还能提升抗噪性。

本发明第十三方面涉及的电动机驱动装置基于第十一方面涉及的电动机驱动装置，转速估计部以与绕组间电压检测部电绝缘的方式将与估计转速对应的输出电压输出给控制部。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，以电绝缘的方式输出与估计转速对应的输出电压，因此还提升了抗噪性。

本发明第十四方面涉及的电动机驱动装置基于第十三方面涉及的电动机驱动装置，控制部具有判断估计转速是否在既定转速以上的判断部。

在该电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，能可靠地判断启动前的电动机转速在应启动的转速以上还是不足该转速，根据判断结果控制电动机的启动执行，因此能够使电动机的启动造成的耗电量限制在最小限度。

本发明第十五方面涉及的电动机驱动装置基于第一方面至第十四方面之中任一方面涉及的电动机驱动装置，电动机是无刷直流风扇电动机。

在该电动机驱动装置中，可简单估计无刷直流风扇电动机启动前的转速。

本发明第十六方面涉及的电动机驱动装置基于第十五方面涉及的电动机驱动装置，电动机在启动后以无转子位置传感器方式被驱动。

在该电动机驱动装置中，能正确检测出启动前的电动机转速，因此能顺畅进行启动动作，正常实现启动后的无转子位置传感器方式的驱动。

本发明第十七方面涉及的电动机驱动装置基于第一方面至第十六方面之中任一方面涉及的电动机驱动装置，还具有逆变器、自举电路、以及驱动电路。逆变器由上臂侧开关元件和下臂侧开关元件形成。自举电路生成比上臂侧开关元件的低电位侧高的电位，驱动电路从自举电路取入较高的电位，使上臂侧开关元件导通或截止。

例如在专利文献1那样检测电动机端子间电压来估计风扇转速的方法中，电流经由检测端子电压的电路流过自举电路，在转速为零时也会产生电动机端子电压，因此有时无法准确检测出转速。

与此相对，在该电动机驱动装置中，绕组间电压检测部未与DC总线GND连接，因此不会受到自举电路的影响。

本发明第十八方面涉及的热泵装置具有风扇、使风扇旋转的风扇电动机、以及驱动风扇电动机的第一方面至第十六方面之中任一方面所述的电动机驱动装置。

在该热泵装置中，电动机驱动装置的绕组间电压检测部未与DC总线GND连接，因此不会受到DC总线GND电位变动的影响，能进行稳定的电压检测。因而能更为准确地进行风扇电动机的转速估计。

本发明第十九方面涉及的热泵装置基于第十八方面涉及的热泵装置，电动机驱动装置还具有第1逆变器、第2逆变器。第1逆变器将由直流电源供给部提供的直流电压转换为用于驱动风扇电动机的驱动电压后输出给风扇电动机。第2逆变器与第1逆变器并联连接于直流电源供给部，驱动不同于风扇电动机的负载。

例如，在风扇电动机驱动用的第1逆变器与压缩机电动机驱动用的第2逆变器共用GND电位的情况下，GND电位会由于压缩机电动机驱动用逆变器的运转而发生变动，因此可能对电压检测带来影响，而在该热泵装置中，根据风扇电动机的绕组间电压进行估计，因此能够在不受到GND电位变动影响的情况下估计转速。

在本发明第一方面涉及的电动机驱动装置中，绕组间电压检测部未与DC总线GND连接，因此不会受到DC总线GND电位变动的影响，而且也不会受到共模电位变动的影响。因而能进行稳定的电压检测。

在本发明第二方面涉及的电动机驱动装置中，按照启动前的电动机的转速控制电动机的启动执行，因此能够将电动机的启动、运转造成的耗电量抑制在最小限度。

在本发明第三方面涉及的电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，对绕组间的电压进行分压后输出给转速估计部，因此能减小转速估计部侧的部件规格，能相应实现小型化和低成本化。

在本发明第四方面涉及的电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，以电绝缘的方式输出第1信号和第2信号，因此还能提升抗噪性。

在本发明第五方面涉及的电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，以电绝缘的方式输出与估计转速对应的输出电压，因此还提升了抗噪性。

在本发明第六方面涉及的电动机驱动装置中，能够将电动机的启动造成的耗电量抑制在最小限度。

在本发明第七至第九方面涉及的电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，由绝缘变压器绝缘，因此绝缘性得以进一步提升。

在本发明第十方面涉及的电动机驱动装置中，能够将电动机的启动造成的耗电量抑制在最小限度。

在本发明第十一方面涉及的电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，相比于根据电压每周期变动的交流电压求出转速的情况，检测整流后的电压能够使信号更稳定。

在本发明第十二方面涉及的电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，以电绝缘的方式输出第1信号和第2信号，因此还能提升抗噪性。

在本发明第十三方面涉及的电动机驱动装置中，在进行稳定的电压检测的基础上，以电绝缘的方式输出与估计转速对应的输出电压，因此还提升了抗噪性。

在本发明第十四方面涉及的电动机驱动装置中，能够将电动机的启动造成的耗电量抑制在最小限度。

在本发明第十五方面涉及的电动机驱动装置中，能够简单估计出无刷直流风扇电动机启动前的转速。

在本发明第十六方面涉及的电动机驱动装置中，启动后的电动机能够正常实现无转子位置传感器方式的驱动。

在本发明第十七方面涉及的电动机驱动装置中，绕组间电压检测部未与DC总线GND连接，因此不会受到自举电路的影响。

在本发明第十八方面涉及的电动机驱动装置中，电动机驱动装置不会受到DC总线GND电位变动的影响，能更为准确地估计风扇电动机的转速。

在本发明第十九方面涉及的电动机驱动装置中，根据风扇电动机的绕组间电压进行估计，因此能够在不受到GND电位变动影响的情况下估计转速。

附图说明

图1是表示采用本发明的一个实施方式涉及的电动机驱动装置的系统整体结构和电动机驱动装置的内部结构的框图。

图2是热泵装置的室外机的结构图。

图3是绕组间电压检测部和转速估计部的电路图。

图4是表示启动前的风扇电动机的转速与绕组间电压之间的关系的示意图。

图5是作为一例的无传感器控制电路的结构图。

图6是表示电动机驱动装置进行的动作的流程图。

图7是表示电动机驱动装置进行的动作的流程图。

图8是第1变形例涉及的绕组间电压检测部和转速估计部的电路图。

图9是第2变形例涉及的绕组间电压检测部和转速估计部的电路图。

图10是第3变形例涉及的绕组间电压检测部和转速估计部的电路图。

图11是第4变形例涉及的绕组间电压检测部和转速估计部的电路图。

图12是第5变形例涉及的绕组间电压检测部和转速估计部的电路图。

图13是表示采用了第6变形例涉及的电动机驱动装置的系统整体结构与电动机驱动装置的内部结构的框图。

图14A是表示第6变形例涉及的风扇电动机侧的驱动IC内的功能部的框图。

图14B是表示第6变形例涉及的压缩机电动机侧的驱动IC内的功能部的框图。

图15是第7变形例涉及的电动机驱动装置的主要部分的电路图。

符号说明

15室外风扇；20电动机驱动装置；22平滑电容器；25逆变器；27绕组间电压检测部；28转速估计部；29无传感器控制电路；30微型计算机(控制部)；30a判断部；51风扇电动机；91商用电源；125第1逆变器；133第2逆变器；61、62、63自举电路；261、262、263栅极(gate)驱动电路；Q3a、Q4a、Q5a晶体管(上臂侧开关元件)；Q3b、Q4b、Q5b晶体管(下臂侧开关元件)

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。并且以下实施方式是本发明的具体示例，并非用于限定本发明的技术范围。

(1)概要

图1是表示采用本发明一个实施方式涉及的电动机驱动装置的系统100的整体结构与电动机驱动装置20的内部结构的框图。在图1中，风扇电动机51是搭载于热泵装置的室外机10(参见图2)的室外风扇15驱动用的无刷直流电动机。电动机驱动装置20也搭载于室外机10内。

(1-1)室外机10

图2是热泵装置的室外机10的结构图。在图2中，室外机10是热泵式热水器的室外机，具有压缩机11、水热交换器12、膨胀阀13、蒸发器14和室外风扇15。压缩机11、水热交换器12、膨胀阀13和蒸发器14依次连接起来，构成制冷循环。

压缩机11对在制冷循环内循环的制冷剂进行压缩。水热交换器12设有供从室外机10的外部提供的水通过的热交换水路16，在热交换水路16中流动的水与制冷剂之间进行热交换。膨胀阀13是以电气方式控制的电动阀，对在制冷循环内循环的制冷剂进行减压。蒸发器14使得在制冷循环内的制冷剂与空气之间进行热交换，使制冷剂蒸发。室外风扇15是螺旋桨风扇，通过旋转将来自室外机10外部的空气引导至蒸发器14。

在室外机10中，压缩机11进行驱动使得制冷剂进行循环，由此水热交换器12作为凝缩器发挥作用，在热交换水路16中通过的水被加热。

(1-2)风扇电动机51

风扇电动机51是3相无刷直流电动机，具有定子52和转子53。定子52包括星形连接的U相、V相和W相的驱动线圈Lu、Lv、Lw。各驱动线圈Lu、Lv、Lw的一端与分别从逆变器25延伸出的U相、V相和W相的各布线的驱动线圈端子TU、TV、TW连接。各驱动线圈Lu、Lv、Lw的另一端彼此作为端子TN连接起来。这些3相驱动线圈Lu、Lv、Lw通过转子53的旋转而产生与该转速和转子53的位置对应的感应电压。

转子53包括由N极和S极构成的多极永磁铁，以旋转轴为中心相对于定子52旋转。转子53的旋转经由处于与该旋转轴相同轴心上的输出轴(未图示)而被输出到室外风扇15。

(2)电动机驱动装置20的结构

如图1所示，电动机驱动装置20具有由商用电源91、整流部21和平滑电容器22构成的直流电源供给部、电压检测部23、电流检测部24、逆变器25、栅极驱动电路26、绕组间电压检测部27、转速估计部28、无传感器控制电路29、以及微型计算机30。它们例如安装于1块印刷基板上。

(2-1)整流部21

整流部21由4个二极管D1a、D1b、D2a、D2b构成为桥状。具体而言，二极管D1a与D1b、D2a与D2b分别彼此串联连接。二极管D1a、D1b的各阴极端子都与平滑电容器22的正侧端子连接，作为整流部21的正侧输出端子发挥作用。二极管D2a、D2b的各阴极端子都与平滑电容器22的负侧端子连接，作为整流部21的负侧输出端子发挥作用。

二极管D1a和二极管D1b的连接点与商用电源91的一个极连接。二极管D2a和二极管D2b的连接点与商用电源91的另一个极连接。整流部21对从商用电源91输出的交流电压进行整流生成直流电源，将其提供给平滑电容器22。

(2-2)平滑电容器22

平滑电容器22的一端与整流部21的正侧输出端子连接，另一端与整流部21的负侧输出端子连接。平滑电容器22对由整流部21整流的电压进行平滑处理。下面为了便于说明，将经过平滑电容器22平滑后的电压称作“平滑后电压Vfl”。

平滑后电压Vfl被施加给与平滑电容器22的输出侧连接的逆变器25。换言之，商用电源91、整流部21和平滑电容器22构成针对逆变器25的直流电源供给部。

并且，作为电容器的种类，可以举出电解电容器、陶瓷电容器和钽质电容器等，在本实施方式中采用电解电容器作为平滑电容器22。

(2-3)电压检测部23

电压检测部23与平滑电容器22的输出侧连接，用于检测平滑电容器22的两端电压、即平滑后电压Vfl的值。电压检测部23例如构成为使得彼此串联连接的2个电阻与平滑电容器22并联连接，平滑后电压Vfl被分压。这2个电阻的连接点的电压值被输入到无传感器控制电路29。

(2-4)电流检测部24

电流检测部24处于平滑电容器22和逆变器25之间，且与平滑电容器22的负侧输出端子侧连接。电流检测部24在风扇电动机51启动之后，检测流过风扇电动机51的电动机电流Im。

电流检测部24例如可由使用了放大分流电阻及该电阻两端电压的运算放大器的放大电路构成。由电流检测部24检测出的电动机电流被输入到无传感器控制电路29。

(2-5)逆变器25

逆变器25与平滑电容器22的输出侧连接。在图1中，逆变器25包括多个绝缘栅型双极晶体管(以下简称为晶体管)Q3a、Q3b、Q4a、Q4b、Q5a、Q5b和多个回流用二极管D3a、D3b、D4a、D4b、D5a、D5b。

晶体管Q3a和Q3b、Q4a和Q4b、Q5a和Q5b分别彼此串联连接，以晶体管的集电极端子与二极管的阴极端子连接，并且晶体管的发射极端子与二极管的阳极端子连接的方式，各二极管D3a～D5b与各晶体管Q3a～Q5b被并联连接。

逆变器25被施加来自平滑电容器22的平滑后电压Vfl，而且在由栅极驱动电路26指示的定时各晶体管Q3a～Q5b导通和截止，由此生成驱动风扇电动机51的驱动电压SU、SV、SW。该驱动电压SU、SV、SW从各晶体管Q3a和Q3b、Q4a和Q4b、Q5a和Q5b的各连接点NU、NV、NW被输出给风扇电动机51。

逆变器25按照从转速估计部28发出的表示启动前的风扇电动机51的转速是何种转速的信号，启动风扇电动机51或者暂不启动。

具体而言，从转速估计部28获得的与启动有关的信号表示启动前的风扇电动机51的转速不足既定转速的情况下，逆变器25将驱动电压SU、SV、SW输出给风扇电动机51。由此风扇电动机51开始启动。

然而，在该信号表示启动前的风扇电动机51的转速大于等于既定转速的情况下，逆变器25不将驱动电压SU、SV、SW输出给风扇电动机51。由此风扇电动机51保持仍不启动的状态。

此时所设想的情况是，在启动前的时刻，室外风扇15受到风等的影响使得风扇电动机51以足够大的转速进行旋转，则由于室外风扇15的旋转向蒸发器14输送充足的空气。这种情况下，热泵装置的作为蒸发器14的功能不会受到损失，因此逆变器25可以不必特意向风扇电动机51输出驱动信号SU、SV、SW。

另一方面，若启动前的风扇电动机51的转速并不足够大(包括启动前的风扇电动机51未旋转的情况)，则表示未向蒸发器14输送充足的空气。这种情况下，可能作为蒸发器14不能充分发挥出功能，因此逆变器25向风扇电动机51输出驱动信号SU、SV、SW，启动风扇电动机51。

(2-6)栅极驱动电路26

栅极驱动电路26根据来自无传感器控制电路29的启动指令Vpwm，改变逆变器25的各晶体管Q3a～Q5b的导通和截止状态。具体而言，栅极驱动电路26生成施加给各晶体管Q3a～Q5b的栅极的栅极控制电压Gu、Gx、Gv、Gy、Gw、Gz，使得具有由无传感器控制电路29确定的占空比的驱动电压SU、SV、SW从逆变器25输出给风扇电动机51。所生成的栅极控制电压Gu、Gx、Gv、Gy、Gw、Gz被施加给各晶体管Q3a～Q5b的栅极端子。

(2-7)绕组间电压检测部27

绕组间电压检测部27的2个输入端子与风扇电动机51的U相驱动线圈端子TU和V相驱动线圈端子TV连接，而输出与转速估计部28连接。绕组间电压检测部27处于逆变器25的后级侧，在启动之前风扇电动机51已开始旋转时，检测由风扇电动机51产生的感应电压Vuv(参见图3)。

使用附图说明这种绕组间电压检测部27的结构的一例。图3是绕组间电压检测部27和转速估计部28的电路图。图3中，第1电阻R1和第2电阻R2串联连接在来自风扇电动机51的V相的驱动线圈端子TV的输入线上。

设第1电阻R1和第2电阻R2各自的电阻值为r1、r2时，在第1电阻R1和第2电阻R2彼此的两端会产生[r1·Vuv/(r1+r2)]、[r2·Vuv/(r1+r2)]的电压，两者中任意一方的电压被输入到转速估计部28。

(2-8)转速估计部28

转速估计部28与绕组间电压检测部27的输出端子和微型计算机30的输入端子连接。转速估计部28是根据绕组间电压检测部27的检测结果，估计启动前的风扇电动机51的转速的电路。

在风扇电动机51启动前的状态下，逆变器未进行工作，在由于风等影响而旋转起来的风扇电动机51中会产生感应电压，因此绕组间电压检测部27的检测电压成为直接表示风扇电动机51的转速的值。

图4是表示启动前的风扇电动机的转速与绕组间电压(例如实效值、平均值、峰值)之间的关系的示意图。图4中，绕组间电压与转速大致成正比，启动前风扇电动机51的转速越大，则绕组间电压也会越大。转速估计部28预先把握绕组间电压的大小与启动前风扇电动机51的转速之间的关系，从而能够根据绕组间电压的大小估计启动前风扇电动机51的转速。

如图3所示，转速估计部28具有齐纳二极管ZD1、光耦合器280和第3电阻R3。光耦合器280具有第1端子T1、第2端子T2、第3端子T3和第4端子T4。

转速估计部28中，绕组间电压检测部27的第1电阻R1和第2电阻R2的连接点C1经由齐纳二极管ZD1与光耦合器280的第1端子T1连接。具体而言，齐纳二极管ZD1的阴极与连接点C1连接，阳极与第1端子T1连接。另外，来自第2电阻R2的低电位侧和U相的驱动线圈端子TU的输入线与光耦合器280的第2端子T2连接。

第3端子T3与控制用电源Vc侧连接，第4端子T4经由第3电阻R3与GND侧连接。另外，第3电阻R3的高电位侧与微型计算机30的输入端子P1连接。

光耦合器280内置光电晶体管281和发光二极管282。光电晶体管281的集电极与第3端子T3相通，光电晶体管281的发射极与第4端子T4相通。

另外，发光二极管282的阳极与第1端子T1相通，发光二极管282的阴极与第2端子T2相通。

例如，风扇电动机51凭借自然风而旋转时，在风扇电动机51的U相驱动线圈端子TU与V相驱动线圈端子TV之间产生感应电动势Vuv。当此时的连接点C1的电压超过齐纳二极管ZD1的齐纳电压时，发光二极管282发光而光电晶体管281导通，向微型计算机30的输入端子P1输入作为第1信号的High信号。

反之，在连接点C1的电压低于齐纳二极管ZD1的齐纳电压时，发光二极管282不会发光，因此光电晶体管281不导通，微型计算机30的输入端子P1的电位为零。该状态是与被输入电位低至可与第1信号进行区分程度的第2信号(此处为Low信号)时相同的状态。

因此，以使得连接点C1的电压超过齐纳二极管ZD1的齐纳电压时的风扇电动机51的转速成为既定转速的方式，选定第1电阻R1和第2电阻R2的电阻值或齐纳二极管ZD1的齐纳电压，由此在第1信号输入到微型计算机30的输入端子P1时，可估计为风扇电动机51的转速在既定转速以上。反之，若第2信号(Low信号)输入到微型计算机30的输入端子P1时，可估计为风扇电动机51的转速不足既定转速。

并且，图4所示的绕组间电压大小与启动前风扇电动机51的转速之间的关系是根据风扇电动机51的特性和平滑电容器22的电容等，由理论计算、仿真、试验等预先导出的。

另外，Vuv是瞬时值随时间经过而发生变化的交流电压，因此输入到输入端子P1的第1信号为脉冲状信号。

(2-9)无传感器控制电路29

无传感器控制电路29与绕组间电压检测部27、电压检测部23、电流检测部24、栅极驱动电路26和微型计算机30连接。无传感器控制电路29是根据包含从微型计算机30发送来的转速指令Vfg在内的运转指令，以无转子位置传感器的方式驱动风扇电动机51的电路。

无转子位置传感器方式指的是，使用表示风扇电动机51的特性的各种参数、风扇电动机51启动后绕组间电压检测部27的检测结果、电压检测部23的结果、电流检测部24的结果和与风扇电动机51的控制有关的既定的数学模型等，进行转子位置和转速的估计、对转速的PI控制、对电动机电流的PI控制等的方式。作为表示风扇电动机51的特性的各种参数，可举出所使用的风扇电动机51的绕组电阻、电感分量、感应电压、极数等。

图5是作为一例的无传感器控制电路的结构图。图5中，无传感器控制电路29主要由电动机模型运算部29a、转子位置估计部29b，运转转速估计部29c、LPF29d、转速控制部29e和电流控制部29f构成。

电动机模型运算部29a将表示风扇电动机51的特性的各种参数用作电动机模型，根据对电动机51的指令电压、估计出的转子位置、以及估计出的转速，运算电动机电流的理想值。

转子位置估计部29b将该理想值与电流检测部24实际检测出的电动机电流Im之间进行减法处理而得到的结果作为输入，估计当前时刻的转子位置。

运转转速估计部29c使用估计出的转子位置，估计当前时刻的风扇电动机51的转速。各估计部29b、29c的估计结果被进行使电动机电流的理想值与实际的电动机电流Im之差为“0”的校正处理，而进行电动机模型的校正。LPF29d从估计出的转速中去除噪声成分和高次谐波成分。从LPF29d输出的风扇电动机51的转速借助波形成形部29g而成为期望的转速信号FG，输出给微型计算机30。

另外，从LPF29d输出的风扇电动机51的转速在与微型计算机30发送来的运转指令中包含的转速指令Vfg之间被进行减法处理。转速控制部29e在被输入减法处理的结果时，对转速进行PI控制。电流控制部29f根据作为转速控制部29e的控制结果的d轴转矩电流指令Id^*、例如q轴电流指令Iq为“0”的指令“Iq^*＝0”、以及绕组间电压检测部27检测出的电压进行电流控制，生成获得基于这些指令的电流的指令电压Vpwm。基于这种电流控制部29f的控制，生成包含驱动电压SU、SV、SW的占空比在内的指令电压Vpwm，输入到栅极驱动电路26。另外，指令电压Vpwm被输入电动机模型运算部29a，进行对电动机模型的进一步校正。

可以说，具有这种结构的无传感器控制电路29仅在由微型计算机30和栅极驱动电路26等进行逆变器25的控制时，进行转子位置的估计。进行逆变器25的控制时相当于，风扇电动机51基于启动指令而启动，处于驱动中的情况。

换言之，无传感器控制电路29在风扇电动机51的启动之前，无法估计风扇电动机51的转速。其原因在于，如上所述在无转子位置传感器方式中，在转速的估计中使用估计出的转子位置，因此无法对启动前的风扇电动机51估计转子位置。

(2-10)微型计算机30

微型计算机30与转速估计部28和无传感器控制电路29连接。另外，微型计算机30还连接着整体控制室外机10的各设备的室外机侧控制部，根据室外机10的各设备是否存在异常，来控制风扇电动机51的驱动。因此，微型计算机30作为判断部30a发挥作用。

并且，与风扇电动机51的驱动状态无关地，始终都向该微型计算机30提供逆变器25之外的电源。

判断部30a比较由转速估计部28所估计出的启动前的风扇电动机51的转速与既定转速，判断启动前的风扇电动机51的转速是否在既定转速以上。

若启动前的风扇电动机51的转速在既定转速以上，则风扇电动机51已经由于风等的影响而以足够大的转速进行旋转，即使不特意启动风扇电动机51也已向蒸发器14输送了足够的空气而能够进行充分的热交换，因而判断部30a判断为仍不启动风扇电动机51。此时，不由微型计算机30向无传感器控制电路29发送风扇电动机51的启动指令，因此逆变器25的各晶体管Q3a～Q5b仍保持截止状态。

反之，若启动前风扇电动机51的转速不足既定转速，则当前时刻未向蒸发器14输送充足的空气，因此判断部30a判断为使风扇电动机51启动。此时，从微型计算机30向无传感器控制电路29发送风扇电动机51的启动指令，逆变器25的各晶体管Q3a～Q5b在不同定时开始导通和截止。

并且，根据风扇电动机51、室外风扇15和蒸发器14的特性等并通过理论计算、仿真、实验等，将上述既定转速预先设定为适当的值。

(3)工作

图6和图7是表示电动机驱动装置20进行的工作的流程图。下面使用图6和图7说明电动机驱动装置20的工作。

步骤S1～S3：在从室外机10的室外机侧控制部获得了室外风扇15的运转开始指令时(步骤S1的“是”)，绕组间电压检测部27检测风扇电动机51的绕组间电压(步骤S2)，转速估计部28估计启动前的当前时刻下的风扇电动机51的转速(步骤S3)。

步骤S4、S5：判断部30a将步骤S3中估计出的启动前的风扇电动机51的转速与既定转速进行比较(步骤S4)。若启动前的风扇电动机51的转速在既定转速以上(步骤S4的“是”)，判断部30a判断为在当前时刻不使风扇电动机51启动(步骤S5)。这种情况下，不由逆变器25向风扇电动机51输出驱动电压SU、SV、SW。

步骤S6：从步骤S2的工作起每当经过既定时间时，重复自步骤S2起的工作。即，在步骤S5中判断为不使风扇电动机51启动的情况下，重试风扇电动机51的绕组间电压的检测工作。

步骤S7：在步骤S4中，若启动前的当前时刻下的风扇电动机51的转速不足既定转速(步骤S4的“否”)，则判断部30a判断为使风扇电动机51启动。此时，从逆变器25向风扇电动机51输出驱动电压SU、SV、SW，风扇电动机51开始启动。

步骤S8：在步骤S7中启动的风扇电动机51被无传感器控制电路29以无转子位置传感器的方式进行驱动。

步骤S9、S10：在风扇电动机51的驱动过程中，在从室外机侧控制部获得了表示室外机10所包含的设备产生了异常的信息时(步骤S9的“是”)，停止逆变器25向风扇电动机51的驱动电压SU、SV、SW的输出，风扇电动机51停止驱动(步骤S10)。

步骤S11：在风扇电动机51的驱动过程中，未从室外机侧控制部获得表示室外机10所包含的设备产生了异常的信息而获得了室外风扇15的驱动停止指示的情况下(步骤S9的“否”)，停止逆变器25向风扇电动机51的驱动电压SU、SV、SW的输出，风扇电动机51停止驱动。

(4)特征

(4-1)

在电动机驱动装置20中，转速估计部28在风扇电动机51启动之前，根据绕组间电压检测部27的检测值估计风扇电动机51的转速。在微型计算机30判断为启动前的风扇电动机51的估计转速不足既定转速时，驱动电压被输出到风扇电动机51。另外，在微型计算机30判断为启动前的风扇电动机51的估计转速在既定转速以上时，驱动电压不被输出到风扇电动机51。

在该电动机驱动装置中，绕组间电压检测部未与DC总线GND连接，因此不会受到DC总线GND电位变动的影响，也不会受到共模电位变动的影响。因此能进行稳定的电压检测。

(4-2)

另外，按照启动前的风扇电动机51的转速控制风扇电动机51的启动执行，因此能够将风扇电动机51的启动、运转造成的耗电量抑制在最小限度。

(4-3)

另外，绕组间电压检测部27对风扇电动机51的绕组间电压进行分压并输出给转速估计部28，因此能减小转速估计部28侧的部件规格，相应实现小型化、低成本化。

(4-4)

另外，转速估计部28在估计转速大于等于既定值时输出第1信号，在估计转速不足既定值时输出第2信号。转速估计部28以与绕组间电压检测部27电绝缘的方式将第1信号和第2信号输出给微型计算机30，因此抗噪性也得以提升。

(4-5)

在电动机驱动装置20中，风扇电动机51是无刷直流风扇电动机，可简单估计其启动前的转速。

(4-6)

在电动机驱动装置20中，启动后的风扇电动机51正常进行无转子位置传感器驱动。

(4-7)

在热泵装置中，电动机驱动装置20的绕组间电压检测部27未与DC总线GND连接，因此不会受到DC总线GND电位变动的影响，能进行稳定的电压检测。因此能更为准确地进行风扇电动机51的转速估计。

(5)变形例

在上述实施方式中，在第1信号被输入到微型计算机30的输入端子P1时，估计为风扇电动机51的转速在既定转速以上，然而估计风扇电动机51的转速的手段不限于此。下面以第1～第5变形例说明估计风扇电动机51的转速的其他手段。

(5-1)第1变形例

图8是第1变形例涉及的绕组间电压检测部27和转速估计部28的电路图。图8中，光耦合器280具有第1端子T1、第2端子T2、第3端子T3和第4端子T4。

在来自风扇电动机51的V相驱动线圈端子TV的输入线上串联连接有第1电阻R1和第2电阻R2。另外，第1电阻R1与第2电阻R2的连接点C1与第1端子T1连接。另外，来自第2电阻R2的低电位侧和U相驱动线圈端子TU的输入线与光耦合器280的第2端子T2连接。

第3端子T3与控制用电源Vc侧连接，第4端子T4经由第3电阻R3与GND侧连接。另外，第3电阻R3的高电位侧与微型计算机30的输入端子P1连接。

光耦合器280内置光电晶体管281和发光二极管282。光电晶体管281的集电极与第3端子T3相通，光电晶体管281的发射极与第4端子T4相通。

发光二极管282的阳极与第1端子T1相通，发光二极管282的阴极与第2端子T2相通。

例如，风扇电动机51凭借自然风旋转时，在风扇电动机51的U相驱动线圈端子TU与V相驱动线圈端子TV之间产生感应电动势Vuv。发光二极管282根据此时连接点C1的电压而发光，因此光电晶体管281导通。

风扇电动机51的转速越大则感应电动势Vuv也越大，连接点C1的电压也相应变大。若连接点C1的电压变大，则流过发光二极管282的电流也增大，流过光电晶体管281的电流也会增大。其结果使得微型计算机30的输入端子P1的电位变高。

在此，Vuv是其瞬时值随着时间经过而发生变化的交流电压，因此将微型计算机30的输入端子P1的电位峰值或平均值等与风扇电动机51转速之间的相关预先存储于微型计算机30或判断部30a，就能估计风扇电动机51的转速。或者，通过测定变动的P1的电位的变动周期，就能估计转速。

另外，转速估计部28以与绕组间电压检测部27电绝缘的方式将与估计转速对应的输出电压输出给微型计算机30，因此抗噪性较高。

(5-2)第2变形例

图9是第2变形例涉及的绕组间电压检测部27和转速估计部28的电路图。图9中，绝缘变压器270具有第1端子T21、第2端子T22、第3端子T23和第4端子T24。

来自风扇电动机51的V相驱动线圈端子TV的输入线与绝缘变压器270的第1端子T21连接。另外，来自风扇电动机51的U相驱动线圈端子TU的输入线与绝缘变压器270的第2端子T22连接。

齐纳二极管ZD19、二极管D20和电阻R串联连接于绝缘变压器270的第3端子T23。具体而言，在第3端子T23连接有齐纳二极管ZD19的阴极，在齐纳二极管ZD19的阳极连接有二极管D20的阳极，二极管D20的阴极连接有电阻R。

二极管D20的阴极与电阻R的连接点C2与微型计算机30的输入端子P1连接。另外，绝缘变压器270的第4端子T24和第2电阻R2的低电位侧与GND侧连接。

例如，风扇电动机51凭借自然风旋转时，在风扇电动机51的U相驱动线圈端子TU与V相驱动线圈端子TV之间产生感应电动势Vuv。该感应电动势Vuv作为1次电压被施加到绝缘变压器270的第1端子T21与第2端子T22之间，向绝缘变压器270的第3端子T23与第4端子T24之间输出与变压比对应的2次电压。若此时施加到齐纳二极管ZD19两端的电压超过了齐纳电压，则电流会流过电阻R，向微型计算机30的输入端子P1输入作为第1信号的High信号。

反之，若施加到齐纳二极管ZD19两端的电压低于齐纳电压时，则电流不会流过电阻R，微型计算机30的输入端子P1的电位为零。该状态是与被输入了电位低至可与第1信号区分开来的程度的第2信号时相同的状态。

因此，设施加到齐纳二极管ZD19两端的电压超过了齐纳电压时的风扇电动机51的转速为既定转速，从而在向微型计算机30的输入端子P1被输入了第1信号时，可估计为风扇电动机51的转速在既定转速以上。反之，在向微型计算机30的输入端子P1输入了第2信号时，可估计为风扇电动机51的转速不足既定转速。

另外，在第2变形例中，绕组间电压检测部27与转速估计部28由绝缘变压器270绝缘，因此绝缘性较高。另外，Vuv是其瞬时值随时间经过而变化的交流电压，因此输入到输入端子P1的第1信号为脉冲状的信号。

(5-3)第3变形例

图10是第3变形例涉及的绕组间电压检测部27和转速估计部28的电路图。图10中，绝缘变压器270具有第1端子T21、第2端子T22、第3端子T23和第4端子T24。

来自风扇电动机51的V相驱动线圈端子TV的输入线与绝缘变压器270的第1端子T21连接。另外，来自风扇电动机51的U相驱动线圈端子TU的输入线与绝缘变压器270的第2端子T22连接。

绝缘变压器270的第3端子T23串联连接有二极管D20、第1电阻R21和第2电阻R22。具体而言，第3端子T23连接有二极管D20的阳极，二极管D20的阴极连接有第1电阻R21，第1电阻R21串联有第2电阻R22。

第1电阻R21与第2电阻R22的连接点C3与微型计算机30的输入端子P1连接。另外，绝缘变压器270的第4端子T24和第2电阻R22的低电位侧与GND侧连接。

例如，风扇电动机51凭借自然风而旋转时，在风扇电动机51的U相驱动线圈端子TU与V相驱动线圈端子TV之间产生感应电动势Vuv。该感应电动势Vuv作为1次电压被施加到绝缘变压器270的第1端子T21与第2端子T22之间，向绝缘变压器270的第3端子T23与第4端子T24之间输出与变压比对应的2次电压。

风扇电动机51的转速越大则感应电动势Vuv也越大，连接点C1的电压也相应变大。其结果，微型计算机30的输入端子P1的电位变高。

其中，Vuv是其瞬时值随着时间经过而发生变化的交流电压，因此将微型计算机30的输入端子P1的电位峰值或平均值等与风扇电动机51转速之间的相关预先存储于微型计算机30或判断部30a，就能估计风扇电动机51的转速。或者，通过测定变动的P1的电位的变动周期，就能估计转速。

另外，第3变形例中，绕组间电压检测部27与转速估计部28由绝缘变压器270绝缘，因此绝缘性较高。

(5-4)第4变形例

图11是第4变形例涉及的绕组间电压检测部27和转速估计部28的电路图。图11中，整流电路268由4个二极管D41a、D41b、D42a、D42b构成为桥状。二极管D41a与二极管D41b串联连接，二极管D42a与二极管D42b串联连接。二极管D41a和二极管D42a的各阴极端子都与平滑电容器269的正侧端子连接，作为整流电路268的正侧输出端子发挥作用。二极管D41b和二极管D42b的各阳极端子都与平滑电容器269的负侧端子连接，作为整流电路268的负侧输出端子发挥作用。

来自风扇电动机51的V相驱动线圈端子TV的输入线与二极管D41a和二极管D41b的连接点连接。另外，来自U相的驱动线圈端子TU的输入线与二极管D42a和二极管D42b的连接点连接。整流电路268对风扇电动机51的绕组间电压进行整流并提供给平滑电容器269。

另外，串联连接的第1电阻R31和第2电阻R32并联连接于平滑电容器269的两端。并且，光耦合器280并联连接于第2电阻R32的两端。具体地，光耦合器280具有第1端子T1、第2端子T2、第3端子T3和第4端子T4，第1电阻R31与第2电阻R32的连接点C4经由齐纳二极管ZD1与光耦合器280的第1端子T1连接。具体而言，齐纳二极管DZ1的阴极与连接点C4连接，阳极与第1端子T1连接。另外，第2电阻R32的低电位侧与光耦合器280的第2端子T2连接。

第3端子T3与控制用电源Vc侧连接，第4端子T4经由第3电阻R33与GND侧连接。另外，第3电阻R33的高电位侧与微型计算机30的输入端子P1连接。

光耦合器280内置光电晶体管281和发光二极管282。光电晶体管281的集电极与第3端子T3相通，光电晶体管281的发射极与第4端子T4相通。

发光二极管282的阳极与第1端子T1相通，发光二极管282的阴极与第2端子T2相通。

例如，风扇电动机51凭借自然风旋转时，在风扇电动机51的U相驱动线圈端子TU与V相驱动线圈端子TV之间产生感应电动势Vuv。若此时连接点C4的电压超过了齐纳二极管ZD1的齐纳电压，则发光二极管282发光且光电晶体管281导通，向微型计算机30的输入端子P1输入作为第1信号的High信号。

反之，连接点C1的电压低于齐纳二极管ZD1的齐纳电压时，发光二极管282不发光，因此光电晶体管281不会导通，微型计算机30的输入端子P1的电位为零。该状态是与被输入了电位低至可与第1信号区分开来的程度的第2信号时相同的状态。

因此，设连接点C4的电压超过齐纳二极管ZD1的齐纳电压时的风扇电动机51的转速为既定转速，由此在向微型计算机30的输入端子P1被输入了第1信号时，可估计为风扇电动机51的转速在既定转速以上。反之，在向微型计算机30的输入端子P1输入了第2信号时，可估计为风扇电动机51的转速不足既定转速。

另外，绕组间电压检测部27对风扇电动机51的绕组间电压进行整流并输出给转速估计部28，因此相比于根据电压每周期发生变动的交流电压求出转速而言，信号更为稳定。因此能够基于简单的检测逻辑进行稳定的电压检测，而且抗噪性也较高。

(5-5)第5变形例

图12是第5变形例涉及的绕组间电压检测部27和转速估计部28的电路图。图12中，整流电路268、平滑电容器269、第1电阻R31、第2电阻R32、来自风扇电动机51的V相驱动线圈端子TV的输入线和来自U相驱动线圈端子TU的输入线的连接方式都与第4变形例相同，因此省略说明。

图12中，光耦合器280并联连接于第2电阻R32的两端。具体地，光耦合器280具有第1端子T1、第2端子T2、第3端子T3和第4端子T4，第1电阻R31与第2电阻R32的连接点C4与光耦合器280的第1端子T1连接。另外，第2电阻R32的低电位侧与光耦合器280的第2端子T2连接。

第3端子T3与控制用电源Vc侧连接，第4端子T4经由第3电阻R33与GND侧连接。另外，第3电阻R33的高电位侧与微型计算机30的输入端子P1连接。

光耦合器280内置光电晶体管281和发光二极管282。光电晶体管281的集电极与第3端子T3相通，光电晶体管281的发射极与第4端子T4相通。

发光二极管282的阳极与第1端子T1相通，发光二极管282的阴极与第2端子T2相通。

例如，风扇电动机51凭借自然风而旋转时，在风扇电动机51的U相驱动线圈端子TU与V相驱动线圈端子TV之间产生感应电动势Vuv。发光二极管282根据此时连接点C4的电压发光，因此光电晶体管281导通。

风扇电动机51的转速越大则感应电动势Vuv也越大，连接点C4的电压也相应变大。连接点C4的电压变大，则流过发光二极管282的电流增大，流过光电晶体管281的电流也增大。其结果，微型计算机30的输入端子P1的电位变高。

将微型计算机30的输入端子P1的电位与风扇电动机51转速之间的相关预先存储于微型计算机30或判断部30a，就能估计风扇电动机51的转速。

另外，绕组间电压检测部27对风扇电动机51的绕组间电压进行整流并输出给转速估计部28，因此相比于根据电压每周期发生变动的交流电压求出转速而言，信号更为稳定。因此能够基于简单的检测逻辑进行稳定的电压检测，而且抗噪性也较高。

(5-6)第6变形例

在上述实施方式中，说明的是电动机驱动装置20仅驱动风扇电动机51的情况。然而上述电动机驱动装置还能够应用于在风扇电动机51与压缩机电动机61并联连接的结构中，驱动风扇电动机51和压缩机电动机61的情况。

图13是表示采用第6变形例涉及的电动机驱动装置的系统200的整体结构和电动机驱动装置的内部结构的框图。并且图13中为了简化结构，省略了整流部131和各逆变器125、133的内部详细结构，而整流部131和各逆变器125、133的内部结构与图1相同。

电动机驱动装置120作为风扇电动机51侧的结构具有平滑电容器122、电流检测部124、逆变器125、风扇电动机侧的驱动用IC126和绕组间电压检测部127。

电动机驱动装置120作为压缩机电动机61侧的结构具有第2逆变器133和驱动用IC136。另外，电动机驱动装置120的在压缩机11和室外风扇15中共通的结构是与商用电源91连接的整流部131和第2平滑电容器132。

图14A是表示第6变形例涉及的风扇电动机侧的驱动IC内的功能部的框图。图14A中，驱动用IC126具有栅极驱动电路126a、转速估计部126b和无传感器控制电路126c。

另外，图14B是表示第6变形例涉及的压缩机电动机侧的驱动IC内的功能部的框图。图14B中，压缩机电动机侧的驱动IC136具有栅极驱动电路136a和无传感器控制电路136c。

平滑电容器122、电流检测部124、风扇用逆变器125、栅极驱动电路126a、转速估计部126b、无传感器控制电路126c和绕组间电压检测部127与上述实施方式涉及的平滑电容器22、电流检测部24、逆变器25、栅极驱动电路26、转速估计部28、无传感器控制电路29和绕组间电压检测部27相同。

即，平滑电容器122对由整流部131提供的直流电源进行平滑，电流检测部124检测启动后的风扇电动机51的电动机电流Im。风扇用逆变器125生成用于驱动风扇电动机51的驱动电压SU1、SV1、SW1并输出给风扇电动机51。栅极驱动电流126a向风扇用逆变器125输出栅极控制电压。转速估计部126b根据绕组间电压检测部127的检测结果，估计启动前风扇电动机51的转速。无传感器控制电路126c以无转子位置传感器方式对启动后的风扇电动机51进行驱动控制。

整流部131与商用电源91连接，对来自商用电源91的交流电压进行整流。第2平滑电容器132与第1平滑电容器122和逆变器125并联连接，对由整流部131提供的直流电源进行平滑处理。由第2平滑电容器132平滑处理后的电压被提供给第2逆变器133，并且也被提供给处于风扇侧的平滑电容器122侧。并且第2平滑电容器132的电容通常大于平滑电容器122的电容，但是，与电容的大小关系无关地，本方式一律有用。第2逆变器133生成用于驱动压缩机电动机61的驱动电压SU2、SV2、SW2并输出给压缩机电动机61。栅极驱动电路136a向第2逆变器133输出栅极控制电压。无传感器控制电路136c以无转子位置传感器方式对压缩机电动机61进行驱动控制。

判断部130aa判断估计出的启动前的风扇电动机51的转速是否在既定转速以上。在估计出的启动前的风扇电动机51的转速在既定转速以上的情况下，判断部130aa判断为不使风扇电动机51启动。在估计出的启动前的风扇电动机51的转速不足既定转速的情况下，判断部130aa判断为使风扇电动机51启动。在判断部130aa判断为使风扇电动机51启动时，逆变器125将驱动电压SU1、SV1、SW1输出给风扇电动机51，风扇电动机51开始启动。

另外，在判断部130aa判断为不使风扇电动机51启动时，逆变器125不将驱动电压SU1、SV1、SW1输出给风扇电动机51，因此风扇电动机51不会启动，保持受到风等的影响而旋转的状态。

由此，当启动前的风扇电动机51由于风等影响而已处于旋转的状态时，若该转速在既定转速以上，则已在向室外机10内的蒸发器14输送充足的空气，因此电动机驱动装置120不特意使风扇电动机51启动。

反之，若转速不足既定转速，则即使风扇电动机51旋转，输送给室外机10内的蒸发器14的空气量也是不充分的，因而电动机驱动装置120使风扇电动机51启动。

如上，按照启动前的风扇电动机51的转速进行风扇电动机51的启动执行的控制，因此能够将风扇电动机51的启动造成的耗电量抑制在最小限度。

另外，基于风扇电动机51、室外风扇15和蒸发器14的特性等并通过理论计算和仿真、试验等，预先将上述既定转速设定为适当的值。

另外，如图13所示，微型计算机130作为压缩机用电动机控制系统130b和运转控制部130ba发挥作用。运转控制部130ba控制压缩机电动机61的驱动开始和停止。

在该热泵装置中，风扇电动机驱动用逆变器125与压缩机电动机驱动用的第2逆变器133共有GND电位，通常会产生需要大于逆变器125的输出的第2逆变器133导致的GND电位的变动和压缩机电动机的共模电位变动，而由于风扇电动机51的转速可根据风扇电动机51的绕组间电压估计出来，因此能够在不受到GND电位变动的影响的情况下估计转速。

另外，在上述实施方式中，转速的估计都是仅在电动机启动之前进行的，而如果在启动后断开绕组间电压检测部27和/或转速估计部28的电路连接，则能构成为消耗功率更少的电动机驱动装置。

(5-7)第7变形例

图15是第7变形例涉及的电动机驱动装置的主要部分的电路图。图15中，采用与上述实施方式相同的逆变器25作为逆变器。另外，采用与上述实施方式相同的栅极驱动电路26作为栅极驱动电路。并且，关于逆变器25和栅极驱动电路26之外的部件，对于与上述实施方式功能相同的部件赋予与上述实施方式中相同的名称和符号并省略说明。

(5-7-1)逆变器25

逆变器25具有与风扇电动机51的U相连接的输出线81、与V相连接的输出线82和与W相连接的输出线83。

逆变器25的上臂由晶体管Q3a、晶体管Q4a和晶体管Q5a构成，晶体管Q3a的发射极与输出线81连接，晶体管Q4a的发射极与输出线82连接，晶体管Q5a的发射极与输出线83连接。

逆变器25的下臂由晶体管Q3b、晶体管Q4b和晶体管Q5b构成，晶体管Q3b的集电极与输出线81连接，晶体管Q4b的集电极与输出线82连接，晶体管Q5b的集电极与输出线83连接。

晶体管Q3a、Q4a、Q5a的各集电极连接有用于向风扇电动机51提供电压的电动机用电源Vfl(上述实施方式的“平滑后电压Vfl”)的正极。另外，晶体管Q3b、Q4b、Q5b的各发射极连接有用于向风扇电动机51提供电压的电动机用电源Vfl(上述实施方式的“平滑后电压Vfl”)的负极。输出线81通过晶体管Q3a的发射极与晶体管Q3b的集电极的连接点，因此在晶体管Q3a导通时，电动机用电源Vfl和输出线81导通，输出电流流过风扇电动机51的U相。

同样地，输出线82通过晶体管Q4a的发射极与晶体管Q4b的集电极之间的连接点，因此在晶体管Q4a导通时，电动机用电源Vfl和输出线82导通，输出电流流过风扇电动机51的V相。

同样地，输出线83通过晶体管Q5a的发射极与晶体管Q5b的集电极之间的连接点，因此在晶体管Q5a导通时，电动机用电源Vfl和输出线83导通，输出电流流过风扇电动机51的W相。

(5-7-2)栅极驱动电路26

栅极驱动电路26在内部具有驱动上臂侧晶体管Q3a、Q4a、Q5a的上臂侧驱动电路26a和驱动下臂侧晶体管Q3b、Q4b、Q5b的下臂侧驱动电路26b，在外部具有Vcc、Vdd、Hin、Lin、Vss、Vbo、Ho、Vs、Lo和COM这10个端子。

无传感器控制电路29经由3个栅极驱动电路26控制逆变器25，第1栅极驱动电路261使晶体管Q3a和晶体管Q3b进行工作，第2栅极驱动电路262使晶体管Q4a和晶体管Q4b进行工作，第3栅极驱动电路263使晶体管Q5a和晶体管Q5b进行工作。此后说明第1栅极驱动电路261、第2栅极驱动电路262和第3栅极驱动电路263中共通的内容时，使用栅极驱动电路26这一表现。

栅极驱动电路26中，驱动晶体管的驱动用电源Vb的正极与端子Vcc连接，逻辑用电源Vc的正极与端子Vdd连接。来自无传感器控制电路29的信号线与端子Hin、端子Lin连接，驱动用电源Vb和逻辑用电源Vc的负极与端子Vss连接，而且与电动机用电源Vfl(上述实施方式的“平滑后电压Vfl”)的负极连接。

另外，从自举电路6的电容器的高电位侧的极分支的线与端子Vbo连接，晶体管Q3a、Q4a、Q5a的各发射极与端子Vs连接，晶体管Q3b、Q4b、Q5b的各发射极与端子COM连接。并且，晶体管Q3a、Q4a、Q5a的栅极与端子Ho连接，晶体管Q3b、Q4b、Q5b的栅极与端子Lo连接。

晶体管Q3a、Q4a、Q5a、Q3b、Q4b、Q5b的导通、截止是由栅极驱动电路26经由端子Ho和端子Lo控制栅极电位来实现的。栅极驱动电路26的工作是根据由无传感器控制电路29输入到端子Hin和端子Lin的占空比控制信号进行控制的。

(5-7-3)自举电路6

为了对上臂侧晶体管Q3a、Q4a、Q5a适当输入栅极电位，栅极驱动电路26中在与端子Vcc连接的驱动用电源Vb的正极与晶体管Q3a、Q4a、Q5a的各发射极之间设有自举电路6。与第1栅极驱动电路261对应的第1自举电路61由电容器611、电阻612和二极管613构成。与第2栅极驱动电路262对应的第2自举电路62由电容器621、电阻622和二极管623构成。与第3栅极驱动电路263对应的第3自举电路63由电容器631、电阻632和二极管633构成。此后说明在第1自举电路61、第2自举电路62和第3自举电路63中共通的内容时，使用自举电路6这一表现。

如图15所示，电容器611、621、631的一端连接于上臂侧晶体管Q3a、Q4a、Q5a的发射极与下臂侧晶体管Q3b、Q4b、Q5b的集电极的连接点。电容器611、621、631的另一端经由电阻612、622、632和二极管613、623、633与驱动用电源Vb的正极连接。

电阻612、622、632设置为用于限制电容器611、621、631的充电电流，二极管613、623、633配置为其正向由驱动电源Vb的正极侧朝向电容器611、621、631侧，以使得电容器611、621、631不会经由电阻612、622、632放电。

栅极驱动电路26内部的上臂侧驱动电路26a对晶体管Q3a、Q4a、Q5a的导通/截止进行控制，因此从电容器611、621、631取入高电位。并且，栅极驱动电路26内部的下臂侧驱动电路26b对晶体管Q3b、Q4b、Q5b的导通/截止进行控制，而由于晶体管Q3b、Q4b、Q5b的发射极侧接地，因此仅凭与端子Vcc连接的驱动电源Vb的正极电位就可以进行控制。

由下臂侧驱动电路26b使下臂侧晶体管Q3b、Q4b、Q5b导通，从而电流经过驱动电源Vb(正极)——二极管613、623、633——电阻612、622、632——电容器611、621、631——下臂侧晶体管Q3b、Q4b、Q5b——驱动电源Vb(负极)的路径。此时，电容器611、621、631得以充电，因此可用作上臂侧驱动用电源。

另外，也可以认为通过合并了栅极驱动电路26(Vbo-Vc之间)的自举电路6，驱动电源Vb与Vs以既定的阻抗(电阻值)连接。栅极驱动电路6、自举电路6通常在各相使用相同的电路、元件，因此各相的上述阻抗(电阻值)为大致相同的值。

(5-7-4)电动机驱动装置20的工作

通过无传感器控制电路29的控制，在与某相对应的一个臂的晶体管导通时，另一个臂的晶体管截止。例如，与U相对应的上臂侧晶体管Q3a与下臂侧晶体管Q3b不会同时导通，晶体管Q3a导通时晶体管Q3b截止。图15中，例如与V相对应的晶体管Q3a导通而晶体管Q4b导通，从而电流从电动机用电源Vfl的正极起，按照晶体管Q3a的集电极、晶体管Q3a的发射极、输出线81、风扇电动机51、输出线82、晶体管Q4b的集电极、晶体管Q4b的发射极和电动机用电源Vfl的负极的顺序流动。

在电动机驱动装置20中，转速估计部28(参见图1)在风扇电动机51启动之前，根据绕组间电压检测部27的检测值估计风扇电动机51的转速。在微型计算机30(参见图1)判断为启动前的风扇电动机51的估计转速不足既定转速时，驱动电压被输出给风扇电动机51。另外，在微型计算机30判断为启动前的风扇电动机51的估计转速在既定转速以上时，驱动电压不会被输出给风扇电动机51。

(5-7-5)特征

例如，在专利文献1所述的检测电动机端子电压以估计风扇转速的方法中，电流经由检测端子电压的电路而流过自举电路6，因此即使转速为零也会在电动机端子产生由自举电路6和端子电压检测电路对驱动电源Vb分压得到的直流电压。因而可能无法准确检测转速。

对此，根据第7变形例涉及的电动机驱动装置20，绕组间电压检测部27未与DC总线GND连接，根据绕组端子间电压、即端子电压之差进行检测，因而能够在几乎不受到自举电路6的影响的情况下检测转速。尤其在上述变形例中使用绝缘变压器的情况下，由于能够去除绕组端子间电压的直流分量，因而能够完全不受到自举电路6的影响。

产业上的可应用性

根据如上所述的本发明，即使使用无法估计启动前的转子位置的电动机，也能够在不产生对逆变器的过电压和过电流以及失调等异常的情况下启动，因此对于启动后以无转子位置传感器方式控制进行驱动的电动机而言具有作用。

在较为不易受到外力影响的电动机中，即使不设置启动前的旋转状态检测电路等，能够安全进行稳定的重新启动的范围也会拓宽，因而尤为有用。因此可实现稳定的电压检测。

Claims (19)

1.一种电动机驱动装置(20)，其控制对电动机(51)的输出电压，进行上述电动机(51)的驱动和停止，其具有：

绕组间电压检测部(27)，其检测电动机(51)的绕组间电压；以及

控制部(30)，其在上述电动机(51)启动前，根据上述绕组间电压检测部(27)的检测值，判断是否向上述电动机(51)输出驱动电压。

2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置(20)，其中，该电动机驱动装置(20)还具有转速估计部(28)，该转速估计部(28)在上述电动机(51)启动前，根据上述绕组间电压检测部(27)的检测值估计上述电动机(51)的转速，

在转速估计部(28)估计出的启动前的上述电动机(51)的估计转速不足既定转速的情况下，驱动电压被输出给上述电动机(51)，

在转速估计部(28)估计出的启动前的上述电动机(51)的估计转速在既定转速以上的情况下，驱动电压不被输出给上述电动机(51)。

3.根据权利要求2所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述绕组间电压检测部(27)对上述电动机(51)的绕组间电压进行分压，并输出给上述转速估计部(28)。

4.根据权利要求3所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述转速估计部(28)当上述估计转速在既定值以上时，以与上述绕组间电压检测部(27)电绝缘的方式向上述控制部(30)输出第1信号，当上述估计转速不足上述既定值时，以与上述绕组间电压检测部(27)电绝缘的方式向上述控制部(30)输出与上述第1信号不同的第2信号。

5.根据权利要求3所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述转速估计部(28)以与上述绕组间电压检测部(27)电绝缘的方式向上述控制部(30)输出与上述估计转速对应的输出电压。

6.根据权利要求5所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述控制部(30)具有判断上述估计转速是否在既定转速以上的判断部(30a)。

7.根据权利要求2所述的电动机驱动装置(20)，其中，

上述绕组间电压检测部(27)与上述转速估计部(28)由绝缘变压器绝缘，

上述转速估计部(28)根据上述绝缘变压器的输出电压来估计上述电动机(51)的转速。

8.根据权利要求7所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述转速估计部(28)当上述估计转速在既定值以上时，向上述控制部(30)输出第1信号，当上述估计转速不足上述既定值时，向上述控制部(30)输出与上述第1信号不同的第2信号。

9.根据权利要求7所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述转速估计部(28)向上述控制部(30)输出与上述估计转速对应的输出电压。

10.根据权利要求9所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述控制部(30)具有判断上述估计转速是否在既定转速以上的判断部(30a)。

11.根据权利要求2所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述绕组间电压检测部(27)对上述电动机(51)的绕组间电压进行整流并输出给上述转速估计部(28)。

12.根据权利要求11所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述转速估计部(28)当上述估计转速在既定值以上时，以与上述绕组间电压检测部(27)电绝缘的方式向上述控制部(30)输出第1信号，当上述估计转速不足上述既定值时，以与上述绕组间电压检测部(27)电绝缘的方式向上述控制部(30)输出与上述第1信号不同的第2信号。

13.根据权利要求11所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述转速估计部(28)以与上述绕组间电压检测部(27)电绝缘的方式向上述控制部(30)输出与上述估计转速对应的输出电压。

14.根据权利要求13所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述控制部(30)具有判断上述估计转速是否在既定转速以上的判断部(30a)。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述电动机(51)是无刷直流风扇电动机。

16.根据权利要求15所述的电动机驱动装置(20)，其中，上述电动机(51)启动后被以无转子位置传感器的方式驱动。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的电动机驱动装置(20)，其中，还具有：

逆变器(25)，其由上臂侧开关元件(Q3a、Q4a、Q5a)和下臂侧开关元件(Q3b、Q4b、Q5b)形成；

自举电路(61、62、63)，其生成比上述上臂侧开关元件(Q3a、Q4a、Q5a)的低电位侧高的电位；以及

驱动电路(261、262、263)，其从上述自举电路(61、62、63)取入上述高的电位，使上述上臂侧开关元件(Q3a、Q4a、Q5a)导通或截止。

18.一种热泵装置，其具有：

风扇(15)；

风扇电动机(51)，其使上述风扇(15)旋转；以及

驱动上述风扇电动机(51)的权利要求1至16中任一项所述的电动机驱动装置(20)。

19.根据权利要求18所述的热泵装置，其中，上述电动机驱动装置(20)还具有：

第1逆变器(125)，其将由直流电源供给部供给的直流电压转换为用于驱动上述风扇电动机(51)的驱动电压，并输出给上述风扇电动机(51)；以及

第2逆变器(133)，其与第1逆变器(125)并联地连接于上述直流电源供给部，驱动不同于上述风扇电动机(51)的负载。

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