CN103053110A - 电动机驱动装置 - Google Patents

Abstract

在电动机驱动装置中，使用被调整为具有在规定的电动机转速域中电动机有效电流值的平方与电动机（3）的电动机绕组电阻的积和逆变器（4）或者双向开关组（8）的损失的和为最小、优选不到最小值的1.1倍的发动机（绕组）规格的电动机（3），由此能够抑制由再生电流引起的系统损伤的增加，上述电动机有效电流值根据在单相交流电源（1）的零交叉附近产生的再生期间的长短而变化。

Description

电动机驱动装置

技术领域

本发明涉及一种电动机驱动装置，其利用以单相交流电源为输入进行全波整流的输出，或者利用通过对单相交流电源直接进行开关而得到的可变电压·可变频率的交流输出来驱动电动机。

背景技术

图16表示现有技术的电动机驱动装置的概略结构。如图16所示，现有技术的电动机驱动装置包括对单相交流电源101的输出进行全波整流的整流电路102和逆变器104，该逆变器104利用对该整流电路102的整流输出进行开关得到的可变电压·可变频率的交流输出来驱动电动机103。另外，电动机驱动装置包括：基于电压指令值产生用于使上述逆变器104的开关元件导通·断开的PWM信号的信号产生单元105；和控制单元106，其在成为没有得到上述PWM信号的脉冲宽度的增大控制中相当于上述电压指令值的逆变器输出电压的饱和状态时，进行提早上述PWM信号的输出时刻来推进逆变器输出电压的相位的控制。

这样，通过利用逆变器104对来自整流电路102的脉动电压进行开关动作而形成的交流输出，进行电动机103的驱动的情况下，在其脉动电压的瞬时电压值比规定电平低的期间，即使进行使PWM信号的脉冲宽度增大的控制，也成为不能得到相当于电压指令值的逆变器输出电压的饱和状态。成为这样的饱和状态时，也就是在电动机感应电压比逆变器输出电压高时，控制单元106，使上述PWM信号的输出时刻提前来进行使逆变器输出电压的相位前进的相位前进控制（例如，参照专利文献1）。

在进行了这样的相位前进控制时，引起电动机103的端子电压下降这样的现象。这样，在电动机103的端子电压下降了的期间，来自逆变器104的输出电流流入该电动机103。其结果是，在该电动机驱动装置中转矩产生的期间扩大。其结果是，电动机103的转矩脉动被抑制，并且效率得到改善。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-150795号公报

发明内容

发明要解决的课题

在现有技术的电动机驱动装置中，逆变器施加电压变得比规定电平低时，在由再生电流引起的从单相交流电源101向电动机103的转矩供给被截断的期间，使逆变器104的输出电压相位前进，从逆变器输出强制性地在电动机103流动电流。由此每电源半周期从逆变器输出向电动机103强制性地流动电流，电动机103的有效电流值增加，电动机损失增加。特别是，为了电动机驱动装置的小型化而将电动机转速设定的较高得到电动机输出的装置中，因为向电动机强制性地使电流流动的量增加，所以存在电动机损失显著地增加的课题。

本发明的目的是提供抑制了包含电动机损失的系统损失的、效率高的电动机驱动装置。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明是利用将单相交流电源作为输入进行了全波整流的输出、或者通过对单相交流电源直接进行开关而得到的可变电压·可变频率的交流输出来对电动机进行驱动的电动机驱动装置，其使用被调整为具有在规定的电动机转速域中，与单相交流电源电压的绝对值电压的瞬时值相比上述电动机的感应电压的最大值较大的期间为大概不到单相交流电源的一周期的期间的一半的电动机规格（绕组规格）的电动机，或者使用被调整为具有上述电动机的感应电压的有效电压值不到上述单相交流电源的有效电压值的大概70%的电动机规格（绕组规格）的电动机。由此，能够提供抑制了包含电动机损失的系统损失并且效率高的电动机驱动装置。

发明的新的特征是权利要求的范围特别记载的，但是关于结构和内容这两者，本发明的其他的目的和特征合起来通过阅读下面与附图一同进行详细的说明，能够更良好地理解和评价。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够抑制包括由再生电流引起的电动机损失的系统损失且效率高的电动机驱动装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的电动机驱动装置的概略结构的图。

图2是表示实施方式1的电动机驱动装置的电动机感应电压波形（细线）和全波整流电压波形（粗线）的图。

图3是表示实施方式1的电动机驱动装置的各部分的波形的图。

图4是表示实施方式1的电动机驱动装置的感应电压/电源电压的比与通电宽度比的关系的图。

图5是表示实施方式1的电动机驱动装置的由电动机转速引起的电动机感应电压的变化的图。

图6是表示实施方式1的电动机驱动装置的间歇转矩供给和连续转矩供给的波形图。

图7是表示电动机驱动装置的电动机电流相对于电动机感应电压的变化的图。

图8是表示电动机驱动装置的向逆变器的电压供给的概略结构的图。

图9是表示实施方式1的电动机驱动装置的相对于电动机感应电压的逆变器损失的变化的图。

图10是表示实施方式1的电动机驱动装置的相对于电动机匝数的电动机感应电压的变化的图。

图11是表示实施方式1的电动机驱动装置的相对于电动机匝数的电动机绕组电阻的变化的图。

图12是实施方式1的电动机驱动装置的相对于电动机感应电压的电动机损失（铜损）的变化的图。

图13是表示实施方式1的电动机驱动装置的相对于电动机感应电压的系统损失的变化的图。

图14是表示本发明的其他的实施方式的电动机驱动装置的概略结构的图。

图15是表示图14所示的结构的本发明的电动机驱动装置的各部分的波形的图。

图16是表示现有技术的电动机驱动装置的概略结构的图。

具体实施方式

第一发明是电动机驱动装置，其包括：以单相交流电源作为输入的全波整流电路；将上述全波整流电路的输出直流电力转换为交流电力的逆变器；对上述逆变器进行PWM驱动控制的控制部；平滑部，其谐振频率设定在上述单相交流电源频率的40倍以上，包括配置在上述逆变器与单相交流电源的线上的电抗器和并联连接在上述逆变器的输入侧的电容器；和由上述逆变器驱动的电动机，

上述电动机是具有如下上述规格的IPM电动机，即调整了上述电动机感应电压和绕组电阻使得降低在规定的电动机转速域中由再生电流引起的从上述单相交流电源向上述电动机的转矩供给的截断期间。

这样构成的第一发明的电动机驱动装置为抑制电动机损失并且效率高的电动机驱动装置。

第二发明，特别在第一发明的上述电动机中，还可以具有被调整为在规定的电动机转速域中与单相交流电源电压的绝对值电压的瞬时值相比、上述电动机的感应电压的最大值较大的期间不到单相交流电源周期的一半的绕组规格。在这样构成的第二发明的电动机驱动装置中，能够使由再生电流引起的从单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间缩短，能够抑制电动机损失。进而，第二发明的电动机驱动装置，由于抑制再生电流，所以能够抑制因再生电流通过逆变器而产生的逆变器中的损失量。

第三发明，特别在第一发明的上述电动机中，还可以具有被调整为在规定的电动机转速域中上述电动机的感应电压的有效电压值不到上述单相交流电源的有效电压值的70%的绕组规格。在这样构成的第三发明的电动机驱动装置中，能够使由再生电流引起的从单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间缩短，能够抑制电动机损失。进而，第三发明的电动机驱动装置，由于抑制再生电流，所以能够抑制因再生电流通过逆变器而产生的逆变器中的损失量。

第四发明，特别在第一发明的上述电动机中，还可以具有被调整为在规定的电动机转速域中电动机有效电流值的平方与电动机绕组电阻的积（电动机损失）和逆变器损失的和为最小的绕组规格，上述电动机有效电流值根据单相交流电源的在零交叉（zero cross）附近产生的再生期间的长短而变化，上述电动机绕组电阻根据使上述电动机的绕组铜量为固定的情况下的匝数和绕组径而变化。在这样构成的第四发明的电动机驱动装置中，能够使由再生电流引起的从单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间缩短，能够抑制系统整体的损失。

第五发明，特别在第一发明的上述电动机中，还可以具有被调整为在规定的电动机转速域中电动机有效电流值的平方与电动机绕组电阻的积（电动机损失）和逆变器损失的和为不到最小值的1.1倍的绕组规格，上述电动机有效电流值根据单相交流电源的在零交叉附近产生的再生期间的长短而变化，上述电动机绕组电阻根据使上述电动机的绕组铜量为固定的情况下的匝数和绕组径而变化。在这样构成的第五发明的电动机驱动装置中，能够使由再生电流引起的从单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间缩短，能够抑制系统整体的损失。

第六发明是一种电动机驱动装置，其包括：单相交流电源；电动机；配置于上述单相交流电源与上述电动机之间的对交流电压直接进行开关的双向开关组；和对构成上述双向开关组的双向开关进行PWM驱动控制的控制部，

上述电动机是具有如下上述规格的IPM电动机，即调整了上述电动机感应电压和绕组电阻使得降低在规定的电动机转速域中由再生电流引起的从上述单相交流电源向上述电动机的转矩供给的截断期间。这样构成的第六发明的电动机驱动装置能够大概消除由再生电流引起的从单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间。进而，第六发明的电动机驱动装置，因抑制再生电流，所以能够抑制因再生电流通过逆变器而产生的逆变器中的损失量。

第七发明，特别在第六发明中的上述电动机中，还可以具有被调整为在规定的电动机转速域中与单相交流电源电压的绝对值电压的瞬时值相比上述电动机的感应电压的最大值较大的期间为不到单相交流电源周期的一半的绕组规格。这样构成的第七发明的电动机驱动装置，能够使由再生电流引起的从单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间缩短，能够抑制电动机损失。进而，第七发明的电动机驱动装置，由于抑制再生电流，所以能够抑制因再生电流通过逆变器而产生的逆变器中的损失量。

第八发明，特别在第六发明的上述电动机中，还可以具有被调整为在规定的电动机转速域中上述电动机的感应电压的有效电压值不到上述单相交流电源的有效电压值的70%的绕组规格。这样构成的第八发明的电动机驱动装置，能够使由再生电流引起的从单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间缩短，能够抑制电动机损失。进而，第八发明的电动机驱动装置，由于抑制再生电流，所以能够抑制因再生电流通过逆变器而产生的逆变器中的损失量。

第九发明，特别在第六发明的上述电动机中，还可以具有被调整为在规定的电动机转速域中电动机有效电流值的平方与电动机绕组电阻的积（电动机损失）和双向开关组的损失的和为最小的绕组规格，上述电动机有效电流值根据单相交流电源的在零交叉附近产生的再生期间的长短而变化，上述电动机绕组电阻根据使上述电动机的绕组铜量为固定的情况下的匝数和绕组径而变化这样构成的第九发明的电动机驱动装置，能够使由再生电流引起的从单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间缩短，能够抑制系统整体的损失。

第十发明，特别在第六发明的上述电动机中，还可以具有被调整为在规定的电动机转速域中电动机有效电流值的平方与电动机绕组电阻的积（电动机损失）和双向开关组的损失的和为不到最小值的1.1倍的绕组规格，上述电动机有效电流值根据单相交流电源的在零交叉附近产生的再生期间的长短而变化，上述电动机绕组电阻根据使上述电动机的绕组铜量为固定的情况下的匝数和绕组径而变化。这样构成的第十发明的电动机驱动装置，能够使由再生电流引起的从单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间缩短，能够抑制系统整体的损失。

第十一发明，特别在第六发明的上述电动机中，也可以是转子不使用永磁铁，或者使用辅助性地使用了永磁铁的同步磁阻电动机的结构。这样构成的第十一发明的电动机驱动装置，能够大概消除从再生电流的单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间。进而，第十一发明的电动机驱动装置，通过抑制再生电流，能够抑制因再生电流通过逆变器而产生的逆变器中的损失量。

第十二发明，特别在第1至第十发明的上述电动机中，作为该电动机的转子所使用的磁铁，可以使用铁氧体（铁素体）磁铁来构成。在这样构成的第十二发明的电动机驱动装置中，通过使用铁氧体磁铁作为转子所使用的磁铁，能够不使用由稀有金属等构成的磁力强的高价的磁铁，而能够使用磁力弱的便宜的磁铁。这样，第十二发明的电动机驱动装置，通过使用铁氧体磁铁，能够缩短从再生电流的单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间，抑制电动机损失。进而，第十二发明的电动机驱动装置，通过抑制再生电流，能够抑制因再生电流通过逆变器而产生的逆变器中的损失量。

以下，参照附图说明本发明的电动机驱动装置的优选的实施方式。在以下的实施方式中，针对电动机驱动装置的具体的结构进行说明，但是本发明并不限定于以下的实施方式的结构，包括基于相同的技术思想的结构。

（实施方式1）

图1是表示本发明的实施方式1的电动机驱动装置的概略结构的图。

如图1所示，实施方式1的电动机驱动装置包括：全波整流电路21，由输入来自单相交流电源1的交流电力的二极管电桥构成；逆变器4，由将上述全波整流电路21的输出直流电力转换为期望的交流电力的多个半导体开关元件构成；控制部6，由对上述逆变器4进行PWM驱动控制的微型计算机构成；平滑部7，谐振频率设定为上述单相交流电源1的频率的40倍以上，由配置于连接上述逆变器4与单相交流电源1的线上的电抗器和并联连接在上述逆变器4的输入侧的电容器构成；和电动机3，由上述逆变器4驱动。上述电动机3，在规定的电动机转速域中，为了抑制由再生电流的影响引起的系统损失增大，调整电动机感应电压、电动机绕组电阻。上述电动机3是具有在转子的内部埋入有磁铁的结构的埋入磁铁型电动机（IPM电动机）。

在如以上方式构成的实施方式1的电动机驱动装置中，以下说明其动作、作用。

首先，在单相交流电源1使用了频率50Hz的电源的情况下，构成平滑部7的电抗器的电容L1和电容器的电容C1，为了实现电源高次谐波特性的高性能化，谐振频率fc＝1/（2π×√（L1×C1））为单相交流电源1的频率的40倍以上，即设定为2000Hz以上。这是因为，在IEC规格中在交流电源电流的高次谐波成分内被规定到第40次高次谐波。如以上决定电容器和电抗器的组合，由此抑制交流电源电流的高次谐波成分，能够清除IEC规格。

因此，例如，通过使用电抗值L1＝0.5mH、电容值C1＝10μF的电抗器和电容器，使谐振频率fc（≈2250Hz）＞（40×单相交流电源频率）（＝2000Hz）。构成平滑部7的电抗器和电容器被设定为这样的值的情况下，电动机驱动时的电动机3的感应电压波形和单相交流电源1的全波整流电压波形成为图2所述的关系。图2是表示实施方式1的电动机驱动装置的电动机感应电压波形（细线）和全波整流电压波形（粗线）的图。在图2中，纵轴表示电压，横轴是时间轴表示相位。

此处，使单相交流电源电压的有效值为Vg、电动机感应电压的有效值为Ve时，在电动机驱动范围内（电动机转速域），为了从单相交流电源1对进行驱动的电动机3供给转矩，调整电动机规格使得其大小关系为Vg＞Ve。另外，与电动机感应电压的最大值（√2×Ve）相比单相交流电源电压的全波整流电压值较大的单相交流电源相位在θ1到θ2、θ3到θ4以外，电动机3作为发电机起作用。因此，利用电动机3的再生电流，平滑部7的电容器被充电。因此，电动机驱动时的单相交流电源1的电压波形Vrs、单相交流电源1的电流波形Ir、逆变器施加电压波形Vdc分别成为例如图3所示的波形。图3是表示实施方式1的电动机驱动装置的各部分的波形的一个例子的图。在图3中，纵轴表示电压/电流，横轴是时间轴表示相位。

平滑部7的电容器电容，例如10μF较小的情况下，不向电动机3连续供给转矩，在通电宽度Δθ（＝Δθ12＋Δθ34（参照图3））中，从单相交流电源1向电动机3间歇性地供给转矩。以下针对这样状态下的电动机驱动时的系统损失进行说明。此处，系统损失是指平滑部7中的损失（转换器（converter）损失）、逆变器损失、电动机损失的总和。

首先，电动机感应电压和通电宽度Δθ的关系，如图4所示，对于单相交流电源电压，电动机感应电压越高通电宽度Δθ越窄。图4是表示实施方式1的电动机驱动装置的电动机感应电压引起的通电宽度的变化，表示感应电压/电源电压的比和通电宽度比的关系。计算上与单相交流电源电压的有效值Vg相比电动机感应电压的有效值Ve较高时，通电宽度Δθ大致为零不能向电动机3供给转矩。另外，如图5所示电动机3的转速越高电动机感应电压越高。

图5是表示实施方式1的电动机驱动装置的电动机转速引起的电动机感应电压的变化的图。在图5中，纵轴是感应电压/电源电压的比，横轴是电动机转速[rps]。图5所示的标志◆表示感应电压常数小的情况，标志■表示感应电压常数为中的情况，标志▲表示感应电压常数大的情况。根据以上的特性，能够理解电动机3的转速变得越高通电宽度Δθ越有变窄的倾向。因此，在转速可变的电动机驱动装置中，在给予整体的系统效率的影响大的电动机转速域中，需要进行抑制了系统损失的电动机驱动。

此处，对电动机驱动给予需要的转矩、即对连续供给必要电流的情况和间歇供给必要电流的情况进行比较时，其有效值是间歇性地给予必要电流的方式高。图6表示在周期T期间连续地给予了必要电流（转矩）的情况（b）和在半周期T/2期间给予了必要电流（转矩）的情况（a）。该情况下，与间歇性地给予必要电流相比，电流有效值高至√2倍。这样间歇性地给予必要电流时，其有效值变高。

考虑以上内容时，电动机感应电压和电动机有效电流的关系如图7所示。在图7中，纵轴是电动机有效电流值比率，横轴是感应电压/电源电压的比。如在图7中用实线表示的那样，在图8（b）所示的一般的电动机驱动装置中，随着电动机感应电压相对于单相交流电源电压变高，电动机有效电流值减小。但是，如图8（a）所示，在单相交流电源1的全波整流波形施加在逆变器4上的情况下，如图7的虚线所示，由于使电动机感应电压较高时由再生电流引起的通电宽度Δθ的影响，存在电动机有效电流值增加的区域。因此，对于电动机规格（电动机感应电压）的逆变器损失成为如图9所示。在图9中，纵轴是逆变器损失比率，横轴是感应电压/电源电压的比。

在实施方式1的电动机驱动装置中，发明者发现：通过使用电动机3，能够抑制逆变器损失，该电动机3调整了电动机感应电压，使得通过再生电流而向电动机3的转矩供给被截断的期间成为电源周期的20%到50%程度的范围内、也就是向电动机3的转矩供给期间成为电源周期的50%到80%程度的范围内、或者单相交流电源电压的30%到70%的范围内。

因此，在实施方式1的电动机驱动装置中，通过使用调整了电动机（绕组）规格使得在规定的电动机转速域中与单相交流电源电压的绝对值电压的瞬时值相比电动机感应电压的最大值较大的期间成为不到单相交流电源周期的一半的IPM电动机，可以实现逆变器损失的降低。而且，作为电动机3也可以使用调整了电动机（绕组）规格使得在规定的电动机转速域中电动机感应电压的有效电压值不到单相交流电源1的有效电压值的70%的IPM电动机。

接着，说明电动机损失。电动机3在使磁铁量和绕组材料的量为一定时，匝数与电动机感应电压的关系如图10所示。在图10中，纵轴是感应电压比，横轴是绕组比。如图10所示，使匝数多时交链磁通变多，所以与此对应电动机感应电压变高。另外，匝数和绕组电阻的关系如图11。在图11中，纵轴是绕组电阻比，横轴是绕组比。如图11所示，匝数多时绕组的线径变小、绕组长度变长，所以与此对应地绕组电阻变高。与电动机感应电压对应的电动机电流有效值如图7中由虚线表示的曲线那样变化，所以与电动机规格（电动机感应电压）对应的绕组电阻的电动机损失（铜损）成为如图12所示。在图12中，纵轴是电动机损失（铜损）比，横轴是感应电压/电源电压的比。

在实施方式1的电动机驱动装置中，发明者发现：通过使用电动机3能够抑制电动机损失（铜损），该电动机3调整了电动机感应电压，使得通过再生电流而向电动机3的转矩供给被截断的期间成为电源周期的20%到50%程度的范围内、也就是向电动机3的转矩供给期间成为电源周期的50%到80%程度的范围内、或者单相交流电源电压的30%到70%的范围内。

因此，在实施方式1的电动机驱动装置中，通过使用调整了电动机（绕组）规格使得在规定的电动机转速域中与单相交流电源电压的绝对值电压的瞬时值相比、电动机感应电压的最大值较大的期间不到单相交流电源周期的一半的IPM电动机，可以实现电动机损失（铜损）的降低。而且，作为电动机3也可以使用调整了电动机（绕组）规格使得在规定的电动机转速域中电动机感应电压的有效电压值不到单相交流电源1的有效电压值的70%的IPM电动机。

在实施方式1的电动机驱动装置中，系统损失成为在逆变器损失、电动机损失上加上转换器损失的值，但是通过进行调整使实质上逆变器损失和电动机损失的和成为最小，能够使转换器的损失也大致为最小。因此，能够将图13所示的逆变器损失和电动机损失的和认为是系统损失。在图13中，纵轴表示逆变器损失和电动机损失的和（损失比率），横轴表示感应电压/电源电压的比。

如上所述，发明者发现，通过使用电动机3能够抑制逆变器损失和电动机损失，使系统损失为大致最小，该电动机3调整了电动机规格（电动机感应电压）使得通过再生电流而向电动机3的转矩供给被截断的期间为电源周期的20%到50%程度的范围内、也就是向电动机3的转矩供给期间为电源周期的50%到80%程度的范围内、或者单相交流电源电压的30%到70%的范围内，而且电动机有效电流值的平方与电动机3的绕组电阻的积（电动机损失）和逆变器损失的和为最小、优选为不到最小值的1.1倍。

而且，针对实施方式1中将对图1所示的单相交流电源1用全波整流电路21进行了全波整流的输出进行开关而得到任意的振幅和频率的交流电压的逆变器4构成的电动机驱动装置进行了说明，但是在图14所示的利用没有全波整流电路21而直接对单相交流电源1开关得到任意的振幅和频率的交流电压的双向开关组8来进行电动机驱动的电动机驱动装置也同样可以考虑。该情况下的通电宽度Δθ从电动机驱动时的电动机3的感应电压波形和单相交流电源电压波形成为图15所示那样。

如上所述，通过使用考虑了再生电流抑制的电动机3，能够实现系统损失的降低。另外，即使是通常的IPM电动机当然也能得到效果，但是通过使用易于抑制再生电流的感应电压常数低的采用了便宜的铁氧体磁铁的电动机3、或者没有使用磁铁的或仅使用辅助性的磁铁的同步磁阻电动机，能够实现抑制系统损失增大并且更便宜的电动机驱动装置。

而且，实施方式1的电动机中作为转子所使用的磁铁，使用铁氧体磁铁。这样，通过转子所使用的磁铁采用铁氧体磁铁，不使用由稀有金属等构成的磁力强且高价的磁铁而使用磁力弱且便宜的磁铁，由此能够降低由再生电流引起的从单相交流电源向电动机的转矩供给的截断期间，抑制电动机损失。另外，通过抑制再生电流，能够抑制因再生电流通过逆变器而产生的逆变器中的损失量。

这样，在本发明中，通过使用考虑了由再生电流引起的通电宽度Δθ的规格的电动机3，能够实现在决定了电动机3的磁铁量、绕组材料的量的制约条件下更高效率的系统。

针对具有某程度的详细内容的优选的方式说明了发明，但是该优选方式的公开内容在构成的细部应该是能够变化的，在不脱离申请的发明的范围和思想的情况下能够实现得到各要素的组合或顺序的变化。

产业上的利用可能性

如上所述，本发明与现有技术的电动机驱动装置比较，使用不采用稀土类等稀土族元素的便宜的电动机，能够实现电动机转速的高频化带来的小型化和系统效率的提高，所以能够应用于以空调或冰箱的压缩机驱动为代表各种各样的电动机驱动装置。

附图符号说明

1   单相交流电源

2   整流电路

3   电动机

4   逆变器

6   控制部

7   平滑部

8   双向开关组

21  全波整流电路

Claims (12)

1.一种电动机驱动装置，其特征在于，具备：

以单相交流电源作为输入的全波整流电路；将所述全波整流电路的输出直流电力转换为交流电力的逆变器；对所述逆变器进行PWM驱动控制的控制部；平滑部，其谐振频率设定在所述单相交流电源频率的40倍以上，包括配置在所述逆变器与单相交流电源的线上的电抗器和并联连接在所述逆变器的输入侧的电容器；和由所述逆变器驱动的电动机，

所述电动机是具有如下所述规格的IPM电动机，即调整了所述电动机感应电压和绕组电阻使得降低在规定的电动机转速域中由再生电流引起的从所述单相交流电源向所述电动机的转矩供给的截断期间。

2.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：

所述电动机具有被调整为在规定的电动机转速域中与单相交流电源电压的绝对值电压的瞬时值相比、所述电动机的感应电压的最大值较大的期间不到单相交流电源周期的一半的绕组规格。

3.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：

所述电动机具有被调整为在规定的电动机转速域中所述电动机的感应电压的有效电压值不到所述单相交流电源的有效电压值的70%的绕组规格。

4.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：

所述电动机具有被调整为在规定的电动机转速域中电动机有效电流值的平方与电动机绕组电阻的积（电动机损失）和逆变器损失的和为最小的绕组规格，所述电动机有效电流值根据单相交流电源的在零交叉附近产生的再生期间的长短而变化，所述电动机绕组电阻根据使上述电动机的绕组铜量为固定的情况下的匝数和绕组径而变化。

5.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：

所述电动机具有被调整为在规定的电动机转速域中电动机有效电流值的平方与电动机绕组电阻的积（电动机损失）和逆变器损失的和为不到最小值的1.1倍的绕组规格，所述电动机有效电流值根据单相交流电源的在零交叉附近产生的再生期间的长短而变化，所述电动机绕组电阻根据使所述电动机的绕组铜量为固定的情况下的匝数和绕组径而变化。

6.一种电动机驱动装置，其特征在于，包括：

单相交流电源；电动机；配置于所述单相交流电源与所述电动机之间的对交流电压直接进行开关的双向开关组；和对构成所述双向开关组的双向开关进行PWM驱动控制的控制部，

所述电动机是具有如下所述规格的IPM电动机，即调整了所述电动机感应电压和绕组电阻使得降低在规定的电动机转速域中由再生电流引起的从所述单相交流电源向所述电动机的转矩供给的截断期间。

7.如权利要求6所述的电动机驱动装置，其特征在于：

所述电动机具有被调整为在规定的电动机转速域中与单相交流电源电压的绝对值电压的瞬时值相比所述电动机的感应电压的最大值较大的期间为不到单相交流电源周期的一半的绕组规格。

8.如权利要求6所述的电动机驱动装置，其特征在于：

所述电动机具有被调整为在规定的电动机转速域中所述电动机的感应电压的有效电压值不到所述单相交流电源的有效电压值的70%的绕组规格。

9.如权利要求6所述的电动机驱动装置，其特征在于：

所述电动机具有被调整为在规定的电动机转速域中电动机有效电流值的平方与电动机绕组电阻的积（电动机损失）和双向开关组的损失的和为最小的绕组规格，所述电动机有效电流值根据单相交流电源的在零交叉附近产生的再生期间的长短而变化，所述电动机绕组电阻根据使所述电动机的绕组铜量为固定的情况下的匝数和绕组径而变化。

10.如权利要求6所述的电动机驱动装置，其特征在于：

所述电动机具有被调整为在规定的电动机转速域中电动机有效电流值的平方与电动机绕组电阻的积（电动机损失）和双向开关组的损失的和为不到最小值的1.1倍的绕组规格，所述电动机有效电流值根据单相交流电源的在零交叉附近产生的再生期间的长短而变化，所述电动机绕组电阻根据使所述电动机的绕组铜量为固定的情况下的匝数和绕组径而变化。

11.如权利要求1或6所述的电动机驱动装置，其特征在于：

所述电动机采用转子不使用永磁铁或者辅助性地使用永磁铁的同步磁阻电动机。

12.如权利要求1～10中任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于：

所述电动机使用铁氧体磁铁作为该电动机中的转子所使用的磁铁。

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