CN103534931A

CN103534931A - 逆变器装置

Info

Publication number: CN103534931A
Application number: CN201280023395.6A
Authority: CN
Inventors: 塚本健郎; 广野大辅
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2014-01-22
Also published as: JP2012222925A; WO2012137587A1; US20140028238A1; EP2690778A1; JP5925425B2; EP2690778B1; EP2690778A4

Abstract

本发明具备：电解电容器（1），将整流电压平滑化为直流电压；逆变器电路（2），从所述直流电压生成交流电压来驱动电动机（5）；控制单元（3），对所述逆变器电路（2）所具有的多个开关元件（6u～6w、7u～7w）的驱动进行控制；以及温度检测单元（4），检测所述电解电容器（1）的温度并输出至所述控制单元（3），所述控制单元（3），在由所述温度检测单元（4）取得的所述温度比预定的目标温度更低时，在所述电动机（5）的正常运转开始前，将以所述直流电压的脉动电压成为容许值内的方式进行了限制的电流对所述电动机（5）通电，使所述电解电容器（1）的温度升温至所述目标温度。由此，即使在低温环境下，也能够使用电解电容器。

Description

逆变器装置

技术领域

本发明涉及从由电解电容器进行了平滑化的直流电压生成交流电压来驱动电动机的逆变器装置，特别地涉及想要即使在低温环境下也能够使用电解电容器的逆变器装置。

背景技术

现有的这种逆变器装置通过选择性地驱动逆变器电路的上相侧的3个开关元件和下相侧的3个开关元件，从而从直流电压生成U、V、W的3相电压来驱动电动机，具备对逆变器电路的电源的直流电压进行平滑化的平滑电容器（例如，参照专利文献1）。在这种情况下，作为平滑电容器，使用电解电容器或薄膜电容器等。

专利文献1：日本特开2009－138521号公报。

发明内容

发明要解决的课题

可是，在这样的现有的逆变器装置中，特别是车载用逆变器装置，有时候在低温环境下使用，当在这样的环境下使用电解电容器时，电解电容器的等效串联电阻上升，脉动电压变大，有时候施加至开关元件和电解电容器的电压超过其耐压或成为反向电压，不能使作为电动机的例如电动压缩机等运转。

因此，在低温环境下使用的逆变器装置中，作为平滑电容器，不得不使用等效串联电阻非常小的大型的薄膜电容器。可是，大型的薄膜电容器价格高，存在逆变器装置大型化且制造成本变高这一问题。

于是，本发明的目的在于，应对这样的问题点，提供即使在低温环境下也能够使用电解电容器的逆变器装置。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的，本发明的逆变器装置具备：电解电容器，将整流电压平滑化为直流电压；逆变器电路，从所述直流电压生成交流电压来驱动电动机；控制单元，对所述逆变器电路所具有的多个开关元件的驱动进行控制；以及温度检测单元，检测所述电解电容器的温度并输出至所述控制单元，所述控制单元，在由所述温度检测单元取得的所述温度比预定的目标温度更低时，在所述电动机的正常运转开始前，将以所述直流电压的脉动电压成为容许值内的方式进行了限制的电流对所述电动机通电，使所述电解电容器的温度升温至所述目标温度。

通过这样的构成，从而由温度检测单元取得将整流电压平滑化为直流电压的电解电容器的温度，在该取得的上述温度比预定的目标温度更低时，在电动机的正常运转开始前，由控制单元对逆变器电路所具有的多个开关元件的驱动进行控制，将以直流电压的脉动电压成为容许值内的方式进行了限制的电流对电动机通电，使电解电容器的温度升温至上述目标温度。

在这种情况下，所述控制单元在所述电动机的启动前，能够选择所述逆变器电路的多个开关元件中的特定的开关元件并对其进行开驱动以向所述电动机通电，并且，基于能够将所述直流电压的脉动电压抑制为容许值内的设定电流值，来控制对所述电动机通电的电流。

或者，也可以是，所述控制单元从所述电动机的启动时起直至经过一定时间，基于能够将所述直流电压的脉动电压限制为容许值内的一定的设定电流值或与所述电解电容器的温度相关地变化的设定电流值，来控制对所述电动机通电的电流。

或者，也可以是，所述控制单元从所述电动机的启动时起直至经过一定时间，基于能够将所述直流电压的脉动电压限制为容许范围内的一定的设定转速或与所述电解电容器的温度相关地变化的设定转速，来控制对所述电动机通电的电流。

而且，也可以是，所述控制单元，从所述电动机的启动时起直至经过一定时间，基于能够将所述直流电压的脉动电压限制为容许范围内的一定的脉冲宽度调制载波频率或与所述电解电容器的温度相关地变化的脉冲宽度调制载波频率，来控制对所述电动机通电的电流。

发明的效果

依据权利要求1所涉及的发明，由于在低温环境下，在电动机的正常运转开始前对电动机通电，实施使电解电容器的温度升温至电动机能够开始正常运转的温度的暖机模式，因而能够将由于大的脉动电压而导致超过耐压的电压施加至开关元件和电解电容器而破坏这些元件这样的事故的发生防止于未然。因此，即使在低温环境下，也能够使用廉价且小型的电解电容器，能够谋求逆变器装置的小型化，并且，能够降低制造成本。在这种情况下，将以作为逆变器电路的电源电压的直流电压的脉动电压成为容许值内的方式进行了限制的电流对电动机通电来实施暖机模式，因而即使在暖机模式实施中，也能够将开关元件和电解电容器的破坏防止于未然。

另外，依据权利要求2所涉及的发明，在电动机的启动前，能够对逆变器电路的特定的开关元件进行开驱动以实施上述暖机模式。在这种情况下，基于能够将直流电压的脉动电压抑制为容许值内的设定电流值来控制向电动机的通电电流，因而能够可靠地防止超过耐压的电压施加至开关元件和电解电容器。

而且，依据权利要求3所涉及的发明，在从电动机的启动时起直至经过一定时间的期间，能够实施上述暖机模式。因此，能够顺利地进行向电动机的正常运转的转移。在这种情况下，基于能够将直流电压的脉动电压限制为容许值内的一定的设定电流值或与电解电容器的温度相关地变化的设定电流值来控制向电动机的通电电流，因而在这种情况下，也能够可靠地防止超过耐压的电压施加至开关元件和电解电容器。

再有，依据权利要求4所涉及的发明，在从电动机的启动时起直至经过一定时间的期间，能够实施上述暖机模式。因此，能够顺利地进行向电动机的正常运转的转移。在这种情况下，基于能够将直流电压的脉动电压限制为容许范围内的一定的设定转速或与电解电容器的温度相关地变化的设定转速来控制向电动机的通电电流，因而在这种情况下，也能够可靠地防止超过耐压的电压施加至开关元件和电解电容器。

而且，依据权利要求5所涉及的发明，在从电动机的启动时起直至经过一定时间的期间，能够实施上述暖机模式。因此，能够顺利地进行向电动机的正常运转的转移。在这种情况下，基于能够将直流电压的脉动电压限制为容许范围内的一定的脉冲宽度调制载波频率或与电解电容器的温度相关地变化的脉冲宽度调制载波频率来控制向电动机的通电电流，因而在这种情况下，也能够可靠地防止超过耐压的电压施加至开关元件和电解电容器。

附图说明

图1是示出本发明的逆变器装置的第1实施方式的概略构成的电路图；

图2是示出上述第1实施方式的控制单元中的暖机模式的控制电路的框图；

图3是关于上述第1实施方式的暖机模式的动作而示出的流程图；

图4是示出上述第1实施方式的暖机模式下的通电状态的说明图；

图5是关于上述第1实施方式的另一暖机模式的动作而示出的流程图；

图6是示出暖机模式下的通电时间与电解电容器的温度及等效串联电阻的关系的图表；

图7是示出本发明的逆变器装置的第2实施方式的控制单元的框图；

图8是关于上述第2实施方式的暖机模式的动作而示出的流程图；

图9是关于上述第2实施方式的另一暖机模式的动作而示出的流程图；

图10是关于上述第2实施方式的再一暖机模式的动作而示出的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图，详细地说明本发明的实施方式。图1是示出本发明的逆变器装置的第1实施方式的概略构成的电路图。该逆变器装置从由电解电容器进行了平滑化的直流电压生成交流电压来驱动电动机，具备电解电容器1、逆变器电路2、控制单元3以及温度检测单元4而构成。

上述电解电容器1将整流电压平滑化为直流电压，是大容量的铝电解电容器。这样的铝电解电容器小型且廉价，但由于存在电解液的电阻部分、电解纸的电阻部分等，因而一般具有这一特征：等效串联电阻Ra大，另外，在低温环境下更大。

设有逆变器电路2，从而将由上述电解电容器1进行了平滑化的直流电压作为电源电压来供给。该逆变器电路2从直流电压生成3相电压Vu、Vv、Vw而供给至作为电动机的3相无刷电动机（以下，简称为“电动机”）5，例如具备上相侧的3个开关元件（IGBT）6u、6v、6w和下相侧的3个开关元件（IGBT）7u、7v、7w而构成。

与上述逆变器电路2连接而设有控制单元3。该控制单元3能够实施这样的暖机模式：控制逆变器电路2的6个开关元件6u～6w、7u～7w的开/关驱动以使电动机5适当地运转，在电解电容器1的温度比预定的目标温度更低时，在电动机5的正常运转开始前，控制对逆变器电路2的各开关元件6u～6w、7u～7w进行开/关驱动的脉冲宽度调制（以下，称为“PWM”）信号的占空比，由此，将以直流电压的脉动电压成为容许值内的方式进行了限制的电流对电动机5通电，由在电解电容器1的等效串联电阻Ra产生的焦耳热使电解电容器1的温度升温至上述目标温度。

图2是示出控制单元3中的上述暖机模式的控制电路的框图。如该图所示，暖机模式的控制电路具备：电流检测部8，基于在与逆变器电路2的下相侧开关元件7u～7w的发射极连接而设置的省略图示的分流电阻或设在逆变器电路2的接地线上的省略图示的分流电阻中流动的电流来检测电动机5的通电电流；比较器9，对由电流检测部8检测的电流值与能够将直流电压的脉动电压抑制在容许值内的一定的设定电流值（以下称为“暖机模式用电流值”）进行比较；以及PWM占空比计算部10，计算PWM信号的占空比，从而能够修正通电电流值与暖机模式用电流值的差量。

这样构成的控制单元3，在电解电容器1的温度比目标温度更低时，在电动机5的启动前执行暖机模式。即，选择逆变器电路2的上相侧3个开关元件6u～6w中的例如开关元件6u来进行开驱动，选择剩余的开关元件6v、6w来进行关驱动，并且，选择下相侧3个开关元件7u～7w中的开关元件7v、7w来进行开驱动，选择剩余的开关元件7u来进行关驱动。同时，由电流检测部8检测电动机5的通电电流，由比较器9比较该检测电流值和上述暖机模式用电流值，由PWM占空比计算部10计算PWM信号的占空比，从而能够修正其差量。这样，根据所算出的占空比的PWM信号来对上述开关元件6u、7v、7w进行开驱动以对前述电动机5通电。由此，以直流电压的脉动电压成为容许值内的方式进行了限制的电流经由逆变器电路2而流动于电动机5。另一方面，在向电动机5的通电中，电解电容器1由于在其等效串联电阻Ra产生的焦耳热而升温。

在上述电解电容器1的附近，设有温度检测单元4。该温度检测单元4检测电解电容器1的周边温度并输出至控制单元3，是例如热电偶或电阻传感器等各种温度传感器。此外，在电解电容器1安装在与逆变器电路2相同的基板上的情况下或在容纳于相同的空间的情况下，温度检测单元4也可以设置为检测发热最大的逆变器电路2的开关元件附近的温度，根据该温度而推断电解电容器1的温度，在以下的说明中，对温度检测单元4检测电解电容器1的周边温度并将此推断为电解电容器1的温度的情况进行阐述。

接着，参照图3的流程图，对这样构成的第1实施方式的暖机模式的动作进行说明。

首先，在步骤S1中，如果将运转开关闭合（运转指令），则电源电压被供给至逆变器装置而逆变器装置的控制单元3被启动。

接着，在步骤S2中，由温度检测单元4检测电解电容器1周边的温度，将该检测输出送至控制单元3。在控制单元3的省略图示的判定部中，将由温度检测单元4取得的上述检测温度推断为电解电容器1的温度，与预先设定并保存于省略图示的存储器而用于判定是否实施暖机模式的运转的目标温度相比较。在此，在上述检测温度比上述目标温度更低时，步骤S2成为“是”判定，前进至步骤S3。

在步骤S3中，基于预先设定并保存于上述存储器的暖机模式用电流值，由控制单元3的PWM占空比计算部10计算PWM信号的占空比，根据所算出的占空比的PWM信号，对逆变器电路2的上相侧的例如开关元件6u进行开驱动，另一方面，对下相侧的例如开关元件7v、7w进行开驱动。由此，如图4中粗实线所示，以直流电压的脉动电压成为容许值内的方式被进行了限制的电流流动于逆变器电路2及电动机5，实施暖机模式的运转。在这种情况下，由于逆变器电路2的被进行开驱动的开关元件固定为上相侧的例如开关元件6u和下相侧的例如开关元件7v、7w，因而电动机5依然停止。这样，在上述被限制的电流向电动机5通电的期间，电解电容器1由于在其等效串联电阻Ra产生的焦耳热而被加热并升温。此外，基于在与逆变器电路2的下相侧开关元件7u～7w的发射极连接而设置的分流电阻或设在逆变器电路2的接地线上的分流电阻中流动的电流，由电流检测部8检测电动机5的通电电流，由比较器9将该检测电流与上述暖机模式用电流值相比较，由PWM占空比计算部10计算PWM信号的占空比从而能够修正其差量，因而在暖机模式的实施中，以直流电压的脉动电压成为容许值内的方式被进行了限制的电流始终流动于电动机5。在这种情况下，上述暖机模式用电流值也可以与电解电容器1的温度相关地变化。

接下来，返回至步骤S2，由控制单元3的判定部再度判定温度检测单元4的检测温度是否比目标温度更低。这样，在步骤S2中，直至上述检测温度达到目标温度，即直至在步骤S2中成为“否”判定，重复执行步骤S2和步骤S3。

然后，如果上述检测温度达到目标温度，步骤S2成为“否”判定，则前进至步骤S4，按照既定的顺序依次对逆变器电路2的多个开关元件6u～6w、7u～7w进行开/关驱动，使电动机5启动。结果，电动机5进行正常运转。

图5是示出第1实施方式的暖机模式的另一动作的流程图。以下，参照图5来说明。

首先，在步骤S10中，如果将运转开关闭合（运转指令），则将电源电压被供给至逆变器装置而逆变器装置的控制单元3被启动。

接着，在步骤S11中，由温度检测单元4检测电解电容器1周边的温度，将该检测输出送至控制单元3。在控制单元3的判定部中，将由温度检测单元4取得的上述检测温度推断为电解电容器1的温度，与预先设定并保存于存储器而用于判定是否实施暖机模式的运转的目标温度相比较。在此，在上述检测温度比上述目标温度更低时，步骤S11成为“是”判定，前进至步骤S12。

在步骤S12中，基于预先设定并保存于上述存储器的暖机模式用电流值，由控制单元3的PWM占空比计算部10计算PWM信号的占空比，根据所算出的占空比的PWM信号，对逆变器电路2的上相侧的例如开关元件6u进行开驱动，另一方面，对下相侧的例如开关元件7v、7w进行开驱动。由此，如图4中粗实线所示，被以直流电压的脉动电压成为容许值内的方式进行了限制的电流流动于逆变器电路2及电动机5，实施暖机模式的运转。在这种情况下，由于逆变器电路2的被进行开驱动的开关元件固定为上相侧的例如开关元件6u和下相侧的例如开关元件7v、7w，因而电动机5依然停止。这样，在上述被限制的电流向电动机5通电的期间，电解电容器1由于在其等效串联电阻Ra产生的焦耳热而被加热并升温。

在步骤S13中，由定时器对经过时间进行计时，如果经过预先设定并保存于存储器的一定时间，则前进至步骤S14。此外，电解电容器1的温度及等效串联电阻Ra与通电时间处于例如图6所示的关系。即，随着通电时间的经过，电解电容器1的温度上升，等效串联电阻Ra下降。而且，同时可知如果经过时间t，则成为一定值。因此，在图5所示的控制示例中，预先通过实验求出从将上述暖机模式用电流值的电流对电动机5通电起电解电容器1的温度及等效串联电阻Ra成为一定的经过时间t，预先将该经过时间t保存于上述存储器。

在步骤S13中，如果经过一定时间，电解电容器1的温度上升至目标温度，则前进至步骤S14，按照既定的顺序依次对逆变器电路2的6个开关元件6u～6w、7u～7w进行开/关驱动，电动机5被启动。结果，电动机5进行正常运转。

另外，在步骤S11中，在上述检测温度已经达到目标温度的情况下，步骤S11成为“否”判定，前进至步骤S14，在这种情况下，也按照既定的顺序依次对逆变器电路2的6个开关元件6u～6w、7u～7w进行开/关驱动，电动机5被启动，电动机5进行正常运转。

此外，在上述第1实施方式中，对电流检测部8检测在与逆变器电路2的下相侧开关元件7u～7w的发射极连接而设置的分流电阻或设在逆变器电路2的接地线上的分流电阻中流动的电流的情况进行了说明，但也可以检测在与电解电容器1的负极侧连接的省略图示的分流电阻中流动的电流，基于该电流而将以直流电压的脉动电压成为容许值内的方式进行了限制的电流对电动机5通电。

图7是示出本发明的逆变器装置的第2实施方式的概略构成的电路图，是示出控制单元3的电路构成的框图。在此，对与第1实施方式不同的部分进行说明。

该第2实施方式中的控制单元3控制逆变器电路2，从而从电动机5的启动时起直至经过一定时间，实施暖机模式，具备电流检测部8、d、q轴变换部11、转子角度检测部12、转速计算部13、电流计算部14、比较器9、施加电压计算部15、相电压变换部16、PWM占空比计算部10以及暖机模式切换部17。

上述电流检测部8基于在与逆变器电路2的下相侧开关元件7u～7w的发射极连接而设置的省略图示的分流电阻中流动的电流，分别检测电动机5的3相电流Iu、Iv、Iw。另外，上述d、q轴变换部11从3相电流Iu、Iv、Iw变换为d、q轴的电流Id、Iq。而且，上述转子角度检测部12检测转子的角度，使用例如霍尔传感器或基于相电压和相电流来运算而求出转子角度。再有，上述转速计算部13基于所检测到的转子角度来运算，算出转子的转速。然后，上述电流计算部14基于电流Id、Iq和转子角度而算出电流值，并且，计算电流的相位滞后或相位超前。另外，上述比较器9比较所算出的转子的转速与目标转速并输出其差量。而且，上述施加电压计算部15计算驱动电动机5的电压，并且，进行电压的相位调整。另外，相电压变换部16从d、q轴的电压Vd、Vq变换为3相电压Vu、Vv、Vw。而且，PWM占空比计算部10基于上述3相电压Vu、Vv、Vw来运算PWM信号的占空比，根据所算出的占空比的PWM信号来对逆变器电路2的各开关元件6u～6w、7u～7w进行开驱动。然后，暖机模式切换部17，如果将运转开关闭合而发出运转指令，则将从温度检测单元4输入的温度与暖机模式的目标温度相比较，在需要实施暖机模式时，选择并输出能够将逆变器电路2的直流电压的脉动电压限制为容许值内的暖机模式用的电流限制指令、转速限制指令及PWM载波频率限制指令中的一个。在这种情况下，在基于电流限制指令而实施暖机模式时，将电流限制指令输出至上述电流计算部14。另外，在基于转速限制指令而实施暖机模式时，将转速限制指令输出至存储器。而且，在基于PWM载波频率限制指令而实施暖机模式时，将PWM载波频率限制指令输出至上述PWM占空比计算部10。

接着，对这样构成的第2实施方式的暖机模式的动作进行说明。

首先，参照图8的流程图，对基于电流限制指令而实施暖机模式的情况进行说明。

在步骤S20中，如果将运转开关闭合而发出运转指令，则前进至步骤S21，判定是否实施暖机模式。

详细而言，在步骤S21中，由配备于控制单元3内的判定部将从温度检测单元4输入的电解电容器1周边温度（以下，简单地记载为“电解电容器1的温度”）与预先设定并保存于存储器的目标温度相比较。然后，在电解电容器1的温度比目标温度更低时，步骤S21成为“是”判定，对暖机模式切换部17进行开驱动以选择电流限制的暖机模式，从暖机模式切换部17将电流限制指令输出至电流计算部14并前进至步骤S22。

在步骤S22中，基于上述电流限制指令，将由电流计算部14算出的电流值限制为预先设定的电流值。在此，该被限制的电流值是预先设定并保存于存储器的、能够将例如直流电压的脉动电压限制为容许值内的一定的设定电流值，是比正常运转时更低的电流值。或者，也可以是设定为与电解电容器1的温度相关地变化的电流值，是基于预先通过实验而生成并保存于存储器的表而变化的电流值。由此，基于由d、q轴变换部11从3相电流Iu、Iv、Iw进行d、q轴变换而得到的电流Id、Iq和由转子角度检测部12检测的转子角度，将由上述电流计算部14算出的电流值限制为上述设定电流值。此外，也可以不取决于上述表，而是一边监视电解电容器1的温度和直流电压的脉动电压一边使上述电流值变化。

在施加电压计算部15中，基于上述设定电流值和额定的目标转速来计算驱动电动机5的施加电压。而且，在相电压变换部16中，变换为3相电压Vu、Vv、Vw，基于该3相电压Vu、Vv、Vw，由PWM占空比计算部10计算PWM信号的占空比。然后，基于该算出的占空比的PWM信号来对逆变器电路2的各开关元件6u～6w、7u～7w进行开驱动。由此，将以直流电压的脉动电压成为容许值内的方式进行了限制的电流对电动机5通电，电动机5启动。以后，电动机5在上述被限制的电流值下一边维持额定的转速一边旋转。

在步骤S23中，由定时器对从电动机5的启动时起的经过时间进行计时。然后，如果经过预先设定的一定时间，则前进至步骤S24。

在步骤S24中，基于表示经过一定时间的上述定时器的输出信号来对暖机模式切换部17进行关驱动，解除取决于上述设定电流值的电流限制。由此，暖机模式结束。

在步骤S25中，控制单元3基于由电流计算部14算出的电流值和由比较部将基于由转子角度检测部12检测的转子角度而计算的转速与额定的目标转速相比较而得到的转速的差量而由施加电压计算部15算出向电动机5的施加电压Vd、Vq，其中由电流计算部14根据从由电流检测部8基于在与逆变器电路2的下相侧开关元件7u～7w的发射极连接而设置的分流电阻中流动的电流而检测的3相电流Iu、Iv、Iw进行d、q轴变换而得到的电流Id、Iq和由转子角度检测部12检测的转子角度而算出电流值。而且，由相电压变换部16从d、q轴的施加电压Vd、Vq变换为3相电压Vu、Vv、Vw，由PWM占空比计算部10基于该3相电压Vu、Vv、Vw算出PWM信号的占空比，然后，根据该算出的占空比的PWM信号来对逆变器电路2的各开关元件6u～6w、7u～7w适当进行开驱动，使电动机5正常运转。

此外，在步骤S21中，在电解电容器1的温度已经达到目标温度的情况下，步骤S21成为“否”判定，前进至步骤S25，电动机5进行正常运转。

接着，参照图9的流程图，对基于转速限制指令的暖机模式的实施进行说明。

在步骤S30中，如果将运转开关闭合而发出运转指令，则前进至步骤S31，判定是否实施暖机模式。

详细而言，在步骤S31中，由配备于控制单元3内的判定部将从温度检测单元4输入的电解电容器1的温度与预先设定并保存于存储器的目标温度相比较。然后，在电解电容器1的温度比目标温度更低时，步骤S31成为“是”判定，对暖机模式切换部17进行开驱动，选择转速限制的暖机模式，从暖机模式切换部17将转速限制指令输出至存储器，将预先设定并保存于存储器的、能够将例如直流电压的脉动电压限制为容许值内的一定的设定转速（比正常运转时更低的转速）从存储器读出。然后，前进至步骤S32。此外，上述设定转速也可以是设定为与电解电容器1的温度相关地变化的转速，是基于预先通过实验而生成并保存于存储器的表而变化的转速。在这种情况下，也可以不取决于上述表，而是一边监视电解电容器1的温度和直流电压的脉动电压一边使转速变化。

在步骤S32中，基于上述转速限制指令，基于从存储器读出的一定的设定转速而使电动机5启动，在通电有能够将直流电压的脉动电压限制为容许值内的电流的状态下，将转速限制为上述设定转速而运转。

以后，关于控制单元3，由电流检测部8基于在与逆变器电路2的下相侧开关元件7u～7w的发射极连接而设置的分流电阻中流动的电流而检测3相电流Iu、Iv、Iw，由d、q轴变换部11对3相电流Iu、Iv、Iw进行d、q轴变换而得到电流Id、Iq，由电流计算部14基于该电流Id、Iq和由转子角度检测部12检测的转子角度而算出电流值及相位滞后或相位超前。另一方面，由转速计算部13基于由转子角度检测部12检测的转子角度而计算实际的转子转速。然后，由比较部将该转速与上述设定转速相比较而输出其差量，在施加电压计算部15中基于由上述电流计算部14算出的电流值和从比较部输出的转速的偏差量而算出驱动电动机5的施加电压Vd、Vq。而且，由3相电压变换部16将该施加电压Vd、Vq变换为3相电压Vu、Vv、Vw，由PWM占空比计算部10基于该3相电压Vu、Vv、Vw而算出PWM信号的占空比，然后，根据该占空比的PWM信号而对逆变器电路2的各开关元件6u～6w、7u～7w进行开驱动。由此，电动机5一边维持上述设定转速一边旋转。此时，向电动机5的通电电流维持为能够将直流电压的脉动电压限制为容许值内的电流值。

在步骤S33中，由定时器对从电动机5的启动时起的经过时间进行计时。然后，如果经过预先设定的一定时间，则前进至步骤S34。

在步骤S34中，基于表示经过一定时间的上述定时器的输出信号来对暖机模式切换部17进行关驱动，解除取决于上述设定转速的转速限制。由此，暖机模式结束。

在步骤S35中，从存储器读出额定值的目标转速，将转速控制为成为该目标转速，使电动机5运转。这样，电动机5转移至正常运转。

此外，在步骤S31中，在电解电容器1的温度已经达到目标温度的情况下，步骤S31成为“否”判定，前进至步骤S35，电动机5进行正常运转。

进而，参照图10的流程图，对基于PWM载波频率限制指令的暖机模式的实施进行说明。

在步骤S40中，如果将运转开关闭合而发出运转指令，则前进至步骤S41，判定是否实施暖机模式。

详细而言，在步骤S41中，由配备于控制单元3内的判定部将从温度检测单元4输入的电解电容器1的温度与预先设定并保存于存储器的目标温度相比较。然后，在电解电容器1的温度比目标温度更低时，步骤S41成为“是”判定，对暖机模式切换部17进行开驱动，选择PWM载波频率限制的暖机模式，前进至步骤S42。

在步骤S42中，从暖机模式切换部17将PWM载波频率限制指令输出至PWM占空比计算部10，将载波频率设定为能够将直流电压的脉动电压限制为容许值内的例如一定的PWM载波频率（比正常运转时更低的载波频率）。然后，由PWM占空比计算部10基于上述设定的载波频率而生成PWM信号，并且，基于额定的目标转速而算出该生成的PWM信号的占空比，根据该算出的占空比的PWM信号而对逆变器电路2的各开关元件6u～6w、7u～7w进行开驱动，使电动机5启动。此外，上述设定的载波频率也可以是与电解电容器1的温度相关地变化的载波频率，是基于预先通过实验而生成并保存于存储器的表而变化的载波频率。由此，电动机5在通电有能够将直流电压的脉动电压限制为容许值内的电流的状态下，将载波频率限制（降低）为上述设定载波频率而运转。此外，载波频率也可以不取决于上述表，而是一边监视电解电容器1的温度和直流电压的脉动电压一边使载波频率变化。

以后，关于控制单元3，基于所检测到的3相电流Iu、Iv、Iw及转子角度以及目标转速来计算根据上述设定载波频率而生成的PWM信号的占空比，根据该算出的占空比的PWM信号来对逆变器电路2的各开关元件6u～6w、7u～7w进行开驱动。由此，电动机5一边维持为上述目标转速一边运转。此时，向电动机5的通电电流维持为能够将直流电压的脉动电压限制为容许值内的电流值。

在步骤S43中，由定时器对从电动机5的启动时起的经过时间进行计时。然后，如果经过预先设定的一定时间，则前进至步骤S44。

在步骤S44中，基于表示经过一定时间的上述定时器的输出信号而对暖机模式切换部17进行关驱动，解除取决于上述设定载波频率的载波频率限制（降低）。由此，暖机模式结束。

在步骤S45中，根据正常运转时的载波频率来控制而使电动机5运转，电动机5转移至正常运转。

此外，在步骤S41中，在电解电容器1的温度已经达到目标温度的情况下，步骤S41成为“否”判定，前进至步骤S45，电动机5进行正常运转。

在上述第2实施方式中，对分别单独地限制电流、转速或载波频率来进行暖机模式的实施的情况进行了说明，但本发明不限于此，也可以将电流、转速及载波频率的限制适当组合来进行。例如，也可以选择电流限制、转速限制及载波频率限制中的至少两个而分别实施一定时间暖机模式。另外，在搭载仅电流限制、转速限制或载波频率限制的暖机模式的功能的情况下，也可以没有上述暖机模式切换部17。

另外，在上述第1及第2实施方式中，对基于在与逆变器电路2的下相侧开关元件7u～7w的发射极连接而设置的分流电阻或设在逆变器电路2的接地线上的分流电阻中流动的电流或者在与电解电容器1的负极侧连接的分流电阻中流动的电流而限制向电动机5的通电电流的情况进行了说明，但本发明不限于此，也可以从在与上述下相侧开关元件7u～7w的发射极连接而设置的分流电阻或设在逆变器电路2的接地线上的分流电阻中流动的电流（检测电流）来推断脉动电流，以该脉动电流成为容许值内的方式限制向电动机5的通电电流。在这种情况下，能够根据上述检测电流的交流成分的和来推断脉动电流。或者，还能够预先通过实验而测定上述检测电流与脉动电流的关系，从该关系推断脉动电流。

而且，在以上的说明中，对3相的逆变器电路2进行了说明，但本发明不限于此，逆变器电路2也可以是例如4相等的任何相，可以根据适用的电动机的相数而适当设定。

附图标记说明

1……电解电容器

2……逆变器电路

3……控制单元

4……温度检测单元

5……电动机（motor）

6u～6w、7u～7w……开关元件

Ra……等效串联电阻。

Claims

1. 一种逆变器装置，其特征在于，具备：

电解电容器，将整流电压平滑化为直流电压；

逆变器电路，从所述直流电压生成交流电压来驱动电动机；

控制单元，对所述逆变器电路所具有的多个开关元件的驱动进行控制；以及

温度检测单元，检测所述电解电容器的温度并输出至所述控制单元，

所述控制单元，在由所述温度检测单元取得的所述温度比预定的目标温度更低时，在所述电动机的正常运转开始前，将以所述直流电压的脉动电压成为容许值内的方式进行了限制的电流对所述电动机通电，使所述电解电容器的温度升温至所述目标温度。

2. 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于：

所述控制单元，在所述电动机的启动前，能够选择所述逆变器电路的多个开关元件中的特定的开关元件并对其进行开驱动以向所述电动机通电，并且，基于能够将所述直流电压的脉动电压抑制为容许值内的设定电流值，来控制对所述电动机通电的电流。

3. 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于：

所述控制单元，从所述电动机的启动时起直至经过一定时间，基于能够将所述直流电压的脉动电压限制为容许值内的一定的设定电流值或与所述电解电容器的温度相关地变化的设定电流值，来控制对所述电动机通电的电流。

4. 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于：

所述控制单元，从所述电动机的启动时起直至经过一定时间，基于能够将所述直流电压的脉动电压限制为容许范围内的一定的设定转速或与所述电解电容器的温度相关地变化的设定转速，来控制对所述电动机通电的电流。

5. 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于：

所述控制单元，从所述电动机的启动时起直至经过一定时间，基于能够将所述直流电压的脉动电压限制为容许范围内的一定的脉冲宽度调制载波频率或与所述电解电容器的温度相关地变化的脉冲宽度调制载波频率，来控制对所述电动机通电的电流。