CN107276490A - 逆变器控制装置以及空调机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种逆变器控制装置以及空调机，能够低成本化。逆变器控制装置的控制器具备：AD变换部，其在输入了AD变换器启动触发(24a、24b)中的某个信号时进行输入信号的数字变换；第一逆变器控制部，其基于AD变换器启动定时信息(20a)和第一载波信号，生成启动AD变换单元的AD变换器启动触发(24a)；第二逆变器控制部，其基于AD变换器启动定时信息(20b)和第二载波信号，生成启动AD变换单元的AD变换器启动触发(24b)；AD启动原因选择部，其在第一载波信号和第二载波信号的动作周期的预定周期定时，接受AD变换器启动触发信号(24a)和AD变换器启动触发(24b)中的任意一方来选择AD启动原因。

Description

逆变器控制装置以及空调机
技术领域
本发明涉及一种逆变器控制装置以及空调机。
背景技术
在空调机或制冷机等制冷装置中，从降低消耗功率的观点出发广泛使用了用于驱动无刷DC(Direct Current直流电流)电动机这样的高效率的电动机的逆变器控制装置。作为驱动电动机的方式，相对于控制结构简单的方形波电流的驱动方式，具有更高效能够降低噪声的正弦波驱动方式。在正弦波驱动方式的情况下，逆变器控制装置基于利用电动机转子磁极的位置信息来决定输出电压的相位和大小的矢量控制理论来以任意的转速控制电动机。作为检测电动机转子磁极的位置信息的手段，具有检测在电动机的各相中流动的电动机电流来推定位置的无位置传感器控制技术。
在专利文献1中记载了一种同步电动机的控制装置，在该控制装置中，控制电路具备生成PWM(Pulse width modulation脉冲宽度调制)信号的定时器电路；与该PWM信号同步地将检测出的直流电流进行模拟数字变换的AD变换部，与PWM信号同步地以一定的时间间隔进行第一模拟数字变换和第二模拟数字变换，并基于模拟数字变换后的第一直流电流信息和第二直流电流信息再现逆变器的输出电流来控制同步电动机。专利文献1所记载的同步电动机的控制装置，为了在PWM的每个载波周期获得作为第一电流变换结果和第二电流变换结果的两个数字变换结果，需要两个独立的AD(Analog/Digital模拟/数字)变换器单元、或者能够输入多个模拟信号，且AD变换时间短的高速AD变换单元。即，为了控制一个DC电动机，需要两个独立的AD变换单元、或者AD变换时间短的高速AD变换单元。
然而，在专利文献1所记载的技术中，在对多个DC电动机进行无位置传感器控制时，需要DC电动机数量的AD变换单元(两个AD变换单元或一个高速AD变换单元)，所以存在无法谋求具备AD变换单元的微型计算机低成本化这样的课题。
专利文献1：特开2004-64903号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可实现低成本化的逆变器控制装置以及空调机。
为了解决上述课题，本发明的逆变器控制装置具备：逆变器电路，其将直流电力变换为三相交流电力来向同步电动机进行供给；电流检测部，其检测在所述逆变器电路中流动的电流；逆变器控制部，其基于检测出的所述电流来决定并输出向所述同步电动机供给的电压指令值，所述逆变器控制部具备：AD变换部，其将检测出的所述电流进行数字变换；第一逆变器控制部，其基于所述AD变换部的启动定时信息和第一载波信号，生成启动所述AD变换部的第一触发；第二逆变器控制部，其基于所述AD变换部的启动定时信息和第二载波信号，生成启动所述AD变换部的第二触发；AD启动原因选择部，其在所述第一载波信号以及所述第二载波信号的动作周期的预定周期定时，接受所述第一触发和所述第二触发中的任意一方来选择AD启动原因。
通过本发明，能够提供一种可实现低成本化的逆变器控制装置以及空调机。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的逆变器控制装置的结构图。
图2是上述第一实施方式的逆变器控制装置的AD变换单元的电路结构图。
图3表示上述第一实施方式的逆变器控制装置的PWM信号生成部和直流电流的动作。
图4表示上述第一实施方式的逆变器控制装置的AD变换单元的动作定时。
图5表示上述第一实施方式的逆变器控制装置的第一以及第二载波信号、AD变换启动触发、第一逆变器控制部以及第二逆变器控制部的运算定时。
图6表示本发明的第二实施方式的逆变器控制装置的第一以及第二载波信号、AD变换启动触发、第一逆变器控制部以及第二逆变器控制部的运算定时。
图7表示本发明的第三实施方式的逆变器控制装置的第一以及第二载波信号、AD变换启动触发、第一逆变器控制部以及第二逆变器控制部的运算定时。
图8是表示本发明的第四实施方式的逆变器控制装置的结构图。
图9是本发明的第五实施方式的具备逆变器控制装置的制冷装置的结构图。
符号的说明
1：直流电源
2、2a、2b、2c：逆变器电路
3a、3b、3c：分流电阻
4a、4b、4c：电压放大电路
5a、5b、5c：无刷DC电动机
6、6A：控制器(逆变器控制部)
7、7c：AD变换单元
10a、10b、10c：电动机电流计算部
12a、12b、12c：uvw/dq坐标变换部
13a、13b、13c：d轴q轴电流的平均值
14a、14b、14c：滤波器
15a、15b、15c：dq/uvw坐标变换部
18a、18b、18c：电动机施加电压运算部
20a、20b、20c：AD转换器启动定时信息
22a、22b、22c：PWM信号载波信号信息部
24a：AD变换器启动触发(第一触发)
24b：AD变换器启动触发(第二触发)
24c：AD变换器启动触发
25、25、25：PWM信号生成部
26：AD启动原因选择部
27：电压指令值
28：多路变换器
29：AD变换部
30：AD变换控制器
31：AD变换结果寄存器
31a～31d：AD变换结果寄存器
51：第一逆变器部(第一逆变器电路)
52：第二逆变器部(第二逆变器电路)
53：第三逆变器部(第三逆变器电路)
61：第一逆变器控制部
62：第二逆变器控制部
63：第三逆变器控制部
100、100A：逆变器控制装置
200：制冷装置(空调机)
201：室内机
202：室外机
203：配管
204：室内膨胀阀
205：室内热交换器
206：风扇电动机
207：压缩机
208：室外热交换器
209：储液罐
210：风扇电动机
211：无刷DC电动机
212：上位装置。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的逆变器控制装置的结构图。在各图中对共同的结构要素赋予相同的符号并省略重复的说明。
如图1所示的那样，逆变器控制装置100具备：供给直流电力的直流电源1、第一逆变器部51、第二逆变器部52、能够单独控制无刷DC电动机(第一电动机)5a和无刷DC电动机(第二电动机)5b的控制器6(逆变器控制部)。
<第一逆变器部以及第二逆变器部>
第一逆变器部51(第一逆变器电路)具备：将来自直流电源1的直流电力变换为交流电力的第一逆变器电路2a、在第一逆变器电路2a的直流侧设置的分流电阻3a、对分流电阻3a的两端电压进行放大的电压放大电路4a、与第一逆变器电路2a相连接的无刷DC电动机5a。
第二逆变器部52(第二逆变器电路)具备：将来自直流电源1的直流电力变换为交流电力的第二逆变器电路2b、在第二逆变器电路2b的直流侧设置的分流电阻3b、对分流电阻3b的两端电压进行放大的电压放大电路4b、与第二逆变器电路2b相连接的无刷DC电动机5b。
直流电源1由整流平滑电路等构成，该整流平滑电路将电池或交流电源进行整流后来对电解电容器进行充电。
第一逆变器电路2a和第二逆变器电路2b采用相同的电路结构，统称为逆变器电路2。逆变器电路2在直流电源1的正极和负极之间连接了三组半导体开关元件对，半导体开关元件对串联连接两个半导体开关元件，正极侧的上支路为UP、VP、WP，负极侧的下支路为UN、VN、WN。多个开关元件对应于半导体功率元件Up、Un、Vp、Vn、Wp、Wn等。这些半导体开关元件由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极晶体管)或MOS-FET(Metal-oxide-semiconductor field-effect Transistor金属氧化物半导体场效应晶体管)等构成。
<控制器>
控制器6包含单片微型计算机而构成，控制逆变器控制装置100整体。
控制器6具备：控制第一逆变器部51的第一逆变器控制部61、控制第二逆变器部52的第二逆变器控制部62、AD变换单元7(AD变换部)、切换AD变换单元7的启动原因的AD启动原因选择部26。
<AD变换单元>
AD变换单元7对放大了第一分流电阻3a的电压后的直流电流检测信号AD_Idca、放大了第二分流电阻3b的电压后的直流电流检测信号AD_Idcb进行数字变换。
AD变换单元7接受由AD启动原因选择部26作为AD启动原因而选择的AD变换器启动触发24a和24b(后述)中的某一个启动触发，来对直流电流检测信号进行数字变换。
<第一逆变器控制部>
第一逆变器控制部61具备：基于AD变换单元7的数字变换结果44a和三相电动机电流推定值8a，输出无刷DC电动机5a的三相电动机电流检测值9a的电动机电流计算部10a；将三相电动机电流检测值9a坐标变换为d轴q轴电流11a的uvw/dq坐标变换部12a；输出消除了d轴q轴电流11a的噪声成分后的d轴q轴电流的平均值13a的滤波器14a、根据d轴q轴电流的平均值13a运算三相电动机电流推定值8a的dq/uvw坐标变换部15a。另外，第一逆变器控制部61具备：电动机施加电压运算部18a，其根据d轴q轴电流11a、速度指令16a以及d轴q轴电流指令，输出向无刷DC电动机5a施加的三相电动机施加电压信息17a，以使d轴q轴电流指令与d轴q轴电流11a一致；PWM信号计时器信息部22a，其基于三相电动机施加电压信息17a输出PWM信号生成信息19a、AD变换器启动定时信息20a和通电模式信息21a；PWM信号生成部25a，其根据PWM信号生成信息19a生成驱动逆变器2a的各半导体开关元件的PWM信号23a，并根据AD变换器启动定时信息20a产生AD变换器启动触发24a(第一触发)。
特别是第一逆变器控制部61基于AD变换单元7的AD变换器启动定时信息20a和第一载波信号(参照后述图4)，生成启动AD变换单元7的AD变换器启动触发24a(第一触发)(参照后述图4的动作说明)。
另外，第一逆变器控制部61基于将周期定时进行分割后的第一周期的第一载波信号(参照后述图5)，生成AD变换器启动触发24a(第一触发)，并且使用该第一周期以外的周期，基于通过AD变换器启动触发24a已启动的AD变换单元7的变换结果来进行第一逆变器部51的逆变器控制运算(参照后述图5的动作说明)。
<第二逆变器控制部>
第二逆变器控制部62具备：基于AD变换单元7的数字变换结果44b和三相电动机电流推定值8b，输出无刷DC电动机5b的三相电动机电流检测值9b的电动机电流计算部10b；将三相电动机电流检测值9b坐标变换为d轴q轴电流11b的uvw/dq坐标变换部12b；输出消除了d轴q轴电流11b的噪声成分后的d轴q轴电流的平均值13b的滤波器14b、根据d轴q轴电流的平均值13b运算三相电动机电流推定值8b的dq/uvw坐标变换部15b。另外，第二逆变器控制部62具备：电动机施加电压运算部18b，其根据d轴q轴电流11b、速度指令16b以及d轴q轴电流指令，输出向无刷DC电动机5b施加的三相电动机施加电压信息17b，以使d轴q轴电流指令与d轴q轴电流11b一致；PWM信号计时器信息部22b，其基于三相电动机施加电压信息17b输出PWM信号生成信息19b、AD变换器启动定时信息20b和通电模式信息21b；PWM信号生成部25b，其根据PWM信号生成信息19b生成驱动逆变器2b的各半导体开关元件的PWM信号23b，并根据AD变换器启动定时信息20b产生AD变换器启动触发24b(第二触发)。
特别是，第二逆变器控制部62基于AD变换单元7的AD变换器启动定时信息20b和第二载波信号(参照后述图4)，生成启动AD变换单元7的AD变换器启动触发24b。
另外，第二逆变器控制部62基于对周期定时进行分割后的第二周期的第二载波信号(参照后述图5)，生成AD变换器启动触发24b(第二触发)，并且使用该第二周期以外的周期，基于通过AD变换器启动触发24b已启动的AD变换单元7的变换结果来进行第二逆变器部52的逆变器控制运算(参照后述图5的动作说明)。
第一逆变器控制部61以及第二逆变器控制部62分别通过与PWM信号生成部25a、25b同步的定时来进行运算。
在PWM信号生成部25a、25b中，分别具有以PWM载波周期进行正计数、倒计数的载波信号，通过PWM信号生成信息19a、19b与载波信号的比较生成PWM信号23a、23b，并通过AD变换器启动定时信息20a、20b与载波信号的比较产生AD变换器启动触发24a、24b。
并且，第一逆变器控制部61基于对周期定时进行分割后的第一周期的第一载波信号(参照后述图7)，生成AD变换器启动触发24a(第一触发)，第二逆变器控制部62基于与第一周期以外的周期对应的将周期定时进行分割后的第二载波信号，生成AD变换器启动触发24b(第二触发)(参照后述图7的动作说明)。
<AD启动原因选择部>
AD启动原因选择部26根据第一载波信号以及第二载波信号的动作周期的预定周期定时来选择AD启动原因，变更AD变换单元7的设定。此外，如后所述，在第一载波信号以及第二载波信号的动作周期的预定周期定时，还决定第一逆变器控制部61以及第二逆变器控制部62的运算定时。
图2是AD变换单元7的电路结构图。
如图2所示，AD变换单元7具备多路变换器28、AD变换部29、AD变换控制器30、AD变换结果寄存器31。
在多路变换器28中，将直流电流检测信号AD_Idca(参照图1)进行分支，向ch0和ch2输入分支后的直流电流检测信号AD_Idca，将直流电流检测信号AD_Idcb(参照图1)进行分支，向ch1和ch3输入分支后的直流电流检测信号AD_Idcb。多路变换器28通过ch0、ch1顺序地切换输入的直流电流检测信号AD_Idca以及直流电流检测信号AD_Idcb。此外，逆变器控制装置100对一个电动机使用2ch(2通道)的AD变换单元7。在图2所示的ch0～ch3中(4通过)，能够控制两个电动机(无刷DC电动机5a、5b)。
AD变换部29将从多路变换器28输出的模拟信号进行数字变换。
AD变换控制器30向多路变换器28输出切换信号(图示省略)来操作与AD变换部29相连接的通道，并且向AD变换结果寄存器31存储数字变换后的结果。
另外，AD变换控制器30接受AD变换器启动触发24a或24b来按顺序进行ch0、ch1的数字变换，并且接受下一个AD变换器启动触发24a或24b来按顺序进行ch2、ch3的数字变换。将ch0～ch3的输入分别存储到AD变换结果寄存器31a～31d中。
AD变换结果寄存器31由以下构成：存储将在ch0输入的模拟信号进行数字变换后的AD变换结果0的AD变换结果寄存器31a、存储将在ch1输入的模拟信号进行数字变换后的AD变换结果1的AD变换结果寄存器31b、存储将在ch2输入的模拟信号进行数字变换后的AD变换结果2的AD变换结果寄存器31c、以及存储将在ch3输入的模拟信号进行数字变换后的AD变换结果3的AD变换结果寄存器31d。
在这里，输入了第二逆变器控制部62所需要的第二直流电流Idcb的模拟信号的ch1、ch3的数字变换分别在ch0、ch2的数字变换后进行。因此，关于AD变换器启动触发24b，为了获得第二逆变器控制部62所需要的Idcb的电流信息，在AD变换器启动定时信息20a中还考虑第一ch0、ch2的AD变换时间的延迟来设定即可。
以下，对如上所述构成的逆变器控制装置100的动作进行说明。
由于第一逆变器控制部61和第二逆变器控制部62(参照图1)采用相同的结构，因此以第一逆变器控制部61为例进行说明。
图3表示PWM信号生成部和直流电流的动作。该图3表示第一逆变器控制部61中的PWM信号生成部25a的载波信号、PWM信号生成信息19a、逆变器电路2a的通电模式和第一直流电流Idca在载波信号一个周期的关系。
图1所示的第一逆变器控制部61的PWM信号生成部25a向第一逆变器电路2a输出PWM信号23a。如图3所示的那样，上述载波信号以载波周期的半周期(载波半周期)周期性地重复正计数/倒计数。
图1所示的PWM信号计时器信息部22a生成PWM信号生成信息19a并输出给PWM信号生成部25a。图1所示的PWM信号生成信息19a相当于将UVW各相的三相施加电压信息变换为时间数据后的三相的电压指令信息。在这里，将三相中的电压指令值为最大的相称为最大相，将电压指令值为最小的相称为最小相，将电压指令值为中间的相称为中间相。电压指令值271、272、273分别表示最大相的电压指令值即最大相电压指令值Vmax*、中间相的电压指令值即中间相电压指令值Vmid*、最小相的电压指令值即最小相电压指令值Vmin*。
图1所示的PWM信号生成部25a将电压指令值271～273(参照图3)与上述载波信号进行比较，将其结果生成为PWM信号23a(参照图1)来输出。在这里PWM信号23a表示Hi(高电平)或Lo(低电平)中的某个电平，Hi表示半导体开关元件接通，Lo表示半导体开关元件断开。如图3所示的那样，PWM信号生成部25a在最大相电压指令值Vmax*高于载波信号的值时，使PWM信号23a1为Hi，使PWM信号23a2为Lo。关于基于中间相电压指令值Vmid*、最小相电压指令值Vmin*的各个PWM信号23a3、23a6也是同样的。图3所示的PWM信号23a1～23a5表示各相的上支路信号，PWM信号23a2、23a4、23a6表示各相的下支路信号。
根据PWM信号23a1～23a6的电平的组合，第一逆变器电路2a(参照图1)向图3所示的通电模式M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7依次转移。在这里，对将U相、V相、W相分别作为最大相、中间相、最小相的情况进行说明。
在通电模式M1、M4、M7，全部上支路为接通，或者全部下支路为接通，在分流电阻3a(参照图1)中不流过第一直流电流Idca(参照图1)。在通电模式M2、M6，最大相即U相以及中间相即V相的上支路为接通，并且最小相即W相的下支路为接通，所以在分流电阻3a中流过相当于最小相的电流Iw的反向的第一直流电流Idca。在通电模式M3、M5，因为仅最大相即U相的上支路为接通，中间相即V相以及最小相即W相的下支路为接通，所以在分流电阻3a中流过相当于U相的电流Iu的直流电流Idca。
PWM信号定时器信息部22a(参照图1)输出与上述通电模式中的仅最大相的上支路接通的定时以及仅最小相的下支路接通的定时相对应的通电模式信息21a(参照图1)、AD变换器启动定时信息20a(参照图1)。通电模式信息21a表示在输出的PWM信号生成信息中哪一个相是最大相以及最小相。另外，将AD变换器启动定时信息20a作为与6相的开关定时相对应的时间数据输出。在图3的情况下，关于通电模式信息21a，最大相为U相、最小相为W相，获得考虑了在t1～t2的时刻仅最小相的下支路接通的AD变换器启动定时信息20a以及考虑了在t2～t3的时刻仅最大相的上支路接通的AD变换器启动定时信息20a。关于AD变换器启动定时信息20a，需要考虑以下来进行设定：AD变换启动延迟时间、在由于与逆变器电路相连接的电动机配线等而产生的杂散电容和杂散电感的影响下由于半导体开关元件的接通、断开在第一直流电流Idca中产生的振铃进行衰减的时间、数字变换处理所需要的时间。
图4表示图2的AD变换单元7的动作定时。该图4表示在载波信号(第一载波信号)和第一直流电流Idca的关系中，按照时间轴来表示第二逆变器控制部62(参照图1)的载波信号(第二载波信号)和第二直流电流Idcb。
设定为上述第一载波信号和第二载波信号的正计数/倒计数进行基本一致的同步动作。
如图4所示，第一直流电流Idca与第一载波信号同步地进行变化，第二直流电流Idcb与第二载波信号同步地进行变化。在第一载波信号与AD变换器启动定时信息20a1、20a2分别一致的定时产生AD变换器启动触发24a1和24a2(参照图4的○标记)。此外，如图4所示，在第一直流电流Idca以及第二直流电流Idcb中，由于半导体开关元件的接通、断开，使得振铃重叠。将AD变换器启动触发24a1和24a2设定为避开了该振铃的影响的定时。
AD变换器单元7(参照图2)当接受了AD变换器启动触发24a1、24a2时，在各个定时总共两次对第一直流电流Idca进行数字变换(参照图4的○标记的实线箭头)。
同样地，如图4所示，在第二载波信号与AD变换器启动定时信息20b1、20b2一致的定时产生AD变换器启动触发24b1和24b2(参照图4的□标记)。AD变换器单元7在接受了AD变换器启动触发24b1、24b2时，在各个定时总共两次对第二直流电流Idcb进行数字变换(参照图4的□标记的实线箭头)。
如上所述，第一载波信号以及第二载波信号在载波信号的半周期中重复进行一次或多次(在图4的例子中为两次)的正计数以及倒计数。第一载波信号和第二载波信号的正计数以及倒计数是基本一致的同步动作。另外，通过正计数以及倒计数的折返来分割周期定时。在图4的第一载波信号的例子中，T0～T0′通过载波信号的正计数以及倒计数的折返，将周期定时分割为T0～T1、T1～T2、T2～T3、T3～T0′。
图1所示的第一逆变器控制部61在图4的例子中，在载波半周期的定时T0～T0′内，在T0～T1中生成启动AD变换单元7的AD变换器启动触发24a(24a1和24a2)，另外，图1所示的第二逆变器控制部62在T2～T3中生成启动AD变换单元7的AD变换器启动触发24b(24b1和24b2)。更详细来说，如后述那样，第二逆变器控制部62虽然在与第一逆变器控制部61相同的定时，生成AD变换器启动触发24b(24b1和24b2)，但是因为后述的AD启动原因选择部26设为禁止AD变换器启动触发24b的设定，所以未将在T0～T1的AD变换器启动触发24b1、24b2传递给AD变换单元7。
相反，第一逆变器控制部61在T2～T3中生成AD变换器启动触发24a(24a1和24a2)，但是因为AD启动原因选择部26设为禁止AD变换器启动触发24a的设定，所以未将在T2～T3的AD变换器启动触发24b1、24b2传递给AD变换单元7，而输入第二逆变器控制部62的AD变换器启动触发24b(24b1和24b2)。因此，如图4所示，基于第一载波信号，在T0～T1生成AD变换器启动触发24a(24a1和24a2)，基于第二载波信号在T2～T3生成AD变换器启动触发24b(24b1和24b2)，AD变换单元7交替接受该AD变换器启动触发24a(24a1和24a2)和AD变换器启动触发24b(24b1和24b2)来作为触发。由此，虽然AD变换单元7为一个，但是能够进行第一逆变器控制部61以及第二逆变器控制部62各自电流的数字变换。
参照图4对AD启动原因选择部26(参照图1)的AD启动原因选择进行说明。
如图4所示，将载波半周期的定时设为T0～T3，并在T3之后再次重复T0′～T3′。
AD启动原因选择部26(参照图1)将AD变换单元7(参照图2)的触发接受设定，在结束了第一直流电流Idca的数字变换后的T1时间点设为禁止来自第一载波信号的AD变换器启动触发24a的设定(参照图4的○标记的虚线箭头)。并且，AD启动原因选择部26变更为接受来自第二载波信号的AD变换器启动触发24b的设定(参照图4的□标记的实线箭头)，并在结束了Idcb的数字变换后的T3时间点设为接受来自第一载波信号的AD变换器启动触发24b的设定，并且变更为禁止来自第二载波信号的AD变换器启动触发24b的设定。
如图4所示的那样，AD启动原因选择部26(参照图1)交替地切换接受AD变换器启动触发24a的A期间和接受AD变换器启动触发24b的B期间。通过交替地切换接受AD变换器启动触发24a的A期间和接受AD变换器启动触发24b的B期间，第一逆变器控制部61(参照图1)以及第二逆变器控制部62能够在载波信号的每两个周期获得所需要的电动机电流信息。
图5表示图4所示的第一以及第二载波信号、AD变换器启动触发24a和24b、第一逆变器控制部61和第二逆变器控制部62的运算定时。
第一逆变器控制部61(参照图1)基于进行了数字变换后的电动机电流信息在T1～T3的期间进行三相电动机施加电压信息的更新，第二逆变器控制部62(参照图1)在T3～T1′(省略图示)的期间进行三相电动机施加电压信息的更新，由此来更新对三相电动机施加的电压相位。即，各个逆变器控制部61、62按载波信号的每两个周期进行运算。
以图5所示的第一载波信号和第一逆变器控制部61(参照图1)的第一逆变器运算定时为例，更详细地进行说明。
第一载波信号在载波半周期的定时T0～T3(T0′～T3′)周期性地重复正计数/倒计数。接受定时T0～T1(T0′～T1′)的正计数时的AD变换器启动触发24a1和24a2，AD变换单元7(参照图2)将第一直流电流Idca进行数字变换后存储到AD变换结果寄存器31(参照图2)中。即，在定时T0～T1的正计数时的AD变换后，下一次进行AD变换是在载波半周期后的定时T0′～T1′。此外，该定时T0～T1(T0′～T1′)与图4的接受AD变换器启动触发24a的A期间对应。
在上述定时T0～T1(T0′～T1′)以外的定时，即在定时T1～T0′(T1′～T0″)中，进行第一逆变器控制部61(参照图1)的第一逆变器运算。在图5的例子中，定时T1～T3(T1′～T3′)是第一逆变器预算定时Tinv1。具体来说，该第一逆变器运算是基于对检测出的第一直流电流Idca进行数字变换后的AD变换结果寄存器31的存储值进行的电压指令值的运算。此外，在第一逆变器运算定时Tinv1，也可以包含电压指令值的运算以外的运算。
在这里，AD启动原因选择部26(参照图1)预先作为估算值得到上述第一逆变器运算结束的定时，并使其具有预定的余裕期间，在第一逆变器运算结束定时从上述A期间切换为上述B期间。
如此，在载波半周期的定时T0～T3(T0′～T3′)内，在定时T0～T1(T0′～T1′)的第一载波信号的正计数时取入AD变换器启动触发24a来进行检测电流的AD变换，并在下次的T1～T0′(T1′～T0″)进行第一逆变器控制部61的第一逆变器运算。以下在载波半周期的每个预定定时交替重复同样的处理。
以上，以第一载波信号和第一逆变器控制部61的第一逆变器运算定时为例进行了说明，对于第二载波信号和第二逆变器控制部62(参照图1)的第二逆变器运算定时也一样。即，关于第二载波信号，接受定时T2～T3(T2′～T3′)的正计数时的AD变换器启动触发24b对检测出的第二直流电流Idcb进行数字变换，并在T3～T2′(T3′～T2″)的第一逆变器运算定时Tinv2进行第二逆变器控制部62的第二逆变器运算。
如上说明的那样，逆变器控制装置100的控制器6具备：在输入了AD变换器启动触发24a和24b中的某个信号时进行输入信号的数字变换的AD变换单元7；基于AD变换器启动定时信息20a和第一载波信号，生成启动AD变换单元7的AD变换器启动触发24a的第一逆变器控制部61；基于AD变换器启动定时信息20b和第二载波信号，生成启动AD变换单元7的AD变换器启动触发24b的第二逆变器控制部62；在第一载波信号以及第二载波信号的动作周期的预定周期定时，接受AD变换器启动触发24a和AD变换器启动触发24b中的任意一方来选择AD启动原因的AD启动原因选择部26。
通过该结构，即使接受一个启动触发而启动的AD变换单元7为一个结构，也能够获得两个逆变器控制所需要的电流信息。即，逆变器控制装置100针对一个AD变换单元7，能够获得两个以上的逆变器控制部(在本实施方式中是第一逆变器控制部61和第二逆变器控制部62，但是也可以具备三个以上的逆变器控制部)的逆变器控制所需要的电流信息。由此，与现有例子相比较能够实现减少AD变换单元的设置数量或者不使用高速的(高价的)AD变换单元的逆变器控制装置。结果，可实现一种通过低价的微型计算机(控制器6)能够单独对多个无刷DC电动机的转速进行可变速控制的逆变器控制装置。
另外，在本实施方式中，控制器6的第一逆变器控制部61基于对周期定时进行分割后的第一周期的第一载波信号来生成AD变换器启动触发24a，并且使用该第一周期以外的周期，基于通过AD变换器启动触发信号24a已启动的AD变换部的变换结果来进行第一逆变器部51的逆变器控制运算。同样地，第二逆变器控制部62基于对周期定时进行分割后的第二周期的第二载波信号来生成AD变换器启动触发24b，并且使用该第二周期以外的周期，基于通过AD变换器启动触发24b已启动的AD变换部的变换结果来进行第二逆变器部52的逆变器控制运算。
通过该结构，能够使用两个逆变器控制，按照PWM周期交替使用AD变换单元7。因此，能够在PWM载波的两个周期中，将各个逆变器控制的运算定时抽掉一次。在CPU运算时间中产生余裕，与不抽掉时相比能够使载波周期更加高速化。结果，能够起到提高控制性以及提高载波周期的上限设定的效果。
(第二实施方式)
第二实施方式是进一步抽掉逆变器控制的运算定时时的例子。
图6表示本发明的第二实施方式的逆变器控制装置的第一以及第二载波信号、AD变换启动触发24a和24b、第一逆变器控制部61以及第二逆变器控制部62的运算定时。
第二实施方式的逆变器控制装置的结构与图1的逆变器控制装置100相同。AD启动原因选择部26(参照图1)设定为在PWM载波的四个周期进行一次通过取入AD变换器启动触发24a、24b进行的检测电流的AD变换和逆变器运算(用于根据电流计算值更新电动机施加电压信息的运算)。另外，进行将第一逆变器控制部61的第一逆变器运算分为两次，并且将第二逆变器控制部62的第二逆变器运算分为两次的选择。
如图6所示，在本实施方式中，抽掉运算定时以使在PWM载波周期的四个周期进行一次通过取入AD变换器启动触发24a、24b而进行的检测电流的AD变换和逆变器运算。并且，在载波半周期的定时T1～T0′(T1′～T0″)中，分为其T1～T3(T1′～T3′)的前半第一逆变器运算定时Tinv11和其T5～T7(T5′～T7′)的后半第一逆变器运算定时Tinv12来进行第一逆变器运算的一次运算。同样地，在载波半周期的定时T1～T0′(T1′～T0″)中，分为其T3～T5(T3′～T5′)的前半第二逆变器运算定时Tinv21和其T7～T1′(T7′～T1″)的后半第二逆变器运算定时Tinv22来进行第二逆变器运算的一次运算。
如此，通过本实施方式，在第一周期以外的周期中，因为分为多次来执行逆变器控制运算，所以能够在CPU运算时间中进一步产生时间的余裕，并且能够更加提高载波周期的上限设定。
(第三实施方式)
关于逆变器控制的运算定时，第三实施方式是在每个PWM载波周期进行运算的例子。
图7表示本发明的第三实施方式的逆变器控制装置的第一以及第二载波信号、AD变换启动触发24a和24b、第一逆变器控制部61以及第二逆变器控制部62的运算定时。
第三实施方式的逆变器控制装置的结构与图1的逆变器控制装置100相同。
如图7所示，第一逆变器控制部61在第一载波信号的正计数时进行AD变换，在第一载波信号的倒计数时进行逆变器运算。在图7的例子中，第一逆变器控制部61在第一载波信号的载波半周期的定时T0～T1(T0′～T1′)的正计数时进行AD变换，在第一定时T1～T0′(T1′～T0″)的载波信号的倒计数时进行逆变器运算。该逆变器运算定时分别是Tinv1。同样地，第二逆变器控制部62在第二载波信号的载波半周期的定时T1～T0′(T1′～T0″)的倒计数时进行AD变换，在第二定时T0～T1(T0′～T1′)的载波信号的正计数时进行逆变器运算。该逆变器运算定时分别是Tinv2。
AD启动原因选择部26(参照图1)对AD变换单元7的触发接受设定进行切换，以便在结束了第一直流电流Idca的数字变换后的T1时间点接受AD变换器启动触发24b。并且，AD启动原因选择部26切换为在结束了第二直流电流Idcb的数字变换后的T0′的时间点接受AD变换器启动触发24a。
第一逆变器控制部61和第二逆变器控制部62也可以替换载波信号的正计数时和倒计数时的处理。
如此，通过本实施方式，第一逆变器控制部61基于将周期定时进行分割后的第一周期的第一载波信号来生成AD变换器启动触发24a(第一触发)，第二逆变器控制部62基于与第一周期以外的周期对应的，将周期定时进行分割后的第二载波信号来生成AD变换器启动触发24b(第二触发)。
由此，除了获得与第一实施方式相同的效果外，与第一实施方式相比较，没有抽掉PWM运算定时。因为在每个PWM载波周期进行运算，所以能够不损害控制的响应特性地进行两个逆变器控制。
(第四实施方式)
图8是表示本发明第四实施方式的逆变器控制装置的结构图。对与图1相同的结构部分赋予相同的符号并省略重复位置的说明。
如图8所示的那样，逆变器控制装置100A具备：供给直流电力的直流电源1、第一逆变器部51、第二逆变器部52、第三逆变器部53、能够单独控制无刷DC电动机(第一电动机)5a和无刷DC电动机(第二电动机)5b以及无刷DC电动机(第三电动机)5c的控制器6A。
第三逆变器部53具备：将来自直流电源1的直流电力变换为交流电力的第三逆变器电路2c、在第三逆变器电路2c的直流侧设置的分流电阻3c、对分流电阻3c的两端的电压进行放大的电压放大电路4c、与第三逆变器电路2c相连接的无刷DC电动机5c。
控制器6A具备：控制第一逆变器部51的第一逆变器控制部61、控制第二逆变器部52的第二逆变器控制部62、控制第三逆变器部53的第三逆变器控制部63、AD变换单元7、对AD变换单元7的启动原因进行切换的AD启动原因选择部26。
第三逆变器控制部63具备：基于AD变换单元7的数字变换结果44c和三相电动机电流推定值8c，输出无刷DC电动机5c的三相电动机电流检测值9c的电动机电流计算部10c；将三相电动机电流检测值9c坐标变换为d轴q轴电流11c的uvw/dq坐标变换部12c；输出消除了d轴q轴电流11c的噪声成分后的d轴q轴电流的平均值13c的滤波器14c、根据d轴q轴电流的平均值13c运算三相电动机电流推定值8c的dq/uvw坐标变换部15c。另外，第三逆变器控制部63具备：电动机施加电压运算部18c，其根据d轴q轴电流11c、速度指令16c以及d轴q轴电流指令，输出向无刷DC电动机5c施加的三相电动机施加电压信息17c，以使d轴q轴电流指令与d轴q轴电流11c一致；PWM信号计时器信息部22c，其基于三相电动机施加电压信息17c输出PWM信号生成信息19c、AD变换器启动定时信息20c和通电模式信息21c；PWM信号生成部25c，其根据PWM信号生成信息19c生成驱动逆变器2c的各半导体开关元件的PWM信号23c，并根据AD变换器启动定时信息20c产生AD变换器启动触发24c。
逆变器控制装置100A的控制器6A除了具备第一逆变器部51、第二逆变器部52以外还具备第三逆变器部53。在第三逆变器部53中，能够使用一个AD变换单元，因此能够在上述图4所示的向AD变换单元输入的模拟信号中，输入用于保护逆变器电路2的温度检测信号、电压检测信号。
通过本实施方式，能够通过一个低价的微型计算机(控制器6A)来单独控制三个无刷DC电动机5a～5c的转速。
另外，第一至第三逆变器电路51～53共用直流电源1，并且使用一个微型计算机(控制器6A)来进行控制，由此仅使直流电源1的电压检测的AD变换单元7c为一个即可，能够简化电路结构。
并且，通过运算求出向各逆变器电路51～53供给的全电流，由此即使不使用微型计算机间的通信这样的手段也能够进行直流电源1供给的电流的过电流保护，从而能够简化电路结构。
(第五实施方式)
图9是本发明第五实施方式的具备逆变器控制装置的制冷装置的结构图。在本实施方式中，对应用了各实施方式的逆变器控制装置的制冷装置200(空调机)进行说明。制冷装置200例如是空调机或制冷机。
如图9所示的那样，制冷装置200具备：室内机201、室外机202、配管203。室内机201和室外机202通过制冷剂配管203来连接，通过已知的制冷剂循环来在设置了室内机200的室内进行空气调节。
室内机201具备：室内膨胀阀204、室内热交换器205、向室内热交换器205送风的风扇电动机206。
室外机202具备：压缩机207、室外热交换器208、储液罐209、向室外热交换器208送风的风扇电动机210、配置在压缩机207的内部来驱动压缩机207的无刷DC电动机211、驱动无刷DC电动机211的逆变器控制装置100、与逆变器控制装置100进行通信的上位装置212。
将上述压缩机207、室外热交换器208、室内膨胀阀204、室内热交换器205、储液罐209顺序连接，通过使制冷剂循环来形成制冷循环。
逆变器控制装置100根据制冷循环所需要的压缩机207的能力来控制无刷DC电动机211的运行频率(转速)，并且单独控制风扇电动机210a、210b的运行频率。上位装置212对逆变器控制装置100、100A发送运行频率的指示。逆变器控制装置100和上位装置212相互进行通信来共享逆变器控制装置100的运行状态。逆变器控制装置100当检测出异常时，向上位装置212发送检测出的异常信号并在上位装置212的显示部(图示省略)中进行显示。
逆变器控制装置100、100A可以在一个基板上构成，也可以是针对每个逆变器电路分割基板通过配线进行连接的结构。
另外，逆变器控制装置100、100A除了用于制冷装置以外，也可以用于泵或换气扇等。
本发明并不限于上述实施方式例，在不脱离权利要求所记载的本发明宗旨的范围内，包含其他的变形例子、应用例子。
另外，上述的实施方式例是为了易懂地说明本发明而进行的详细说明，但是并不限于必须具备说明的全部结构。另外，能够将某个实施方式例的结构的一部分替换为其他实施方式例的结构，另外，能够在某个实施方式例的结构中追加其他实施方式例的结构。另外，对于各实施方式例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、消除、替换。
例如能够通过集成电路等硬件来实现上述的各结构、功能、处理部、处理手段等的一部分或者全部。上述的各结构、功能等也可以通过处理机解释并执行用于实现各个功能的程序，以软件方式来实现。可将实现各功能的程序、表、文件等信息放置在存储器、硬盘等记录装置中，或者闪速存储卡、DVD(Digital Versatile Disk，数字通用磁盘)等记录介质中。
在各实施方式中，控制线和信息线表示为了说明而需要，但是在产品上并不必限于表示出全部的控制线和信息线。实际上可以认为几乎全部的结构相互连接。

Claims (10)

1.一种逆变器控制装置，其特征在于，具备：
逆变器电路，其将直流电力变换为三相交流电力来向同步电动机进行供给；
电流检测部，其检测在所述逆变器电路中流动的电流；
逆变器控制部，其基于检测到的所述电流来决定并输出向所述同步电动机供给的电压指令值，
所述逆变器控制部具备：
AD变换部，其将检测到的所述电流进行数字变换；
第一逆变器控制部，其基于所述AD变换部的启动定时信息和第一载波信号，生成启动所述AD变换部的第一触发；
第二逆变器控制部，其基于所述AD变换部的启动定时信息和第二载波信号，生成启动所述AD变换部的第二触发；
AD启动原因选择部，其在所述第一载波信号以及所述第二载波信号的动作周期的预定周期定时，接受所述第一触发和所述第二触发中的某一方来选择AD启动原因。
2.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于，
所述第一载波信号以及所述第二载波信号在载波信号的半周期中重复进行一次或多次的正计数以及倒计数，
在通过所述正计数以及倒计数的折返将所述周期定时进行分割来作为多个周期时，所述第一逆变器控制部基于对所述周期定时进行分割后的第一周期的所述第一载波信号，生成所述第一触发，并且使用该第一周期以外的周期，基于通过所述第一触发已启动的所述AD变换部的变换结果来进行第一逆变器的逆变器控制运算。
3.根据权利要求2所述的逆变器控制装置，其特征在于，
在使所述第一周期为一次时，所述第一周期以外的周期为n次，n为1以上的自然数。
4.根据权利要求2或3所述的逆变器控制装置，其特征在于，
所述第一逆变器控制部在所述第一周期以外的周期中，分多次执行所述逆变器控制运算。
5.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于，
所述第一载波信号和所述第二载波信号的正计数以及倒计数是大体一致的同步动作。
6.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于，
所述第一载波信号以及所述第二载波信号在载波信号的半周期中重复进行一次或多次的正计数以及倒计数，
并且，所述第一载波信号和所述第二载波信号的正计数以及倒计数是大体一致的同步动作，
在通过所述正计数以及倒计数的折返将所述周期定时进行分割来作为多个周期时，所述第一逆变器控制部基于对所述周期定时进行分割后的第一周期的所述第一载波信号，生成所述第一触发，所述第二逆变器控制部基于与所述第一周期以外的周期对应的将所述周期定时进行分割后的所述第二载波信号，生成所述第二触发。
7.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于，
所述逆变器控制装置还具备：
第三逆变器电路，其将直流电力变换为三相交流电力来向同步电动机进行供给；以及
第三电流检测部，其检测在所述第三逆变器电路中流动的电流，
所述逆变器控制部具备：
第二AD变换部，其将在所述第三逆变器电路中流动的电流进行数字变换；以及
第三逆变器控制部，其基于所述第二AD变换部的启动定时信息和第三载波信号，生成启动所述第二AD变换部的第三触发。
8.一种空调机，其特征在于，
具备权利要求1至7中的任意一项所述的逆变器控制装置。
9.根据权利要求8所述的空调机，其特征在于，具备：
压缩机；
热交换器；
向热交换器送风的第一风扇电动机以及第二风扇电动机；
控制所述第一风扇电动机的第一逆变器电路；以及
控制所述第二风扇电动机的第二逆变器电路。
10.根据权利要求8所述的空调机，其特征在于，具备：
压缩机；
热交换器；
向热交换器送风的第一风扇电动机以及第二风扇电动机；
控制所述第一风扇电动机的第一逆变器电路；
控制所述第二风扇电动机的第二逆变器电路；以及
控制所述压缩机的第三逆变器电路。
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