CN108141145A - 逆变器装置以及逆变器装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

具有：主电路部(2)，包括逆变器部(1)；检测部(13)，检测主电路部(2)的状态量，输出检测信号；传感器微机(15)，中继检测信号，基于该检测信号进行第一控制；数字光电耦合器(5)，以电绝缘的状态传递由传感器微机(15)转发的检测信号；以及综合控制微机(31)和驱动微机(32)，输入由数字光电耦合器(5)传递的检测信号，基于该检测信号进行第二控制。

Description

逆变器装置以及逆变器装置的控制方法

技术领域

公开的实施方式涉及逆变器装置以及逆变器装置的控制方法。

背景技术

在专利文献1中记载了由两个微机分担执行PWM(Pulse-Width Modulation，脉宽调制)运算的逆变器。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭59-92774号公报(图3)。

发明内容

在上述现有技术中，由两个微机分担马达控制算法。因此，存在以下问题：逆变器的控制性能受到微机间的因传输速度而产生的延迟的影响，难以提高控制性能。

本发明是鉴于这些问题而提出的，其目的在于提供一种能够提高控制性能的逆变器装置以及逆变器装置的制造方法。

为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，应用一种逆变器装置，具有：主电路部，包括逆变器部；检测部，检测所述主电路部的状态量，并输出检测信号；第一控制部，中继所述检测信号，并基于该检测信号进行第一控制；信号传递部，以电绝缘的状态传递由所述第一控制部中继的所述检测信号；以及第二控制部，输入由所述信号传递部传递的所述检测信号，并基于该检测信号进行第二控制。

另外，根据本发明的其他观点，应用一种逆变器装置的控制方法，所述逆变器装置具有包括逆变器部的主电路部，所述控制方法包括：检测所述主电路部的状态量，并输出检测信号；中继所述检测信号，并基于该检测信号进行第一控制；以电绝缘的状态传递被中继的所述检测信号；以及输入被传递的所述检测信号，并基于该检测信号进行第二控制。

根据本发明的其他观点，应用一种逆变器装置，具有：主电路部，包括逆变器部；检测所述主电路部的状态量的单元；基于进行所述检测的单元的检测信号控制所述主电路部的单元；进行从进行所述检测的单元被输入到控制所述主电路部的单元的所述检测信号的预处理的单元；以及将控制所述主电路部的单元和进行所述预处理的单元以电绝缘的状态传递所述检测信号的单元。

根据本发明，能够提高控制性能。

附图说明

图1是表示第一实施方式的逆变器装置中的主要结构部分以及它们之间的各种信息的收发路径的功能框图；

图2是第一实施方式的传感器微机内部的功能框图；

图3是说明由低通滤波器以及低通滤波部进行减少输出电压检测信号的高频分量的处理的图；

图4是第一比较例的逆变器装置的功能框图；

图5是第二比较例的逆变器装置的功能框图；

图6是表示第二实施方式的逆变器装置中的主要结构部分以及它们之间的各种信息的收发路径的功能框图；

图7是第二实施方式的传感器微机内部的功能框图；

图8是对用于输出电流检测信号的收发的同步处理进行说明的图；

图9是表示第三实施方式中的逆变器装置的电路基板组装结构例子的图；

图10是表示第一实施方式的情况下的电路基板的划分的功能框图；

图11是表示第二实施方式的情况下的电路基板的划分的功能框图；

图12是表示基于第一控制基板和第二控制基板的组合的规格变化的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。

<第一实施方式：第一实施方式的概要>

图1示出表示第一实施方式的逆变器装置中的主要结构部分以及它们之间的各种信息的收发路径的功能框图。在该图1中，逆变器装置1是将从外部供应的三相交流电力转换为驱动控制电力的电力转换装置，所述驱动控制电力输入到未特别图示的马达等电动机，该逆变器装置1主要具有作为主系统的主电路部2以及作为辅助系统的控制电路部3。此外，在本实施方式中，作为该逆变器装置1进行驱动控制的对象的马达，假定了三相感应马达(控制对象)。

主电路部2具有以下功能：将从外部的商用电源(未特别图示)供电的高的电压、电流的三相交流电力整流为直流电力，并将该直流电力基于后述的PWM信号转换为希望的频率、输出电压、输出电流的三相交流电力，并将其作为上述驱动控制电力输入到上述马达。即，该主电路部2作为主要处理大的电力的所谓强电系统的电路部而构成。

控制电路部3具有以下功能：基于从外部的上位控制装置、即序列发生器4(外部设备)输入的控制指令生成PWM信号，并将其输入到主电路部2来控制上述的电力转换动作，并且在与主电路部2之间对各种信息信号、指令信号进行收发，进行该逆变器装置1整体的安全上或者控制性能上的工作管理。即，该控制电路部3作为主要仅处理低的电压、电流的信息信号的所谓弱电系统的电路部而构成。

在如以上的逆变器装置1的设计中，在各种安全标准的基础上，限定强电系统(主系统)的主电路部2和弱电系统(辅助系统)的控制电路部3以彼此之间在电气上加强绝缘的方式设计。在本实施方式的逆变器装置1中，将在主电路部2和控制电路3之间收发的各种信息、指令的信号全部以弱电系统的数字信号构成，在主电路部2与控制电路部3之间经由数字光电耦合器5(在图中简记为“PHC”)对这些数字信号进行收发(这里，除去后述的输出电流检测信号)。如此，通过经由作为光学的信息传递单元的光电耦合器对信号进行收发，由此能够在主电路部2和控制电路部3之间实现电气上的加强绝缘，并且收发各种信息、指令。

<第一实施方式中的主电路部的结构>

以下，对本实施方式中的主电路部2的具体的结构进行说明。在图1中，主电路部2主要具有逆变器部11、辅助部12、检测部13、低通滤波器14以及传感器微机15。

逆变器部11具有以下功能：基于从后述的控制电路部3的驱动微机32输出的PWM信号对半导体桥电路的开关动作进行控制，并将三相交流的驱动控制电力输出给马达，所述半导体桥电路由例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)半导体开关元件构成。

辅助部12主要具有与主电路部2的安全上的工作有关的各种辅助功能。在图示的例子中，具有与所谓的VPH相关的功能部、与整流器的平滑电容器的保护相关的功能部以及与所谓的动态制动器的工作相关的功能部。在该逆变器装置1的电源接通时等，为了防止向整流器的平滑电容器输入大的涌流，通过MCON信号以及MCA信号的输入输出来切换涌流防止用电阻的连接。另外，为了消耗在马达的惯性旋转中产生的再生电力，通过BTON信号以及BTA信号的输入输出来切换动态制动器的工作。此外，该辅助部12在与后述的传感器微机15之间彼此收发数字形式的输入输出信号。

检测部13主要具有以下功能：检测主电路部2中的各种状态量。在图示的例子中，具有输出电压检测部21(在图中简记为“Vu、Vv、Vw”)、输出电流检测部22(在图中简记为“CT”)、各种状态量检测部23。输出电压检测部21按照各相对输出到马达的三相交流的驱动控制电力的输出电压进行检测。输出电流检测部22对输出到马达的三相交流的驱动控制电力的输出电流进行检测。各种状态量检测部23对从外部供应的三相交流电力的电压VAC、整流后的直流母线电压VPN、半导体桥电路的温度THM以及所谓US进行检测。此外，该检测部13将所检测出的各种状态量均作为模拟形式的检测信号向后述的传感器微机15单向输出。此外，在本实施方式的例子，设为输出电流检测部22进行利用了所谓的霍尔元件(霍尔效应)的检测，该检测信号由于作为与强电系统的主电路部2在电气上加强绝缘的模拟信号而检测出，因此直接被输入到弱电系统的控制电路部3。另外，该检测部13相当于检测各权利要求记载的主电路部2的状态量的单元。

低通滤波器14通过例如使用了RLC元件、运算放大器等的硬件的实际电路构成，并根据上述输出电压检测部21检测出的各相的输出电压检测信号使比预定的截止频率高的频率的噪声分量减少，输出到后述的传感器微机15。

传感器微机15在该例子中通过单芯片的所谓的可编程CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)构成，具有综合地执行主电路部2内的预定的控制的功能。关于该传感器微机15具有的综合控制功能的具体的内容在后面详细描述。该传感器微机15自身的内部的大部分是由数字电路构成，作为信息收发方式，在与上述辅助部12之间彼此直接对数字信号进行收发。另外，传感器微机15经由在该传感器微机15内部所具有的A/D转换部(在图中简记为“ADC”)对从上述检测部13输出的模拟形式的各种检测信号(除去输出电流检测信号)进行单向地接收。另外，传感器微机15将数字形式的异常检测信号以串行通信的传输方式向后述的控制电路部3的综合控制微机单向地发送。另外，传感器微机15在与后述的控制电路部3的驱动微机32之间彼此以串行通信的传输方式收发数字形式的控制相关信号。此外，该传感器微机15相当于各权利要求记载的第一控制部以及进行检测信号的预处理的单元，该检测信号从进行检测的单元被输入到控制主电路部2的单元。

<第一实施方式中的控制电路部的结构>

接着，对本实施方式中的控制电路部3的具体的结构进行说明。在图1中，控制电路部3主要具有综合控制微机31和驱动微机32。

综合控制微机31在该例中由单芯片的所谓可编程CPU构成，并具有综合地执行该逆变器装置1整体的预定的控制的功能。作为该综合控制微机31具有的综合控制功能的具体的内容，例如复合地进行与马达的驱动控制直接相关的处理、与各种异常被检测出时对应地执行的安全上的处理等。作为马达的驱动控制处理，向后述的驱动微机32输出基于从外部的上位控制装置、即序列发生器4直接输入的控制指令而生成的速度指令、电流指令(转矩指令)。另外，作为安全上的处理，基于从主电路部2的输出电流检测部22直接输入的输出电流检测信号、从上述传感器微机15输入的异常检测信号选择对应的处理来执行。因此，在上述的各种安全标准中，规定为至少仅该综合控制微机31从主电路部2在电气上进行加强绝缘。

该综合控制微机31自身的内部的大部分也通过数字电路构成，作为信息收发方式，在与驱动微机32之间经由并行总线并行且块速地收发多个数字信号。经由该并行总线的数字信号的收发通过该综合控制微机31被设置在与驱动微机32相同的电路上，能够简易且便宜地实现，另外，由此综合控制微机31与驱动微机32基本以相同的芯片构成，能够在相同程度上快速地进行合作处理。即，通过分别被减轻处理负担的综合控制微机31和驱动微机32的两个芯片的合作处理，能够比集中在一个芯片上来集中地进行处理的情况更加削减成本。另外，综合控制微机31经由在该综合控制微机31内部所具有的A/D转换部(在图中简记为“ADC”)单向地接收从主回路部2的输出电流检测部22输出的模拟形式的检测信号。另外，综合控制微机31通过串行通信的传输方式单向地接收从主电路部2的传感器微机15输出的数字形式的异常检测信号。

驱动微机32在该例子中由单芯片的所谓的可编程CPU构成，并具有以下功能：基于从上述综合控制微机31输入的速度指令、电流指令(转矩指令)以及从上述传感器微机15输入的控制相关信号等生成PWM信号，并输入到主电路部2的逆变器部11。该PWM信号的生成功能通过例如以软件安装的速度控制部(在图中简记为“ASR”)和电流控制部(与转矩控制部同等：在图中简记为“ACR”)进行。此外，该驱动微机32特别具有以下功能：对电压指令与实际输出到马达的输出电压的误差进行补偿，对此在后面详细描述。该驱动微机32自身的内部由数字电路构成，作为信息收发方式，向主电路部2的逆变器部11单向地发送数字形式的PWM信号。另外，驱动微机32在与主电路部2的传感器微机15之间将数字形式的控制相关信号以串行通信的传输方式彼此进行收发。

此外，上述驱动微机32相当于各权利要求记载的第一微机，上述综合控制微机31相当于各权利要求记载的第二微机，这些综合控制微机31和驱动微机32的组合相当于各权利要求记载的第二控制部和基于进行检测的单元的检测信号控制主电路部2的单元，综合控制微机31与驱动微机32合作进行的、经由主电路部2(主要是逆变器部11)的马达的驱动控制相当于各权利要求记载的第二控制。另外，在上述驱动微机32的内部执行的速度控制部ASR和电流控制部ACR的控制相当于各权利要求记载的针对控制对象的控制算法。

并且，如上述那样，在主电路部2和控制电路部3之间，除了输出电流检测部22的检测信号之外的、其他的数字形式的各种信号经由数字光电耦合器5进行收发。例如从传感器微机15向综合控制微机31单向发送的异常检测信号在图示的例子中经由两组数字光电耦合器5发送。另外，在传感器微机15与驱动微机32之间彼此收发的控制相关信号在图示的例子中经由两组数字光电耦合器5进行收发。另外，从驱动微机32向逆变器部11单向发送的PWM信号在图示的例子中经由六组数字光电耦合器5发送。此外，各数字光电耦合器5只要设置在主电路部2与控制电路部3的任一个中即可，主电路部2与控制电路部3之间只要通过电缆、连接器等电布线连接即可。此外，上述光电耦合器相当于各权利要求记载的信号传递部以及将控制主电路部2的单元和进行预处理的单元以电绝缘的状态传递检测信号的单元。

<关于第一实施方式中的传感器微机的综合控制功能>

接着，对上述的传感器微机15的综合控制功能进行详细说明。图2示出传感器微机15内部的各功能块。此外，在该图2中，仅示出针对检测部13检测出的模拟形式的各种检测信号(除了输出电流检测信号)的控制功能。在该图2中，传感器微机15具有A/D转换部41、序列控制部42、异常判断部43、低通滤波部44以及信号发送部45。在本实施方式的例子中，在上述的各功能块中，A/D转换部41和信号传输部通过硬件电路安装，其他的序列控制部42、异常判断部43以及低通滤波部44通过软件的处理安装。

A/D转换部41将从检测部13输入到该传感器微机15的模拟形式的各种检测信号VAC、VPN、THM、US全部转换为数字形式的信号。

序列控制部42基于被进行数字转换的交流电压检测信号VAC、直流母线电压检测信号VPN，执行对主电路部2所具有的预定的电路部件的序列控制。作为该具体的序列控制，在本实施方式的例子中，在当该逆变器装置1的电源接通时等大的涌流输入到整流器的平滑电容器的情况下，通过将涌流防止电路的连接晶体管(预定的电路部件)接通，来执行通过涌流防止用电阻消耗涌流等的控制。在与辅助部12之间通过MCON信号、MCA信号的收发进行此时的控制。另外，当由于在马达的惯性动作时产生的再生能量而直流母线电压VPN超过阈值的情况下，通过将动态制动器的制动器晶体管(预定的电路部件)接通，执行由制动器电阻消耗再生能量等的控制。在与辅助部12之间通过BTON信号、BTA信号的收发进行此时的控制。

异常判断部43基于被进行数字转换的半导体桥电路的检测温度THM判断检测部13有无异常。例如，在通过该异常判断部43的比较而检测温度THM超过预定的阈值判断为存在异常的情况下，将预定的内容的异常检测信号(异常信号)经由后述的信号发送部45发送到综合控制微机31。

低通滤波部44针对被进行数字转换后的输出电压检测信号，减少比预定的截止频率高的频率分量(参照后述的图3)，并经由后述的信号发送部45发送到驱动微机32。

信号传输部对从上述异常判断部43输入的异常检测信号以及从上述低通滤波部44输入的输出电压检测信号进行整合，并以串行通信的传输方式发送到综合控制微机31或者驱动微机32。

此外，传感器微机15针对被输入的各种检测信号(或者控制相关信号)，除了如上述那样使其经由内部的各功能块的处理而中继的方式输出以外，还可以使输入到该传感器微机15的信号直接通过而中继的方式输出(未特别图示)。此外，该图2所示的传感器微机15的综合控制功能相当于各权利要求记载的第一控制。

<关于低通滤波器、低通滤波部的处理>

在以上说明的主电路部2内的各种检测信号的处理中，特别参照图3对低通滤波器14以及低通滤波部44进行减少输出电压检测信号的高频分量的处理进行详细地说明。此外，在该图3中，在图中的上部示出在紧接输出电压检测部21检测出之后的输出电压检测信号的波形，还在图中的中部示出紧接通过以硬件电路安装的低通滤波器14之后的输出电压检测信号的波形，还在图中的下部示出紧接通过在传感器微机15内以软件方式安装的低通滤波器14处理之后的输出电压检测信号的波形。

首先，上部所示的紧接输出电压检测部21检测之后的输出电压检测信号(实线部)是通过PWM控制形成的矩形波形状的信号，这是与在上述驱动微机32内参照的原来的电压指令的正弦波状波形(虚线部)的各瞬时值水平对应的幅度以及符号的脉冲信号。该脉冲信号通常任一个脉冲都与各符号(正负的朝向)对应，并一律处于相同的水平，但存在以下情况，在产生马达中急剧的负载变化等的情况下，在符号反转点附件混杂与通常不同的水平的须状的噪声N。

使以硬件电路安装的低通滤波器14通过混入了这样的须状的噪声N的输出电压检测信号，由此能够如在中部所示那样除去该噪声N。此外，存在也产生图示的例子以外的幅度、水平的噪声的可能性，但只要适当设定低通滤波器14的截止频率而能够恰当地除去即可。

然后，针对如此脉冲波形被进行整形的输出电压检测信号，通过在传感器微机15内以软件方式安装的低通滤波部44进一步使高频分量减少，如下部所示，能够将输出电压检测信号的波形(实线部)解调为接近原来的电压指令的正弦波状波形(虚线部)的形状。此外，该低通滤波部44由于以软件的方式安装，因此能够将该截止频率容易地设定为任意的值，能够以更接近原来的电压指令的正弦波状波形的方式适当地调整。如此，将接近原来的电压指令的正弦波状波形的波形形状的输出电压检测信号作为上述控制相关信号返回到驱动微机32，由此该驱动微机32能够在其内部基于电压指令和输出电压的比较提高输出电压误差补偿功能的补偿精度。

<与不设置传感器微机的电路结构的比较>

以下，将不设置传感器微机15的两个电路结构列举为比较例，并对上述第一实施方式的电路结构的功能相对于这些的优点进行说明。首先，作为不在主电路部2中设置传感器微机15的情况下的第一比较例，例如考虑如图4所示的电路结构。即，考虑以下电路结构：除了输出电流检测部22的检测信号以外，经由光电耦合器对在主电路部2与控制电路部3之间收发的所有信号进行直接收发。该情况下，主电路部2的辅助部12相对于控制电路部3的综合控制微机31以及驱动微机32的任一个都将数字形式的控制相关信号经由数字光电耦合器5在彼此之间收发。另外，除输出电流检测部22以外的主电路部2的检测部13相对于控制电路部3的综合控制微机31以及驱动微机32的任一个都将模拟形式的各检测信号经由模拟光电耦合器6单向地发送。

但是，在该第一比较例的电路结构中，为了与上述第一实施方式的电路结构同等地发挥作用还需要具有多个光电耦合器。在图示的例子中，需要包括五组数字光电耦合器5用于从辅助部12输出的控制相关信号，包括七组模拟光电耦合器6用于从检测部13输出的各种检测信号。这样的光电耦合器的使用数的增大成为使该逆变器装置1的制造成本增大的主要原因。特别是确保足够的加强绝缘功能和检测精度的模拟光电耦合器6与数字光电耦合器5比较成本高，因此其使用对整体的制造成本产生大的影响。

与此相对，在第一实施方式中，由于主电路部2所具有的传感器微机15将控制相关信号以及各种检测信号(除了输出电流检测信号)全部转换为数字形式，并与控制电路部3之间进行收发，因此能够避免使用模拟光电耦合器6，由于进一步在串行通信的传输形式中集中为更少的组数来进行收发，因此能够抑制数字光电耦合器5的使用数。即，第一实施方式与第一比较例比较能够降低成本。

另外，作为不在主电路部2中设置传感器微机15的情况下的第二比较例，考虑例如图5所示的电路结构。即，考虑以下电路结构：将驱动微机32配置在主电路部2中，该驱动微机32对检测部13的各种检测信号(该情况下，也包含输出电流检测部22的检测信号)以及辅助部12的控制相关信号全部进行收发。在该情况下，不需要为了驱动微机32与逆变器部11之间的PWM信号的收发而设置光电耦合器，但为了与上述第一实施方式的电路结构同样地发挥功能，在综合控制微机31与驱动微机32之间如图示那样通过经由四组数字光电耦合器5的串行通信的传输方式收发各种的信息和指令。如此，当在综合控制微机31与驱动微机32之间通过串行通信收发了信息、指令的情况下，由于其传输速度的延迟，整体的合作处理速度大幅度降低，马达的控制性能降低。

与此相对，在第一实施方式中，由于将综合控制微机31和驱动微机32配置在相同的控制电路部3上中，并且彼此之间能够进行经由并行总线进行信息的快速收发，因此当以基本相同芯片构成时能够相同程度地快速进行合作处理。

另外，如该图示的第二变形例那样，是输出电压检测部21通过开关元件的接通断开的逻辑来检测输出电压的方式，在将该输出电压检测信号经由比较仪等比较电路16生成为输出电压误差补偿用的检测信号的情况下，存在产生该检测误差较大而补偿精度降低的可能性。作为如此产生检测误差的主要原因，考虑用于比较电路16的比较仪的基准电压水平和阈值水平的偏差、在IGBT(Insulated Gate Bipolar Translator，绝缘栅双极型晶体管)死区时间中因流过缓冲回流二极管的电流的极性而引起的输出电压的变化、或者在IGBT的接通电阻和寄生电容等这样的电路中的各部件要素的特性误差等偏差。

与此相对，在第一实施方式中，如在上述图3所示的那样，输出电压检测部21以模拟形式将输出电压检测信号输出，并将其在低通滤波器14中除去高频噪声，并输入到传感器微机15。然后，如上述那样，能够得到通过以软件方式安装在传感器微机15内的低通滤波部44以更高的精度使高频分量减少而整形为接近正弦波状的波形的输出电压检测信号。由此，不会受到如第二比较例那样的部件要素的特性误差的偏差的影响，能够提高输出电压误差补偿的补偿精度。

<第一实施方式的效果>

如以上说明的那样，根据本实施方式的逆变器装置1，在例如通过综合控制微机31和驱动微机32经由主电路部2进行马达的驱动控制(第二控制)的情况下，能够使传感器微机15具有主电路部2的控制以外的控制功能(第一控制)，因此能够减轻综合控制微机31和驱动微机32的处理负担。其结果是，能够实质上由一个微机(在本实施方式的例子中以能够与一个微机同等地处理的彼此并行通信连接的两个微机)构成控制主电路部2的综合控制微机31和驱动微机32，因此能够消除(或降低)在由多个微机分担马达驱动控制的控制算法的情况下微机间的传输速度产生的延迟的影响。因此，能够提高控制性能。

另外，在本实施方式中，特别是，传感器微机15的A/D转换部41将作为模拟信号的检测信号转换为数字信号，信号发送部45对被转换后的多个检测信号进行整合，并通过串行通信发送给驱动微机32。驱动微机32基于所接收的检测信号(控制相关信号)进行主电路部2的控制。由于对多个检测信号进行整合并输出，因此能够降低光电耦合器的个数，并且简化电路结构。另外，作为光电耦合器，由于例如能够使用比模拟光电耦合器6便宜的数字光电耦合器5，因此能够大幅地削减成本。

另外，在本实施方式中，特别是，传感器微机15的异常判断部43进行检测部13的异常判断。例如，对逆变器部11的IGBT开关元件的检测温度THM和阈值进行比较，在检测温度THM超过阈值的情况下判断为异常等。并且，在判断为异常的情况下，将异常检测信号发送给综合控制微机31。由此，综合控制微机31由于能够执行使逆变器装置1的运转停止等处理，因此能够实现逆变器装置1(主电路部2等)的保护。另外，由于在传感器微机15中进行异常判断，因此仅将其结果发送给综合控制微机31，因此能够减轻综合控制微机31的处理负担。

另外，在本实施方式中，特别是，传感器微机15的序列控制部42执行对主电路部2所具有的辅助部12中的预定的电路部件的序列控制。如此，由于不经过综合控制微机31、驱动微机32而在传感器微机15中执行预定的序列控制，由此在要求紧急的情况下能够迅速地执行处理，因此能够提高主电路部2等的保护的可靠性。

另外，在本实施方式中，特别是，相对于驱动微机32具有输出电压误差补偿功能，由于对输出电压检测部21的检测信号进行中继的传感器微机15具有低通滤波部44，因此在对矩形波状的输出电压检测信号(PWM输出电压)进行解调并设为正弦波状的检测信号的基础上能够向驱动微机32发送。由此，能够在驱动微机32中对更接近实际输出电压的正弦波状的输出电压和电压指令进行比较。因此，能够抑制检测误差，并提高补偿精度。另外，传感器微机15的低通滤波部44由于是基于软件的滤波功能，因此通过任意地设定参数(截止频率等)能够降低检测误差，能够不依赖于部件的偏差、特性而检测输出电压。

另外，在本实施方式中，特别是，输出电压检测部21的检测信号在被输入到传感器微机15之前，通过以硬件电路安装的低通滤波器14进行滤波处理。由此，由于能够降低输出电压检测部21的检测信号所包含的噪声，因此能够进一步提高输出电压误差的补偿精度。

另外，在本实施方式中，特别是，通过两个微机(综合控制微机、驱动微机32)构成进行经由主电路部2的马达的驱动控制的控制电路部3，但由于将对马达的控制算法(ASR、ACR)的执行功能聚集到驱动微机32，因此能够抑制逆变器装置1的控制性能受到因微机间的传输速度而产生的延迟的影响。在此基础上，对与处理负担被减轻的综合控制微机31，安装执行控制算法以外的功能，例如安装驱动微机32与序列发生器4的通信功能，由于综合控制微机31和驱动微机32能够并行通信地连接，因此综合控制微机31与驱动微机32之间对例如从序列发生器4、传感器微机15接收的各种数据快速地进行通信。因此，能够提高控制性能。

<第二实施方式：第二实施方式的概要>

在上述第一实施方式中，驱动微机32由于具有对从传感器微机15输入的输出电压检测信号和电压指令进行比较而补偿它们之间的误差的输出电压误差补偿功能，因此能够进行高精度的马达的驱动控制。但是，该输出电压误差补偿功能在对马达的驱动进行控制上不是必须的，在希望指定大致的转速、转矩来简易地对马达进行驱动控制的情况下，也能够省略。在该第二实施方式中，对省略那样的输出电压误差补偿功能的简易的结构的逆变器装置1A进行说明。

图6示出表示作为如上述那样的简易结构型的第二实施方式的逆变器装置1A的主要结构部以及它们之间的各种信息的收发路径的功能框图。此外，对于处于与上述第一实施方式同等的结构的部位标注相同的符号，并适当省略说明。在该图6所示的结构中，作为与上述图1所示的第一实施方式的结构的主要不同点，主电路部2的检测部13不具有输出电压检测部21，传感器微机15A将由输出电流检测部22检测出的输出电流检测信号与从其他的检测部13检测出的模拟形式的检测信号一起直接接收。另外，在控制电路部3中，驱动微机32被省略，综合控制微机31A对该驱动微机32的功能进行整合而以单芯片构成。在该综合控制微机31A中，虽然具有速度控制部ASR以及电流控制部ACR的功能，但不具有上述的输出电压误差补偿功能。因此，传感器微机15A不向综合控制微机31A发送输出电压检测信号，取而代之，传感器微机15A将异常检测信号与输出电流检测信号一起以相同组的串行通信发送给综合控制微机31A。另外，综合控制微机31A向传感器微机15A在图示的例子中经由一个数字光电耦合器5发送数字形式的AD触发信号(同步信号)。关于其他的结构，由于上述第一实施方式是相当的，因此省略说明。

<关于第二实施方式中的传感器微机的综合控制功能>

图7与上述图2对应，示出在本第二实施方式中的传感器微机15A内部的各功能框图。在该图7中，上述低通滤波部44被省略，在另一方面，A/D转换部41将输出电流检测信号也转换为数字形式，信号传输部能够将该输出电流检测信号和异常检测信号以串行通信的传输方式进行整合，并发送给综合控制微机31A。

这里，作为用于这样的电路结构的综合控制微机31A的规格，存在以下情况：如果无法与PWM运算周期同步来接收输出电流检测信号，则无法正常地控制马达。在上述第一实施方式中，由于综合控制微机31A从输出电流检测部22直接接收输出电流检测信号，因此能够容易地实现其接收的同步。但是，在该第二实施方式的电路结构中，由于在传感器微机15A进行中继并将输出电流检测信号输入到综合控制微机31A，因此需要在综合控制微机31A与传感器微机15A之间进行用于输出电流检测信号的收发的同步控制。因此，在综合控制微机31A中设置同步信号发送部46，当其与PWM运算周期同步地输出AD触发信号时，传感器微机15A进行应答，并将输出电流检测信号发送给综合控制微机31A。

参照图8对用于该输出电流检测信号的收发的同步处理进行说明。在图中上方示出的载波信号是当在综合控制微机31A内生成PWM信号时参考的三角波，其频率根据马达的控制状态等发生变化。在本实施方式的例子中，设为在载波信号变为最低水平(谷的最低点)的时间点对输出电流检测信号进行收发，在该时刻下综合控制微机31A的同步信号发送部46将脉冲波形的AD触发信号(在图示的例子中是负逻辑)输出到传感器微机15A。该AD触发信号存在脉冲幅度的不同的两种，将幅度窄的脉冲每重复预定次数则输出一次幅度宽的脉冲。

传感器微机15A在与脉冲幅度无关地接收AD触发信号时，从输出电流检测部22检测输出电流检测信号并存储该检测结果。并且，特别在所接收的脉冲幅度宽的情况下，对从前次的发送开始到此为止所存储的输出电流检测信号的检测结果进行汇总，并发送给综合控制微机31A。由此，综合控制微机31A能够与PWM运算周期同步地从传感器微机15A接收输出电流的检测结果，所述PWM运算周期以与此时的控制状态相应的载波周期为单位。此外，作为对输出电流的检测结果进行收发的时刻，除了载波信号的最低水平(谷的最低点)以外，例如也可以设为最高水平(顶点)。

<第二实施方式的效果>

如以上说明那样，根据本实施方式的逆变器装置1A，能够实现大幅度地简化电路结构，并在除输出电压误差补偿功能以外能够与上述第一实施方式同等地发挥功能的逆变器装置1A。

另外，在本实施方式中，特别是，从综合控制微机31A向传感器微机15A以与PWM运算周期对应的时刻发送AD触发信号，传感器微机15A的信号发送部45在接收了特定的AD触发信号的时刻将输出电流检测部22的检测信号发送给综合控制微机31A。由此，在逆变器装置1A的运转中，即使在综合控制微机31A中载波频率、PWM运算周期被任意地改变的情况下也能够获取同步，从而能正常地控制马达。

<第三实施方式：第三实施方式的概要>

在上述第一实施方式以及第二实施方式中，对逆变器装置1、1A的与电气的电路结构有关的设计方法进行说明，但在该第三实施方式中，对逆变器装置1、1A的机械的结构、特别是与电路基板间的机械的连接结构相关的设计方法进行说明。

如上述那样，由于主电路部2和控制电路部3在电上被加强绝缘，因此在机械上主电路部2与控制电路部3分别以独自设置的电路基板单独地构成的情况较多。与此相对，在该第三实施方式中，传感器微机15的周边还以独自的电路基板单独地构成、以合计三个电路基板构成。例如，如图9所示，在设置于主电路部2的电路基板51的表面的连接器54上，将传感器微机15的电路基板52以立起设置的方式插入来连接，并且，还经由电缆55将传感器微机15的电路基板52与控制电路部3的电路基板53连接。此外，数字光电耦合器5只要设置于任一个电路基板51、52、53上并经由电布线连接即可。传感器微机15的电路基板52由于能够较小地制作，因此即使通过这样的机械的配置来连接，也能够抑制整体的容纳电容。

如此，在将逆变器装置1整体划分为三个电路基板51、52、53的情况下，在上述第一实施方式中，以图10所示的划分来构成各电路基板51、52、53。即，主电路部2中的逆变器部11、辅助部12、检测部13被安装在一个主电路基板51上，传感器微机15被安装到第一控制基板52上，综合控制微机31和驱动微机32被安装到第二控制基板53上。将该划分下的主电路基板、第一控制基板以及第二控制基板分别设为与第一实施方式对应的A型的基板。

另外，在上述第二实施方式中，以图11所示的划分构成各电路基板51、52、53。即，在第二控制基板53上仅安装综合控制微机31。将该划分下的主电路基板51、第一控制基板52以及第二控制基板53分别设为与第二实施方式对应的B型的基板。

这里，逆变器装置1通常根据例如尺寸、控制性能、功能、成本等要求规格而划分多个种类的产品。因此，在该第三实施方式中，关于上述的各电路基板51、52、53彼此之间的连接结构，设为在对应的划分的电路基板之间在电气、机械的双面上具有互换性并能够更换，由此设为根据其组合使具有多个规格的变化。

例如，如图12的表所示，即使仅是第一控制基板52与第二控制基板53的组合，由于各个控制基板存在A型和B型两种，因此能够具有合计四种规格的变化。在第一控制基板52中根据传感器微机15自身的规格的不同，通过使用A型而成为马达的控制功能变高的规格，通过使用B型而成为抑制马达的控制功能的规格。另外，在第二控制基板53中根据综合控制微机31和驱动微机32的芯片数的不同，通过使用A型成为需要标准尺寸的框体规格，通过使用B型成为小型尺寸的框体规格并且为简易的规格。另外，虽然没有特别图示，即使根据组合的主电路基板51中有无输出电压检测部21，使在是否能够具有输出电压误差补偿功能上、即在控制性能上具有差异。

<第三实施方式的效果>

如以上说明的那样，根据本实施方式的逆变器装置1，通过针对各主要部件的区分，分别构成电路基板51、52、53，根据它们的组合能够增加整体的规格的变化。由此，与针对各个规格设计专用的电路基板的情况相比，能够大幅地缩短开放期间。

此外，在上述的各实施方式中的逆变器装置1中，假定了对感应马达进行驱动控制的情况，但并不限于此。例如，即使针对驱动控制同步马达的逆变器装置1，关于主电路部2和控制电路部3的各自中的各微机15、31、32的配置、功能以及与各种信号的流向相关的设计方法，能够应用与上述的各实施方式同样的方法。

另外，除了以上已经叙述的以外，可以适当地组合上述实施方式、各变形例的方法来使用。

除此以外，不再一一例示，但上述实施方式、各变形例在不脱离其主旨的范围内能够施加各种改变来实施。

符号说明

1 逆变器装置

2 主电路部

3 控制电路部

4 序列发生器

5 数字光电耦合器(信号传递部)

6 模拟光电耦合器(信号传递部)

11 逆变器部

12 辅助部

13 检测部

14 低通滤波器

15、15A 传感器微机(第一控制部)

21 输出电压检测部(电压检测部)

22 输出电流检测部(电流检测部)

23 各种状态量检测部

31、31A 综合控制微机(第二控制部)

32 驱动微机(第二控制部)

41 A/D转换部

42 序列控制部

43 异常判断部

44 低通滤波部

45 信号发送部

46 同步信号发送部

51 主电路基板

52 微机基板、第一控制基板

53 控制电路基板、第二控制基板

54 连接器

55 电缆。

Claims (9)

1.一种逆变器装置，其特征在于，具有：

主电路部，包括逆变器部；

检测部，检测所述主电路部的状态量，并输出检测信号；

第一控制部，中继所述检测信号，并基于该检测信号进行第一控制；

信号传递部，以电绝缘的状态传递由所述第一控制部中继的所述检测信号；以及

第二控制部，输入由所述信号传递部传递的所述检测信号，并基于该检测信号进行第二控制。

2.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，所述第一控制部具有：

A/D转换部，将作为模拟信号的所述检测信号转换为数字信号；以及

信号发送部，将被转换为所述数字信号的多个所述检测信号进行整合并通过串行通信发送给所述第二控制部，

所述第二控制部基于由所述信号发送部发送的所述检测信号进行所述主电路部的控制。

3.如权利要求2所述的逆变器装置，其特征在于，

所述第一控制部具有异常判断部，所述异常判断部基于所述检测信号判断所述检测部有无异常，

当由所述异常判断部判断为存在异常时，所述信号发送部将异常信号发送给所述第二控制部。

4.如权利要求2或3所述的逆变器装置，其特征在于，

所述第一控制部具有序列控制部，所述序列控制部基于所述检测信号执行针对所述主电路部所具有的预定的电路部件的序列控制。

5.如权利要求2至4中任一项所述的逆变器装置，其特征在于，

所述检测部包括电压检测部，所述电压检测部检测所述逆变器部的输出电压，

所述第一控制部具有低通滤波部，所述低通滤波部使所述电压检测部的所述检测信号中的比预定的截止频率高的频率的分量减少。

6.如权利要求5所述的逆变器装置，其特征在于，

还具有低通滤波器，所述低通滤波器被配置在所述电压检测部与所述第一控制部之间的电路，使所述电压检测部的所述检测信号中的比预定的截止频率高的频率的分量减少。

7.如权利要求2至6中任一项所述的逆变器装置，其特征在于，

所述检测部包括电流检测部，所述电流检测部检测所述逆变器部的输出电流，

所述第二控制部具有同步信号发送部，所述同步信号发送部在与PWM运算周期对应的时刻向所述第一控制部发送同步信号，

所述信号发送部在接收到所述同步信号的时刻向所述第二控制部发送所述电流检测部的所述检测信号。

8.如权利要求2至7中任一项所述的逆变器装置，其特征在于，所述第二控制部具有：

第一微机，基于所述检测信号执行针对控制对象的控制算法；以及

第二微机，与所述第一微机能够并行通信地连接，并控制所述第一微机与外部设备的通信。

9.一种逆变器装置的控制方法，所述逆变器装置具有包括逆变器部的主电路部，所述控制方法的特征在于，包括：

检测所述主电路部的状态量，并输出检测信号；

中继所述检测信号，并基于该检测信号进行第一控制；

以电绝缘的状态传递被中继的所述检测信号；以及

输入被传递的所述检测信号，基于该检测信号进行第二控制。