CN109478865B - 马达驱动装置、冰箱以及空气调节机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种马达驱动装置，用于驱动具有被施加三相的交流电压的第1绕组群(6)以及第2绕组群(7)的马达(5)，上述马达驱动装置具备第1逆变器(3)以及第2逆变器(4)，第1逆变器(3)将交流电压施加到第1绕组群(6)，第2逆变器(4)将交流电压施加到第2绕组群(7)。作为检测第1绕组群(6)以及第2绕组群(7)中的任意绕组群所感应的感应电压的电压检测器，具备第1感应电压检测器(50)、第2感应电压检测器(51)以及第3感应电压检测器(52)。

Description

马达驱动装置、冰箱以及空气调节机
技术领域
本发明涉及驱动马达的马达驱动装置、冰箱以及空气调节机。
背景技术
作为驱动具有多个3相绕组的多群的绕组构造的同步马达的手法，在下述专利文献1中开了如下手法：在具有两个群的绕组的同步马达中，用主逆变器驱动1个绕组群，用副逆变器驱动剩余的绕组群，两个逆变器根据旋转坐标上的电压指令、电流检测信号以及马达的电路常数以及推测速度来运算推测相位角，平均值运算部求出推测相位角的平均值，速度推测部根据平均值来运算推测速度，位置积分部对推测速度进行时间积分而运算推测基准相位。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5527025号公报
发明内容
不限于同步马达，在低旋转即低速地驱动马达的情况下，马达的惯性驱动力弱，所以为了稳定地驱动马达，需要高精度地控制马达。然而，在上述专利文献1的手法中，使用在多个绕组群中分别流过的电流的平均值，所以存在与控制并非多群的绕组构造的通常的马达的情况相比控制性恶化这样的课题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于得到即使在控制多群的绕组构造的马达的情况下也能够抑制低速区域下的控制性的恶化的马达驱动装置。
为了解决上述课题，达到目的，本发明提供一种马达驱动装置，用于驱动包括如下电路的马达，该电路具有多个包括被施加三相的交流电压的3个绕组部的绕组群，多个所述绕组群针对每个所述绕组群而电气性地独立，其中，所述马达驱动装置具备：至少1个逆变器，将所述交流电压施加到至少1个所述绕组群；以及感应电压检测器，检测至少1个所述绕组群中的至少1个所述绕组部所感应的感应电压。
根据本发明，起到即使在控制多群的绕组构造的马达的情况下也能够抑制控制性的恶化这样的效果。
附图说明
图1是示出本实施方式的马达驱动装置的结构的电路图。
图2是示出本实施方式的逆变器控制部的结构例的框图。
图3是示出实现本实施方式的控制部的功能的硬件结构的一个例子的框图。
图4是示出实现本实施方式的控制部的功能的硬件结构的另一例子的框图。
图5是示出用本实施方式的马达驱动装置驱动马达时的第1逆变器以及第2逆变器的动作状态的转变例的图。
图6是示出马达的绕组群所感应的感应电压的一个例子的图。
图7是示出本实施方式的马达驱动装置的与图1不同的结构的电路图。
图8是示出赋予给进行一般的正弦波PWM控制时的逆变器的驱动信号和逆变器输出的电压波形的图。
图9是示出赋予给进行一般的矩形波控制时的逆变器的驱动信号和逆变器输出的输出电压波形的图。
图10是示出本实施方式的马达驱动装置的与图1以及图7不同的结构的电路图。
图11是示出本实施方式的马达驱动装置的与图1、图7以及图10不同的结构的电路图。
图12是示出将本实施方式的马达驱动装置应用于空气调节机的一个例子的图。
图13是示出将本实施方式的马达驱动装置应用于冰箱的一个例子的图。
(附图标记说明)
1、2：电容器；3：第1逆变器；4：第2逆变器；5：马达；6：第1绕组群；6U、7U：U相绕组部；6V、7V：V相绕组部；6W、7W：W相绕组部；7：第2绕组群；8：第1电流检测器；9：第2电流检测器；10：第3电流检测器；11：第4电流检测器；12：逆变器控制部；13：第1电流控制部；14：第1电压指令生成部；15：第1PWM信号生成部；16：第1三相二相变换部；17：第1速度推测部；18：第2电流控制部；19：第2电压指令生成部；20：第2PWM信号生成部；21：第2三相二相变换部；22：转矩电流指令部；23：第2速度推测部；24：速度推测切换部；25：转矩电流指令分配部；50：第1感应电压检测器；51：第2感应电压检测器；52：第3感应电压检测器；53：第4感应电压检测器；54：第5感应电压检测器；55：第6感应电压检测器；200：CPU；202：存储器；203：处理电路；204：接口；300：空气调节机；301：室外机；304：室内机；302：制冷剂压缩机；303、404：送风机；400：冰箱；401：制冷剂压缩机；402：冷却室；403：冷却器。
具体实施方式
以下，根据附图，详细地说明本发明的实施方式的马达驱动装置、冰箱以及空气调节机。此外，本发明并不被以下的实施方式限定。
实施方式.
图1是示出本实施方式的马达驱动装置的结构的电路图。在图1中，示出了本实施方式的马达驱动装置与具有多个绕组群的马达之间的电连接关系。在本实施方式中，如图1所示，马达5是具备第1绕组群6及第2绕组群7的二群三相构造的马达，上述第1绕组群6包括缠绕有1个以上的线圈的U相绕组部6U、缠绕有1个以上的线圈的V相绕组部6V以及缠绕有1个以上的线圈的W相绕组部6W，上述第2绕组群7包括缠绕有1个以上的线圈的U相绕组部7U、缠绕有1个以上的线圈的V相绕组部7V以及缠绕有1个以上的线圈的W相绕组部7W。第1绕组群6和第2绕组群7是在马达5的内部不接线而相互电气性地独立的结构。马达5具备未图示的定子以及转子。
另外，在图1中，除了示出了第1逆变器3、第2逆变器4以及马达5之外，还示出了将直流电力供给到第1逆变器3的第1平滑单元即电容器1、将直流电力供给到第2逆变器4的第2平滑单元即电容器2、检测第1绕组群6的U相电流的第1电流检测器8、检测第1绕组群6的W相电流的第2电流检测器9、检测第2绕组群7的U相电流的第3电流检测器10、检测第2绕组群7的W相电流的第4电流检测器11、检测马达5的第2绕组群7的U相所感应的电压(以下称为“U相感应电压”)的第1感应电压检测器50、检测马达5的第2绕组群7的V相所感应的感应电压(以下称为“V相感应电压”)的第2感应电压检测器51以及检测马达5的第2绕组群7的W相所感应的感应电压(以下称为“W相感应电压”)的第3感应电压检测器52、及控制第1逆变器3以及第2逆变器4的逆变器控制部12。
此外，在图1中，未设置检测第1绕组群6的V相电流的电流检测器和检测第2绕组群7的V相电流的电流检测器。在该结构的情况下，第1绕组群6的V相电流能够根据第1电流检测器8检测到的U相电流和第2电流检测器9检测到的W相电流而求出。同样地，第2绕组群7的V相电流能够根据第3电流检测器10检测到的U相电流和第4电流检测器11检测到的W相电流而求出。
第1电流检测器8、第2电流检测器9、第3电流检测器10以及第4电流检测器11检测到的检测电流、第1感应电压检测器50、第2感应电压检测器51以及第3感应电压检测器52检测到的感应电压、及电容器1以及电容器2的检测电压被输入到逆变器控制部12。逆变器控制部12根据检测电流、感应电压以及检测电压来控制第1逆变器3以及第2逆变器4。
第1逆变器3与第1绕组群6连接，第2逆变器4与第2绕组群7连接。第1逆变器3对第1绕组群6的多个相分别供给第1电力，第2逆变器4对第2绕组群7的多个相分别供给第2电力。第1绕组群6和第2绕组群7利用与各自连接的第1逆变器3以及第2逆变器4相互独立且单独地控制。
此外，在图1中，例示出马达5为具有两个群的以三相缠绕的绕组群的二群三相构造的情况，但马达5所具备的绕组群的数量也可以为3个群以上。即，马达5也可以为多群三相构造的马达。作为具体的例子，可举出第1绕组群6具有多个绕组部的情况。在具有多个绕组部的情况下，在绕组群中流过的电流分流到多个绕组部，所以绕组群整体的电阻变小而成为低损耗，能够作为高输出对应的马达而构成。
另外，在图1中，示出了马达5为三相马达的例子、具体而言第1绕组群6以及第2绕组群7分别以UVW的三相缠绕的例子，但马达5的相数不限定于3，也可以为2或者4以上。即，马达5既可以为多群单相构造的马达，也可以为多群多相构造的马达。
另外，在图1中，例示出第1逆变器3与第1绕组群6连接，第2逆变器4与第2绕组群7连接的情况，但也可以是第1逆变器3以及第2逆变器4中的至少1个逆变器具备多个逆变器。
作为具备多个逆变器的具体的例子，可举出第1逆变器3具有3个三相逆变器的情况。在此，将构成第1逆变器3的3个三相逆变器作为逆变器A、逆变器B以及逆变器C而识别。在该结构中，能够以使构成逆变器A的3个上下支路的开关元件对(省略图示)分别将电流供给到U相绕组部6U，使构成逆变器B的3个上下支路的开关元件对分别将电流供给到V相绕组部6V，使构成逆变器C的3个上下支路的开关元件对分别将电流供给到W相绕组部6W的方式接线。在为该结构的情况下，即使逆变器A、B、C的电流容量变小，也能够利用逆变器A、B、C整体来实现大电流容量的逆变器。
另外，作为第1逆变器3具有3个逆变器A、B、C的情况下的其它接线例子，也可以以使构成逆变器A的3个上下支路的开关元件对中的第1开关元件对、构成逆变器B的3个上下支路的开关元件对中的第1开关元件对、以及构成逆变器C的3个上下支路的开关元件对中的第1开关元件对将电流供给到U相绕组部6U，使构成逆变器A的3个上下支路的开关元件对中的第2开关元件对、构成逆变器B的3个上下支路的开关元件对中的第2开关元件对、以及构成逆变器C的3个上下支路的开关元件对中的第2开关元件对将电流供给到V相绕组部6V，使构成逆变器A的3个上下支路的开关元件对中的第3开关元件对、构成逆变器B的3个上下支路的开关元件对中的第3开关元件对、以及构成逆变器C的3个上下支路的开关元件对中的第3开关元件对将电流供给到W相绕组部6W的方式接线。即使在这样接线的情况下，也能够使用电流容量小的逆变器A、B、C，利用逆变器A、B、C整体来实现大电流容量的逆变器。此外，即使是逆变器与绕组群为1对1的关系，也可以实现3个以上的多群绕组构造，在该情况下，能够抑制各逆变器以及马达绕组群的电流容量。
接下来，参照图2，说明本实施方式的逆变器控制部12的结构。图2是示出本实施方式的逆变器控制部12的结构例的框图。
如图2所示，本实施方式的逆变器控制部12具备第1电流控制部13、第1电压指令生成部14、第1PWM信号生成部15、第1三相二相变换部16、第1速度推测部17、第2电流控制部18、第2电压指令生成部19、第2PWM信号生成部20、第2三相二相变换部21、转矩电流指令部22、第2速度推测部23、速度推测切换部24以及转矩电流指令分配部25。
第1电流控制部13是用于控制第1逆变器3流到第1绕组群6的d轴电流Id1以及q轴电流Iq1的控制部，根据后述第1三相二相变换部16运算出的第1逆变器3的d轴电流Id1以及q轴电流Iq1、由后述转矩电流指令分配部25分配的向第1逆变器3的第1转矩电流指令Iq1*、以及预先设定或者从外部输入或者通过运算求出的d轴电流指令Id1*，求出d轴电压Vd1以及q轴电压Vq1。
第1电压指令生成部14根据第1电流控制部13生成的d轴电压Vd1以及q轴电压Vq1、及后述速度推测切换部24输出的相位θ，生成赋予给第1逆变器3的电压指令Vu1、Vv1、Vw1。
第1PWM信号生成部15根据第1电压指令生成部14生成的电压指令Vu1、Vv1、Vw1以及电容器1的两端电压Vdc1，生成用于控制第1逆变器3的开关元件的PWM信号，控制第1逆变器3。
第1三相二相变换部16根据来自第1电流检测器8以及第2电流检测器9的电流信息、及后述速度推测切换部24输出的相位θ，运算作为dq坐标系的电流值的d轴电流Id1以及q轴电流Iq1。
第1速度推测部17根据d轴电流Id1以及q轴电流Iq1，推测作为马达5的速度推测值之一的第1推测速度ωi以及作为相位推测值之一的第1相位θi。在此，ω以及θ所附注的“i”意味着基于电流信息的推测值。此外，在此所称的“速度”为转速，另外，转速是指每单位时间的转数。
第2电流控制部18是用于控制第2逆变器4流到第2绕组群7的d轴电流Id2以及q轴电流Iq2的控制部，根据后述第2三相二相变换部21运算出的第2逆变器4的d轴电流Id2以及q轴电流Iq2、由后述转矩电流指令分配部25分配的向第2逆变器4的第2转矩电流指令Iq2*、以及预先设定或者从外部输入或者通过运算求出的d轴电流指令Id2*，求出d轴电压Vd2以及q轴电压Vq2。
第2电压指令生成部19根据第2电流控制部18生成的d轴电压Vd2以及q轴电压Vq2、及后述速度推测切换部24输出的相位θ，生成赋予给第2逆变器4的电压指令Vu2、Vv2、Vw2。
第2PWM信号生成部20根据第2电压指令生成部19生成的电压指令Vu2、Vv2、Vw2以及电容器2的两端电压Vdc2，生成用于控制第2逆变器4的开关元件的PWM信号，控制第2逆变器4。
第2三相二相变换部21根据来自第3电流检测器10以及第4电流检测器11的电流信息、及后述速度推测切换部24输出的相位θ，运算作为dq坐标系的电流值的d轴电流Id2以及q轴电流Iq2。
第2速度推测部23根据来自第1感应电压检测器50、第2感应电压检测器51以及第3感应电压检测器52的电压信息，推测作为马达5的速度推测值之一的第2推测速度ωv以及作为相位推测值之一的第2相位θv。在此，ω以及θ所附注的“v”意味着基于电压信息的推测值。
速度推测切换部24决定输出第1速度推测部17推测出的第1推测速度ωi以及第1相位θi和第2速度推测部23推测出的第2推测速度ωv以及第2相位θv中的哪个推测速度以及相位，输出所决定的推测速度以及推测相位。即，速度推测切换部24进行对是输出基于电流信息的推测值还是输出基于电压信息的推测值进行切换的控制。
转矩电流指令部22根据速度指令ω*与速度推测切换部24输出的推测速度ω的偏差，生成二群三相构造的马达5中的整体的转矩电流指令。生成转矩电流指令Iq*，输出到转矩电流指令分配部25。
转矩电流指令分配部25根据整体的转矩电流指令Iq*，生成用于赋予给第1逆变器3的第1转矩电流指令Iq1*以及用于赋予给第2逆变器4的第2转矩电流指令Iq2*，将所生成的第1转矩电流指令Iq1*输出到第1电流控制部13，将所生成的第2转矩电流指令Iq2*输出到第2电流控制部18。
接下来，参照图3，说明实现上述逆变器控制部12的功能的硬件结构。此外，逆变器控制部12的功能是指作为逆变器控制部12的结构部而示出的第1电流控制部13、第1电压指令生成部14、第1PWM信号生成部15、第1三相二相变换部16、第1速度推测部17、第2电流控制部18、第2电压指令生成部19、第2PWM信号生成部20、第2三相二相变换部21、转矩电流指令部22、第2速度推测部23、速度推测切换部24以及转矩电流指令分配部25所担当的功能。
在实现上述各种控制部的功能的情况下，能够如图3所示构成为包括进行运算的CPU(Central Processing Unit：中央处理装置)200、保存由CPU200读取的程序的存储器202以及进行信号的输入输出的接口204。此外，CPU200也可以为被称为运算装置、微型处理器、微型计算机、处理器或者DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等的装置。另外，存储器202例如相当于RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory，只读存储器)、闪存存储器、EPROM(Erasable Programmable ROM，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically EPROM，电可擦除可编程只读存储器)等非易失性或者易失性的半导体存储器等。
具体而言，存储器202储存有执行各种控制部的功能的程序。CPU200通过经由接口204进行所需的信息的授受，从而执行在本实施方式中说明的各种运算处理。
此外，图3所示的CPU200以及存储器202也可以如图4那样置换为处理电路203。处理电路203例如相当于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并联程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)，FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者将它们组合而成的结构。
接下来，参照图1至图6的附图，说明本实施方式的马达驱动装置中的主要部分动作。图5是示出用本实施方式的马达驱动装置驱动马达5时的第1逆变器3以及第2逆变器4的动作状态的转变例的图，横轴表示转速，纵轴表示分别赋予给第1逆变器3以及第2逆变器4的转矩。另外，图6是示出马达5的绕组群所感应的感应电压的一个例子的图，横轴表示马达电角相位，纵轴表示马达感应电压。此外，“马达电角相位”不是指马达5旋转时的机械旋转角，而是指换算为电角的相位角。
首先，说明图5所示的运转状态的转变例。在图5中，(a)的区域为低速旋转区域，(c)的区域为高速旋转区域。处于(a)与(c)之间的(b)的区域为转移区域。在低速旋转区域(a)仅使第1逆变器3动作，使第2逆变器4停止。另一方面，在高速旋转区域(c)使第1逆变器3以及第2逆变器4这双方动作。在转移区域(b)，使第1逆变器3以及第2逆变器4的转矩都增加。
在第2逆变器4停止的情况下，在第2绕组群7中产生如图6所示的马达感应电压。该马达感应电压被第1感应电压检测器50、第2感应电压检测器51以及第3感应电压检测器52检测到。第2速度推测部23使用第1感应电压检测器50、第2感应电压检测器51以及第3感应电压检测器52检测到的电压信息来推测第2推测速度ωv以及第2相位θv。
这样，第2速度推测部23在第2逆变器4停止时检测马达5的感应电压。第2逆变器4停止时的感应电压不是第2逆变器4施加到第2绕组群7的电压，而是由于第1逆变器3施加到第1绕组群6的电压而第2绕组群7所感应的电压。因此，能够由第1感应电压检测器50、第2感应电压检测器51以及第3感应电压检测器52检测波形良好且相位角的波动小的三相的马达感应电压。由此，能够高精度地推测作为速度以及相位的推测值的第2推测速度ωv以及第2相位θv。
在图5的例子中，在低速旋转区域、即以低速驱动的情况下使第2逆变器4停止。作为具体的控制方案，成为如下控制：预先设定决定低速旋转区域(a)与转移区域(b)的边界的第1速度，在马达5的速度为第1速度以下或小于第1速度时使第2逆变器4停止，在马达5的速度超过第1速度时或为第1速度以上时使第2逆变器4动作。
此外，在图5的例子中，作为使第2逆变器4停止的条件而使用了速度，但也可以将负载的大小作为条件。即成为如下控制：相对于预先设定的负载值，在马达5的驱动负载为该负载值以下或小于该负载值时使第2逆变器4停止，在马达5的驱动负载超过该负载值时或为该负载值以上时使第2逆变器4动作。
在低速旋转时或者低负载时使第2逆变器4停止的理由在于与驱动双方的逆变器的情况相比，在使单方的逆变器停止的情况下能够抑制损耗的情形较多。另外，在低负载时调制度小、控制性容易恶化，这也是理由之一。
由于上述理由，在速度推测切换部24，在使第1逆变器3以及第2逆变器4这双方动作的通常运转时，将来自第1速度推测部17的输出值即第1推测速度ωi以及第1相位θi作为速度推测切换部24的输出，在仅第1逆变器3进行动作、使第2逆变器4的动作停止的抑制运转时，将来自第2速度推测部23的输出值即第2推测速度ωv以及第2相位θv作为速度推测切换部24的输出。
此外，在图2的例子中，从第1绕组群6进行通常运转时的速度推测(以下为了方便称为“通常速度推测”)，但也可以从第2绕组群7进行通常速度推测。在该情况下，在图2中，只要构成为将第2三相二相变换部21的输出输入到第1速度推测部17即可。另外，此时，无需将第1三相二相变换部16的输出输入到第2速度推测部23。
如以上说明，在第2逆变器4停止时使用第2速度推测部23的输出，从而能够使用高精度的第2推测速度ωv以及第2相位θv，所以在一般被认为控制性恶化这样的低速旋转区域也能够进行稳定的驱动。
此外，在上述中，以低速时以及低负载时为例而进行了说明，但只要是驱动的逆变器的合计容量为负载以上的条件，就也可以使与和电路损耗以及马达损耗相应地成为过剩的容量以下相当的逆变器停止。用具体的例子进行说明，在第1逆变器3的额定值为20KVA、第2逆变器4的额定值为20KVA的情况下，进行如果负载为20KVA以下则使第2逆变器4停止的控制。
另外，在图1中，将第3电流检测器10以及第4电流检测器11的输出输入到逆变器控制部12，但也可以如图7所示，省略第3电流检测器10以及第4电流检测器11。在该情况下，构成为根据在第1逆变器3中流过的电流来控制第1逆变器3以及第2逆变器4这双方。在该结构的情况下，能够削减电流检测器的数量，所以能够降低成本。
接下来，说明施加到第1逆变器3以及第2逆变器4的驱动信号。图8是示出赋予给进行一般的正弦波PWM控制(还简称为“正弦波控制”)时的逆变器的驱动信号和逆变器输出的电压波形的图。在图8中，上层部分的波形为逆变器施加到马达绕组的相电压波形，下层部分的波形为赋予给逆变器的驱动信号(PWM信号)的波形。另外，图9是示出赋予给进行一般的矩形波控制时的逆变器的驱动信号和逆变器输出的电压波形的图。在图9中，上层部分的波形为逆变器施加到马达绕组的相电压波形，下层部分的波形为赋予给逆变器的驱动信号(120°通电的矩形波信号)的波形。
在对第1逆变器3进行正弦波控制时，也可以针对第2逆变器4而设为矩形波控制。在将第2逆变器4设为矩形波控制的情况下，如果增大进行正弦波控制的第1逆变器3的比重，则控制的稳定性变高，能够得到高的针对振动以及声音这样的评价项目的稳定性。此外，增大比重意味着增大输出。
另一方面，如果增大进行矩形波控制的第2逆变器4的比重，则能够降低开关损耗。此外，作为矩形波控制，也可以在前后半段的波形部分进行高频开关。另外，在图9中，例示出120°通电的矩形波信号，但也可以为150°通电的矩形波信号。进而，总之，如果是设置有各逆变器所具备的省略了图示的各相的每相的上下支路的开关元件都不进行开关动作的区间的间歇通电，也能够得到同样的效果。
另外，在本实施方式中，说明了用两个逆变器驱动二群三相构造的马达的例子，但即使是具有3个群以上的绕组的马达，也具备具有1个以上的感应电压检测器的逆变器，从而能够得到同样的效果。
另外，此时，连接具备感应电压检测器的逆变器的绕组群的容量越小，即使使该逆变器停止也能够驱动的马达输出越大，能够在宽的范围利用感应电压检测。
极端而言，上述内容意味着具备未用于驱动的极小容量的绕组。如果具备未用于驱动的极小容量的绕组，使该绕组的端子断开，则能够在该绕组中检测整个运转区域中的感应电压。其结果，能够高精度地进行位置推测，能够进行效率以及可靠性高的马达驱动。
此外，在本实施方式中，由电流检测器直接检测马达电流，但也可以如图10所示构成为将直流电流检测器56设置于第1逆变器3的直流侧，将直流电流检测器56的检测值输入到逆变器控制部12。此时，在低负载中根据第1感应电压检测器50、第2感应电压检测器51以及第3感应电压检测器52检测到的感应电压的检测信息、及直流电流检测器56检测到的直流电流的检测信息来推测马达电流即可，能够得到与检测马达电流的情况同样的效果。
此外，作为直流电流的检测手法之一，有使用分流电阻的手法。只要使用分流电阻，就能够廉价地构成系统，并且甚至低速旋转区域都能够稳定地驱动。但是，有时在使用分流电阻的情况下，在调制度低的条件下实际矢量的输出期间变短，难以检测直流电流。在这样的情况下，也可以根据第2速度推测部23的推测值来进行V/F控制。
另外，在本实施方式中，检测第1逆变器3以及第2逆变器4这双方、或者第1逆变器3以及第2逆变器4中的任意一方的马达电流，但也可以如图11所示，具备检测马达5的第1绕组群6所感应的U相感应电压的第4感应电压检测器53、检测马达5的第1绕组群6所感应的V相感应电压的第5感应电压检测器54以及检测马达5的第1绕组群6所感应的W相感应电压的第6感应电压检测器55。在该情况下，如果对第1逆变器3以及第2逆变器4都进行矩形波控制，则在马达电角1个周期中，在各逆变器中分别存在6次能够检测感应电压的过零点的定时。因此，在二群三相构造的马达的情况下，能够检测到最多12次过零点。由此，相比于通常的三相马达，速度以及相位的更新机会倍增。如果更新机会倍增，则推测误差被抑制，所以能够进行高精度的马达驱动。
另外，在本实施方式中，在至少1个逆变器的输出侧具备电流检测器，但也可以由分流电阻检测在对应的逆变器的下侧支路中流过的电流。只要使用分流电阻，就能够廉价地构成系统。
此外，一般而言，感应电压检测器相比于电流检测器能够廉价地构成，所以能够抑制成本上升。另外，作为电流检测器的代替，设为基于感应电压检测器的马达控制，从而也能够降低成本。
另外，图1是分别将平滑单元和未图示的转换器连接于各逆变器的结构，但也可以设置共同的转换器和共同的输出母线，将该共同的转换器施加到该共同的输出母线的电压设为向各逆变器的输入电压。
另外，在图1中，对第2逆变器4而使用了3个感应电压检测器，但也可以将感应电压检测器的数量设为两个或1个，能够检测相位。
另外，如果将开关元件设为由宽带隙半导体形成的开关元件，则能够降低逆变器损耗，能够实现高效率的系统。特别是，如果应用于进行正弦波控制的逆变器，则开关损耗的降低效果变大。进而，在使各逆变器的动作的比重具有差的情况下，如果在比重大的逆变器中使用宽带隙半导体，则能够得到大的损耗降低效果。
如上那样，使用本实施方式的马达驱动装置，从而能够得到高效率且高可靠的驱动系统。
另外，上述本实施方式的马达驱动装置适于空气调节机以及冰箱。图12是示出将本实施方式的马达驱动装置应用于空气调节机的一个例子的图。另外，图13是示出将本实施方式的马达驱动装置应用于冰箱的一个例子的图。
如图12所示，应用了实施方式的马达驱动装置的空气调节机300具备室外机301以及室内机304，室外机301与未图示的制冷剂电路连接，具备构成制冷循环的制冷剂压缩机302、以及对未图示的热交换器送风的送风机303。而且，这些制冷剂压缩机302以及送风机303被由上述实施方式的马达驱动装置驱动的马达旋转驱动。在这样应用了实施方式的马达驱动装置的空气调节机300中，也能够得到上述实施方式的效果。
如图13所示，应用了本实施方式的马达驱动装置的冰箱400具备：制冷剂压缩机401，与未图示的制冷剂电路连接，构成制冷循环；冷却室402；冷却器403，设置于冷却室402内；以及冷气循环用的送风机404，将由冷却器403生成的冷气送到各冷藏室以及制冷室。而且，制冷剂压缩机401以及送风机404被由上述本实施方式的马达驱动装置驱动的马达旋转驱动。在这样应用了本实施方式的马达驱动装置的冰箱400中，也能够得到上述实施方式的效果。
如以上说明，根据本实施方式的马达驱动装置，构成为针对具有多个包括被施加三相的交流电压的3个绕组部的绕组群的马达，具备多个将交流电压施加到至少1个绕组群的逆变器，具备1个以上检测至少1个绕组群中的至少1个绕组部所感应的感应电压的感应电压检测器，所以起到即使在控制多群的绕组构造的马达的情况下也能够抑制控制性的恶化这样的效果。另外，起到能够进行矩形波控制，能够通过简易的控制进行驱动，能够降低开关损耗这样的效果。进而，位置检测精度提高，所以起到能够高精度地进行马达控制这样的效果。
另外，根据本实施方式的马达驱动装置，未具备感应电压检测器的逆变器中的至少1个以上的逆变器具备检测马达电流的电流检测器，所以起到能够向至少1个绕组群施加正弦波，能够高精度地进行马达驱动的效果。
此外，在本实施方式的马达驱动装置中，也可以对具备感应电压检测器的逆变器进行矩形波控制。通过进行矩形波控制，逆变器的开关次数减少，所以起到开关损耗降低这样的效果。
另外，在本实施方式的马达驱动装置中，也可以在马达的速度为第1速度以下、或者马达的驱动负载为预先设定的负载值以下的情况下，在多个逆变器之中使任意的逆变器停止。由此，在低负载时进行动作的逆变器数变少，所以起到能够降低逆变器损耗这样的效果。
另外，在本实施方式的马达驱动装置中，也可以当在多个逆变器之中使任意的逆变器停止时使具备感应电压检测器的逆变器停止。由此，在所有的相位中都能够检测感应电压，相位检测精度提高，所以起到能够进行高精度的马达驱动这样的效果。
另外，在本实施方式的马达驱动装置中，也可以根据感应电压检测器的检测信息来控制未具备感应电压检测器的逆变器。由此，起到能够在适当的定时对逆变器进行矩形波控制，损耗降低，控制性提高这样的效果。
另外，在本实施方式的马达驱动装置中，也可以由宽带隙半导体元件形成被进行正弦波控制的逆变器的开关元件。由此，开关元件中的损耗降低，所以起到能够高效率地进行马达驱动这样的效果。
另外，在本实施方式的马达驱动装置中，也可以控制成被进行正弦波控制的逆变器的输出比被矩形波控制的逆变器的输出大。通过该控制，控制性被改善，所以起到能够进行高精度的马达驱动这样的效果。
另外，在本实施方式的马达驱动装置中，也可以控制成被矩形波控制的逆变器的输出比被进行正弦波控制的逆变器的输出大。通过该控制，开关损耗降低，所以起到能够进行高效率的马达驱动这样的效果。
此外，以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一个例子，既能够与其它公知的技术进行组合，还能够在不脱离本发明的要旨的范围对结构的一部分进行省略、变更。

Claims (13)

1.一种马达驱动装置，用于驱动包括如下电路的马达，该电路具有多个包括被施加三相的交流电压的3个绕组部的绕组群，多个所述绕组群针对每个所述绕组群而电气性地独立，其中，所述马达驱动装置具备：
至少1个逆变器，将所述交流电压施加到至少1个所述绕组群；以及
感应电压检测器，检测至少1个所述绕组群中的至少1个所述绕组部所感应的感应电压，
当使在多个所述逆变器之中任意的逆变器停止时，使具备所述感应电压检测器的逆变器停止。
2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
所述绕组群包括第1绕组群以及第2绕组群，
所述逆变器具备：第1逆变器，将第1三相交流电压施加到所述第1绕组群；以及第2逆变器，将第2三相交流电压施加到所述第2绕组群。
3.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
不具备所述感应电压检测器的逆变器中的至少1个以上的逆变器具备检测马达电流的电流检测器。
4.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其中，
所述电流检测器设置于所述逆变器的输出侧。
5.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其中，
所述电流检测器设置于所述逆变器的输入侧。
6.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
具备所述感应电压检测器的逆变器被矩形波控制。
7.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
根据所述感应电压检测器的检测信息，控制不具备所述感应电压检测器的所述逆变器。
8.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
在所述马达的速度为第1速度以下、或者所述马达的驱动负载为预先设定的负载值以下的情况下进行所述逆变器的所述停止。
9.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，
被正弦波控制的所述逆变器的开关元件由宽带隙半导体元件形成。
10.根据权利要求9所述的马达驱动装置，其中，
被正弦波控制的所述逆变器的输出比被矩形波控制的所述逆变器的输出大。
11.根据权利要求9所述的马达驱动装置，其中，
被矩形波控制的所述逆变器的输出比被正弦波控制的所述逆变器的输出大。
12.一种空气调节机，
所述空气调节机具备权利要求1至11中的任意一项所述的马达驱动装置。
13.一种冰箱，
所述冰箱具备权利要求1至11中的任意一项所述的马达驱动装置。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6620778B2 (ja) * 2017-04-24 2019-12-18 株式会社デンソー 位相角推定装置
JP7035684B2 (ja) * 2018-03-22 2022-03-15 株式会社デンソー システム
JP7114968B2 (ja) * 2018-03-22 2022-08-09 株式会社デンソー 電動機駆動装置
JP7148863B2 (ja) * 2018-11-08 2022-10-06 富士電機株式会社 多巻線交流電動機駆動装置
JP7170858B2 (ja) * 2019-05-13 2022-11-14 三菱電機株式会社 負荷駆動装置、空気調和機及び負荷駆動装置の運転方法
US11705850B2 (en) 2019-06-21 2023-07-18 Aisin Corporation Rotating electrical machine control system
GB2588119B (en) 2019-10-07 2022-04-27 Digipulse Ltd Interleaved controllers
DE102019128473A1 (de) * 2019-10-22 2021-04-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine und Antriebssystem für ein Fahrzeug

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05103497A (ja) * 1991-10-03 1993-04-23 Honda Motor Co Ltd 電気走行車
US5936370A (en) * 1995-04-21 1999-08-10 Ebara Corporation, Nikkiso Co., Ltd. Electromagnectic rotating machine
JP2007288859A (ja) * 2006-04-13 2007-11-01 Daikin Ind Ltd モータの制御方法及び制御装置並びに圧縮機
WO2009144957A1 (ja) * 2008-05-30 2009-12-03 パナソニック株式会社 同期電動機駆動システム
CN103442932A (zh) * 2011-03-31 2013-12-11 株式会社安川电机 车辆的控制装置及控制方法
CN105553368A (zh) * 2014-10-21 2016-05-04 株式会社电装 旋转电机的控制装置及控制方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4432452B2 (ja) 2003-10-23 2010-03-17 パナソニック株式会社 モータ制御装置
JP4749852B2 (ja) 2005-11-30 2011-08-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ駆動装置及びそれを用いた自動車
JP4678374B2 (ja) * 2007-01-04 2011-04-27 トヨタ自動車株式会社 負荷装置の制御装置、および車両
JP5152742B2 (ja) * 2007-04-24 2013-02-27 株式会社日立製作所 誘導電動機駆動装置
JP2011024377A (ja) * 2009-07-17 2011-02-03 Toshiba Carrier Corp 圧縮機駆動装置および冷凍サイクル装置
JP2011155801A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Aida Engineering Ltd モータ制御システムおよびモータ制御方法
JP5527025B2 (ja) 2010-06-04 2014-06-18 株式会社明電舎 同期機の位置センサレス制御装置
EP2686951A2 (en) * 2011-03-18 2014-01-22 Hitachi Koki Co., Ltd. Electric power tool
JP2013132197A (ja) * 2011-11-24 2013-07-04 Nissan Motor Co Ltd 電力変換装置及び充電システム
JP5875966B2 (ja) * 2012-12-03 2016-03-02 株式会社日立産機システム 永久磁石モータシステム及び永久磁石モータの磁極位置合わせ方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05103497A (ja) * 1991-10-03 1993-04-23 Honda Motor Co Ltd 電気走行車
US5936370A (en) * 1995-04-21 1999-08-10 Ebara Corporation, Nikkiso Co., Ltd. Electromagnectic rotating machine
JP2007288859A (ja) * 2006-04-13 2007-11-01 Daikin Ind Ltd モータの制御方法及び制御装置並びに圧縮機
WO2009144957A1 (ja) * 2008-05-30 2009-12-03 パナソニック株式会社 同期電動機駆動システム
CN103442932A (zh) * 2011-03-31 2013-12-11 株式会社安川电机 车辆的控制装置及控制方法
CN105553368A (zh) * 2014-10-21 2016-05-04 株式会社电装 旋转电机的控制装置及控制方法

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Publication number Publication date
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