CN109863689B - 电动机驱动装置及空调机 - Google Patents

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Abstract

提供能够在电动机进行低速旋转的低速区域提高效率的电动机驱动装置及空调机。电动机驱动装置(100)驱动具有定子绕组(U、V、W)的电动机(2)，具备：接线切换部(3)，将所述定子绕组(U、V、W)的接线状态切换为第1接线状态及与所述第1接线状态不同的第2接线状态中的任意接线状态；以及逆变器(1)，将直流电压变换为交流驱动电压，并将所述交流驱动电压供给到所述定子绕组(U、V、W)，所述逆变器(1)具有MOS晶体管(11a、12a、13a、14a、15a、16a)作为开关元件。

Description

电动机驱动装置及空调机
技术领域
本发明涉及驱动电动机的电动机驱动装置以及具备驱动压缩机用的电动机的电动机驱动装置的空调机。
背景技术
通常，家用空调机是节能法的管制对象，是从全球环境的观点来看有义务削减CO2排放的商品。随着技术的进步，压缩机的压缩效率、压缩机马达的运转效率、热交换器的热传递率等得到改善，空调机的能量消耗效率COP(Coefficient Of Performance，性能系数)逐年提高，运营成本(消耗电力＝CO2排放量)也降低。
但是，COP是在某一定的温度条件下运转时1点的性能值，没有将与季节相应的空调机的运转状况加以考虑。然而，在实际使用时，由于外部空气温度的变化，制冷制热时所需的能力、消耗电力发生变化。因此，为了进行接近实际使用时的状态下的评价，使用APF(Annual Performance Factor：年度性能因子)作为节能的指标，所述APF确定某典型案例，计算全年的综合负载和总消耗电量，并求出效率。
特别是，在作为当前主流的逆变器电动机中，由于能力根据压缩机的电动机的转速而变化，因此仅在额定条件下进行接近实际使用的评价是存在问题的。家用空调机的APF在制冷额定、制冷中间、制热额定、制热中间以及制热低温这5个评价点上，计算与全年的综合负载对应的消耗电量。这5个评价点中，制冷额定、制热额定及制热低温在电动机进行高速旋转的高速(过载)区域，制冷中间及制热中间在电动机进行低速旋转的低速(轻负载)区域。
作为全年的综合负载的明细，进行低速旋转的制热中间条件的比率很大(约50％)，进行高速旋转的制热额定条件的比率次大(约25％)。因此，在进行低速旋转的制热中间条件下使电动机的效率提高对于提高空调机的节能性是有效的。
在专利文献1中，为了提高空调机的节能性，提出了如下电动机驱动装置：具备接线切换部，该接线切换部将接受逆变器所供给的驱动电压的电动机的定子绕组在星形接线和三角形接线之间切换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-246674号公报(权利要求1，段落0016～0020、0047～0048，图1、图2、图7)
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在现有技术中，由于通常使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)作为逆变器的开关元件，所以在电动机进行低速旋转的低速(轻负载)区域，逆变器的导通损耗高，电动机驱动装置的效率的提高不充分。
因此，本发明的目的在于提供一种能够在电动机进行低速旋转的低速(轻负载)区域提高效率的电动机驱动装置及空调机。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个方式的电动机驱动装置是驱动具有定子绕组的电动机的装置，所述电动机是在调整室内温度的空调机中使用的电动机，所述电动机驱动装置具有：接线切换部，具有连接于所述定子绕组的MOS晶体管，通过所述MOS晶体管的导通或截止的切换将所述定子绕组的接线状态切换为第1接线状态和与所述第1接线状态不同的第2接线状态中的任意接线状态；逆变器，具有多个开关元件，通过所述多个开关元件的导通或截止的切换将直流电压变换为交流驱动电压，并将所述交流驱动电压供给到所述定子绕组；以及控制部，控制所述接线切换部及所述逆变器，其中，所述多个开关元件各自具有MOS晶体管，所述MOS晶体管由宽带隙半导体形成，所述宽带隙半导体包含碳化硅或氮化镓作为构成材料，所述接线切换部在所述室内温度与所述空调机的设定温度之差的绝对值大于第1温度的情况下，将所述定子绕组切换为作为所述第2接线状态的三角形接线，所述控制部在从所述逆变器向所述定子绕组供给所述交流驱动电压的所述电动机的运转中，使所述接线切换部执行所述接线切换。
本发明的其它方式的空调机具备：具有定子绕组的电动机；由所述电动机驱动的压缩机；以及驱动所述电动机的上述电动机驱动装置。
发明效果
根据本发明，在电动机进行低速旋转的低速(轻负载)区域，能够提高电动机驱动装置的效率。
附图说明
图1是概略地示出本发明的实施方式1的电动机驱动装置的结构(星形接线的情况)的图。
图2是概略地示出实施方式1的电动机驱动装置的结构(三角形接线的情况)的图。
图3的(A)及图3的(B)是示出星形接线和三角形接线的图。
图4是概略地示出图1及图2所示的电动机的内部构造的剖视图。
图5的(A)至图5的(C)是示出串联连接的U相绕组、串联连接的V相绕组以及串联连接的W相绕组的图。
图6的(A)至图6的(C)是示出并联连接的U相绕组、并联连接的V相绕组以及并联连接的W相绕组的图。
图7是示出接线状态为星形接线及三角形接线的情况下的电动机的转速与电动机的效率的关系的曲线图。
图8是示出实施方式1中的逆变器的开关元件的种类(SIC-MOSFET或SI-IGBT)与导通损耗的关系的曲线图。
图9是示出本发明的实施方式2的空调机的结构的框图。
图10是示出实施方式2的空调机的控制系统的框图。
图11是示出实施方式2的空调机的动作的一例的时序图。
附图标记
1逆变器；2电动机；2u_1绕组端子(第1绕组端子)；2u_2绕组端子(第2绕组端子)；2v_1绕组端子(第3绕组端子)；2v_2绕组端子(第4绕组端子)；2w_1绕组端子(第5绕组端子)；2w_2绕组端子(第6绕组端子)；3接线切换部；6控制部(控制装置)；11a、12a、13a、14a、15a、16a MOS晶体管；11b、12b、13b、14b、15b、16b寄生二极管；17电容器；18、19电力供给线(母线)；21定子；22齿部；23转动轴；25转子；26永磁铁；27狭缝；31开关电路(第1开关电路)；32开关电路(第2开关电路)；33开关电路(第3开关电路)；31a第1端子；31b第2端子；31c第3端子；32a第4端子；32b第5端子；32c第6端子；33a第7端子；33b第8端子；33c第9端子；100电动机驱动装置；105空调机；U开路绕组(第1开路绕组)；V开路绕组(第2开路绕组)；W开路绕组(第3开路绕组)。
具体实施方式
<1>实施方式1
<1-1>实施方式1的结构
图1是概略地示出本发明的实施方式1的电动机驱动装置100的结构(星形接线的情况)的图。图2是概略地示出实施方式1的电动机驱动装置100的结构(三角形接线的情况)的图。图3的(A)及图3的(B)是示出星形接线(Y接线)和三角形接线(△接线)的图。
如图1及图2所示，实施方式1的电动机驱动装置100是驱动具有三相即U相、V相、W相的定子绕组的电动机2的装置。实施方式1的电动机驱动装置100与交流电源103和转换器102连接，该转换器102将从交流电源103供给的交流电压变换为直流电压。另外，在图示的例子中，示出了电动机驱动装置100不包括转换器102的情况，但电动机驱动装置100可以包括转换器102。
实施方式1的电动机驱动装置100具备：逆变器1，将直流电压变换为用于供给到作为定子绕组的开路绕组(第1开路绕组)U、开路绕组(第2开路绕组)V以及开路绕组(第3开路绕组)W的交流驱动电压；接线切换部3，将开路绕组U、开路绕组V以及开路绕组W的接线状态切换为第1接线状态以及与第1接线状态不同的第2接线状态中的任意接线状态；以及控制部6，控制逆变器1以及接线切换部3。
在实施方式1中，第1接线状态是由接线切换部3使中性点相互连接的星形接线的状态(图3的(A))，第2接线状态是三角形接线的状态(图3的(B))。然而，电动机2的定子绕组的相的数量并不限定于三相，也可以是二相或四相以上。
开路绕组U具有与逆变器1的U相的输出端连接的绕组端子(第1绕组端子)2u_1和与接线切换部3连接的绕组端子(第2绕组端子)2u_2。开路绕组V具有与逆变器1的V相的输出端连接的绕组端子(第3绕组端子)2v_1和与接线切换部3连接的绕组端子(第4绕组端子)2v_2。开路绕组W具有与逆变器1的W相的输出端连接的绕组端子(第5绕组端子)2w_1和与接线切换部3连接的绕组端子(第6绕组端子)2w_2。
如图1及图2所示，逆变器1具有：作为在被供给直流电压的电力供给线18与19之间串联连接的开关(多个开关元件)的MOS晶体管(MOSFET：Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)11a及12a；作为在电力供给线18与19之间串联连接的开关的MOS晶体管13a及14a；作为在电力供给线18与19之间串联连接的开关的MOS晶体管15a及16a；以及在电力供给线18与19之间连接的电容器17。
在逆变器1中，MOS晶体管11a、13a、15a是上支路，MOS晶体管12a、14a、16a是下支路。电力供给线18和19是被供给从转换器102输出的直流电压的母线，该转换器102将交流电压变换为直流电压。逆变器1的U相的输出端与MOS晶体管11a和12a之间的节点(中间点)连接，逆变器1的V相的输出端与MOS晶体管13a和14a之间的节点(中间点)连接，逆变器1的W相的输出端与MOS晶体管15a和16a之间的节点(中间点)连接。
MOS晶体管11a、12a、13a、14a、15a、16a根据从控制部6输出的逆变器驱动信号即MOS晶体管的栅极控制信号而导通(源极与漏极之间导通)或截止(源极与漏极之间不导通)。另外，逆变器1具有作为分别与MOS晶体管11a、12a、13a、14a、15a、16a并联连接的二极管的寄生二极管11b、12b、13b、14b、15b、16b。然而，逆变器1的结构并不限定于图1及图2所示的结构。
如图1及图2所示，接线切换部3具有机械式开关，即继电器(第1继电器)31、继电器(第2继电器)32以及继电器(第3继电器)33。接线切换部3的继电器的个数为定子绕组的开路绕组的相数以上。
继电器31具有：第1端子(触点)31a，与逆变器1的V相的输出端连接；第2端子(触点)31b，与后述的开关电路32的第5端子32b以及开关电路33的第8端子33b连接；以及第3端子31c，与开路绕组U的绕组端子2u_2连接，通过开关可动部31e与第1端子31a以及第2端子31b中的任意端子电连接。
继电器32具有：第4端子(触点)32a，与逆变器1的W相的输出端连接；第5端子(触点)32b，与继电器31的第2端子31b以及开关电路33的第8端子33b连接；以及第6端子32c，与开路绕组V的绕组端子2v_2连接，通过开关可动部32e与第4端子32a以及第5端子32b中的任意端子电连接。
继电器33具有：第7端子(触点)33a，与逆变器1的U相的输出端连接；第8端子(触点)33b，与继电器31的第2端子31b以及继电器32的第5端子32b连接；以及第9端子33c，与开路绕组W的绕组端子2w_2连接，通过开关可动部33e与第7端子33a以及第8端子33b中的任意端子电连接。
接线切换部3基于从控制部6输出的接线切换信号来控制作为机械式开关的继电器的端子间的闭合(导通、即连接)或断开(非导通、即非连接)。接线切换部3在继电器31中通过开关可动部31e将第2端子31b和第3端子31c连接，并且在继电器32中通过开关可动部32e将第5端子32b和第6端子32c连接，并且在继电器33中通过开关可动部33e将第8端子33b和第9端子33c连接，从而将电动机2的定子绕组的接线状态切换为通过接线切换部3使中性点相互连接的作为第1接线状态的星形接线(图3的(A))。
另外，接线切换部3在继电器31中通过开关可动部31e将第1端子31a和第3端子31c连接，并且在继电器32中通过开关可动部32e将第4端子32a和第6端子32c连接，并且在继电器33中通过开关可动部33e将第7端子33a和第9端子33c连接，从而将接线状态切换为作为第2接线状态的三角形接线(图3的(B))。另外，在图1及图2中，将继电器31、32、33记载为相互不同的独立的结构，但继电器31、32、33也可以是使3个开关可动部31e、32e、33e同时动作的1个继电器。
对图1所示的接线状态为星形接线的情况下的逆变器1的动作进行说明。在接线状态为星形接线的情况下，在逆变器1中，当MOS晶体管11a、14a、16a导通且MOS晶体管12a、13a、15a截止时，电动机2的驱动电流在从MOS晶体管11a向着第1绕组端子2u_1、第2绕组端子2u_2、第1开关电路31的第3端子31c、第1开关电路31的第2端子31b以及星形接线的中性点的路径中流动。
在从中性点通过第2开关电路32的路径中，电动机2的驱动电流在第2开关电路32的第5端子32b、第2开关电路32的第6端子32c、第4绕组端子2v_2、第3绕组端子2v_1、MOS晶体管13a和14a之间的节点以及MOS晶体管14a的路径中流动。另外，在从中性点通过第3开关电路33的路径中，电动机2的驱动电流在向着第3开关电路33的第8端子33b、第3开关电路33的第9端子33c、第6绕组端子2w_2、第5绕组端子2w_1、MOS晶体管15a与MOS晶体管16a之间的中性点以及MOS晶体管16a的路径中流动。
对图2所示的接线状态为三角形接线的情况下的逆变器1的动作进行说明。在接线状态为三角形接线的情况下，在逆变器1中，当MOS晶体管11a、14a导通且MOS晶体管12a、13a、15a、16a截止时，电动机2的驱动电流在从MOS晶体管11a向着第1绕组端子2u_1、第1绕组U、第2绕组端子2u_2、第1开关电路31的第3端子31c、第1开关电路31的第1端子31a以及MOS晶体管13a和14a之间的节点的路径中流动。
之后，当MOS晶体管11a截止时，电动机2的驱动电流在向着第3绕组端子2v_1、MOS晶体管13a和14a之间的节点、MOS晶体管14a、MOS晶体管12a、MOS晶体管11a和12a之间的节点、第1绕组端子2u_1的路径中流动。
图4是概略地示出图1及图2所示的电动机2的内部构造的剖视图。如图4所示，电动机2是在转子25嵌入有永磁铁26的永磁型电动机。电动机2具有定子21和转子25，该转子25配置在定子21的中心侧的空间内，并以能够以轴为中心而旋转的方式被支承。在转子25的外周面与定子21的内周面之间确保有气隙。定子21和转子25之间的气隙为0.3mm～1mm左右的空隙。
具体而言，通过使用逆变器1对定子绕组接通与指令转速同步的频率的电流来产生旋转磁场，从而使转子25旋转。在定子21的齿部22隔着绝缘材料以集中卷绕的方式卷绕有绕组U1～U3、绕组V1～V3以及绕组W1～W3。绕组U1～U3相当于图1中的开路绕组U，绕组V1～V3相当于图1中的开路绕组V，绕组W1～W3相当于图1中的开路绕组W。
图4所示的定子21由多个分割铁芯构成，当将相邻的分割铁芯彼此连结时，多个分割铁芯以转动轴23为中心而排列为环状，通过打开相邻的齿部22，能够使环状排列的多个分割铁芯(多个分割铁芯闭合的状态)成为直线状排列的多个分割铁芯(多个分割铁芯打开的状态)。由此，能够在多个分割铁芯排列成直线状、多个齿部22相互扩大间隔的状态下进行绕线工序，能够实现绕线工序的简化、绕线质量的提高(例如，占空系数的提高)。
作为在转子25的内部嵌入的永磁铁26，例如采用稀土类磁铁或铁氧体磁铁。在永磁铁26的外周铁芯部配置有狭缝27。狭缝27具有减弱由定子绕组的电流产生的电枢反作用的影响、减少谐波重叠于磁通分布的功能。另外，在定子21的铁芯及转子25的铁芯设有排气孔24、28。排气孔24、28具有冷却电动机2的作用、作为制冷剂气体通道或回油通道的作用。
图4所示的电动机2具有磁极的数量与槽数之比为2：3的集中卷绕的构造。电动机2具有转子和定子21，该转子具有6极永磁铁，该定子21具有9个槽(9个齿部)。即，电动机2是具有6个永磁铁26的6极电动机，因此采用每1相在3个齿部(3个槽)具有绕组的构造。
另外，在4极电动机的情况下，齿部的数量(槽数)为6，优选采用每1相在两个齿部具有绕组的结构。另外，在8极电动机的情况下，齿部的数量为12，优选采用每1相在4个齿部具有绕组的结构。
在以三角形接线来使用三相的绕组的情况下，有时在电动机2的绕组内流过循环电流而使电动机2的性能降低。由于各相的绕组的感应电压的三次谐波而流过循环电流，在磁极的数量与槽数之比为2：3的集中卷绕的情况下，如果因绕组与永磁铁的相位关系而磁饱和等的影响不存在，则在感应电压中不会产生三次谐波。
在实施方式1中，为了抑制在三角形接线下使用电动机2时的循环电流，由磁极的数量与槽数之比为2：3的集中卷绕来构成电动机2。但是，能够根据所要求的电动机尺寸、特性(转速及转矩等)、电压规格、槽的截面积等来适当选择磁极的数量和槽数以及绕线方式(集中卷绕和分布卷绕)。另外，能够应用本发明的电动机的结构并不限定于图4所示的结构。
图5的(A)至图5的(C)示出图3所示的绕组的例子，示出串联连接的绕组U1、U2、U3、串联连接的绕组V1、V2、V3和串联连接的绕组W1、W2、W3。图6的(A)至图6的(C)示出图3所示的绕组的其它例子，示出并联连接的绕组U1、U2、U3、并联连接的绕组V1、V2、V3和并联连接的绕组W1、W2、W3。
图7是示出接线状态为星形接线及三角形接线的情况下的电动机2的转速与电动机2的效率的关系的曲线图。图7的横轴示出电动机2的转速，图7的纵轴示出电动机2的效率(机械输出与输入电力之比)。如图7所示，接线状态为星形接线的情况下的电动机2的效率在电动机2的转速小的低速(轻负载)区域良好，而在电动机2的转速大的高速(过载)区域降低。
另外，接线状态为三角形接线的情况下的电动机2的效率在低速(轻负载)区域相比于星形接线的情况为差，而在高速(过载)区域提高。因此，在低速(轻负载)区域，星形接线的效率较好，而在高速(过载)区域，三角形接线的效率较好。因此，优选在图7所示的切换点从星形接线切换为三角形接线。
在此，上述的APF的评价负载条件下的压缩机的电动机的转速根据空调机的能力、热交换器的性能而变化。例如，在搭载于制冷能力为6.3kW的家用空调机的压缩机的电动机中，在进行低速旋转的制热中间条件下约为35rps(rotations per second：每秒旋转次数)，在进行高速旋转的制热额定条件下约为85rps。因此，在制冷能力为6.3kW的家用空调机中，上述切换点优选为制热中间条件与制热额定条件的转速的中间的作为第1阈值的60rps附近。
另一方面，也可以不是根据电动机2的转速，而是根据供给到定子绕组的交流驱动电压与输入到逆变器1的直流电压之比即调制率来切换星形接线和三角形接线。在该情况下，例如进行如下控制：在调制率小于第2阈值的情况下切换为星形接线，在调制率为第2阈值以上的情况下切换为三角形接线。
这样，通过在低速(轻负载)区域使电动机2的定子绕组的接线状态为星形接线，能够使感应电压(线间)为三角形接线的情况下的约1.73倍。由此，能够降低由电动机2的谐波引起的铁损，能够提高电动机驱动装置100的效率。
另外，通过在高速(过载)区域使电动机2的定子绕组的接线状态为三角形接线，能够抑制由弱磁运转(field-weakening operation)引起的过度的铜损增加。另外，通过在高速(过载)区域使电动机2的定子绕组的接线状态为三角形接线，能够使感应电压(线间)为星形接线的情况下的1/1.73倍。
图8是示出实施方式1中的逆变器1的开关元件的种类(SiC-MOSFET或Si-IGBT)与导通损耗的关系的曲线图。在图8中，示出了使用SiC-MOSFET(Silicon Carbide Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管)和Si-IGBT(Silicon Insulated Gate Bipolar Transistor：硅绝缘栅双极型晶体管)作为逆变器1的开关元件的情况下的导通损耗。图8的横轴示出在逆变器1中流动的电流，图8的纵轴示出逆变器1的导通损耗。
如图8所示，在低速(轻负载)区域，使用SiC-MOSFET作为逆变器1的开关元件时导通损耗较低。另一方面，在高速(过载)区域，使用SiC-MOSFET作为逆变器1的开关元件时导通损耗较高。因此，通过采用使用MOS晶体管(例如，SiC-MOSFET)作为逆变器1的开关元件的结构，与使用IGBT作为逆变器1的开关元件的结构相比，能够降低低速(轻负载)区域的导通损耗。
另外，在图8中示出了实施方式的电动机驱动装置100的电流工作点的范围和现有的仅星形接线的电动机的电流工作点的范围。实施方式的电动机驱动装置100通过进行星形接线和三角形接线的切换，相对于现有的仅星形接线的电动机，能够使感应电压常数提高至1.73倍。由此，由于图8中的电流工作点被缩小到更小的范围，所以能够使用MOSFET比IGBT更低损耗的区域，因此能够比以往更加降低损耗。另外，能够得到如下效果：直到电流工作点达到与以往同等的电流值，即直到负载高于以往的区域为止，MOSFET的损耗比IGBT低。
作为逆变器1的开关元件或二极管元件的材料，例如优选使用碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)类材料、或金刚石等宽带隙半导体。
由这样的宽带隙半导体形成的开关元件或二极管元件，由于耐电压性高、允许的电流密度也高，因此能够实现开关元件或二极管元件的小型化，通过使用这些小型化的开关元件或二极管元件，能够实现组装这些元件而成的半导体模块的小型化。然而，逆变器1的开关元件或二极管元件的材料并不限定于宽带隙半导体。
另外，通过使用碳化硅(SiC)作为开关元件的材料，逆变器1能够进行高速开关，能够提高逆变器1的开关频率。通过提高逆变器1的开关频率，能够抑制电动机2的驱动电流的脉动(电流脉动)。由此，能够减少谐波铁损，能够提高电动机驱动装置100的效率。
另一方面，当逆变器1的开关频率上升时，通常逆变器1的开关损耗增加，但由于碳化硅(SiC)与硅(Si)相比能够大幅降低开关损耗，因此能够抑制比提高了开关频率那部分的开关损耗的增加部分大的开关损耗。
另外，在实施方式1的电动机驱动装置100中，除了使用MOS晶体管作为逆变器1的开关元件以外，还通过星三角形接线切换方式切换电动机2的定子绕组。通常，电动机2的定子绕组的匝数由高速侧的驱动特性来决定，但在通过星三角形接线切换方式进行切换的情况下，电动机2的定子绕组的匝数能够由低速区域的驱动特性来决定。
因此，除了使用能够改善低速区域的驱动特性的MOS晶体管作为开关元件以外，通过利用星三角形接线切换方式来切换电动机2的定子绕组，能够提高电动机2的定子绕组的匝数。由此，能够提高电动机2的电感值，由于电感的滤波效果，能够抑制电动机2的驱动电流的脉动。因此，能够减少谐波铁损，能够提高电动机驱动装置100的效率。
<1-2>实施方式1的效果
根据实施方式1的电动机驱动装置100，通过使用MOS晶体管作为逆变器1的开关元件，与使用IGBT作为开关元件时相比，能够降低低速(轻负载)区域中逆变器1的导通损耗。因此，能够提高低速(轻负载)区域中电动机驱动装置100的效率。
根据实施方式1的电动机驱动装置100，作为逆变器1的开关元件的原材料，使用宽带隙半导体，另外，通过使用碳化硅(SiC)作为宽带隙半导体，逆变器1能够进行高速开关，能够提高逆变器1的开关频率。通过提高逆变器1的开关频率，能够抑制电动机2的驱动电流的脉动(电流脉动)。由此，能够减少谐波铁损，能够提高电动机驱动装置100的效率。
根据实施方式1的电动机驱动装置100，利用星三角形接线切换方式进行电动机2的定子绕组的接线切换。除了使用MOSFET作为逆变器1的开关元件以外，通过利用星三角形接线切换方式进行电动机2的定子绕组的接线切换，能够利用低速区域的驱动特性来决定电动机2的定子绕组的匝数，因此能够提高电动机2的定子绕组的匝数，能够提高电动机2的电感值。由此，能够抑制电动机2的驱动电流的脉动，能够降低谐波铁损，并提高电动机驱动装置100的效率。
根据实施方式1的电动机驱动装置100，通过在低速(轻负载)区域使电动机2的定子绕组的接线状态为星形接线，能够使感应电压(线间)为三角形接线的情况下的约1.73倍。由此，能够降低由电动机2的谐波引起的铁损，能够提高电动机驱动装置100的效率。
根据实施方式1的电动机驱动装置100，通过在高速(过载)区域将电动机2的定子绕组的接线状态设为三角形接线，能够抑制由弱磁运转引起的过度的铜损增加。另外，通过在高速(过载)区域将电动机2的定子绕组的接线状态设为三角形接线，能够使感应电压(线间)为星形接线时的1/1.73倍。
根据实施方式1的电动机驱动装置100，在高速区域从星形接线切换为三角形接线。在三角形接线下，与星形接线相比感应电压为1/1.73，因此即使在高速区域切换为三角形接线从而使感应电压常数相对于星形接线的电动机为1.73倍，只要是相同的负载条件，也为相同的电压利用率。因此，相对于现有的仅星形接线的电动机，能够使感应电压常数为1.73倍。因此，在低速区域和高速区域，相对于现有的仅星形接线的电动机，能够降低电动机电流，以更高效率进行驱动。
根据实施方式1的电动机驱动装置100，通过进行星形接线和三角形接线的切换，相对于现有的仅星形接线的电动机，能够使感应电压常数提高至1.73倍。由此，由于图8中的电流工作点被缩小到更小的范围，所以能够使用MOSFET比IGBT更低损耗的区域，因此能够比以往更加降低损耗。另外，能够得到如下效果：直到电流工作点达到与以往同等的电流值，即直到负载高于以往的区域为止，MOSFET的损耗比IGBT低。
<2>实施方式2
以下，对具备实施方式1的电动机驱动装置100的空调机105进行说明。图9是示出本发明的实施方式2的空调机105的结构的框图。空调机105具备设置于室内(制冷制热的对象空间内)的室内机105A和设置于屋外的室外机105B。室内机105A与室外机105B通过供制冷剂流动的连接配管140a、140b连接。通过冷凝器的液体制冷剂在连接配管140a中流动。通过了蒸发器的气体制冷剂在连接配管140b中流动。
室外机105B中具备：压缩并排出制冷剂的压缩机141、对制冷剂的流动方向进行切换的四通阀(制冷剂流路切换阀)142、进行外部空气与制冷剂的热交换的室外热交换器143以及将高压制冷剂减压至低压的膨胀阀(减压装置)144。压缩机141例如由旋转式压缩机构成。室内机105A中具备进行室内空气与制冷剂的热交换的室内热交换器145。
压缩机141、四通阀142、室外热交换器143、膨胀阀144及室内热交换器145通过包含连接配管140a、140b的配管140连接，构成制冷剂回路。由此，构成通过压缩机141使制冷剂循环的压缩式制冷环路(压缩式热泵环路)。
为了控制空调机105的运转，在室内机105A配置有室内控制装置150a，在室外机105B配置有室外控制装置150b。室内控制装置150a及室外控制装置150b分别具有形成有用于控制空调机105的各种电路的控制基板。室内控制装置150a和室外控制装置150b通过联络电缆150c相互连接。
在室外机105B中，以与室外热交换器143对置的方式配置有作为送风机的室外送风风扇146。室外送风风扇146通过旋转而生成通过室外热交换器143的空气流。室外送风风扇146例如由螺旋桨式风扇构成。室外送风风扇146在其送风方向(空气流的方向)上配置于室外热交换器143的下游侧。
四通阀142由室外控制装置150b控制，切换制冷剂的流动方向。当四通阀142位于图9中实线所示的位置时，将从压缩机141排出的气体制冷剂输送到室外热交换器143(冷凝器)。另一方面，在四通阀142位于图9中虚线所示的位置时，将从室外热交换器143(蒸发器)流入的气体制冷剂输送到压缩机141。膨胀阀144由室外控制装置150b控制，通过改变开度而将高压制冷剂减压至低压。
在室内机105A中，以与室内热交换器145对置的方式配置有作为送风机的室内送风风扇147。室内送风风扇147通过旋转，生成通过室内热交换器145的空气流。室内送风风扇147例如由横流风扇构成。室内送风风扇147在其送风方向上配置于室内热交换器145的下游侧。
在室内机105A设置有作为温度传感器的室内温度传感器154，该室内温度传感器154测定室内的空气温度(制冷制热对象的温度)即室内温度Ta，并将测定出的温度信息(信息信号)发送到室内控制装置150a。室内温度传感器154可以由通常的空调机所使用的温度传感器构成，也可以使用对室内的墙壁或地板等的表面温度进行检测的辐射温度传感器。
在室内机105A还设有信号接收部156，该信号接收部156接收从用户操作的遥控器155等用户操作部发送的指示信号。遥控器155是用户对空调机105进行运转输入(运转开始以及停止)或者运转内容(设定温度、风速等)的指示的装置。
压缩机141由实施方式1中说明的电动机2驱动。通常，电动机2与压缩机141的压缩机构一体地构成。压缩机141构成为在通常运转时能够在20rps～120rps的范围改变运转转速。
随着压缩机141的转速增加，制冷剂回路的制冷剂循环量增加。压缩机141的转速由室外控制装置150b根据由室内温度传感器154得到的当前的室内温度Ta与用户通过遥控器155设定的设定温度Ts的温度差ΔT来进行控制。温度差ΔT越大，压缩机141以越高的转速旋转，使制冷剂的循环量增加。
室内送风风扇147的旋转由室内控制装置150a控制。室内送风风扇147的转速能够切换为多个等级(例如“强风”、“中风”以及“弱风”这3个等级)。另外，在通过遥控器155而风速设定被设定为自动模式的情况下，根据测定出的室内温度Ta与设定温度Ts的温度差ΔT，切换室内送风风扇147的转速。
室外送风风扇146的旋转由室外控制装置150b控制。室外送风风扇146的转速能够切换为多个等级。例如，根据测定出的室内温度Ta与设定温度Ts的温度差ΔT，切换室外送风风扇146的转速。室内机105A还具备左右风向板148和上下风向板149。
空调机105的基本动作如下所述。在制冷运转时，四通阀142切换到实线所示的位置，从压缩机141排出的高温高压的气体制冷剂流入室外热交换器143。在该情况下，室外热交换器143作为冷凝器而工作。在由于室外送风风扇146的旋转而空气通过室外热交换器143时，通过热交换夺取制冷剂的冷凝热。制冷剂冷凝而成为高压低温的液体制冷剂，由膨胀阀144绝热膨胀而成为低压低温的二相制冷剂。
通过了膨胀阀144的制冷剂流入室内机105A的室内热交换器145。室内热交换器145作为蒸发器而工作。在由于室内送风风扇147的旋转而空气通过室内热交换器145时，通过热交换而被制冷剂夺取蒸发热而蒸发，由此被冷却的空气被供给至室内。制冷剂蒸发而成为低温低压的气体制冷剂，由压缩机141再次被压缩成高温高压制冷剂。
在制热运转时，四通阀142被切换为点线所示的位置，从压缩机141排出的高温高压的气体制冷剂流入室内热交换器145。在该情况下，室内热交换器145作为冷凝器而工作。在由于室内送风风扇147的旋转而空气通过室内热交换器145时，通过热交换夺取制冷剂的冷凝热。由此，被加热的空气被供给至室内。另外，制冷剂冷凝而成为高压低温的液体制冷剂，由膨胀阀144绝热膨胀而成为低压低温的二相制冷剂。
通过了膨胀阀144的制冷剂流入室外机105B的室外热交换器143。室外热交换器143作为蒸发器而工作。在由于室外送风风扇146的旋转而空气通过室外热交换器143时，通过热交换制冷剂吸收蒸发热而蒸发。制冷剂蒸发而成为低温低压的气体制冷剂，由压缩机141再次被压缩成高温高压制冷剂。
室内控制装置150a和室外控制装置150b经由联络电缆150c相互交换信息而控制空调机105。在此，将室内控制装置150a和室外控制装置150b合起来称为控制装置150。控制装置150相当于实施方式1中的控制部6。
图10是示出空调机105的控制系统的框图。控制装置150例如由微型计算机构成。控制装置150中组装有输入电路151、运算电路152以及输出电路153。
信号接收部156从遥控器155接收到的指示信号被输入到输入电路151。指示信号例如包括设定运转输入、运转模式、设定温度、风量或风向的信号。另外，表示室内温度传感器154检测出的室内温度的温度信息被输入到输入电路151。输入电路151将输入的这些信息输出到运算电路152。
运算电路152具有CPU(Central Processing Unit，中央处理器)157和存储器158。CPU 157进行运算处理和判断处理。存储器158存储有在空调机105的控制中使用的各种设定值和程序。运算电路152基于从输入电路151输入的信息进行运算和判断，并将其结果输出到输出电路153。
输出电路153基于从运算电路152输入的信息，将控制信号输出到压缩机141、接线切换部160、转换器102、逆变器1、四通阀142、膨胀阀144、室外送风风扇146、室内送风风扇147、左右风向板148以及上下风向板149。接线切换部160是实施方式1的接线切换部3。
控制装置150控制室内机105A及室外机105B的各种设备。实际上，室内控制装置150a及室外控制装置150b分别由微型计算机构成。另外，也可以仅在室内机105A及室外机105B中的任一方搭载控制装置，控制室内机105A及室外机105B的各种设备。
运算电路152对从遥控器155经由输入电路151输入的指示信号进行分析，基于分析结果，例如计算运转模式以及设定温度Ts与室内温度Ta的温度差ΔT。在运转模式为制冷运转的情况下，以温度差ΔT＝Ta－Ts来计算。在运转模式为制热运转的情况下，以温度差ΔT＝Ts－Ta来计算。
运算电路152基于温度差ΔT控制电动机驱动装置100，由此控制电动机2的转速(即压缩机141的转速)。
空调机105的基本动作如下所述。控制装置150在开始运转时，以作为在上一次的运转结束时的接线的三角形接线起动。控制装置150驱动室内送风风扇147和室外送风风扇146的各风扇马达，作为空调机105的起动处理。
接着，控制装置150向对逆变器1供给直流电压(母线电压)的转换器102输出电压切换信号，将转换器102的母线电压升压至与三角形接线对应的母线电压(例如390V)。进而，控制装置150使电动机2起动。
接着，控制装置150进行三角形接线下的电动机2的驱动。即，控制逆变器1的输出电压来控制电动机2的转速。进而，控制装置150获取由室内温度传感器154检测出的室内温度与由遥控器155设定的设定温度的温度差ΔT，根据温度差ΔT，使转速最大上升至允许的最大转速(在此为130rps)。由此，使压缩机141的制冷剂循环量增加，在制冷运转的情况下提高制冷能力，在制热运转的情况下提高制热能力。
另外，当由于空气调节效果而室内温度接近设定温度、温度差ΔT表现出减少倾向时，控制装置150根据温度差ΔT使电动机2的转速减少。当温度差ΔT减少至预先设定的零附近温度(但大于0)时，控制装置150以允许的最小转速(在此为20rps)使电动机2运转。
另外，在室内温度达到设定温度时(即温度差ΔT为0以下时)，控制装置150为了防止过度制冷(或者过度制热)而停止电动机2的旋转。由此，压缩机141变为停止的状态。然后，在温度差ΔT再次大于0的情况下，控制装置150重启电动机2的旋转。
进而，控制装置150判断是否需要从定子绕组的三角形接线向星形接线切换。即，判断定子绕组的接线状态是否为三角形接线，并且上述温度差ΔT是否为阈值ΔTr以下。阈值ΔTr是与小到足以能够切换为星形接线的空调负载相应的温度差。
若该比较的结果为定子绕组的接线状态为三角形接线且温度差ΔT为阈值ΔTr以下，则控制装置150向逆变器1输出停止信号，停止电动机2的旋转。之后，控制装置150向接线切换部160输出接线切换信号，将定子绕组的接线状态从三角形接线切换为星形接线。接着，控制装置150向转换器102输出电压切换信号，将转换器102的母线电压降压至与星形接线对应的电压(例如280V)，重启电动机2的旋转。
在星形接线下的运转中，若温度差ΔT大于阈值ΔTr，则控制装置150停止电动机2的旋转。之后，控制装置150向接线切换部160输出接线切换信号，将定子绕组的接线状态从星形接线切换为三角形接线。接着，控制装置150向转换器102输出电压切换信号，将转换器102的母线电压升压至与三角形接线对应的电压(例如390V)，重启电动机2的旋转。
在三角形接线的情况下，与星形接线相比，能够将电动机2驱动到更高的转速，因此能够应对更大的负载。因此，能够在短时间内使室内温度与设定温度的温度差ΔT收敛。
控制装置150在接收到运转停止信号的情况下，停止电动机2的旋转。之后，控制装置150将定子绕组的接线状态从星形接线切换为三角形接线。另外，在定子绕组的接线状态已经是三角形接线的情况下，维持该接线状态。
之后，控制装置150进行空调机105的停止处理。具体而言，停止室内送风风扇147及室外送风风扇146的各风扇马达。之后，控制装置150的CPU 157停止，空调机105的运转结束。
如上所述，在室内温度与设定温度的温度差ΔT比较小时(即，在阈值ΔTr以下时)，在高效率的星形接线下使电动机2运转。而且，在需要应对更大的负载时，即温度差ΔT大于阈值ΔTr时，在能够应对更大的负载的三角形接线下使电动机2运转。因此，能够提高空调机105的运转效率。
另外，也可以在从星形接线向三角形接线切换时，在停止电动机2的旋转之前，检测电动机2的转速，判断检测出的转速是否为阈值以上。作为电动机2的转速的阈值，例如使用与制热中间条件相应的转速35rps和与制热额定条件相应的转速85rps的中间的60rps。若电动机2的转速为阈值以上，则停止电动机2的旋转而进行向三角形接线的切换，对转换器102的母线电压进行升压。
这样，除了基于温度差ΔT判断是否需要接线切换以外，还基于电动机2的转速进行判断是否需要接线切换，从而能够进行更可靠的接线切换。
图11是示出空调机105的动作的一例的时序图。图11示出空调机105的运转状态和室外送风风扇146及电动机2(压缩机141)的驱动状态。室外送风风扇146作为空调机105的电动机2以外的构成要素的一例而示出。
信号接收部156从遥控器155接收运转起动信号(ON(开机)指令)，从而CPU 157起动，空调机105变为起动状态(ON状态)。当空调机105变为起动状态时，在经过了时间t0后，室外送风风扇146的风扇马达开始旋转。时间t0是室内机105A与室外机105B之间的通信所引起的延迟时间。
然后，在经过了时间t1之后，基于三角形接线的电动机2的旋转开始。时间t1是到室外送风风扇146的风扇马达的旋转稳定为止的等待时间。通过在电动机2的旋转开始前使室外送风风扇146旋转，能够防止制冷环路的温度过度上升。
在图11的例子中，进行从三角形接线向星形接线的切换，进而进行从星形接线向三角形接线的切换，之后，从遥控器155接收运转停止信号(OFF(关机)指令)。接线的切换所需的时间t2是电动机2的再起动所需的等待时间，设定为直到制冷环路中的制冷剂压力大致均等为止所需的时间。
当从遥控器155接收到运转停止信号时，电动机2的旋转停止，然后，经过时间t3后，室外送风风扇146的风扇马达的旋转停止。时间t3是为了使制冷环路的温度充分降低所需的等待时间。之后，经过时间t4后，CPU 157停止，空调机105成为运转停止状态(OFF状态)。时间t4是预先设定的等待时间。
根据实施方式2的空调机105，能够起到与上述实施方式1的电动机驱动装置100相同的效果。即，通过使用在低速(轻负载)区域效率提高的电动机2，能够在低速(轻负载)区域提高空调机105的效率。
<3>变形例
在上述实施方式的说明中，将接线切换部3作为机械式开关(继电器31～33)进行了说明，但也可以使用半导体开关作为接线切换部3。通过使用半导体开关作为接线切换部3，能够高速地进行切换(开关)。
另外，在接线状态的切换时，不一定需要停止(中断)电动机2的运转，因此能够高效率地驱动电动机2。特别是，在使用切换时间短的MOS晶体管作为电动机驱动装置100的接线切换部3中使用的半导体开关的情况下，即使在电动机2的运转中进行接线状态的切换，由于接线切换造成的对电动机驱动装置100的影响也少，能够使包括电动机驱动装置100的系统(例如，空调机105)正常工作。
另外，以上说明的空调动作及接线状态的切换条件只不过是一例，星形接线与三角形接线之间的切换条件例如能够通过马达的转速、马达电流、调制率等各种条件或各种条件的组合来决定。

Claims (7)

1.一种电动机驱动装置，驱动具有定子绕组的电动机，所述电动机是在调整室内温度的空调机中使用的电动机，该电动机驱动装置具备：
接线切换部，具有连接于所述定子绕组的MOS晶体管，通过所述MOS晶体管的导通或截止的切换将所述定子绕组的接线状态切换为第1接线状态及与所述第1接线状态不同的第2接线状态中的任意接线状态；
逆变器，具有多个开关元件，通过所述多个开关元件的导通或截止的切换将直流电压变换为交流驱动电压，对所述定子绕组供给所述交流驱动电压；以及
控制部，控制所述接线切换部及所述逆变器，
所述多个开关元件各自具有MOS晶体管，所述MOS晶体管由宽带隙半导体形成，所述宽带隙半导体包含碳化硅或氮化镓作为构成材料，
所述接线切换部在所述室内温度与所述空调机的设定温度之差的绝对值大于第1温度的情况下，将所述定子绕组切换为作为所述第2接线状态的三角形接线，
所述控制部在从所述逆变器向所述定子绕组供给所述交流驱动电压的所述电动机的运转中，使所述接线切换部执行所述接线切换。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其中，
所述接线切换部在所述电动机的转速为第1阈值以上的情况下，将所述定子绕组切换为作为所述第2接线状态的三角形接线。
3.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其中，
所述第1阈值为60rps。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机驱动装置，其中，
所述多个开关元件具有如下晶体管作为由所述宽带隙半导体形成的所述MOS晶体管：
第1MOS晶体管和第2MOS晶体管，在供给直流电压的布线间串联连接；
第3MOS晶体管和第4MOS晶体管，在所述布线间串联连接；以及
第5MOS晶体管和第6MOS晶体管，在所述布线间串联连接，
所述定子绕组的第1相的端子与所述第1MOS晶体管和第2MOS晶体管的中间点连接，
所述定子绕组的第2相的端子与所述第3MOS晶体管和第4MOS晶体管的中间点连接，
所述定子绕组的第3相的端子与所述第5MOS晶体管和第6MOS晶体管的中间点连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机驱动装置，其中，
所述接线切换部在供给到所述定子绕组的所述交流驱动电压与输入到所述逆变器的所述直流电压之比即调制率为第2阈值以上的情况下，将所述定子绕组切换为作为所述第2接线状态的三角形接线。
6.根据权利要求4所述的电动机驱动装置，其中，
所述接线切换部在供给到所述定子绕组的所述交流驱动电压与输入到所述逆变器的所述直流电压之比即调制率为第2阈值以上的情况下，将所述定子绕组切换为作为所述第2接线状态的三角形接线。
7.一种空调机，具备：
具有定子绕组的电动机；
由所述电动机驱动的压缩机；以及
权利要求1至6中任一项所述的电动机驱动装置，所述电动机驱动装置驱动所述电动机，
在从所述逆变器向所述定子绕组供给所述交流驱动电压的所述电动机的运转中，执行所述接线切换。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112438017B (zh) * 2018-07-26 2023-11-14 三菱电机株式会社 电动机驱动装置以及冷冻循环应用设备
JP7337232B2 (ja) * 2018-09-28 2023-09-01 三菱電機株式会社 モータ駆動装置及び空気調和機
KR20210015261A (ko) * 2019-08-01 2021-02-10 현대자동차주식회사 인버터용 스위칭소자의 과전류 검출기준 보상 시스템 및 이를 이용한 과전류 검출 시스템
WO2021171562A1 (ja) * 2020-02-28 2021-09-02 三菱電機株式会社 電動機駆動装置及び空気調和機
CN111355426A (zh) * 2020-04-16 2020-06-30 邯郸美的制冷设备有限公司 驱动控制电路、驱动方法、装置、压缩机和空调设备
CN111828282A (zh) * 2020-06-24 2020-10-27 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种空压机严寒环境下启动运行方法
US20230231456A1 (en) * 2020-08-13 2023-07-20 Mitsubishi Electric Corporation Electric motor, driving device, compressor, and air conditioner
CN111969798A (zh) * 2020-09-22 2020-11-20 珠海格力电器股份有限公司 电机控制装置、方法、电机设备及空调系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006073318A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Mitsubishi Electric Corp 放電灯点灯装置
JP2006246674A (ja) * 2005-03-07 2006-09-14 Mitsubishi Electric Corp 電動機駆動装置、電動機駆動方法及び圧縮機
JP2008228513A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Mitsubishi Electric Corp 電動機駆動装置および電動機駆動方法並びに冷凍空調装置
JP2010251517A (ja) * 2009-04-15 2010-11-04 Tokyo Electric Power Co Inc:The パワー半導体素子
JP2012029416A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Hitachi Appliances Inc 空気調和機
CN103534916A (zh) * 2011-03-10 2014-01-22 三菱电机株式会社 功率转换装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06253594A (ja) * 1993-02-26 1994-09-09 Toyota Motor Corp 巻線切替式モータの制御装置
JP4167294B2 (ja) * 2005-07-26 2008-10-15 松下電器産業株式会社 半導体素子及び電気機器
JP4899549B2 (ja) * 2005-10-31 2012-03-21 ダイキン工業株式会社 冷凍装置の圧縮機運転方法、および冷凍装置
US7602137B2 (en) * 2006-02-20 2009-10-13 Black & Decker Inc. Electronically commutated motor and control system
JP2011199984A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Tokyo Institute Of Technology モータ駆動システム
JP2016099029A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 シャープ株式会社 空気調和機
WO2018006961A1 (en) * 2016-07-07 2018-01-11 Huawei Technologies Co., Ltd. Four-switch three phase dc-dc resonant converter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006073318A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Mitsubishi Electric Corp 放電灯点灯装置
JP2006246674A (ja) * 2005-03-07 2006-09-14 Mitsubishi Electric Corp 電動機駆動装置、電動機駆動方法及び圧縮機
JP2008228513A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Mitsubishi Electric Corp 電動機駆動装置および電動機駆動方法並びに冷凍空調装置
JP2010251517A (ja) * 2009-04-15 2010-11-04 Tokyo Electric Power Co Inc:The パワー半導体素子
JP2012029416A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Hitachi Appliances Inc 空気調和機
CN103534916A (zh) * 2011-03-10 2014-01-22 三菱电机株式会社 功率转换装置

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