CN110537321A - 电机控制装置以及空调机 - Google Patents

电机控制装置以及空调机 Download PDF

Info

Publication number
CN110537321A
CN110537321A CN201780089775.2A CN201780089775A CN110537321A CN 110537321 A CN110537321 A CN 110537321A CN 201780089775 A CN201780089775 A CN 201780089775A CN 110537321 A CN110537321 A CN 110537321A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
current
inverter
electric
current sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780089775.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110537321B (zh
Inventor
植村启介
高桥健治
和田康彦
津村晃弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Corp
Original Assignee
Mitsubishi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Corp filed Critical Mitsubishi Corp
Publication of CN110537321A publication Critical patent/CN110537321A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110537321B publication Critical patent/CN110537321B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/027Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an over-current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/22Current control, e.g. using a current control loop
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • H02P5/50Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another by comparing electrical values representing the speeds
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/74Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

电机控制装置(100)具备:逆变器(4),包括多个支路(4a);平滑单元(3),对逆变器(4)供给直流电压;分流电阻(7u、7v、7w),被插入于逆变器(4)的各相下支路的开关元件与平滑装置(3)的负极侧之间;主电机电流传感器(9),输出与在并联连接于逆变器(4)的第一电机(51)中流过的电流对应的电压;以及运算器(6),基于主电机电流传感器(9)的输出和与分流电阻(7u、7v、7w)的电压降对应的输出而生成对多个开关元件的驱动信号。

Description

电机控制装置以及空调机
技术领域
本发明涉及控制多个电机的驱动的电机控制装置以及搭载有由该电机控制装置控制的电机的空调机。
背景技术
对于永磁同步电机(以下,简称为“PM(Permanent Magnet,永磁体)电机”)的转速和位置的控制,通常使用逆变器。这是因为需要向电机施加与转子的永磁体同步的交流电压。因此,在控制PM电机时,对于1台PM电机,1台逆变器为基本结构。由此,当在空调机中设置有多个电机的情况下,变得需要与电机的台数相对应的逆变器,成为空调机的大型化以及成本上升的主要原因。
在上述的技术背景下,虽然要解决的技术课题不同,但在下述专利文献1中公开了一种电动装置以及电机驱动方法,其中利用1台逆变器来驱动1台感应电动机(以下简称为“IM(Induction Motor,感应电动机)”)和1台PM电机。
现有技术文件
专利文献
专利文献1:日本特许第4305021号公报
发明内容
本发明所要解决的技术课题
根据上述专利文献1,构成为对PM电机使用旋转传感器来控制PM电机。需要对PM电机使用位置传感器。因此,搭载有PM电机的装置大型化并且成本变高。另外,在如空调机的室外机那样设置于室外的用途的情况下,需要确保防水性。因此,电机自身大型化并且成本变高。
另一方面,还存在不使用位置传感器的控制方式。不使用位置传感器的控制方式通常被称为“无位置传感器控制”。无位置传感器控制如其名称那样,是在电机中不搭载位置传感器而根据电机电流来推测电机的旋转位置的控制方式。无论是PM电机和IM,都能够使用无位置传感器控制。
在无位置传感器控制中,需要检测电机电流的电流传感器。在利用1台逆变器来控制多个电机的情况下,通常需要设置与电机的台数相应的电流传感器。以具体例子来说明,当用1台逆变器控制两台PM电机时,需要两组电流传感器。特别是,在控制三相电机的情况下,由于需要检测与至少两相对应的量的电流,所以需要2×2=4个电流传感器。通常的电流传感器价格昂贵。因此,在搭载有三相电机的装置的无位置传感器控制中,装置成本变高。
本发明是鉴于上述问题而做出的,其目的在于得到一种电机控制装置,在应用无位置传感器控制时,能够在避免装置的大型化和成本变高的同时实现。
解决技术课题的技术方案
为了解决上述技术课题并达成目的,本发明的电机控制装置具备:逆变器,包括多个支路(arm);直流电源,对逆变器供给直流电压;分流电阻,被插入于逆变器的各相下支路的开关元件与直流电源的负极侧之间;电流传感器,输出与在并联连接于逆变器的n台电机中的n-1台电机中流过的电流对应的电压;以及运算器,基于电流传感器的输出和与分流电阻的电压降对应的输出,生成对多个开关元件的驱动信号。其中,n是2以上的整数。
发明效果
根据本发明,起到如下效果:在对电机控制装置应用无位置传感器控制时,能够在避免装置的大型化以及成本变高的同时实现。
附图说明
图1是示出实施方式1的空调机的结构例的图。
图2是示出实施方式1的设置于室内机的电机控制装置及其外围电路的结构例的图。
图3是示出实现图2的运算器的功能的硬件结构的一例的框图。
图4是示出图2的运算器中构建的电机控制运算的结构例的框图。
图5是示出在主电机(master-motor)dq轴电流与从电机(slave-motor)dq轴电流之间产生轴误差时的控制状态的图。
图6是示出由图2的运算器实施的过电流检测的流程的流程图。
图7是示出实施方式2的设置于室内机的电机控制装置及其外围电路的结构例的图。
图8是示出实施方式2中的继电器的工作流程的流程图。
附图标记
1交流电源,2整流器,3平滑单元,4逆变器,4a支路,6运算器,7逆变器电流传感器,7u、7v、7w分流电阻,8母线电压传感器,9主电机电流传感器,13继电器,14电力线,15分岔点,16、17电平位移电路(level-shift circuit),18逆变器过电流检测电路,19主电机过电流检测电路,40室内机,51第一电机,52第二电机,55室内热交换器,58气体制冷剂配管,59液体制冷剂配管,63主电机矢量控制部,64、611、612坐标变换部,65PWM信号生成部,66脉动补偿控制部,80室外机,81压缩机,82四通阀,84储液器,85室外机风扇,86室外热交换器,87节流装置,100电机控制装置,200CPU,202存储器,204接口,614差分器,621主电机推测部,622从电机推测部,623、624积分器。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式的电机控制装置及空调机进行详细说明。另外,本发明不受以下实施方式的限定。
实施方式1
图1是示出实施方式1的空调机的结构例的图。如图1所示,实施方式1的空调机具备室内机40、室外机80、连接这些室内机40和室外机80之间的气体制冷剂配管58和液体制冷剂配管59、以及节流装置87。
室外机80具备压缩并排出制冷剂的压缩机81。在压缩机81的排出侧,用配管依次连接有作为切换制冷剂的流路的流路切换单元的四通阀82、室外热交换器86及节流装置87,构成制冷剂回路的一部分。在压缩机81的吸入侧,用配管依次连接有四通阀82及储液器84。四通阀82与气体制冷剂配管58连接。在室外热交换器86的附近设有室外机风扇85。
室外热交换器86由包括例如传热管和大量散热片(fin)的管型热交换器构成,在制冷运行时作为冷凝器发挥作用,在制热运行时作为蒸发器发挥作用。室外机风扇85由未图示的风扇电机驱动,通过使电机转速改变来调节风量,从而能够调节送风量。
节流装置87由例如电子膨胀阀构成,通过设定开度来调节制冷剂流量,作为减压阀以及膨胀阀发挥功能而使制冷剂减压并膨胀。另外,在图1中,例示了节流装置87设置于室外机80的情况,但节流装置87有时也设置于室内机40。
室内机40具备:室内热交换器55;第一室内机风扇及第二室内机风扇(51a、52a);第一电机及第二电机(51、52),各自用于分别驱动第一室内机风扇及第二室内机风扇(51a、52a);以及逆变器4,对第一电机及第二电机(51、52)施加交流电压。作为第一电机及第二电机(51、52),优选为感应电压常数高且效率高的PM电机。
室内热交换器55连接于气体制冷剂配管58和液体制冷剂配管59之间,与室外机80的制冷剂回路一起构成空调机的制冷剂回路。室内热交换器55由包括例如传热管和多个散热片的管型热交换器构成,在制冷运行时作为蒸发器发挥作用,在制热运行时作为冷凝器发挥作用。
第一室内机风扇及第二室内机风扇(51a、52a)将由室内热交换器55进行了热交换的空气吹送到室内当中待进行空气调节的空间。第一电机及第二电机(51、52)独立地驱动第一室内机风扇及第二室内机风扇(51a、52a)。逆变器4驱动第一电机及第二电机(51、52)这两者,通过使电机转速改变来调节从第一室内机风扇及第二室内机风扇(51a、52a)送出的送风量。
另外,图1中示出了具有2台室内机风扇的结构,但具有3台以上的室内机风扇的结构也构成本发明的主旨。
图2是示出实施方式1的设置于室内机的电机控制装置及其外围电路的结构例的图。另外,在图2中,第一电机51被记作“PM电机1”,第二电机52被记作“PM电机2”。
如图2所示,电机控制装置100具备包括多个支路4a的逆变器4以及作为对逆变器4供给直流电压的直流电源的平滑单元3。平滑单元3的一例为电容器。逆变器4与平滑单元3的输出侧并联连接。支路4a具有开关元件和与该开关元件逆并联地连接的二极管。开关元件的一例为图示的IGBT,但也可以使用其它开关元件。其它开关元件的一例为MOSFET。
另外,在平滑单元3的输入侧并联连接有整流器2。对整流器2供给来自交流电源1的交流电力。来自交流电源1的交流电力在由整流器2整流后被平滑单元3平滑,平滑后的直流电力被供给到逆变器4。
逆变器4具有三相的分支(leg)即三个分支,该分支是将上支路的开关元件、下支路的开关元件以及分流电阻按照该顺序串联连接而成的。三个分支构成U相分支、V相分支和W相分支。在图2中,将U相分支的分流电阻记作“7u”,将V相分支的分流电阻记作“7v”,将W相分支的分流电阻记作“7w”。“Ru”是分流电阻7u的电阻值。同样地,“Rv”是分流电阻7v的电阻值,“Rw”是分流电阻7w的电阻值。
U相分支、V相分支和W相分支在被供给直流电力的直流母线即P线和N线之间并联连接。通过该连接,各相分支的分流电阻7u、7v、7w成为被插入到各相下支路的开关元件和平滑单元3的负极侧之间的结构。
从上支路的开关元件与下支路的开关元件的连接端引出电力线14。电力线14通过分岔点15被分为两路,分别连接于第一电机51和第二电机52。
由平滑单元3平滑后的直流电力在被供给到逆变器4之后,被逆变器4变换为任意的三相交流电力。变换后的三相交流电力被供给到第一电机51和第二电机52。
接下来,对逆变器4的控制运算所需要的传感器进行说明。另外,在以后的关于控制的说明中,从说明的容易理解性的观点出发,有时将第一电机51称为“主电机”,将第二电机52称为“从电机”。
包括分流电阻7u、分流电阻7v以及分流电阻7w的电路构成用于检测逆变器4中流过的电流的检测电路。以下,将该检测电路称为“逆变器电流传感器7”。另外,在电力线14的分岔点15与作为主电机的第一电机51之间,配置有检测主电机中流过的电流的主电机电流传感器9。进而,在作为直流母线的P线与N线之间,设置有检测直流母线电压Vdc的母线电压传感器8。
运算器6根据逆变器电流传感器7、主电机电流传感器9以及母线电压传感器8的各输出进行电机控制运算,生成对逆变器4的各开关元件的驱动信号。
图3是示出实现图2的运算器6的功能的硬件结构的一例的框图。在实现下述的基于运算器6的电机控制运算的功能时,能够做成如图3所示包括进行运算的CPU(CentralProcessing Unit:中央处理装置)200、保存由CPU 200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的结构。
CPU 200可以是微处理器、微型计算机、处理器或者DSP(Digital SignalProcessor,数字信号处理器)这样的运算单元。另外,存储器202相当于RAM(Random AccessMemory,随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、闪存、EPROM(ErasableProgrammable 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)这样的非易失性或易失性的半导体存储器。
具体而言,在存储器202中存储有执行基于运算器6的电机控制运算的功能的程序。CPU 200经由接口204进行所需的信息的收发。在CPU 200中展开的程序执行下述的电机控制运算,从而能够控制主电机以及从电机的工作。
另外,在图2中示出了具有两台电机的结构,但也可以具有三台以上的电机。在该情况下,如果将电机的数量设为n台(n为2以上的整数),则在n-1台电机中设置直接检测电机电流的电流传感器,能够基于n-1个电流传感器的检测值和逆变器电流传感器的检测值,通过运算求出剩余的1台电机中流过的电流。如果将设置有直接检测电机电流的电流传感器的电机定义为主电机,将通过运算求出电机电流的电机定义为从电机,则成为具有n-1台主电机和1台从电机的结构。
另外,在图2中将逆变器的数量设为1台,但也可以具备多台逆变器。在具有多台逆变器的结构的情况下,如果将与1台逆变器连接的电机的数量设为m台,则对于该1台逆变器,只要是具有m-1台主电机和1台从电机的结构即可。
接下来,参照图2和图4说明作为本发明的要点之一的、由运算器6执行的电机控制运算。图4是示出在图2的运算器6中构建的电机控制运算的结构例的框图。
运算器6具备坐标变换部(在图4中记为“uvw/dq”)611、612。对坐标变换部611输入主电机电流传感器9检测出的静止三相坐标系的电流值即主电机电流iu_m、iv_m、iw_m。坐标变换部611将主电机电流iu_m、iv_m、iw_m变换为主电机中的旋转二相坐标系的电流值即主电机dq轴电流id_m、iq_m。由坐标变换部611变换后的主电机dq轴电流id_m、iq_m被输出到主电机推测部621以及主电机矢量控制部63。
另外,在坐标变换部612的前级部,通过差分器614运算主电机电流iu_m、iv_m、iw_m的每一个电流与逆变器电流iu_all、iv_all、iw_all的每一个电流的差分,所述逆变器电流iu_all、iv_aii、iw_all是逆变器电流传感器7检测出的逆变器4中的静止三相坐标系的电流值。详细内容将在后说明,差分器614的输出成为作为从电机中的静止三相坐标系的电流值的从电机电流iu_sl、iv_sl、iw_sl。坐标变换部612将从电机电流iu_sl、iv_sl、iw_sl变换为从电机中的旋转二相坐标系的电流值即从电机dq轴电流id_sl、iq_sl。由坐标变换部612变换后的从电机dq轴电流id_sl、iq_sl被输出到从电机推测部622。此外,坐标变换部612变换后的从电机dq轴电流id_sl、iq_sl中的从电机q轴电流iq_sl被输出到脉动补偿控制部66。
主电机推测部621根据主电机dq轴电流id_m、iq_m,推测主电机转速推测值ωme。积分器623通过对主电机转速推测值ωme进行积分来计算主电机相位推测值θme。为了电流值的坐标变换、以及后述的脉动补偿控制,将计算出的主电机相位推测值θme输入到坐标变换部611、坐标变换部64以及脉动补偿控制部66。
此外,从电机推测部622根据从电机dq轴电流id_sl、iq_sl,推测从电机转速推测值ωsl_e。积分器624通过对从电机转速推测值ωsl_e进行积分来计算从电机相位推测值θsl_e。为了电流值的坐标变换以及后述的脉动补偿控制,将计算出的从电机相位推测值θsl_e输入到坐标变换部612以及脉动补偿控制部66。
在此,在不具有脉动补偿控制部66的情况下,基于主电机dq轴电流id_m、iq_m以及主电机转速推测值ωme,在主电机矢量控制部63计算dq轴电压指令值vd 、vq 。此外,基于dq轴电压指令值vd 、vq ,在坐标变换部64计算静止三相坐标系中的电压指令值vu 、vv 、vw 。然后,基于电压指令值vu 、vv 、vw 以及直流母线电压Vdc,在PWM信号生成部65生成用于对逆变器4的开关元件进行PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)控制的PWM信号。
在此,当仅进行上述的控制内容、即不具有脉动补偿控制部66的情况下的控制内容时,从电机只是跟随以主电机为基准计算出的电压指令值而驱动。此时的驱动状态能够如图5那样表示。图5中示出了在主电机dq轴电流id_m、iq_m和从电机dq轴电流id_sl、iq_sl之间产生轴误差Δθ时的控制状态。
在主电机dq轴电流id_m、iq_m和从电机dq轴电流id_sl、iq_sl之间产生轴误差Δθ的控制状态下,在低速区域中从电机的电流有时会脉动。为了消除或抑制该脉动,在实施方式1中设置脉动补偿控制部66。脉动补偿控制部66根据主电机相位推测值θme、从电机相位推测值θsl_e以及从电机q轴电流iq_sl,生成脉动补偿电流指令值isl 。通过利用主电机相位推测值θme以及从电机相位推测值θsl_e的信息,能够知晓图5所示的轴误差Δθ。因此,通过将脉动补偿控制部66生成的脉动补偿电流指令值isl 给予主电机矢量控制部63,能够实现对在从电机可能产生的脉动的抑制。
另外,如图5所示,从电机d轴电流id_sl和从电机q轴电流iq_sl位于正交关系。因此,也可以代替对脉动补偿控制部66输入从电机q轴电流iq_sl的图4的结构,而采用对脉动补偿控制部66输入从电机d轴电流id_sl的结构。
至此,对运算器6中的控制进行了说明,而矢量控制的细节、主电机、从电机的推测处理、脉动补偿控制的细节与本发明的要点没有直接关联。因此,省略进一步的说明。另外,关于运算器6的控制结构,图4的结构只不过是一个例子,在不脱离本发明的主旨的范围内,采用怎样的控制方法来构成怎样的控制系统都没有问题。
接下来,对作为本发明的另一个要点的电流传感器的作用进行说明。首先,作为电流传感器之一的逆变器电流传感器7检测在逆变器4的各相流过的电流即逆变器电流iu_all、iv_aii、iw_all。在此,能够根据欧姆定律,使用各相的分流电阻7u、7v、7w的电阻值Ru、Rv、Rw由下式表示逆变器电流iu_all、iv_aii、iw_all
iu_all=-vRu/Ru…(1)
iv_aii=-vRv/Rv…(2)
iw_all=-vRw/Rw…(3)
在上述式(1)~(3)中,vRu、vRv、vRw表示各相的分流电阻7u、7v、7w各自的电压降。
另外,在图2中,将从逆变器4朝向第一电机51的方向定义为逆变器电流的正极性。根据上述式(1)~(3),通过检测各相的分流电阻7u、7v、7w各自的电压降vRu、vRv、vRw,从而能够计算逆变器电流iu_all、iv_aii、iw_all
然而,电压降vRu、vRv、vRw的极性根据电流极性而反转。因此,在使用微机作为运算器6的情况下,需要采取对策以避免负极性的电压施加于微机而微机损坏。因此,在图2的结构中,设置电平位移电路16。但是,在上述式(1)~(3)中,忽略了电平位移电路16进行的计算。另外,虽然众所周知,能够检测到电流的相根据逆变器4的开关模式而改变,但由于与本发明的主旨没有直接关联,所以在此省略说明。
接下来,对作为另一个电流传感器的主电机电流传感器9的作用进行说明。假定主电机电流传感器9为DCCT或ACCT这样的电流传感器。在此,逆变器电流传感器7能否检测到电流受逆变器4的开关模式支配,与此相对,主电机电流传感器9能否检测到电流不受逆变器4的开关模式支配。此外,在ACCT的情况下,具有不能检测直流分量的特性,但由于能否检测直流分量与本发明的主旨没有直接关联,所以在此省略说明。
在图2中,主电机电流传感器9的检测值经由电平位移电路17输入到运算器6。具体而言,电平位移电路17将作为主电机电流传感器9的检测值的主电机电流iu_m、iv_m、iw_m变换为电压值,并输出至运算器6。运算器6通过对电平位移电路17的输出电压进行AD变换,从而能够求出主电机电流。
在此,根据图2的电路图,可以说主电机电流iu_m、iv_m、iw_m与逆变器电流iu_all、iv_aii、iw_all的关系为以下的式(4)~(6)的关系。
iu_sl=iu_all-iu_m…(4)
iv_sl=iv_all-iv_m…(5)
iw_sl=iw_all-iw_m…(6)
在上述式(4)~(6)中,位于左边的iu_sl、iv_sl、iw_sl表示在从电机中流过的从电机电流。
由此,通过使用上述式(4)~(6),能够计算从电流。因此,不需要设置从电机用的电流传感器。在图2的控制结构的情况下,由于是利用分流电阻进行电流检测的结构,所以与使用利用霍尔IC的DCCT以及利用变压器的ACCT的情况相比为廉价的结构。另外,由于用作分流电阻的电阻部件与ACCT或和DCCT相比为小型的部件,因此也适于装置整体的小型化。
至此,对控制运算与电流传感器的关系进行了说明。接下来,对过电流保护与电流传感器的关系进行说明。
通常,在如电机失步时或逆变器在上下分支间短路时这样的故障现象中,使过电流保护进行工作。在使过电流保护工作的情况下,在逆变器以及电机中流过陡峭的电流。因此,需要极快的保护工作,过电流保护通常是基于使用了电子电路的硬件的结构。
在图2的情况下,使用逆变器过电流检测电路18来实施针对在逆变器4流过的电流的过电流保护。另外,在图2的情况下,使用主电机过电流检测电路19来实施针对在主电机流过的电流的过电流保护。关于过电流检测电路有各种各样的结构,但在应用于本发明时,可以应用任意的电路结构。
另一方面,如上所述,在实施方式1中,没有设置用于直接检测在从电机中流过的电流的电流传感器。因此,难以利用硬件来实施针对在从电机中流过的电流的过电流保护。因此,在实施方式1中,利用运算器6内的软件处理来进行过电流检测。
图6是示出由图2的运算器6实施的过电流检测的流程的流程图。在图6中,“ioc”表示过电流的判定值。在图6中,在步骤S101中,对使用上述式(4)计算出的U相的从电机电流iu_sl的绝对值与判定值ioc进行比较。在从电机电流iu_sl的绝对值大于判定值ioc的情况下(步骤S101,是),转移至步骤S102而停止逆变器4的运行。另一方面,在从电机电流iu_sl的绝对值为判定值ioc以下的情况下(步骤S101,否),进入步骤S103。
在步骤S103中,将使用上述式(5)计算出的V相的从电机电流iv_sl的绝对值与判定值ioc进行比较。在从电机电流iv_sl的绝对值大于判定值ioc的情况下(步骤S103,是),转移至步骤S102而停止逆变器4的运行。另一方面,在从电机电流iv_sl的绝对值为判定值ioc以下的情况下(步骤S103,否),进入步骤S104。
在步骤S104中,将使用上述式(6)计算出的W相的从电机电流iw_sl的绝对值与判定值ioc进行比较。在从电机电流iw_sl的绝对值大于判定值ioc的情况下(步骤S104,是),转移到步骤S102而停止逆变器4的运行。另一方面,在从电机电流iw_sl的绝对值为判定值ioc以下的情况下(步骤S104,否),进入步骤S105,继续逆变器4的运行。
以上说明的事项是针对从电机的过电流保护的处理。处理的要点在于,在各相从电流的绝对值的其中之一超过判定值的情况下停止逆变器4的运行,另一方面,在各相从电流的绝对值全都未超过判定值的情况下继续逆变器4的运行。通过执行这些处理,能够执行针对从电机的过电流保护。
另外,虽然在上述图6的流程中,按照U相、V相以及W相的顺序进行过电流的判定,但顺序是一个例子,可以先进行任意相的过电流判定。
另外,在上述的步骤S101中,虽然将从电机电流iu_sl的绝对值与判定值ioc相等的情况判定为“否”,但也可以判定为“是”。即,也可以在从电机电流iu_sl的绝对值与判定值ioc相等的情况下,停止逆变器4的运行。
同样地,在上述的步骤S103中,虽然将从电机电流iv_sl的绝对值与判定值ioc相等的情况判定为“否”,但也可以判定为“是”。即,也可以在从电机电流iv_sl的绝对值与判定值ioc相等的情况下,停止逆变器4的运行。
同样地,在上述的步骤S104中,虽然将从电机电流iw_sl的绝对值与判定值ioc相等的情况判定为“否”,但也可以判定为“是”。即,也可以在从电机电流iw_sl的绝对值与判定值ioc相等的情况下,停止逆变器4的运行。
如以上说明的那样,根据实施方式1的电机控制装置,在设n为2以上的整数时,对与逆变器并联连接的n台电机中的n-1台主电机设置主电机电流传感器,基于与在n-1台主电机流过的电流对应的电压和与分流电阻的电压降对应的电压,运算器生成对开关元件的驱动信号,因此,在使用分流电阻检测逆变器电流的同时通过使用了主电机电流的运算,能够检测从电机的电流。
实施方式2.
图7是示出实施方式2的设置于室内机的电机控制装置及其外围电路的结构例的图。图7所示的实施方式2为在图2所示的实施方式1的结构中在分岔点15与第二电机52之间追加有继电器13的结构。另外,其它结构与图2所示的实施方式1的结构相同或等同,对于相同或等同的结构部标注相同的附图标记并省略重复的说明。
图8是示出实施方式2中的继电器13的工作流程的流程图。在图8中,在步骤S201,判定是否使从电机工作。在使从电机工作的情况下(步骤S201,是),转移到步骤S202,接通继电器13,也就是使继电器13导通。另一方面,在不使从电机工作的情况下(步骤S201,否),转移到步骤S203,断开继电器13,也就是使继电器13开路。
以上说明的事项是与继电器13有关的工作流程。工作的要点是,在使主电机单独工作的情况下,使继电器13为开路状态,在使主电机以及从电机这两者工作的情况下,使继电器13为导通状态。由此,能够任意地切换电机的工作台数。
另外,在图7中,示出了具有两台电机并且在1台主电机中插入继电器13的结构,但不只限定于该结构。当将电机的数量设为n台(n为2以上的整数),在n-1台主电机中设置有主电机电流传感器9时,在设置有主电机电流传感器9的n-1台主电机中的n-2台主电机和逆变器4之间插入n-2个继电器13,在没有设置主电机电流传感器9的从电机和逆变器4之间也插入继电器13即可。通过这样构成,能够实现后述的过电流保护。
接下来,对实施方式2中的逆变器过电流检测电路18的切断值进行说明。如上所述,主电机和逆变器进行基于硬件的过电流检测。在此,在使进行过电流检测的判定值固定的情况下,优选为设定考虑了电机的驱动台数的判定值。具体而言,关于逆变器过电流检测电路18,关键是以满足以下的式(7)的方式设定判定值ioc
imax_m+imax_sl<ioc<ioc_m+ioc_sl…(7)
在上述式(7)中,imax_m表示主电机的最大驱动电流,imax_sl表示从电机的最大驱动电流,ioc_m表示主电机的过电流切断值,ioc_sl表示从电机的过电流判定值。
通过如上述式(7)那样设定,从而在同时驱动主电机以及从电机的情况下,不会错误地进行过电流保护,并且在成为过电流状态的情况下能够实现可靠的保护。
另外,在仅单独驱动主电机的情况下,即继电器13为开路状态的情况下,在逆变器4流过的电流仅为主电机的电流。通常,主电机的最大驱动电流imax_m和过电流切断值ioc_m之间的关系由以下的式(8)表示。
imax_m<ioc_m…(8)
因此,在主电机单独运行时,由逆变器过电流检测电路18单体无法进行过电流保护。因此,如图7所示,即使在与继电器13连接的从电机中没有过电流检测电路也能够进行基于运算器6的软件的过电流保护,与此相对,需要在主电机侧设置主电机过电流检测电路19那样的基于硬件的过电流检测电路。
如以上说明的那样,根据实施方式2的电机控制装置,附加了根据分流电阻的电压降进行过电流检测的功能和根据主电机电流传感器的输出电压进行过电流检测的功能,因此能够切换电机的工作台数,并且适当地进行过电流切断。
另外,以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一个例子,也能够与其它公知技术结合,在不脱离本发明的主旨的范围内还能够省略、变更结构的一部分。

Claims (6)

1.一种电机控制装置,具备:
逆变器,包括多个支路;
直流电源,对所述逆变器供给直流电压;
分流电阻,被插入于所述逆变器的各相下支路的开关元件与所述直流电源的负极侧之间;
电流传感器,输出与在并联连接于所述逆变器的n台电机中的n-1台电机中流过的电流对应的电压;以及
运算器,基于所述电流传感器的输出和与所述分流电阻的电压降对应的输出,生成对多个所述开关元件的驱动信号,其中,
所述n是2以上的整数。
2.根据权利要求1所述的电机控制装置,其中,具备:
逆变器过电流检测部,根据所述分流电阻的电压降进行过电流检测;以及
电机过电流检测部,根据所述电流传感器的输出电压进行过电流检测。
3.根据权利要求2所述的电机控制装置,其中,具备:
n-2个继电器,被插入于设置有所述电流传感器的n-1台电机中的n-2台电机与所述逆变器之间;以及
继电器,被插入于未连接有所述电流传感器的电机与所述逆变器之间。
4.根据权利要求1或2所述的电机控制装置,其中,
所述运算器根据与所述分流电阻对应的电压值计算在所述逆变器中流过的逆变器电流,并且根据与所述电流传感器的输出电压对应的电压值计算在连接有所述电流传感器的电机中流过的电机电流,通过从所述逆变器电流减去所述电机电流,来计算未连接有所述电流传感器的电机的电流而生成所述驱动信号。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的电机控制装置,其中,
根据从所述逆变器电流减去所述电机电流而计算出的电流,进行未连接有所述电流传感器的电机的过电流检测。
6.一种空调机,具备权利要求1~5中任一项所述的电机控制装置。
CN201780089775.2A 2017-04-27 2017-04-27 电机控制装置以及空调机 Active CN110537321B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/016829 WO2018198289A1 (ja) 2017-04-27 2017-04-27 モータ制御装置及び空気調和機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110537321A true CN110537321A (zh) 2019-12-03
CN110537321B CN110537321B (zh) 2023-01-10

Family

ID=63918932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780089775.2A Active CN110537321B (zh) 2017-04-27 2017-04-27 电机控制装置以及空调机

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11012011B2 (zh)
EP (1) EP3618260B1 (zh)
JP (1) JP6714154B2 (zh)
CN (1) CN110537321B (zh)
WO (1) WO2018198289A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113812084A (zh) * 2019-05-13 2021-12-17 三菱电机株式会社 负载驱动装置、空气调节器及负载驱动装置的运行方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004297874A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Daikin Ind Ltd 電動装置及びモータ駆動方法
JP2011072062A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Kamimura Kogyo:Kk 単一のインバータによる複数台のbldc三相直流モータの不良検出方法とその装置
CN103107769A (zh) * 2011-11-10 2013-05-15 富士电机株式会社 电力转换装置及过电流保护电路
CN105981289A (zh) * 2014-02-11 2016-09-28 三星电子株式会社 动力装置及包含于动力装置的电动机驱动装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4544709B2 (ja) * 2000-07-25 2010-09-15 財団法人鉄道総合技術研究所 電動機制御装置
JP4066227B2 (ja) 2001-10-05 2008-03-26 富士電機機器制御株式会社 Dcブラシレスモータの並列駆動回路
DE102006049490A1 (de) * 2006-10-17 2008-04-24 Lti Reenergy Gmbh Ansteuerschaltung für Gleichstrommotoren mit Bremse und Notbetriebsversorgungseinrichtung
KR101395890B1 (ko) * 2007-10-18 2014-05-15 엘지전자 주식회사 공기조화기의 전동기 제어장치 및 그 제어 방법
KR101349851B1 (ko) * 2007-10-18 2014-01-09 엘지전자 주식회사 전동기 제어장치 및 그 제어방법
KR101049578B1 (ko) 2008-07-14 2011-07-14 가부시끼가이샤가미무라고오교오 다수의 브러쉬리스 직류모터의 제어방법
JP5537837B2 (ja) * 2009-05-27 2014-07-02 サンデン株式会社 モータ制御装置
JP5381361B2 (ja) * 2009-06-11 2014-01-08 株式会社豊田自動織機 インバータ装置
US8508166B2 (en) * 2009-08-10 2013-08-13 Emerson Climate Technologies, Inc. Power factor correction with variable bus voltage
AU2010299394B2 (en) * 2009-09-28 2014-02-27 Daikin Industries, Ltd. Phase current detection device and power conversion device using same
JP5655367B2 (ja) * 2010-05-07 2015-01-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 モータ駆動装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004297874A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Daikin Ind Ltd 電動装置及びモータ駆動方法
JP2011072062A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Kamimura Kogyo:Kk 単一のインバータによる複数台のbldc三相直流モータの不良検出方法とその装置
CN103107769A (zh) * 2011-11-10 2013-05-15 富士电机株式会社 电力转换装置及过电流保护电路
CN105981289A (zh) * 2014-02-11 2016-09-28 三星电子株式会社 动力装置及包含于动力装置的电动机驱动装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110537321B (zh) 2023-01-10
JP6714154B2 (ja) 2020-06-24
US11012011B2 (en) 2021-05-18
WO2018198289A1 (ja) 2018-11-01
JPWO2018198289A1 (ja) 2019-11-07
US20200059173A1 (en) 2020-02-20
EP3618260B1 (en) 2023-12-13
EP3618260A4 (en) 2020-04-08
EP3618260A1 (en) 2020-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8169180B2 (en) Motor controller of air conditioner
EP2884203B1 (en) Heat pump device
US9742336B2 (en) Air conditioner with variable power converter
EP3001121B1 (en) Heat pump device
US10690370B2 (en) Indoor equipment and air conditioner
CN109478865B (zh) 马达驱动装置、冰箱以及空气调节机
WO2006106654A1 (ja) インバータ装置
WO2009066839A2 (en) Motor controller of air conditioner
US11473789B2 (en) Outdoor unit for a refrigeration cycle apparatus and refrigerating cycle device
CN111742484B (zh) 电机驱动装置及制冷循环应用设备
KR101905478B1 (ko) 압축기 구동장치 및 이를 구비한 칠러
CN110537321A (zh) 电机控制装置以及空调机
KR20140108956A (ko) 전력변환장치 및 이를 포함하는 공기조화기
CN105229911B (zh) 电动机驱动装置
KR20170036506A (ko) 칠러
JP5136568B2 (ja) 電動機の制御回路、及びその制御回路を用いた空気調和機
KR100940097B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR101325398B1 (ko) 전동 압축기 및 그를 포함한 공기 조화 장치
US20210044223A1 (en) Motor driving apparatus and refrigeration cycle equipment
KR20180079821A (ko) 칠러
KR20090044252A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
JPWO2019239539A1 (ja) モータ駆動装置、モータ駆動装置の制御装置、モータ駆動装置の制御方法、及び空気調和機
KR20180081369A (ko) 압축기 구동장치 및 이를 구비한 칠러
WO2024075163A1 (ja) 電力変換装置、モータ駆動装置および冷凍サイクル適用機器
CN116671000A (zh) 控制装置、电力转换装置、马达驱动装置和制冷循环应用设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant