CN111727557A - 电动机驱动装置以及制冷环路应用设备 - Google Patents

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CN111727557A CN201880089239.7A CN201880089239A CN111727557A CN 111727557 A CN111727557 A CN 111727557A CN 201880089239 A CN201880089239 A CN 201880089239A CN 111727557 A CN111727557 A CN 111727557A
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Abstract

一种电动机驱动装置，具备：接线切换装置(60)，切换电动机(7)的绕组的接线状态；以及逆变器(30)，对电动机(7)施加频率及电压值可变的交流电压，其中，当通过将流过电动机(7)的3相交流电流变换至d‑q轴而得到的转矩电流分量和励磁电流分量中的至少一者的谐波分量的量比接线切换装置无故障时多时，逆变器停止(130)。能够检测接线切换装置的不良，因此能够防止由过电压导致的电动机的损伤、由过电流导致的电动机的退磁等。

Description

电动机驱动装置以及制冷环路应用设备
技术领域
本发明涉及电动机驱动装置以及具备该电动机驱动装置的制冷环路应用设备。
背景技术
以往以来，已知一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置具备：接线切换装置，将电动机的定子绕组切换为多个不同的接线状态中的任意接线状态；逆变器，驱动上述电动机；以及控制部，控制上述逆变器(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4619826号
发明内容
发明所要解决的技术课题
在专利文献1所记载的技术中，在对绕组进行切换时使接线切换装置工作，而当接线切换装置出现不良时，产生急剧的电压或电流的变化，有可能引起由过电压导致的电动机的损伤、由过电流导致的电动机的退磁等。
本发明是鉴于上述技术课题而做出的，目的在于提供一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置即使在接线切换装置出现不良的情况下，也能够防止由过电压导致的电动机的损伤、由过电流导致的电动机的退磁等。
用于解决技术课题的技术方案
本发明的电动机驱动装置为驱动具有3相绕组的电动机的电动机驱动装置，该电动机驱动装置具备：
接线切换装置，根据切换信号切换所述电动机的绕组的接线状态；
逆变器，对所述电动机施加频率及电压值可变的交流电压；以及
控制装置，具有：电流检测部，检测流过所述电动机的3相交流电流；以及3相2相变换部，将所述3相交流电流变换为转矩电流分量和励磁电流分量，该控制装置控制所述逆变器及所述接线切换装置，
当所述转矩电流分量及所述励磁电流分量中的至少一者的谐波分量的量比所述接线切换装置无故障时多时，所述逆变器停止。
发明效果
根据本发明，能够检测接线切换装置的不良，因此能够防止由过电压导致的电动机的损伤、由过电流导致的电动机的退磁等。
附图说明
图1为示出空调机的制冷环路的一例的概略图。
图2为示出本发明的实施方式1的电动机驱动装置的图。
图3为示出图2的逆变器的结构的图。
图4为详细示出图1的电动机的绕组和接线切换装置的布线图。
图5为示出图2的接线切换装置的切换器的详情的布线图。
图6的(a)及(b)为概念性地示出电动机的不同接线状态下的绕组的图。
图7为示出实施方式1所使用的控制装置的一例的功能框图。
图8为示出图7的电压指令运算部的结构例的框图。
图9的(a)及(b)为示出处于故障状态的接线切换装置的布线图。
图10的(a)及(b)为示出接线切换出现故障时的绕组的连接状态的图。
图11的(a)及(b)为示出绕组处于图10的(a)的状态时的逆变器输出电流的波形以及励磁电流分量及转矩电流分量的波形的图。
图12的(a)及(b)为示出绕组处于图10的(b)的状态时的逆变器输出电流的波形以及励磁电流分量及转矩电流分量的波形的图。
图13为示出图7的故障检测部130的结构例的框图。
图14的(a)～(c)示出简单地示出了绕组处于图10的(a)的状态时的从各相所见的阻抗的图。
图15的(a)～(c)示出简单地示出了绕组处于图10的(b)的状态时的从各相所见的阻抗的图。
图16为以表格形式示出实施方式1中的故障形态的判定方法的图。
图17为示出本发明的实施方式2的电动机驱动装置的图。
图18为示出实施方式2所使用的控制装置的一例的功能框图。
图19为示出本发明的实施方式3的电动机驱动装置的图。
图20为示出实施方式3的将电流检测元件与电动机的定子绕组及接线切换装置一同示出的布线图。
图21为示出实施方式3所使用的控制装置的一例的功能框图。
图22为示出图21的故障检测部130c的结构例的框图。
图23的(a)及(b)为示出在实施方式3中接线切换出现故障时的绕组的连接状态及流过绕组的电流的图。
图24的(a)及(b)为示出绕组处于图23的(a)的状态时的绕组电流的波形及绕组处于图23的(b)的状态时的绕组电流的波形的图。
图25为以表格形式示出实施方式3中的故障形态的判定方法的图。
图26为示出本发明的实施方式4的电动机驱动装置的图。
附图标记
2、2b、2c：电动机驱动装置；4：交流电源；7：电动机；8：电抗器；10：整流电路；20：电容器；30：逆变器；60：接线切换装置；80：控制电源生成电路；85：母线电流检测单元；87：故障显示器；91、92、93、96、97、98：电流检测元件；100、100b、100c：控制装置；102：运行控制部；110、110b、110c：逆变器控制部；111：电流恢复部；112、112c：3相2相变换部；113：励磁电流指令控制部；114：电压指令运算部；115：电角相位运算部；116：2相3相变换部；117：PWM生成部；130、130c：故障检测部；131：谐波检测部；132、132c：不平衡检测部；133、133c：故障判定部；900：制冷环路；902：四通阀；904：压缩机；906：室内热交换器；908：膨胀阀；910：室外热交换器；1141：频率推定部；1142、1144、1146：减法部；1143、1145、1147：控制部。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式的电动机驱动装置以及具备该电动机驱动装置的制冷环路应用设备进行说明。此外，本发明不被以下所示的实施方式所限定。
制冷环路应用设备的一例为空调机，在以下的实施方式中，将本发明应用于对空调机的压缩机进行驱动的电动机的驱动装置。
首先，参照图1来说明空调机的一例中的制冷环路。
图1的制冷环路900能够利用四通阀902的切换动作来进行制热运行或制冷运行。
在制热运行时，如由实线箭头所示，制冷剂由压缩机904加压并送出，通过四通阀902、室内热交换器906、膨胀阀908、室外热交换器910及四通阀902而返回至压缩机904。在制冷运行时，如由虚线箭头所示，制冷剂由压缩机904加压并送出，通过四通阀902、室外热交换器910、膨胀阀908、室内热交换器906及四通阀902而返回至压缩机904。
在制热运行时，室内热交换器906作为冷凝器发挥作用而进行放热，室外热交换器910作为蒸发器发挥作用而进行吸热。在制冷运行时，室外热交换器910作为冷凝器发挥作用而进行放热，室内热交换器906作为蒸发器发挥作用而进行吸热。膨胀阀908对制冷剂进行减压并使之膨胀。压缩机904由被可变速控制的电动机7驱动。
实施方式1.
图2为将本发明的实施方式1的电动机驱动装置2与电动机7一同示出的概略布线图。
图示的电动机驱动装置2为用于驱动电动机7的装置，具有交流电源输入端子3a、3b、电抗器8、整流电路10、电容器20、逆变器30、接线切换装置60、控制电源生成电路80、母线电流检测单元85、故障显示器87和控制装置100。
控制装置100可以由例如具备CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)的微计算机(微型计算机)或DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等构成，也可以由专用硬件构成。在以下设为由微计算机构成的装置来进行说明。
交流电源输入端子3a、3b与外部的交流电源4连接，从交流电源4对交流电源输入端子3a、3b施加交流电压。关于施加的电压，例如振幅(有效值)为100V、200V等，频率为50Hz、60Hz等。
整流电路10从交流电源4经由输入端子3a、3b及电抗器8接受交流电力并将其整流。整流电路10为通过将二极管等整流元件11～14桥接而形成的全波整流电路。
电容器20使由整流电路10整流后的直流电压平滑，并输出直流电压V20。
如图3所示，逆变器30具有逆变器主电路310和驱动电路350，逆变器主电路310的输入端子与电容器20的电极连接。
将连结整流电路10的输出、电容器20的电极、逆变器主电路310的输入端子的线称为直流母线。
逆变器30被控制装置100控制，逆变器主电路310的6个支路的开关元件311～316进行接通、断开动作，从而生成频率可变且电压值可变的3相交流电流，并供给至电动机7。回流用整流元件321～326与开关元件311～316并联连接。
电动机7为3相永磁同步电动机，3相的定子绕组的端部被引出至电动机7的外部，并且能够切换成星形接线(Y接线)及三角形接线(Δ接线)中的任意接线方式。该切换由接线切换装置60来进行。
图4中更加详细地示出电动机7的定子绕组及接线切换装置60。
如图示那样，电动机7的由U相、V相、W相构成的3个相的绕组71、72、73的第1端部71a、72a、73a分别与外部端子71c、72c、73c连接，U相、V相、W相的绕组71、72、73的第2端部71b、72b、73b分别与外部端子71d、72d、73d连接，而能够实现与电动机7的外部的连接。逆变器30的U相、V相、W相的输出线331、332、333与外部端子71c、72c、73c连接。
在图示的例子中，接线切换装置60包括切换器61、62、63。作为切换器61、62、63，使用了触点电磁性地开闭的电磁接触器。电磁接触器包括所谓的继电器。电磁接触器如例如图5所示那样地构成，在励磁线圈611、621、631中流过电流时与未流过电流时，获得不同的连接状态。
励磁线圈611、621、631以在半导体开关604导通时流过来自后述的切换电源V60的电流的方式连接。半导体开关604的开闭由从控制装置100输出的切换信号Sc来控制。
此外，可以将从控制装置100输出的切换信号Sc供给至励磁线圈611、621、631。这在控制装置100(例如由微计算机构成)以能够流过足够的电流作为信号Sc的方式构成的情况下能够实现。
切换器61的共同触点61c经由连接线61e与端子71d连接，常闭触点61b与中性点节点64连接，常开触点61a与逆变器30的V相的输出线332连接。
切换器62的共同触点62c经由连接线62e与端子72d连接，常闭触点62b与中性点节点64连接，常开触点62a与逆变器30的W相的输出线333连接。
切换器63的共同触点63c经由连接线63e与端子73d连接，常闭触点63b与中性点节点64连接，常开触点63a与逆变器30的U相的输出线331连接。
在励磁线圈611、621、631中未流过电流时，切换器61、62、63如图示那样处于切换至常闭触点侧的状态，即共同触点61c、62c、63c与常闭触点61b、62b、63b连接的状态。在该状态下，电动机7处于Y接线状态。
在励磁线圈611、621、631中流过电流时，切换器61、62、63与图示相反，处于切换至常开触点侧的状态，即共同触点61c、62c、63c与常开触点61a、62a、63a连接的状态。在该状态下，电动机7处于Δ接线状态。
以下，关于切换器61、62、63的各个切换器，将切换至常闭触点侧的状态称为Y接线用切换状态，将切换至常开触点侧的状态称为Δ接线用切换状态。
另外切换器61、62、63被分别称为U相、V相、W相的切换器。
在此，以下使用图6的(a)及(b)对使用能够切换成Y接线及Δ接线中的任意接线方式的装置作为电动机7的优点进行说明。
图6的(a)概念性地示出设为Y接线时的定子绕组71、72、73的连接状态，图6的(b)概念性地示出设为Δ接线时的定子绕组71、72、73的连接状态。
将Y接线时的线间电压设为VY、流入的电流设为IY，将Δ接线时的线间电压设为VΔ、流入的电流设为IΔ，当设为施加于各相的绕组的电压相等时，存在
Figure BDA0002629614630000071
的关系，此时，存在
Figure BDA0002629614630000072
的关系。
当Y接线时的电压VY及电流IY与Δ接线时的电压VΔ及电流IΔ具有式(1)及(2)的关系时，在Y接线时和Δ接线时供给至电动机的电力相等。
也就是说，在供给至电动机的电力相等时，Δ接线的电流大，驱动所需的电压低。
可以考虑利用以上性质，根据负载条件等来选择接线状态。例如，可以考虑在低负载时，以Y接线进行低速运行，在高负载时，以Δ接线进行高速运行。由此，使低负载时的效率提高，也能够实现高负载时的输出变高。
以下关于这方面，对驱动空调机的压缩机的电动机的情况进一步详细描述。
作为空调机的压缩机驱动用的电动机7，为了响应节能化的要求，广泛应用使用永磁体作为转子的同步电动机。另外，在近年来的空调机中，设为当室温与设定温度之差大时，通过使电动机7以高速旋转而快速接近设定温度，当室温接近设定温度时，使电动机7以低速旋转来维持室温，在这样的情况下，以低速运行的时间所占比例大。
在使用同步电动机的情况下，当转速上升时反电动势增加，驱动所需的电压值增加。该反电动势如上述那样在Y接线时比在Δ接线时高。
为了抑制高速状态下的反电动势，可以考虑减小永磁体的磁力或是减少定子绕组的匝数。但是如果这样的话，由于用于得到相同输出转矩的电流增加，因此流过电动机7及逆变器30的电流增加，效率降低。
于是，可以考虑根据转速来切换接线状态。例如，在需要以高速运行的情况下，设为Δ接线状态。通过这样，能够使驱动所需的电压(与Y接线相比)为
Figure BDA0002629614630000081
因此，不需要减少绕组的匝数，另外也不需要使用弱磁控制。
另一方面，在低速旋转下，通过设为Y接线状态能够使电流值与Δ接线相比为
Figure BDA0002629614630000082
进而，能够将绕组设计为适合于在Y接线状态下以低速驱动，与在整个速度范围中使用Y接线的情况相比，能够降低电流值。其结果是，能够降低逆变器30的损耗，能够提高效率。
如以上说明的那样，根据负载条件来切换接线状态是有价值的，设置接线切换装置是为了能够实现这样的切换。
控制电源生成电路80接受电容器20的两电极间的电压、即母线电压V20并将其降压，生成控制电源V100及切换电源V60，将控制电源V100供给至控制装置100，并且将切换电源V60供给至接线切换装置60。例如，控制电源V100的电压值为5V，切换电源V60的电压值为12V。切换电源V60供给流过切换器61、62、63的上述的励磁线圈611、621、631的电流。
母线电流检测单元85检测母线电流、即逆变器30的输入电流Idc。母线电流检测单元85包括被插入于直流母线的分流电阻，将表示检测结果的模拟信号供给至控制装置100。该信号(检测信号)由在控制装置100中未图示的A/D变换部变换为数字信号并被用于控制装置100的内部的处理。
故障显示器87根据来自控制装置100的显示控制信号Sfc来显示接线切换装置60的故障。
如上述那样，控制装置100控制由接线切换装置60执行的接线状态的切换，并且控制逆变器30的工作。为了控制逆变器30，控制装置100生成PWM信号Sm1～Sm6并供给至逆变器30。
如上述那样，逆变器30除了具备逆变器主电路310之外，还具备驱动电路350，该驱动电路350基于PWM信号生成驱动信号Sr1～Sr6，利用驱动信号Sr1～Sr6来控制开关元件311～316的接通、断开，据此，频率可变且电压可变的3相交流电压被施加于电动机7。
PWM信号Sm1～Sm6为逻辑电路的信号电平的大小(0～5V)，与之相对，驱动信号Sr1～Sr6为具有控制开关元件311～316所需的电压电平、例如+15V～－15V大小的信号。另外，PWM信号Sm1～Sm6将控制装置100的接地电位作为基准电位，与之相对，驱动信号Sr1～Sr6将各自对应的开关元件的负侧的端子(发射极端子)的电位作为基准电位。
如图7所示，控制装置100具有运行控制部102、逆变器控制部110及故障检测部130。
运行控制部102接受表示由未图示的温度传感器检测出的室温(空气调节对象空间的温度)的信息Temp，接受来自未图示的操作部例如遥控器的指示Ctr来控制空调机的各部的工作。来自操作部的指示包括表示设定温度的信息、运行模式的选择、运行开始及结束的指示等。
运行控制部102例如决定是将电动机7的定子绕组设为Y接线还是设为Δ接线以及决定目标转速并基于决定来输出切换信号Sc及频率指令值ω＊。例如当室温与设定温度之差大时决定设为Δ接线，将目标转速设定为较高的值，并输出启动后逐渐上升至与上述目标转速对应的频率的频率指令值ω＊。
如果达到了与目标转速对应的频率，则维持该状态直到室温接近设定温度为止，如果室温接近设定温度，则暂且使电动机停止，切换为Y接线，输出逐渐上升至与较低的目标转速对应的频率的频率指令值ω＊。如果达到了与目标转速对应的频率，则之后进行用于维持室温接近设定温度的状态的控制。该控制包括频率的调节、电动机的停止、重启等。
如后述那样，运行控制部102还进行当由故障检测部130检测出接线切换装置60的故障时立即使逆变器30停止的处理。通过对逆变器控制部110提供使逆变器30停止的信号(停止信号)St来进行使逆变器30停止的处理。
逆变器控制部110具有电流恢复部111、3相2相变换部112、励磁电流指令控制部113、电压指令运算部114、电角相位运算部115、2相3相变换部116及PWM生成部117。
电流恢复部111基于由母线电流检测单元85检测出的电流值Idc来恢复流过电动机7的相电流iu、iv、iw。在此所说的电动机7的相电流为经由逆变器30的输出线331、332、333而流入至电动机的电流，也称为逆变器输出电流。电流恢复部111通过按照基于来自PWM生成部117的PWM信号而决定的定时对由母线电流检测单元85检测的直流电流Idc进行采样，由此恢复相电流iu、iv、iw。
像这样恢复相电流的处理为相电流的检测的一种形态。
3相2相变换部112使用由后述的电角相位运算部115生成的电角相位θ将由电流恢复部111恢复的电流值iu、iv、iw变换为以励磁电流分量(d轴电流)id及转矩电流分量(q轴电流)iq来表示的d－q轴的电流值。
励磁电流指令控制部113根据转矩电流分量iq求出为了最高效地驱动电动机7的最佳的励磁电流指令值(d轴电流指令值)id ＊。
此外，虽然在图7中根据转矩电流分量iq来求出励磁电流指令值id ＊，但是根据励磁电流分量id或频率指令值ω＊求出励磁电流指令值id ＊也能够得到同样效果。
励磁电流指令控制部113基于转矩电流分量iq(或者励磁电流分量id或频率指令值ω＊)输出使得成为使输出转矩为预定值以上(或最大)、即电流值为预定值以下(或最小)的电流相位角βm(未图示)的励磁电流指令值id ＊。
电压指令运算部114基于从3相2相变换部112得到的励磁电流分量(d轴电流)id及转矩电流分量(q轴电流)iq、频率指令值ω＊和从励磁电流指令控制部113得到的励磁电流指令值id ＊而输出电压指令值Vd ＊及Vq ＊。
图8为示出图7的电压指令运算部114的结构例的图。图8所示的电压指令运算部114具有频率推定部1141、减法部1142、1144、1146和控制部1143、1145、1147。
频率推定部1141基于励磁电流分量id及转矩电流分量iq和励磁电压指令值(d轴电压指令值)Vd ＊及转矩电压指令值(q轴电压指令值)Vq ＊来推定电动机7的频率，并生成频率推定值ωest。
减法部1142求出频率指令值ω＊与由频率推定部1141生成的频率推定值ωest的差分(ω＊－ωest)。
控制部1143基于由减法部1142求出的差分(ω＊－ωest)，利用例如比例积分(PI)控制，输出使频率推定值ωest与频率指令值ω＊一致的转矩电流指令值(q轴电流指令值)iq ＊。
减法部1144求出励磁电流指令值id ＊与励磁电流分量id的差分(id ＊－id)。
控制部1145基于由减法部1144求出的差分(id ＊－id)，利用例如比例积分(PI)控制，输出使励磁电流分量id与励磁电流指令值id ＊一致的励磁电压指令值Vd ＊。
减法部1146求出转矩电流指令值iq ＊与转矩电流分量iq的差分(iq ＊－iq)。
控制部1147基于由减法部1146求出的差分(iq ＊－iq)，利用例如比例积分(PI)控制，输出使转矩电流分量iq与转矩电流指令值iq ＊一致的q轴电压指令值Vq ＊。
电角相位运算部115对由电压指令运算部114生成的频率推定值ωest进行积分来求出电角相位θ。
2相3相变换部116使用由电角相位运算部115得到的电角相位θ将由电压指令运算部114得到的励磁电压指令值Vd ＊及转矩电压指令值Vq ＊(2相坐标系的电压指令值)变换为3相坐标系的输出电压指令值(3相电压指令值)Vu＊、Vv＊、Vw＊并输出。
PWM生成部117基于从2相3相变换部116得到的3相电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊生成并输出PWM信号Sm1～Sm6。PWM信号Sm1～Sm6为控制逆变器30的各支路的开关元件311～316的接通断开的定时以使逆变器30的输出电压与3相电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊一致的信号。
驱动电路350基于PWM信号Sm1～Sm6生成驱动信号Sr1～Sr6。
使上述逆变器30停止的信号即停止信号St被提供给例如PWM生成部117，PWM生成部117当接受到停止信号St时，立即停止PWM信号Sm1～Sm6的输出。
故障检测部130基于由电流恢复部111恢复的逆变器输出电流iu、iv、iw、从3相2相变换部112输出的励磁电流分量id及转矩电流分量iq和切换信号Sc来检测接线切换装置60的故障。此外，以下有时将接线切换装置60简称为切换装置60。
以下，对作为由故障检测部130进行检测的对象的故障进行说明。
在图9的(a)及(b)中示出了不同故障的例子。
在图9的(a)所示的例子中，切换器62、63处于Δ接线用切换状态，与之相对，切换器61处于Y接线用切换状态。
这样是尽管为切换信号Sc指定Y接线的状态(Low，低)，但是切换器61由于故障而处于Δ接线用切换状态的情况，或者尽管为切换信号Sc指定Δ接线的状态(High，高)，但是切换器62、63由于故障而处于Y接线用切换状态的情况。
在该情况下，绕组71、72、73为如图10的(a)所示那样连接的状态。
在图9的(b)所示的例子中，切换器62、63处于Δ接线用切换状态，与之相对，切换器61处于Y接线用切换状态。
这样是尽管为切换信号Sc指定Δ接线的状态(High，高)，但是切换器61由于故障而处于Y接线用切换状态的情况，或者尽管为切换信号Sc指定Y接线的状态(Low，低)，但是切换器62、63由于故障而处于Δ接线用切换状态的情况。
在该情况下，绕组71、72、73成为如图10的(b)所示那样连接的状态。
以下将图9的(a)及图10的(a)所示的状态表述为“仅U相为Δ”的状态，将图9的(b)及图10的(b)所示的状态表述为“仅U相为Y”的状态。作为故障的状态，除了图9的(a)及(b)和图10的(a)及(b)所示的状态之外，还有“仅V相为Δ”的状态、“仅W相为Δ”的状态、“仅V相为Y”的状态及“仅W相为Y”状态，共6个状态。
上述“状态”是绕组的连接状态，并且也是切换装置60的状态。因此，例如“仅U相为Δ”这样的表述既被用于绕组的连接状态，也被用于切换装置60的切换状态。
当成为这样的6个状态中的任意状态时，逆变器输出电流变得不平衡，通过对逆变器输出电流进行变换而得到的励磁电流分量id及转矩电流分量iq中含有许多谐波分量。
例如，在图9的(a)及图10的(a)所示的“仅U相为Δ”的状态下，逆变器输出电流和与之对应的励磁电流分量id及转矩电流分量iq变为如图11的(a)及(b)所示。
另外，在图9的(b)及图10的(b)所示的“仅U相为Y”的状态下，逆变器输出电流iu、iv、iw和与之对应的励磁电流分量id及转矩电流分量iq变为如图12的(a)及(b)所示。
根据图11的(a)及(b)和图12的(a)及(b)可知，逆变器输出电流变得不平衡，以及励磁电流分量id及转矩电流分量iq中含有许多谐波分量。该谐波分量主要是二次谐波分量。此处所说的谐波分量是3相2相变换部112的变换之前的逆变器输出电流iu、iv、iw的基波的整数倍频率的分量。
故障检测部130基于励磁电流分量id及转矩电流分量iq中含有的谐波分量来检测故障，并且基于逆变器输出电流大小相互间的关系来进行故障形态的确定。
向切换装置60提供切换信号Sc来指定切换状态并且使逆变器30工作而从逆变器30向电动机7施加电压，基于此时流过电动机的电流的值来进行故障的检测。
一般而言，在切换装置60被切换时进行故障的检测。例如，在电动机7处于Y接线状态或Δ接线状态中的任意接线状态且未查出异常的状态下，基于切换信号Sc的值或刚切换状态后各相的电流来进行故障的检测。但也可以设为在电动机驱动装置的工作开始时也进行故障的检测。
例如如图13所示，故障检测部130具有谐波检测部131、不平衡检测部132和故障判定部133。
谐波检测部131根据通过3相2相变换部112的变换得到的励磁电流分量id及转矩电流分量iq的谐波分量来检测切换装置60的故障。
谐波检测部131从励磁电流分量id及转矩电流分量iq的各个分量中提取谐波分量，针对励磁电流分量id及转矩电流分量iq中的至少一者，判定其谐波分量的量是否比正常时多，将表示判定结果的信号Sdf发送至故障判定部133。
谐波分量的提取可以通过例如高通滤波、带通滤波或FFT(Fast FourierTransform，快速傅里叶变换)来进行。
“正常时”的意思是指切换装置60无故障时。
是否比正常时多，根据例如是否多于正常时的谐波分量的量的可取值范围(偏差范围)的上限、或被设定为多于该上限的值的阈值来判定。阈值例如被设定为上述上限值的2倍。
谐波检测部131输出表示故障检测的结果的信号Sdf。例如，针对励磁电流分量id及转矩电流分量iq中的至少一者，当其谐波分量的量比正常时多时，信号Sdf变为第1值、例如High(高)，当其谐波分量的量不比正常时多时，信号Sdf变为第2值、例如Low(低)。
不平衡检测部132基于逆变器输出电流iu、iv、iw和切换信号Sc来确定故障形态，并输出表示确定的故障形态的信号Sfa。
不平衡检测部132例如基于逆变器输出电流iu、iv、iw的大小Imu、Imv、Imw相互间的关系来确定切换装置60的切换状态，基于确定的切换状态和切换信号Sc来确定切换装置60的故障形态。
作为逆变器输出电流iu、iv、iw的大小Imu、Imv、Imw，能够使用例如每个预先确定的期间的最大值、每个预先确定的期间的有效值或每个预先确定的期间的绝对值的平均值。
图14的(a)～(c)中示出当绕组处于图10的(a)所示的“仅U相为Δ”的连接状态时从外部端子71c、72c、73c流入的电流的路径。
即，图14的(a)示出从U相的外部端子71c流入的电流iu的路径，图14的(b)示出从V相的外部端子72c流入的电流iv的路径，图14的(c)示出从W相的外部端子73c流入的电流iw的路径。
在图14的(a)～(c)中，Z表示各相绕组的阻抗。
根据图14的(a)～(c)可知，从U相的外部端子71c所见的阻抗Zu、从V相的外部端子72c所见的阻抗Zv及从W相的外部端子73c所见的阻抗Zw之间存在
Zw＞Zu＞Zv
的关系。
在该情况下，(如果施加的电压相同则)逆变器输出电流大小Imu、Imv、Imw相互间存在
Imv＞Imu＞Imw
的关系。
同样地，在“仅V相为Δ”的连接状态下，存在Imw＞Imv＞Imu的关系，在“仅W相为Δ”的连接状态下，存在Imu＞Imw＞Imv的关系。
图15的(a)～(c)中示出当绕组处于图10的(b)所示的“仅U相为Y”的连接状态时从外部端子71c、72c、73c流入的电流的路径。
即，图15的(a)示出从U相的外部端子71c流入的电流iu的路径，图15的(b)示出从V相的外部端子72c流入的电流iv的路径，图15的(c)示出从W相的外部端子73c流入的电流iw的路径。
在图15的(a)～(c)中，Z表示各相绕组的阻抗。
根据图15的(a)～(c)可知，从U相的外部端子71所见的阻抗Zu、从V相的外部端子72c所见的阻抗Zv及从W相的外部端子73c所见的阻抗Zw之间存在
Zu＝Zv＞Zw
的关系。
在该情况下，(如果施加的电压相同则)逆变器输出电流大小Imu、Imv、Imw相互间存在
Imw＞Imu＝Imv
的关系。
同样地，在“仅V相为Y”的连接状态下，存在Imu＞Imv＝Imw的关系，在“仅W相为Y”的连接状态下，存在Imv＞Imu＝Imw的关系。
不平衡检测部132利用上述的切换装置60的故障时的逆变器输出电流iu、iv、iw的大小相互间的关系来确定绕组的连接状态，由此确定切换装置60的切换状态。
首先，不平衡检测部132求出由电流恢复部111恢复的逆变器输出电流iu、iv、iw的大小Imu、Imv、Imw。
接下来，不平衡检测部132对求出的逆变器输出电流大小Imu、Imv、Imw是否满足以下条件CP1～CP6中的任意条件进行判定。
条件CP1：Imv＞Imu＞Imw
条件CP2：Imw＞Imv＞Imu
条件CP3：Imu＞Imw＞Imv
条件CP4：Imw＞Imu＝Imv
条件CP5：Imu＞Imv＝Imw
条件CP6：Imv＞Imu＝Imw
其中，在两个电流大小的比较中，考虑到绕组阻抗的偏差、逆变器输出电流的误差、电流的测量误差、计算误差等，在电流大小之差小于阈值(第1阈值)的情况下视为相等，仅当差为阈值以上时判定为存在大小关系。即，当以Ia、Ib来表示两个电流大小时，
如果|Ia－Ib|＜It1
(其中It1为阈值)
则视为Ia等于Ib，
如果Ib≤Ia－It1，则视为Ib小于Ia，
如果Ib≥Ia+It1，则视为Ib大于Ia。
不平衡检测部132基于满足条件CP1～CP6中的哪个条件，如以下方式对切换状态进行判定。
在满足了条件CP1的情况下，判定为切换装置60处于“仅U相为Δ”的切换状态。将该状态称为第1切换状态CS1。
同样地，在满足了条件CP2的情况下，判定为接线装置处于“仅V相为Δ”的切换状态。将该状态称为第2切换状态CS2。
在满足了条件CP3的情况下，判定为接线装置处于“仅W相为Δ”的切换状态。将该状态称为第3切换状态CS3。
在满足了条件CP4的情况下，判定为接线装置处于“仅U相为Y”的切换状态。将该状态称为第4切换状态CS4。
在满足了条件CP5的情况下，判定为接线装置处于“仅V相为Y”的切换状态。将该状态称为第5切换状态CS5。
在满足了条件CP6的情况下，判定为接线装置处于“仅W相为Y”的切换状态。将该状态称为第6切换状态CS6。
能够如下地归纳上述的基于电流大小对切换状态的判定。
即，如果一个相的电流小于其它两个相中的一相的电流且大于另一相的电流，则不平衡检测部132判定为上述一个相的切换器处于Δ接线用切换状态、其它两个相的切换器处于Y接线用切换状态，如果一个相的电流小于其它两个相中的一相的电流且等于另一相的电流，则不平衡检测部132判定为上述一个相的切换器处于Y接线用切换状态、其它两个相的切换器处于Δ接线用切换状态。
如上述那样，某个量大于其它量的意思是差为阈值以上，某个量与其它量相等的意思是与上述其它量的差小于阈值。
因此，能够换为如下说法。
如果一个相的电流比其它两个相中的一相的电流至少小第1阈值(It1)且比另一相的电流至少大第1阈值(It1)，则不平衡检测部132判定为上述一个相的切换器处于Δ接线用切换状态、其它两个相的切换器处于Y接线用切换状态，如果一个相的电流比其它两个相中的一相的电流至少小第1阈值(It1)且所述一个相的电流与另一相的电流之差小于第1阈值(It1)，则不平衡检测部132判定为上述一个相的切换器处于Y接线用切换状态、其它两个相的切换器处于Δ接线用切换状态。
如以上那样确定切换装置60的切换状态。
在满足了上述条件CP1～CP6中的任意条件的情况下，不平衡检测部132基于切换信号Sc的值和满足上述条件CP1～CP6中的哪个条件的判定结果、即所确定的切换状态来进行以下判定。
当切换信号Sc为High且满足了条件CP1时(“仅U相为Δ”时)，不平衡检测部132判定为V相的切换器62及W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器62及63为Y接线用切换状态。将这样的故障形态称为第1形态Ma1。
当切换信号Sc为High且满足了条件CP2时(“仅V相为Δ”时)，不平衡检测部132判定为U相的切换器61及W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器61及63为Y接线用切换状态。将这样的故障形态称为第2形态Ma2。
当切换信号Sc为High且满足了条件CP3时(“仅W相为Δ”时)，不平衡检测部132判定为U相的切换器61及V相的切换器62出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器61及62为Y接线用的切换状态。将这样的故障形态称为第3形态Ma3。
当切换信号Sc为High且满足了条件CP4时(“仅U相为Y”时)，不平衡检测部132判定为U相的切换器61出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器61为Y接线用的切换状态。将这样的故障形态称为第4形态Ma4。
当切换信号Sc为High且满足了条件CP5时(“仅V相为Y”时)，不平衡检测部132判定为V相的切换器62出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器62为Y接线用切换状态。将这样的故障形态称为第5形态Ma5。
当切换信号Sc为High且满足了条件CP6时(“仅W相为Y”时)，不平衡检测部132判定为W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器63为Y接线用切换状态。将这样的故障形态称为第6形态Ma6。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CP1时(“仅U相为Δ”时)，不平衡检测部132判定为U相的切换器61出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器61为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第7形态Ma7。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CP2时(“仅V相为Δ”时)，不平衡检测部132判定为V相的切换器62出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器62为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第8形态Ma8。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CP3时(“仅W相为Δ”时)，不平衡检测部132判定为W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器63为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第9形态Ma9。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CP4时(“仅U相为Y”时)，不平衡检测部132判定为V相的切换器62及W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器62以及63为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第10形态Ma10。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CP5时(“仅V相为Y”时)，不平衡检测部132判定为U相的切换器61及W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器61以及63为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第11形态Ma11。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CP6时(“仅W相为Y”时)，不平衡检测部132判定为U相的切换器61及V相的切换器62出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器61以及62为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第12形态Ma12。
能够如下地归纳上述基于切换状态和切换信号Sc来确定出现故障的切换器的处理。
即，当由切换信号Sc指定了Y接线时，不平衡检测部132判定为处于Δ接线用切换状态的切换器出现故障，当由切换信号Sc指定了Δ接线时，不平衡检测部132判定为处于Y接线用切换状态的切换器出现故障。
图16中示出以上判定。
根据上述说明及图16可知，存在12种故障形态Ma1～Ma12，信号Sfa表示故障为12种形态Ma1～Ma12中的哪个。
不平衡检测部132向故障判定部133发送表示上述判定结果的信号Sfa。
故障判定部133基于信号Sfa和信号Sdf输出表示故障判定的结果的信号和表示出现故障的切换器的信号。此外，也可以设为故障判定部133将表示检测出故障时由切换信号Sc所指定的接线的信号与表示出现故障的切换器的信号一起输出。
例如，如果信号Sdf为High且信号Sfa表示故障形态Ma1～Ma12中的任意故障形态，则故障判定部133判定为切换装置60存在故障。
当判定为存在故障时，故障判定部133将故障检测信号Sdg发送至运行控制部102。
当被发送来了故障检测信号Sdg时，运行控制部102输出逆变器停止信号St。PWM生成部117根据停止信号St停止输出PWM信号Sm1～Sm6。其结果是，逆变器30停止输出交流电压。
如果信号Sdf为High，则故障判定部133基于信号Sfa生成表示出现故障的切换器的显示控制信号Sfc，并供给至故障显示器87。
例如，当信号Sfa表示故障形态Ma1时，生成表示V相的切换器62及W相的切换器63出现故障的信号作为显示控制信号Sfc。
故障判定部133可以还输出表示检测出故障时由切换信号Sc所指定的接线的信号。
故障显示器87根据表示出现故障的切换器的显示控制信号Sfc来显示出现故障的切换器。
当修理时，能够通过查看故障显示器87的显示来确定出现故障的切换器，因此能够快速地进行修理。
另外，在还输出了表示检测出故障时由切换信号Sc所指定的接线的信号的情况下，故障显示器87显示检测出故障时的切换状态。如果还显示检测出故障时的切换状态，则能够更迅速地进行故障的修理。
此外，即使信号Sfa没有表示形态Ma1～Ma12中的任何形态，如果信号Sdf为High，则也可以将故障检测信号Sdg设为High。在该情况下，虽然无法确定出现故障的切换器，但是能够根据查出故障来使逆变器停止，因此能够避免电动机的损伤、退磁。
如以上那样根据实施方式1，能够在切换装置60出现故障时快速查出并使逆变器停止，能够防止电动机的损伤、退磁。
另外，如果设为在故障显示器上显示故障形态或出现了故障的切换器，则能够容易地确定出现了故障的切换器并迅速进行修理。
实施方式2.
在上述的实施方式1中，采用了根据逆变器30的输入侧的直流电流Idc来恢复逆变器输出电流iu、iv、iw的结构，但也可以采用在逆变器30的输出线331、332、333设置电流检测元件，通过该电流检测元件来检测逆变器输出电流iu、iv、iw的结构，在这种情况下，只要使用由上述电流检测元件检测出的电流来代替由电流恢复部111恢复的电流即可。
图17为将实施方式2的电动机驱动装置2b和电动机7一同示出的概略布线图。
图17所示的电动机驱动装置2b与图2所示的电动机驱动装置2大致相同。但是没有设置母线电流检测单元85，而是设置了电流检测元件91、92、93，另外设置了控制装置100b来代替控制装置100。
电流检测元件91、92、93被设置为检测逆变器输出电流、即流过逆变器输出线331、332、333的电流。由电流检测元件91、92、93进行的检测得到的信号在控制装置100b中被未图示的A/D变换部变换为数字信号并用于在控制装置100b的内部进行的处理。
图18示出图17的控制装置100b。
图18的控制装置100b与图7的控制装置100大致相同，但设置有逆变器控制部110b来代替逆变器控制部110。
逆变器控制部110b与逆变器控制部110大致相同，但是没有设置电流恢复部111，由电流检测元件91、92、93检测出的电流值被直接输入至3相2相变换部112及故障检测部130。
3相2相变换部112及故障检测部130使用由电流检测元件91、92、93检测出的电流值iu、iv、iw来代替从电流恢复部111输出的电流值iu、iv、iw，分别进行与实施方式1中说明的同样的处理。
在上述以外的方面，实施方式2的电动机驱动装置2b的工作与实施方式1的电动机驱动装置2相同。
实施方式3.
在实施方式1及2中，基于从逆变器30流入至电动机7的电流iu、iv、iw来进行切换装置60的故障的检测。代替上述方式，可以检测流过电动机7的绕组的电流，基于检测结果来进行切换装置60的故障的检测。
在此，无论在Y接线的情况下还是在Δ接线的情况下，“检测流过电动机7的绕组的电流”的意思都是检测流过电动机7的绕组的电流。从逆变器30流入至电动机7的电流iu、iv、iw在Y接线的情况下，等于流过电动机7的绕组的电流，但在Δ接线的情况下，不等于流过电动机7的绕组的电流。
图19为将实施方式3的电动机驱动装置2c和电动机7一同示出的概略布线图。
图19所示的电动机驱动装置2c与图2所示的电动机驱动装置2大致相同。但是没有设置母线电流检测单元85而是设置了电流检测元件96、97、98，设置了控制装置100c来代替控制装置100。
电流检测元件96、97、98被设置为检测电动机的绕组电流、即流过电动机的U相、V相、W相的绕组71、72、73的电流。即，在实施方式3中，无论接线状态为Y接线还是为Δ接线，都在能够检测流过绕组的电流的位置设置有电流检测元件96、97、98。
由电流检测元件96、97、98进行的检测得到的信号在控制装置100c中被未图示的A/D变换部变换为数字信号并用于在控制装置100c的内部进行的处理。
图20更加详细地示出电动机7的定子绕组71、72、73及接线切换装置60和电流检测元件96、97、98。
在图19及图20所示的结构中，第1电流检测元件96被设置为检测流过连接线61e的电流，该连接线61e将连接有U相的绕组71的端部71b的外部端子71d与切换器61的共同触点61c连结，第2电流检测元件97被设置为检测流过连接线62e的电流，该连接线62e将连接有V相的绕组72的端部72b的外部端子72d与切换器62的共同触点62c连结，第3电流检测元件98被设置为检测流过连接线63e的电流，该连接线63e将连接有W相的绕组73的端部73b的外部端子73d与切换器63的共同触点63c连结。
图21示出图19的控制装置100c。
图21的控制装置100c与图7的控制装置100大致相同，但设置有逆变器控制部110c来代替逆变器控制部110。
逆变器控制部110c与逆变器控制部110大致相同，但设置有3相2相变换部112c及故障检测部130c来代替图7的3相2相变换部112及故障检测部130，另外没有设置电流恢复部111。
另外，由电流检测元件96、97、98检测出的绕组电流icu、icv、icw被输入至3相2相变换部112c和故障检测部130c。
3相2相变换部112b使用由电角相位运算部115生成的电角相位θ来将绕组电流icu、icv、icw变换为励磁电流分量id及转矩电流分量iq。
图19的故障检测部130c基于绕组电流icu、icv、icw、从3相2相变换部112c输出的励磁电流分量id及转矩电流分量iq和切换信号Sc来检测切换装置60的故障。在实施方式3中作为检测对象的故障以及进行故障的检测的定时等与实施方式1相同。以下关于故障检测部130c，主要对与实施方式1的故障检测部130不同的部分进行说明。
例如如图22所示，图19的故障检测部130c具有谐波检测部131、不平衡检测部132c和故障判定部133c。
谐波检测部131与实施方式1的谐波检测部131同样地从励磁电流分量id及转矩电流分量iq的各个分量中提取谐波分量，针对励磁电流分量id及转矩电流分量iq中的至少一者，判定其谐波分量的量是否比正常时多，将表示判定结果的信号Sdf发送至故障判定部133。
不平衡检测部132c基于绕组电流icu、icv、icw和切换信号Sc来确定故障形态，输出表示确定的故障形态的信号Sfb。
不平衡检测部132c例如基于绕组电流icu、icv、icw中每两个的瞬时值之和的大小(当允许从绕组电流icu、icv、icw中重复选择时，从中选择出两个构成一组，形成3个这样的组，此时构成该3个组中的各个组的两个绕组电流的瞬时值之和的大小)和绕组电流大小来确定切换装置60的切换状态，基于确定的切换状态和切换信号Sc来确定切换装置60的故障形态。
图23的(a)及(b)为与图10的(a)及(b)同样的图，但是绕组电流以附图标记icu、icv、icw来示出。
在图23的(a)所示的“仅U相为Δ”的连接状态下，如图24的(a)所示，电流icv与电流icw为反相关系，两者的瞬时值之和的大小Isvw为零。
作为瞬时值之和的大小，能够使用例如和(瞬时值)的每个预先确定的期间的最大值、每个预先确定的期间的有效值或每个预先确定的期间的绝对值的平均值。
与图24的(a)中所示同样地，在“仅V相为Δ”的连接状态下，电流icu的瞬时值与电流icw的瞬时值之和的大小Isuw为零，在“仅W相为Δ”的连接状态下，电流icu的瞬时值与电流icv的瞬时值之和的大小Isuv为零。
在图23的(b)所示的“仅U相为Y”的连接状态下，如图24的(b)所示，V相的绕组电流icv及W相的绕组电流icw与正常时相同，但U相的绕组电流icu的大小Imcu为零。
作为绕组电流大小，能够使用例如每个预先确定的期间的最大值、每个预先确定的期间的有效值或每个预先确定的期间的绝对值的平均值。
与图24的(b)中所示同样地，在“仅V相为Y”的连接状态下，V相的绕组电流大小Imcv为零，在“仅W相为Y”的连接状态下，W相的绕组电流大小Imcw为零。
不平衡检测部132c基于上述的切换装置60的故障时的绕组电流icu、icv、icw的大小Imcu、Imcv、Imcw及绕组电流icu、icv、icw中每两个的瞬时值之和的大小Imcu、Imcv、Imcw来确定绕组的连接状态，由此确定切换装置60的切换状态。
首先，不平衡检测部132c求出由电流检测元件96、97、98检测出的绕组电流icu、icv、icw的大小Imcu、Imcv、Imcw及绕组电流icu、icv、icw中每两个的瞬时值之和的大小Isvw、Isuw、Isuv。
接下来，不平衡检测部132c对求出的绕组电流大小Imcu、Imcv、Imcw及绕组电流中每两个的瞬时值之和的大小Isvw、Isuw、Isuv是否满足以下条件CQ1～CQ6中的任意条件进行判定。
条件CQ1：Isvw＝0
条件CQ2：Isuw＝0
条件CQ3：Isuv＝0
条件CQ4：Imcu＝0
条件CQ5：Imcv＝0
条件CQ6：Imcw＝0
其中，在绕组电流icu、icv、icw中每两个的瞬时值之和的大小是否等于零的判定中，考虑到测量误差、计算误差等，如果该和的大小小于阈值(第2阈值)则视为是零。
同样地，在绕组电流icu、icv、icw的大小是否等于零的判定中，考虑到测量误差、计算误差等，如果该大小小于阈值(第3阈值)则视为是零。
不平衡检测部132c基于满足了条件CQ1～CQ6中的哪个条件，对切换状态进行以下的判定。
在满足了条件CQ1的情况下，判定为接线装置处于“仅U相为Δ”的切换状态。将该状态称为第1切换状态CS1。
同样地，在满足了条件CQ2的情况下，判定为接线装置处于“仅V相为Δ”的切换状态。将该状态称为第2切换状态CS2。
在满足了条件CQ3的情况下，判定为接线装置处于“仅W相为Δ”的切换状态。将该状态称为第3切换状态CS3。
在满足了条件CQ4的情况下，判定为接线装置处于“仅U相为Y”的切换状态。将该状态称为第4切换状态CS4。
在满足了条件CQ5的情况下，判定为接线装置处于“仅V相为Y”的切换状态。将该状态称为第5切换状态CS5。
在满足了条件CQ6的情况下，判定为接线装置处于“仅W相为Y”的切换状态。将该状态称为第6切换状态CS6。
能够如下地归纳上述基于电流大小及电流的瞬时值之和的大小对切换状态的判定。
即，如果一个相以外的其它两个相的电流的瞬时值之和的大小等于零，则不平衡检测部132c判定为上述一个相的切换器处于Δ接线用切换状态、其它两个相的切换器处于Y接线用切换状态，如果一个相的电流大小等于零，则不平衡检测部132c判定为上述一个相的切换器处于Y接线用切换状态、其它两个相的切换器处于Δ接线用切换状态。
如上述那样，某个量等于零的意思是与零之差小于阈值。因此，可以换为以下说法。
如果一个相以外的其它两个相的电流的瞬时值之和的大小小于阈值(第2阈值)，则不平衡检测部132c判定为上述一个相的切换器处于Δ接线用切换状态、其它两个相的切换器处于Y接线用切换状态，如果一个相的电流大小小于阈值(第3阈值)，则不平衡检测部132c判定为上述一个相的切换器处于Y接线用切换状态、其它两个相的切换器处于Δ接线用切换状态。
如以上那样确定切换装置60的切换状态。
此外，为了防止在刚启动之后逆变器输出电压尚不足够高的期间的误判定，可以对条件CQ1～CQ6的各个条件设定附加条件。
例如，可以将绕组电流中的至少一个的大小不为零作为上述条件CQ1～CQ3的附加条件。
即，可以在满足“Imcu≠0”、“Imcv≠0”及“Imcw≠0”中的至少一个并且满足“Isvw＝0”时判定为满足条件CQ1，
可以在满足“Imcu≠0”，“Imcv≠0”及“Imcw≠0”中的至少一个并且满足“Isuw＝0”时判定为满足条件CQ2，
可以在满足“Imcu≠0”，“Imcv≠0”及“Imcw≠0”中的至少一个并且满足“Isuw＝0”时判定为满足条件CQ3。
另外，可以将其它的绕组电流中的至少一个的大小不为零作为上述条件CQ4～CQ6的附加条件。
即，可以在满足“Imcv≠0”及“Imcw≠0”中的至少一个并且满足“Imcu＝0”时判定为满足条件CQ4，
可以在满足“Imcu≠0”及“Imcw≠0”中的至少一个并且满足“Imcv＝0”时判定为满足条件CQ5，
可以在满足“Imcu≠0”及“Imcv≠0”中的至少一个并且满足“Imcw＝0”时判定为满足条件CQ6。
即使在这些情况下也与上述同样地，在绕组电流大小Imcu、Imcv、Imcw是否等于零的判定中，考虑到测量误差、计算误差等，如果该大小小于阈值(第3阈值)则视为是零。
在满足上述条件CQ1～CQ6中的任意条件的情况下，不平衡检测部132c基于切换信号Sc的值和满足上述条件CQ1～CQ6中的哪个条件的判定结果、即确定的切换状态来进行以下判定。
当切换信号Sc为High且满足了条件CQ1时(“仅U相为Δ”时)，不平衡检测部132c判定为V相的切换器62及W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器62及63为Y接线用切换状态。将这样的故障形态称为第1形态Mb1。
当切换信号Sc为High且满足了条件CQ2时(“仅V相为Δ”时)，不平衡检测部132c判定为U相的切换器61及W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器61及63为Y接线用切换状态。将这样的故障形态称为第2形态Mb2。
当切换信号Sc为High且满足了条件CQ3时(“仅W相为Δ”时)，不平衡检测部132c判定为U相的切换器61及V相的切换器62出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器61及62为Y接线用切换状态。将这样的故障形态称为第3形态Mb3。
当切换信号Sc为High且满足了条件CQ4时(“仅U相为Y”时)，不平衡检测部132c判定为U相的切换器61出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器61为Y接线用的切换状态。将这样的故障形态称为第4形态Mb4。
当切换信号Sc为High且满足了条件CQ5时(“仅V相为Y”时)，不平衡检测部132c判定为V相的切换器62出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器62为Y接线用的切换状态。将这样的故障形态称为第5形态Mb5。
当切换信号Sc为High且满足了条件CQ6时(“仅W相为Y”时)，不平衡检测部132c判定为W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为High且据此指定了Δ接线，但切换器63为Y接线用的切换状态。将这样的故障形态称为第6形态Mb6。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CQ1时(“仅U相为Δ”时)，不平衡检测部132c判定为U相的切换器61出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器61为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第7形态Mb7。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CQ2时(“仅V相为Δ”时)，不平衡检测部132c判定为V相的切换器62出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器62为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第8形态Mb8。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CQ3时(“仅W相为Δ”时)，不平衡检测部132c判定为W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器63为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第9形态Mb9。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CQ4时(“仅U相为Y”时)，不平衡检测部132c判定为V相的切换器62及W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器62及63为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第10形态Mb10。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CQ5时(“仅V相为Y”时)，不平衡检测部132c判定为U相的切换器61及W相的切换器63出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器61及63为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第11形态Mb11。
当切换信号Sc为Low且满足了条件CQ6时(“仅W相为Y”时)，不平衡检测部132c判定为U相的切换器61及V相的切换器62出现故障。这是由于尽管切换信号Sc为Low且据此指定了Y接线，但切换器61及62为Δ接线用切换状态。将这样的故障形态称为第12形态Mb12。
能够如下地归纳上述基于切换状态和切换信号Sc来确定出现故障的切换器的处理。
即，当由切换信号Sc指定了Y接线时，不平衡检测部132c判定为处于Δ接线用切换状态的切换器出现故障，当由切换信号Sc指定了Δ接线时，不平衡检测部132c判定为处于Y接线用切换状态的切换器出现故障。
图25中示出以上判定。
根据上述说明及图25可知，存在12种故障形态Mb1～Mb12，信号Sfb表示为该12种故障形态Mb1～Mb12中的哪种。
不平衡检测部132c向故障判定部133c发送表示上述判定结果的信号Sfb。
故障判定部133c与实施方式1的故障判定部133同样地，基于信号Sfb和信号Sdf来输出表示故障判定的结果的信号和表示出现故障的切换器的信号。此外，也可以设为故障判定部133c将表示检测出故障时由切换信号Sc所指定的接线的信号与表示出现故障的切换器的信号一起输出。
与实施方式1中说明的同样地，例如，如果信号Sdf为High且信号Sfb表示故障形态Mb1～Mb12中的任意故障形态，则故障判定部133c判定为切换装置60存在故障。
当判定为存在故障时，故障判定部133c将故障检测信号Sdg发送至运行控制部102。
当被发送来了故障检测信号Sdg时，运行控制部102输出逆变器停止信号St。PWM生成部117根据停止信号St停止输出PWM信号Sm1～Sm6。其结果是，逆变器30停止输出交流电压。
如果信号Sdf为High，则故障判定部133c基于信号Sfb生成表示出现故障的切换器的显示控制信号Sfc，并供给至故障显示器87。
例如，当信号Sfb表示故障形态Mb1时，生成表示V相的切换器62及W相的切换器63出现故障的信号作为显示控制信号Sfc。
故障判定部133c可以还输出表示检测出故障时由切换信号Sc所指定的接线的信号。
故障显示器87根据表示出现故障的切换器的显示控制信号Sfc来显示出现故障的切换器。
在修理时，能够通过查看故障显示器87的显示来确定出现故障的切换器，因此能够快速进行修理。
另外，在还输出了表示检测出故障时由切换信号Sc所指定的接线的信号的情况下，故障显示器87显示在检测出故障时的切换状态。如果还显示检测出故障时的切换状态，则能够更迅速地进行故障的修理。
此外，即使信号Sfb没有表示形态Mb1～Mb12中的任何形态，如果信号Sdf为High，则也可以将故障检测信号Sdg设为High。在该情况下，虽然无法确定出现故障的切换器，但是能够根据查出故障来使逆变器停止，因此能够避免电动机的损伤、退磁。
如以上那样根据实施方式3，能够在切换装置60出现了故障时快速查出并使逆变器停止，能够防止电动机的损伤、退磁。
另外，如果在故障显示器上显示故障形态或出现了故障的切换器，则能够容易地确定出现了故障的切换器并迅速进行修理。
实施方式4.
在图2的结构中使用切换开关作为接线切换装置60的切换器。代替上述方式，也可以用常闭开关和常开开关的组合来构成各切换器。图26中示出该情况下的接线切换装置的结构例。
在图26的结构中，使用了常闭开关615和常开开关616的组合来代替切换器61的切换开关，使用了常闭开关625和常开开关626的组合来代替切换器62的切换开关，使用了常闭开关635和常开开关636的组合来代替切换器63的切换开关。
如图示那样，在常闭开关615、625、635闭合(接通)、常开开关616、626、636打开(断开)状态下，电动机为Y接线，与图示相反，在常闭开关615、625、635打开、常开开关616、626、636闭合的状态下，电动机为Δ接线。
如图26所示，即使在由常闭开关和常开开关的组合来构成各切换器的情况下，也能够使用电磁接触器作为各开关。由于接通时的导通损耗小，因此电磁接触器是合适的。
如图26所示，在由常闭开关和常开开关的组合来构成各切换器的情况下，可以使用由宽带隙半导体(WBG半导体)构成的半导体开关来作为各开关，该宽带隙半导体包括碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga2O3)、金刚石等。这些开关的接通电阻小，低损耗且元件发热也少。这些开关还能够快速地进行切换动作。
变形例.
在实施方式1～4中，对可以将电动机的定子绕组切换为Y接线或Δ接线的电动机驱动装置应用了本发明。
本发明还能够应用于以其它方法进行接线的切换的电动机驱动装置。
还能够应用于例如如下电动机驱动装置，该电动机驱动装置使用两个以上的绕组部分构成的结构作为各相绕组，可以切换为并联接线及串联接线中的任意接线。
在该情况下，设为构成各相绕组的两个以上的绕组部分的各自的两端部能够与电动机的外部连接，用接线切换装置来切换接线状态。
即使在这样的情况下，当接线切换装置存在故障时，电流变得不平衡，通过将3相电流变换为d-q轴而得到的励磁电流分量及转矩电流分量中的至少一者所含有的谐波分量变多。如果这样的谐波分量的量比正常时多，则能够判定为接线切换装置存在故障。
在上述的实施方式1～4中，通常使用二极管等作为整流电路10的整流元件11～14，但也可以构成为使用例如MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等，通过使其与从交流电源4供给的电压(输入交流电压)的极性相配合地成为接通状态来进行整流。
假设IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)或MOSFET作为逆变器主电路310的开关元件311～316，但是作为开关元件311～316，只要是能够进行开关的元件即可，可以使用任意元件。此外，在为MOSFET的情况下，由于其在构造上具有寄生二极管因此无需并联连接回流用的整流元件(321～326)也能够得到同样效果。
关于构成整流元件11～14及开关元件311～316的材料，不仅使用硅(Si)，还使用作为宽带隙半导体的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、金刚石等来构成，从而能够进一步减少损耗。
此外，以上实施方式中说明的结构为本发明的结构的一例，还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，还能够将部分省略等、变更而构成。
工业适用性
如以上那样，本发明适合于具备切换电动机的接线的接线切换装置的电动机驱动装置以及具备该电动机驱动装置的制冷环路应用设备。
作为制冷环路应用设备的一例列举了空调机，但本发明不限定于此，还能够应用于例如冰箱、冰柜、热泵热水器等。

Claims (12)

1.一种电动机驱动装置，驱动具有3相绕组的电动机，该电动机驱动装置具备：
接线切换装置，根据切换信号切换所述电动机的绕组的接线状态；
逆变器，对所述电动机施加频率及电压值可变的的交流电压；以及
控制装置，具有：电流检测部，检测流过所述电动机的3相交流电流；以及3相2相变换部，将所述3相交流电流变换为转矩电流分量和励磁电流分量，该控制装置控制所述逆变器及所述接线切换装置，
当所述转矩电流分量及所述励磁电流分量中的至少一者的谐波分量的量比所述接线切换装置无故障时多时，所述逆变器停止。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其中，
当所述转矩电流分量及所述励磁电流分量中的至少一者的所述谐波分量的量为所述接线切换装置无故障时的所述谐波分量的量的最大值的2倍以上时，所述逆变器停止。
3.根据权利要求1或2所述的电动机驱动装置，其中，
所述接线切换装置进行星形接线与三角形接线的切换，
所述接线切换装置具有与所述3相绕组分别对应地设置的3个切换器，
基于所述3相交流电流的不平衡而生成表示所述3个切换器中的哪个切换器出现故障的信号。
4.根据权利要求3所述的电动机驱动装置，其中，
所述电流检测部检测从所述逆变器流入至所述电动机的绕组的电流作为流过所述电动机的所述3相交流电流。
5.根据权利要求4所述的电动机驱动装置，其中，
如果所述3相中的一个相的电流比其它两个相中的一相的电流至少小第1阈值且比所述其它两个相中的另一相的电流至少大所述第1阈值，则生成表示所述一个相的切换器处于三角形接线用切换状态、其它两个相的切换器处于星形接线用切换状态的信号，
如果所述3相中的一个相的电流比其它两个相中的一相的电流至少小所述第1阈值且所述一个相的电流与所述其它两个相中的另一相的电流之差小于所述第1阈值，则生成表示所述一个相的切换器处于星形接线用切换状态、所述其它两个相的切换器处于三角形接线用切换状态的信号，
当由切换信号指定了星形接线时，生成表示处于三角形接线用切换状态的切换器出现故障的信号，
当由切换信号指定了三角形接线时，生成表示处于星形接线用切换状态的切换器出现故障的信号。
6.根据权利要求3所述的电动机驱动装置，其中，
所述电流检测部检测流过所述电动机的绕组的电流作为流过所述电动机的所述3相交流电流。
7.根据权利要求6所述的电动机驱动装置，其中，
如果所述3相中的一个相以外的其它两个相的电流的瞬时值之和的大小小于第2阈值，则生成表示所述一个相的切换器处于三角形接线用切换状态、其它两个相的切换器处于星形接线用切换状态的信号，
如果所述3相中的一个相的电流大小小于第3阈值，则生成表示所述一个相的切换器处于星形接线用切换状态、其它两个相的切换器处于三角形接线用切换状态的信号，
当由切换信号指定了星形接线时，生成表示处于三角形接线用切换状态的切换器出现故障的信号，
当由切换信号指定了三角形接线时，生成表示处于星形接线用切换状态的切换器出现故障的信号。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的电动机驱动装置，其中，
还具有故障显示器，所述故障显示器显示所述接线切换装置出现故障。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的电动机驱动装置，其中，
所述接线切换装置具有多个电磁接触器，
所述多个电磁接触器各自具有励磁线圈和由流过所述励磁线圈的电流驱动的触点。
10.根据权利要求1至8中的任意一项所述的电动机驱动装置，其中，
所述接线切换装置具有多个半导体开关，
所述多个半导体开关各自具有控制端子，且被输入至该控制端子的信号控制。
11.根据权利要求10所述的电动机驱动装置，其中，
所述半导体开关由宽带隙半导体构成。
12.一种制冷环路应用设备，其中，
具备权利要求1至11中的任意一项所述的电动机驱动装置。
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