CN112350620A - 驱动多个马达的装置以及包括该装置的电气设备 - Google Patents

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Abstract

驱动多个马达的装置以及包括该装置的电气设备。用于驱动多个马达的装置包括：连接到DC端子的逆变器；连接到所述逆变器的多相马达；以及串联连接到所述多相马达的单相马达，其中，当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时输入至所述多相马达的电流的频率数量小于以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时输入至所述多相马达的电流的频率数量。因此，通过使用单个逆变器能够以不同速度同时驱动多个马达。

Description

驱动多个马达的装置以及包括该装置的电气设备
技术领域
本公开涉及一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电气设备，更具体地，涉及这样一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电子设备，该装置能够通过使用单个逆变器以不同速度驱动多个马达。
同时，本公开涉及这样一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电气设备，该装置能够通过使用单个逆变器以不同速度驱动彼此串联连接的多个马达。
同时，本公开涉及这样一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电气设备，该装置能够稳定地驱动多个马达，同时通过使用单个逆变器防止逆变器的电压利用率降低。
同时，本公开涉及这样一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电气设备，该装置能够通过使用单个逆变器仅驱动通过彼此串联连接的多个马达中的任何一个。
背景技术
马达驱动装置是用于驱动具有旋转的转子和绕有线圈的定子的马达的装置。
近年来，在电气设备中，马达的使用正在增加，特别地，采用多个马达来进行各种操作。
为了驱动多个马达，当使用向每个马达供应AC电的逆变器以及控制该逆变器的处理器或微型计算机时，由于逆变器的数量增加或处理器或微型计算机的数量增加，电气设备的有效结构设计困难，并且制造成本增加。
同时，为了驱动多个马达，“IEEE Transactions on Industrial Electronics，2015年，第10期，第62卷，第6096至第6107页”公开了一种通过使用公共逆变器驱动多个三相马达的方法。
然而，根据该方法，因为相同的电流流过多个三相马达，所以多个三相马达以相同速度旋转。因此，不可能以不同速度驱动马达。
同时，为了驱动多个马达，韩国专利申请第10-2018-0025167号公开了在逆变器和任何单个马达之间设置有用于切换的继电器的同时，通过使用单个逆变器来驱动多个马达。
根据该方法，当继电器接通时，多个马达由相同电流以相同速度沿相同方向驱动，并且当继电器断开时，多个马达以相同速度沿不同方向旋转。因此，当操作多个马达时，不可能以不同速度驱动马达。
同时，韩国专利公报第10-2017-0087271号公开了为了驱动多个马达，通过使用单个逆变器将多个马达并联连接。
然而，根据该方法，因为多个马达并联连接，并且从逆变器输出的电流分配到每个马达，所以逆变器的电压利用率降低到几乎一半，并且可能在布置于DC端子中的多个电容器之间发生电压不平衡。根据该不平衡，由于电流谐波、马达的转矩脉动、马达的速度脉动或噪声增加等马达的驱动效率可能会降低。另外，难以以不同速度同时驱动多个马达。
发明内容
鉴于上述问题做出了本公开，并且本公开提供一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电气设备，该装置能够通过使用单个逆变器以不同速度同时驱动多个马达。
本公开还提供一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电气设备，该装置能够通过使用单个逆变器以不同速度驱动彼此串联连接的多个马达。
本公开还提供了一种马达驱动装置以及具有该马达驱动装置的电气设备，该马达驱动装置能够通过使用单个逆变器在防止逆变器的电压利用率降低的同时稳定地驱动多个马达。
本公开还提供一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电气设备，该装置能够通过使用单个逆变器仅驱动彼此串联连接的多个马达中的任何一者。
根据本公开的一方面，一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电气设备，该装置包括：连接到DC端子的逆变器；连接到所述逆变器的多相马达；以及串联连接到所述多相马达的单相马达，其中，当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时输入至所述多相马达的电流的频率数量小于以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时输入至所述多相马达的电流的频率数量。
当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，将具有单频率的电流输入至所述多相马达，并且当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时将具有两个或更多个频率的电流输入至所述多相马达。
当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，从所述逆变器输出的电流对应于单正弦波；并且当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，从所述逆变器输出的电流对应于多个正弦波之和。
当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述多相马达以与输入至所述多相马达的第一电流的第一频率相对应的第一速度旋转；并且所述单相马达以与输入至所述单相马达的第二电流的第二频率相对应的第二速度旋转。
当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述多相马达和所述单相马达由相同频率的有效电流驱动。
当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，如果所述多相马达的有效电流的最大电平和所述单相马达的有效电流的最大电平是相同的，则所述多相马达的转矩大于所述单相马达的转矩。
当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述多相马达和所述单相马达由不同频率的有效电流驱动。
所述装置还包括：串联连接在所述DC端子的两端之间的第一电容器和第二电容器，其中，所述多相马达的中性点连接至所述单相马达的一端，并且所述单相马达的另一端连接至所述第一电容器和所述第二电容器之间的节点。
所述装置还包括：第一电压检测器，所述第一电源检测器配置为用于检测所述第一电容器的两端的DC电压；第二电压检测器，所述第二电压检测器配置为检测所述第二电容器的两端的DC电压；第一电流检测器，所述第一电流检测器配置为检测输入至所述多相马达的第一电流；和第二电流检测器，所述第二电流检测器配置为检测输入至所述单相马达的第二电流。
所述装置还包括用于控制所述逆变器的控制器，其中，当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述控制器控制输入至所述多相马达的电流以具有单频率，并且当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述控制器控制输入至所述多相马达的电流以具有两个或更多个频率。
所述控制器计算所述多相马达的中性点电压。
单相马达的操作周期可以比多相马达的操作周期短。
根据本公开的另一方面，一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电气设备，该装置包括：串联连接在DC端子的两端之间的第一电容器和第二电容器；连接在DC端子的两端之间的逆变器；连接到逆变器的多相马达；以及串联连接到多相马达的单相马达，其中，当以不同速度同时驱动单相马达和多相马达时，不同的电流流过多相马达和单相马达，并且当仅驱动多相马达时，电流流过多相马达，而没有电流流过单相马达。
该装置还包括串联连接在DC端子的两端之间的第一电容器和第二电容器，其中，当仅驱动多相马达时，多相马达的马达中性点与第一电容器和第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势相同。
多相马达的中性点连接到单相马达的一端，并且单相马达的另一端连接到第一电容器和第二电容器之间的DC端子中性点。
当以不同速度同时驱动所述单相马达和所述多相马达时，具有第一频率和第二频率的第一电流被输入至所述多相马达，并且具有所述第二频率的第二电流被输入至所述单相马达。
当以相同速度同时驱动所述单相马达和所述多相马达时，将具有第三频率的第三电流输入至所述多相马达，并且将具有所述第三频率的第四电流输入至所述单相马达。
所述装置还包括用于控制所述逆变器的控制器，其中，当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述控制器进行控制，使得：当以不同速度同时驱动所述单相马达和所述多相马达时，不同电流流过所述单相马达和所述多相马达；并且当仅驱动所述多相马达时，电流流过所述多相马达，而没有电流流过所述单相马达。
根据本公开的另一方面，一种用于驱动多个马达的装置以及具有该装置的电气设备，该装置包括：串联连接在DC端子的两端之间的第一电容器和第二电容器；连接到DC端子的逆变器；连接到所述逆变器的多相马达；和串联连接到所述多相马达的单相马达，其中，当至少驱动所述单相马达和所述多相马达中的所述单相马达时，所述多相马达的马达中性点与所述第一电容器和所述第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势不同，并且当仅驱动所述多相马达时，所述多相马达的马达中性点与所述第一电容器和所述第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势相同。
多相马达的中性点连接到单相马达的一端，并且单相马达的另一端连接到第一电容器和第二电容器之间的DC端子中性点。
该装置还包括用于控制逆变器的控制器，其中，该控制器进行控制，使得：当至少驱动单相马达和多相马达中的单相马达时，多相马达的马达中性点与第一电容器和第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势不同；并且当仅驱动多相马达时，多相马达的马达中性点与第一电容器和第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势相同。
该装置还包括：第一电压检测器，其配置为检测第一电容器的两端的DC电压；第二电压检测器，其配置为检测第二电容器的两端的DC电压；第一电流检测器，其配置为检测输入至多相马达的第一电流；以及第二电流检测器，其配置为检测输入至单相马达的第二电流，其中，控制器基于由第一电压检测器检测到的第一DC电压和由第二电压检测器检测到的第二DC电压来计算DC端子中性点的电势，并且基于由第一电流检测器检测到的第一电流或由第二电流检测器检测到的第二电流，计算马达中性点的电势。
根据本公开的另一方面，一种用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备，该装置包括：连接至DC端子的逆变器；连接到逆变器的多相马达；以及串联连接到多相马达的单相马达，其中，当仅驱动单相马达时，将逆变器的所有上开关元件全部接通，或者将逆变器的所有下开关元件全部接通。
当仅驱动单相马达时，多相马达的各相中流动的电流的相位相同。
当仅驱动单相马达时，多相马达的各相中流动的电流之和在单相马达中流动。
当逆变器的所有上开关元件都接通时，或者当逆变器的所有下开关元件都接通时，多相马达中流动的电流的电平大于多相马达的每个相中流动的电流的电平。
当仅驱动单相马达时，第一输入电流被输入至多相马达，并且流过多相马达的有效电流为零，并且第二输入电流被输入至单相马达，流过多相马达的有效电流为第二输入电流。
当至少驱动单相马达和多相马达中的单相马达时，逆变器的上开关元件的一部分被接通而其余部分被断开，或者逆变器的下开关元件的一部分被接通而其余部分被断开。
多相马达包括风扇马达，并且单相马达包括泵马达。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他目的、特征以及优点将变得更加明显，在附图中：
图1是用于驱动多个马达的装置的实施例；
图2A至图4F是示出各种马达驱动装置的图；
图5是根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置的内部电路图的实施例；
图6示出了用于驱动图5的多个马达的装置的内部框图的实施例；
图7是用于驱动图5的多个马达的装置的详细内部电路图；
图8是图7的逆变器控制器的内部框图；
图9A是示出图5的用于驱动多个马达的装置的多相马达和单相马达的各种操作模式的图；
图9B是示出逆变器控制器根据各种操作模式的内部操作的流程图；
图10示出了从根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置的逆变器输出的输出电流波形；
图11A至图11F是用以说明同时驱动多相马达和单相马达的模式中的相同速度模式的图；
图12A至图12E是用以说明同时驱动多相马达和单相马达的模式中的不同速度模式的图；
图13A至图13D是用以说明多相马达和单相马达中的单相马达的单驱动模式的图；
图14A至图14D是用以说明多相马达和单相马达中的多相马达的单驱动模式的图；
图15A至图15C是用于基于空间矢量说明逆变器切换的图。
图16A和图16B是用于基于零矢量说明逆变器切换的图；
图17A至图17F是用于说明电气设备的各个实施例的图；
图18是图17A至图17F的电气设备的简化内部框图；以及
图19是根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置的实施例。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的优选实施方式，附图中示出了该优选实施方式的实施例。将在所有附图中尽可能使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。
如本文中所使用的，后缀“模块”和“单元”被可互换地添加或使用以有利于本说明书的编写，并且无意暗示不同的含义或功能。因此，可以互换使用术语“模块”和“单元”。
图1是用于驱动多个马达的装置的实施例。
参考附图，用于驱动多个马达的装置220x可以包括单个控制器430、多个逆变器420a至420d以及多个马达Ma至Md。
逆变器420a至420d中的每一者均可以独立地驱动马达Ma至Md中的每一者。
然而，在这种情况下，因为逆变器分别需要相应的马达，所以从某种意义上讲，制造成本方面没有不必要的成本。因此，需要一种稳定地驱动每个马达同时减少逆变器的数量而不是马达的数量的方法。
图2A至图4D是示出各种马达驱动装置的图。
首先，图2A示出了马达驱动装置220xa，其包括三相马达Mxa和用于驱动三相马达Mxa的逆变器420xa。此时，逆变器420xa可以包括六个开关元件。
接下来，图2B示出了马达驱动装置220xb，其包括三相马达Mxb和用于驱动三相马达Mxb的逆变器420xb。在这种情况下，逆变器420xb可以包括四个开关元件以降低制造成本。
同时，因为逆变器420xb具有四个开关元件，所以三相马达Mxb的两相连接至逆变器420xb，但是剩余的一相连接至作为多个DC端子电容器C1和C2之间的节点的n节点。
由用于驱动马达的逆变器420xb合成的电压降低到图2A的逆变器420xa的电平的一半。
另外，由于流过作为DC端子中性点的n节点的电流，多个DC端子电容器C1和C2的电压可能改变。由于DC端子电容器C1和C2之间的电压差，可能会发生命令电压和实际产生的电压之间的差，并且逆变器420xb的输出电压可能会失真。另外，由于来自逆变器420xb的输出电压的失真，更多的谐波可能流入马达相电流中。
图2C示出了马达驱动装置220xc，其具有彼此并联连接的三相马达Mxca和单相马达Mxcb，并且包括单个逆变器420xc。
参考附图，三相马达Mxca和单相马达Mxcb彼此并联连接至逆变器420xc。
具体地，逆变器420xc的a节点和b节点连接到三相马达Mxca的a相线圈和b相线圈，并且c相线圈连接到作为DC端子中性点的n节点。
同时，作为三相马达Mxca的马达中性点的na节点没有单独电连接到外部节点。
此外，单相马达Mxcb的输入端子连接到逆变器420xc的c节点，并且单相马达Mxcb的输出端子连接到作为DC端子中性点的n节点。
类似于图2B，图2C的三相马达Mxca由逆变器420xc的六个开关元件中的四个开关元件Sa、S'a、Sb和S'b驱动，并且单相马达Mxcb由其余两个开关元件Sc和S'c驱动。
根据该方法，因为三相马达Mxca和单相马达Mxcb两者都由逆变器420xc的六个开关元件中的一些来驱动，所以逆变器420xc的电压利用率降低到大约一半。
另外，因为流过单相马达Mxcb的电流流向作为DC端子中性点的n节点，所以加剧了DC端子电容器C1、C2的电压不平衡。
同时，当进行用于抑制这种电压不平衡的控制时，逆变器420xc必须进行互补控制，因此，三相马达Mxca和单相马达Mxcb不能独立地操作。
图3A示出了马达驱动装置220xd，其具有彼此并联连接至单个逆变器420xa的三相马达Mda和Mdb。
根据该方法，两个三相马达Mda和Mdb必须以相同速度操作。
图3B示出了彼此并联连接至单个逆变器420xa的三相马达Mxea和Mxeb，还示出了具有在逆变器420xa和一个马达Mxebb之间进行切换的继电器REL的马达驱动装置220xc。
根据该方法，当继电器REL断开时，两个三相马达Mxea和Mxeb中的仅一个马达Mxea操作，并且当继电器REL接通时，两个三相马达Mxea和Mxeb以相同速度操作。
同时，根据该方法，在两个三相马达Mxea和Mxeb中，与继电器连接的三相马达Mxeb不能单独操作。另外，逆变器420xa的电压利用率减半。
图3C示出了具有逆变器420xa和三相四线马达Me的马达驱动装置220xf。
通常，因为以与上述三相三线马达相同的方式驱动三相四线马达Me，所以没有电流流过连接至马达Me的中性点n的绕组。
因此，类似于三相三线马达，马达的三相绕组分别连接至逆变器420xa的三个臂。
同时，马达Me的中性点可以连接到作为DC端子中性点的n节点，并且三端双向可控硅(TRIAC)可以如图所示布置，以阻塞电流流向马达Me的中性点。同时，除了TRIAC外，还可以用另一开关元件或继电器代替。
然而，如果在马达Me的相绕组的单相中发生开路事故，则可以导通连接至马达的中性点的元件(例如TRIAC)以形成新的电流路径。
此时，在无电流流过开路绕组的状态下，当导通阻塞马达的中性点电流的元件(例如TRIAC)时，代替开路相，电流流过马达的中性点。当由于开路事故而使用中性点时，电压利用率会降低。
接下来，如图2B中所示，图4A示出了包括三相马达Mxb和用于驱动三相马达Mxb的逆变器420xb的马达驱动装置220xb。在这种情况下，逆变器420xb可以包括四个开关元件以降低制造成本。
同时，图4B是示出用于驱动图4A的三相马达Mxb的电压矢量合成的图。
参考附图，在(0,0)和(1,1)的切换状态下，存在如下问题：合成到马达Mxb的电压变为(1,0)和(0,1)切换状态的一半。
同时，如图2A中所示，图4C示出了包括三相马达Mxa和用于驱动三相马达Mxa的逆变器420xa的马达驱动装置220xa。此时，逆变器420xa可以包括六个开关元件。
同时，图4D是示出用于驱动图4C的三相马达Mxa的电压矢量合成的图。在附图中，示出了(1,1,0)的电压矢量的电压矢量合成。
同时，因为减小到由图4A的逆变器420xb合成的最小电压，所以存在如下问题：与图4C的逆变器420xa相比，图4A的逆变器420xb的电压利用率大致减半。
同时，在第一电容器C1的两端电压Vdc1和第二电容器C2的两端电压Vdc2被平衡为Vdc/2的状态下，总DC电压变为Vdc，并且逆变器420xb的切换矢量在(1,1)状态下合成的一相的最大电压为Vdc/3。
同时，在图4C中的逆变器420xa的(1,1,0)状态(对应于图4A中的逆变器420xb的切换矢量为(1,1)的状态)下合成的一个相的最大电压是2*Vdc/3。
同时，图4E示出了在图4A的马达驱动装置220xb中进行了通过(1,1)的切换矢量的切换。
同时，图4F是示出图4E的(1,1)的切换矢量的电压矢量合成的图。
当逆变器420xb的上电容器C1和下电容器C2的电压不平衡时，逆变器420xb合成的一相的最大电压变为在(1,1)处的Vdc1/3和在(0,0)处的Vdc2/3中的较小电压。
同时，根据图4A或图4E，因为中性点电流总是流过，所以不可避免地发生上电容器C1和下电容器C2的电压不平衡的现象，从而实际电压利用率降低到一半或更少。
因此，因为始终存在电压利用率降低的问题，所以即使当逆变器420xb未驱动单相马达Mxb时，逆变器420xb的电压利用率也降低。
下文中，示出了根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达解决图2A至图4F的缺点的装置。
图5是根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置的内部电路图的实施例。
参考附图，根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置220可以包括：连接至DC端子(x-y端子)的逆变器420；连接至逆变器420的多相马达230a；以及串联连接至多相马达230a的单相马达230b。
同时，根据本公开的实施方式的用于驱动多个马达的装置220可以被称为多马达驱动器。
同时，因为多相马达230a连接至逆变器420，并且单相马达230b串联连接至多相马达230a，所以最终，多相马达230a和单相马达230b串联连接至逆变器420。
因此，与图2C的三相马达Mxca和单相马达Mxcb相比，根据本公开的实施方式的用于驱动多个马达的装置220具有高的电压利用率。
同时，与使用多个逆变器驱动多个马达的情况相比，通过使用单个逆变器420，能够显著降低制造成本。
同时，根据本公开的实施方式的用于驱动多个马达的装置220可以还包括串联连接在DC端子(x-y端子)的两端之间的第一电容器C1和第二电容器C2。因此，可以在第一电容器C1和第二电容器C2之间形成DC端子中性点n。
同时，逆变器420内部的a节点、b节点，c节点分别电连接至多相马达230a的a相线圈端子Mia、b相线圈端子Mib和c相线圈端子Mic。
另外，单相马达230b连接至多相马达230a，并且连接至第一电容器C1和第二电容器C2之间的节点n。
同时，第一电容器C1和第二电容器C2之间的节点可以被称为DC端子中性点n或逆变器中性点n。
即，多相马达230a的中性点na连接至单相马达230b的一端ni，并且单相马达230b的另一端no连接至DC端子中性点n，DC端子中性点n是第一电容器C1和第二电容器C2之间的节点。同时，关于DC端子中性点n，优选地，第一电容器C1和第二电容器C2的电容相同。
同时，单相马达230b的输入端子ni电连接至多相马达230a的各相所共同连接的节点na，并且单相马达230b的输出端子no连接至作为第一电容器C1和第二电容器C2之间的节点的DC端子中性点n。
同时，多相马达230a的每个相(例如三相)所共同连接的节点na可以被称为多相马达230a的马达中性点na。
同时，多相马达230a的马达中性点na可以表示这样的节点，在该节点中，各个相被约束至单个点。
同时，根据多相AC系统中的相位差，多相马达230a的马达中性点na可以表示电流变为0的节点。
例如，因为单相马达230b在连接至多相马达230a的a相时，由于a相电流而旋转，所以其依赖性地操作。因此，可能难以以与多相马达230a不同速度驱动。
作为另一实施例，因为单相马达230b在连接至多相马达230a的b相时由于b相电流而旋转，所以其依赖性地操作。因此，可能难以以与多相马达230a不同速度驱动。
作为另一实施例，因为单相马达230b在连接至多相马达230a的c相时由于c相电流而旋转，所以其依赖性地操作。因此，可能难以以与多相马达230a不同速度驱动。
因此，在本公开中，通过使用多相马达230a的根据多相AC系统中的相位差电流为零的马达中性点na，多相马达230a连接至单相马达230b的一端ni。因此，可以独立于多相马达230a来驱动单相马达230b。
另外，为了防止DC端子中的电压不平衡，将DC端子中性点n(第一电容器C1与第二电容器C2之间的节点)电连接至单相马达230b的另一端no。因此，能够减少第一电容器C1和第二电容器C2之间的电压不平衡。
因此，多个马达彼此串联连接，能够在减小第一电容器C1和第二电容器C2之间的电压不平衡的同时，稳定且独立地驱动多个马达，并且防止逆变器420的电压利用率的降低。
同时，在根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置220中，由于第一电容器C1和第二电容器C2而增加了电容器的数量，但是可以使用单个逆变器驱动多个马达。因此，由于减少了昂贵的逆变器的数量而显著降低了制造成本。
图6示出了用于驱动图5的多个马达的装置的内部框图的实施例，并且图7是用于驱动图5的多个马达的装置的详细内部电路图。
参考附图，根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置220实施成驱动多个马达，并且可以包括连接至DC端子的逆变器420、连接至逆变器420的多相马达230a、串联连接有多相马达230a的单相马达230b和用于控制逆变器420的逆变器控制器430。
多相马达230a可以是三相马达，但不限于此，并且可以是四相马达或更多相马达。
同时，为了防止当使用单个逆变器420驱动多个马达时逆变器的电压利用率降低，本公开提出了一种串联连接而不是并联连接多个马达的方法。
另外，逆变器控制器430进行控制，使得从一个逆变器420输出的电流包括至少一个频率，以实现串联连接的多相马达230a和单相马达230b的同时驱动或单驱动。
特别地，为了以不同速度同时驱动多相马达230a和单相马达230b，逆变器控制器430控制成使得多个频率叠加至从一个逆变器420输出的电流，并且控制成使得从一个逆变器420输出的电流中包括一个频率，以便以相同速度同时驱动多相马达230a和单相马达230b。
例如，当以相同速度驱动用于驱动多个马达的装置220中的单相马达230b和多相马达230a时，优选的是输入至多相马达230a的电流的频率数量小于当以不同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时输入至多相马达230a的电流的频率数量。
具体地，根据本公开的一个实施方式的逆变器控制器430可以控制成使得当以相同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，输入至多相马达230a的电流的频率是一个，并且当以不同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，输入至多相马达230a的电流的频率为两个或更多个。
因此，可以通过使用单个逆变器420以不同速度驱动彼此串联连接的多个马达。另外，也可以通过使用单个变频器420以相同速度驱动彼此串联连接的多个马达。因此，可以通过使用单个逆变器420稳定地驱动多个马达，同时防止逆变器420的电压利用率降低。
同时，为了完成无传感器控制，用于驱动多个马达的装置220可以不包括霍尔传感器等，但是可以包括：用于检测输入至多相马达230a的第一电流(io1)的第一电流检测器E1；和用于检测输入至单相马达230b的第二电流(io2)的第二电流检测器E2。
由第一电流检测器E1和第二电流检测器E2分别检测到的第一电流(io1)和第二电流(io2)输入至逆变器控制器430，以实现无传感器控制。
逆变器控制器430可以基于分别由第一电流检测器E1和第二电流检测器E2检测到的第一电流(io1)和第二电流(io2)，输出用于驱动多相马达230a和单相马达230b的切换控制信号Sic。
同时，逆变器控制器430可以基于由第一电流检测器E1检测到的第一电流io1或由第二电流检测器E2检测到的第二电流io2来计算马达中性点(na)的电势。
同时，根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置220可以还包括：第一电压检测器B1，其用于检测第一电容器C1的两端的DC电压；第二电压检测器B2，其用于检测第二电容器C2的两端的DC电压；以及控制器430，其用于控制逆变器420。
同时，逆变器控制器430可以基于由第一电压检测器B1检测到的第一DC电压Vdc1和由第二电压检测器B2检测到的第二DC电压Vdc2来计算DC端子中性点n的电势。因此，逆变器控制器430可以使马达中性点na与DC端子中性点n之间的电势相同或不同。
同时，不同于图7，在没有用于测量第一电容器C1和第二电容器C2的电压的电压检测器B1、B2的情况下，逆变器控制器430可以估计第一电容器C1的电压和第二电容器C2的电压以及DC端子两端的电压。
同时，根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置220可以还包括：转换器410，其用于将转换后的DC电力输出至DC端子(x-y端子)；输入电流检测器A；电抗器L等。
图7示出了输入至转换器410的电力是AC电力，但是不限于此，并且还可以施加DC电力并且转换器410进行DC电力电平转换，从而可以输出转换后的DC电力。
电抗器L布置在商用AC电源405(vs)与转换器410之间，以进行电力因数校正或升压。电抗器L还可以用于根据转换器410的高速切换来限制谐波电流。
输入电流检测器A可以检测从商用AC电源405输入的输入电流。为此，可以使用电流互感器(CT)或分流电阻器作为输入电流检测器A。检测到的输入电流(脉冲形式的离散信号)可以输入至逆变器控制器430。
转换器410将经由电抗器L施加的商用AC电源405转换成DC电并将该DC电输出。尽管商用AC电源405示出为单相AC电力，但也可以采用三相AC电力作为商用AC电源405。转换器410的内部结构取决于商用AC电源405的类型。
转换器410可以由没有开关元件的二极管配置。在这种情况下，转换器410可以进行整流操作而无需进行单独的切换操作。
例如，当施加的电力是单相AC电力时，可以以桥的形式使用四个二极管。当施加的电力是三相AC电力时，可以以桥的形式使用六个二极管。
作为转换器410，可以使用通过连接例如两个开关元件和四个二极管形成的半桥转换器。当采用三相AC电力时，可以使用六个开关元件和六个二极管。在这种情况下，转换器410可以被称为整流器。
当转换器410设置有开关元件时，转换器410可以根据开关元件的切换操作来进行升压，电力因数改善和DC电力转换。
作为DC端子电容器的第一电容器C1和第二电容器C2平滑并存储从转换器410输入的电力。
同时，因为DC端子(x-y端子)的两端存储DC电力，所以它们可以被称为DC链路端子。
第一电压检测器B1和第二电压检测器B2分别检测第一电容器C1的两端的DC电压Vdc1和第二电容器C2的两端的DC电压Vdc2。
为此，第一电压检测器B1和第二电压检测器B2可以包括电阻元件、放大器等。检测到的第一DC电压Vdc1和第二DC电压Vdc2可以作为脉冲形式的离散信号输入至逆变器控制器430。
逆变器420包括多个逆变器开关元件，并且通过开关元件的接通/断开操作来转换作为DC端子(x-y端子)的两端的电压的DC电力Vdc，以向一定频率的多相马达230a输出转换后的AC电力。
例如，当多相马达230a是三相马达时，逆变器420可以转换成三相AC电力(va、vb、vc)并且输出至三相同步马达230a。
下文中，为了便于描述，假定多相马达230a是三相马达。
逆变器420包括上开关元件Sa、Sb和Sc以及下开关元件S'a、S'b和S'c。每个上开关元件Sa、Sb、Sc和相应的下开关元件S'a、S'b、S'c串联连接以形成一对。三对上下开关元件Sa和S'a、Sb和S'b以及Sc和S'c并联连接。开关元件Sa、S'a、Sb、S'b、Sc和S'c中的每一者以反并联方式与二极管连接。
逆变器420中的开关元件基于来自逆变器控制器430的逆变器切换控制信号Sic进行每个开关元件的接通/断开操作。由此，具有各种频率的三相AC电力输出至三相同步马达230a。
逆变器控制器430可以基于无传感器方法来控制逆变器420的切换操作。
为此，逆变器控制器430可以从第一电流检测器E1接收流过多相马达230a的第一电流io1，并且从第二电流检测器E2接收输入至单相马达230b的第二电流io2。
逆变器控制器430向逆变器420输出相应的逆变器切换控制信号Sic，以控制逆变器420的切换操作(特别是以相同速度驱动多相马达230a和单相马达230b；以不同速度驱动多相马达230a和单相马达230b；仅驱动多相马达230a；或仅驱动单相马达230b)。
逆变器切换控制信号Sic是脉宽调制(PWM)方法的切换控制信号，并且基于第一电流io1和第二电流io2生成并输出。稍后将参考图3描述逆变器控制器430中的逆变器切换控制信号Sic的输出的详细操作。
第一电流检测器E1可以检测在逆变器420和多相马达230a之间流动的第一电流io1。
第二电流检测器E2可以检测在多相马达230a和单相马达230b之间流动的第二电流io2。
同时，由第一电流检测器E1和第二电流检测器E2检测到的第一电流io1和第二电流io2可以是相电流ia、ib、ic或id。
所检测到的第一电流io1和第二电流io2可以作为脉冲形式的离散信号施加至逆变器控制器430，并且基于所检测到的第一电流io1和第二电流io2来生成逆变器切换控制信号Sic。
同时，多相马达230a包括定子和转子，并且将一定频率的各相AC电力施加至各相(a、b、c相)的定子的线圈，从而使转子旋转。
这样的多相马达230a可以包括例如表面安装永磁同步马达(SMPMSM)、内部永磁同步马达(IPMSM)、同步磁阻马达(Synrm)等。其中，SMPMSM和IPMSM是应用了永磁体的永磁同步马达(PMSM)，而Synrm没有永磁体。
单相马达230b包括定子和转子，并且将一定频率的各相AC电力施加至一相的定子的线圈，从而转子旋转。
同时，逆变器控制器430可以控制每个马达的转矩、速度和位置，以便控制多相马达230a和单相马达230b。
同时，逆变器控制器430可以控制每个马达的转矩、速度和位置，以便不仅驱动多相马达230a和单相马达230b，而且还维持非驱动状态。
同时，可以通过零转矩控制、零速度控制和固定位置控制来实施多相马达230a或单相马达230b的停止。
同时，三相马达和单相马达的转矩控制基于电流控制，并且通常，以用于电流控制的PWM方法来实施施加至马达的电压。
同时，逆变器控制器430可以包括用于电流控制的矢量控制(FOC控制)、转矩控制(DTC)、MTPA、弱磁通量等。
图8是图7的逆变器控制器的内部框图。
参考附图，逆变器控制器430可以包括轴变换单元310、速度计算器320、电流命令生成器330、电压命令生成器340、轴变换单元350和切换控制信号输出单元360。
轴变换单元310可以将由第一输出电流检测器E1和第二输出电流检测器E2检测到的输出电流(ia，ib，ic)和输出电流(id)转换成静止坐标系的两相电流(iα，iβ)。
同时，轴变换单元310可以将静止坐标系的两相电流(iα，iβ)转换成旋转坐标系的两相电流(id，iq)。
速度计算器320可以基于由第一输出电流检测器E1和第二输出电流检测器E2检测到的输出电流(ia，ib，ic)以及输出电流(id)来估计位置值
Figure BDA0002624939770000171
并且对估计的位置进行微分以计算速度
Figure BDA0002624939770000172
电流命令生成器330基于计算出的速度
Figure BDA0002624939770000173
和速度命令值ω*r来生成电流命令值i*q。例如，电流命令生成器330可以在PI控制器335中进行PI控制，并且基于计算出的速度
Figure BDA0002624939770000174
和速度命令值ω*r之间的差来生成电流命令值i*q。尽管图8示出了作为电流命令值的q轴电流命令值i*q，但是也可以生成d轴电流命令值i*d。d轴电流命令值i*d可以设置为0。
电流命令生成器330还可以包括限制器(未示出)，该限制器用于限制电流命令值i*q的电平，使得电流命令值i*q不超过允许范围。
接下来，电压命令生成器340基于d轴电流id和q轴电流iq以及来自电流命令生成器330的电流命令值i*d和i*q生成d轴电压命令值v*d和q轴电压命令值v*q，其中，d轴电流id和q轴电流iq由轴变换单元变换成两相旋转轴中的电流。例如，电压命令生成器340可以在PI控制器344中进行PI控制，并基于q轴电流iq与q轴电流命令值i*q之间的差生成q轴电压命令值v*q。另外，电压命令生成器340可以在PI控制器348中进行PI控制，并且基于d轴电流id与d轴电流命令值i*d之间的差生成d轴电压命令值v*d。电压命令生成器340还可以包括限制器(未示出)，该限制器用于限制d轴电压命令值v*d和q轴电压命令值v*q的电平，使得d轴电压命令值v*d和q轴电压命令值v*q不超过允许范围。
所生成的d轴电压命令值v*d和q轴电压命令值v*q输入至轴变换单元350。
轴变换单元350接收由速度计算器320计算出的位置
Figure BDA0002624939770000175
以及d轴电压命令值v*d和q轴电压命令值v*q，并进行轴变换。
轴变换单元350将两相旋转轴变换成两相静止轴。可以使用由速度计算器320计算出的位置
Figure BDA0002624939770000176
来进行变换。
轴变换单元350还可以将两相静止轴变换成三相静止轴。通过这样的变换，轴变换单元350输出三相输出电压命令值v*a、v*b和v*c。
切换控制信号输出单元360基于三相输出电压命令值v*a、v*b和v*c输出PWM逆变器切换控制信号Sic。
输出的逆变器切换控制信号Sic变换成栅极驱动器(未示出)中的栅极驱动信号，然后输入至逆变器420中的每个开关元件的栅极。由此，逆变器420中的开关元件Sa、S'a、Sb、S'b、Sc和S'c进行切换操作。
同时，切换控制信号输出单元360可以基于空间矢量通过可变脉冲宽度控制来控制逆变器420中的开关元件。
同时，切换控制信号输出单元360可以输出相应的切换控制信号Sic，使得以相同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时输入至多相马达230a的电流的频率数量小于以不同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时输入至多相马达230a的电流的频率数量。
因此，可以通过使用单个逆变器420以不同速度来驱动彼此串联连接的多个马达。另外，也可以通过使用单个逆变器420以相同速度来驱动彼此串联连接的多个马达。因此，可以通过使用单个逆变器420来稳定地驱动多个马达，同时防止逆变器420的电压利用率降低。
同时，切换控制信号输出单元360可以输出相应的切换控制信号Sic，使得：当以相同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，输入至多相马达230a的电流的频率数量为一；并且当以不同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，输入至多相马达230a的电流的频率数量为两个或更多个。
因此，可以使用单个逆变器420以不同速度来驱动彼此串联连接的多个马达。另外，也可以使用单个逆变器420以相同速度来驱动彼此串联连接的多个马达。
同时，开关控制信号输出单元360可以输出相应的切换控制信号Sic，使得：当以相同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，对应于单个正弦波的电流流过逆变器420；并且当以不同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，对应于多个正弦波之和的电流流过逆变器420
同时，切换控制信号输出单元360可以输出相应的切换控制信号Sic，使得当以不同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，多相马达230a以对应于输入至多相马达230a的第一电流的第一频率的第一速度旋转，并且单相马达230b以对应于流过多相马达230a的电流的第二频率的第二速度旋转。
因此，可以使用单个逆变器420以不同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
同时，切换控制信号输出单元360可以输出相应的切换控制信号Sic，使得当以相同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，多相马达230a和单相马达230b由相同频率的有效电流驱动。
因此，可以使用单个逆变器420以相同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
同时，切换控制信号输出单元360可以输出相应的切换控制信号Sic，使得单相马达230b的操作周期短于多相马达230a的操作周期。因此，可以使用单个逆变器420稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
同时，切换控制信号输出单元360可以输出相应的切换控制信号Sic，使得：当同时驱动单相马达230b和多相马达230a时，电流流过多相马达230a和单相马达230b；并且当仅驱动多相马达230a时，电流不流过单相马达230b。
因此，可以通过使用单个逆变器420以不同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。此外，通过使用单个逆变器420，可以稳定地驱动彼此串联连接的多个马达中的仅多相马达230a。
同时，当仅驱动多相马达230a时，切换控制信号输出单元360输出相应的切换控制信号Sic，使得逆变器420的所有上下开关元件都接通。因此，通过使用单个逆变器420，可以稳定地驱动彼此串联连接的多个马达中的仅多相马达230a。
同时，切换控制信号输出单元360可以输出相应的切换控制信号Sic，使得：当同时驱动单相马达230b和多相马达230a时，多相马达230a的马达中性点na与第一电容器C1和第二电容器C2之间的DC端子中性点n之间的电势不同；并且当仅驱动多相马达230a，马达中性点na与DC端子中性点n之间的电势相同。
因此，可以通过使用单个逆变器420以不同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达，或者稳定地驱动彼此串联连接的多个马达中的仅多相马达230a。
同时，当仅驱动单相马达230b时，切换控制信号输出单元360可以输出相应的切换控制信号Sic，使得逆变器420的所有上开关元件或下开关元件都接通。因此，可以通过使用单个逆变器420稳定地仅驱动彼此串联连接的多个马达中的单相马达230b。
图9A是示出图5的用于驱动多个马达的装置的多相马达和单相马达的各种操作模式的图。
参考附图，多相马达230a和单相马达230b可以分为：同时驱动两个马达的同时驱动模式；仅驱动单相马达的单相马达单驱动模式；以及仅驱动多相马达的多相马达单驱动模式。
在同时驱动模式下(S910)，逆变器控制器430驱动多相马达230a(S912)，并且驱动单相马达230b(S914)。
从逆变器控制器430输出的电流经由多相马达230a输入至单相马达230b，但是可以说几乎同时进行步骤912和914。
同时，同时驱动模式可以分为：以相同速度驱动单相马达230b和多相马达230a的相同速度模式；以及以不同速度驱动单相马达230b和多相马达230b的不同速度模式。
图9B是示出根据各种操作模式的逆变器控制器的内部操作的流程图。更具体地，其可以是对应于同时驱动模式的不同速度模式的流程图。
参考附图，逆变器控制器430可以从外部控制器或通信器接收多相马达速度命令(S1010)，并且接收单相马达速度命令(S1020)。
接下来，逆变器控制器430可以基于多相马达速度命令生成开环命令角度(S1012)，并且基于查找表计算电压(S1014)。
例如，当生成多相马达的开环命令角度时，可以计算与查找表中的开环命令角度相对应的基于查找表的电压。
另外，逆变器控制器430可以基于计算出的开环命令角度以及基于查找表的电压来计算多相马达的电流命令值和端子电压命令(S1015)。
同时，逆变器控制器430可以基于单相马达速度命令生成开环命令角度(S1022)，并且基于查找表计算电压(S1024)。
例如，当生成单相马达的开环命令角度时，可以计算与查找表中的开环命令角度相对应的基于查找表的电压。
另外，逆变器控制器430可以基于计算出的开环命令角度和基于查找表的电压来计算单相马达的电流命令值和端子电压命令(S1025)。
接下来，逆变器控制器430可以通过使用计算出的多相马达端子电压命令和单相马达端子电压命令来计算用于同时驱动单相马达230b和多相马达230a的端子电压命令(S1030)。
接下来，逆变器控制器430可以基于计算出的用于同时驱动的端子电压命令来合成用于脉冲宽度可变调制的信号(S1040)，并且输出基于PWM的切换控制信号(S1050)。
图10示出从根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置的逆变器输出的输出电流波形iop。
特别地，图10示出了从逆变器420输出的输出电流波形iop，以便以不同速度同时驱动多相马达230a和单相马达230b。
从逆变器420输出的输出电流波形iop可以包括：用于驱动多相马达230a的第一电流波形io1a；以及用于驱动单相马达230b的第二电流波形io1ab。
同时，从逆变器420输出的输出电流波形iop完整地流过多相马达230a，并且输出电流波形iop的第一电流波形io1a分量作为有效电流被用于驱动多相马达230a。
接下来，输入从逆变器420输出的输出电流波形iop的第一电流波形io1a的分量以外的第二电流波形iolb，并流入与多相马达230a串联连接的单相马达230b。
即，第二电流波形io1b作为有效电流用于驱动单相马达230b。
同时，图10示出了第一电流波形io1a的周期T1小于第二电流波形io1b的周期T2。
即，图10示出了第一电流波形io1a的频率f1大于第二电流波形io1b的频率f2。因此，多相马达230a的驱动速度可以大于单相马达230b的驱动速度。
图11A至图11F是示出同时驱动模式的相同速度模式的图。
如图11A中所示，根据逆变器420的部分接通、部分断开的六个开关元件，如图11B中所示，从逆变器420输出的输出电流波形io0可以包含a相输出电流波形ia0、b相输出电流波形ib0和c相输出电流波形ic0。
特别地，逆变器420的上开关元件Sa、Sb和Sc的一部分可以被接通，而其余部分可以被断开，或者逆变器420的下开关元件S'a、S'b和S'c的一部分可以被接通，而其余部分可以被断开。因此，如图11B中所示，从逆变器420输出的输出电流波形io0可以包含a相输出电流波形ia0、b相输出电流波形ib0和c相输出电流波形ic0。
图11B示出了a相输出电流波形ia0的最大电平为Lv2，b相输出电流波形ib0和c相输出电流波形ic0的最大电平为Lv3。
同时，可以如下面的等式1中对从图11B的逆变器420输出的输出电流波形io0求和。
[等式1]
io0(t)＝LV2sin(wat)+LV1sin(wa(t-120°)+LV3sin(wa(t-240°)
在此，Lv2×sin(wat)表示a相输出电流波形ia0，Lv1×sin(wa(t-120°)表示b相输出电流波形ib0，并且Lv3×sin(wa(t)-240°)表示c相输出电流波形ic0。
同时，图11B中的Lv2可以是Lv1的4/3倍(大约1.3倍)，并且图11B中的Lv3可以是Lv1的
Figure BDA0002624939770000221
倍(大约0.87倍)。
根据等式1，从逆变器420输出的输出电流波形io0包含a相输出电流波形ia0、b相输出电流波形ib0和c相输出电流波形ic0，并且每个相电流波形的电平(Lv2、Lv1、Lv3)不同，并且相位在0、120度和240度不同。
根据等式1，从逆变器420输出的输出电流波形io0中的a相输出电流波形ia0、b相输出电流波形ib0和c相输出电流波形ic0的角速度恒定为wa，因此频率相等地变为wa/2π。
即，从图11B的逆变器420输出的输出电流波形io0具有相位不同的相位输出电流波形，但是因为其具有相同的角速度和相同的频率，所以可以说由单个正弦波构成。
图11C是等式1中的io0(t)的频率转换图。
参考附图，由于频率转换，等式1中的io0(t)可以在fo的频率处具有Lv1电平。
另外，由于噪声分量，等式1中的io0(t)可能具有各种频率分量(如图中所示)。
在本公开中，忽略等于或小于Lvth的各种频率分量，该Lvth是有意义的频率电平的下限。因此，由于频率转换，等式1中的io0(t)被定义为具有单个频率fo。
同时，图11C中的fo可以表示与wa/2π相同的值。
同时，从图11B的逆变器420输出的输出电流波形io0输入至多相马达230a，并且输出电流波形的一部分作为有效电流操作以旋转多相马达230a。
图11D示出流过多相马达230a的有效电流。
流过多相马达230a的有效电流可以包括a相有效电流波形ia0n、b相有效电流波形ib0n和c相有效电流波形ic0n。
此时，流过多相马达230a的有效电流的最大电平或每个相有效电流波形的最大电平可以是Lv1。
同时，流过多相马达230a的有效电流的周期为To，并且有效电流的频率可以为f0。
另外，a相有效电流波形ia0n、b相有效电流波形ib0n和c相有效电流波形ic0n的周期可以是To，并且频率可以是f0。
图11E示出基于同步坐标系的流过多相马达230a的有效电流。
流过多相马达230a的a相电流、b相电流和c相电流在图8的轴变换单元510中转换成基于静止坐标系的d轴电流和q轴电流，然后可以再次转换成基于同步坐标系或旋转坐标系的d轴电流和q轴电流。
因此，基于图11D中的静止坐标系的各相有效电流可以转换成基于旋转坐标系的d轴有效电流ida和q轴有效电流iqa，如图11E中所示。
此时，当多相马达230a是表面安装永磁同步马达(SMPMSM)时，由于磁通量的对称性，q轴有效电流分量变为0(如图中所示)，并且基于旋转坐标系的d轴有效电流ida的电平Lv1，并且可以与流过多相马达230a的有效电流的最大电平Lv1相同。
接下来，图11F示出了流过单相马达230b的电流或有效电流id0。
流过单相马达230b的有效电流id0的最大电平为Lv1，周期为To，频率为f0。
如上所述，因为流过单相马达230b的有效电流id0的频率是f0，并且流过多相马达230a的有效电流的频率是f0，所以单相马达230b和多相马达230a的有效电流的频率相同。因此，单相马达230b和多相马达230a以相同速度wa被驱动。
同时，单相马达230b和多相马达230a的有效电流和转矩可以由下面的等式2表示。
[等式2]
Figure BDA0002624939770000231
在此，Tob表示单相马达230b的转矩，P表示马达的极数，λf表示反电动势常数，Im表示单相马达230b的有效电流的最大电平，并且iq表示多相马达230a的q轴电流的电平。
根据等式2，在单相马达230b和多相马达230a之间，马达的极数P和反电动势常数λf相同，如果Im和iq相同，则可以知道，多相马达230a的转矩Toa大约是单相马达230b的转矩Tob的两倍。
即，根据图11A至11F，单相马达230b和多相马达230a以相同速度旋转，并且当多相马达230a是三相马达时，多相马达230a的转矩Toa变为大约是单相马达230b的转矩Tob的两倍。
同时，在多相马达是五相和六相的情况下的转矩可以由下面的等式3表示。
[等式3]
Figure BDA0002624939770000241
在此，Toa5表示五相马达的转矩，Toa6表示六相马达的转矩，P表示马达的极数，λf表示反电动势常数，iq表示五相或六相马达的q轴电流的电平。
当比较等式2和等式3时，在以相同速度驱动的情况下，五相马达的转矩Toa5是单相马达的转矩Tob的10/3倍，并且六相马达的转矩Toa6变为单相马达的转矩Tob的4倍。
最后，根据图11A至图11F，多相马达230a基于从逆变器420输出的电流波形io0以速度Wa旋转，并且单相马达230b可以基于电流波形ido以相同速度Wa旋转。
在这种情况下，除了所有上开关元件Sa至Sc都接通或所有下开关元件S'a至S'c都接通之外，逆变器420的六个开关元件可以进行切换操作。
最后，根据本发明的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置220，当以相同速度同时驱动单相马达230b和多相马达230a时，分别输入至多相马达230a和单相马达230b的电流io0、ido的频率优选为相同的f0，如图11D至图11F中所示。
同时，当以相同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，逆变器控制器430可以控制多相马达230a和单相马达230b由具有相同频率f0的有效电流驱动。因此，可以通过使用单个逆变器420以相同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
同时，逆变器控制器430可以将多相马达230a的有效电流Lv1的幅值和单相马达230b的有效电流Lv1的幅值控制成相同。
例如，在多相马达230a的有效电流的频率与单相马达230b的有效电流的频率相同的状态下，当多相马达230a的有效电流的幅值和单相马达230b的有效电流的幅值相同时，多相马达230a的驱动转矩变得大于单相马达230b的驱动转矩。
具体地，当多相马达230a是三相马达时，该三相马达的驱动转矩变得大约是单相马达230b的驱动转矩的两倍。
图12A至图12E是示出同时驱动模式的不同速度模式的图。
参考图12A和图12B，根据逆变器420的部分接通、部分断开的六个开关元件，从逆变器420输出的输出电流波形io1可以包含a相输出电流波形ia1、b相输出电流波形ib1和c相输出电流波形ic1。
由于多相马达230a和单相马达230b的串联连接，为了以相同速度同时驱动多相马达230a和单相马达230b(如图11A至11F中所示)，从逆变器420输出的输出电流波形中的单个频率就足够了。
同时，由于多相马达230a和单相马达230b的串联连接，为了以不同速度同时驱动多相马达230a和单相马达230b(如图11A至11F中描述的)，优选从逆变器420输出的输出电流波形中具有多个频率。特别地，优选具有两个频率。
同时，可以如下面的等式4中对从图12B的逆变器420输出的输出电流波形io1求和。
[等式4]
i01(t)Ka1sin(wbt)+Kb1sin(wb(t-120°)+Kc1sin(wb(t-240°)+Ka2sin(wat)+Kb2sin(wa(t-120°)+Kc2sin(wa(t-240°)
这里，Ka1×sin(wbt)和Ka2×sin(wat)表示a相输出电流波形ia1，Kb1×sin(wb(t-120°)和Kb2×sin(wa(t-120°))表示b相输出电流波形ib1，并且Kc1×sin(wb(t-240°)和Kc2×sin(wa(t-240°))表示c相输出电流波形ic1。
根据等式4，从逆变器420输出的输出电流波形io1包含a相输出电流波形ia1、b相输出电流波形ib1和c相输出电流波形ic01，并且每个相电流波形的相位在0度、120度和240度不同。
根据等式4，从逆变器420输出的输出电流波形io1中的a相输出电流波形ia1、b相输出电流波形ib1和c相输出电流波形ic1的角速度分别为wb和wa，因此频率分别变为wb/2π和wa/2π。
即，从图12B的逆变器420输出的输出电流波形io1具有相位不同的相位输出电流波形，但是因为具有两个不同的角速度和两个不同的频率，所以可以说它由多个正弦波构成。
因此，为了以不同速度同时驱动多相马达230a和单相马达230b，从逆变器420输出的输出电流波形io1优选与多个正弦波之和对应。
图12C是等式4中的io1(t)的频率转换图。
参考附图，由于频率转换，等式4中的io1(t)可以在频率f1和频率f2处具有Lv1电平。
另外，由于噪声分量，等式4中的io1(t)可以具有各种频率分量(如图中所示)。
在本公开中，忽略等于或小于Lvth的各种频率分量，该Lvth是有意义的频率电平的下限。因此，由于频率转换，等式4中的io1(t)被定义为具有两个频率f1和f2。
同时，图12C中的f1在与等式4的关系中可以指示与wb/2π相同的值，并且f2在与等式4的关系中可以指示与wa/2π相同的值。
同时，从图12B的逆变器420输出的输出电流波形io1输入至多相马达230a，并且输出电流波形io1的一部分作为有效电流操作以旋转多相马达230a。
图12D示出流过多相马达230a的有效电流。
流过多相马达230a的有效电流可以包括a相有效电流波形(ia1n)、b相有效电流波形(ib1n)和c相有效电流波形(ic1n)。
同时，流过多相马达230a的有效电流的周期是T1，并且有效电流的频率可以是f1。
另外，a相有效电流波形ia1n、b相有效电流波形ib1n和c相有效电流波形ic1n的周期可以是T1，并且频率可以是f1。
接下来，图12E示出了流过单相马达230b的电流或有效电流id1。
流过单相马达230b的有效电流id1的周期为大于T1的T2，并且频率为小于f1的f2。
如上所述，因为流过单相马达230b的有效电流id1的频率是f2，并且流过多相马达230a的有效电流的频率是f1，所以单相马达230b和多相马达相位马达230a被以不同速度驱动。
特别地，如图12A中所示，基于io1的相电流波形，多相马达230a以大于速度Wa的速度Wb旋转，并且单相马达230b可以基于id1的电流波形以速度Wa旋转。
在这种情况下，除了所有上开关元件Sa至Sc都被接通或所有下开关元件S'a至S'c都被接通之外，逆变器420的六个开关元件可以进行切换操作。
同时，当将图12A至图12E与图11A至11F进行比较时，优选的是，在单相马达230b和多相马达230a的不同速度模式的情况下输入至多相马达230a的电流的频率数量大于在单相马达230b和多相马达230a的相同速度模式的情况下输入至多相马达230a的电流的频率数量。
例如，优选地，当以相同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，输入至多相马达230a的电流的频率为一个(如图11D和图11F中所示的fo)，并且当以不同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，输入至多相马达230a的电流的频率为两个或更多个(如图12D和12E中的f1和f2所示)。
同时，当以不同速度驱动多相马达230a和单相马达230b时，逆变器控制器430可以控制多相马达230a和单相马达230b由不同频率的有效电流驱动。
例如，当以不同速度驱动单相马达230b和多相马达230a时，逆变器控制器430可以将多相马达230a的有效电流的频率和单相马达230b的有效电流的频率控制成不同。取决于有效电流的频率，可以以不同速度驱动单相马达230b和多相马达230a。
同时，逆变器控制器430可以将多相马达230a的有效电流的幅度和单相马达230b的有效电流的幅度控制成不同。据此，多相马达230a的转矩和单相马达230b的转矩不同。
同时，图12B的电流波形io1对应于多个正弦波之和，特别可以对应于图12D的电流波形与图12E的id1的电流波形之和。
例如，对应于多相马达230a的有效电流可以对应于图12D的每个相电流波形，并且对应于单相马达230b的有效电流可以与id1的电流波形相对应。
因此，可以通过使用单个逆变器420以不同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
毕竟，可以通过使用单个逆变器420稳定地驱动多个马达，同时防止逆变器420的电压利用率降低。
同时，通过使用单个逆变器420，因为可以改变彼此串联连接的多个马达的电压利用率，所以可以实现多个马达的有效操作。
图13A至图13D是示出单驱动模式的单相马达驱动模式的图。
由于多相马达230a和单相马达230b的串联连接，对于单相马达230b的单驱动，必须使流过多相马达230a的有效电流为零。
因此，在本公开中，对于单相马达230b的单驱动(如图13A中所示)，在逆变器420的六个开关元件中，所有上开关元件Sa至Sc都接通，或者所有下开关元件S'a至S'c都接通。可以将这种情况称为零矢量切换。
同时，当至少驱动单相马达230b和多相马达230a中的多相马达230a时，可以接通逆变器420的上开关元件Sa、Sb和Sc的一部分，并且可以断开其余部分，或者可以接通逆变器420的下开关元件S'a、S'b和S'c的一部分，并且可以断开其余部分。
同时，根据零矢量的切换，因为在各相中流动的电流的相位相同，所以在多相马达230a中流动的电流不产生转矩。
即，根据零矢量的切换，逆变器420和多相马达230a形成闭环，最终不产生转矩。
同时，在每个相中流过多相马达230a的电流之和流向单相马达230b。因此，单相马达230b旋转。
图13B的(a)示出了逆变器420的六个开关元件中的所有上开关元件Sa至Sc都被接通。
因此，如图13B的(b)中所示，从逆变器420输出的输出电流波形可以被示为io2。
从逆变器420输出的输出电流波形io2可以包含a相输出电流波形ia2、b相输出电流波形ib2和c相输出电流波形ic2。
同时，与图11B或图11D不同，图13的(b)中的所有a相输出电流波形ia2、b相输出电流波形ib2和c相输出电流波形ic2具有相同的相位并且具有相同的频率。
即，当仅驱动单相马达230b时，与同时驱动模式或多相马达230a的单驱动不同，从逆变器420输出的输出电流波形的各相电流波形的相位可以相同。
即，因为在逆变器420中进行了零矢量的切换，所以如图13B的(b)中所示，可以示出从逆变器420输出的输出电流波形io2。
同时，图13C示出了流过多相马达230a的内部线圈的有效电流。
图13C的(a)示出了多相马达230a的内部线圈，并且图13C的(b)示出了基于同步坐标系或旋转坐标系的d轴有效电流idb和q轴有效电流iqb。
当多相马达230a是表面安装永磁同步马达(SMPMSM)时，与图11E不同，图13C的(b)示出了d轴有效电流idb以及q轴有效电流iqb的电平也为0。
因此，多相马达230a的有效电流的电平为0，并且频率也变为0。
即，由于通过零矢量的切换，电流流过多相马达230a的三相线圈，但是有效电流变为0，并且最终多相马达230a不旋转并且停止。
接下来，图13D示出了流过单相马达230b的电流波形或有效电流波形。
图13D的(a)示出了单相马达230b的内部线圈，并且图13D的(b)示出了流过单相马达230b的电流波形或有效电流id2。
流过单相马达230b的有效电流id1的最大电平为Lv1，周期为T3，并且频率为f3。
因此，单相马达230b根据频率f3以速度Wc旋转。
此时，流过单相马达230b的有效电流id1的最大电平LV1大于从图13B的逆变器420输出的输出电流波形io2的最大电平LV3或者每相输出电流波形ia2、ib2、ic2，并且可以是大约三倍。
如上所述，通过对串联连接的多相马达230a和单相马达230b使用零矢量切换，可以仅驱动单相马达230b。
图14A至图14D是示出单驱动模式的多相马达驱动模式的图。
由于多相马达230a和单相马达230b的串联连接(如图14A中所示)，对于多相马达230a的单驱动，必须使流过单相马达230b的有效电流为零。
因此，在本公开中，为了进行多相马达230a的单驱动，可以接通逆变器420的上开关元件Sa、Sb和Sc的一部分，并且可以断开其余部分，或者可以接通逆变器420的下开关元件S'a、S'b和S'c的一部分，并且可以断开其余部分，并且马达中性点na与DC端子中性点n之间的电势可以设置为相同。
同时，类似地，当至少驱动多相马达230a和单相马达230b中的单相马达230b时，马达中性点na与DC端子中性点n之间的电势应设置为不同。
从逆变器420输出的输出电流波形可以被示为io3(如图14B的(b)中所示)。
从逆变器420输出的输出电流波形io3可以包括具有相同大小和不同相位的a相输出电流波形ia3、b相输出电流波形ib3和c相输出电流波形ic3。
同时，逆变器控制器430可以计算多相马达230a的中性点电压。
例如，逆变器控制器430可以基于DC端子电压(Vdc1+Vdc2)和由第一电流检测器E1检测到的电流io3或每个相电流ia3、ib3、ic3来计算多相马达230a的中性点电压Vna。
具体地，逆变器控制器430可以基于多相马达230a的相电压Van、Vbn、Vcn来计算多相马达230a的中性点电压Vna。
下面的等式5表示多相马达230a的中性点电压Vna的计算。
[等式5]
Vna＝(Van+Vbn+Vcn)/3
在此，Vna表示多相马达230a的中性点电压，Van表示节点a与节点n之间的电压，Vbn表示节点b与节点n之间的电压，并且Vcn表示节点c与节点n之间的电压。
同时，因为在DC端子中布置有两个电容器，所以必须计算DC端子中性点电压Vn。
因此，逆变器控制器430可以基于DC端子电压(Vdc1+Vdc2)来计算DC端子中性点电压Vn。
具体地，逆变器控制器430可以基于来自用于检测第一电容器的两端的DC电压的第一电压检测器B1的第一DC电压Vdc1和来自用于检测第二电容器的两端的DC电压的第二电压检测器B2的第二DC电压Vdc2来计算DC端子中性点电压Vn。
另外，当仅驱动多相马达230a时，逆变器控制器430可以将马达中性点na与DC端子中性点n之间的电势控制成相同。
即，逆变器控制器430可以将计算出的多相马达230a的中性点电压Vna和计算出的DC端子中性点电压Vn控制成相同。
图14C示出了电压Vnno具有零电平，电压Vnno为马达中性点na和DC端子中性点n之间的电势差。
因此，流过图14B的(b)的多相马达230a的内部线圈的电流io3完全被多相马达230a消耗，并且没有电流流过单相马达230b。
即，如图14D中所示，流过单相马达230b的电流或有效电流id3变为0。因此，如图14A中所示，单相马达230b停止，并且仅多相马达230a能够以速度Wd旋转。
图15A至图15C是用于描述基于空间矢量的逆变器切换的图。
首先，图15A示出了六个有效矢量以及两个零矢量或无效矢量。
六个有效矢量示出为(1,0,0)、(1,1,0)、(0,1,0)、(0,1,1)、(0,0,1)、(1,0,1)，并且两个零矢量示出为(0,0,0)、(1,1,1)。
根据(1,0,0)矢量，如图15B中所示，Sa、S'b、S'c开关元件被接通，并且S'a、Sb、Sc开关元件被断开。因此，多相马达230a和单相马达230b能够旋转。
接下来，如图15C中所示，根据(1,1,0)矢量，Sa、Sb、S'c开关元件被接通，并且S'a、S'b、Sc开关元件被断开。因此，多相马达230a和单相马达230b能够旋转。
图16A示出了根据(0,0,0)矢量，S'a、S'b、S'c开关元件被接通，并且Sa、Sb、Sc开关元件被断开。因此，多相马达230a停止，并且仅单相马达230b旋转。
因此，流过单相马达230b的电流沿ipat21方向流动。
接下来，图16B示出了根据(1,1,1)矢量，Sa、Sb、Sc切换元件被接通，并且S'a、S'b、S'c切换元件被断开。因此，多相马达230a停止，并且仅单相马达230b旋转。
如上所述，通过对串联连接的多相马达230a和单相马达230b使用零矢量切换，可以仅驱动单相马达230b。
同时，在图1至图16B中描述的根据本公开的实施方式的用于驱动多个马达的装置220中，优选地，单相马达230b的操作周期短于多相马达230a的操作周期。
因此，可以通过使用单个逆变器来稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
同时，在根据本公开的实施方式的用于驱动多个马达的装置220中，优选地，单相马达230b的平均有效电流小于多相马达230a的平均有效电流。
因此，可以通过使用单个逆变器来稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
同时，在根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置220中，多相马达230a可以包括风扇马达，并且单相马达230b可以包括泵马达。
优选的是，多相马达230a的风扇马达的操作周期比单相马达230b的泵马达的操作周期长。
可以同时以不同速度驱动风扇马达和泵马达。另外，可以以相同速度驱动，并且还可以仅操作风扇马达或泵马达。
同时，上述用于驱动多个马达的装置220可以应用于各种电气设备。例如，它可以应用于电气设备中的衣物处理装置、烘干机、洗碗机、空调、冰箱、净水器、清洁器、车辆、机器人、无人驾驶飞机等。
例如，电气设备200是用于用户的电气装置，并且例如可以例示为冰箱(图17中的200c)、洗衣机(图17中的200a)、空调(图17中的200d)、烹饪用具(图17中的200e)、清洁器(图17中的200f)等。
图17A至图17F是用于说明电气设备的各种实施例的图。
首先，图17A示出了作为电子装置的实施例的衣物处理装置200a。衣物处理装置200a可以包括洗衣机、烘干机、衣物管理器等。
接下来，图17B示出了作为电子装置的实施例的洗碗机200b，图17C示出了作为电子装置的实施例的冰箱200c，并且图17D是作为电气装置的实施例的空调200d。
同时，空调200d可以包括空调、空气净化器等。
接下来，图17E示出了作为电子装置的实施例的烹饪用具200e，并且图17F示出了作为电子装置的实施例的机器人清洁器200f。
同时，尽管图17A至图17F中未示出，但是作为电气装置，可以包括净水器、车辆、机器人、无人驾驶飞机等。
图18是17A至图17F的电气设备的简化内部框图。
参考附图，电气设备200可以包括用于用户输入的输入单元210、用于显示电气设备的操作状态的显示器230、用于与其他外部装置进行通信的通信器222、用于驱动电气设备的驱动器220以及用于内部控制的控制器270。
驱动器220可以对应于以上参考图1至图16B描述的用于驱动马达的装置。
例如，当电子装置是衣物处理装置200a时，驱动器220可以通过使用单个逆变器420来驱动串联电连接的风扇马达和泵马达。
作为另一实施例，当电子装置是洗碗机200b时，驱动器220可以通过使用单个逆变器来驱动串联电连接的风扇马达和洗涤马达。
作为另一实施例，当电子装置是冰箱200c时，驱动器220可以通过使用单个逆变器来驱动串联电连接的多个风扇马达。
作为另一实施例，当电子装置是空调200d时，驱动器220可以通过使用单个逆变器来驱动串联电连接的多个风扇马达。
作为另一实施例，当电子装置是烹饪用具200e时，驱动器220可以通过使用单个逆变器来驱动串联电连接的多个风扇马达。
作为另一实施例，当电子装置是清洁器200f时，驱动器220可以通过使用单个逆变器来驱动串联电连接的多个风扇马达。
图19是根据本公开的一个实施方式的用于驱动多个马达的装置的实施例。
参考附图，根据本公开的用于驱动多个马达的装置220可以包括：单个控制器430；多个逆变器420a、420b、420d；以及多个马达Ma至Md。
在这种情况下，当用于驱动多个马达的装置是衣物处理装置(特别是烘干机的驱动装置)时，多个马达Ma至Md可以分别是压缩机马达、鼓马达、风扇马达和泵马达，但不限于此，并且各种变型都是可能的。
同时，不同于图1，多个逆变器420a、420b和420d中的一些逆变器420可以通过使用单个逆变器420来驱动多个马达Mc至Md。
为此，多个马达Mc至Md可以彼此并联连接，或者可以彼此串联连接。
同时，当多个马达Mc至Md彼此并联连接时，从逆变器420输出的电流分配给每个马达。因此，逆变器的电压利用率可以降低到几乎一半，并且布置DC端子的多个电容器之间可能发生电压不平衡。根据不平衡，由于电流谐波、马达的转矩脉动、马达的速度脉动、噪声增加等可能会降低马达的驱动效率。
因此，在本公开中，多个马达Mc至Md可以彼此串联连接。
同时，与附图不同，控制器430可以控制逆变器420，并且其他控制器(未示出)可以控制多个逆变器420a和420b。
同时，如附图中所示，当通过使用单个逆变器420驱动多个马达Mc至Md时，与图1等相比，逆变器的数量减少，从而降低了制造成本。
根据本公开的实施方式的用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备不限于应用于上述实施方式的构造和方法，而是可以通过选择性地组合全部实施方式或各个实施方式的一部分来配置，使得可以对实施方式进行各种变型。
同时，根据本公开的用于驱动多个马达的方法或用于操作电气装置的方法可以实施成由马达驱动装置或电气装置中设置的处理器可读的记录介质上的处理器可读的代码。处理器可读记录介质包括所有类型的记录装置，其中存储可以由处理器读取的数据。
如上所述，根据本公开的一个实施方式，用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备包括：连接至DC端子的逆变器；连接至逆变器的多相马达；以及串联连接至多相马达的单相马达，其中，以相同速度驱动单相马达和多相马达时输入至多相马达的电流的频率数量小于以不同速度驱动单相马达和多相马达时输入至多相马达的电流的频率数量。因此，通过使用单个逆变器，可以同时以不同速度驱动多个马达。
另外，可以通过使用单个逆变器来以不同速度驱动彼此串联连接的多个马达。
此外，还可以通过使用单个逆变器来以相同速度驱动彼此串联连接的多个马达。
结果，可以通过使用单个逆变器来稳定地驱动多个马达，同时防止逆变器的电压利用率降低。
根据本公开的一个实施方式，当以相同速度驱动单相马达和多相马达时，将具有单个频率的电流输入至多相马达，并且当以不同速度驱动单相马达和多相马达时，将具有两个或更多个频率的电流输入至多相马达。
因此，可以通过使用单个逆变器来以不同速度驱动彼此串联连接的多个马达。此外，还可以通过使用单个逆变器以相同速度驱动彼此串联连接的多个马达。
当以相同速度驱动单相马达和多相马达时，从逆变器输出的电流对应于单个正弦波，而当以不同速度驱动单相马达和多相马达时，从逆变器输出的电流对应于多个正弦波之和。因此，可以使用单个逆变器以不同速度同时驱动多个马达。
当以不同速度驱动单相马达和多相马达时，多相马达以与输入至多相马达的第一电流的第一频率相对应的第一速度旋转，并且单相马达以与输入至单相马达的第二电流的第二频率对应的第二速度旋转。因此，通过使用单个逆变器，可以以不同速度驱动彼此串联连接的多个马达，并且防止电压利用率降低。
当以相同速度驱动单相马达和多相马达时，多相马达和单相马达由相同频率的有效电流驱动。因此，可以通过使用单个逆变器以相同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
当以相同速度驱动单相马达和多相马达时，如果多相马达的有效电流的最大电平和单相马达的有效电流的最大电平相同，则多相马达的转矩大于单相马达的转矩。因此，可以改变多相马达和单相马达的转矩。
当以不同速度驱动单相马达和多相马达时，多相马达和单相马达由不同频率的有效电流驱动。因此，可以通过使用单个逆变器来以不同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
根据本公开的一个实施方式，用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备还包括串联连接在DC端子的两端之间的第一电容器和第二电容器，并且多相马达的中性点连接至单相马达的一端，并且单相马达的另一端连接至第一电容器和第二电容器之间的节点。因此，多个马达彼此串联连接，并且可以在减小第一电容器和第二电容器之间的电压不平衡并且防止逆变器的电压利用率降低的同时稳定地驱动多个马达。
根据本公开的一个实施方式，用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备还包括：第一电压检测器，其配置成检测第一电容器的两端的DC电压；以及第二电压检测器，其配置成检测第二电容器的两端的DC电压；第一电流检测器，其配置成检测输入至多相马达的第一电流；以及第二电流检测器，其配置成检测输入至单相马达的第二电流。因此，多个马达彼此串联连接，并且可以在减小第一电容器和第二电容器之间的电压不平衡并且防止逆变器的电压利用率降低的同时稳定地驱动多个马达。
根据本公开的一个实施方式，用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备还包括用于控制逆变器的控制器，并且当以相同速度驱动单相马达和多相马达时，该控制器将输入至多相马达的电流控制成具有单个频率，并且当以不同速度驱动单相马达和多相马达时，该控制器将输入至多相马达的电流控制成具有两个或更多个频率。因此，可以通过使用单个逆变器以不同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。另外，通过使用单个逆变器，可以以相同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
控制器计算多相马达的中性点电压。因此，可以通过使用单个逆变器来稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
同时，单相马达的操作周期可以短于多相马达的操作周期。因此，可以通过使用单个逆变器来稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
根据本公开的另一实施方式，用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备包括：串联连接在DC端子的两端之间的第一电容器和第二电容器；连接在DC端子的两端之间的逆变器；连接至逆变器的多相马达；以及串联连接至多相马达的单相马达，其中，当以不同速度同时驱动单相马达和多相马达时，不同的电流流过多相马达和单相马达；并且当仅驱动多相马达时，电流流过多相马达，而没有电流流过单相马达。因此，通过使用单个逆变器，可以以不同速度来稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。另外，通过使用单个逆变器，可以稳定地驱动彼此串联连接的多个马达中的仅多相马达。
当以不同速度同时驱动单相马达和多相马达时，将具有第一频率和第二频率的第一电流输入至多相马达，并且将具有第二频率的第二电流输入至单相马达。因此，通过使用单个逆变器，可以以不同速度同时驱动彼此串联连接的多个马达。
当以相同速度同时驱动单相马达和多相马达时，将具有第三频率的第三电流输入至多相马达，并且将具有第三频率的第四电流输入至单相马达。因此，通过使用单个逆变器，可以以相同速度同时驱动彼此串联连接的多个马达。
根据本公开的另一个实施方式，用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备还包括用于控制逆变器的控制器，其中，该控制器进行控制，使得：当以不同速度同时驱动单相马达和多相马达时，不同的电流流过多相马达和单相马达；并且当仅驱动多相马达时，电流流过多相马达，并且没有电流流过单相马达。因此，可以通过使用单个逆变器来以不同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。另外，通过使用单个逆变器，可以稳定地驱动彼此串联连接的多个马达中的仅多相马达。
根据本公开的另一个实施方式，用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备包括：串联连接在DC端子的两端之间的第一电容器和第二电容器；连接至DC端子的逆变器；连接至逆变器的多相马达；以及串联连接至多相马达的单相马达，其中，当驱动单相马达和多相马达中的至少一个单相马达时，多相马达的马达中性点与第一电容器和第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势不同。因此，可以通过使用单个逆变器以不同速度稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
同时，当仅驱动多相马达时，多相马达的马达中性点与第一电容器和第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势相同。因此，可以通过使用单个逆变器稳定地驱动彼此串联连接的多个马达中的仅多相马达。
根据本公开的另一个实施方式，用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备还包括用于控制逆变器的控制器，其中，该控制器进行控制，使得：当至少驱动单相马达和多相马达中的单相马达时，多相马达的马达中性点与第一电容器和第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势不同；并且当仅驱动多相马达时，多相马达的马达中性点与第一电容器和第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势相同。因此，通过使用单个逆变器，可以以不同速度驱动彼此串联连接的多个马达，或者可以稳定地驱动多个马达中的仅多相马达。
根据本公开的另一实施方式，控制器基于由第一电压检测器检测到的第一DC电压和由第二电压检测器检测到的第二DC电压来计算DC端子中性点的电势，并基于第一电流检测器检测到的第一电流或第二电流检测器检测到的第二电流计算马达中性点的电势。因此，马达中性点与DC端子中性点之间的电势可以相同或不同。
根据本公开的另一个实施方式，用于驱动多个马达的装置和具有该装置的电气设备包括：连接至DC端子的逆变器；连接至逆变器的多相马达；以及串联连接至多相马达的单相马达，其中，当仅驱动单相马达时，将逆变器的所有上开关元件都接通，或者将逆变器的所有下开关元件都接通。因此，可以通过使用单个逆变器稳定地驱动彼此串联连接的多个马达中的仅单相马达。
另外，由于逆变器的所有上开关元件或下开关元件都接通，可以降低流经接通的多个开关元件的电流的电平，从而提高了逆变器中开关元件的寿命。
当仅驱动单相马达时，在多相马达的各相中流动的电流的相位相同。因此，流过多相马达的有效电流变为零，并且多相马达不旋转。
当仅驱动单相马达时，在多相马达的各相中流动的电流之和在单相马达中流动。因此，多相马达不旋转，并且仅单相马达稳定地旋转。
当逆变器的所有上开关元件都接通时，或者当逆变器的所有下开关元件都接通时，多相马达中流动的电流的电平大于多相马达的每个相中流动的电流的电平。因此，多相马达不旋转，并且仅单相马达稳定地旋转。
当仅驱动单相马达时，将第一输入电流输入至多相马达，并且流过多相马达的有效电流为零，并且将第二输入电流输入至单相马达，并且流过多相马达的有效电流为第二输入电流。因此，多相马达不旋转，仅单相马达稳定地旋转。
当至少驱动单相马达和多相马达中的单相马达时，将逆变器的上开关元件的一部分接通，并且断开其余部分，或者将逆变器的下开关的一部分接通，并且断开其余部分。因此，有效电流流过多相马达，并且最终可以至少稳定地旋转多相马达。
多相马达包括风扇马达，而单相马达包括泵马达。因此，通过使用单个逆变器，可以稳定地驱动彼此串联连接的多个马达。
尽管已经参考若干示例性实施方式描述了实施方式，但是应当理解，本领域技术人员可以设计出落入本公开的原理的范围内的许多其他变型例和实施方式。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，主题组合布置的组成部分和/或布置中的各种变更和变型都是可能的。除了组成部分和/或布置的变更和变型之外，另选用途对本领域技术人员也是显而易见的。

Claims (20)

1.一种用于驱动多个马达的装置，该装置包括：
连接到DC端子的逆变器；
连接到所述逆变器的多相马达；以及
串联连接到所述多相马达的单相马达，
其中，当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时输入至所述多相马达的电流的频率数量小于以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时输入至所述多相马达的电流的频率数量。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，将具有单频率的电流输入至所述多相马达，并且当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时将具有两个或更多个频率的电流输入至所述多相马达。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，从所述逆变器输出的电流对应于单正弦波；并且
其中，当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，从所述逆变器输出的电流对应于多个正弦波之和。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述多相马达以与输入至所述多相马达的第一电流的第一频率相对应的第一速度旋转；并且
所述单相马达以与输入至所述单相马达的第二电流的第二频率相对应的第二速度旋转。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述多相马达和所述单相马达由相同频率的有效电流驱动。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，如果所述多相马达的有效电流的最大电平和所述单相马达的有效电流的最大电平是相同的，则所述多相马达的转矩大于所述单相马达的转矩。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述多相马达和所述单相马达由不同频率的有效电流驱动。
8.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括：串联连接在所述DC端子的两端之间的第一电容器和第二电容器，
其中，所述多相马达的中性点连接至所述单相马达的一端，并且所述单相马达的另一端连接至所述第一电容器和所述第二电容器之间的节点。
9.根据权利要求8所述的装置，所述装置还包括：
第一电压检测器，所述第一电压检测器配置为用于检测所述第一电容器的两端的DC电压；
第二电压检测器，所述第二电压检测器配置为检测所述第二电容器的两端的DC电压；
第一电流检测器，所述第一电流检测器配置为检测输入至所述多相马达的第一电流；和
第二电流检测器，所述第二电流检测器配置为检测输入至所述单相马达的第二电流。
10.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括用于控制所述逆变器的控制器，
其中，当以相同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述控制器控制输入至所述多相马达的电流以具有单频率，并且当以不同速度驱动所述单相马达和所述多相马达时，所述控制器控制输入至所述多相马达的电流以具有两个或更多个频率。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述控制器计算所述多相马达的中性点电压。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，当以不同速度同时驱动所述单相马达和所述多相马达时，不同的电流流过所述多相马达和所述单相马达，并且
其中，当仅驱动所述多相马达时，电流流过所述多相马达而没有电流流过所述单相马达。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，当以不同速度同时驱动所述单相马达和所述多相马达时，
具有第一频率和第二频率的第一电流被输入至所述多相马达，并且具有所述第二频率的第二电流被输入至所述单相马达。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，当以相同速度同时驱动所述单相马达和所述多相马达时，将具有第三频率的第三电流输入至所述多相马达，并且将具有所述第三频率的第四电流输入至所述单相马达。
15.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括：串联连接在所述DC端子的两端之间的第一电容器和第二电容器，
其中，当至少驱动所述单相马达和所述多相马达中的所述单相马达时，在所述多相马达的马达中性点和所述第一电容器与所述第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势是不同的，并且
其中，当仅驱动所述多相马达时，在所述多相马达的马达中性点与所述第一电容器和所述第二电容器之间的DC端子中性点之间的电势相同。
16.一种用于驱动多个马达的装置，该装置包括：
连接到DC端子的逆变器；
连接到所述逆变器的多相马达；和
串联连接到所述多相马达的单相马达，
其中，当仅驱动所述单相马达时，所述逆变器的所有上开关元件被接通，或者所述逆变器的所有下开关元件被接通。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，当所述逆变器的所有上开关元件都接通时，或者当所述逆变器的所有下开关元件都接通时，在所述单相马达中流动的电流的电平大于在所述多相马达的各相中流动的电流的电平。
18.根据权利要求16所述的装置，其中，当仅驱动所述单相马达时，
第一输入电流被输入至所述多相马达，并且流过所述多相马达的有效电流为零，并且
第二输入电流被输入至所述单相马达，并且流过所述多相马达的有效电流是所述第二输入电流。
19.根据权利要求16所述的装置，其中，当至少驱动所述单相马达和所述多相马达中的所述单相马达时，所述逆变器的所述上开关元件的一部分接通而其余部分断开，或者所述逆变器的所述下开关元件的一部分接通而其余部分断开。
20.一种电气设备，该电气设备包括根据权利要求1至19中的任一项所述的装置。
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