CN112602264A - 空调机 - Google Patents

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Abstract

具备：1台逆变器(104)，从直流电压生成三相交流电压；n台(n为2以上的整数)马达(141、142)，串联连接于逆变器(104)的输出侧而产生动力；工作部，接受该动力而被驱动；以及控制部(109)，基于由n台马达(141、142)产生的感应电压进行无传感器控制。

Description

空调机
技术领域
本发明涉及空调机。
背景技术
为了运转永磁体同步马达(PMS马达)，需要根据PMS马达的转子的磁极位置来控制电流和电压。为了检测磁极位置，有时使用编码器或霍尔传感器等位置检测器。然而，由于使用位置检测器而产生成本增加或马达大型化的问题。
因此，例如专利文献1公开了一种马达驱动控制装置，该马达驱动控制装置进行推定PMS马达的转子的磁极位置来控制PMS马达的无传感器控制。关于该无传感器控制，公知有如下方法：利用由PMS马达的永磁体的磁通产生的旋转时的感应电压来推定PMS马达的转子的位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-135781号公报
发明内容
发明所要解决的技术课题
在空调机中，随着近年来绝热技术的提高或热交换器的性能提高，当作为温度调节的对象的空间的温度在一定程度上稳定于期望值时，通过使风扇或压缩机以低速方式运转来提高节能性。
然而，在以往的无传感器控制中存在如下技术课题：在感应电压小的低速旋转时，位置推定精度降低，无法以低速方式运转PMS马达。
于是，本发明的1个或多个方案的目的在于使得能够在无传感器控制下以低速方式运转PMS马达。
用于解决技术课题的技术方案
本发明的第1方案的空调机的特征在于，具备：1台逆变器，从直流电压生成三相交流电压；n台(n为2以上的整数)马达，串联连接于所述逆变器的输出侧而产生动力；工作部，接受所述动力而被驱动；以及控制部，基于由所述n台马达产生的感应电压进行无传感器控制。
本发明的第2方案的空调机的特征在于，具备：1台逆变器，从直流电压生成三相交流电压；两台马达，接受所述三相交流电压而产生动力；切换部，在将所述两台马达串联连接于所述逆变器的输出侧的复数连接(multiple connection)与仅将所述两台马达中的一个马达连接于所述逆变器的输出侧的单独连接(single connection)之间进行切换；工作部，接受所述动力而被驱动；以及控制部，在所述复数连接时，基于由所述两台马达产生的感应电压进行无传感器控制，在所述单独连接时，基于由所述一个马达产生的感应电压进行无传感器控制。
本发明的第3方案的空调机的特征在于，具备：1台逆变器，从直流电压生成三相交流电压；n台(n为2以上的整数)马达，接受所述三相交流电压而产生动力；切换部，在将所述n台马达串联连接于所述逆变器的输出侧的串联连接与将所述n台马达并联连接于所述逆变器的输出侧的并联连接之间进行切换；工作部，接受所述动力而被驱动；以及控制部，基于由所述n台马达产生的感应电压进行无传感器控制。
发明效果
根据本发明的1个或多个方案，能够在无传感器控制下以低速方式运转PMS马达。
附图说明
图1为示出实施方式1的空调机中使用的PMS马达及马达驱动装置的概略图。
图2为概略性示出控制部的进行无传感器控制的部分的结构的功能框图。
图3的(a)及(b)为用于说明电压指令生成部中的处理例的概略图。
图4的(a)～(c)为用于说明PWM信号生成部中的处理例的概略图。
图5为示出实施方式1的空调机的结构的概略图。
图6为示出实施方式2的空调机中使用的马达及马达驱动装置的概略图。
图7为示出实施方式2的空调机的结构的概略图。
图8为示出实施方式2的空调机的变形例的概略图。
图9为用于说明实施方式2的空调机的变形例中的开关部的概略图。
图10为示出实施方式3的空调机中使用的马达及马达驱动装置的概略图。
图11为示出实施方式3的空调机的结构的概略图。
附图标记
100、200、300：空调机；101：交流电源；102：整流器；103：平滑部；104：逆变器；105：逆变器电流检测部；106：输入电压检测部；107：感应电压检测部；108：差动放大器；109、209、309：控制部；220、221、222、223、224、225：开关部；326、327、328、329、330、331：开关部；141、142：马达；150、151：风扇。
具体实施方式
以下参照附图对实施方式的空调机进行说明。此外，本发明不被以下所示的实施方式所限制。
实施方式1.
图1为示出实施方式1的空调机中使用的PMS马达及马达驱动装置的概略图。该马达驱动装置用于驱动第1PMS马达141及第2PMS马达142。此外，以下有时将PMS马达简称为马达。
图示的马达驱动装置具备整流器102、平滑部103、逆变器104、逆变器电流检测部105、输入电压检测部106、感应电压检测部107、差动放大器108和控制部109。
整流器102对来自交流电源101的交流电压进行整流而生成直流电压。
平滑部103由电容器等构成，使来自整流器102的直流电压变平滑并供给至逆变器104。
此外，交流电源101在图1的例子中为单相，但也可以为三相电源。如果交流电源101为三相，则可以使用三相的整流器作为整流器102。
作为平滑部103的电容器，一般多使用电容量大的铝电解电容器，但也可以使用寿命长的膜电容器。还可以构成为通过使用电容量小的电容器来抑制流过交流电源101的电流的谐波电流。
另外，可以在交流电源101至平滑部103之间插入电抗器(未图示)以抑制谐波电流或者改善功率因数。
逆变器104从由平滑部103平滑后的直流电压生成频率及电压值可变的三相交流电压。在逆变器104的输出侧串联连接有第1马达141和第2马达142。
作为构成逆变器104的半导体开关元件，多使用IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极晶体管)或MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。
此外，出于抑制由半导体开关元件的开关引起的浪涌电压的目的，可以设为将回流二极管(未图示)并联连接于半导体开关元件而成的结构。可以将半导体开关元件的寄生二极管用作回流二极管。在MOSFET的情况下，通过在回流的定时将MOSFET设为导通状态，能够实现与回流二极管同样的功能。
构成半导体开关元件的材料不限于硅Si，能够使用作为宽带隙半导体的碳化硅SiC、氮化镓GaN、氧化镓Ga2O3或金刚石等，通过使用宽带隙半导体，能够实现损耗降低以及开关速度变高。
逆变器电流检测部105检测流过逆变器104的电流。在图示的例子中，逆变器电流检测部105基于与逆变器104的3个下支路(arm)的开关元件分别串联连接的电阻Ru、Rv、Rw的两端电压VRu、VRv、VRw，求出逆变器104的各个相的电流(逆变器电流)iu_all、iv_all、iw_all。
输入电压检测部106检测逆变器104的输入电压(直流母线电压)Vdc。
感应电压检测部107检测将由第1马达141及第2马达142产生的感应电压合成而得到的合成感应电压。
差动放大器108检测由感应电压检测部107检测出的合成感应电压与马达绕组的中性点的电位差。
控制部109基于由逆变器电流检测部105检测出的电流值、由输入电压检测部106检测出的电压值以及由差动放大器108检测出的电位差，输出用于使逆变器104工作的信号。例如，控制部109基于由第1马达141及第2马达142产生的感应电压进行无传感器控制。具体而言，控制部109基于由第1马达141及第2马达142产生的感应电压，推定第1马达141或第2马达142的转子(未图示)的磁极位置，经由逆变器104控制第1马达141及第2马达142。
此外，在上述的例子中，逆变器电流检测部105利用串联连接于逆变器104的下支路的开关元件的3个电阻Ru、Rv、Rw来检测逆变器104的各个相的电流，但也可以代替上述方法，利用连接于下支路的开关元件的共同连接点与作为平滑部103的电容器的负侧电极之间的电阻(未图示)来检测逆变器104的各个相的电流。
另外，也可以在逆变器104与第1马达141之间设置电流检测部(未图示)，利用该电流检测部来检测逆变器104的各个相的电流。
还可以在第1马达141与第2马达142之间设置电流检测部(未图示)，利用该电流检测部来检测逆变器104的各个相的电流。
对于电流的检测，可以使用电路互感器或霍尔元件等来代替根据电阻的两端电压计算电流的结构。
控制部109能够由处理电路来实现。处理电路可以由使用了模拟电路或数字电路等的专用硬件构成，也可以由软件构成，也可以由硬件与软件的组合构成。在由软件构成的情况下，控制部109可以由具备CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)的微型计算机或DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等构成。
作为差动放大器108，可以使用内置于构成控制部109的微机等的电路。此外，为了简化，在图1中仅示出了1个差动放大器108，但为了检测马达141、142的合成感应电压的三相分量，实际上具备3个动作放大器。
另外，在图1中，由差动放大器108检测出的电位差被输入至控制部109，但也可以是例如由感应电压检测部107检测出的合成感应电压被输入至控制部109。在这样的情况下，不需要设置差动放大器108。
图2为概略性示出控制部109的进行无传感器控制的部分的结构的功能框图。
如图所示，控制部109的进行无传感器控制的部分具有坐标变换部110、111、速度推定部112、113、积分部114、115、电压指令生成部116、平均值计算部117、坐标变换部118和PWM信号生成部119。
坐标变换部110使用第1马达141的相位推定值(磁极位置推定值)θa，将来自差动放大器108的电位差Eu_all、Ev_all、Ew_all从静止三相坐标系进行坐标变换至旋转二相坐标系，求出第1马达141的dq轴的感应电压Ed_a、Eq_a。
坐标变换部111使用第2马达142的相位推定值(磁极位置推定值)θb，将来自差动放大器108的电位差Eu_all、Ev_all、Ew_all从静止三相坐标系进行坐标变换至旋转二相坐标系，求出第2马达142的dq轴的感应电压Ed_b、Eq_b。
速度推定部112基于第1马达141的dq轴的感应电压Ed_a、Eq_a以及与转速的比例系数Ke求出第1马达141的转速推定值ωa。
同样地，速度推定部113基于第2马达142的dq轴的感应电压Ed_b、Eq_b及比例系数Ke求出第2马达142的转速推定值ωb。
此外，关于转速的推定方法，例如可以利用马达的感应电压的大小与转速成比例关系的事实。具体而言，将马达的感应电压与转速的比例系数Ke(以下称为感应电压常数)预先存储于控制部109，只要将各马达141、142的q轴上的感应电压Ed_a、Eq_a、Ed_b、Eq_b分别除以感应电压常数Ke就能够推定大致的转速。
在此，如果串联连接的n台马达分别为相同规格，则将感应电压常数Ke的大小设为Ke＝Ke_m×n即可。值Ke_m为每1台马达的感应电压与转速的感应电压常数。
此外，关于转速的推定方法，只要是能够推定转速或相位的方式，可以为任何方式，另外，关于运算中使用的信息，只要能够推定转速或相位，即使省略这次示出的信息，另外即使使用这次示出的信息以外的信息也没有问题。
积分部114通过对第1马达141的转速推定值ωa进行积分来求出第1马达141的相位推定值θa。
同样地，积分部115通过对第2马达142的转速推定值ωb进行积分来求出第2马达142的相位推定值θb。
接下来，决定输出电压指令值。例如，马达141、142的针对q轴的输出电压指令值Vq *被设为对作为目标的转速ω*乘以感应电压常数Ke得到的值，针对d轴的输出电压指令值Vd *被设为零。
如图3的(a)所示，电压指令生成部116以使q轴的输出电压指令值Vq *与第1马达141的q轴感应电压Eq_a及第2马达142的q轴感应电压Eq_b的平均值Eq_ave的差分为零的方式来进行PI控制，决定q轴电压指令值Vq **。
同样地，如图3的(b)所示，电压指令生成部116以使d轴的输出电压指令值Vd *与第1马达141的d轴感应电压Ed_a及第2马达142的d轴感应电压Ed_b的平均值Ed_ave的差分为零的方式来进行PI控制，决定d轴电压指令值Vd **。
平均值计算部117计算第1马达141的q轴感应电压Eq_a及第2马达142的q轴感应电压Eq_b的平均值Eq_ave和第1马达141的d轴感应电压Ed_a及第2马达142的d轴感应电压Ed_b的平均值Ed_ave。
另外，平均值计算部117计算第1马达141的相位推定值θa及第2马达142的相位推定值θb的平均值即平均相位θave。
坐标变换部118基于平均相位θave，将d轴电压指令值Vd **及q轴电压指令值Vq **从旋转二相坐标系进行坐标变换至静止三相坐标系，求出静止三相坐标系上的电压指令值vu *、vv *、vw *。
例如，坐标变换部118根据平均相位θave和dq轴电压指令值vd *、vq *，求出施加电压相位θv，基于施加电压相位θv，将d轴电压指令值Vd **及q轴电压指令值Vq **从旋转二相坐标系进行坐标变换至静止三相坐标系，求出静止三相坐标系上的电压指令值vu *、vv *、vw *。
例如，根据dq轴电压指令值vd *、vq *，将通过θf＝tan-1(vq */vd *)得到的超前相位角θf加上平均相位θave来得到施加电压相位θv。
平均相位θave、超前相位角θf及施加电压相位θv的例子如图4的(a)所示，由坐标变换部118求出的电压指令值vu *、vv *、vw *的例子如图4的(b)所示。
PWM信号生成部119根据输入电压Vdc和电压指令值vu *、vv *、vw *生成图4的(c)所示的PWM信号UP、VP、WP、UN、VN、WN。PWM信号UP、VP、WP、UN、VN、WN被供给至逆变器104，用于开关元件的控制。
在逆变器104中，通过基于PWM信号UP、VP、WP、UN、VN、WN控制逆变器104的开关元件的导通/断开，从而能够使得从逆变器104输出频率及电压值可变的交流电压并施加至第1马达141及第2马达142。
此外，关于电压指令值vu *、vv *、vw *，在图4中作为正弦波进行了说明，但也可以叠加三次谐波，不论方式如何只要能够驱动第1马达141及第2马达142即可。
在此，由于如上所述串联地控制n台(n为2以上的整数)PMS马达，作用于逆变器的各PMS马达的感应电压的合计为运转1台PMS马达时的n倍。一般而言，当通过无传感器控制方式运转PMS马达时的马达感应电压小时，将逆变器的开关元件设为导通的时间变短，PMS马达的电流检测精度及位置推定精度降低。
在本实施方式中，通过将多个PMS马达串联连接，能够将感应电压的大小设为n倍。即，与以往以1台PMS马达进行运转的情况相比，本实施方式能够将最低转速降低至大约1/n。
在本实施方式中，如图1所示，由于两个马达141、142以串联方式连接于逆变器104，因此与一个马达连接于逆变器的情况相比，能够将最低转速降低至1/2。据此，控制部109能够以低于最低转速的转速来运转串联连接的两台马达141、142，其中该最低转速是能够使1台马达(例如马达141)旋转预先确定的期间的最低的转速。预先确定的期间为具有一定长度的期间，并且不包括如马达的运转开始时或运转停止时那样马达141、142的转速暂时性为低旋转的期间。因此，作为预先确定的期间，只要确定为能够排除瞬时性期间的任意长度即可。
另外，以无传感器控制方式运转1台PMS马达时的最低转速大体估计为根据逆变器的母线电压和PMS马达的感应电压常数而决定的、能够运转PMS马达的最高转速的约1/10左右。因此，通过将n台PMS马达串联连接，能够将最低转速降低至约1/(10×n)的转速。
因此，当将能够运转PMS马达的最高转速设为RH时，在本实施方式中，通过将n台PMS马达串联连接，从而能够以低于以无传感器控制方式运转1台PMS马达时的最低转速的、RH×1/(10×n)≤R＜RH×1/10的范围的转速R来运转n台PMS马达。
在此，对将图1所示的马达141、142及马达驱动装置应用于空调机的风扇的情况进行说明。
图5为示出实施方式1的空调机100的结构的概略图。
空调机100具备逆变器104、控制部109、马达141、142、风扇150、151以及传感器152。
如图5所示，对1台逆变器104连接有两台马达141、142。对马达141连接有风扇150，对马达142连接有风扇151。换言之，风扇150、151为从马达141、142得到动力而被驱动的工作部。马达141、142产生动力。
传感器152检测表示人的活动量、室内温度及室外温度中的至少1项的物理量。例如，能够通过照相机、红外传感器或温度传感器等来实现传感器152。
然后，控制部109在由传感器152检测出的人的活动量、室内温度或室外温度这样的物理量处于预先确定的范围内、并且在不需要急剧改变室内温度的情况下，通过低速运转马达141、142，从而以极低速方式运转风扇150、151。由此，能够提高节能性或减少风扇150、151的噪音，能够提供更加舒适的空间。
此外，此处所谓的极低速是指低于能够运转1台马达的最高转速的1/10，该极低速优选为该最高转速的1/(n×10)以上的转速。在图1中，n＝2。
如以上那样，根据实施方式1的空调机100，在无传感器控制下，能够以低速方式运转PMS马达141、142，换言之，能够以低于连接有1个PMS马达时的转速的转速运转。
根据实施方式1的空调机100，在由传感器检测的物理量处于预先确定的范围内的情况下，能够以非常低的转速运转马达141、142。
将此处的物理量设为人的活动量、室内温度及室外温度中的至少任意1项，由此能够利用实施方式1的空调机100提供舒适的空间。
实施方式2.
图6为示出实施方式2的空调机中使用的马达及马达驱动装置的概略图。
图示的马达驱动装置具备整流器102、平滑部103、逆变器104、逆变器电流检测部105、输入电压检测部106、感应电压检测部107、差动放大器108、控制部209和开关部220、221、222。
实施方式2的马达驱动装置在控制部209及开关部220、221、222与实施方式1的马达驱动装置不同。
如图6所示，在实施方式2中，在第1马达141与第2马达142之间设置有开关部220、221。
另外，在实施方式2中，设置有开关部222，该开关部222用于将向差动放大器108的输入在第1马达141的后级与第2马达142的后级之间进行切换。
在多个马达串联连接的情况下，当某个马达例如产生由断线导致的故障时，不形成电流路径，全部马达停止。于是在实施方式2中，设置有用于切换马达141、142之间的连接的开关部220、221、222。
开关部220具备第1端子220a、第2端子220b和第3端子220c。第1端子220a连接于第1马达141的u相的输出线。第2端子220b连接于第2马达142的u相的输入线。第3端子220c连接于开关部222。
于是，开关部220能够根据来自控制部209的指示，将与第1端子220a的连接在第2端子220b与第3端子220c之间切换。
同样地，开关部221具备第1端子221a、第2端子221b和第3端子221c。第1端子221a连接于第1马达141的w相的输出线。第2端子221b连接于第2马达142的w相的输入线。第3端子221c连接于开关部222。
于是，开关部221能够根据来自控制部209的指示，将与第1端子221a的连接在第2端子221b与第3端子221c之间切换。
开关部222具备第1端子222a、第2端子222b和第3端子222c。第1端子222a连接于向差动放大器108的输入线。第2端子222b连接于第2马达142的输出线。第3端子222c连接于开关部220、221的第3端子220c、221c。
于是，开关部222能够根据来自控制部209的指示，将与第1端子222a的连接在第2端子222b与第3端子222c之间切换。
在实施方式2中，通过将开关部220、221的第1端子220a、221a连接于第2端子220b、220b，将开关部222的第1端子222a连接于第2端子222b，从而能够将第1马达141与第2马达142串联连接。
在这样的状态下，例如在由于第2马达142的断线而电流不流过马达141、142的情况下，控制部209根据由逆变器电流检测部105检测出的电流值来检测断线。
检测出断线的控制部209通过对开关部220、221、222进行指示，将开关部220、221的第1端子220a、221a连接于第3端子220c、221c，将开关部222的第1端子222a连接于第3端子222c，从而能够将第2马达142与逆变器104切断，仅使第1马达141工作。
在此，在控制部209中，随着马达141、142的运转台数的切换而改变感应电压常数Ke的值。如上述的式子所示，例如在运转台数从两台变为1台的情况下，感应电压常数Ke的值变为一半的值。
在此，对将图6所示的马达141、142及马达驱动装置应用于空调机的风扇的情况进行说明。
图7为示出实施方式2的空调机200的结构的概略图。
空调机200具备逆变器104、控制部209、马达141、142、风扇150、151、传感器152及开关部220、221、222。
如图7所示，控制部209通过控制开关部220、221、222，从而能够在对1台逆变器104的输出侧连接两台马达141、142与连接1台马达141之间进行切换。换言之，开关部220、221、222作为在对逆变器104的输出侧连接多个马达141、142的复数连接与连接1台马达141的单独连接之间进行切换的切换部而发挥功能。例如，在对1台马达142不进行通电的情况下，开关部220、221、222设为连接1台马达141的单独连接。
通过如图7那样布线，能够抑制布线的无用的走线，相比在基板侧设置开关部220、221、222的情况，能够抑制马达141、142的效率恶化或噪声恶化。
根据实施方式2，即使在第2马达142发生故障的情况下，也能够单独运转第1马达141，能够继续作为空调机200的功能，因此能够实现风扇151故障时的延长寿命运转。
此外，在实施方式2中，能够将第2马达142切断而使第1马达141单独工作，但也可以通过改变开关部220、221、222的结构以使第2马达142能够单独工作。
另外，例如如图8所示，可以设为通过在逆变器104与第1马达141之间设置开关部223、224、225，利用控制部209#控制开关部223、224、225，从而能够使第1马达141及第2马达142中的任意一方单独工作。
具体而言，如图9所示，开关部223具备第1端子223a、第2端子223b和第3端子223c。第1端子223a连接于逆变器104的u相的输出线。第2端子223b连接于开关部220的第1端子220a。第3端子223c连接于第1马达141的u相的输入线。
于是，开关部223能够根据来自控制部209#的指示，将与第1端子223a的连接在第2端子223b与第3端子223c之间切换。
同样地，开关部224具备第1端子224a、第2端子224b和第3端子224c。第1端子224a连接于逆变器104的v相的输出线。第2端子224b连接于第2马达142的v相的输入线。第3端子224c连接于第1马达141的v相的输入线。
于是，开关部224能够根据来自控制部209#的指示，将与第1端子224a的连接在第2端子224b与第3端子224c之间切换。
开关部225具备第1端子225a、第2端子225b和第3端子225c。第1端子225a连接于逆变器104的w相的输出线。第2端子225b连接于开关部221的第1端子221a。第3端子225c连接于第1马达141的w相的输入线。
于是，开关部225能够根据来自控制部209#的指示，将与第1端子225a的连接在第2端子225b与第3端子225c之间切换。
在该变形例中，通过将开关部223、224、225的第1端子223a、224a、225a连接于第3端子223c、224c、225c，将开关部220、221的第1端子220a、221a连接于第2端子220b、221b，将开关部222的第1端子222a连接于第2端子222b，从而能够将第1马达141与第2马达142串联连接。
另外，通过将开关部223、224、225的第1端子223a、224a、225a连接于第2端子223b、224b、225b，将开关部220、221的第1端子220a、221a连接于第2端子220b、221b，将开关部222的第1端子222a连接于第2端子222b，从而能够仅使第2马达142单独工作。
而且，通过将开关部223、224、225的第1端子223a、224a、225a连接于第3端子223c、224c、225c，将开关部220、221的第1端子220a、221a连接于第3端子220c、221c，将开关部222的第1端子222a连接于第3端子222c，从而能够仅使第1马达141单独工作。
换言之，开关部220、221、222、223、224、225作为在对逆变器104的输出侧以串联方式连接多个马达141、142的复数连接与连接马达141或马达142的单独连接之间进行切换的切换部而发挥功能。
实施方式3.
图10为示出实施方式3的空调机中使用的马达及马达驱动装置的概略图。
图示的马达驱动装置具备整流器102、平滑部103、逆变器104、逆变器电流检测部105、输入电压检测部106、感应电压检测部107、差动放大器108、控制部309和开关部326、327、328、329、330、331。
实施方式2的马达驱动装置在控制部309及开关部326、327、328、329、330、331与实施方式1的马达驱动装置不同。
开关部326具备第1端子326a、第2端子326b和第3端子326c。
第1端子326a连接于第1马达141的u相的输出线，第2端子326b连接于第2马达142的u相的输入线，第3端子326c连接于第2马达142的输出线。
于是，开关部326根据来自控制部309的指示，将第1端子326a的连接在第2端子326b与第3端子326c之间切换。
开关部327具备第1端子327a、第2端子327b和第3端子327c。
第1端子327a连接于第1马达141的v相的输出线，第2端子327b连接于第2马达142的v相的输入线，第3端子327c连接于第2马达142的输出线。
于是，开关部327根据来自控制部309的指示，将第1端子327a的连接在第2端子327b与第3端子327c之间切换。
开关部328具备第1端子328a、第2端子328b和第3端子328c。
第1端子328a连接于第1马达141的w相的输出线，第2端子328b连接于第2马达142的w相的输入线，第3端子328c连接于第2马达142的输出线。
于是，开关部328根据来自控制部309的指示，将第1端子328a的连接在第2端子328b与第3端子328c之间切换。
开关部329具备第1端子329a、第2端子329b和第3端子329c。
第1端子329a连接于逆变器104的u相的输出线，第2端子329b不连接于任何线而开路，第3端子329c连接于第2马达142的u相的输入线。
于是，开关部329根据来自控制部309的指示，将第1端子329a的连接在第2端子329b与第3端子329c之间切换。
开关部330具备第1端子330a、第2端子330b和第3端子330c。
第1端子330a连接于逆变器104的v相的输出线，第2端子330b不连接于任何线而开路，第3端子330c连接于第2马达142的v相的输入线。
于是，开关部330根据来自控制部309的指示，将第1端子330a的连接在第2端子330b与第3端子330c之间切换。
开关部331具备第1端子331a、第2端子331b和第3端子331c。
第1端子331a连接于逆变器104的w相的输出线，第2端子331b不连接于任何线而开路，第3端子331c连接于第2马达142的w相的输入线。
于是，开关部331根据来自控制部309的指示，将第1端子331a的连接在第2端子331b与第3端子331c之间切换。
在以上那样的结构中，在使开关部326～331的第1端子326a～331a连接于第2端子326b～331b的情况下，第1马达141与第2马达142串联连接。另一方面，在使开关部326～331的第1端子326a～331a连接于第3端子326c～331c的情况下，第1马达141与第2马达142并联连接。
此外，在控制部309中，随着马达141、142的连接方式的切换而改变感应电压常数Ke的值。在n台马达串联连接的情况下，将感应电压常数Ke的值设为Ke＝Ke_m×n即可，在n台马达被并联连接的情况下，将感应电压常数Ke的值设为Ke＝Ke_m即可。
在图10的例子中使用了两台马达141，因此在串联连接的情况下，感应电压常数Ke的值为Ke＝Ke_m×2，在并联连接的情况下，感应电压常数Ke的值为Ke＝Ke_m。
一般而言，在将马达以串联方式连接并运转的情况下，马达的感应电压与运转台数成比例地增加，因此能够运转的最高转速降低。如果使逆变器的母线电压升压则能够提高能够运转的最高转速，但会产生升压电路部分的成本增加或者控制变得复杂的技术课题。
根据实施方式3，通过在想要提高马达的转速的情况下切换为并联连接，从而能够将马达的最高转速提高至与仅运转1台的情况等同。
在此，对将图10所示的马达141、142及马达驱动装置应用于空调机的风扇的情况进行说明。
图11为示出实施方式3的空调机300的结构的概略图。
空调机300具备逆变器104、控制部309、马达141、142、风扇150、151、传感器152及开关部326～331。
例如根据由传感器152检测的物理量，在不需要急剧改变室内温度的情况下，控制部309通过将第1马达141及第2马达142串联连接，以极低速方式运转风扇150、151，从而能够实现提高节能性以及减少风扇150、151的噪音。
另一方面，根据由传感器152检测的物理量，在需要急剧改变室内温度的情况下，控制部309通过将第1马达141及第2马达142并联连接，以高速方式运转风扇150、151，从而能够更快地调整室温。
即，控制部309通过控制开关部326～331，从而在以预先确定的转速以上的转速运转多个马达141、142的情况下，将多个马达141、142设为并联连接，在以低于预先确定的转速的转速运转多个马达141、142的情况下，将多个马达141、142设为串联连接。
此外，在以空调机300的最低转速运转多个马达141、142的情况下，控制部309通过控制开关部326～331而将多个马达141、142设为串联连接。在设为串联连接的情况下，能够以低于能够使多个马达141、142在并联连接下旋转预先确定的期间的最低转速的转速来运转多个马达141、142。预先确定的期间为具有一定长度的期间，并且不包括如马达的运转开始时或运转停止时那样马达141、142的转速暂时性为低旋转的期间。因此，作为预先确定的期间，只要确定为能够排除瞬时性期间的任意长度即可。
在此，开关部326～331作为在将多个马达141、142串联连接于逆变器104的输出侧的串联连接与将多个马达141、142并联连接于逆变器104的输出侧的并联连接之间进行切换的切换部而发挥功能。
此外，在以上记载的实施方式1～3中，还能够应用高频叠加方式，其中在该高频叠加方式中对马达施加高频电压，使用其检测电流来推定马达的转子的位置。在这样的情况下，能够进一步降低马达的转速。
在以上记载的实施方式1～3的空调机100～300中，作为得到来自马达141、142的动力而被驱动的工作部，列举风扇150、151为例进行了说明，但实施方式1～3的空调机100～300不限于这样的例子。例如实施方式1～3的空调机100～300也可以具备未图示的压缩机作为得到来自马达141、142的动力而被驱动的工作部。压缩机为对空调机中使用的制冷剂进行压缩的设备。
此外，在以上记载的实施方式1～3中，将两台马达141、142串联连接，但实施方式1～3不限于两台马达141、142，也可以是连接3台以上的马达。在实施方式3中，在连接3台以上的马达的情况下，优选设为在并联连接下在分支的多个路径的各个路径中连接的1个或多个马达的数量相等。

Claims (12)

1.一种空调机，其特征在于，具备：
1台逆变器，从直流电压生成三相交流电压；
n台马达，串联连接于所述逆变器的输出侧而产生动力，其中n为2以上的整数；
工作部，接受所述动力而被驱动；以及
控制部，基于由所述n台马达产生的感应电压而进行无传感器控制。
2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，
还具备检测物理量的传感器，
所述控制部在所述物理量为预先确定的范围内的情况下，通过控制所述逆变器来低速运转所述n台马达。
3.根据权利要求2所述的空调机，其特征在于，
所述物理量为人的活动量、室内温度及室外温度中的至少任意1项。
4.根据权利要求2或3所述的空调机，其特征在于，
在所述低速运转下，所述控制部以低于最低转速的转速运转所述n台马达，该最低转速是能够使所述n台马达中的1个马达旋转预先确定的期间的最低的转速。
5.根据权利要求2或3所述的空调机，其特征在于，
在所述低速运转下，所述控制部以低于所述n台马达中的1个马达的最高转速的1/10并且为所述最高转速的1/(10×n)以上的转速运转所述n台马达。
6.一种空调机，其特征在于，具备：
1台逆变器，从直流电压生成三相交流电压；
两台马达，接受所述三相交流电压而产生动力；
切换部，在将所述两台马达串联连接于所述逆变器的输出侧的复数连接与仅将所述两台马达中的一个马达连接于所述逆变器的输出侧的单独连接之间进行切换；
工作部，接受所述动力而被驱动；以及
控制部，在所述复数连接时，基于由所述两台马达产生的感应电压进行无传感器控制，在所述单独连接时，基于由所述一个马达产生的感应电压进行无传感器控制。
7.根据权利要求6所述的空调机，其特征在于，
当在所述复数连接下不进行向所述两台马达中的另一个马达的通电的情况下，所述切换部从所述复数连接切换为所述单独连接。
8.一种空调机，其特征在于，具备：
1台逆变器，从直流电压生成三相交流电压；
n台马达，接受所述三相交流电压而产生动力，其中n为2以上的整数；
切换部，在将所述n台马达串联连接于所述逆变器的输出侧的串联连接与将所述n台马达并联连接于所述逆变器的输出侧的并联连接之间进行切换；
工作部，接受所述动力而被驱动；以及
控制部，基于由所述n台马达产生的感应电压进行无传感器控制。
9.根据权利要求8所述的空调机，其特征在于，
所述切换部在以预先确定的转速以上的转速运转所述n台马达的情况下，将所述n台马达设为所述并联连接，在以低于预先确定的转速的转速运转所述n台马达的情况下，将所述n台马达设为所述串联连接。
10.根据权利要求8所述的空调机，其特征在于，
所述切换部在以最低的转速运转所述n台马达的情况下，将所述n台马达设为所述串联连接。
11.根据权利要求8至10中的任意一项所述的空调机，其特征在于，
在所述并联连接下，所述n台马达以使在分支的多个路径的各个路径中连接的1个或多个马达的数量相等的方式被配置于所述多个路径。
12.根据权利要求8至11中的任意一项所述的空调机，其特征在于，
所述控制部在所述串联连接下以低于最低转速的转速运转所述n台马达，该最低转速是在所述并联连接下能够使所述n台马达中的1个马达旋转预先确定的期间的最低的转速。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS492443B1 (zh) * 1968-02-21 1974-01-21
JPS49128216A (zh) * 1973-04-14 1974-12-09
JP3067940U (ja) * 1999-10-05 2000-04-21 泰和 楊 多段駆動式コンプレッサの駆動装置
US20020093299A1 (en) * 2001-01-09 2002-07-18 Toshimi Kobayashi Motor fan control apparatus
JP2005130573A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電機子コイルの結線変更装置及び駆動装置並びに発電装置
JP2007104760A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Toshiba Corp モータ制御装置
JP2012029416A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Hitachi Appliances Inc 空気調和機
WO2016051456A1 (ja) * 2014-09-29 2016-04-07 ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー （ホンコン） リミテッド 巻線切替モータ駆動装置、巻線切替モータの駆動制御方法、及びそれらを用いた冷凍空調機器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS492443B1 (zh) * 1968-02-21 1974-01-21
JPS49128216A (zh) * 1973-04-14 1974-12-09
JP3067940U (ja) * 1999-10-05 2000-04-21 泰和 楊 多段駆動式コンプレッサの駆動装置
US20020093299A1 (en) * 2001-01-09 2002-07-18 Toshimi Kobayashi Motor fan control apparatus
JP2005130573A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電機子コイルの結線変更装置及び駆動装置並びに発電装置
JP2007104760A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Toshiba Corp モータ制御装置
JP2012029416A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Hitachi Appliances Inc 空気調和機
WO2016051456A1 (ja) * 2014-09-29 2016-04-07 ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー （ホンコン） リミテッド 巻線切替モータ駆動装置、巻線切替モータの駆動制御方法、及びそれらを用いた冷凍空調機器

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