CN117561675A - 电动机驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

电动机驱动控制装置(10)包括设置在中间电位端和半导体开关组之间的第一电流检测部(105)。控制电路(104)基于在载波信号的一个周期内的中间电位端侧半导体开关(113u)为导通状态的相的组合彼此不同的期间第一电流检测部(105)分别检测出的电流值，还原三相电动机(103)的相电流信息。

Description

电动机驱动控制装置

技术领域

本发明涉及一种电动机驱动控制装置。

背景技术

专利文献1公开了一种三电平逆变电路，其具有正极、负极和中性点且输出直流电的直流电源装置；具有多个半导体开关元件，将从直流电源装置供给的直流电逆变为交流电，然后向负载供给三相交流电。

另外，在专利文献1中公开了一种包括该三电平逆变电路而构成的电力转换装置。电力转换装置包括：与连接在三电平逆变电路的正极和中性点之间的第2平滑电容器并联连接的第1辅助电容器；和与连接在三电平逆变电路的U相、V相、W相的中性点和负极之间的第2平滑电容器并联连接的第2辅助电容器。此外，电力转换装置还包括：检测流过第1辅助电容器和第2辅助电容器的电流的电流检测单元；和检测由电流检测单元检测出的检测信号的检测单元。

由此，如果在电力转换装置的正极和中性点之间，或者在中性点和负极之间发生直流短路故障，则通过电流检测单元检测流过辅助电容器的短路电流，并且通过检测单元检测由电流检测单元检测出的信号，从而能够检测直流短路故障的发生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-70258号公报

发明内容

本发明提供一种电动机驱动控制装置，其在实现小型化和低成本化的同时，能够从逆变器的直流部分的电流还原电动机的相电流检测。

本发明的电动机驱动控制装置包括：直流电源装置，其具有高电位端、低电位端和中间电位端并且输出直流电；连接三相电动机的多个输入端子；具有多个半导体开关的多个臂，该多个半导体开关包括：分别设置于直流电源装置与多个输入端子中的对应的输入端子之间且将高电位端与输入端子之间导通/断开的高电位端侧半导体开关、将中间电位端与输入端子之间导通/断开的中间电位端侧半导体开关、和将低电位端与输入端子之间导通/断开的低电位端侧半导体开关；控制电路，其控制由多个半导体开关构成的半导体开关组；和第一电流检测部，其设置在中间电位端与半导体开关组之间。控制电路，以载波信号为基准，控制高电位端侧半导体开关、中间电位端侧半导体开关和低电位端侧半导体开关的导通/断开比率，以使得分别对多个输入端子输出所要求的的交流电压，并且基于在载波信号的一个周期内的中间电位端侧半导体开关为导通状态的相的组合彼此不同的期间第一电流检测部分别检测出的电流值，还原三相电动机的相电流信息。

本发明的电动机驱动控制装置在实现小型化和低成本化的同时，能够从逆变器的直流部分的电流还原相电流检测，并且能够实现电动机的高精度的电流控制。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的电动机驱动控制装置的整体结构的电路框图。

图2是表示该实施方式1中的控制电路的结构的电路框图。

图3是表示该实施方式1中的控制电路的处理顺序的流程图。

图4是表示该实施方式1中的控制电路的三相电流还原的处理顺序的流程图。

图5是表示该实施方式1中的半导体开关的第一导通/断开模式与中间电位端电流的关系的波形图。

图6是表示与图5中的电流检测方法不同的另一电流检测方法的波形图。

图7是表示与图5和图6中的电流检测方法不同的另一电流检测方法的波形图。

图8是表示本发明的实施方式1中的半导体开关的第二导通/断开模式与中间电位端电流的关系的波形图。

图9是表示与图8中的电流检测方法不同的另一电流检测方法的波形图。

图10是表示本发明的实施方式2中的控制电路的结构的电路框图。

图11是表示该实施方式2中的半导体开关的导通/断开模式与各部分的电流的关系的波形图。

图12是表示该实施方式2中的半导体开关的另一的导通/断开模式与各部分的电流的关系的波形图。

图13是利用本发明的实施方式3中的半导体开关的修正导通/断开模式进行修正之前的波形图。

图14是表示该实施方式3中的半导体开关的修正导通/断开模式与各部分的电流的关系的波形图。

图15是表示该实施方式3中的半导体开关的另一修正导通/断开模式与各部分的电流的关系的波形图。

图16是表示该实施方式3中的半导体开关的另一修正导通/断开模式与各部分的电流的关系的波形图。

图17是表示本发明的实施方式4中的半导体开关的第一导通/断开模式与中间电位端电流的关系的波形图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明实施方式。但是，有时会省略非必要的详细说明。例如，存在省略对于已经公知的事项的详细说明、或者对于实质上相同的结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明变得必要程度以上的冗长，便于本领域技术人员的理解。

此外，附图和以下的说明是为了本领域技术人员充分地理解本发明而提供的，并不是意图由此对权利要求的范围中记载的主题加以限定。

(实施方式1)

以下，使用图1～图9对实施方式1的电动机驱动控制装置10进行说明。

[1-1.结构]

[1-1-1.电动机驱动控制装置的结构]

图1是表示实施方式1中的电动机驱动控制装置10的整体结构的电路框图。如图1所示，电动机驱动控制装置10包括：直流电源装置101；与直流电源装置101和三相电动机103的各输入端子114(u相、v相、w相)之间连接的多个臂；控制多个臂的半导体开关的开关的控制电路104。直流电源装置101的高电位端、中间电位端、和低电位端和三相电动机103的三个输入端子114分别通过u相臂102u、v相臂102v和w相臂102w连接。

另外，在来自中间电位端的输出侧设置有作为第一电流检测部的电流传感器105。电流传感器105能够检测来自中间电位端的输入输出电流。

在来自低电位端的输出侧配置有作为第二电流检测部的分流电阻106。分流电阻106能够检测来自低电位端的输入输出电流。

在u相臂102u上设有：将高电位端与三相电动机103的输入端子114(u相)之间导通/断开的高电位端侧半导体开关(高电位端侧SW)111u；将中间电位端与三相电动机103的输入端子114(u相)之间导通/断开的中间电位端侧半导体开关(中间电位端侧SW)113u；和将低电位端与朝向三相电动机103的输入端子114(u相)之间导通/断开的低电位端侧半导体开关(低电位端侧SW)112u。

另外，对于v相臂102v和w相臂102w，也同样地设有：将高电位端与三相电动机103的输入端子114之间导通/断开的高电位端侧半导体开关(高电位端侧SW)；将中间电位端与三相电动机103的输入端子114之间导通/断开的中间电位端侧半导体开关(中间电位端侧SW)；和将低电位端与三相电动机103的输入端114之间导通/断开的低电位端侧半导体开关(低电位端侧SW)。

通过由这些多个半导体开关构成的半导体开关组的导通/断开的组合，实现在直流电源装置101的电压宽度的范围内向三相电动机103所连接的各输入端子114(u相、v相、w相)供给任意的电压。

在此，对于分别设置于u相臂102u、v相臂102v、w相臂102w的多个半导体开关的导通/断开，在相同的臂内，多个半导体开关不能同时处于导通状态。

例如，如果高电位端侧半导体开关111u和中间电位端侧半导体开关113u同时变成导通状态，则直流电源装置101的输出端中的高电位端和中间电位端短路而流过大电流。在这种情况下，电流超过高电位端侧半导体开关111u或中间电位端侧半导体开关113u的允许电流而流动，有可能导致高电位端侧半导体开关111u或中间电位端侧半导体开关113u的损坏。

在中间电位端侧半导体开关113u与低电位端侧半导体开关112u同时变成导通状态的情况下，或者在高电位端侧半导体开关111u与低电位端侧半导体开关112u同时变成导通状态的情况下，也会发生同样的情况。

在本实施方式中，通过使用作为第一电流检测部的电流传感器105或作为第二电流检测部的分流电阻106，能够检测短路引起的大电流。

例如，在高电位端侧半导体开关111u与中间电位端侧半导体开关113u同时处于导通的状态的情况下，利用电流传感器105能够检测出大电流流过这些半导体开关。

另外，在高电位端侧半导体开关111u与低电位端侧半导体开关112u同时处于导通的状态的情况下，或者如果中间电位端侧半导体开关113u与低电位端侧半导体开关112u同时处于导通的状态，利用分流电阻106能够检测出大电流流过这些半导体开关。

以上，对u相臂进行了说明，v相臂或w相臂也同样如此。即，对于短路导致大电流流过的环路，由于设置有作为第一电流检测部的电流传感器和作为第二电流检测部的分流电阻，所以使用这些第一电流检测部和第二电流检测部，能够检测因同一臂内的多个半导体开关同时处于导通状态而引起的短路。

在检测出短路的情况下，通过进行关闭所有的半导体开关等处理，能够保护半导体开关。如上所述，利用第一电流检测部和第二电流检测部，在本实施方式的例子中为电流传感器105和分流电阻106，能够防止半导体开关同时处于导通状态时的半导体开关的损坏。

接着，说明三相电动机103与电流的关系。例如，对于三相电动机的u相，如果中间电位端侧半导体开关113u成为导通状态，则由电流传感器105检测流过三相电动机103的u相的电流。

另外，如果作为三相电动机103的其他相的v相或w相的中间电位端侧半导体开关也导通，则由电流传感器105检测出流过三相电动机103的各输入端子114(u相、v相、w相)中的中间电位端侧半导体开关导通的相的电流的合计值。

例如，对于u相臂102u、v相臂102v、w相臂102w，根据与中间电位端连接的中间电位端侧半导体开关中的仅u相臂102u的中间电位端侧半导体开关113u为导通状态的区间中的电流传感器105的输出结果，能够检测流过三相电动机103的u相的电流。

另外，如果u相臂102u的中间电位端侧半导体开关113u与v相臂102v的中间电位端侧半导体开关同时为导通的状态，则电流传感器105的输出结果就是流过三相电动机103的u相的电流和流过三相电动机103的v相的电流的合计值。

在电流检测的区间较短的情况下，该区间中流过三相电动机103的各输入端子114(u相、v相、w相)的电流的值能够视为恒定。因此，在三相电动机103中，利用流过三相电动机103的各输入端子114(u相、v相、w相)的电流的合计值为零的情况，流过三相电动机103的u相的电流和流过三相电动机103的v相的电流的合计值就变为使流过三相电动机103的w相的电流的符号反转后的值。

根据三相电动机103的u相的电流值和三相电动机103的w相的电流值，能够计算三相电动机103的v相的电流值。如此，能够还原三相电动机103的三相电流。即，能够还原并检测出相当于三相电流的信息。

[1-1-2.控制电路的结构]

图2表示图1中的控制电路104的电路框图。

控制电路104由微型计算机(CPU)301、电流传感器用AD转换器302、三电平三相PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)生成器303、第一AD转换用开始计时器304、第二AD转换用开始计时器305、逆变载波(inverter carrier)发生器306构成。

在微型计算机301中，使用电流传感器用AD转换器302的转换值，还原三相电动机103的电流信息，生成三相电动机103的电压指令。根据所生成的电压指令，由三电平三相PWM生成器303和逆变载波发生器306生成三电平三相用PWM信号。然后，根据所生成的三电平三相用PWM信号，控制u相臂102u、v相臂102v、w相臂102w中的半导体开关组的导通/断开。

另一方面，电流传感器用AD转换器302分别从第一AD转换用开始计时器304和第二AD转换用开始计时器305指示开始AD转换的时刻。第一AD转换用开始计时器304和第二AD转换用开始计时器305的时刻指令由微型计算机301控制。

控制电路104中的各时刻以逆变载波发生器306的载波信号为基准。根据基于载波信号的基准，执行从微型计算机301的电流还原处理到三相电动机103的电压指令输出的处理。另外，在逆变载波发生器306中，作为载波信号，生成比所要求的的交流电压的频率充分高且在高电位端的电位和中间电位端的电位之间变化的第一载波信号；具有与第一载波信号相同周期且在中间电位端的电位和低电位端的电位之间变化的第二载波信号。

[1-1-3.控制流程]

图3是表示图1的控制电路104中的控制步骤的概要的流程图。为了确保控制性能和其稳定性，每隔一定时间执行图3的处理。

作为一定时间，使用图2所示的逆变载波的周期。如图3所示，作为每个逆变载波周期的处理，首先在处理401中，读出在前一周期内进行的基于AD转换的电流值。然后，在处理402中，根据前一周期的PWM模式，还原三相电动机103的电流。还原的详细流程记载在图4中，将在后面进行说明。

接着，在处理403中，进行用于将旋转速度保持为所要求的值的电流反馈(电流FB)控制。在电流反馈控制中，以所检测出的电流值接近电流指令的方式，计算施加于三相电动机103的电压。

接着，在处理404中，将计算出的电压转换为逆变器的脉冲宽度，生成PWM模式。进而，在处理405中，由微型计算机301根据脉冲宽度的模式(PWM模式)，设定AD转换用开始计时器的模式和计时器值，用于作为第一电流检测部的电流传感器105检测电流值。

通过如此进行设定，作为输出PWM模式的结果，作为第一电流检测部的电流传感器105检测出的电流值的信息就被保存在微型计算机301中。

图4是表示处理402的详细情况的流程图。在处理501中，参照上一次的PWM模式，调查保存在微型计算机301中的第一AD转换值和第二AD转换值这两个AD转换结果是哪一个相的电流信息。

接着，在处理502中，读出保存在微型计算机301中的第一AD转换值和第二AD转换值这两个AD转换结果，在处理503中，将读出的第一AD转换值和第二AD转换值作为相应相的检测电流保存。

然后，在处理504中，计算剩余相的电流，作为该剩余相的检测电流保存在微型计算机301中。

由此，三相(u相、v相、w相)的检测电流信息被全部保存在微型计算机301中。即，实现三相电动机103的相电流信息的还原。

[1-2.控制]

以下，对如以上那样构成的电动机驱动控制装置10其动作进行说明。

图5是时刻波形图。在图5中，是关于向三相电动机103的三个施加电压指令，高电压相是比直流中点高的电位、中电压相是比直流中点略低的电位、低电压相是比直流中点和中电压相低的电位的情况下的图。

在图5中，与高电压相有关的用实线，与中电压相有关的用点划线，与低电压相有关的用虚线表示进行区别。

关于直流电源装置101的高电压相的输出，通过导通/断开高电压相的高电位端侧半导体开关和中间电位端侧半导体开关，产生所要求的的输出电压。

具体而言，将图5的“电压指令(高电压相)”与“高-中PWM载波”进行比较，如果“电压指令(高电压相)”比“高-中PWM载波”高，则导通高电位端侧半导体开关，如果“电压指令(高电压相)”比“高-中PWM载波”低，则导通中间电位端侧半导体开关。

此时，低电位端侧半导体开关始终断开。同样，对于直流电源装置101的中电压相和低电压相的输出，通过导通/断开相应相的中间电位端侧半导体开关和低电位端侧半导体开关，产生所要求的的输出电压。

具体而言，将图5的“电压指令(中电压相)”或“电压指令(低电压相)”与“中-低PWM载波”进行比较，如果“电压指令(中电压相)”或“电压指令(低电压相)”比“中-低PWM载波”高，则导通该相的中间电位端侧半导体开关，如果“电压指令(中电压相)”或“电压指令(低电压相)”比“中-低PWM载波”低，则导通该相的低电位端侧半导体开关。此时，该相的高电位端侧半导体开关始终断开。

对如此控制半导体开关组的情况下的从设置于来自中间电位端的输出侧的电流传感器105输出的电流信息进行说明。

流向三相电动机103的各输入端子114(u相、v相、w相)的电流流过在与三相(u相、v相、w相)对应的臂中导通的半导体开关。因此，在三相(u相、v相、w相)的中间电位端侧半导体开关导通的期间，在直流电源装置101的中间电位端与三相电动机103的各输入端子114(u相、v相、w相)之间流过电流。

如果多个相的半导体开关导通，则在中间电位端流过多个相的电流的合计值。因此，图5的最下面的电流传感器输出波形表示流入由电流传感器105检测出的中间电位端或从中间电位端流出的电流。

由于从图5的波形图的最初的时刻(a)到时刻(b)高电压相的中间电位端侧半导体开关导通，所以从中间电位端输入输出高电压相的电流。

另一方面，由于从时刻(b)开始，中电压相的中间电位端侧半导体开关导通，所以从中间电位端也输入输出中电压相的电流。同样，从时刻(d)开始，低电压相的中间电位端侧半导体开关导通，从中间电位端也输入输出低电压相的电流。

即，从时刻(a)到时刻(b)检测出高电压相的电流。从时刻(b)到时刻(c)，检测出高电压相与中间电压相的电流的合计值、即低电压相的电流值的符号反转值。从时刻(c)到时刻(d)，检测出中电压相的电流。从时刻(d)到波形图中心的时刻(e)，检测出中电压相与低电压相的电流的合计值、即高电压相的电流的符号反转值。

因此，在时刻(c)和时刻(d)之间和时刻(e)，如果分别由控制电路104的电流传感器用AD转换器302读入电流传感器105的值，则能够获知中电压相的电动机电流和高电压相的电动机电流。

而且，还能够根据之前求出的两个相的电流值求出其余的一个相的电流值。即，能够仅使用中间电位端的输入输出电流信息还原三相电动机103的相电流。

另外，读入电流传感器105的值的时刻不仅可以是图5所示的时刻，也可以是图6或图7所示的时刻。即，即使在图6或图7所示的时刻读入电流信息，也能够还原三相电动机103的相电流。如此，能够适当选择读入电流传感器105的值的时刻。

图8是与图5相同的时刻波形图。图8是关于对于三相电动机103的3个施加电压指令，高电压相和中电压相是比中点高的电位，低电压相是比中点低的电位的情况的图。

从图8的波形图的最初的时刻(a)到时刻(b)，由于高电压相的中间电位端侧半导体开关与中电压相的中间电位侧半导体开关导通，所以从中间电位端输入输出高电压相与中电压相的电流。因此，在电流传感器105中，能够检测出高电压相与中电压相之和的电流、即低电压相的电流的符号反转值。

另一方面，从时刻(b)到时刻(c)，仅中电压相的中间电位端侧半导体开关导通，能够由电流传感器105检测出中电压相的相电流。

此外，从时刻(c)到时刻(d)的期间，中电压相与低电压相的中间电位端侧半导体开关导通。因此，电流传感器105能够检测出中电压相与低电压相之和的电流、即高电压相的电流的符号反转值。

结果，例如，在从时刻(b)到时刻(c)的期间和从时刻(c)到时刻(d)的期间，如果由控制电路104的电流传感器用AD转换器302读入电流传感器105的输出，则能够检测出中电压相的电动机电流和低电压相的电动机电流。

能够根据检测出的电流来计算其余相的电动机电流。即，仅使用中间电位端的输入输出电流信息，就能够还原三相电动机103的相电流信息。

另外，读入电流传感器105的值的时刻不仅可以是图8所示的时刻，也可以是图9所示的时刻。即，即使在图9所示的时刻读入电流信息，也能够还原三相电动机103的相电流。如此，能够适当选择读入电流传感器105的值的时刻。

如以上在若干脉冲模式中说明的那样，在至少两个输出电压部分地通过中间电位端的电压和除此之外的电压的组合来实现，且用于实现这两个输出电压的中间电位端以外的电位端的组合比率不一致的情况下，能够从中间电位端的输入输出电流信息中分离出两个相的电流。其结果是，能够检测出所有三个相的电流。

另外，即使在两个电压中的一个仅由中间电位端的电压来实现的情况下，也能够分离两个相的电流。其结果是，能够检测出所有三个相的电流。

另外，在输出的交流电压的振幅比预想的大的情况下，中电位端的输入输出电流有可能变为零。关于这一点，通过预先不输出超出预想的振幅的电压，能够容易地避免中电位端的输入输出电流为零的状况。

另外，在实施方式2中，对在输出超出预想的振幅的电压的情况下也能够适用的其他方法进行说明。

[1-3.效果等]

如以上所述，在本实施方式1中，利用设置在直流电源装置101的中间电位端的输出侧的作为第一电流检测部的电流传感器105，能够还原三相电动机103的瞬时电流。因此，无需设置用于直接检测电动机电流的检测单元，能够实现装置的小型化和低成本化。另外，能够检测出与直流电源装置101的中间电位端连接的中间电位端侧半导体开关、与直流电源装置101的高电位端连接的高电位端侧半导体开关、或与低电位端连接的低电位端侧半导体开关因误动作而同时导通导致直流电源装置101侧的电源短路的情况。

(实施方式2)

[2-1.控制电路结构]

图10表示实施方式2中的控制电路104的结构。

如图10所示，在本实施方式2的控制电路104中，对于实施方式1中的图2所示的结构，追加分流电阻用AD转换器1302、第三AD转换用开始计时器1304、和第四AD转换用开始计时器1305。由此，也能够对作为第二电流检测部的分流电阻106的电流信息进行AD转换。

[2-2.工作原理]

以下，使用图11和图12说明实施方式2的电动机驱动控制装置10的工作原理。

如在实施方式1中所说明的那样，如果交流输出电压增大，则最高电压的相变成与高电位端相同的电位，最低电压的相变成与低电位端相同的电位，中电位的相变成与中间电位端相同的电位，或者变成高电位端与中间电位端之间的电位，或者变成低电位端与中间电位端之间的电位。

图11是表示中电压相为高电位端与中间电位端之间的电位的情况的波形图。

在设置于中间电位端的输出侧的作为第一电流检测部的电流传感器105中，只能检测出中电压相的电流，不能还原三相电流。

同样，在图12中，是表示中电压相为低电位端与中间电位端之间的电位的情况的波形图。

在这种情况下，作为设置于中间电位端的输出侧的第一电流检测部的电流传感器105也只能检测出中电压相的电流，不能还原三相电流。

另一方面，通过使用由设置于低间电位端输出侧的作为第二电流检测部的分流电阻106检测出的低电位端的电流，在图11的情况下，能够检测出低电压相的电流，在图12情况下，能够检测出低电压相的电流和低电压相与中电压相的合计电流(即，高电压相的电流)。

即，使用设置于中间电位端的输出侧的作为第一电流检测部的电流传感器105检测出的电流值、和设置于低间电位端的输出侧的作为第二电流检测部的分流电阻106检测出的电流值，由此能够检测不同的两个相的电流，并且能够还原三相电流。

另外，与实施方式1同样，也有在图11或图12中说明的在读入电流的时刻以外的时刻也能够进行电流检测的情况，能够适当选择读入电流的时刻。

[2-3.效果等]

如以上所述，在本实施方式2中，使用设置于直流电源装置101的中间电位端的输出侧的作为第一电流检测部的电流传感器105检测出的电流值、和设置于直流电源装置101的低间电位端的输出侧的作为第二电流检测部的分流电阻106，由此，能够在比实施方式1更大的电压范围内，还原三相电动机103的瞬时电流。另外，能够检测出与中间电位端连接中间电位端侧半导体开关、与高电位端连接的高电位端侧半导体开关、或与低电位端连接的低电位端侧半导体开关因误动作而同时导通导致直流电源装置101侧的电源短路的情况。

(实施方式3)

[3-1.工作原理]

在实施方式1和实施方式2中，假设在中电位端和低电位端的电流检测中可检测时间比较充裕并对此进行了说明。

但是，在输出的交流电压振幅小的情况下，由于三相的各电压的差变小，所以从中电位端或低电位端流入或流出的电流的时间宽度也变小。

因此，控制电路104的AD转换电路有可能无法高精度地转换电流值。

图13是表示高电压相与中电压相的电压均为中间电位端与低电位端之间的电位，且电压值非常接近的情况下的时刻波形图。

在这种情况下，如果至少在时刻(b)和时刻(c)之间的短暂期间不对电流(高电压相的电流)进行AD转换，则不能还原三相电流。

其原因在于，在时刻(a)和时刻(b)之间不能进行电流传感器105和分流电阻106中的电流检测，另外在时刻(c)和时刻(e)之间需要检测另一个电流信息(低电压相的电流)。另外，在时刻(c)和时刻(e)之间，与时刻(b)和时刻(c)之间相比具有较长时间宽度，电流检测容易。

另外，同样，即使输出电压宽度并不小，在两相的输出电压接近的情况下，也会在较短的期间内发生需要电流检测的情况。

如果两相的输出电压为接近的值，则在较短的时间内发生半导体开关的导通/断开，流过电流传感器105的电流也在短时间内切换。对于这样状态，用图13的波形例表示。

在图13中，在从时刻(a)到时刻(b)的区间，在电流传感器105中能够检测出高电压相与中电压相的合计电流、即低电流相的电流。

在从时刻(b)到时刻(c)的区间能够检测出中电压相的电流。即，能够检测出两相的电流，并且能够还原三相电流。但是，由于从时刻(b)到时刻(c)的区间短，所以存在难以准确地检测出中电压相的电流这样的问题。

图14是表示如图13所示的波形图那样的情况下的修正波形的时刻波形图。

将中电压相的中电位端侧半导体开断开开的时刻从时刻(c)修正为时刻(c’)，且将中电位端侧半导体开关导通的时刻也从时刻(f)变更为时刻(f’)。

同样，将中电压相的高电位端侧半导体开关导通的时刻从时刻(c)修正为时刻(c’)，且将高电位端侧半导体开断开开的时刻也从时刻(f)变更为时刻(f’)。

由此，不在时刻(b)和时刻(c)之间的较短的区间进行AD转换，能够在时刻(b)和时刻(c’)之间的较长的区间进行AD转换。由此，能够提高电流检测精度。

另外，在图14所示的一个载波区间中，由于中间电位端与低电位端的连接比率没有变化，所以该载波区间中的输出电压保持为恒定。

因此，能够在不增加施加电压失真的情况下适当地进行电动机电流检测。

图15是表示与图14不同的电压模式下的同样状况的时刻波形图。在图15所示的情况下，由于时刻(b)和时刻(c)之间的期间短，所以如图16所示，按照与图14同样的方法将时刻(c)变更为时刻(c’)。由此，能够在较长的区间进行电流的AD转换，并且能够提高电流检测精度。

另外，通过将时刻(f)变更为时刻(f’)，也不会增加施加电压失真。

[3-2.效果等]

如以上所述，根据本实施方式3所示的结构，能够在一个载波区间期内不改变半导体开关的导通/断开的比率，实现电流检测的精度提高。因此，能够实现电动机的高精度的驱动控制。

(实施方式4)

[4-1.工作原理]

在实施方式2中表示了，使用设置于直流电源装置101的中间电位端的输出侧的作为第一电流检测部的电流传感器105、和设置于直流电源装置101的低间电位端的输出侧的作为第二电流检测部的分流电阻106，由此，在直流电源装置101的输出电压非常大的情况下，也能从逆变电路的电流中还原三相电动机103的电流信息。

此时，优选作为第一电流检测部的电流传感器105的检测灵敏度与作为第二电流检测部的分流电阻106的检测灵敏度一致。

在本实施方式4中，对相对修正作为第一电流检测部的电流传感器105的检测灵敏度和作为第二电流检测部的分流电阻106的检测灵敏度的结构进行说明。

图17表示对于与图5相同的输出波形追加了分流电阻106的电流值。

为了检测三相电动机103的电流值，在时刻(a)与时刻(b)之间、和时刻(b)与时刻(c)之间，通过电流传感器用AD转换器302的第一转换和第二转换读入电流传感器105的输出。由此，能够分别检测出高电压相的电流值、高电压相和中电压相的电流值之和(与低电压相的电流的符号反转后的值相同)，其结果是能够还原三相电流。

另一方面，在时刻(a)和时刻(b)之间，如果通过分流电阻用AD转换器1302的第三转换读入分流电阻106的电流值，则能够检测出中电压相和低电压相的电流和(与高电压相的电流的符号反转后的值相同)。另外，在时刻(b)和时刻(c)之间，如果通过分流电阻用AD转换器1302的第四转换读入分流电阻106的电流值，则能够检测出低电压相的电流值。

即，通过作为第一电流检测部的电流传感器105和作为第二电流检测部的分流电阻106，能够分别检测出同一时刻的同一电流。

另外，由于作为第一电流检测部的电流传感器105的检测灵敏度与作为第二电流检测部的分流电阻106的检测灵敏度未必完全一致，所以通过以其中一个的检测灵敏度为基准修正另外一个的检测灵敏度，能够在工作中使检测灵敏度相等。

[4-2.效果等]

如上所述，在实施方式2中的电动机驱动控制装置10中，在使用作为第一电流检测部的电流传感器105和作为第二电流检测部的分流电阻106的情况下，能够提高电流检测精度。因此，使用检测电流的控制精度得到提高。

另外，作为电流检测部的精度，电流为零时的输出也必须一致。作为众所周知的方法，有读取发动机起动前的电流值的方法。作为其他的方法，例如，在图17的波形图中，如果在从时刻(d)到时刻(e)之间读取分流电阻106的电流值，则能够读取零电流的检测值。另外，在图6波形图中，如果在从时刻(b)到时刻(c)之间读取电流传感器105的信息，则能够读取电流传感器105中的零电流的检测值。

通过以上的方法，能够在动作中对电流检测精度进行相对修正，并且能够实现三相电动机103的高精度的电流控制。

工业上的可利用性

本发明能够实现小型化和低成本化，并且能够从逆变器的直流部分的电流中还原在三电平逆变器中的电动机的相电流检测。因此，能够适用于使用三相电动机可变速驱动制冷剂压缩机的家庭用或业务用的制冷空调设备例如家庭用空调机或者业务用空调机等。

附图标记说明

10 电动机驱动控制装置

101 直流电源装置

102u u相臂

102v v相臂

102w w相臂

103 三相电动机

104 控制电路

105电流传感器(第一电流检测部)

106分流电阻(第二电流检测部)

111u 高电位端侧半导体开关

112u 低电位端侧半导体开关

113u中间电位端侧半导体开关

114输入端子

301微型计算机(CPU)

302电流传感器用AD转换器

303三电平三相PWM生成器

304第一AD转换用开始计时器

305第二AD转换用开始计时器

306 逆变载波发生器

1302 转换器

1304第三AD转换用开始计时器

1305第四AD转换用开始计时器。

Claims (8)

1.一种电动机驱动控制装置，其驱动三相电动机，所述电动机驱动控制装置的特征在于，包括：

直流电源装置，其具有高电位端、低电位端和中间电位端并且输出直流电；

连接到所述三相电动机的多个输入端子；

具有多个半导体开关的多个臂，所述多个半导体开关包括：分别设置在所述直流电源装置与所述多个输入端子中的对应的输入端子之间且将所述高电位端与所述输入端子之间导通/断开的高电位端侧半导体开关、将所述中间电位端与所述输入端子之间导通/断开的中间电位端侧半导体开关、和将所述低电位端与所述输入端子之间导通/断开的低电位端侧半导体开关；

控制电路，其控制由所述多个半导体开关构成的半导体开关组；和

第一电流检测部，其设置在所述中间电位端与所述半导体开关组之间，

所述控制电路，

以载波信号为基准，控制所述高电位端侧半导体开关、所述中间电位端侧半导体开关和所述低电位端侧半导体开关的导通/断开比率，以使得分别对所述多个输入端子输出所要求的的交流电压，

并且基于在所述载波信号的一个周期内，所述中间电位端侧半导体开关为导通状态的相的组合彼此不同的期间所述第一电流检测部分别检测出的电流值，还原所述三相电动机的相电流信息。

2.如权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其特征在于：

还包括设置在所述低电位端与所述半导体开关组之间的第二电流检测部，

在所述载波信号的一个周期内所述中间电位端侧半导体开关处于导通状态的仅为一相的情况下，所述控制电路基于在所述中间电位端侧半导体开关处于导通状态的期间所述第一电流检测部检测出的电流值、和在所述三相中的至少任意一个相的所述低电位端侧半导体开关处于导通状态的期间所述第二电流检测部检测出的电流值，还原所述三相电动机的相电流信息。

3.如权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其特征在于：

在仅一相的所述中间电位端侧半导体开关为导通状态的期间在所述第一电流检测部检测电流值的情况下，所述控制电路变更其他相的所述中间电位端侧半导体开关成为导通状态或断开状态的时间，以使得仅所述一相的所述中间电位端侧半导体开关为导通状态的期间变长。

4.如权利要求2所述的电动机驱动控制装置，其特征在于：

在所述载波信号的一个周期内存在由所述第一电流检测部和所述第二电流检测部检测出相同相的电流值的期间的情况下，所述控制电路以所述第一电流检测部和所述第二电流检测部中的其中一个电流检测部为基准，修正另外一个电流检测部的检测灵敏度。

5.如权利要求1～4中任一项所述的电动机驱动控制装置，其特征在于：

所述控制电路基于用于针对所述所要求的的交流电压对所述半导体开关组进行脉冲宽度调制驱动的计时器信息，决定所述第一电流检测部开始检测电流值的时间。

6.如权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其特征在于：

还包括设置在所述低电位端与所述半导体开关组之间的第二电流检测部，

在由所述第一电流检测部或所述第二电流检测部检测出过剩电流的情况下，所述控制电路断开所述高电位端侧半导体开关、所述中间电位端侧半导体开关和所述低电位端侧半导体开关。

7.如权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其特征在于：

所述所要求的的交流电压在所述直流电源的直流电压的范围内。

8.如权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其特征在于：

所述载波信号包括：比所述所要求的的交流电压的频率充分高的频率且在所述高电位端的电位与所述中间电位端的电位之间变化的第一载波信号、和具有与所述第一载波信号相同的周期且在所述中间电位端的电位与所述低电位端的电位之间变化的第二载波信号。