CN1255933C

CN1255933C - 空调装置

Info

Publication number: CN1255933C
Application number: CNB031427227A
Authority: CN
Inventors: 高仓雄八; 川端幸雄; 能登原保夫; 高木純一; 加藤浩二; 須藤一弘; 田村建司; 船山裕治
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2023-06-11
Also published as: KR100564193B1; KR20040024447A; CN1482734A; JP2004101151A; JP3971979B2

Abstract

本发明提供一种空调装置。在驱动空调机用的压缩机的电动机的控制中采用具有将交流变换成直流并使直流电压上升的功能的电力变换电路和对同步电动机进行矢量控制并具有弱磁控制功能的电动机控制装置。当使该电动机的转速上升时，优先于弱磁控制而通过使上述逆变器的直流电压上升的装置来使直流电压上升。这样，不会不必要地采取效率变差的弱磁控制。为此，从低速到高速控制电动机时实现了各运行状态的高效率控制。

Description

空调装置

技术领域

本发明涉及一种空调装置，特别是涉及压缩机用电动机的控制。

背景技术

对永磁式同步电动机进行可变速控制的一般方法例如公开于下述非专利文献1中。

为了使电动机的转速增大，需要增加从电力变换器加到电动机的频率并同时增加电压。由于产生于定子的感应电压与转子的角速度成比例地增加，所以，为了在电动机中使电流流动而产生转矩，必须施加比感应电压高的电压。因此，为了高速转动，需要产生高电压的电力变换器，但存在电力变换器的成本增加和产生干扰等问题。

另一方面，作为不改变从电力变换器供给的电压地对同步电动机进行可变速控制的方法，有使用矢量控制的弱磁控制(即弱磁通控制)。由因流过负的d轴电流而产生的减磁作用，可抑制施加到电动机的电压的上升。如使用该控制，可在将加到电动机的电压抑制到预定的范围内的同时使其高速转动。

(非专利文献1)

“电气工学手册”第594页～第596页(2001年2月20日，电气学会发行)

驱动空调机的压缩机的电动机在热负荷小时或室温平衡时按数百转左右的低速转动，在急速制冷或急速制热时按数千转的高速转动运行。

在需要这样从低速到高速地进行电动机控制的情况下，可在低电压下转动到高速地将电动机的绕组数调整少。然而，在以相同负荷驱动的情况下，与绕组数多的电动机相比，较少的电动机的电动机电流增多。为此，在考虑了电动机的效率的情况下，使绕组数增多降低转速设计点。

然而，为了将转速设计点低的电动机控制到高速，如现有技术所述的那样，需要由驱动电动机的电力变换电路施加高电压或使用由矢量控制实现的弱磁控制。

在由电力变换电路在电动机施加高电压的情况下，当希望进一步提高速度时，必须形成昂贵的电路。特别是难以在家用空调机附加昂贵的电路。另外，在利用矢量控制进行弱磁控制的情况下，如增加电动机绕组的圈数，则以较低速度进入弱磁控制，当负的d轴电流增加时，在电动机的绕组中流过的电流增加，存在电动机的损失增加的问题。

发明内容

鉴于上述问题的存在，本发明的目的在于提供一种空调机，在把用于空调机的制冷循环的电动机从低速控制到高速时，不使成本过多上升即可抑制损失的发生。

另外，此时，可提供通过在各运行状态下有效地控制电动机，抑制了空调机的效率下降的空调机。

为了达到上述目的，本发明的空调装置，具有使配置到制冷循环中的压缩机进行动作的电动机和将直流变换成交流从而对该电动机进行驱动的逆变器；该空调装置包括：使上述逆变器的直流电压上升的装置；对上述电动机进行矢量控制地在上述逆变器上施加开关信号从而可进行弱磁控制的控制装置，在使上述电动机的速度上升时，优先于该弱磁控制而通过使上述逆变器的直流电压上升的装置来使直流电压上升。

更好是，上述空调装置，设置有把交流变换成直流并将直流提供给上述逆变器的整流电路，使上述逆变器的直流电压上升的装置是将上述整流电路从全波整流切换成倍压整流的装置。

更好是，上述空调装置，设置有把电源提供的交流变换成直流并将直流提供给上述逆变器的整流电路，使上述逆变器的直流电压上升的装置是通过使上述电源短路来使直流电压上升的装置。

更好是，上述空调装置，设置有把电源提供的交流变换成直流并将直流提供给上述逆变器的整流电路，使上述逆变器的直流电压上升的装置是将上述整流电路从全波整流切换成倍压整流的装置和通过使上述电源短路来使直流电压上升的装置。

另外，本发明的空调装置具有使配置到制冷循环中的压缩机动作的电动机和将直流变换成交流对该电动机进行驱动的逆变器；其中，包括使上述逆变器的直流电压上升的装置和对上述电动机进行矢量控制地在上述逆变器施加开关信号而可进行弱磁控制的控制装置。

另外，为了达到上述目的，本发明的空调装置具有使配置到制冷循环中的压缩机动作的电动机和将直流变换成交流对该电动机进行驱动的逆变器；其中，包括使上述逆变器的直流电压上升的装置、对上述电动机进行矢量控制地在上述逆变器施加开关信号而可进行弱磁控制的控制装置、及在使上述电动机的速度上升时优先于该弱磁控制地选定使上述逆变器的直流电压上升的装置的功能。

附图说明

图1为本发明的逆变装置的一实施例的电路图。

图2为本发明的逆变装置的一实施例的控制图。

图3为本发明的逆变装置的一实施例的控制图。

图4为本发明的逆变装置的一实施例的控制图。

图5为本发明的逆变装置的一实施例的控制图。

图6为本发明的逆变装置的一实施例的控制图。

图7为本发明的逆变装置的一实施例的控制图。

图8为示出本发明逆变装置的一实施例的电流波形的例子的图。

图9为示出本发明的逆变装置的一实施例的损失的图。

图10为本发明的逆变装置的一实施例的电路图。

图11为本发明的逆变装置的一实施例的电路图。

图12为本发明的逆变装置的一实施例的控制图。

图13为本发明的逆变装置的一实施例的控制图。

具体实施方式

图1为示出本发明空调机用电动机的控制装置电路构成的实施形式的图。在该图中，符号1为商用电源，符号2为功率因素改善电抗器，符号3为整流二极管，符号4为整流电路切换开关，符号5、6、7为平滑电容器，符号8为电流检测电阻，符号9为输入电流检测线圈，符号10为整流二极管，符号11、12为AD变换器，符号13、14、15为驱动器，符号16为运算处理装置，符号17为AD变换器，符号18为同步电动机(直流无电刷电动机)，符号19为三相逆变电桥电路，符号20为微机，符号21、22、23、24为电阻，符号25为比较器，符号26为电源过零点检测电路，符号27为开关元件，Vs为商用电源，Is为输入电源，Vdc为直流电压，Idc为直流电流，Sz为过零点信号，Sr为开关切换信号，PWM1为变流器的开关元件驱动信号，PWM2为逆变器的开关元件驱动信号。

下面说明该电路的动作。来自商用电源1的交流电Vs由整流二极管3和平滑电容器5、6、7变换成直流电。向逆变电桥电路19供给直流电，由驱动信号PWM2驱动构成逆变电桥电路19的6个开关元件，对直流电动机18进行速度控制。该直流电动机18与压缩机一起收容于图中未示出的密闭室内，直流电动机18的转动运动变换成压缩机构的压缩动作。由该压缩作用对制冷剂进行压缩，使其在制冷循环中流动，从而作为空调器进行制冷、制热、除湿。

在由整流电路切换开关4切换全波整流电路与倍压整流电路、以高速驱动电动机的情况下，切换到倍压整流电路将高电压施加到逆变电桥电路19的直流侧，将对该直流电压进行通断获得的交流加到电动机。

符号27为变流器用的开关元件，由驱动信号PWM1使整流电路10的输出短路，由与2个功率因素改善用电抗器的组合对输入电源Is进行整形，改善电源功率因素，并控制直流电压Vdc的高度。符号26为生成电源过零点信号的电路，由电阻21、22、23、24对电源Vs的两端电路进行分压，将分压后的电压输入到比较器25进行比较，从而生成每隔电源半周期反相的过零点信号Sz。过零点信号Sz在微机20参照，相应于过零点信号Sz的反相时刻输出驱动信号PWM1。将这些部分形成为从直流电变换成交流电的第1电力变换电路。符号9为检测输入电源Is的大小的线圈，由AD变换器17检测获得的值用于整流电路切换开关4的切换条件等。

直流电压Vdc由AD变换器11检测，在控制整流电路的输出电压时使用。直流电流Idc由AD变换器12检测，在对电动机进行矢量控制时参照。符号19为由6个开关元件构成的逆变电桥电路，由从微机20输出的驱动信号PWM2驱动直流电动机18转动。将这些部分作为从直流电变换成交流电的第2电力变换电路。

下面，根据图2说明矢量控制运算。符号31为电动机电压方程式运算，符号32为两相→三相变换运算，符号33为相位运算，符号34为三相→两相变换运算，符号35为相电流再现运算，符号36为两相→三相变换运算，符号12、15、16与图一相同。Id^*为d轴电流指令，f^*为频率指令，Vd^*为d轴电压指令，Vq^*为q轴电压指令，θ为电压相位，Iu为U相电动机电流，Iw为W相电动机电流，Iq为q轴电动机电流，Id为d轴电动机电流，Iu′为Iu的前次值，Iw′为Iw的前次值，Idc为在电流检测用电阻8中流动的直流电流，Vu为U相电动机电压，Vv为V相电动机电压，Vw为W相电动机电压。

下面说明矢量控制运算的内容。图2为作为矢量控制运算示出一般的计算框图的图。矢量控制根据d轴电流指令、频率指令、作为电流反馈值的实际q轴电流计算出加到构成逆变电桥电路19的开关元件的脉冲串，控制电动机。各运算框图的计算式示于电气工学手册等，所以省略说明。

电动机电压方程式运算31是根据d轴电流指令Id^*、频率指令f^*、q轴电动机电流Iq计算出d轴电压指令Vd^*、q轴电压指令Vq^*。相位运算33是与频率指令f^*成比例地使电动机电压相位超前，计算出电动机电压相位的瞬时值，存储到θ。两相→三相变换运算32是参照电压相位θ而从d轴电压指令Vd^*、q轴电压指令Vq^*计算出U相电动机电压Vu、V相电动机电压Vv、W相电动机电压Vw。相电流再现运算35是由AD变换器12读入在电流检测用电阻8中流动的直流电流Idc，并计算出U相电动机电流Iu、W相电动机电流Iw。三相→两相变换运算34是根据U相电动机电流Iu、W相电动机电流Iw计算出q轴电动机电流Iq、d轴电动机电流Id。两相→三相变换运算36是参照电压相位θ从q轴电动机电流Iq、d轴电动机电流Id计算出Iu前次值Iu′、Iw前次值Iw′。Iu前次值Iu′、Iw前次值Iw′在不能由相电流再现运算35来再现相电流的情况下，用于将相电流的前次计算值替代为本次的值。相应以高效率为目的情况或以高速运行为目的的情况等，来分别调整q轴的电流。

例如，在以高速运行直流电动机18的情况下，由弱磁控制利用流过负的d轴电流产生的减磁作用可抑制加到电动机的电压的上升。通过使用该控制，可将加到电动机的电压抑制到规定的范围内，同时可使其高速转动。

下面，根据图3说明具有改善功率因素的功能的、将交流电变换成直流电的第1电力变换电路的功率因素改善控制。Ts表示电源周期，Vs表示商用电源，Sz表示过零点信号，PWM1表示变流器的开关元件驱动信号，Is表示电源电流，Pon表示PWM1从断开切换成接通的时刻，Poff表示从接通切换成断开的时刻，t1表示从过零点信号S2变化的时刻到PWM1接通的延迟时间，t2表示PWM1接通的时间。将交流电变换成直流电的电力变换电路由图1所示整流二极管10、开关元件27、及功率因素改善电抗器2构成。开关元件27为短路电路，当电源电压的相位为Pon时接通开关元件27的驱动信号PWM1，当电源电压的相位为Poff时断开PWM1。通过改变该Pon和Poff的相位，可对输入电源Is的波形进行整形，同时，由升压开关动作进行直流电压Vdc的控制。

微机20以过零点信号Sz为基准，设定时间t1和t2，从而使得在驱动信号PWM一相位Pon接通，在相位Poff断开。当扩大时间t2时，开关元件接通的时间变长，同时，短路电流流动的时间变长。虽然短路电流流过使功率因素提高，但当使t2过长时，短路电流的峰值延伸，产生过电流等问题，所以，在适当的范围进行调整。另外，通过流过短路电流，输入电力增加，所以，可对直流电压Vdc进行升压控制。

下面，说明根据具有功率因素改善功能的、将交流电变换成直流电的电力变换电路和具有同步电动机的矢量控制功能的、将直流电变换成交流电的电力变换电路的动作而对直流电动机进行速度控制的方法。图4示出直流电动机的控制模式与各控制信号和控制量的关系。控制模式具有0～3共4种。对各种模式，控制d轴电流指令Id^*、直流电压Vdc、开关切换信号Sr、变流器的开关元件驱动信号PWM1。参照输入电源Is切换各模式。

模式0使Id^*处于0近旁，不进行弱磁控制，而且将Vdc控制为Vdc1，成为全波整流电压程度的值，同时，断开Sr，将整流电路作为全波整流电路，并且不进行PWM1的输出。在该模式中，由于Is较小，不需要进行功率因素改善控制，因此，通过不输出开关元件的驱动信号PWM1，可消除开关损失。不进行具有功率因素改善功能的将交流电变换成直流电的电力变换电路的开关动作，将全波整流电压加到使直流电变换成交流电的电力变换电路，对电动机进行可变速控制。

模式1使Id^*处于0近旁，不进行弱磁控制，而且将Vdc控制为Vdc2，成为在全波整流电压加上一些补偿电压获得的值，同时，断开Sr，使整流电路为全波整流电路，并且进行PWM1的输出，控制直流电压Vdc。在该模式中，输入电流Is在Is1以上不到Is2时作动。当输入电流在规定的值以上时，进行功率因素改善控制，对电流波形进行整形，从而可提高效率。因此，进行具有功率因素改善功能的将交流电变换成直流电的电力变换电路的开关动作，控制直流电压Vdc，将全波整流电压加到使直流电变换成交流电的电力变换电路，对电动机进行可变速控制。

在此，根据图8说明输入电流Is1的选定。Ts表示电源电压的周期。不进行功率因素改善控制的场合的输入电源Is的波形由a和b表示。随着输入电流的增加，如从a的波形到b的波形地使电流的峰值成为尖端状，功率因素下降。另外，由于电流导致的电路损失与电流值的平方成正比，所以，电流的峰值延伸使得损失的发生增大。因此，通过进行将交流电变换成直流电的电力变换电路的开关动作，如c的波形那样改善功率因素，抑制电流的峰值，可相对b的波形减少c的波形的损失。另一方面，通过进行开关动作，在开关元件27发生损失。因此，对抑制输入电流的峰值减少损失的量和由开关产生的损失的综合，决定电路的损失增减。

在此，根据图9比较进行开关的场合和不进行开关的场合的损失。实线d示出不进行开关的场合的电路损失，虚线e示出进行开关动作的场合的损失。在输入电源Is较小的情况下，由于电流的峰值小，所以，开关动作产生的电流峰值的抑制效果小。另一方面，由于开关动作导致损失发生，所以，对于整体的电路损失，进行开关动作的e有时比不进行开关动作的d大。当输入电源Is增大时，由开关抑制电流的峰值的场合与并不是这样的情况的场合的效率差较明显，进行开关动作的e比不进行开关动作的d更可抑制损失。因此，以规定的Is为基准分成模式n与模式n+1，使损失变得更低地分成进行开关动作的场合和不进行开关动作的场合进行控制。这样，可使得在模式n为实线d示出的损失，在模式n+1为虚线e示出的损失。模式边界的输入电源Is1通过实测与实线d相当的不进行开关动作的场合的损失和与虚线e相当的开关动作的进行场合的损失而求出。由于随电路构成和电路常数的不同可能存在不发生实线d和虚线e交叉的情况下，所以，在这样的场合固定为损失较低一方的模式。

模式2使Id^*处于0近旁，不进行弱磁控制，而且将Vdc控制为Vdc3，成为在倍压整流电压加上一些补偿电压获得的值，同时，接通Sr，使整流电路为倍压整流电路，并且进行PWM1的输出，控制直流电压Vdc。在该模式中，输入电流Is在Is2以上不到Is3时作动。为了使电动机转动到高速，需要增大加到电动机的电压，将整流电路从全波整流电路切换到倍压整流电路。将电动机转动到高速的场合判断为输入电流在规定值以上的情况下，作为整流电路切换的判断基准。

在此，根据图10和图11说明全波整流电路和倍压整流电路的损失。图10为全波整流电路，图11为倍压整流电路的构成。在图10的全波整流电路中，由于整流电路切换开关4断开，所以，输入电源Is通过整流二极管3c和3b或3a和3d的组合而流动，成为电源电流时常在2个二极管中流动的构成。在图11的倍压整流电路中，由于开关4闭合，所以，输入电源Is通过整流二极管3a或3c的组合而流动，成为电源电流时常在1个二极管中流动的构成。如由各二极管产生的损失相同，则在图10的情况下电流流动的二极管数为2倍，所以，二极管损失也为2倍。因此，全波整流的损失大。另一方面，直流电动机的损失在直流电压Vdc低的场合有时为低损失。可考虑到这样的情况下，即，如直流电压Vdc高，则按电动机电流的各PWM通断而断续的电流振幅变宽，因涡流等使电动机的铁损增加，另外，电动机电流的各PWM通断的电流峰值延伸使铜损增加，从而使电动机损失增加。因此，对于包含电路损失和电动机损失的综合损失，由从全波整流切换到倍压整流而减少的电路损失和增加的电动机损失的综合效果决定综合损失的增减。如使用图9在前面说明的那样，以规定的Is为基准分成模式n和模式n+1使损失更低地分成全波整流和倍压整流地进行控制。模式边界的输入电源Is2通过实测与实线d相当的全波整流时的损失和与虚线e相当的倍压整流时的损失而求出。由于随着电路构成和电路常数的不同可能不发生实线d与虚线e的交叉，所以，在这样的情况下，固定为损失低的一方的模式。另外，由于直流电压Vdc为尽可能低的值时综合损失低，所以，Vdc2在功率因素可能提高的范围内设定为尽可能低的值。实际上，设为在全波整流电压Vdc1加上一些补偿电压获得的值。同样，Vdc3在功率因素可能提高的范围内设定为尽可能低的值。实际上，设为在倍压整流电压加上一些补偿电压的值。

模式3使Id^*成为负值并进行弱磁控制，而且将Vdc控制为Vdc3并作为在倍压整流电压加上一些偏移电压的值，而且接通Sr，使整流电路成为倍电压整流电路，进行PWM1的输出，实施直流电压Vdc的控制。该模式在输入电源Is达到Is3以上的场合作动。为了使电动机转动到高速，在直流电变换成交流电的电力变换电路的电压调制度达到规定的值的情况下，使Id^*成为负值并进行弱磁控制，控制电动机的转速。该模式在输入电流非常大、需要通过弱磁控制对电动机进行控制的场合作动。使弱磁控制动作的判断按从直流电变换成交流电的电源变换电路的电压调制度是否达到规定的值而进行。

下面，根据图5说明从直流电变换成交流电的电源变换电路的电压调制度和动作模式的切换。在图4中，将电源电流Is作为判定基准说明了各动作模式的切换，但在图5中，各动作模式的内容与在图4中说明的内容相同，但将电压调制度khv1作为各动作模式的切换判定基准。从模式0到模式1的切换和从模式1到模式2的切换在电压调制度khv1达到规定的最大值khv1(max)时切换。另外，在模式3，电压调制度khv1达到规定的最大值khv1(max)时开始弱磁控制。

在此，根据图12说明电压调制度和弱磁控制。图12示出在微机20中形成PWM1的内部信号波形，Vu、Vv、Vw为电动机各相的正弦电压信号，Vc为通断信号，通过比较Vu、Vv、Vw与Vc，获得各相的PWM信号。PWM信号的振幅与Vu、Vv、Vw的振幅α成比例。如使振幅的最大值为β，则电压调制度khv1为α在β中所占的比例。当α达到与β相同的值时，khv1为100％，不能使对电动机的电压进一步上升。因此，当电压调制度为100％时，为了使电动机的速度上升，使用弱磁控制。

在此，根据图13说明弱磁控制和电动机的损失。图中示出直流电动机的电压矢量，Vm为电动机电压，ω为转速，L为绕组的电感值，r为绕组电阻值，E0为感应电压，Iq为q轴电流，Id为d轴电路，Im为电动机电流，为q轴与Im所成的角度，δ为q轴与Vm所成的角度，q为q轴，d为d轴。在电动机的绕组中产生的电压为电感部分的ω·L·Im、电阻部分的r·Im、感应电压部分的E0，这些电压矢量的合计成为电动机的端子电压。在进行弱磁控制的情况下，将d轴电流Id控制为负的值。Iq与Id的矢量和为Im，电压矢量的r·Im与Im平行，但如使Id为负的值，使Vm相对E0所成的角度δ扩大地控制，则可由负的d轴电流流动时产生的减磁作用抑制加到电动机的电压Vm的上升。如使用该控制，则可在将加到电动机的电压Vm抑制到规定的范围内的同时使其高速转动。在不进行弱磁控制的情况下，通过将d轴电流Id控制到0近旁，可减少损失地进行速度控制，而在进行弱磁控制的情况下，如负的d轴电流增加，则在电动机的绕组中流动的电流增大，电动机的损失增加。因此，为了进行效率良好的运行，如上述那样设定运行模式，尽可能不进行弱磁控制地将直流电压Vdc适当地控制为Vdc1、Vdc2、Vdc3。

从模式0向模式1的转移、从模式1向模式2的转移、从模式2向模式3的转移根据电压调制度khv1成为规定的最大值而进行。矢量控制的程序，被编成当电压调制度khv1成为规定的最大值时开始弱磁控制。例如，在考虑到从模式1向模式2的转移的情况下，电压调制度khv1达到规定的最大值时，在该状态下开始弱磁控制。弱磁控制如上述那样为电动机损失增大的运行。因此，在此还不希望投入弱磁控制。这是因为，该模式1还留下有效地达到高速的手段。即，在此，通过从全波整流切换成倍压整流，不进行弱磁控制即可有效地获得更高的速度。

即，作为本实施例的控制的考虑方法，在现在的PWM控制中，当不能使电动机进一步高速化时，在除弱磁控制外还余留下可使电动机高速化的手段的情况下，优先于弱磁控制选择其它手段。例如，在模式0，电压调制度khv1达到规定的最大值，在期望更高速度的情况下，作为弱磁控制之外的使电动机成高速的手段，还留下使逆变器的直流电压上升的手段，其中，还有使开关元件27进行PWM控制和投入开关Sr而从全波整流切换到倍压整流这样2种手段。在该场合，优先选择使开关元件27进行PWM控制的场合。设置了使直流侧短路从而提高直流电压的PAM用开关元件的场合的考虑方式也相同。

换言之，在本实施例中，作为电动机的速度上升手段，当存在使直流电动上升从而使电动机速度上升的手段和投入弱磁控制使电动机速度上升的手段时，优先于弱磁控制选择使直流电压上升的手段。这样，可在抑制电动机的效率下降的同时使速度上升。

以上，在图4中，说明了参照输入电源Is由与负荷相应的运行模式切换提高效率的运行模式的切换，在图5中说明了参照电压调制度khv1尽可能不进行弱磁控制地提高效率的运行模式的切换。下面说明通过组合该2个运行模式的切换对电动机进行速度控制的方法。图6为在图4和图5中说明的运行模式的转移图。图7在图表中示出运行模式的转移条件。图6所示符号①、②、③、④、⑤、⑥、⑦与图7的符号对应。在图6中，将电动机起动时作为开始，相应于运行状态将运行模式从模式0切换到模式3。各模式的切换条件由符号①～⑦示出。例如，从模式0切换到1的场合的条件为①，从模式1切换到0的场合的条件为②。在使电动机停止后再起动的情况下，从模式0开始运行。从模式0切换到模式1的条件为与图4中说明的从模式0切换到1的条件和在图5中说明的从模式0切换到1的条件中的任一个相符的场合。从模式1切换到2的切换条件为与图4中说明的从模式1切换到2的条件和在图5中说明的从模式1切换到2的条件中的任一个相符的场合。从模式2切换到3的条件与图4说明的条件相同。从模式1切换到0的条件为与图4说明的从模式0切换到1的条件不相符的场合和不与在图5中说明的从模式0切换到1的条件相符的场合。从模式2切换到1的切换条件为不与图4中说明的从模式2切换到1的条件相符的场合和不与在图5中说明的从模式2切换到1的条件相符的场合。从模式3切换2的条件为不与图4说明的条件相符的场合。通过这样进行模式切换条件的设定，可同时满足在从交流电变换到直流电的第1电力变换电路中不降低效率和功率因素的条件和在从直流电变换到交流电的第2电力变换电路中尽可能不进行弱磁控制从而提高效率的条件，可进行效率良好的直流电动机的运行。

按照本实施例，具有第1电力变换电路和第2电力变换电路，第1电力变换电路具有提高功率因素地由第1开关元件的开关动作控制输入电流的波形的装置，第2电力变换电路具有根据电动机电流计算出在转子座标轴上直交的d、q轴的电动机电流、根据直交的d、q轴的各电流指令值和频率指令值输出交流电的装置，在由这些装置构成的同步电动机的逆变器装置中，上述第1电力变换电路在输入电流达到预定的规定值以上时进行第1开关元件的开关动作，在输入电流处于预定的规定值以下时，停止第1开关元件的开关动作，或者，上述第1电力变换电路在上述第2电力变换电路的从直流电变换到交流电的电压调制度达到预定的规定值以上时进行第1开关元件的开关动作，在电压调制度处于预定的规定值以下时，停止第1开关元件的开关动作，所以，可抑制在电力变换电路中发生的电力损失。

另外，在当输入电流达到预定的规定值以上时进行第1开关元件的开关动作、当输入电流处于预定的规定值以下时停止第1开关元件的开关动作地进行控制的情况下，以进行开关动作的场合的效率或功率因素比不进行开关动作的场合的效率或功率因素高的输入电流的值作为输入电流的预定的规定值；或者，在上述第1电力变换电路当上述第2电力变换电路的从直流电变换到交流电的电压调制度达到预定的规定值以上时进行第1开关元件的开关动作、当电压调制度处于预定的规定值以下时停止第1开关元件的开关动作地进行控制的情况下，以电压调制度的最大值作为预定的规定值，所以，可抑制电力变换电路和电动机的电力损失。

另外，第1电力变换电路具有将整流电路切换到全波整流电路和倍压整流电路的装置，当将输入电力变换成直流电时，在输入电流处于预定的规定值以上的情况下，将整流电路切换到倍压整流电路，在输入电流处于预定的规定值以下的情况下，将整流电路切换到全波整流电路；或者，由于上述第1电力变换电路在上述第2电力变换电路的从直流电变换成交流电的电压调制度达到预定的规定值以上的场合将整流电路切换到倍压整流电路、在电压调制度处于预定的规定值以下的场合将整流电路切换到全波整流电路地进行控制，所以，可抑制电力变换电路和电动机的电力损失。

另外，第1电力变换电路在将整流电路切换到全波整流电路地进行控制时，将输入电力变换成直流电的值成为预定的规定值地由第1开关元件的开关动作控制输入电力，而且以效率或功率因素最高的直流电压的值作为预定的规定值，所以，可抑制电力变换电路和电动机的电力损失。

另外，当将输入电力变换成直流电时，在当输入电流处于预定的规定值以上时将整流电路切换到倍压整流电路、当输入电流处于预定的规定值以下时将整流电路切换到全波整流电路的情况下，以切换到倍压整流电路时的效率或功率因素比切换到全波整流电路时的效率或功率因素高的输入电流的值作为输入电流的预定的规定值；或者，在上述第1电力变换电路当上述第2电力变换电路的从直流电变换成交流电的电压调制度达到预定的规定值以上时将整流电路切换到倍压整流电路、当电压调制度处于预定的规定值以下时将整流电路切换到全波整流电路的情况下，以电压调制度的最大值作为预定的规定值，所以，可抑制电力变换电路和电动机的电力损失。

另外，第1电力变换电路在将整流电路切换到全波整流电路地进行控制时，将输入电力变换成直流电的值成为预定的规定值地由第1开关元件的开关动作控制输入电力，而且，在上述第2电力变换电路的从直流电变换成交流电的电压调制度达到预定的规定值以上的情况下，使上述电动机的在转子座标轴上直交的d、q轴的d轴的电流指令值增减，控制电动机的输出，所以，可抑制电力变换电路和电动机的电力损失。

另外，当使将输入电力变换成直流电的值成为预定的规定值地由第1开关元件的开关动作控制输入电力时，以效率或功率因素变得最高的直流电压的值作为预定的规定值，而且，在上述第2电力变换电路的从直流电变换成交流电的电压调制度达到预定的规定值以上的情况下，当使上述电动机的在转子座标轴上直交的d、q轴的d轴的电流指令值增减以控制电动机的输出时，以电压调制度的最大值作为预定的规定值，所以，可抑制电力变换电路和电动机的电力损失。

按照本发明，可提供一种空调机，在把用于空调机的制冷循环的电动机从低速控制到高速时，不使成本过多上升即可抑制损失的发生。

Claims

1.一种空调装置，具有使配置到制冷循环中的压缩机进行动作的电动机和将直流变换成交流从而对该电动机进行驱动的逆变器；其特征在于，包括：使上述逆变器的直流电压上升的装置；对上述电动机进行矢量控制地在上述逆变器上施加开关信号从而可进行弱磁控制的控制装置，在使上述电动机的速度上升时，优先于该弱磁控制而通过使上述逆变器的直流电压上升的装置来使直流电压上升。

2.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，设置有把交流变换成直流并将直流提供给上述逆变器的整流电路，使上述逆变器的直流电压上升的装置是将上述整流电路从全波整流切换成倍压整流的装置。

3.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，设置有把电源提供的交流变换成直流并将直流提供给上述逆变器的整流电路，使上述逆变器的直流电压上升的装置是通过使上述电源短路来使直流电压上升的装置。

4.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，设置有把电源提供的交流变换成直流并将直流提供给上述逆变器的整流电路，使上述逆变器的直流电压上升的装置是将上述整流电路从全波整流切换成倍压整流的装置和通过使上述电源短路来使直流电压上升的装置。