專利名稱：電機(jī)驅(qū)動方法及電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)、風(fēng)扇電機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及電機(jī)的驅(qū)動方法的發(fā)明，適用于利用三相逆變器驅(qū)動具有轉(zhuǎn)子的三相無刷直流電機(jī)的電機(jī)的驅(qū)動方法及電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在具有轉(zhuǎn)子的三相無刷直流電機(jī)(電動機(jī))中設(shè)有三個霍爾傳感器，用于檢測轉(zhuǎn) 子(rotor)的位置。利用來自該霍爾傳感器的位置檢測信號，控制三相逆變器(U相、V相、 W相)的開關(guān)元件來驅(qū)動無刷直流電機(jī)。但是，在位于三相逆變器的開關(guān)元件中的一相(例如U相)的下臂上的開關(guān)元件 出現(xiàn)短路故障的情況下，如果把位于該一相(U相)的上臂上的開關(guān)元件設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，則 將在三相逆變器的直流母線彼此間產(chǎn)生短路。在產(chǎn)生這種短路故障的情況下，控制無刷直 流電機(jī)的驅(qū)動的電路根據(jù)過電流的產(chǎn)生來檢測異常，使來自逆變器的波形輸出停止，使無 刷直流電機(jī)的驅(qū)動停止。另外，在控制無刷直流電機(jī)的驅(qū)動的電路不進(jìn)行過電流的保護(hù)動 作的情況下，將進(jìn)一步使逆變器出現(xiàn)故障，或者/并且引起向逆變器提供直流的電源的故 障。這樣，在驅(qū)動電動機(jī)的逆變器產(chǎn)生短路故障的情況下，在專利文獻(xiàn)1中，進(jìn)行使來 自逆變器的波形輸出停止，并停止電動機(jī)的驅(qū)動。但是，也存在即使逆變器產(chǎn)生短路故障也 想繼續(xù)電動機(jī)的驅(qū)動的情況。專利文獻(xiàn)2公開了在這種情況下以限定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來驅(qū)動電 動機(jī)的方法。在專利文獻(xiàn)2中，在逆變器發(fā)生短路故障時，進(jìn)行將直流電壓的中性點(diǎn)和輸出 線連接的V型接線運(yùn)轉(zhuǎn)來驅(qū)動電動機(jī)。另外，專利文獻(xiàn)3公開了一種電動機(jī)的驅(qū)動方法，在 逆變器發(fā)生短路故障的情況下，確?；旌掀嚨耐吮苄旭偂?b>專利文獻(xiàn)1日本特開平9-191654號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2004-120883號公報專利文獻(xiàn)3日本特開2008-11683號公報在專利文獻(xiàn)2的驅(qū)動方法中，在逆變器發(fā)生短路故障時進(jìn)行V型接線，因而需要三 相的將中性點(diǎn)和輸出線連接的連接開關(guān)電路。因此，使用該專利文獻(xiàn)2的驅(qū)動方法的逆變 器變大，并且裝置成本增加。另外，在專利文獻(xiàn)3的驅(qū)動方法中，如果是感應(yīng)電動機(jī)，則能夠比較容易地進(jìn)行驅(qū) 動，但在電動機(jī)是PM電機(jī)(永久磁鐵式同步電動機(jī))即無刷直流電機(jī)的情況下，需要根據(jù) 轉(zhuǎn)子的位置來進(jìn)行電壓輸出，因而產(chǎn)生在起動時流過過大的電流，不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的驅(qū)動的 問題。另外，不能應(yīng)對因短路而產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明涉及的電機(jī)的驅(qū)動方法及電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中，能夠在逆變器的開關(guān)元件發(fā) 生短路故障的情況下穩(wěn)定地驅(qū)動電機(jī)，而且不需設(shè)置連接開關(guān)電路等新的結(jié)構(gòu)。為了解決上述問題，本發(fā)明的電機(jī)的驅(qū)動方法的第一方式是利用三相逆變器驅(qū)動具有轉(zhuǎn)子的三相電機(jī)。三相逆變器具有與按順序進(jìn)相的第1相 第3相對應(yīng)的第1橋臂 第3橋臂。第1橋臂 第3橋臂分別具有三相逆變器的輸出端、以及相對于輸出端位于一 側(cè)的第1臂和位于另一側(cè)的第2臂，在第1臂和第2臂上分別設(shè)有開關(guān)元件。并且，本發(fā)明 的電機(jī)的驅(qū)動方法的第一方式包括如下步驟(a)檢測開關(guān)元件的短路故障；(b)當(dāng)在步驟 (a)中，在設(shè)于第1橋臂的第2臂上的開關(guān)元件中檢測到短路故障的情況下，使位于第1橋 臂的第1臂上的開關(guān)元件成為截止?fàn)顟B(tài)；(c)執(zhí)行下述至少任意一個動作，將轉(zhuǎn)子的位置固 定，即，(i)使設(shè)于第3橋臂的第1臂上的開關(guān)元件成為導(dǎo)通狀態(tài)，使設(shè)于第3橋臂的第2臂 上的所述開關(guān)元件成為截止?fàn)顟B(tài)，( )使設(shè)于第2橋臂的第1臂上的開關(guān)元件成為導(dǎo)通狀 態(tài)，使設(shè)于第2橋臂的第2臂上的開關(guān)元件成為截止?fàn)顟B(tài)；以及(d)在步驟(c)之后，通過 設(shè)于第2橋臂和第3橋臂上的開關(guān)元件的開關(guān)動作，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的電機(jī)的驅(qū)動方法的第二方式是在該第一方式中，在步驟(C)中，使設(shè)于 第3橋臂的第1臂上的所述開關(guān)元件成為導(dǎo)通狀態(tài)，使設(shè)于第3橋臂的第2臂上的所述開 關(guān)元件成為截止?fàn)顟B(tài)，使設(shè)于第2橋臂的第1臂上的開關(guān)元件成為截止?fàn)顟B(tài)，使設(shè)于第2橋 臂的第2臂上的開關(guān)元件成為導(dǎo)通狀態(tài)，將轉(zhuǎn)子的位置固定。本發(fā)明的電機(jī)的驅(qū)動方法的第三方式是在該第一方式或第二方式中，在步驟(d) 中，對電機(jī)的通電方法是180°通電。本發(fā)明的電機(jī)的驅(qū)動方法的第四方式是在該第一方式 第三方式的任意一個方 式中，在步驟(d)中，通過脈寬調(diào)制來控制位于第2橋臂和第3橋臂的第1臂上的開關(guān)元件。本發(fā)明的電機(jī)的驅(qū)動方法的第五方式是在該第一方式 第四方式的任意一個方 式中，在步驟(d)中，在無刷直流電機(jī)由于短路故障而不能輸出正常轉(zhuǎn)矩的期間，不進(jìn)行電 壓輸出。本發(fā)明的電機(jī)的驅(qū)動方法的第六方式是在該第五方式中，在步驟(d)中，在無刷 直流電機(jī)由于短路故障而不能輸出正常轉(zhuǎn)矩的期間，使設(shè)于第1橋臂 第3橋臂的第1臂 上的開關(guān)元件都成為截止?fàn)顟B(tài)，使設(shè)于第2橋臂和第3橋臂的第2臂上的開關(guān)元件都成為 導(dǎo)通狀態(tài)。本發(fā)明的電機(jī)的驅(qū)動方法的第七方式是在該第五方式中，在步驟(d)中，在無刷 直流電機(jī)由于短路故障而不能輸出正常轉(zhuǎn)矩的期間，使設(shè)于第1橋臂 第3橋臂的第1臂 上的開關(guān)元件都成為截止?fàn)顟B(tài)，使設(shè)于第2橋臂和第3橋臂的第2臂上的開關(guān)元件都成為 截止?fàn)顟B(tài)。本發(fā)明的電機(jī)的驅(qū)動方法的第八方式包括如下步驟(A)檢測開關(guān)元件的短路故 障；以及(B)當(dāng)在步驟(A)中檢測到開關(guān)元件的短路故障的情況下，把對電機(jī)的通電方法從 120°通電切換為180°通電。本發(fā)明的電機(jī)的驅(qū)動方法的第九方式是在該第八方式中，三相逆變器具有與按順 序進(jìn)相的第1相 第3相對應(yīng)的第1橋臂 第3橋臂。第1橋臂 第3橋臂分別具有三相 逆變器的輸出端、以及相對于輸出端位于一側(cè)的第1臂和位于另一側(cè)的第2臂。在第1臂 和第2臂上分別設(shè)有開關(guān)元件。當(dāng)在步驟(A)中，在設(shè)于第1橋臂的第2臂上的開關(guān)元件 中檢測到短路故障的情況下，在步驟(B)中執(zhí)行下述步驟(Bi) (B2)。S卩，(Bi)使位于所述 第1橋臂的所述第1臂上的所述開關(guān)元件(Qu)成為截止?fàn)顟B(tài)；(B2)在所述步驟(Bi)之后， 通過脈寬調(diào)制來控制位于所述第2橋臂和所述第3橋臂的所述第1臂上的所述開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)動作，由此使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的電機(jī)的驅(qū)動方法的第十方式是在該第八方式或第九方式中，在步驟(B)中，在電機(jī)由于短路故障而不能輸出正常轉(zhuǎn)矩的期間，不進(jìn)行電壓輸出。并且，本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具有三相逆變器，其驅(qū)動具有轉(zhuǎn)子的三相電機(jī)；以 及信號控制部，其控制提供給三相逆變器的信號。三相逆變器包括與按順序進(jìn)相的第1 相 第3相對應(yīng)的第1橋臂 第3橋臂，第1橋臂 第3橋臂分別設(shè)有三相逆變器的輸出 端、以及相對于輸出端位于一側(cè)的第1臂和位于另一側(cè)的第2臂，在第1臂和第2臂上分別 設(shè)有開關(guān)元件。當(dāng)在設(shè)于第1橋臂的第2臂上的開關(guān)元件中檢測到短路故障的情況下，信 號控制部使位于第1橋臂的第1臂上的開關(guān)元件成為截止?fàn)顟B(tài)，為了將轉(zhuǎn)子的位置固定，信 號控制部執(zhí)行下述至少任意一個動作(i)使設(shè)于第3橋臂的第1臂上的開關(guān)元件成為導(dǎo) 通狀態(tài)，使設(shè)于第3橋臂的第2臂上的開關(guān)元件成為截止?fàn)顟B(tài)，(ii)使設(shè)于第2橋臂的第 1臂上的開關(guān)元件成為導(dǎo)通狀態(tài)，使設(shè)于第2橋臂的第2臂上的開關(guān)元件成為截止?fàn)顟B(tài)，在 將轉(zhuǎn)子的位置固定之后，通過設(shè)于第2橋臂和第3橋臂上的開關(guān)元件的開關(guān)動作，使轉(zhuǎn)子旋 轉(zhuǎn)。并且，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)還可以具有顯示檢測到短路異常的情況的顯示部。并且，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)還可以具有指示部，該指示部在發(fā)生短路故障時進(jìn)行電機(jī)的 停止或繼續(xù)驅(qū)動的指示。并且，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)還可以具有短路故障檢測電路，該短路故障檢測電路通過計 測輸入給三相逆變器的輸入電流來檢測短路故障。本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)具有三相電機(jī)、以及驅(qū)動電機(jī)的上述任意一項(xiàng)所述的電機(jī)驅(qū)動 系統(tǒng)。本發(fā)明的風(fēng)扇電機(jī)系統(tǒng)具有風(fēng)扇；使風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)的三相電機(jī)；以及驅(qū)動電機(jī)的上 述任意一項(xiàng)所述的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。根據(jù)這種電機(jī)的驅(qū)動方法的第一方式，能夠在逆變器的開關(guān)元件發(fā)生短路故障的 情況下穩(wěn)定地驅(qū)動電機(jī)，而且不需設(shè)置連接開關(guān)電路等新的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這種電機(jī)的驅(qū)動方法的第二方式，與柵極信號的相位差有關(guān)的自由度增大。根據(jù)這種電機(jī)的驅(qū)動方法的第三方式，能夠?qū)崿F(xiàn)最大電氣角為180度的轉(zhuǎn)矩輸 出，因而能夠正常驅(qū)動電機(jī)的期間增加。根據(jù)這種電機(jī)的驅(qū)動方法的第四方式，通過脈寬調(diào)制來控制輸出電壓，能夠?qū)崿F(xiàn) 精度更加良好的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度控制。根據(jù)這種電機(jī)的驅(qū)動方法的第五 第七方式，避免因輸出不正常的轉(zhuǎn)矩造成的制 動動作，防止電機(jī)1的減速、電流增加、異常聲音。尤其根據(jù)第六方式或第七方式，不進(jìn)行朝向直流線路的再生，抑制因短路故障造 成的電機(jī)的制動動作，能夠?qū)㈦姍C(jī)的減速抑制在最小限度。根據(jù)這種電機(jī)的驅(qū)動方法的第八 第十方式，通過切換為180°通電，能夠?qū)崿F(xiàn)最 大電氣角為180度的轉(zhuǎn)矩輸出，因而能夠正常驅(qū)動電機(jī)的期間增加。另外，在這種電機(jī)的其 他驅(qū)動方法中，能夠在逆變器的開關(guān)元件發(fā)生短路故障的情況下穩(wěn)定地驅(qū)動電機(jī)。尤其根據(jù)第九方式、第十方式，分別能夠獲得與第四方式、第五方式相同的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)這種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，能夠在逆變器的開關(guān)元件發(fā)生短路故障的情況下繼續(xù)進(jìn)行電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，而且不需設(shè)置中性點(diǎn)連接開關(guān)電路等新的結(jié)構(gòu)。并且，能夠利用顯示部將短路故障通知給用戶，提醒用戶注意具有因短路故障造 成的缺相異常的多相電機(jī)，能夠適當(dāng)且迅速地進(jìn)行故障修理的委托。結(jié)果，能夠使電機(jī)驅(qū)動 盡快恢復(fù)為正常狀態(tài)。 并且，通過由用戶操作指示部，能夠主動地進(jìn)行無刷直流電機(jī)的停止或繼續(xù)驅(qū)動 的控制。并且，由于利用短路故障檢測短路計測輸入電流，因而能夠據(jù)此檢測開關(guān)元件有 無短路故障，由此有助于上述電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這種熱泵系統(tǒng)，通過使用上述電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)來驅(qū)動壓縮機(jī)電機(jī)和風(fēng)扇電機(jī)、 泵用電機(jī)等，在驅(qū)動電機(jī)的逆變器發(fā)生短路故障時，也能夠使系統(tǒng)整體上繼續(xù)驅(qū)動。根據(jù)這種風(fēng)扇電機(jī)系統(tǒng)，通過使用上述電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，在驅(qū)動電機(jī)的逆變器發(fā)生 短路故障時，也能夠使系統(tǒng)整體上繼續(xù)驅(qū)動。并且，從風(fēng)扇電機(jī)慣性較大的方面考慮也比較
王困相


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的三相無刷直流電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的框圖。圖2是本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的時序圖。圖3是本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生短路故障時的時序圖。圖4是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的三相無刷直流電機(jī)的驅(qū)動方法的流 程圖。圖5是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的三相無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子的固定位 置的圖。圖6是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變形示例涉及的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生短路故障時的 時序圖。圖7是本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的時序圖。圖8是本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生短路故障時的時序圖。圖9是用于說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的三相無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子的固定位 置的圖。圖10是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的變形示例涉及的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的時序圖。圖11是用于說明本發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的三相無刷直流電機(jī)的驅(qū)動方法的 流程圖。標(biāo)號說明1無刷直流電機(jī)；2電機(jī)驅(qū)動電路；3電源部；4電機(jī)控制電路；5風(fēng)扇；6霍爾元件； 7電流檢測電路；11轉(zhuǎn)子；12定子；21逆變器；22柵極驅(qū)動電路；23短路故障檢測電路；25 顯示部；26指示部；31交流電源；41旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部；42旋轉(zhuǎn)速度控制部；43驅(qū)動信號生 成部；100熱泵裝置。
具體實(shí)施例方式第1實(shí)施方式
圖1表示本實(shí)施方式涉及的三相無刷直流電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的框圖。圖1所示的三相無刷直流電機(jī)1使風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn)。例如，風(fēng)扇5被用作空調(diào)機(jī)或熱泵系統(tǒng)的室外機(jī)的 風(fēng)扇。或者，無刷直流電機(jī)1被用作壓縮機(jī)電機(jī)、泵用電機(jī)。無刷直流電機(jī)1具有轉(zhuǎn)子11和定子12。定子12具有星型接線的U相、V相和W 相的驅(qū)動線圈Lu、Lv、Lw。該驅(qū)動線圈Lu、Lv、Lw的一端分別與逆變器21的輸出端T1、T2、 Τ3連接，另一端全部與中性端TN連接。轉(zhuǎn)子11包括由N極和S極構(gòu)成的兩極的永久磁鐵。該轉(zhuǎn)子11相對于定子12旋 轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子11的旋轉(zhuǎn)，風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子11的位置根據(jù)設(shè)于無刷直流電機(jī)1附近的霍 爾元件6輸出的位置信號Hu、Ην、Hw計算得到。驅(qū)動無刷直流電機(jī)1的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具有電機(jī)驅(qū)動電路2、電源部3和電機(jī)控制電 路4。該電機(jī)驅(qū)動電路2具有逆變器21、柵極驅(qū)動電路22和短路故障檢測電路23。逆變器21具有分別與按順序進(jìn)相的U相、V相、W相對應(yīng)的橋臂Li、L2、L3。橋臂 Li、L2、L3在直流母線Jl、J2之間并聯(lián)連接。橋臂Li、L2、L3分別具有逆變器21的輸出端Tl、Τ2、Τ3。另外，各個橋臂Li、L2、 L3具有相對于輸出端Τ1、Τ2、Τ3位于一側(cè)(圖中上側(cè))的上臂和位于另一側(cè)(圖中下側(cè)) 的下臂。并且，在橋臂Li、L2、L3的上臂上分別設(shè)有開關(guān)元件Qu、Qv, Qw,在橋臂Li、L2、L3 的下臂上分別設(shè)有開關(guān)元件Qx、Qy、Qz。開關(guān)元件Qu、Qv、QW、QX、Qy、Qz例如是絕緣柵極雙向晶體管。另外，與該開關(guān)元件 Qu、Qv、Qw、Qx、Qy, Qz分別并聯(lián)地連接二極管Du、Dv、Dw、Dx、Dy、Dz，而且使電流流過的方向相反。電源部3把來自交流電源31的輸出電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，通過直流母線Jl、J2提 供給逆變器21。電流檢測電路7設(shè)于低電位側(cè)的直流母線J2上。電流檢測電路7計測從 電源部3輸入到逆變器21的電流。并且，在計測到的電流是超過預(yù)定值的異常電流的情況 下，短路故障檢測電路23檢測在開關(guān)元件Qu、Qv, Qw, Qx、Qy、Qz的哪個開關(guān)元件中產(chǎn)生了
短路故障。下面，圖1所示的電機(jī)控制電路4具有旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部41、旋轉(zhuǎn)速度控制部42和 驅(qū)動信號生成部43。旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部41根據(jù)從霍爾元件6輸出的位置信號Hu、Ην、Hw,通 過預(yù)定的運(yùn)算求出轉(zhuǎn)子11當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)速度vm。旋轉(zhuǎn)速度控制部42根據(jù)由旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部 41求出的旋轉(zhuǎn)速度vm、和從外部輸入的旋轉(zhuǎn)速度指令V*，輸出占空比指令礦的信號。驅(qū)動 信號生成部43根據(jù)轉(zhuǎn)子11的位置信號Hu、Ην、Hw、占空比指令D*以及來自后面敘述的短 路故障檢測電路23的控制信號，生成開關(guān)信號611’、6<、6 ’、61’、67’、62’。另外，轉(zhuǎn)子11 的位置信號Hu、Ην、Hw確定開關(guān)信號Gu，、Gv'、Gw'、Gx'、Gy，、Gz'的定時。開關(guān)信號Gu，、 Gv\Gw\Gx\Gy\Gz'還根據(jù)占空比指令D*被實(shí)施脈寬調(diào)制。柵極驅(qū)動電路22與開關(guān)元件Qu、Qv, Qw, Qx、Qy、Qz各自的柵極端子連接。柵極 驅(qū)動電路22根據(jù)開關(guān)信號Gu’、Gv’、Gw’、Gx’、Gy’、Gz，(包括被實(shí)施脈寬調(diào)制后的開關(guān)信 號)，生成用于提供給開關(guān)元件Qu、QV、Qw、QX、Qy、Qz并控制它們的動作的柵極信號Gu、Gv、 Gw,Gx,Gy,Gz0柵極信號Gu、Gv、Gw在按順序進(jìn)相的同時，在二值“H” “L”之間推移。柵極 信號Gw、Gx、Gy也相同。顯示部25與圖1所示的短路故障檢測電路23連接。顯示部25顯示有無由短路故障檢測電路23檢測到的短路故障或者還包括故障部位的信息。用戶根據(jù)顯示部25的顯 示得知故障，并被提醒注意無刷直流電機(jī)1。這將有助于適當(dāng)且迅速地進(jìn)行故障修理的委 托。結(jié)果，能夠迅速地進(jìn)行故障修理，使之恢復(fù)為正常狀態(tài)。并且，指示部26與短路故障檢測電路23連接。在發(fā)生了故障時，指示部26受理 用于驅(qū)動無刷直流電機(jī)1的動作執(zhí)行指示。用戶在通過顯示部25得知發(fā)生了短路故障的 情況下，能夠利用指示部26指示使無刷直流電機(jī)1停止、或者進(jìn)行以下說明的短路故障時 的電機(jī)驅(qū)動。在不能允許無刷直流電機(jī)1的噪聲、振動的情況下，優(yōu)選使無刷直流電機(jī)1停 止。并且，如果是寧可接受性能的降低也要使無刷直流電機(jī)1旋轉(zhuǎn)的情況，則優(yōu)選指示按照 下述的方法進(jìn)行驅(qū)動。另外，在本實(shí)施方式中，關(guān)于檢測短路故障的方法，說明了利用電流檢測電路7和短路故障檢測電路23的情況，但本發(fā)明不限于此，只要能夠檢測開關(guān)元件Qu、Qv, Qw, Qx、 Qy、Qz的短路故障，則也可以利用其他結(jié)構(gòu)。S卩，在本實(shí)施方式涉及的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中，短路故障檢測電路23作為信號控制部 發(fā)揮作用，控制從驅(qū)動信號生成部43向柵極驅(qū)動電路22提供的開關(guān)信號Gu’、Gv’、Gw’、 Gx’、Gy’、Gz’，以便在開關(guān)元件Qu、Qv、Qw, Qx、Qy、Qz發(fā)生短路故障時能夠?qū)o刷直流電機(jī) 1進(jìn)行以下說明的驅(qū)動。下面，首先說明正常的電機(jī)的驅(qū)動方法，然后具體說明在開關(guān)元件Qu、Qv、Qw, Qx、 Qy、Qz中的任意一個開關(guān)元件發(fā)生短路故障時的電機(jī)的驅(qū)動方法。圖2表示在轉(zhuǎn)子11向正方向(CCW =Counter Clock Wise逆時針方向)旋轉(zhuǎn)的情 況下，產(chǎn)生于驅(qū)動線圈Lu、Lv, Lw的感應(yīng)電壓Vim、Vvn, Vwn及其他各個信號的時序圖。在 圖2所示的時序圖中記述的其他信號包括轉(zhuǎn)子11的位置信號Hu、HV、Hw，柵極信號Gu、Gv、 Gw、GX、Gy、Gz，和輸出端T1(U相)、T2(V相)、T3(W相)的輸出電壓。在圖2所示的時序圖 中，位置信號Hu、Hv、Hw的相位相對于感應(yīng)電壓VuruVvruVwn的相位前進(jìn)約210度電氣角。 這是因?yàn)椋谙蛘较蛐D(zhuǎn)時，位置信號Hu、Hv、Hw的極性是與感應(yīng)電壓Vun、Vvn、Vwn相反 的極性，相位前進(jìn)180度，而且與感應(yīng)電壓VuruVvruVwn相比前進(jìn)30度。另外，位置信號相 位不限于這種情況，但在下面的說明中都是以位置信號相位和感應(yīng)電壓具有上述相位差的 情況為例。圖2所示的時序圖根據(jù)位置信號Hu、Ην、Hw能取的值的六種模式，被劃分為與60 度電氣角對應(yīng)的區(qū)間。另外，基于圖2所示的時序圖的無刷直流電機(jī)1的驅(qū)動是120°通電 方式(二相通電方式)，將柵極信號相對于感應(yīng)電壓的相位差Φ設(shè)為0度(同相)。具體 地講，V相的柵極信號Gv的正峰中央相對于感應(yīng)電壓Vim的正峰位置是同相。關(guān)于該相位 差Φ在本實(shí)施方式中的重要性將在后面敘述?？刂葡卤蹅?cè)的開關(guān)元件的柵極信號Gx、Gy、Gz被實(shí)施脈寬調(diào)制，但在圖2的說明中 忽略脈寬調(diào)制，說明柵極信號的“H” / “L”。首先，在位置信號模式“0”的區(qū)間，位置信號Hu、HV、Hw分別是“L”、“H”、“H”，轉(zhuǎn)子 11位于30度 90度電氣角的位置。在該區(qū)間，柵極信號Gu、GV、GW、GX、Gy、Gz各自的電平 是“H”、“L”、“L”、“L”、“L”、“H”。另外，由于柵極信號Gv、Gy都是“L”，開關(guān)元件Qv、Qy都 截止，因而V相的輸出電壓只根據(jù)逆變器21的控制不能確定，而是根據(jù)無刷直流電機(jī)1的 感應(yīng)電壓等來自逆變器21外部的因素而確定。在圖2中利用影線表示這樣根據(jù)來自逆變器21外部的因素而確定的輸出電壓。在以后的其他附圖中也相同。輸出電壓(U相、V相、 W相)分別是“+M”、“F”、“-M”。其中，有關(guān)輸出電壓的記號F表示是根據(jù)來自逆 變器21外 部的因素確定的。在位置信號模式“1”的區(qū)間，位置信號Hu、HV、Hw分別是“L”、“H”、“L”，轉(zhuǎn)子11位 于90度 150度電氣角的位置。在該區(qū)間，柵極信號Gu、Gv, Gw, Gx、Gy、Gz各自的電平是 “H”、“L”、“L”、“L”、“H”、“L”，輸出電壓(U 相、V 相、W 相)分別是“+M”、“_M”、“F”。在位置信號模式“2”的區(qū)間，位置信號Hu、HV、Hw分別是“H”、“H”、“L”，轉(zhuǎn)子11位 于150度 210度電氣角的位置。在該區(qū)間，柵極信號Gu、GV、GW、GX、Gy、Gz各自的電平是 “L”、“L”、“H”、“L”、“H”、“L”，輸出電壓(U 相、V 相、W 相)分別是“F”、“_M”、“+M”。在位置信號模式“3”的區(qū)間，位置信號Hu、HV、Hw分別是“H”、“L”、“L”，轉(zhuǎn)子11位 于210度 270度電氣角的位置。在該區(qū)間，柵極信號Gu、GV、GW、GX、Gy、Gz各自的電平是 “L”、“L”、“H”、“H”、“L”、“L”，輸出電壓(U 相、V 相、W 相)分別是“_M”、“F”、“+M”。在位置信號模式“4”的區(qū)間，位置信號Hu、HV、Hw分別是“H”、“L”、“H”，轉(zhuǎn)子11位 于270度 330度電氣角的位置。在該區(qū)間，柵極信號Gu、GV、GW、GX、Gy、Gz各自的電平是 “L”、“H”、“L”、“H”、“L”、“L”，輸出電壓(U 相、V 相、W 相)分別是“_M”、“+M”、“F”。在位置信號模式“5”的區(qū)間，位置信號Hu、HV、Hw分別是“L”、“L”、“H”，轉(zhuǎn)子11位 于330度 30度電氣角的位置。在該區(qū)間，柵極信號Gu、Gv, Gw, Gx、Gy、Gz各自的電平是 “L”、“H”、“L”、“L”、“L”Hm 電壓(U 相、V 相、W 相)分別是“F”、“+M”、“-M”。下面，說明在本實(shí)施方式涉及的逆變器21中，在位于U相的下臂上的開關(guān)元件Qx 發(fā)生短路故障時的驅(qū)動。首先，圖3表示在位于U相的下臂上的開關(guān)元件Qx發(fā)生短路故障時的時序圖。開 關(guān)元件Qx由于發(fā)生短路故障而始終導(dǎo)通，因此，在圖3中，關(guān)于柵極信號Gx利用虛線一并 記述了實(shí)際波形和虛擬的始終為“H”的波形。即，把開關(guān)元件Qx的短路故障改記作柵極信 號Gx的故障進(jìn)行圖示。這樣，在開關(guān)元件Qx發(fā)生短路故障的狀態(tài)下，如果開關(guān)元件Qu導(dǎo)通，則直流母線 J1、J2之間短路，因而不能使開關(guān)元件Qu成為導(dǎo)通狀態(tài)。因此，柵極信號Gu按照圖3的時 序圖所示始終被設(shè)定為“L”，開關(guān)元件Qu始終處于截止?fàn)顟B(tài)。這樣，在正常動作時柵極信號 Gu應(yīng)該成為“H”(利用虛線一并記述該情況下的柵極信號Gu)，但為了避免上述的直流母線 Jl、J2之間的短路，把柵極信號Gu成為“L”的期間暫且稱作“避免直流短路期間”。在圖3 中，對該期間表示為“避免直流短路”。在本實(shí)施方式中，如果在避免直流短路期間沒有短路 故障，則對應(yīng)于柵極信號Gu應(yīng)該成為“H”的期間而成為相當(dāng)于120度電氣角的長度。這樣，在開關(guān)元件Qx發(fā)生短路故障、而且開關(guān)元件Qu始終截止的狀態(tài)下，如果驅(qū) 動逆變器21，則圖3所示的輸出電壓(U相、V相、W相)與圖2所示的正常的輸出電壓(U 相、V相、W相)不同。具體地講，在成為避免直流短路期間的位置信號模式“0”和“1”的區(qū)間，柵極信號 Gu、Gv, Gw全部成為“L”，上臂側(cè)的開關(guān)元件Qu、Qv, Qw全部截止。在位置信號模式“0”的區(qū)間成為“H”的只有柵極信號Gz，除發(fā)生短路故障的開關(guān) 元件Qx之外，導(dǎo)通的只有開關(guān)元件Qz。因此，在位置信號模式“0”的區(qū)間，U相和W相的輸 出電壓成為“-M”。在該區(qū)間中，上臂全部截止，因而不能從電源部向電機(jī)提供電力。
同樣，在位置信號模式“1”的區(qū)間成為“H”的只有柵極信號Gy，W相的輸出電壓根 據(jù)來自逆變器21外部的因素確定。因此，在避免直流短路期間、在此是位置信號模式“0” 和“1”的區(qū)間，無刷直流電機(jī)1不能進(jìn)行轉(zhuǎn)矩輸出。在位置信號模式“2”的區(qū)間，由于是開關(guān)元件Qx在正常時應(yīng)該截止卻導(dǎo)通的期 間，因而輸出電壓(U相、V相、W相)分別成為“-M”、“-M”、“+M”，與正常時的輸出(“F”、 “-M”、“+M”)不同。因此，在位置信號模式“2”的區(qū)間，無刷直流電機(jī)1進(jìn)行與正常的轉(zhuǎn)矩 輸出不同的轉(zhuǎn)矩輸出。
在位置信號模式“3”的區(qū)間，開關(guān)元件Qu、Qv、QW、QX、Qy、Qz處于與正常時相同的 開關(guān)狀態(tài)，因而輸出電壓(U相、V相、W相)分別成為“-Μ”、“0”、“+Μ”，與正常時的輸出相 同。因此，在位置信號模式“3”的區(qū)間，無刷直流電機(jī)1能夠進(jìn)行正常的轉(zhuǎn)矩輸出。但是， 在對輸入到下臂的開關(guān)元件Qx、Qy、Qz的柵極信號Gx、Gy、Gz進(jìn)行脈寬調(diào)制的情況下，開關(guān) 元件Qx不進(jìn)行削波動作。因此，嚴(yán)格地講，盡管在位置信號模式“3”的區(qū)間，但不進(jìn)行與正 常動作時完全相同的轉(zhuǎn)矩輸出。這樣，把雖然忽略脈寬調(diào)制來進(jìn)行與正常動作時相同的開 關(guān)動作，但脈寬調(diào)制不奏效的狀況下的轉(zhuǎn)矩輸出暫且稱作“準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出”。在位置信號模式“4”的區(qū)間，開關(guān)元件Qu、Qv、QW、QX、Qy、Qz處于與正常時相同的 開關(guān)狀態(tài)，因而輸出電壓(U相、V相、W相)分別成為“-M”、“+M”、“F”，與正常時的輸出相 同。因此，在位置信號模式“4”的區(qū)間，無刷直流電機(jī)1能夠進(jìn)行正常的轉(zhuǎn)矩輸出。但是， 與位置信號模式“3”的區(qū)間相同，其轉(zhuǎn)矩輸出是準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出。在位置信號模式“5”的區(qū)間，開關(guān)元件Qx處于與正常時不同的開關(guān)狀態(tài)，因而輸 出電壓(U相、V相、W相)分別成為“-M”、“+M”、“-M”，與正常時的輸出(“F”、“+M”、“-M”) 不同。因此，在位置信號模式“5”的區(qū)間，無刷直流電機(jī)1進(jìn)行與正常的轉(zhuǎn)矩輸出不同的轉(zhuǎn) 矩輸出。根據(jù)以上所述，在開關(guān)元件Qx發(fā)生了短路故障的情況下，存在不能進(jìn)行轉(zhuǎn)矩輸出 的期間和不能輸出正常轉(zhuǎn)矩的期間。因此，在重新起動無刷直流電機(jī)1的情況下，優(yōu)選暫且 將轉(zhuǎn)子11固定在能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的位置，然后按照圖3所示的時序圖驅(qū)動無刷直 流電機(jī)1。下面，具體說明這種步驟。圖4表示本實(shí)施方式涉及的電機(jī)的驅(qū)動方法的流程圖。首先，在圖4所示的步驟 Sl中，檢測發(fā)生短路故障的開關(guān)元件的相和臂的位置。由短路故障檢測電路23進(jìn)行發(fā)生 短路故障的開關(guān)元件的指定。具體的指定方法是由電流檢測電路7計測各個開關(guān)元件Qu、 Qv、QW、QX、Qy、Qz的導(dǎo)通模式、和在采用該導(dǎo)通模式時流過的電流。由此，判定各個相及各 個臂的開關(guān)元件Qu、QV、Qw、QX、Qy、Qz的正常/異常，并指定短路的開關(guān)元件的相和臂。該 指定方法是在專利文獻(xiàn)1等中采用的現(xiàn)有的方法，因而省略更具體的說明。然后，在步驟S2中，把相與發(fā)生了短路故障的開關(guān)元件相同、但位于相反側(cè)臂的 開關(guān)元件設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)。由此，在同一橋臂中，避免直流母線Jl、J2通過上臂和下臂短路， 并防止對逆變器21和電源部3造成損傷。下面，在本實(shí)施方式的說明中，以在步驟Sl中檢測到與U相對應(yīng)的橋臂Ll的下臂 開關(guān)元件Qx的短路故障的情況為例進(jìn)行說明。當(dāng)然，對于檢測到其他開關(guān)元件的短路故障 的情況，本實(shí)施方式同樣能夠發(fā)揮作用。對于上述的示例而言，在步驟S2中，把位于橋臂Ll 的上臂上的開關(guān)元件Qu設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)。具體地講，把柵極信號Gu設(shè)為“L”。
然后，在步驟S3中，在起動電機(jī)時，把轉(zhuǎn)子11固定在預(yù)定的位置。對于上述的示 例而言，把設(shè)于與V相對應(yīng)的橋臂L2的上臂上的開關(guān)元件Qv設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)，把設(shè)于橋臂L2 的下臂上的開關(guān)元件Qy設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，把設(shè)于與W相對應(yīng)的橋臂L3的上臂上的開關(guān)元件 Qw設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，把設(shè)于橋臂L3的下臂上的開關(guān)元件Qz設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)，將轉(zhuǎn)子11的位置 固定。關(guān)于將轉(zhuǎn)子11固定的位置進(jìn)行更具體的說明。圖5表示轉(zhuǎn)子11向正方向旋轉(zhuǎn)時 的感應(yīng)電壓VuruVvruVwn、位置信號Hu、Hv、Hw、轉(zhuǎn)子11的位置及直流勵磁相的時序圖。感 應(yīng)電壓Vun、Vvn、Vwn分別在U相的驅(qū)動線圈Lu、V相的驅(qū)動線圈Lv、W相的驅(qū)動線圈Lw中 感應(yīng)產(chǎn)生。直流勵磁相表示在沒有產(chǎn)生短路故障的正常情況下，為了將轉(zhuǎn)子固定在各個位置 而流向驅(qū)動線圈的勵磁電流的相。例如，直流勵磁相“U-”這種記述方式表示負(fù)的勵磁電流 流向U相的驅(qū)動線圈Lu，直流勵磁相“V+”這種記述方式表示正的勵磁電流流向V相的驅(qū)動 線圈Lv，直流勵磁相“W+”這種記述方式表示正的勵磁電流流向W相的驅(qū)動線圈Lw，直流勵 磁相“W0”這種記述方式表示勵磁電流不流向W相的驅(qū)動線圈Lw。其中，把電流流向中性端 TN的方向作為正方向。如果逆變器21和無刷直流電機(jī)1沒有產(chǎn)生故障，則各個直流勵磁相根據(jù)逆變器21 的各個開關(guān)元件的開關(guān)模式按照下面所述實(shí)現(xiàn)。直流勵磁相“U+”的狀態(tài)通過使開關(guān)元件 Qu、Qx分別導(dǎo)通、截止而實(shí)現(xiàn)。直流勵磁相“U-”的狀態(tài)通過使開關(guān)元件Qu、Qx分別截止、 導(dǎo)通而實(shí)現(xiàn)。直流勵磁相“U0”的狀態(tài)通過使開關(guān)元件Qu、Qx都截止而實(shí)現(xiàn)。直流勵磁相 “V+”的狀態(tài)通過使開關(guān)元件Qv、Qy分別導(dǎo)通、截止而實(shí)現(xiàn)。直流勵磁相“V-”的狀態(tài)通過 使開關(guān)元件Qv、Qy分別截止、導(dǎo)通而實(shí)現(xiàn)。直流勵磁相“V0”的狀態(tài)通過使開關(guān)元件Qv、Qy 都截止而實(shí)現(xiàn)。直流勵磁相“W+”的狀態(tài)通過使開關(guān)元件Qw、Qz分別導(dǎo)通、截止而實(shí)現(xiàn)。直 流勵磁相“W-”的狀態(tài)通過使開關(guān)元件Qw、Qz分別截止、導(dǎo)通而實(shí)現(xiàn)。直流勵磁相“W0”的 狀態(tài)通過使開關(guān)元件Qw、Qz都截止而實(shí)現(xiàn)。直流勵磁相相對于感應(yīng)電壓延遲90度電氣角。具體地講，在圖5中，轉(zhuǎn)子11的位 置為270度，感應(yīng)電壓Vun位于負(fù)峰的位置，感應(yīng)電壓Vvn、Vwn都是正。另一方面，與此對 應(yīng)，直流勵磁相成為“U-、V+、W+”指轉(zhuǎn)子11的位置是(270+90 = )360度(在圖5中表示為 0° )0首先，由于開關(guān)元件Qx的短路故障，使開關(guān)元件Qu始終為截止?fàn)顟B(tài)，因而正的電 流不會流向U相的驅(qū)動線圈Lu。另外，相當(dāng)于開關(guān)元件Qx因短路故障而始終是導(dǎo)通狀態(tài)。 因此，在直流勵磁相為“U+”或“U0”的區(qū)間，不能將轉(zhuǎn)子11固定。在圖5所示的時序圖中， 對轉(zhuǎn)子U不能固定的區(qū)間重疊書寫記號“ X ”進(jìn)行表示?；谶@種觀點(diǎn)，把柵極信號Gu設(shè)為“L”，把開關(guān)元件Qu設(shè)為截止，把開關(guān)元件Qv、 Qw的至少一方設(shè)為導(dǎo)通即可。例如，在把開關(guān)元件Qv設(shè)為導(dǎo)通的情況下，把用于避免直流 母線Jl、J2之間的短路的開關(guān)元件Qy設(shè)為截止，把開關(guān)元件Qw、Qz雙方設(shè)為截止、或者只 把其中任意一方設(shè)為導(dǎo)通即可?；蛘撸诎验_關(guān)元件Qw設(shè)為導(dǎo)通的情況下，把用于避免直 流母線Jl、J2之間的短路的開關(guān)元件Qz設(shè)為截止，把開關(guān)元件Qv、Qy雙方設(shè)為截止、或者 只把其中任意一方設(shè)為導(dǎo)通即可。但是，由于開關(guān)元件Qx發(fā)生短路故障，因而柵極信號Gx 可以是“H”或“L”。
但是，轉(zhuǎn)子11的理想的固定位置是以30度單位互相離散地存在的。因此，這里關(guān) 于各個固定位置，使相對于理想的固定位置在進(jìn)相側(cè)、退相側(cè)都具有考慮了 15度余量的30 度的寬度。另外，為了在將轉(zhuǎn)子11固定后起動，必須固定在能夠從無刷直流電機(jī)1獲得正常 轉(zhuǎn)矩輸出的區(qū)間、或者能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的區(qū)間。否則，在將轉(zhuǎn)子11固定后，無刷直 流電機(jī)1不能輸出轉(zhuǎn)矩，不能持續(xù)驅(qū)動。因此，將轉(zhuǎn)子11固定的位置被進(jìn)一步限定在無刷直流電機(jī)1能夠獲得正常轉(zhuǎn)矩輸 出或者準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的區(qū)間內(nèi)。在圖5所示的時序圖中，無刷直流電機(jī)1能夠輸出轉(zhuǎn)矩 的區(qū)間如在圖3的時序圖中說明的那樣，只是位置信號模式“3”和“4”的區(qū)間。
根據(jù)以上所述，在步驟S3(參照圖4)中，用于將轉(zhuǎn)子11固定的區(qū)間是在圖5中沒 有被重疊書寫記號“X”、而且參照圖3是位置信號模式“3”或“4”的區(qū)間。因此，在起動時 提供的準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出對應(yīng)于位置信號模式“4”的區(qū)間。另外，“U-、V0、W+”的區(qū)間(理想 的固定位置是330度)跨越位置信號模式4、5，因而換言之，即使固定位置向退相側(cè)(轉(zhuǎn)子 位置的角度增大的一側(cè))偏移甚微，也有可能導(dǎo)致在固定后的起動時不能輸出正?；驕?zhǔn)正 常的轉(zhuǎn)矩。因此，用于將轉(zhuǎn)子固定的區(qū)間被限定為“u-、v-、w+”的區(qū)間(理想的固定位置是 300 度)。并且，由于在將轉(zhuǎn)子11固定時不會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，因而直流勵磁相不是根據(jù)感應(yīng) 電壓，而是根據(jù)由逆變器21提供的電流確定。基于這種觀點(diǎn)，優(yōu)選從逆變器21流過電流， 實(shí)現(xiàn)直流勵磁相“U-、V-、W+”，將轉(zhuǎn)子位置固定在300度附近。另外，在直流勵磁時，為了抑制電流增加，而且抑制因電機(jī)和負(fù)荷的慣性造成的轉(zhuǎn) 子位置的脈動，更優(yōu)選施加脈沖狀的PWM波形。此時，由于“U-”是短路相而不能進(jìn)行削波， 因而對短路相的相反側(cè)臂的通電相即“V+”相、“W+”相進(jìn)行削波。然后，在圖4中的步驟S4中，在步驟S3之后，考慮到短路故障，使設(shè)于與V相對應(yīng) 的橋臂L2和與W相對應(yīng)的橋臂L3上的開關(guān)元件Qv、Qy、QW、Qz進(jìn)行開關(guān)動作，由此使轉(zhuǎn)子 11旋轉(zhuǎn)，并驅(qū)動無刷直流電機(jī)1。即，由于開關(guān)元件Qx的短路故障而使開關(guān)元件Qu始終成 為截止?fàn)顟B(tài)，因而在步驟S2中將轉(zhuǎn)子11固定后的驅(qū)動，是通過使剩余的開關(guān)元件Qv、Qy、 Qw, Qz進(jìn)行開關(guān)動作而進(jìn)行的。為了向正方向旋轉(zhuǎn)，把將轉(zhuǎn)子11固定的位置限定為上述的區(qū)間，但是一旦旋轉(zhuǎn)開 始后，就能夠在位置信號模式“3”、“4”的區(qū)間獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出(在圖5中被記作Φ = 0°示出的范圍)。如上所述，本實(shí)施方式涉及的無刷直流電機(jī)1的驅(qū)動方法包括步驟Sl 步驟S4， 因而能夠在逆變器21的開關(guān)元件發(fā)生短路故障的情況下穩(wěn)定地驅(qū)動電機(jī)，而且不需設(shè)置 連接開關(guān)電路等新的結(jié)構(gòu)。在圖3所示的時序圖中，對柵極信號Gx、Gy、Gz進(jìn)行脈寬調(diào)制來對波形進(jìn)行削波。 艮口，對提供給設(shè)于發(fā)生短路故障側(cè)的臂(下臂)上的開關(guān)元件Qx、Qy、Qz的柵極信號Gx、 Gy、Gz進(jìn)行脈寬調(diào)制。另外，由于開關(guān)元件Qx發(fā)生短路故障，因而開關(guān)元件Qx始終處于導(dǎo) 通狀態(tài)。因此，在圖3所示的位置信號模式“3”和“4”的區(qū)間，不能利用被實(shí)施脈寬調(diào)制后 的柵極信號來驅(qū)動開關(guān)元件，嚴(yán)格地講不能獲得正常轉(zhuǎn)矩輸出。因此，作為本實(shí)施方式的變形，說明對柵極信號Gu、Gv, Gw進(jìn)行脈寬調(diào)制來對波形進(jìn)行削波的方式。圖6所示的時序圖不對柵極信號Gy、Gz進(jìn)行脈寬調(diào)制，而對柵極信號Gv、Gw進(jìn)行脈寬調(diào)制，除此之外與圖3所示的時序圖相同。并且，本變形示例涉及的電機(jī)驅(qū)動系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也與圖1所述的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)相同，因而省略具體說明。即，對提供給設(shè)于發(fā)生短 路故障側(cè)的相反側(cè)的臂(此處為上臂)上的開關(guān)元件Qv、Qw的柵極信號Gv、Gw進(jìn)行脈寬調(diào) 制。另外，在這種情況下，由于開關(guān)元件Qx發(fā)生短路故障，因而開關(guān)元件Qu不能始終導(dǎo)通， 開關(guān)元件Qu被輸入固定值(“L”電平)的柵極信號Gu，而不是削波后的波形。因此，在圖6所示的位置信號模式“ 3，，和“4”的區(qū)間，能夠進(jìn)行向開關(guān)元件Qv、Qw 提供被實(shí)施脈寬調(diào)制后的柵極信號Gv、Gw的驅(qū)動。因此，在本變形示例涉及的電機(jī)的驅(qū)動 方法中，能夠進(jìn)行輸出電壓的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)精度更加良好的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度控制。在以上的示例中，關(guān)于把柵極信號與感應(yīng)電壓的相位差Φ設(shè)為0度(同相)的情 況進(jìn)行了說明，但由于相對于轉(zhuǎn)子位置的輸出電壓相根據(jù)相位差而變化，因而優(yōu)選適當(dāng)設(shè) 定能夠起動電機(jī)的相位差Φ。如果把相對于無刷直流電機(jī)1的各相線圈的轉(zhuǎn)子位置的基準(zhǔn)位置(例如0度)設(shè) 定為一個，則能夠唯一地確定直流勵磁相相對于該轉(zhuǎn)子位置的相位差，因此也能夠唯一地 確定相對于感應(yīng)電壓的轉(zhuǎn)子位置。因?yàn)楦袘?yīng)電壓與直流勵磁相的相位關(guān)系是被唯一確定 的，不依賴于轉(zhuǎn)子位置的基準(zhǔn)位置。具體地講，對于圖2、圖3、圖5、圖6的示例而言，作為 轉(zhuǎn)子位置的基準(zhǔn)位置即0度，采用感應(yīng)電壓Vim從負(fù)向正推移的位置。并且，如上所述，轉(zhuǎn) 子固定位置根據(jù)短路相和短路臂，由直流勵磁相確定，在圖5中示出了多個寬度30度的區(qū) 域。因此，如果將相對于感應(yīng)電壓的轉(zhuǎn)子位置確定為一個，則能夠根據(jù)短路相和短路臂唯一 地確定轉(zhuǎn)子固定位置。另外，根據(jù)圖3可知，能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的角度依賴于柵極信號，不依賴于 轉(zhuǎn)子位置。因此，如果柵極信號相對于轉(zhuǎn)子位置的相位差存在差分△的差異，則能夠獲得 準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的區(qū)間相對于轉(zhuǎn)子位置的相位差也存在差分△的差異。如上所述，由于相 對于感應(yīng)電壓的轉(zhuǎn)子位置被唯一地確定，因而如果柵極信號相對于轉(zhuǎn)子位置的相位差按照 差分Δ而移動，則柵極信號相對于感應(yīng)電壓的相位差也按照差分Δ而移動。根據(jù)以上所 述，如果柵極信號相對于感應(yīng)電壓的相位差Φ按照差分Δ而增大，則能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩 輸出的范圍的相位按照差分△而前進(jìn)。在圖5中，關(guān)于能夠輸出轉(zhuǎn)矩的期間，除了相位差Φ = 0°的情況之外，還一并記 述了在Φ = -15° (進(jìn)相)的情況下以及Φ = +195° (退相)的情況下能夠獲得準(zhǔn)正常 轉(zhuǎn)矩輸出的范圍。在相位差Φ =-15°的情況下能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍，與在相 位差Φ為0度的情況下能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍相比，向進(jìn)相側(cè)偏移15度。并且， 在相位差Φ =+195°的情況下能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍，與在相位差Φ為0度的 情況下能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍相比，向退相側(cè)偏移195度。在相位差Φ減小超過-15度時(柵極信號相對于感應(yīng)電壓進(jìn)相超過15度)，能夠 獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍不能完全覆蓋具有30度寬度的轉(zhuǎn)子固定位置的區(qū)間。具體地 講，在轉(zhuǎn)子固定位置中甚至最靠近進(jìn)相側(cè)的直流勵磁相“U-、V-、W+”的區(qū)間，都從能夠獲得 準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍越出到退相側(cè)。轉(zhuǎn)子固定位置是以理想的位置為中心獲取進(jìn)相/退 相各約15°的余量，因而不期望相位差Φ減小超過-15度。同樣，在相位差Φ增加超過+195度時(柵極信號相對于感應(yīng)電壓退相超過195度)，能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍不能完全覆蓋具有30度寬度的轉(zhuǎn)子固定位置的區(qū) 間。具體地講，在轉(zhuǎn)子固定位置中甚至最靠近退相側(cè)的直流勵磁相“U-、V+、W-”的區(qū)間，都從 能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍越出到進(jìn)相側(cè)。因此，不期望相位差Φ增加超過+195°?；谝陨嫌^點(diǎn)，優(yōu)選通電區(qū)間相對于感應(yīng)電壓的相位差Φ在-15度以上+195度 以下。但是，實(shí)際上為了避免輸出的轉(zhuǎn)矩向反方向旋轉(zhuǎn)，需要使相位差Φ在90度以下。因 此，實(shí)際上相位差Φ的優(yōu)選范圍是在進(jìn)相側(cè)為15度以下、在退相側(cè)為90度以下。在圖5 中，對于相位差Φ為+90度(90度的退相)的情況，一并記述了能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出 的范圍。
優(yōu)選根據(jù)上述的相位差Φ來設(shè)定轉(zhuǎn)子固定位置。例如，在相位差Φ為-15度的 情況下，轉(zhuǎn)子固定位置應(yīng)該設(shè)定在直流勵磁相“U-、V-、W+”的區(qū)間。并且，在相位差Φ超 過該位置并向退相側(cè)移動時，作為轉(zhuǎn)子固定位置的優(yōu)選位置向退相側(cè)(轉(zhuǎn)子位置增大的一 側(cè))擴(kuò)散。但是，如上所述，關(guān)于相位差Φ的優(yōu)選范圍在退相側(cè)為90度以下，該范圍不會 完全覆蓋直流勵磁相“U-、V+、W-”的區(qū)間，因而不期望把直流勵磁相“U-、V+、W-”的區(qū)間作 為轉(zhuǎn)子固定位置。另一方面，使柵極信號退相到相位差Φ達(dá)到+90度的情況比較少見，可以說針對 實(shí)際實(shí)現(xiàn)的任何相位差，直流勵磁相“u-、v-、w+”的區(qū)間都適合作為轉(zhuǎn)子固定位置。更加具 體地講，由于相位差Φ在退相側(cè)頂多也只能退相45度，因而在本實(shí)施方式中，更合適的轉(zhuǎn) 子固定位置是直流勵磁相“U-、V-、W+” (理想的固定位置是300度)、直流勵磁相“U-、W、 W+” (理想的固定位置是330度)、直流勵磁相“U-、V+、W+” (理想的固定位置是0度)這三 處。根據(jù)以上所述、以及在U相下臂產(chǎn)生短路故障而實(shí)現(xiàn)直流勵磁相“U-”的情況，在 本實(shí)施方式中，為了設(shè)定更合適的轉(zhuǎn)子固定位置，可以說只要實(shí)現(xiàn)直流勵磁相“W+”即可。另外，無論實(shí)際能夠獲取的相位差Φ是多少，都能被能夠獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的 范圍覆蓋，因而在本實(shí)施方式中，可以說最合適的轉(zhuǎn)子固定位置是直流勵磁相“U-、V-、W+” 的區(qū)間。如果根據(jù)直流勵磁相與逆變器21的開關(guān)元件的關(guān)聯(lián)性來掌握以上的結(jié)果，則能 夠?qū)崿F(xiàn)以下所述的狀態(tài)。在位于逆變器21的U相的橋臂Ll的下臂上的開關(guān)元件Qx發(fā)生 短路故障的情況下，相當(dāng)于該相的驅(qū)動線圈Lu與低電位側(cè)的直流母線J2短路。在這種情 況下，為了將轉(zhuǎn)子11固定在期望的固定位置，優(yōu)選使正的電流流向驅(qū)動線圈Lw來實(shí)現(xiàn)直流 勵磁相“W+”。因此，把與W相對應(yīng)的、位于在逆變器21設(shè)置的橋臂L3的上臂上的開關(guān)元 件Qw設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，把位于橋臂L3的下臂上的開關(guān)元件Qz設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)。由此，作為合 適的轉(zhuǎn)子固定位置，能夠采用相當(dāng)于直流勵磁相1-、￥-、1+”、1-、￥0、1+”、1-、￥+、1+”的 位置的任意位置?；蛘撸部梢园盐挥跇虮跮2的上臂上的開關(guān)元件Qv設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，把位于橋臂L2 的下臂上的開關(guān)元件Qy設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)。由此，作為合適的轉(zhuǎn)子固定位置，能夠采用相當(dāng)于 直流勵磁相“U-、V+、W+”、“U-、V+、WO”、“U-、V+、W-”的位置的任意位置。S卩，在與相當(dāng)于短路相的橋臂Ll不同的橋臂L2、L3的任意橋臂，使位于短路臂的 相反側(cè)的上臂上的兩個開關(guān)元件的至少任意一個開關(guān)元件導(dǎo)通。并且，使屬于與被導(dǎo)通的 開關(guān)元件相同的橋臂、位于短路臂的相同側(cè)的開關(guān)元件截止。
優(yōu)選在與相對于短路相即U相退相120度(進(jìn)相240度)的W相對應(yīng)的橋臂L3 中，使開關(guān)元件Qw、Qz分別導(dǎo)通、截止，同時在與相對于短路相即U相進(jìn)相120度(退相240 度)的V相對應(yīng)的橋臂L2中，使開關(guān)元件Qv、Qy分別截止、導(dǎo)通。由此，能夠采用相當(dāng)于直 流勵磁相“U-、V-、W+”的位置，作為對于相位差Φ的選定自由度較大的轉(zhuǎn)子固定位置。如根據(jù)上述說明明確的那樣，雖然穿插說明了轉(zhuǎn)子位置和感應(yīng)電壓，但結(jié)果不依 賴于轉(zhuǎn)子位置和感應(yīng)電壓這樣無刷直流電機(jī)1側(cè)的變量，針對逆變器21的短路故障來設(shè)定 逆變器21的開關(guān)動作的優(yōu)選方式。例如，關(guān)于最優(yōu)選的轉(zhuǎn)子固定位置，在圖5中說明了位于轉(zhuǎn)子位置300度的位置。 如前面所述，雖然能夠針對位置信號和感應(yīng)電壓將轉(zhuǎn)子位置的角度設(shè)定為一個，但如果無 刷直流電機(jī)1不同，則轉(zhuǎn)子位置的基準(zhǔn)有可能不同。但是，在本實(shí)施方式中，關(guān)于將轉(zhuǎn)子11 固定在哪個位置，根據(jù)在逆變器21中哪個開關(guān)元件發(fā)生了短路故障而確定，轉(zhuǎn)子位置的基 準(zhǔn)不依賴于相對于感應(yīng)電壓處于哪個位置。并且，如圖3所示，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍只有兩個開關(guān)模式。具體地 講，由于開關(guān)元件Qx發(fā)生了短路故障，不論柵極信號Gx的“L”/ “H”，柵極信號Gu、Gv、Gw、 Gy、Gz 分別是(i) “L”、“L”、“H”、“L”、“L”、或者(ii) “L”、“H”、“L”、“L”、“L”這兩種模式。 因此，無論轉(zhuǎn)子固定位置在哪個位置，為了獲得準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出，按照在下述狀態(tài)下開始的 相位使柵極信號順序推移，即，使位于橋臂Ll的第1臂(與短路部位同相的相反臂)上的 開關(guān)元件Qu、和位于橋臂L2、L3雙方的第2臂(與短路部位不同相但是相同側(cè)的臂)上的 開關(guān)元件Qy、Qz這三個開關(guān)元件截止，使位于橋臂L2、L3雙方的第1臂(與短路部位不同 相且相反側(cè)的臂)上的開關(guān)元件Qv、Qw中只有一方導(dǎo)通。第2實(shí)施方式在第1實(shí)施方式中，說明了基于120°通電方式(二相通電方式)的無刷直流電 機(jī)1的驅(qū)動方法。在本實(shí)施方式中，說明基于180°通電方式(三相通電方式)的無刷直流 電機(jī)1的驅(qū)動方法。本實(shí)施方式涉及的三相無刷直流電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，與在第 1實(shí)施方式中說明的圖1所示框圖的結(jié)構(gòu)相同。因此，在后面的說明中，省略有關(guān)本實(shí)施方 式涉及的三相無刷直流電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的具體說明，只說明驅(qū)動方法。首先，說明以180°通電方式(三相通電方式)正常驅(qū)動無刷直流電機(jī)1時的驅(qū)動 方法。圖7表示在本實(shí)施方式涉及的無刷直流電機(jī)1的轉(zhuǎn)子11向正方向(CCW)旋轉(zhuǎn)的情 況下，產(chǎn)生于驅(qū)動線圈Lu、Lv, Lw的感應(yīng)電壓Vim、Vvn, Vwn及其他各個信號的時序圖。另 夕卜，這里把柵極信號相對于感應(yīng)電壓的相位差Φ設(shè)為-30度(進(jìn)相30度)。具體地講，V 相的柵極信號Gv的峰的中央相對于感應(yīng)電壓Vvn的正峰的位置進(jìn)相30度。在圖7所示的時序圖中記述的其他信號包括轉(zhuǎn)子11的位置信號Hu、HV、Hw，柵極信 號611、6￥、6 、61、67、62，和輸出端11卬相)、12作相)、13(1相)的輸出電壓。在圖7所 示的時序圖中，與第1實(shí)施方式相同，位置信號Hu、Hv、Hw的相位相對于感應(yīng)電壓Vim、Vvn、 Vwn的相位前進(jìn)210度電氣角。首先，在位置信號模式“0”的區(qū)間，柵極信號Gu、Gv, Gw, Gx, Gy、Gz各自的電平是 “H”、“L”、“L”、“L”、“H”、“H”，輸出電壓(U 相、V 相、W 相)分別是“+M”、“-1/2M”、“_1/2M”。在位置信號模式“1”的區(qū)間，柵極信號Gu、Gv, Gw, Gx、Gy、Gz各自的電平是“H”、 “L”、“H”、“L”、“H”、“L”，輸出電壓(U 相、V 相、W相)分別是“+1/2M”、“-M”、“+1/2M”。
在位置信號模式“2”的區(qū)間，柵極信號Gu、Gv, Gw, Gx、Gy、Gz各自的電平是“L”、 “L”、“H”、“H”、“H”、“L”，輸出電壓(U 相、V 相、W相)分別是“-1/2M”、“-1/2M”、“+M”。在位置信 號模式“3”的區(qū)間，柵極信號Gu、Gv, Gw, Gx、Gy、Gz各自的電平是“L”、 “H”、“H”、“H”、“L”、“L”，輸出電壓(U 相、V 相、W相)分別是“-M”、“+1/2M”、“+1/2M”。在位置信號模式“4”的區(qū)間，柵極信號Gu、Gv, Gw, Gx、Gy、Gz各自的電平是“L”、 “H”、“L”、“H”、“L”、“H”，輸出電壓(U 相、V 相、W相)分別是“-1/2M”、“+M”、“-1/2M”。在位置信號模式“5”的區(qū)間，柵極信號Gu、Gv, Gw, Gx、Gy、Gz各自的電平是“H”、 “H”、“L”、“L”、“L”、“H”，輸出電壓(U 相、V 相、W相)分別是“+1/2M”、“+1/2M”、“-M”。下面，說明在本實(shí)施方式涉及的逆變器21中，在位于U相的下臂上的開關(guān)元件Qx 發(fā)生短路故障時的驅(qū)動。首先，圖8表示位于U相的下臂上的開關(guān)元件Qx產(chǎn)生短路故障時的時序圖。與圖 3相同，在圖8中，關(guān)于開關(guān)元件Qx產(chǎn)生短路故障的情況，利用虛線一并記述了柵極信號Gx 始終為虛擬的“H”時的波形和實(shí)際波形。與第1實(shí)施方式相同，設(shè)有如果沒有短路故障則柵極信號Gu為“H”的避免直流短 路期間。但是，與第1實(shí)施方式不同，由于采用三相通電方式，因而避免直流短路期間涉及 到電氣角的半個周期(180度)。與第1實(shí)施方式相同，利用虛線一并記述了如果沒有短路 故障則柵極信號Gu實(shí)現(xiàn)的波形(“H”部分)。這樣，在開關(guān)元件Qx發(fā)生短路故障并始終處于導(dǎo)通動態(tài)，與此對應(yīng)開關(guān)元件Qu始 終處于截止動態(tài)的情況下，在逆變器21被驅(qū)動時，圖8所示的輸出電壓(U相、V相、W相) 與圖7所示的正常的輸出電壓(U相、V相、W相)不同。下面，基于脈寬調(diào)制的削波與第1實(shí)施方式的變形相同，說明對向設(shè)于發(fā)生短路 故障一側(cè)的相反側(cè)的臂(此處為上臂)上的開關(guān)元件Qv、Qw提供的柵極信號Gv、Gw進(jìn)行 脈寬調(diào)制的情況。但是，在對向設(shè)于發(fā)生短路故障一側(cè)的臂(此處為下臂)上的開關(guān)元件 Qy> Qz提供的柵極信號Gy、Gz進(jìn)行脈寬調(diào)制的情況下，也能夠適用三相通電方式。在對與 發(fā)生短路故障的臂相同側(cè)的臂(此處為下臂)進(jìn)行削波的情況下成為準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出，這 與二相通電方式的情況相同，但是存在按照非短路相的通電相的通電模式只對一相進(jìn)行削 波的情況(此時相當(dāng)于分別對橋臂2、3進(jìn)行削波的位置信號模式“2”、“4”)，并且在通電相 全部沒有被削波的情況下輸出不同的轉(zhuǎn)矩，這與二相通電不同。避免直流短路期間具體地講相當(dāng)于位置信號模式“ 5 ”、“ 0，，和“ 1”的區(qū)間。在位置 信號模式“5”的區(qū)間，開關(guān)元件的導(dǎo)通模式實(shí)質(zhì)上與位置信號模式“4”的區(qū)間的開關(guān)元件 的導(dǎo)通模式相同。因此，輸出電壓(U相、V相、W相)分別是“-1/2M”、“+M”、“-1/2M”。在位置信號模式“0”的區(qū)間，開關(guān)元件的導(dǎo)通模式實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于零矢量的一個方 式。即，上臂側(cè)的開關(guān)元件Qu、Qv、Qw全部截止，下臂側(cè)的開關(guān)元件Qx、Qy、Qz全部導(dǎo)通。因 此，輸出電壓(U相、V相、W相)分別是“0”、“0”、“0”。在位置信號模式“1”的區(qū)間，開關(guān)元件的導(dǎo)通模式實(shí)質(zhì)上與位置信號模式“2” 的區(qū)間的開關(guān)元件的導(dǎo)通模式相同。因此，輸出電壓(U相、V相、W相)分別是“-1/2M”、 “-1/2M”、“+M”。這樣，在采用三相通電方式的情況下，不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩輸出的期間只有位置信號模 式“ 0 ”的區(qū)間，在位置信號模式“ 5 ”、“ 1”的區(qū)間能夠獲得不同的轉(zhuǎn)矩輸出(在圖中標(biāo)記了記號“A”)。并且，與采用二相通電方式的情況不同，不存在輸出電壓根據(jù)來自逆變器21外 部的因素確定的區(qū)間。在位置信號模式“2”、“3”和“4”的區(qū)間，開關(guān)元件Qu、QV、QW、QX、Qy、Qz處于與正
常時相同的開關(guān)狀態(tài)，因而輸出電壓(U相、V相、W相)分別與正常時的輸出電壓相同。因此，在位置信號模式“2”、“3”和“4”的區(qū)間，無刷直流電機(jī)1能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出。在本實(shí)施方式中，當(dāng)在三相通電方式下開關(guān)元件Qx發(fā)生了短路故障的情況下，利 用以下說明的方法驅(qū)動無刷直流電機(jī)1。本實(shí)施方式涉及的電機(jī)的驅(qū)動方法的流程圖與圖4相同。在步驟Sl中，檢測發(fā)生 短路故障的開關(guān)元件的相和臂的位置，在步驟S2中，把一個開關(guān)元件設(shè)為截止。在步驟S2 中設(shè)為截止的開關(guān)元件與在步驟Sl中被指定為短路故障的開關(guān)元件屬于相同的橋臂，而 且臂的位置相反。下面，以在步驟Sl中檢測到與U相對應(yīng)的橋臂Ll的下臂的開關(guān)元件Qx 發(fā)生短路故障的情況為例進(jìn)行說明。在這種情況下，與第1實(shí)施方式相同，把開關(guān)元件Qu 設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)。然后，在步驟S3中，在起動電機(jī)時，把轉(zhuǎn)子11固定在預(yù)定的位置。對于上述的示 例而言，把設(shè)于與V相對應(yīng)的橋臂L2的上臂上的開關(guān)元件Qv設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)，把設(shè)于橋臂L2 的下臂上的開關(guān)元件Qy設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，把設(shè)于與W相對應(yīng)的橋臂L3的上臂上的開關(guān)元件 Qw設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，把設(shè)于橋臂L3的下臂上的開關(guān)元件Qz設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)，將轉(zhuǎn)子11的位置 固定。關(guān)于將轉(zhuǎn)子11固定的位置進(jìn)行更具體的說明。圖9表示轉(zhuǎn)子11向正方向旋轉(zhuǎn)時 的感應(yīng)電壓￥皿、￥卯、￥體、位置信號他、徹、徹、轉(zhuǎn)子11的位置及直流勵磁相的時序圖。在圖9所示的時序圖中，無刷直流電機(jī)1能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)矩輸出的期間，如在圖8所示 的時序圖中說明的那樣，只有位置信號模式“ 2 ”、“ 3，，和“ 4 ”的區(qū)間。如在第1實(shí)施方式中說明的那樣，在把直流勵磁相設(shè)為“U+”的區(qū)間或設(shè)為“U0” 的區(qū)間，不能將轉(zhuǎn)子11固定。在圖9所示的時序圖中，與圖5相同，對不能將轉(zhuǎn)子11固定 的區(qū)間重疊書寫記號“ X，，進(jìn)行表示。與第1實(shí)施方式相同，基于這種觀點(diǎn)，把柵極信號Gu設(shè)為“L”，把開關(guān)元件Qu設(shè)為 截止，把開關(guān)元件Qv、Qw的至少任意一方設(shè)為導(dǎo)通即可。但是，為了在將轉(zhuǎn)子11固定后起動，必須將無刷直流電機(jī)1固定在能夠獲得正常 轉(zhuǎn)矩輸出的區(qū)間。因此，在起動時將轉(zhuǎn)子11固定的位置，是在圖5中沒有被重疊書寫記號 “X”、而且是位置信號模式“2”、“3”或“4”的區(qū)間，結(jié)果，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子11固定在與第1實(shí)施 方式相同的區(qū)間。然后，在圖4的步驟S4中，與第1實(shí)施方式相同，使開關(guān)元件Qv、Qy、Qw、Qz進(jìn)行開 關(guān)動作，驅(qū)動無刷直流電機(jī)1。但是，根據(jù)圖9所示的時序圖可知，基于180°通電方式(三 相通電方式)的驅(qū)動的在短路故障時能夠輸出轉(zhuǎn)矩的期間，比基于120°通電方式(二相通 電方式)的驅(qū)動的在短路故障時能夠輸出轉(zhuǎn)矩的期間長。如上所述，在本實(shí)施方式涉及的基于180°通電方式(三相通電方式)的無刷直流 電機(jī)1的驅(qū)動方法中，包括步驟Sl 步驟S4，因而能夠在逆變器21的開關(guān)元件發(fā)生短路故 障的情況下穩(wěn)定地驅(qū)動電機(jī)，而且不需設(shè)置連接開關(guān)電路等新的結(jié)構(gòu)。并且，本實(shí)施方式涉 及的無刷直流電機(jī)1的驅(qū)動方法能夠正常驅(qū)動的期間比120°通電方式(二相通電方式)長，因而能夠進(jìn)一步抑制因短路故障造成的驅(qū)動損失。因此，優(yōu)選在至少一部分期間進(jìn)行三相通電，更優(yōu)選連續(xù)進(jìn)行三相通電而不進(jìn)行二相通電。與第1實(shí)施方式相同，合適的轉(zhuǎn)子位置根據(jù)柵極信號相對于感應(yīng)電壓的相位差而 不同。在圖9中，關(guān)于能夠輸出轉(zhuǎn)矩的期間，除了相位差Φ =-30°的情況之外，還一并記 述了在Φ = -45° (進(jìn)相)的情況下以及Φ = +225° (退相)的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn) 矩輸出的范圍。在相位差Φ =-45°的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍，與在相位差 Φ為-30度的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍相比向進(jìn)相側(cè)偏移15度。并且，在相位 差Φ =+225°的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍，與在相位差Φ為30度的情況下能 夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍相比向退相側(cè)偏移225度。在相位差Φ超過-45度時(柵極信號相對于感應(yīng)電壓進(jìn)相超過45度)，在轉(zhuǎn)子 固定位置中甚至最靠近進(jìn)相側(cè)的直流勵磁相“U-、V-、W+”的區(qū)間，都從能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩 輸出的范圍越出到退相側(cè)。在相位差Φ超過+225度時(柵極信號相對于感應(yīng)電壓退相超 過225度)，在轉(zhuǎn)子固定位置中甚至最靠近退相側(cè)的直流勵磁相“U-、V+、W-”的區(qū)間，都從 能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍越出到進(jìn)相側(cè)?；谝陨嫌^點(diǎn)，優(yōu)選通電區(qū)間相對于感應(yīng)電壓的相位差Φ在+225度以下-45度 以上。但是，實(shí)際上為了避免輸出的轉(zhuǎn)矩向反方向旋轉(zhuǎn)，需要使相位差Φ在+90度以上。因 此，實(shí)際上相位差Φ的優(yōu)選范圍是在進(jìn)相側(cè)為45度以下、在退相側(cè)為90度以下。在圖9 中，對于相位差Φ為+90度(90度的退相)的情況，一并記述了能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的 范圍。優(yōu)選根據(jù)上述的相位差Φ來設(shè)定轉(zhuǎn)子固定位置。例如，在相位差Φ為-45度的 情況下，轉(zhuǎn)子固定位置應(yīng)該設(shè)定在直流勵磁相“u-、v-、w+”的區(qū)間。并且，在相位差Φ超過 該位置向退相側(cè)移動時，作為轉(zhuǎn)子固定位置的優(yōu)選位置向退相側(cè)(轉(zhuǎn)子位置增大的一側(cè)) 擴(kuò)散。并且，與二相通電的情況不同，即使相位差Φ退相90度，能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的 范圍也完全覆蓋直流勵磁相“U-、V+、W-”的區(qū)間。換言之，只要是能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子固定的位置， 在將轉(zhuǎn)子固定在任何位置時，都能夠選擇合適的相位差Φ，并進(jìn)行使電機(jī)向正方向旋轉(zhuǎn)的 起動。因此，在本實(shí)施方式中，基于能夠選擇合適的相位差Φ的觀點(diǎn)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)直流勵 磁相“V+”、“W+”的至少任意一方，就能夠設(shè)定合適的轉(zhuǎn)子固定位置(直流勵磁相“U-”通過 短路故障而實(shí)現(xiàn))。這樣，在二相通電時和三相通電時，用于固定轉(zhuǎn)子的合適的范圍不同，這是因?yàn)閷?于使轉(zhuǎn)子固定位置在進(jìn)相/退相時分別具有15度的余量的情況下，轉(zhuǎn)子固定位置具有150 度的范圍。即，這是因?yàn)樵诙嗤姇r，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍只具有120度的寬 度，這比轉(zhuǎn)子固定位置整體上較寬廣的150度小，而在三相通電時，能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出 的范圍具有180度的寬度，比150度大。并且，即使在相位差Φ達(dá)到+90度時，直流勵磁相“U-、V-、W+”的區(qū)間也被能夠?qū)?現(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍覆蓋。因此，在本實(shí)施方式中，可以說最合適的轉(zhuǎn)子固定位置是直流 勵磁相“u-、v-、w+”的區(qū)間。但是，通常相位差Φ在退相側(cè)頂多也只能退相45度，鑒于這種情況，在本實(shí)施方 式中，可以說合適的轉(zhuǎn)子固定位置是直流勵磁相“U-、ν-、w+”、“u-、vo、w+”、“u-、V+、W+”、“U-、V+、W0”這四處。另外，在U相下臂產(chǎn)生短路故障，實(shí)現(xiàn)了直流勵磁相“U-”。與在第1實(shí)施方式中敘述的情況相同，如果根據(jù)直流勵磁相與逆變器21的開關(guān)元 件的關(guān)聯(lián)性來掌握以上的結(jié)果，則能夠?qū)崿F(xiàn)以下所述的狀態(tài)。在位于逆變器21的U相的橋 臂L1的下臂上的開關(guān)元件Qx發(fā)生短路故障的情況下，在與相當(dāng)于短路相的橋臂L1不同的 橋臂L2、L3的任意橋臂中，使位于短路臂的相反側(cè)的上臂上的兩個開關(guān)元件的至少任意一 方導(dǎo)通。并且，使屬于與導(dǎo)通的開關(guān)元件相同的橋臂、并位于短路臂的相同側(cè)的開關(guān)元件截 止。并且，與第1實(shí)施方式相同，由于采用相當(dāng)于直流勵磁相“U-、V-、W+”的位置，作 為對于相位差 的選定自由度較大的轉(zhuǎn)子固定位置，因而優(yōu)選在與相對于短路相即U相退 相120度(進(jìn)相240度)的W相對應(yīng)的橋臂L3中，使開關(guān)元件Qw、Qz分別導(dǎo)通、截止，同時 在與相對于短路相即U相進(jìn)相120度(退相240度)的V相對應(yīng)的橋臂L2中，使開關(guān)元件 Qv、Qy分別截止、導(dǎo)通。如在第1實(shí)施方式中說明的那樣，雖然穿插說明了轉(zhuǎn)子位置和感應(yīng)電壓，但結(jié)果 不依賴于轉(zhuǎn)子位置和感應(yīng)電壓這樣的無刷直流電機(jī)1側(cè)的變量，針對逆變器21的短路故障 來設(shè)定逆變器21的開關(guān)動作的優(yōu)選方式。因此，在本實(shí)施方式中，關(guān)于將轉(zhuǎn)子11固定在哪 個位置，根據(jù)在逆變器21中哪個開關(guān)元件發(fā)生了短路故障而確定，轉(zhuǎn)子位置的基準(zhǔn)不依賴 于相對于感應(yīng)電壓處于哪個位置。并且，如圖8所示，能夠?qū)崿F(xiàn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的范圍只有三個開關(guān)模式。具體地講， 由于開關(guān)元件Qx發(fā)生了短路故障，因而不論柵極信號Gx的“L”/ “H”，柵極信號Gu、Gv、 Gw、Gy、Gz 分別是(i) “L”、“L”、“H”、“H”、“L”、或者(ii) “L”、“H”、“H”、“L”、“L”、或者 (iii) “L”、“H”、“L”、“L”、“H”這三種模式。因此，無論固定轉(zhuǎn)子位置在哪個位置，為了獲得 正常轉(zhuǎn)矩輸出，按照在下述狀態(tài)下開始的相位使柵極信號順序推移，即，使位于橋臂L1的 第1臂(與短路部位同相的相反側(cè)的臂)上的開關(guān)元件Qu截止，使位于橋臂L2、L3的第1 臂(與短路部位不同相的相反側(cè)的臂)上的開關(guān)元件Qv、Qw的至少任意一方導(dǎo)通，使位于 橋臂L2、L3的第2臂(與短路部位不同相的相同側(cè)的臂)上的開關(guān)元件Qy、Qz，分別與開 關(guān)元件Qv、Qw互補(bǔ)地導(dǎo)通/截止。第3實(shí)施方式如在第2實(shí)施方式中敘述的那樣，基于180°通電方式(三相通電方式)的驅(qū)動的 在短路故障時能夠輸出轉(zhuǎn)矩的期間，比基于120°通電方式(二相通電方式)的驅(qū)動的在短 路故障時能夠輸出轉(zhuǎn)矩的期間長。因此，在開關(guān)元件如、0 、0 、0^07、02中的任意一個開 關(guān)元件發(fā)生短路故障的情況下，180°通電方式(三相通電方式)更有利于驅(qū)動無刷直流電 機(jī)1。因此，在本實(shí)施方式涉及的無刷直流電機(jī)1的驅(qū)動方法中，在發(fā)現(xiàn)了開關(guān)元件的 短路故障時，把通電方式從120°通電方式(二相通電方式)切換為180°通電方式(三相 通電方式)。圖11表示本實(shí)施方式涉及的無刷直流電機(jī)1的驅(qū)動方法的流程圖。另外，本 變形示例涉及的無刷直流電機(jī)1及電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖1所示的結(jié)構(gòu)相同，因而省略具 體說明。首先，在步驟S11中，按照圖2所示的時序圖以120°通電方式(二相通電方式) 驅(qū)動無刷直流電機(jī)1。然后，在步驟S12中，判定是否是驅(qū)動無刷直流電機(jī)1的逆變器21的開關(guān)元件Qu、Qv、Qw、Qx、Qy、Qz中的任意一個開關(guān)元件產(chǎn)生了短路故障。判定開關(guān)元件是 否產(chǎn)生了短路故障的方法，采用與在第1實(shí)施方式中敘述的方法相同的方法。例如，按照圖2所示的時序圖那樣生成柵極信號Gu、Gv、Gw、Gx、Gy、Gz，短路故障 檢測電路23檢測異常電流，由此判定有無短路故障。如果在步驟S12中判定為沒有短路故 障，則繼續(xù)執(zhí)行步驟Sll、S12，如果判定為有短路故障，則執(zhí)行步驟S13。在步驟S13中，把無刷直流電機(jī)1的通電方式變更為180°通電方式(三相通電 方式)進(jìn)行驅(qū)動。具體地講，根據(jù)開關(guān)元件的短路故障，把按照圖3所示的時序圖驅(qū)動的無 刷直流電機(jī)1變更為按照圖8所示的時序圖進(jìn)行驅(qū)動。但是，在圖8所示的時序圖中，把將 要進(jìn)行脈寬調(diào)制的柵極信號由輸入到下臂側(cè)的開關(guān)元件Qy、Qz的柵極信號Gy、Gz，變更為 輸入到上臂側(cè)的開關(guān)元件Qv、Qw的柵極信號Gv、Gw。由此，如上所述，能夠獲得正常轉(zhuǎn)矩輸 出，而不是準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出。如上所述，在本實(shí)施方式涉及的無刷直流電機(jī)1的驅(qū)動方法中，在開關(guān)元件Qu、 Qv、Qw、Qx、Qy、Qz發(fā)生了短路故障的情況下，把通電方式從120°通電方式(二相通電方 式)切換為180°通電方式(三相通電方式)進(jìn)行驅(qū)動，因而能夠?qū)崿F(xiàn)最大電氣角180度的 轉(zhuǎn)矩輸出，能夠正常驅(qū)動電機(jī)的期間增加。這種效果是在開關(guān)元件產(chǎn)生短路故障的情況下， 即使暫且不固定無刷直流電機(jī)1也能夠獲得的效果。第4實(shí)施方式在第1 第3實(shí)施方式中，在避免直流短路期間，優(yōu)選使包括發(fā)生了短路故障的開 關(guān)元件的一側(cè)的臂在全部橋臂中導(dǎo)通，使相反側(cè)的臂在全部橋臂中不導(dǎo)通。對于上述的示 例而言，在開關(guān)元件Qx發(fā)生了短路故障的情況下，使設(shè)于橋臂L1 L3的上臂上的開關(guān)元 件Qu、Qv、Qw都成為截止?fàn)顟B(tài)，使設(shè)于第2和第3橋臂的下臂上的開關(guān)元件Qy、Qz都成為 導(dǎo)通狀態(tài)。例如，以第3實(shí)施方式為例，向開關(guān)元件Qu、Qv、Qw、Qy、Qz輸入圖10所示的柵極
信號。由于開關(guān)元件Qx發(fā)生了短路故障，因而柵極信號Gx可以是“H”或“L”，但在是“H” 時，柵極信號的模式簡單。圖10所示的柵極信號的波形與圖8所示的柵極信號的波形基本相同，但在避免直 流短路期間、即位置信號模式“5”、“0”、“1”的區(qū)間，柵極信號Gu、Gv、Gw是“L”電平，而且 柵極信號Gy、Gz是“H”電平。通過利用圖10所示的柵極信號使開關(guān)元件Qu、Qv、Qw、Qx、 Qy、Qz進(jìn)行開關(guān)動作，逆變器21被按照零矢量驅(qū)動，不會進(jìn)行朝向直流線路的再生，也不會 對無刷直流電機(jī)1的驅(qū)動施加制動。這樣，在避免直流短路期間，通過按照零矢量來驅(qū)動逆變器21，能夠抑制避免直流 短路期間的制動動作，能夠?qū)o刷直流電機(jī)1的減速抑制在最小限度。另外，除了避免直流短路期間之外，在無刷直流電機(jī)1不能輸出正常轉(zhuǎn)矩輸出和 準(zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的期間，優(yōu)選逆變器21不進(jìn)行電壓輸出。這是為了避免由于向無刷直流電 機(jī)1輸出不正常的轉(zhuǎn)矩而造成的制動動作，并防止無刷直流電機(jī)1的減速、電流增加、異常 聲音。具體地講，在采用二相通電的情況下(例如第1實(shí)施方式)，優(yōu)選不僅在相當(dāng)于“避 免直流短路期間”的位置信號模式“0”、“1”的區(qū)間，而且在輸出“不同的轉(zhuǎn)矩輸出”的位置 信號模式“2”、“5”的區(qū)間，逆變器21都不進(jìn)行電壓輸出。在采用三相通電的情況下(例如
22第2實(shí)施方式)，輸出“不同的轉(zhuǎn)矩輸出”的位置信號模式“1”、“5”的區(qū)間包含于避免直流 短路期間中。關(guān)于逆變器21不進(jìn)行電壓輸出的開關(guān)動作方式，除了按照零矢量來驅(qū)動逆變器 21之外，也可以采用開關(guān)元件全部截止的方式。由此，不會進(jìn)行朝向直流線路的再生，也不 會對無刷直流電機(jī)1的驅(qū)動施加制動。其他通過對上述實(shí)施方式涉及的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)在每次起動時執(zhí)行步驟1 (短路故障的 檢測)，能夠構(gòu)建每次都能夠可靠驅(qū)動的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。并且，在使由于短路故障而停止的無刷直流電機(jī)1再次起動的情況下，通過利用 本實(shí)施方式涉及的無刷直流電機(jī)1的驅(qū)動方法，能夠可靠驅(qū)動無刷直流電機(jī)1。因此，能夠 實(shí)現(xiàn)采用了該無刷直流電機(jī)1和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)等的穩(wěn)定動作。另外，通過把無刷直流電機(jī)1的驅(qū)動方法設(shè)為短路故障時的應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)模式，采用 了該無刷直流電機(jī)1和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)等的可靠性提高。在像空調(diào)裝置那樣的熱泵裝置中使用的、壓縮機(jī)電機(jī)和風(fēng)扇電機(jī)、泵用電機(jī)的用 途中，即使在產(chǎn)生了短路異常的狀態(tài)下持續(xù)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，只要不是持續(xù)長期間，雖然存在性 能的降低，但空調(diào)裝置不能使用的情況非常少見。另一方面，存在接受性能的降低，因而在 等待修理短路異常的期間也想要持續(xù)使用空調(diào)裝置的需求。因此，將上述實(shí)施方式及變形 示例適用于熱泵系統(tǒng)，在產(chǎn)生短路異常的情況下也能夠運(yùn)轉(zhuǎn)，從這一點(diǎn)講比較合適。圖1示 意地示出了熱泵裝置100采用風(fēng)扇5和使風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn)的無刷直流電機(jī)1的情況。雖然也能夠?qū)⒈緦?shí)施方式乃至本發(fā)明適用于除無刷直流電機(jī)之外的電機(jī)，但從容 易通過直流勵磁將轉(zhuǎn)子的位置固定的方面考慮，比較適合適用于無刷直流電機(jī)。并且，本實(shí)施方式、本發(fā)明限定了能夠獲得正?；驕?zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩輸出的期間，因而對 慣性大的電機(jī)特別有效，從這種觀點(diǎn)出發(fā)，比較適合適用于風(fēng)扇電機(jī)。例如，在室外風(fēng)扇電機(jī)中，存在電機(jī)因外部風(fēng)等外力而旋轉(zhuǎn)的情況，但在這種情況 下，即使不固定轉(zhuǎn)子的位置也容易起動。在這種情況下，在能夠輸出正?；驕?zhǔn)正常轉(zhuǎn)矩的位置使轉(zhuǎn)子動作時開始通電即可。并且，電機(jī)控制電路4也可以構(gòu)成為包括微機(jī)和存儲裝置。上述存儲裝置例如能 夠利用 ROM (Read Only Memory 只讀存儲器)、RAM (Random Access Memory 隨機(jī)存取存儲 器)、能夠改寫的非易失性存儲器(EPR0M(Erasable Programmable ROM 可擦寫編程只讀存 儲器)等)、硬盤裝置等各種存儲裝置中的一個或多個裝置構(gòu)成。該存儲裝置存儲各種信息 和數(shù)據(jù)等，并且存儲微機(jī)執(zhí)行的程序，還提供用于執(zhí)行程序的作業(yè)區(qū)域。該微機(jī)執(zhí)行在程序中記述的各個處理步驟，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部41、旋轉(zhuǎn)速度控 制部42和驅(qū)動信號生成部43的功能。因此，也能夠理解為微機(jī)作為對應(yīng)于在程序中記述 的各個處理步驟的各種單元發(fā)揮作用，或者，能夠理解為實(shí)現(xiàn)對應(yīng)于各個處理步驟的各種 功能。當(dāng)然，電機(jī)控制電路4不限于此，也可以利用硬件實(shí)現(xiàn)由電機(jī)控制電路4執(zhí)行的各種 步驟或者實(shí)現(xiàn)的各種單元或各種功能(例如旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算部41、旋轉(zhuǎn)速度控制部42、驅(qū)動 信號生成部43或它們的功能)的一部分或全部。
權(quán)利要求
一種利用三相逆變器(21)驅(qū)動具有轉(zhuǎn)子的三相電機(jī)(1)的電機(jī)驅(qū)動方法，其特征在于，所述三相逆變器具有與按順序進(jìn)相的第1相～第3相(U、V、W)對應(yīng)的第1橋臂～第3橋臂(L1～L3)，所述第1橋臂～第3橋臂分別具有所述三相逆變器的輸出端(T1、T2、T3)、以及相對于所述輸出端(T1、T2、T3)位于一側(cè)的第1臂和位于另一側(cè)的第2臂，在所述第1臂和第2臂上分別設(shè)有開關(guān)元件(Qu、Qv、Qw，Qx、Qy、Qz)，所述電機(jī)驅(qū)動方法包括如下步驟(a)檢測所述開關(guān)元件的短路故障；(b)當(dāng)在所述步驟(a)中，在設(shè)于所述第1橋臂(L1)的所述第2臂上的所述開關(guān)元件(Qx)中檢測到短路故障的情況下，使位于所述第1橋臂的所述第1臂上的所述開關(guān)元件(Qu)成為截止?fàn)顟B(tài)；(c)執(zhí)行下述至少任意一個動作，將所述轉(zhuǎn)子的位置固定，即，(i)使設(shè)于所述第3橋臂的所述第1臂上的所述開關(guān)元件(Qw)成為導(dǎo)通狀態(tài)，使設(shè)于所述第3橋臂的所述第2臂上的所述開關(guān)元件(Qz)成為截止?fàn)顟B(tài)，(ii)使設(shè)于所述第2橋臂的所述第1臂上的所述開關(guān)元件(Qv)成為導(dǎo)通狀態(tài)，使設(shè)于所述第2橋臂的所述第2臂上的所述開關(guān)元件(Qy)成為截止?fàn)顟B(tài)；以及(d)在所述步驟(c)之后，通過設(shè)于所述第2橋臂和所述第3橋臂上的所述開關(guān)元件的開關(guān)動作，使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動方法，其特征在于，在所述步驟(c)中，使設(shè)于所述 第3橋臂的所述第1臂上的所述開關(guān)元件(Qw)成為導(dǎo)通狀態(tài)，使設(shè)于所述第3橋臂的所述 第2臂上的所述開關(guān)元件(Qz)成為截止?fàn)顟B(tài)，使設(shè)于所述第2橋臂的所述第1臂上的所述 開關(guān)元件(Qv)成為截止?fàn)顟B(tài)，使設(shè)于所述第2橋臂的所述第2臂上的所述開關(guān)元件(Qy) 成為導(dǎo)通狀態(tài)，將所述轉(zhuǎn)子的位置固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電機(jī)驅(qū)動方法，其特征在于，在所述步驟(d)中，對所述 電機(jī)(1)的通電方法是180°通電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的電機(jī)驅(qū)動方法，其特征在于，在所述步驟 (d)中，通過脈寬調(diào)制來控制位于所述第2橋臂和所述第3橋臂的所述第1臂上的所述開關(guān) 元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任意一項(xiàng)所述的電機(jī)驅(qū)動方法，其特征在于，在所述步驟 (d)中，在所述電機(jī)由于所述短路故障而不能輸出正常轉(zhuǎn)矩的期間，不進(jìn)行電壓輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電機(jī)驅(qū)動方法，其特征在于，在所述步驟(d)中，在電機(jī)由于 所述短路故障而不能輸出正常轉(zhuǎn)矩的期間，使設(shè)于所述第1橋臂 第3橋臂的所述第1臂 上的所述開關(guān)元件都成為截止?fàn)顟B(tài)，使設(shè)于所述第2橋臂和第3橋臂的所述第2臂上的所 述開關(guān)元件都成為導(dǎo)通狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電機(jī)驅(qū)動方法，其特征在于，在所述步驟(d)中，在電機(jī)由于 所述短路故障而不能輸出正常轉(zhuǎn)矩的期間，使設(shè)于所述第1橋臂 第3橋臂的所述第1臂 上的所述開關(guān)元件都成為截止?fàn)顟B(tài)，使設(shè)于所述第2橋臂和第3橋臂的所述第2臂上的所 述開關(guān)元件都成為截止?fàn)顟B(tài)。
8.—種三相逆變器(21)的開關(guān)元件發(fā)生短路故障時的電機(jī)驅(qū)動方法，其特征在于，所 述電機(jī)驅(qū)動方法包括如下步驟(A)檢測所述開關(guān)元件的短路故障；以及(B)當(dāng)在所述步驟(A)中檢測到所述開關(guān)元件的短路故障的情況下，把對電機(jī)的通電 方法從120°通電切換為180°通電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)驅(qū)動方法，其特征在于，所述三相逆變器具有與按順序進(jìn)相的第1相 第3相(U、V、W)對應(yīng)的第1橋臂 第3 橋臂(L1 L3)，所述第1橋臂 第3橋臂分別具有所述三相逆變器的輸出端(T1、T2、T3)、以及相對于 所述輸出端(T1、T2、T3)位于一側(cè)的第1臂和位于另一側(cè)的第2臂，在所述第1臂和第2臂上分別設(shè)有開關(guān)元件(Qu、Qv、Qw, Qx、Qy、Qz)， 當(dāng)在所述步驟(A)中，在設(shè)于所述第1橋臂(L1)的所述第2臂上的所述開關(guān)元件(Qx) 中檢測到短路故障的情況下，在所述步驟(B)中執(zhí)行下述步驟(B1)使位于所述第1橋臂的所述第1臂上的所述開關(guān)元件(Qu)成為截止?fàn)顟B(tài)； (B2)在所述步驟(B1)之后，通過脈寬調(diào)制來控制位于所述第2橋臂和所述第3橋臂的 所述第1臂上的所述開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)動作，由此使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電機(jī)驅(qū)動方法，其特征在于，在所述步驟(B)中，在所述 電機(jī)由于所述短路故障而不能輸出正常轉(zhuǎn)矩的期間，不進(jìn)行電壓輸出。
11.一種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，所述電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具有三相逆變器(21)，其驅(qū)動具有轉(zhuǎn)子的 三相電機(jī)(1)；以及信號控制部，其控制提供給所述三相逆變器(21)的信號，其特征在于，所述三相逆變器包括與按順序進(jìn)相的第1相 第3相(U、V、W)對應(yīng)的第1橋臂 第3 橋臂(L1 L3)，所述第1橋臂 第3橋臂分別具有所述三相逆變器的輸出端(T1、T2、T3)、以及相對于 所述輸出端(T1、T2、T3)位于一側(cè)的第1臂和位于另一側(cè)的第2臂，在所述第1臂和第2臂上分別設(shè)有開關(guān)元件(Qu、Qv、Qw, Qx、Qy、Qz)， 當(dāng)在設(shè)于所述第1橋臂(L1)的所述第2臂上的所述開關(guān)元件(Qx)中檢測到短路故障 的情況下，所述信號控制部使位于所述第1橋臂的所述第1臂上的所述開關(guān)元件(Qu)成為 截止?fàn)顟B(tài)，為了將所述轉(zhuǎn)子的位置固定，所述信號控制部執(zhí)行下述至少任意一個動作(i)使設(shè) 于所述第3橋臂的所述第1臂上的所述開關(guān)元件(Qw)成為導(dǎo)通狀態(tài)，使設(shè)于所述第3橋臂 的所述第2臂上的所述開關(guān)元件(Qz)成為截止?fàn)顟B(tài)，(ii)使設(shè)于所述第2橋臂的所述第 1臂上的所述開關(guān)元件(Qv)成為導(dǎo)通狀態(tài)，使設(shè)于所述第2橋臂的所述第2臂上的所述開 關(guān)元件(Qy)成為截止?fàn)顟B(tài)，在將所述轉(zhuǎn)子的位置固定之后，通過設(shè)于所述第2橋臂和所述第3橋臂上的所述開關(guān) 元件的開關(guān)動作，使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)還具有顯 示檢測到短路異常的情況的顯示部(25)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)還具 有指示部(26)，所述指示部(26)在發(fā)生短路故障時進(jìn)行所述電機(jī)(1)的停止或繼續(xù)驅(qū)動的指示。
14.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任意一項(xiàng)所述的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī) 驅(qū)動系統(tǒng)還具有短路故障檢測電路，所述短路故障檢測電路通過計測輸入給所述三相逆變 器(21)的輸入電流來檢測短路故障。
15.一種熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵系統(tǒng)具有 三相電機(jī)(1)；以及驅(qū)動所述電機(jī)(1)的權(quán)利要求11 14中的任意一項(xiàng)所述的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。
16.一種風(fēng)扇電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)扇電機(jī)系統(tǒng)具有 風(fēng)扇(5)；使所述風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)的三相電機(jī)(1)；以及驅(qū)動所述電機(jī)(1)的權(quán)利要求11 14中的任意一項(xiàng)所述的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。
全文摘要
在本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動方法及電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)、風(fēng)扇電機(jī)系統(tǒng)中，在逆變器的開關(guān)元件發(fā)生短路故障的情況下，能夠穩(wěn)定驅(qū)動電機(jī)，而且不需設(shè)置連接開關(guān)電路等新的結(jié)構(gòu)。電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具有三相逆變器，驅(qū)動具有轉(zhuǎn)子的三相無刷直流電機(jī)；以及信號控制部，控制提供給三相逆變器的信號。當(dāng)在開關(guān)元件(Qx)中檢測到短路故障的情況下，信號控制部使開關(guān)元件(Qu)成為截止?fàn)顟B(tài)，為了將轉(zhuǎn)子的位置固定，信號控制部使開關(guān)元件(Qv)成為截止?fàn)顟B(tài)，使開關(guān)元件(Qy)成為導(dǎo)通狀態(tài)，使開關(guān)元件(Qw)成為導(dǎo)通狀態(tài)，使開關(guān)元件(Qz)成為截止?fàn)顟B(tài)，在將轉(zhuǎn)子的位置固定之后，通過設(shè)于第2橋臂和第3橋臂上的開關(guān)元件的開關(guān)動作，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
文檔編號H02P27/06GK101860295SQ201010155740
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者佐藤俊彰 申請人:大金工業(yè)株式會社