電機控制裝置和冷凍、空調(diào)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制電機的電機控制裝置，尤其涉及具有逆變電路的電機控制裝置。此外，本發(fā)明涉及裝載有電機控制裝置的冷凍裝置、空調(diào)裝置(將其總稱為冷凍、空調(diào)裝置)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，驅(qū)動伴隨負載轉(zhuǎn)矩波動的負載要素的同步電機的可變速控制中采用了逆變器。作為具備具有周期性負載轉(zhuǎn)矩波動的負載要素的裝置，有單轉(zhuǎn)子型壓縮機或者往復型壓縮機等。單轉(zhuǎn)子型壓縮機或者往復型壓縮機等作為裝載在空氣調(diào)節(jié)機和冰箱等家電產(chǎn)品中的壓縮機，被廣泛使用。
[0003]圖1A是表示單轉(zhuǎn)子型壓縮機的負載轉(zhuǎn)矩特性的圖，圖1B是表示往復型壓縮機的負載轉(zhuǎn)矩特性的圖。在單轉(zhuǎn)子型壓縮機和往復型壓縮機中，每I轉(zhuǎn)進行I次由工作介質(zhì)的吸入工序、壓縮工序、噴出工序組成的壓縮循環(huán)。由于即將噴出前工作介質(zhì)被壓縮，所以負載轉(zhuǎn)矩變大，由于剛剛噴出后沒有工作介質(zhì)，所以負載轉(zhuǎn)矩變小。因此，如果希望使壓縮機的角速度一定時，電機電流根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩波動產(chǎn)生脈動，因而存在電力損失增加的問題。
[0004]作為解決上述問題的方法，存在如下方法:根據(jù)壓縮機的機械角，即根據(jù)由工作介質(zhì)的吸入工序、壓縮工序、噴出工序組成的壓縮循環(huán)處于哪個位置，補償電機轉(zhuǎn)矩。利用所述方法，能夠根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩波動補償電機轉(zhuǎn)矩，降低負載轉(zhuǎn)矩波動導致的電機電流的脈動，實現(xiàn)高效率化。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I:日本專利公開公報特開2004-215434號
[0008]專利文獻2:日本專利公開公報特開2004-274841號
[0009]專利文獻I公開的電機控制裝置，為了減小電機驅(qū)動電流的脈動而應用補償轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩模式來提高電機驅(qū)動效率。為應用轉(zhuǎn)矩模式，需要判斷負載要素的機械角。專利文獻I中記載了通過來自無刷電機的各線圈的感應電壓的波形，檢測電機內(nèi)的轉(zhuǎn)子的位置，但是未記載檢測和電機連接的負載要素的機械角。因此，當沒有關(guān)于電機和負載要素的連接位置的信息時，不能根據(jù)負載要素的負載轉(zhuǎn)矩波動補償電機轉(zhuǎn)矩。
[0010]專利文獻2公開的電機控制裝置，為了無位置傳感器，根據(jù)電機驅(qū)動電流的脈動檢測轉(zhuǎn)子的機械性位置，但是電機的極數(shù)多時不過是判斷相對于負載要素的機械角，電機的電角度為第幾周期，因此沒有關(guān)于電機與負載要素的連接位置的信息時，不能成為補償負載要素的負載轉(zhuǎn)矩波動的電機轉(zhuǎn)矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種電機控制裝置和裝載所述電機控制裝置的冷凍、空調(diào)裝置，在無位置傳感器且沒有關(guān)于電機和負載要素的連接位置的信息時也能實現(xiàn)高效率化。
[0012]為達到上述目的，本發(fā)明的電機控制裝置，控制用于驅(qū)動具有周期性負載轉(zhuǎn)矩波動的負載要素的電機，所述電機控制裝置包括:電壓修正模式存儲部，存儲與所述負載轉(zhuǎn)矩波動的I周期的角度對應的電壓修正模式；電機驅(qū)動電壓波形生成部，生成用于驅(qū)動所述電機的基本電壓波形；以及電機驅(qū)動電壓波形修正部，對所述電壓修正模式賦予修正系數(shù)、修正所述基本電壓波形，檢測通過由所述電機驅(qū)動電壓波形修正部生成的電機驅(qū)動信號驅(qū)動所述電機時的電機驅(qū)動電流的波動量，將所述電機驅(qū)動電流的波動量作為指標，決定所述修正系數(shù)(第一結(jié)構(gòu))。
[0013]優(yōu)選在上述第一結(jié)構(gòu)的電機控制裝置中，所述修正系數(shù)包含相對于所述基本電壓波形的所述電壓修正模式的相位，將所述相位作為不同的值、驅(qū)動所述電機時的所述電機驅(qū)動電流的波動量進行比較的結(jié)果作為指標，決定所述相位(第二結(jié)構(gòu))。
[0014]優(yōu)選在上述第一或第二結(jié)構(gòu)的電機控制裝置中，所述修正系數(shù)包含所述電壓修正模式的增益，將所述增益作為不同的值、驅(qū)動所述電機時的所述電機驅(qū)動電流的波動量進行比較的結(jié)果作為指標，決定所述增益(第三結(jié)構(gòu))。
[0015]優(yōu)選在上述第一?第三中任意結(jié)構(gòu)的電機控制裝置中，所述電壓修正模式的形狀是，基于將所述負載要素的所述I周期的負載轉(zhuǎn)矩的平均值減去所述負載要素的各角度的負載轉(zhuǎn)矩值的值、以所述負載要素的角度進行積分的函數(shù)的形狀(第四結(jié)構(gòu))。
[0016]優(yōu)選在上述第一?第三中任意結(jié)構(gòu)的電機控制裝置中，測量以一定的轉(zhuǎn)矩使所述負載要素旋轉(zhuǎn)時的負載轉(zhuǎn)矩波動I周期的角速度變化，所述電壓修正模式的形狀是基于其波動模式的形狀(第五結(jié)構(gòu))。
[0017]優(yōu)選在上述第四或第五結(jié)構(gòu)的電機控制裝置中，所述電壓修正模式的形狀是，相比作為基礎(chǔ)的所述函數(shù)或所述波動模式，將修正量減小的形狀(第六結(jié)構(gòu))。
[0018]優(yōu)選在上述第一?第六中任意結(jié)構(gòu)的電機控制裝置中，將所述電機驅(qū)動電流的波動量作為指標，決定所述修正系數(shù)的候補值，當所述候補值和過去的所述修正系數(shù)的值的差、所述候補值和與過去的所述修正系數(shù)的值對應的值的差，全部在規(guī)定值以上時，不采用所述候補值(第七結(jié)構(gòu))。
[0019]本發(fā)明的冷凍、空調(diào)裝置包括:上述第一?第七中任意結(jié)構(gòu)的電機控制裝置；由所述電機控制裝置驅(qū)動的同步電機;以及所述同步電機驅(qū)動的壓縮機(第八結(jié)構(gòu))。
[0020]按照本發(fā)明，可以提供在無位置傳感器且沒有關(guān)于電機與負載要素的連接位置的信息時也能實現(xiàn)高效率化的電機控制裝置和裝載所述電機控制裝置的冷凍、空調(diào)裝置。
【附圖說明】
[0021 ]圖1A是表示單轉(zhuǎn)子型壓縮機的負載轉(zhuǎn)矩特性的圖。
[0022]圖1B是表示往復型壓縮機的負載轉(zhuǎn)矩特性的圖。
[0023]圖2是表示本發(fā)明的第I實施方式的電機控制裝置的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
[0024]圖3是表不電壓修正模式的一例的圖。
[0025]圖4A是表示本發(fā)明的第I實施方式中的電機驅(qū)動電壓波形修正部的動作的流程圖。
[0026]圖4B是表示本發(fā)明的第I實施方式中的電機驅(qū)動電壓波形修正部的動作的流程圖。
[0027]圖5是表不修正后的電機驅(qū)動電壓波形的一例的圖。
[0028]圖6是表示多例各相的電機驅(qū)動電流波形的圖。
[O O 2 9 ]圖7是表不電機驅(qū)動電流的脈動量與電壓修正模式的相位偏移量的關(guān)系的一例的圖。
[0030]圖8是表示電機驅(qū)動電流的脈動量與電壓修正模式的修正增益的關(guān)系的一例的圖。
[0031]圖9A是表示本發(fā)明的第2實施方式中的電機驅(qū)動電壓波形修正部的動作的流程圖。
[0032]圖9B是表示本發(fā)明的第2實施方式中的電機驅(qū)動電壓波形修正部的動作的流程圖。
[0033]圖1OA是表示本發(fā)明的第5實施方式中的電機驅(qū)動電壓波形修正部的動作的流程圖。
[0034]圖1OB是表示本發(fā)明的第5實施方式中的電機驅(qū)動電壓波形修正部的動作的流程圖。
[0035]圖11是表示本發(fā)明的第6實施方式中的電壓修正模式的一例的圖。
【具體實施方式】
[0036]以下參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0037]〈第i實施方式〉
[0038]圖2表示了本發(fā)明的第I實施方式的電機控制裝置的簡要結(jié)構(gòu)。本實施方式的電機控制裝置具備轉(zhuǎn)換電路2、逆變電路3、電流檢測電阻(分流電阻)R1、電流檢測電路5和微機Al。轉(zhuǎn)換電路2的輸入側(cè)連接交流電源I，逆變電路3的輸出側(cè)連接同步電機4。同步電機4驅(qū)動伴隨周期性負載轉(zhuǎn)矩波動的負載要素。
[0039]轉(zhuǎn)換電路2把來自交流電源I的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓后提供給逆變電路3。逆變電路3把來自轉(zhuǎn)換電路2的直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓后提供給同步電機4。轉(zhuǎn)換電路2的輸出側(cè)和逆變電路3的輸入側(cè)由正極直流線和負極直流線連接，所述負極直流線上設(shè)有電流檢測電阻Rl。電流檢測電路5根據(jù)電流檢測電阻Rl的兩端產(chǎn)生的電壓，檢測流過逆變電路3的電流，并將所述檢測到的電流放大，作為電流信號向微機Al輸出。即，電流檢測電路5作為檢測流過逆變電路3的電流的電流檢測裝置發(fā)揮功能。
[0040]微機Al是對同步電機4進行驅(qū)動控制的電路，具有電機驅(qū)動電流推斷部6、電機驅(qū)動電流存儲部7、電壓修正模式存儲部8、轉(zhuǎn)速設(shè)定部9、電機驅(qū)動電壓波形生成部10、電機驅(qū)動電壓波形修正部11和PWM波形生成部12，根據(jù)程序執(zhí)行以下說明的處理。
[0041]電機驅(qū)動電流推斷部6具有電流變化部分運算裝置(未圖示)和分配運算裝置(未圖示)，電流變化部分運算裝置根據(jù)輸入的電流信號求出電流的變化部分，分配運算裝置根據(jù)電流信號的變化部分推算電機驅(qū)動電流。這里，電流變化部分運算裝置和分配運算裝置，可以采用例如日本專利公開公報特開平8-19263號中記載的裝置。采用日本專利公開公報特開平8-19263號中記載的裝置時，電流變化部分運算裝置根據(jù)逆變電路3的各相驅(qū)動元件的開關(guān)之前和之后的電流信號(電流檢測電路5的輸出信號)求出其變化部分，分配運算裝置根據(jù)逆變電路3的各相驅(qū)動元件的開關(guān)時序，將電流信號(電流檢測電路5的輸出信號)的變化部分分配到各相，推算各相的電機驅(qū)動電流。通過設(shè)置電機驅(qū)動電流推斷部6，不使用由線圈和霍爾元件構(gòu)成的電流傳感器、電流互