[发明专利]电机驱动控制装置和空调设备

说明书

技术领域

本发明涉及用PWM（Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制）技术的180度通电方式的逆变器无位置传感器地驱动控制交流电机的技术。

背景技术

作为廉价并可靠地驱动交流电机的电机驱动控制装置的技术，有进行PWM控制的逆变器进行的无位置传感器控制。该无位置传感器控制中，基于交流电机中流过的电流和施加的电压推定转子相位，所以不需要安装位置传感器。这样的无位置传感器控制，要求能够实现安装有位置传感器的控制的情况的同等以上的较宽的驱动范围和较高的运转效率。

作为无位置传感器控制，有基于交流电机的感应电压推定转子相位的方法。作为基于感应电压推定转子相位的方法，根据进行PWM控制的逆变器的通电方式（例如120度通电方式和180通电方式），提出了几种控制方法。此处，将利用感应电压的无位置传感器120度通电方式称为利用感应电压型120度通电方式，将利用感应电压的无位置传感器180度通电方式称为利用感应电压型180度通电方式。已知这些使用感应电压的无位置传感器控制方法的问题点在于，因为在交流电机的低速区域中感应电压较小，所以容易产生转子相位的推定误差。特别是，交流电机停止时，不产生感应电压，所以不能够推定转子相位。

于是，为了解决这样的问题点，提出了利用磁饱和的无位置传感器控制方法。该方法利用磁饱和，在包括停止时的低速区域中也可以推定转子相位。例如，提出了使用120度通电方式的情况下，检测随着在开路相（open phase）产生的磁饱和引起的电动势的方式（称为利用磁饱和型120度通电方式）（参照专利文献1）。此处，开路相指的是使逆变器电路的上下臂的开关元件双方都停止的相。专利文献1的技术中，因磁饱和而在开路相产生的电动势，依赖于转子相位地变化，所以通过检测该电动势来推定转子相位。

但是，120度通电方式中电流波形变形，所以铁损增加，会使交流电机的效率降低。于是，专利文献1的技术中，公开了在低速区域中使用利用磁饱和型120度通电方式，在中高速区域中切换为利用感应电压型180度通电方式的方式。后者（利用感应电压型180度通电方式）是正弦波驱动，与前者（利用磁饱和型120度通电方式）相比电流变形较小，能够抑制交流电机的效率降低。对此，在包括停止时的低速区域中，必须使用前者（利用磁饱和型120度通电方式），所以在低速区域留下了电流变形较大的问题。

即，利用感应电压型180度通电方式，能够减小电流变形，但在交流电机的低速区域中，因为感应电压较小，所以转子相位的推定误差较大。此外，利用磁饱和型120度通电方式，使用在开路相产生的磁饱和产生的电动势，在交流电机的低速区域中也能够高精度地推定转子相位，但在低速区域中电流变形较大。

于是，提出了在使用电流变形较小的利用感应电压型180度通电方式的情况下，为了在包括停止时的低速区域中推定转子相位而检测中性点电位的方法（称为利用中性点型180度通电方式）（参照专利文献2）。该方法利用检测的中性点电位与开路相的电动势同样依赖于转子相位，通过检测该中性点电位来推定转子相位。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-189176号公报

专利文献2：日本特开2010-74898号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，专利文献2中记载的利用中性点型180度通电方式的情况下，电流变形较小，并且能够从低速区域到高速区域进行转子相位的推定，但为了检测中性点电位，检测系统变得复杂。即，为了用利用中性点型180度通电方式检测中性点电位，需要在交流电机的内部设置检测用的配线，所以交流电机的检测系统可能变得复杂，并且交流电机的电机可能变得复杂。进而，在三相交流电机是空调设备的压缩机驱动用电机的情况下，需要从设置于压缩机内部的压缩机驱动用电机引出4根线。其结果是，可能使空调设备成本提高，或者使空调设备的可靠性降低。进而，在空调设备的内部必须进行检测系统的配线变更，所以也存在不能够直接利用现有的空调设备等通用性不佳的问题。

于是，本发明鉴于这样的情况，课题在于提供一种电机驱动控制装置，其能够进行从包括停止时的低速区域到高速区域都能够进行转子的位置检测、电流变形较小并且不需要检测中性点电位的无位置传感器控制。

用于解决课题的方法