[发明专利]同步电机的驱动装置、以及使用了它的冷冻装置、空气调节器、冰箱、及同步电机的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步电机的驱动装置、以及使用了它的冷冻装置、空气调节器、冰箱、及同步电机的驱动方法。

背景技术

同步电机通过向作为定子（stator）的电枢绕组提供交流电力来产生旋转磁场，通过在该旋转磁场与转子（rotor）之间产生的吸引力来以规定的同步速度使转子进行旋转。

为了恰当地驱动同步电机，需要根据转子的位置来控制施加给电枢绕组的电压的相位、振幅、以及频率。即在进行同步电机的控制时，需要检测或者推定转子的位置。

近年来，开展了如下的所谓的无位置传感器驱动方式的同步电机的研发：不设置用于检测转子的位置的位置传感器，使用驱动用逆变器的电流检测值等来推定转子的位置，然后根据所推定的转子的位置来进行同步电机的控制。

通过使用无位置传感器驱动方式的同步电机，具有如下优点：能够应对各种各样的设置环境，并且与省略位置传感器相应地变得廉价。

另外，有时同步电机的转子的轴由于外力、电机自身的原因而锁定（下面称为“轴锁定”）、或在同步电机中产生失调（loss of synchronism）而旋转速度异常地降低。如上述那样，无位置传感器驱动方式不直接检测转子的位置。因而，在无位置传感器驱动方式的同步电机中产生轴锁定、失调的情况下，也无法直接检测它们。

例如，专利文献1记载有一种旋转机控制装置，具备：旋转异常指标计算部，计算成为电机的旋转异常的指标的旋转异常指标；以及判定部，判定在同步电机中是否产生旋转异常。并且，所述判定部在旋转异常指标（将同步电机的输出电力除以输入电力得到的值）超过规定的阈值的情况下，判定为在同步电机中产生旋转异常。

另外，专利文献2记载有一种同步电机的控制装置，具备：坐标变换部，根据通过电流检测单元所检测出的电机电流计算励磁电流值；以及电压指令补正单元，计算向同步电机的电压指令值的补正量使得该励磁电流值与励磁电流指令值一致。

并且，所述控制装置通过将电压指令值的补正量和预先设定的规定值进行比较来检测同步电机的失调。

专利文献1：日本特开2009-65764号公报

专利文献2：日本特开2004-64902号公报

发明内容

然而，在专利文献1所述的发明中根据同步电机的输入电力和输出电力的相对关系（比）来检测旋转异常。即专利文献1所述的发明不是根据通过假定了异常状态的实验或者仿真等所获取的数据来检测同步电机的旋转异常，因此有可能无法恰当地检测旋转异常。

另外，专利文献2所述的发明以在驱动状态（即旋转着的状态）的同步电机失调的情况下检测该失调为前提，存在无法检测起动时（即开始旋转的状态）的轴锁定这样的问题。

这是因为，在无位置传感器的同步电机中，与在常规的旋转（无位置传感器模式）中能够根据驱动用的逆变器电流等来计算轴误差等然后推定转子的位置的情况相对，在转子成为停止状态的起动时无法推定所述转子的位置。

因此，本发明的课题在于提供一种能够恰当地检测轴锁定的同步电机的驱动装置、以及使用了它的冷冻装置、空气调节器、冰箱、及同步电机的驱动方法。

为了解决所述课题，本发明的同步电机的驱动装置，具备：控制单元，通过向逆变器电路的开关元件输出控制信号来以无位置传感器方式驱动同步电机；以及电流检测单元，检测所述逆变器电路的输出电流、或者直流侧的母线电流并输出给所述控制单元，该同步电机的驱动装置的特征在于，所述控制单元根据从所述电流检测单元输入的电流值的相关值、和与施加给所述同步电机的电压相对应的电压指令值来计算输入有效功率，在该输入有效功率比规定的阈值小的情况下判断为在所述同步电机中产生了轴锁定并停止所述同步电机的驱动。

根据本发明，能够提供一种能够恰当地检测轴锁定的同步电机的驱动装置、以及使用了它的冷冻装置、空气调节器、冰箱、及同步电机的驱动方法。

附图说明

图1是使用了与本发明的一个实施方式有关的同步电机的驱动装置的冷冻装置的系统结构图。

图2是表示电机驱动装置的电路结构的说明图。

图3是表示同步电机的各电枢绕组的电流以及电压、电机转子轴、控制系轴的说明图。

图4是与控制装置中的矢量控制处理有关的功能框图。

图5是控制装置的电压指令值运算部的功能框图。

图6是控制装置的轴锁定检测部的功能框图。

图7是表示轴锁定检测部的处理的流程的流程图。

图8是设置了同步电机的驱动装置的空气调节器的系统结构图。