[发明专利]逆变器装置及用于空调装置的电动压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及对用于驱动电动压缩机等的无刷电机进行控制的逆变器装置及PWM信号控制方法。

背景技术

以往，对于用来驱动空调装置等中所用的电动压缩机的电机，因能量效率良好，而大多采用将逆变器生成的信号作为驱动电源的三相无刷电机的情形较多。此时，逆变器进行PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)控制而进行施加电压控制和频率控制，由此能够容易地驱动三相无刷电机(以下简称为“电机”)旋转。而且，通过检测电机的绕组产生的感应电压，无需位置传感器便能进行电机的旋转控制。在逆变器进行电机的施加电压控制和频率控制时，通过对控制功率器件的PWM信号的占空比(导通期间相对一个周期期间的比率)进行控制来实现。另外，逆变器的电机控制通过微型计算机检测逆变器的输出电压或输出电流并反馈给施加电压控制来实现。

此外，作为相关技术，公开了通过利用微型计算机对逆变器的输出电压进行PWM控制而驱动电机旋转的技术(例如，参照专利文献1)。根据该技术，在进行无位置传感器控制的逆变器通过检测电机的感应电压来估计转子的位置时，通过检测电机的假想中性点的电位，能够高精度地估计该转子的位置。由此，即便不使用用于检测转子位置的位置传感器，也能够高精度地估计转子的位置，从而实现电机的高效驱动和转速的稳定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-146685号公报

发明内容

发明要解决的问题

在微型计算机对逆变器的输出电压进行PWM控制以驱动电机旋转时，根据由该电机驱动的电动压缩机的负载状态，在0～100％的范围内控制PWM信号的占空比。此时，PWM信号的载频的1个周期例如为100μs左右。但是，一般而言，被用于空调装置等家电用品的微型计算机并不在0～100％的整个范围内具备高分辨率(取决于频率特性的性能)，因此无法控制0％附近或100％附近的数μs的占空范围。

换言之，在使用被用于家电用品等的通用的微型计算机时，在PWM波形的占空比为0％的附近或100％的附近，无法以期望的占空比进行PWM控制。例如，在想将占空比设为3％时，有时占空比却变成0％，而要将占空比设为97％时，有时占空比却变成100％。

另外，逆变器在电机的U相、V相、W相的各相中，在相电压为0V时，例如将占空比设为0％，在各相电压为最大值时，将占空比设为100％，在相电压为0V至最大值之间，设为与相电压相应的占空比，以进行PWM控制。然而，在使用上述的通用微型计算机时，在想设为97％的占空比时，有时却会变成100％的占空比。另外，在想设为3％的占空比时，有时却变成0％的占空比。其结果，在电机的U相、V相、W相的各相中，相电压发生畸变，因此电机的线间电压也发生畸变。

若电机的线间电压发生畸变，则电机的扭矩会变得小于期望的值或大于期望的值而无法进行电动压缩机的驱动控制，或者电机的扭矩波动变大而导致该电机产生声音或振动。其结果，电动压缩机的控制能力下降，从而无法使空调装置等高效地连续运转。

本发明的目的在于，提供即使在利用通用的微型计算机进行PWM控制的逆变器中，也能够以电机的线间电压不会发生畸变的方式对电机施加电压的逆变器装置及PWM信号控制方法。

解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的逆变器装置是生成驱动多相电机的信号的逆变器装置，该装置采用的结构包括：功率器件，基于PWM信号，将直流电转换成交流电并输出；以及控制单元，对所述多相电机的各相，控制占空比，并将基于所述占空比的所述PWM信号输出至所述功率器件，在所述多相电机的任意的相的目标占空比成为无法以所述任意的相来控制的占空比即无控制占空比时，所述控制单元进行如下动作：计算能够以所述任意的相来控制的占空比即可控制占空比和所述任意的相的目标占空比之间的差值即占空比差；以及对于所述任意的相，将基于所述可控制占空比的所述PWM信号输出至所述功率器件，而对于除所述任意的相以外的其他相，将基于对各自的目标占空比加上或减去了所述占空比差所得的校正后占空比的所述PWM信号输出至所述功率器件。