专利名称：交流电动机的控制装置和使用其的冷冻空调装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交流电动机的控制装置，特别地，涉及一种基于逆变器的直流母线电流来估计电动机(motor)电流的方法。
背景技术：
如果能够正确地估计交流电动机中流动的电动机电流，并将其用于交流电动机的控制，则能够更高性能地驱动交流电动机。在专利文献I中，从逆变器的直流母线电流中检测出两相的电流，并且基于该检测值来估计电动机电流。由此，需要在一个载波周期内进行两次电流检测，并且需要高速A/D转换器。 在专利文献2中，与所谓的必须检测出两相的电流的专利文献I不同，可以仅通过一相的检测值来估计电动机电流。但是，为了估计一次电动机电流，需要在规定的时间段中多次检测直流母线电流，并未改善需要高速A/D转换器这一点。专利文献I JP特开2002-95263号公报专利文献2 JP特开2007-221999号公报在低负载或低速区域中驱动交流电动机的情况下，由于调制率变低，使得逆变器的直流母线电流的通电时间段变短。由于当直流母线电流的通电时间段变短时，难以在通电时间段内多次检测直流母线电流，在现有技术中，产生了以下问题在直流母线电流的检测时产生了误差，无法正确地估计电动机电流，并且无法高性能地驱动交流电动机。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法，通过即使在逆变器的通电时间段较短的情况下也正确地检测出直流母线电流，来正确地估计电动机电流，并高性能地驱动交流电动机。根据本发明，提出了一种交流电动机的控制装置，其具备直流电源；逆变器，将由该直流电源提供的直流电变换为交流电；逆变器控制电路，对该逆变器中所具备的开关元件进行控制；直流母线电流检测器，对在所述逆变器中流动的直流母线电流进行检测；低通滤波器，对由该直流母线电流检测器检测出的直流母线电流进行平滑化；以及修正器，对由该低通滤波器平滑过的直流母线电流的衰减量进行修正。根据本发明，即使在调制率较低的情况下，也能够正确地检测出直流母线电流。由此，即使在低负载或低速区域中也能够高性能地驱动交流电动机。
图I是第一实施例的控制装置的构成图。图2是在第一实施例的控制装置中的电压、电流波形图。图3是示出了在第一实施例的控制装置中的电压、电流的各成分的矢量图。图4是在第一实施例的控制装置中的逻辑上的直流母线电流IDC的波形图。
图5是在第一实施例的控制装置中的调制率较低的情况下的直流母线电流的波形图。图6是在第一实施例的控制装置中的调制率较高的情况下的直流母线电流的波形图。图7是示出了第三实施方式的电流检测相位的切换的波形图。图8是示出了第四实施方式的直流母线电流检测的追随性的波形图。图9是第五实施例的构成图。图10是第五实施例的在切换了滤波器时间常数的情况下的直流母线电流的波形图。图11是第六实施例的构成图。 符号说明I 交流电动机2 逆变器3 直流电源4 直流母线电流检测器5 低通滤波器5d 多路复用器6 修正器7 逆变器控制电路7a PWM信号产生部7b 矢量控制部7c 电流估计部VDC直流电压IDC直流母线电流Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swn 开关兀件Vu、Vv、Vw U相电压、V相电压、W相电压Vu*, Vv*, Vw*U相电压指令、V相电压指令、W相电压指令Vl 电动机电压Il 电动机电流Ir 无效电流Ia 有效电流Θ V 电压相位ψ 电压/电流相位差
具体实施例方式以下，使用附图来说明本发明的各实施例。第一实施例使用图I到图6来说明第一实施例的控制装置。在图I中，交流电动机I输出与从逆变器2施加的三相交流电流Iu、Iv、Iw相对应的转矩。逆变器2具备开关元件Sup、Sun、Svp> Svn> Swp> Swn,并且向交流电动机I施加三相交流电压Vu、Vv、Vw,提供交流电。直流电源3向逆变器2施加直流电压VDC，以提供直流电。直流母线电流检测器4检测逆变器2的直流母线电流IDC。低通滤波器5对直流母线电流检测器4的检测值进行平滑化。修正器6对由低通滤波器5所造成的检测值的衰减量进行修正。逆变器控制电路7对开关元件Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swn的接通、断开进行控制。另外，逆变器控制电路7内的PWM信号产生部7a、矢量控制部7b、电流估计部7c的细节将在第二实施例中进行说明。逆变器2将(公式I)的三相交流电压Vu、Vv、Vw施加到交流电动机1，并且在交流电动机I中流动着(公式2)的三相交流电流Iu、Iv、Iw。(公式I)的三相交流电压如图2的(a)所示，而(公式2)的三相交流电流如图2的(b)所示。
权利要求
1.一种交流电动机的控制装置，其具备 直流电源； 逆变器，将由该直流电源提供的直流电变换为交流电； 逆变器控制电路，对该逆变器中所具备的开关元件进行控制； 直流母线电流检测器，对在所述逆变器中流动的直流母线电流进行检测； 低通滤波器，对由该直流母线电流检测器检测出的直流母线电流进行平滑化；以及 修正器，对由该低通滤波器平滑过的直流母线电流的衰减量进行修正。
2.根据权利要求I所述的交流电动机的控制装置，其中， 所述逆变器控制电路具备 电流估计单元，根据由所述直流母线电流检测器所检测出的多个直流母线电流来估计在所述交流电动机中流动的交流电流的振幅和相位； 矢量控制单元，基于该电流估计单元的输出来对所述逆变器控制电路的电压指令进行运算；以及 PWM信号产生单元，基于该矢量控制单元的输出对所述开关元件进行PWM控制。
3.根据权利要求2所述的交流电动机的控制装置，其中， 所述电流估计单元与由所述直流母线电流检测器检测出的直流母线电流的周期性同步地，估计在所述交流电动机中流动的交流电流的振幅和相位。
4.根据权利要求2所述的交流电动机的控制装置，其中， 所述低通滤波器的时间常数Tf满足以下公式Tc ,T log Idco、 …(公式 18) VDCm J 其中，Tf为时间常数，Tc为逆变器控制电路的载波周期，IDCO为直流母线电流的额定值，IDCm为直流母线电流检测器的最小分辨率。
5.根据权利要求2所述的交流电动机的控制装置，其中， 根据所述逆变器的调制率来变更所述低通滤波器的时间常数。
6.根据权利要求2所述的交流电动机的控制装置，其中， 在所述逆变器的调制率处于阈值以上的情况下，所述直流母线电流检测器回避所述低通滤波器和所述修正器，直接检测在所述逆变器中流动的直流母线电流。
7.—种冷冻空调装置，将权利要求I至6任一项所述的交流电动机的控制装置作为用于风扇或压缩机的交流电动机的控制装置。
全文摘要
本发明提供一种交流电动机的控制装置和使用其的冷冻空调装置，即使在低负载或低速区域使用交流电动机等调制率较低的情况下，也正确地检测直流母线电流，并高性能地驱动交流电动机。本发明的交流电动机的控制装置，具备直流电源；逆变器，将由该直流电源提供的直流电变换为交流电；逆变器控制电路，对该逆变器中所具备的开关元件进行控制；直流母线电流检测器，对在所述逆变器中流动的直流母线电流进行检测；低通滤波器，对由该直流母线电流检测器检测出的直流母线电流进行平滑化；以及修正器，对由该低通滤波器平滑过的直流母线电流的衰减量进行修正。
文档编号H02P21/12GK102832875SQ20111026012
公开日2012年12月19日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年6月16日
发明者隅田悟士, 樋爪达也, 能登原保夫 申请人:日立空调·家用电器株式会社