致动器驱动装置的制作方法

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致动器驱动装置的制作方法

本发明涉及驱动致动器的装置。



背景技术:

在对交流电压进行整流而得到直流电压的设备中,直流电压根据交流电压进行变动。特别是,在容易发生电源电压的变动的地区中使用的设备根据电压上升时的对策如何,很有可能导致设备故障。所以,设置有专利文献1(日本特开2007-166815号公报)公开的过电压保护单元。该过电压保护单元将输入变压器用作有载分接切换器的变压器,当某个阈值以上的电压被输入到逆变器超过预定时间时,将有载分接切换器的变压器的分接头切换到低压侧。



技术实现要素:

发明要解决的课题

然而,上述有载分接切换器的变压器合适作为大规模的电气设备用,然而不容易应用于搭载在一般的家电制品等上的致动器驱动装置。并且,仅由于瞬间的过大电压而提高半导体元件等的耐压,这导致高成本化。

因此,本发明的课题是提供一种低成本、安全性优异的致动器驱动装置。

用于解决课题的手段

本发明的第1观点的致动器驱动装置,其具有:直流电压生成部、电压检测部、驱动部、切换部、驱动控制部、切换控制部、以及第1二极管或绝缘电路。直流电压生成部生成直流电压。电压检测部与电源或直流电压生成部电连接。电压检测部检测从电源或直流电压生成部供给的电压值。驱动部配置在直流电压生成部和致动器之间。驱动部由直流电压生成部供给直流电压。驱动部将用于驱动致动器的驱动信号输出到致动器。切换部配置在将驱动部的低电位侧与直流电压生成部连接的电源线上。切换部切换电源线的导通和切断。驱动控制部通过向驱动部输出指令来控制驱动部的动作。切换控制部与切换部电连接。切换控制部根据电压检测部检测出的电压值控制切换部的动作。切换控制部控制切换部的动作,使得在电压值小于第1阈值的情况下导通电源线,在电压值是第1阈值以上的情况下切断电源线。第1二极管或绝缘电路配置在驱动部和驱动控制部之间。第1二极管或绝缘电路在切换部切断电源线时,抑制电流经由驱动部从直流电压生成部流到驱动控制部。

在本发明的第1观点涉及的致动器驱动装置中,切换部配置在将驱动部的低电位侧与直流电压生成部连接的电源线上,被控制成根据电压值切换电源线的导通和切断,从而当电源电压处于第1阈值以上的过电压状态时(过电压时),可以为了保护驱动部而切断电源线。

这里,切换部配备用于电源电压为过电压状态的情况,要求选定具有充分的耐压的切换部。另一方面,被供给到将驱动部的低电位侧与直流电压生成部连接的电源线的电源电压和被供给到将直流电压生成部与驱动部的高电位侧连接的电源线的电源电压相比,电压值低。因此,与切换部配置在将直流电压生成部与驱动部的高电位侧连接的电源线上的情况相比,切换部配置在将驱动部的低电位侧与直流电压生成部连接的电源线上的情况能够将切换部的耐压设定得低,相应地抑制了成本。在第1观点的致动器驱动装置中,切换部配置在将驱动部的低电位侧与直流电压生成部连接的电源线上,从而能够在抑制成本的同时在过电压时切断电源线。

并且,在本发明的第1观点的致动器驱动装置中,第1二极管或绝缘电路配置在驱动部与驱动控制部之间,抑制了在电源线的遮断时电流经由驱动部从直流电压生成部流到驱动控制部,从而在过电压时保护了驱动部和驱动控制部。

这里,在过电压时,当为了保护驱动部而切断将驱动部的低电位侧与直流电压生成部连接的电源线时,由于驱动部内的电位比驱动控制部内的电位高,因而在驱动部与驱动控制部之间产生与通常时不同的电位差。因此,若未设置切换从直流电压生成部供给的电流的单元,则很有可能在过电压时电流经由驱动部从直流电压生成部流到驱动控制部,使驱动部和驱动控制部受到破坏。在第1观点涉及的致动器驱动装置中,第1二极管或绝缘电路配置在驱动部和驱动控制部之间,抑制在电源线的切断时电流经由驱动部从直流电压生成部流到驱动控制部。由此,采用简单的结构,在过电压时使驱动部和驱动控制部受到保护。

因此,在第1观点涉及的致动器驱动装置中,在抑制成本的同时,安全性提高。

本发明的第2观点涉及的致动器驱动装置是第1观点涉及的致动器驱动装置,还具有驱动部工作用电源和第2二极管。驱动部工作用电源其将工作用电源提供给驱动部。第2二极管配置在驱动部和驱动部工作用电源之间。第2二极管在切换部切断电源线时,抑制电流经由驱动部从直流电压生成部流到驱动部工作用电源。

在过电压时,当切断将驱动部的低电位侧与直流电压生成部连接的电源线时,由于驱动部内的电位比驱动部工作用电源的电位高,因而在驱动部与驱动部工作用电源之间产生与通常时不同的电位差。因此,若未设置切换从直流电压生成部供给的电流的单元,则很有可能在过电压时电流经由驱动部从直流电压生成部流到驱动部工作用电源,使驱动部和驱动部工作用电源受到破坏。在第2观点涉及的致动器驱动装置中,第2二极管配置在驱动部和驱动部工作用电源之间,抑制在电源线的切断时电流经由驱动部从直流电压生成部流到驱动部工作用电源。由此,采用简单的结构,在过电压时使驱动部和驱动部工作用电源受到保护。因此,在抑制成本的同时,安全性提高。

本发明的第3观点涉及的致动器驱动装置是第1观点涉及的致动器驱动装置,还具有驱动部工作用电源。驱动部工作用电源将工作用电源提供给驱动部。驱动部工作用电源是绝缘电源。驱动部工作用电源与驱动部电连接的二次侧与一次侧电分离。

如上述那样,在过电压时,当切断将驱动部的低电位侧与直流电压生成部连接的电源线时,由于驱动部内的电位比驱动部工作用电源的电位高,因而在驱动部与驱动部工作用电源之间产生与通常时不同的电位差。因此,若未设置切换从直流电压生成部供给的电流的单元,则很有可能在过电压时电流经由驱动部从直流电压生成部流到驱动部工作用电源,使驱动部和驱动部工作用电源受到破坏。在第3观点涉及的致动器驱动装置中,驱动部工作用电源是绝缘电源,其与驱动部电连接的二次侧与一次侧电分离。其结果是,抑制在电源线的切断时电流经由驱动部从直流电压生成部流到驱动部工作用电源。由此,采用简单的结构,在过电压时使驱动部和驱动部工作用电源受到保护。因此,在抑制成本的同时,安全性进一步提高。

本发明的第4观点涉及的致动器驱动装置是第1观点至第3观点中的任一项涉及的致动器驱动装置,驱动控制部与电压检测部电连接。驱动控制部在电压值是第1阈值以上的情况下,在切换部切断电源线之前,向驱动部输出使驱动信号的输出停止的指令。

在本发明的第4观点涉及的致动器驱动装置中,在电压值是所述第1阈值以上的情况下,在切断所述电源线之前,停止来自驱动部的驱动信号的输出。由此,能够切断在过电压时在切断电源线之前流到致动器和驱动部的电流。因此,进一步抑制在过电压时电流经由驱动部从直流电压生成部流到其它部分,使驱动部、驱动控制部和/或驱动部工作用电源进一步受到保护。并且,由于在电源线的切断时,电流不流到致动器和驱动部,因而抑制由配线或致动器的电感引起的电压上升或浪涌电压的产生等。

本发明的第5观点涉及的致动器驱动装置是第4观点涉及的致动器驱动装置,切换控制部控制切换部的动作,使得在驱动信号的输出停止之后,在经过预定时间后切换部切断电源线。

在本发明的第5观点涉及的致动器驱动装置中,切换控制部控制切换部的动作,使得在驱动信号的输出停止之后,在经过预定时间后切断电源线。由此,采用简单的结构,能够切换在过电压时在切断电源线之前流到致动器和驱动部的电流。并且,能够准备用于在预定时间经过前电源电压稳定的情况下的致动器的迅速的再起动。

本发明的第6观点涉及的致动器驱动装置是第4观点涉及的致动器驱动装置,驱动控制部在电压值是比第1阈值低的第2阈值以上的情况下,向驱动部发送使驱动信号的输出停止的指令。

在本发明的第6观点涉及的致动器驱动装置中,驱动控制部在电压值是比第1阈值低的第2阈值以上的情况下,向驱动部发送使驱动信号的输出停止的指令。由此,当电源电压处于第2阈值以上的状态(接近过电压的状态)时,能够切断流到致动器和驱动部的电流。其结果是,驱动部被保护免受高电压。并且,能够准备用于在电源电压不超过第1阈值而低于第2阈值的情况下的致动器的迅速的再起动。

本发明的第7观点涉及的致动器驱动装置是第1观点至第6观点中的任一项涉及的致动器驱动装置,切换控制部在致动器正在驱动时,在电压值从小于第1阈值的状态变化到第1阈值以上的状态的情况下,控制切换部的动作。切换控制部若电压值是比第1阈值高的第3阈值以上,则控制切换部的动作,使得立即切断电源线。切换控制部若电压值小于第3阈值,则控制切换部的动作,使得在第1阈值以上且小于第3阈值的状态继续了预定时间时切断电源线。

在本发明的第7观点涉及的致动器驱动装置中,当致动器正在驱动时,在电压值从小于第1阈值的状态变化到第1阈值以上的状态的情况下,若电压值是比第1阈值高的第3阈值以上,则立即切断电源线,若电压值小于第3阈值,则在第1阈值以上且小于第3阈值的状态继续了预定时间时切断电源线。这样,根据电压值上升的急剧性,可以使电源线切断的定时可变。其结果是,在根据电压值上升的急剧性判断为对安全性的影响少时,不切断电源线,准备用于致动器的迅速的再起动。

本发明的第8观点涉及的致动器驱动装置是第1观点至第7观点中的任一项涉及的致动器驱动装置,驱动部包含决定部和输出部。决定部根据从驱动控制部输出的指令决定输出到致动器的驱动信号。输出部包含多个开关元件。输出部根据决定部的决定生成驱动信号而将其输出到致动器。

在本发明的第8观点涉及的致动器驱动装置中,在过电压时容易受到影响的开关元件包含在驱动部中的情况下,安全性提高。

本发明的第9观点涉及的致动器驱动装置是第1观点至第8观点中的任一项涉及的致动器驱动装置,驱动部与致动器是一体的。

在本发明的第9观点涉及的致动器驱动装置中,在驱动部与致动器是一体的情况下,安全性提高。

本发明的第10观点涉及的致动器驱动装置是第1观点至第9观点中的任一项涉及的致动器驱动装置,还具有统一控制部,该统一控制部统一控制空调器内包含的多个设备。致动器是电机,该电机是空调器内包含的多个设备中的至少一个的驱动源。统一控制部包含驱动控制部和切换控制部。

在本发明的第10观点涉及的致动器驱动装置中,空调器的安全性提高。

发明的效果

在本发明的第1观点涉及的致动器驱动装置中,能够在抑制成本的同时在过电压时切断电源线。并且,采用简单的结构,在过电压时使驱动部和驱动控制部受到保护。因此,在抑制成本的同时,安全性提高。

在本发明的第2观点或第3观点涉及的致动器驱动装置中,采用简单的结构,在过电压时使驱动部和驱动控制部受到保护。因此,在抑制成本的同时,安全性提高。

在本发明的第4观点或第3观点涉及的致动器驱动装置中,在过电压时,使驱动部、驱动控制部和/或驱动部工作用电源进一步受到保护。并且,在电源线的切断时,抑制由配线或致动器的电感引起的电压上升或浪涌电压的产生等。

在本发明的第5观点涉及的致动器驱动装置中,采用简单的结构,能够切换在过电压时在切断电源线之前流到致动器和驱动部的电流。并且,能够准备用于致动器的迅速的再起动。

在本发明的第6观点涉及的致动器驱动装置中,使驱动部受到保护。并且,能够准备用于致动器的迅速的再起动。

在本发明的第7观点涉及的致动器驱动装置中,在根据电压值上升的急剧性判断为对安全性的影响少时,能够不切断电源线,准备用于致动器的迅速的再起动。

在本发明的第8观点涉及的致动器驱动装置中,在过电压时容易受到影响的开关元件包含在驱动部中的情况下,安全性提高。

在本发明的第9观点涉及的致动器驱动装置中,在驱动部与致动器是一体的情况下,安全性提高。

在本发明的第10观点涉及的致动器驱动装置中,空调器的安全性提高。

附图说明

图1是搭载本发明的一个实施方式的电机驱动装置的空调器的概略结构图。

图2是室内风扇电机和电机驱动装置的概略结构图。

图3是电机驱动电路的概略结构图。

图4是第2电压检测部和电流检测部的概略结构图。

图5是示出主体控制微计算机的控制流程的一例的流程图。

图6是示出电机部和切换部的状态变化的一例的时序图。

图7是示出电机部和切换部的状态变化的一例的时序图。

图8是变型例H的电机驱动装置的概略结构图。

图9是变型例I的电机驱动装置的概略结构图。

图10是变型例I的直流电源装置的概略结构图。

图11是示出变型例K的主体控制微计算机的控制流程的一例的流程图。

图12是示出变型例K的主体控制微计算机的控制流程的一例的流程图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的一个实施方式的电机驱动装置30进行说明。另外,以下的实施方式是本发明的具体例,对本发明的技术范围不作限定,能够在不脱离发明主旨的范围内进行合适变更。

本实施方式中的电机驱动装置30搭载在空调器100上。具体地,电机驱动装置30是控制空调器100内包含的致动器之一的室内风扇电机23(电机部24)的驱动的装置。

(1)空调器100

图1是搭载本发明的一个实施方式的电机驱动装置30的空调器100的概略结构图。

空调器100是进行制冷运转或者制热运转、实现对象空间的空气调节的装置。具体地,空调器100进行蒸汽压缩式的冷冻循环。空调器100具有包含运转模式和运转停止模式的控制模式。运转模式是在使空调器100运转的情况下选择的。运转停止模式是在停止空调器100的运转的情况下选择的。

空调器100主要具有室外单元10和室内单元20。在空调器100中,室外单元10和室内单元20通过制冷剂配管P1、P2连接,从而构成制冷剂回路。

(1-1)室外单元10

室外单元10主要具有:压缩器11、四路切换阀12、室外热交换器13、膨胀阀14以及室外风扇15。

压缩器11是吸入低压的气体制冷剂并进行压缩而排出的机构。压缩器11是例如收纳在壳体(省略图示)内的旋转式或涡旋式等的容积式的压缩要素(省略图示)以同样收纳在壳体内的压缩器电机11a作为驱动源被驱动的密闭式的压缩器。压缩器11是容量可变的。压缩器电机11a是三相无刷直流电机,具有定子和转子等。

四路切换阀12是用于在制冷运转和制热运转的切换时切换制冷剂的流动方向的阀。四路切换阀12在制冷运转时,使压缩器11的排出侧和室外热交换器13的气体侧连接,并使室内热交换器21(后述)的气体侧和压缩器11的吸入侧连接(参照图1的四路切换阀12的实线)。另一方面,四路切换阀12在制热运转时,使压缩器11的排出侧和室内热交换器21的气体侧连接,并使室外热交换器13的气体侧和压缩器11的吸入侧连接(参照图1的四路切换阀12的虚线)。

室外热交换器13是在制冷运转时作为制冷剂的冷凝器发挥功能、在制热运转时作为制冷剂的蒸发器发挥功能的热交换器。室外热交换器13,其液体侧与膨胀阀14连接,其气体侧与四路切换阀12连接。

膨胀阀14对高压的制冷剂进行减压。膨胀阀14是例如根据运转状况调整开度的电动阀。

室外风扇15是例如螺旋桨风扇等的送风机。室外风扇15生成从外部流入到室外单元10内并通过室外热交换器13之后流出到室外单元10外的空气流。室外风扇15以室外风扇电机15a作为驱动源被驱动旋转。室外风扇电机15a是例如具有定子和转子的三相无刷电机。

另外,具有各种传感器或者控制室外单元10内的设备的动作的室外单元控制部(省略图示)等。

(1-2)室内单元20

室内单元20主要具有室内热交换器21、室内风扇22和电机驱动装置30。

室内热交换器21是在制冷运转时作为制冷剂的蒸发器发挥功能、在制热运转时作为制冷剂的冷凝器发挥功能的热交换器。室内热交换器21与各制冷剂配管P1、P2连接。

室内风扇22是例如横流风扇等的送风机。室内风扇22生成从外部流入到室内单元20内并通过室内热交换器21之后流出到室内单元20外的空气流。室内风扇22与室内风扇电机23的电机部24连接,以电机部24作为驱动源被驱动旋转。关于室内风扇电机23和电机部24的详情,在后面描述。

电机驱动装置30是控制电机部24的驱动的装置。电机驱动装置30使用多个电子组件构成。关于电机驱动装置30的详情,在后面描述。

(2)室内风扇电机23的详情

图2是室内风扇电机23和电机驱动装置30的概略结构图。图3是电机驱动电路35的概略结构图。室内风扇电机23包含:电机部24、逆变器部25、以及逆变器控制部26。即,室内风扇电机23是将电机部24、逆变器部25以及逆变器控制部26一体构成的所谓驱动器内置型电机。

(2-1)电机部24

电机部24(相当于权利要求记载的“电机”、“致动器”)是三相无刷直流电机,具有定子241和转子242(参照图2)。

定子241包含星形接线的U相,V相和W相的驱动线圈Lu、Lv和Lw。各驱动线圈Lu、Lv和Lw的一端分别与从逆变器部25延伸的U相、V相和W相的各配线的驱动线圈端子TU、TV和TW连接。各驱动线圈Lu、Lv和Lw的另一端相互连接作为端子TN。这些三相驱动线圈Lu、Lv和Lw随着转子242旋转,产生与其旋转速度和转子242的位置对应的感应电压。

转子242包含由N极和S极构成的多极的永久磁铁,相对于定子241以旋转轴为中心旋转。转子242的旋转扭矩经由在与该旋转轴同一轴心上的输出轴(省略图示)被传递到室内风扇22。当着眼于转子的结构时,电机的种类大致划分为:表面磁铁型电机(Surface Permanent Magnet Motor:以下记载为SPM电机)和埋入磁铁型电机(Interior Permanent Magnet Motor:以下记载为IPM电机),然而电机部24假定一般的SPM电机。

(2-2)逆变器部25

逆变器部25(相当于权利要求的“输出部”)包含作为开关元件的多个绝缘栅极型双极晶体管(以下,简称为“晶体管”)Q3a、Q3b、Q4a、Q4b、Q5a和Q5b、和多个回流用二极管D3a、D3b、D4a、D4b、D5a和D5b。

晶体管Q3a和Q3b、Q4a和Q4b、Q5a和Q5b分别相互串联连接。各二极管D3a~D5b连接有晶体管的集电极端子和二极管的阴极端子,并且连接有晶体管的发射极端子和二极管的阳极端子,从而与各晶体管Q3a~Q5b逆并联连接。

从直流电压生成部31(后述)将直流电压Vdc供给到逆变器部25。逆变器部25通过由各晶体管Q3a~Q5b按照在逆变器控制部26中决定的定时切换接通或断开,生成具有期望的占空比的驱动电压SU、SV和SW(相当于权利要求的“驱动信号”)。驱动电压SU、SV和SW被输出到电机部24。具体地,驱动电压SU从晶体管Q3a和Q3b的连接点NU被输出。驱动电压SV从晶体管Q4a和Q4b的连接点NV被输出。驱动电压SW从晶体管Q5a和Q5b的连接点NW被输出。这样,逆变器部25将电力供给到电机部24。

(2-3)逆变器控制部26

逆变器控制部26(相当于权利要求的“决定部”)包含例如由RAM、ROM和CPU等构成的微计算机、和开关元件的驱动电路。逆变器控制部26决定驱动电压SU、SV和SW的占空比,根据所决定的驱动电压SU、SV和SW的占空比,使逆变器部25的各晶体管Q3a~Q5b的接通和断开的状态变化。另外,逆变器控制部26与逆变器部25一起作为电机驱动装置30的电机驱动部38(后述)发挥功能。关于逆变器控制部26的详情,在后述的“(3-3-3)电机驱动部38”中进行说明。

(3)电机驱动装置30的详情

以下,参照图2和图3对电机驱动装置30的详情进行说明。

电机驱动装置30从商用电源90(相当于权利要求的“电源”)被供给电力。另外,电机驱动装置30和商用电源90经由例如房屋内的插座通过电源线连接。电机驱动装置30根据流到电机部24的电流即电机电流Im估计转子的旋转位置,并对电机部24进行矢量控制(Field Oriented Control,面向场的控制)。

电机驱动装置30主要具有:直流电压生成部31、电压检测部34、电机驱动电路35、电平位移器41、切换部42、主体控制微计算机43、第1逆流防止二极管D6、以及第2逆流防止二极管D7。并且,电机驱动装置30具有将电源供给到逆变器控制部26的逆变器控制部工作用电源91(相当于权利要求的“驱动部工作用电源”)。

(3-1)直流电压生成部31

直流电压生成部31(相当于权利要求的“直流电压生成部”)与商用电源90串联连接,将从商用电源90输入的交流电压Vac转换成直流电压Vdc,供给到逆变器部25。直流电压生成部31主要具有整流部32和平滑电容器33。

整流部32对从商用电源90所输入的交流电压Vac进行整流,将其供给到平滑电容器33。整流部32由4个二极管D1a、D1b、D2a和D2b构成为桥状。具体地,二极管D1a和D1b串联连接,二极管D2a和D2b串联连接。二极管D1a和D2a的各阴极端子与平滑电容器33的正侧端子连接,作为整流部32的正侧输出端子发挥功能。二极管D1b和D2b的各阳极端子与平滑电容器33的负侧端子连接,作为整流部32的负侧输出端子发挥功能。二极管D1a和D1b的连接点和二极管D2a和D2b的连接点分别与商用电源90连接。即,二极管D1a和D1b的连接点和二极管D2a和D2b的连接点分别承担整流部32的输入任务。

平滑电容器33,其一端与整流部32的正侧输出端子连接,其另一端与整流部32的负侧输出端子连接。平滑电容器33对由整流部32整流后的电压进行平滑。由平滑电容器33平滑后的电压被供给到与平滑电容器33的后级(输出侧)连接的逆变器部25。平滑电容器33是例如电解电容器,然而也可以是薄膜电容器等。另外,平滑电容器33的另一端侧为基准电位(以下简记为GND)。

另外,在本实施方式中,从直流电压生成部31所供给的电流流过室内风扇电机23的内部(具体地,电机部24和逆变器部25)。因此,直流电压生成部31也可以说是用于将电流供给到室内风扇电机23的“电源”或“电流供给部”。

(3-2)电压检测部34

电压检测部34在平滑电容器33的输出侧,与平滑电容器33并联连接。即,电压检测部34与直流电压生成部31电连接。电压检测部34检测从直流电压生成部31所供给的电压(即平滑电容器33的两端电压)即直流电压Vdc的电压值。

电压检测部34与后述的第2电压检测部36构成大致相同,例如,包含相互串联连接的2个电阻(省略图示)。2个电阻与平滑电容器33并联连接,对直流电压Vdc进行分压。2个电阻的连接点的电压值作为对直流电压Vdc乘以预定分压比得到的值被输入到主体控制微计算机43。即,电压检测部34随着伴随直流电压Vdc的电流流过电压检测部34的内部,能够检测直流电压Vdc的值。另外,预定的分压比由各电阻的值来决定。

(3-3)电机驱动电路35

电机驱动电路35配置在直流电压生成部31和电机部24之间。电机驱动电路35主要包含第2电压检测部36、电流检测部37、以及电机驱动部38。

(3-3-1)第2电压检测部36

图4是第2电压检测部36和电流检测部37的概略结构图。第2电压检测部36在平滑电容器33的输出侧,与平滑电容器33并联连接。即,第2电压检测部36与直流电压生成部31电连接。第2电压检测部36检测从直流电压生成部31所供给的电压(即平滑电容器33的两端电压)即直流电压Vdc的电压值。

第2电压检测部36包含例如相互串联连接的2个电阻36a和36b。电阻36a和36b与平滑电容器33并联连接,对直流电压Vdc进行分压。电阻36a和36b的连接点的电压值作为将直流电压Vdc乘以预定分压比而得的值被输入到逆变器控制部26。即,第2电压检测部36随着伴随直流电压Vdc的电流流过第2电压检测部36的内部(具体地,电阻36a和36b),能够检测直流电压Vdc的值。另外,预定的分压比由电阻36a和36b的值来决定。

(3-3-2)电流检测部37

电流检测部37在平滑电容器33和逆变器部25之间,与平滑电容器33的负侧输出端子侧连接。电流检测部37在室内风扇电机23(电机部24)的起动后,检测流到电机部24的电机电流Im。电流检测部37由例如分流电阻37a和放大电路37b构成(参照图4)。

分流电阻37a配置在与平滑电容器33的负侧输出端子连接的GND配线L1上。放大电路37b是包含使分流电阻37a的两端电压以预定的倍率进行放大的运算放大器等的电路。放大电路37b的输入部与分流电阻37a的两端连接,其输出部与逆变器控制部26连接。

流过电机部24的电流(电机电流Im)在GND配线L1上流过。电流检测部37通过检测伴随该电机电流Im的分流电阻37a的两端电压,可以检测电机电流Im。另外,GND配线L1是使电机驱动部38(后述的逆变器控制部26)的接地侧(低电位侧)与直流电压生成部31连接的电源线。

(3-3-3)电机驱动部38

电机驱动部38(相当于权利要求的“驱动部”)配置在直流电压生成部31和电机部24之间。电机驱动部38生成用于驱动电机部24的三相交流电压即驱动电压SU、SV和SW并输出到电机部24。电机驱动部38使用预定的参数,根据无转子位置传感器方式生成驱动电压SU、SV和SW。无转子位置传感器方式是这样的方式:使用电机部24的绕组电阻、电感分量、感应电压、极数、直流电压Vdc的电压值、电机电流Im(电流检测部37的检测结果)、以及预定的算式模型等,进行转子242的位置估计、转速估计、对转速的PI控制、以及对电机电流Im的PI控制等。

如图2和图3所示,电机驱动部38主要由上述的逆变器部25和逆变器控制部26构成。

逆变器部25与平滑电容器33的输出侧连接。直流电压Vdc被提供给逆变器部25。

逆变器控制部26与逆变器控制部工作用电源91连接,被供给电源电压V1。另外,电源电压V1是例如15V,然而能够根据逆变器控制部26的额定电压适当变更。

逆变器控制部26与主体控制微计算机43电连接。逆变器控制部26根据从主体控制微计算机43发送的运转指令(转速指令),决定从逆变器部25输出的驱动电压SU、SV和SW。

逆变器控制部26使用直流励磁方式或者强制驱动方式起动电机部24。这里,直流励磁方式是这样的方式:通过对电机部24进行直流通电,使转子242的位置暂时固定在预定位置,从转子242固定的状态开始驱动电机部24。强制驱动方式是这样的方式:与转子242的位置没有关系,通过进行将具有预定的电压值和频率的驱动电压SU、SV和SW供给到电机部24的强制通电,使电机部24强制地起动。

逆变器控制部26在电机部24起动后,估计转子242的位置,并根据所估计的转子242的位置估计电机部24的转速。由逆变器控制部26估计出的电机部24的转速作为转速信号被发送到主体控制微计算机43。

并且,逆变器控制部26接收从主体控制微计算机43发送来的运转指令、运转停止指令(转速指令),使用估计出的转子242的位置、估计出的转速、直流电压Vdc的电压值和电机电流Im的电流值等,决定驱动电压SU、SV和SW的占空比。

逆变器控制部26根据所决定的驱动电压SU、SV和SW的占空比,使逆变器部25的各晶体管Q3a~Q5b的接通和断开的状态变化。具体地,逆变器控制部26以具有所决定的占空比的驱动电压SU、SV和SW从逆变器部25被输出到电机部24的方式,经由开关元件的驱动电路生成栅极控制电压Gu、Gx、Gv、Gy、Gw和Gz,分别提供给晶体管Q3a、Q3b、Q4a、Q4b、Q5a和Q5b的栅极端子。

(3-4)电平位移器(level shifter)

电平位移器41与平滑电容器33并联连接,被供给平滑电容器33的两端电压(即直流电压Vdc)。电平位移器41的输出与主体控制微计算机43连接。

具体地,电平位移器41将从直流电压生成部31所供给的直流电压Vdc转换成预定的电源电压V2。电平位移器41例如将280V的直流电压Vdc转换成5V的电源电压V2。电平位移器41将转换后的电源电压V2提供给主体控制微计算机43。即,电平位移器41作为主体控制微计算机43的电源发挥功能。另外,电源电压V2能够根据主体控制微计算机43的额定电压适当变更。电源电压V2具有与Vdc共同的GND。

(3-5)切换部42

切换部42是用于切换GND配线L1(连接逆变器部25与直流电压生成部31之间的电源线)的导通和切断的电气部件。换句话说,切换部42承担切换GND配线L1的导通和切断的开关的作用。切换部42在直流电压生成部31和逆变器部25之间配置在GND配线L1上。

切换部42例如由半导体开关的一种即MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)构成。具体地,切换部42构成为,当使栅极端子的电位相对于源极端子的电位为预定值以上时切换到接通状态,当使栅极端子的电位相对于源极端子的电位为小于预定值时切换到断开状态。

另外,关于切换部42具体地按哪个定时从接通切换到断开或者从断开切换到接通,在“(5)电机部24和切换部42的动作”中进行说明。

(3-6)主体控制微计算机43

主体控制微计算机43(相当于权利要求记载的“驱动控制部”、“切换控制部”、“统一控制部”)是由RAM、ROM和CPU等构成的微计算机。主体控制微计算机43具有计时器功能,能够计测时间。主体控制微计算机43作为对空调器100内包含的多个设备(具体地,压缩器11、四路切换阀12、室外风扇15和室内风扇22等)进行统一控制的统一控制部发挥功能。主体控制微计算机43从电平位移器41被供给电源电压V2。主体控制微计算机43与逆变器控制部26、切换部42、遥控器(省略图示)和室外单元控制部等连接。主体控制微计算机43被输入电压检测部34的检测结果。

主体控制微计算机43在从遥控器进行了运转开始的指示的情况下,输出压缩器电机11a或室外风扇电机15a的起动指示。并且,主体控制微计算机43监视表示电机部24的转速的转速信号,将包含转速指令的运转指令输出到逆变器控制部26。并且,主体控制微计算机43在从遥控器进行了运转停止的指示的情况下,输出表示压缩器电机11a或室外风扇电机15a的驱动的指示。并且,主体控制微计算机43将表示使电机部24的运转停止的运转停止指令输出到逆变器控制部26。换句话说,主体控制微计算机43也可以说是控制室内风扇电机23和电机驱动部38的动作的驱动控制部。

并且,主体控制微计算机43通过进行对切换部42的切换部驱动用电源Vsw的供给和切断,控制切换部42的动作。具体地,主体控制微计算机43在室内风扇电机23(电机部)驱动的运转模式时,进行切换部驱动用电源Vsw的供给而使切换部42处于接通状态。由此,在运转模式时,GND配线L1导通。换句话说,主体控制微计算机43也可以说是控制切换部42的动作的切换控制部。通过从主体控制微计算机43向切换部42的栅极端子直接输出切换部驱动用电源Vsw,或者设置切换部42的驱动电路(未图示)并从该驱动电路将切换部驱动用电源Vsw输出到切换部42的栅极端子,能够进行切换部42的控制。

并且,主体控制微计算机43在直流电压Vdc处于超过预定值的过电压状态的情况下,在切换部42处于接通状态时(即,在GND配线L1导通时),为了保护室内风扇电机23和电机驱动部38,切断切换部驱动用电源Vsw的供给而使切换部42处于断开状态。由此,在直流电压Vdc处于过电压状态时,GND配线L1被切断。

并且,主体控制微计算机43在直流电压Vdc处于过电压状态的情况下,在室内风扇电机23(电机部)处于驱动状态时,将表示使逆变器部25的动作停止(即,使驱动电压SU、SV和SW的输出停止)的运转停止指令输出到逆变器控制部26。由此,逆变器部25中的全部开关元件(晶体管Q3a~Q5b)处于断开状态,与晶体管Q3a~Q5b中的任一方处于接通状态的情况相比,抑制了供给到各开关元件的电压。因此,在运转模式时,直流电压Vdc处于过电压状态,即使成为超过逆变器部25内包含的开关元件(晶体管Q3a~Q5b)的耐压的电压值,也抑制逆变器部25被破坏。

这里,“过电压状态”是指直流电压Vdc是第3阈值ΔTh3以上的状态、或者直流电压Vdc是第1阈值ΔTh1以上且小于第3阈值ΔTh3的状态继续预定时间T1的状态。即,主体控制微计算机43在室内风扇电机23(电机部)驱动时,在直流电压Vdc从小于第1阈值ΔTh1的状态变化到第1阈值ΔTh1以上的状态的情况下,若直流电压Vdc比第1阈值ΔTh1高且是第3阈值ΔTh3以上,则立即切断切换部驱动用电源Vsw的供给,若直流电压Vdc小于第3阈值ΔTh3,则在第1阈值ΔTh1以上且小于第3阈值ΔTh3的状态继续了预定时间T1时,切断切换部驱动用电源Vsw的供给。由此,若直流电压Vdc是第3阈值ΔTh3以上,则立即切断GND配线L1,若直流电压Vdc小于第3阈值ΔTh3,则在第1阈值ΔTh1以上且小于第3阈值ΔTh3的状态继续了预定时间T1时,切断GND配线L1。这样,根据直流电压Vdc的电压值上升的急剧性,切断GND配线L1的定时是可变的。其结果是,在电机驱动装置30中,在判断为对安全性的影响少时,不切断GND配线L1,准备用于室内风扇电机23(电机部)的迅速的再起动。

当列举第1阈值ΔTh1、第3阈值ΔTh3和预定时间T1的具体例时,例如在商用电源90的交流电压Vac是200V、直流电压Vdc是280V的情况下,第1阈值ΔTh1被设定为400V,第3阈值ΔTh3被设定为450V,预定时间T1被设定为1秒。另外,第1阈值ΔTh1、第3阈值ΔTh3和预定时间T1不限于该值,能够根据电机驱动装置30的设置环境、额定功率和逆变器部25的耐压等适当变更。

并且,主体控制微计算机43在直流电压Vdc处于接近过电压的状态的情况下,在室内风扇电机23(电机部)处于驱动状态时,将表示使逆变器部25的动作停止(即,使驱动电压SU、SV和SW的输出停止)的运转停止指令输出到逆变器控制部26。

这里,“接近过电压的状态”是指直流电压Vdc处于第2阈值ΔTh2以上的状态时。第2阈值ΔTh2被设定为比第1阈值ΔTh1和第3阈值ΔTh3小的值。也就是说,各阈值处于ΔTh2<ΔTh1<ΔTh3的关系。即,主体控制微计算机43在直流电压Vdc是比第1阈值ΔTh1低的第2阈值ΔTh2以上的情况下,将使驱动电压SU、SV和SW的输出停止的运转停止指示输出到逆变器控制部26。由此,逆变器部25中的全部开关元件(晶体管Q3a~Q5b)处于断开状态,与晶体管Q3a~Q5b中的任一方处于接通状态的情况相比抑制了供给到各开关元件的电压。因此,在运转模式时,直流电压Vdc处于接近过电压的状态,即使成为超过逆变器部25内包含的开关元件(晶体管Q3a~Q5b)的耐压的电压值,也抑制逆变器部25被破坏。并且,能够准备在直流电压Vdc不超过第1阈值ΔTh1而低于第2阈值ΔTh2的情况下的室内风扇电机23(电机部)的迅速的再起动。

例如在商用电源90的交流电压Vac是200V、直流电压Vdc是280V的情况下,第2阈值ΔTh2被设定为375V。另外,第2阈值ΔTh2能够根据电机驱动装置30的设置环境、额定功率和逆变器部25的耐压等适当变更。

并且,主体控制微计算机43在室内风扇电机23(电机部)未驱动的运转停止模式时,切断切换部驱动用电源Vsw的供给而使切换部42处于断开状态。

(3-7)第1逆流防止二极管D6

第1逆流防止二极管D6(相当于权利要求记载的“第1二极管”)配置在电机驱动电路35和主体控制微计算机43之间。更具体地,第1逆流防止二极管D6配置在电机驱动部38(逆变器控制部26)和主体控制微计算机43之间。第1逆流防止二极管D6是为了在直流电压Vdc处于过电压状态时抑制电流经由电机驱动部38(逆变器控制部26)从直流电压生成部31流到主体控制微计算机43而配设的。

如上述那样,在电机驱动装置30中,主体控制微计算机43在直流电压Vdc处于过电压状态时,切断将逆变器部25的接地侧(低电位侧)与直流电压生成部31连接的GND配线L1。另一方面,当GND配线L1被切断时,电机驱动部38(逆变器控制部26)内的电位比主体控制微计算机43内的电位高。因此,若未设置有切断经由逆变器控制部26从直流电压生成部31流到主体控制微计算机43的电流的单元,则很有可能在直流电压Vdc处于过电压状态时逆变器控制部26和主体控制微计算机43受到破坏。为了抑制成为这样的事态,在电机驱动装置30中,第1逆流防止二极管D6配置在逆变器控制部26和主体控制微计算机43之间。

(3-8)第2逆流防止二极管D7

第2逆流防止二极管D7(相当于权利要求记载的“第2二极管”)配置在电机驱动部38(逆变器控制部26)和逆变器控制部工作用电源91之间。第2逆流防止二极管D7是为了在直流电压Vdc处于过电压状态时抑制电流经由电机驱动部38(逆变器控制部26)从直流电压生成部31流到逆变器控制部工作用电源91而配设的。

如上述那样,当在直流电压Vdc处于过电压状态时GND配线L1被切断时,电机驱动部38(逆变器控制部26)内的电位比逆变器控制部工作用电源91的电位高。因此,若未设置有切断经由逆变器控制部26从直流电压生成部31流到逆变器控制部工作用电源91的电流的单元,则很有可能在直流电压Vdc处于过电压状态时逆变器控制部26和逆变器控制部工作用电源91受到破坏。为了抑制成为这样的事态,在电机驱动装置30中,第2逆流防止二极管D7配置在逆变器控制部26和逆变器控制部工作用电源91之间。

(4)主体控制微计算机43的控制流程

以下,参照图5,对主体控制微计算机43的切换部42和逆变器控制部26(室内风扇电机23)相关的控制流程的一例进行说明。图5是示出主体控制微计算机43的控制流程的一例的流程图。

主体控制微计算机43当经由遥控器被输入了运转指示时,在步骤S101中,判定直流电压Vdc是否小于第1阈值ΔTh1。在该判定是“否”(NO)的情况下(即,在直流电压Vdc是第1阈值ΔTh1以上的情况下),在步骤S101中重复该判定。另一方面,在该判定是“是”(YES)的情况下(即,在直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1的情况下),进到步骤S102。

在步骤S102中,主体控制微计算机43将切换部驱动用电源Vsw供给到切换部42。由此,切换部42切换到接通状态,GND配线L1导通。之后,进到步骤S103。

在步骤S103中,主体控制微计算机43判定直流电压Vdc是否小于第2阈值ΔTh2。在该判定是“否”(NO)的情况下(即,在直流电压Vdc是第2阈值ΔTh2以上的情况下),回到步骤S101。另一方面,在该判定是“是”(YES)的情况下(即,在直流电压Vdc小于第2阈值ΔTh2的情况下),进到步骤S104。

在步骤S104中,主体控制微计算机43将运转指令输出到逆变器控制部26。接收到该运转指令,从逆变器控制部26向晶体管Q3a~Q5b的栅极端子分别输出栅极控制电压Gu~Gz,驱动电机部24和逆变器部25。之后,进到步骤S105。

在步骤S105中,主体控制微计算机43判定直流电压Vdc是否小于第3阈值ΔTh3。在该判定是“否”(NO)的情况下(即,在直流电压Vdc是第3阈值ΔTh3以上的情况下),回到步骤S106。另一方面,在该判定是“是”(YES)的情况下(即,在直流电压Vdc小于第3阈值ΔTh3的情况下),进到步骤S107。

在步骤S106中,主体控制微计算机43切断对切换部42的切换部驱动用电源Vsw的供给。由此,切换部42切换到断开状态,切断GND配线L1。并且,主体控制微计算机43将运转停止指令输出到逆变器控制部26(不过,在电机部24和逆变器部25已停止动作的情况下,主体控制微计算机43不输出运转停止指令)。由此,停止栅极控制电压Gu~Gz的输出,电机部24和逆变器部25停止驱动。之后,回到步骤S101。

在步骤S107中,主体控制微计算机43判定直流电压Vdc是否是第1阈值ΔTh1以上。在该判定是“否”(NO)的情况下(即,在直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1的情况下),进到步骤S108。另一方面,在该判定是“是”(YES)的情况下(即,在直流电压Vdc是第1阈值ΔTh1以上的情况下),进到步骤S110。

在步骤S108中,主体控制微计算机43判定直流电压Vdc是否是第2阈值ΔTh2以上。在该判定是“否”(NO)的情况下(即,在直流电压Vdc小于第2阈值ΔTh2的情况下),回到步骤S104。另一方面,在该判定是“是”(YES)的情况下(即,在直流电压Vdc是第2阈值ΔTh2以上的情况下),进到步骤S109。

在步骤S109中,主体控制微计算机43将运转停止指令输出到逆变器控制部26(不过,在电机部24和逆变器部25已停止动作的情况下,主体控制微计算机43不输出运转停止指令)。由此,停止栅极控制电压Gu~Gz的输出,电机部24和逆变器部25停止驱动。之后,回到步骤S105。

在步骤S110中,主体控制微计算机43将运转停止指令输出到逆变器控制部26(不过,在电机部24和逆变器部25已停止动作的情况下,主体控制微计算机43不输出运转停止指令)。由此,停止栅极控制电压Gu~Gz的输出,电机部24和逆变器部25停止驱动。并且,主体控制微计算机43开始时间的计测(不过,在已开始时间计测的情况下,继续计数)。之后,进到步骤S111。另外,主体控制微计算机43在步骤S106、步骤S108或步骤S112中,停止时间的计测并使计数器复位。

在步骤S111中,主体控制微计算机43判定在步骤S110中开始计数的计测时间是否为预定时间T1以上。在该判定是“否”(NO)的情况下(即,在计测时间小于预定时间T1的情况下),回到步骤S105。另一方面,在该判定是“是”(YES)的情况下(即,在计测时间是预定时间T1以上的情况下),进到步骤S112。

在步骤S112中,主体控制微计算机43切断对切换部42的切换部驱动用电源Vsw的供给。由此,切换部42切换到断开状态,GND配线L1被切断。之后,回到步骤S101。

(5)电机部24和切换部42的动作

以下,参照图6和图7,对切换部42的接通、断开状态和电机部24的起动停止被切换的定时进行说明。图6和图7是示出电机部24和切换部42的状态变化的一例的时序图。

在期间A中,电机部24处于停止状态,并且切换部42处于断开状态。

在期间B中,随着运转开始指示被输入,空调器100迁移到运转模式并处于运转状态。并且,随着直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1且小于第2阈值ΔTh2,切换部42处于接通状态,GND配线L1导通,并且电机部24处于驱动状态。

在期间C中,随着直流电压Vdc为第2阈值ΔTh2以上,电机部24处于停止状态。另外,由于直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1,因而切换部42仍处于接通状态。

在期间D中,随着直流电压Vdc为小于第2阈值ΔTh2,电机部24处于驱动状态。另外,由于直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1,因而切换部42仍处于接通状态。

在期间E中,随着直流电压Vdc为第2阈值ΔTh2以上,电机部24处于停止状态。并且,随着直流电压Vdc为第3阈值ΔTh3以上(也就是说,第1阈值ΔTh1以上),切换部42处于断开状态,GND配线L1为非导通。换句话说,主体控制微计算机43在直流电压Vdc处于第3阈值ΔTh3以上(也就是说,第1阈值ΔTh1以上)的过电压状态的情况下,为了使GND配线L1切断,进行将切换部42切换到断开状态的控制。

在期间F中,随着直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1,切换部42处于接通状态,GND配线L1导通。换句话说,在期间F中,主体控制微计算机43在直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1的情况下,为了使GND配线L1导通,进行将切换部42切换到接通状态的控制。另外,在期间F中,由于直流电压Vdc是第2阈值ΔTh2以上,因而电机部24仍处于停止状态。

在期间G中,随着直流电压Vdc小于第2阈值ΔTh2,电机部24处于驱动状态。另外,由于直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1,因而切换部42仍处于接通状态。

在期间H中,随着直流电压Vdc为第1阈值ΔTh1以上(即第2阈值ΔTh2以上),电机部24处于停止状态。并且,之后,随着直流电压Vdc为第1阈值ΔTh1以上且小于第3阈值ΔTh3的状态继续了预定时间T1,切换部42处于断开状态,GND配线L1为非导通。

即,在期间H中,在直流电压Vdc为第1阈值ΔTh1以上的情况下,在GND配线L1被切断之前,从主体控制微计算机43向逆变器控制部26输出运转停止指令,停止电机部24。换句话说,可以说,在期间H中,主体控制微计算机43在直流电压Vdc是第1阈值ΔTh1以上的情况下,在GND配线L1被切断之前,向逆变器控制部26输出运转停止指令。并且,可以说,如下这样控制切换部42的动作,即,在期间H中,主体控制微计算机43在直流电压Vdc为第1阈值ΔTh1以上的情况下,停止电机部24的驱动(即,停止由逆变器控制部26进行的驱动电压SU、SV和SW的输出),之后在经过预定时间T1后切断GND配线L1。

在期间I中,随着直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1,切换部42处于接通状态,GND配线L1导通。并且,随着直流电压Vdc小于第2阈值ΔTh2,电机部24处于驱动状态。之后,随着运转停止指示被输入,空调器100迁移到运转停止模式而处于运转停止状态。并且,电机部24处于停止状态,并且切换部42处于断开状态,GND配线L1为非导通。

(6)特征

(6-1)

在上述实施方式中,切换部42配置在将电机驱动部38(逆变器控制部26)的接地侧(低电位侧)与直流电压生成部31连接的GND配线L1上,被控制成根据直流电压Vdc的电压值切换GND配线L1的导通和切断。由此,在直流电压Vdc处于过电压状态时,GND配线L1被切断。

并且,第1逆流防止二极管D6配置在电机驱动部38(逆变器控制部26)和主体控制微计算机43之间,在GND配线L1被切断时,抑制电流经由逆变器控制部26从直流电压生成部31流到主体控制微计算机43。由此,在直流电压Vdc处于过电压状态时,逆变器控制部26和主体控制微计算机43受到保护。

(6-2)

在上述实施方式中,第2逆流防止二极管D7配置在电机驱动部38(逆变器控制部26)和逆变器控制部工作用电源91之间,在GND配线L1被切断时,抑制电流经由逆变器控制部26从直流电压生成部31流到逆变器控制部工作用电源91。由此,在直流电压Vdc处于过电压状态时,逆变器控制部26和逆变器控制部工作用电源91受到保护。

(6-3)

在上述实施方式中,在直流电压Vdc是第1阈值ΔTh1以上的情况下,在GND配线L1被切断(切换部42处于断开状态)之前,从主体控制微计算机43向逆变器控制部26输出运转停止指令,停止从逆变器部25输出驱动电压SU、SV和SW。由此,在直流电压Vdc处于过电压状态的情况下,在GND配线L1被切断之前,可以切断流到室内风扇电机23(电机部24和逆变器部25)的电流。

(6-4)

在上述实施方式中,主体控制微计算机43在直流电压Vdc是比第1阈值ΔTh1低的第2阈值ΔTh2以上的情况下,将使驱动电压SU、SV和SW的输出停止的运转停止指示发送到逆变器控制部26。由此,当直流电压Vdc处于接近过电压的状态时,能够切断提供给室内风扇电机23(电机部24和逆变器部25)的电流。其结果是,电机驱动部38(逆变器控制部26)被保护免受高电压。并且,能够准备用于在直流电压Vdc不超过第1阈值ΔTh1而低于第2阈值ΔTh2的情况下的室内风扇电机23的迅速的再起动。

(6-5)

在上述实施方式中,主体控制微计算机43在电机部24驱动时,在直流电压Vdc从小于第1阈值ΔTh1的状态变化到第1阈值ΔTh1以上的状态的情况下,若直流电压Vdc是比第1阈值ΔTh1高的第3阈值ΔTh3以上,则立即切断切换部驱动用电源Vsw的供给,若直流电压Vdc小于第3阈值ΔTh3,则当第1阈值ΔTh1以上且小于第3阈值ΔTh3的状态继续了预定时间T1时切断切换部驱动用电源Vsw的供给。由此,若直流电压Vdc是第3阈值ΔTh3以上,则立即切断GND配线L1,若直流电压Vdc小于第3阈值ΔTh3,则当第1阈值ΔTh1以上且小于第3阈值ΔTh3的状态继续了预定时间T1时切断GND配线L1。即,根据直流电压Vdc的电压值上升的急剧性,切断GND配线L1的定时是可变的。其结果是,在判断为对安全性的影响少时,不切断GND配线L1,准备用于电机部24的迅速的再起动。

(6-6)

在上述实施方式中,电机驱动部38包含:包括多个开关元件(晶体管Q3a~Q5b)的逆变器部25、和逆变器控制部26。并且,电机部24与逆变器部25和逆变器控制部26一体构成(即,室内风扇电机23是逆变器内置电机)。在上述实施方式中,在该情况下,安全性提高。

(6-7)

在上述实施方式中,被控制驱动的致动器是空调器100内包含的室内风扇22的驱动源即室内风扇电机23的电机部24。并且,具有对空调器100内包含的多个设备进行统一控制的主体控制微计算机43。并且,主体控制微计算机43对逆变器控制部26和切换部42进行统一控制。在上述实施方式中,在该情况下,安全性提高。

(7)变型例

(7-1)变型例A

在上述实施方式中,室内风扇电机23是将电机部24、逆变器部25和逆变器控制部26一体构成得到的逆变器内置电机。然而,室内风扇电机23无需一定是逆变器内置电机。即,室内风扇电机23也可以是不包含逆变器部25和逆变器控制部26中任一方的电机,也可以是仅包含电机部24的逆变器非内置的电机。

并且,在上述实施方式中,室内风扇电机23(电机部24)是一般的SPM电机,然而不必限定于此,也可以是其它种类的电机。例如,电机部24也可以是IPM电机。

(7-2)变型例B

在上述实施方式中,对电机驱动装置30用作用于对室内风扇22的驱动源即室内风扇电机23的电机部24进行驱动控制的装置的情况进行说明。然而,电机驱动装置30的驱动对象不限定于室内风扇电机23的电机部24,也可以是压缩器电机11a或室外风扇电机15a。并且,电机驱动装置30也可以用作不是空调器100而是热水器等的其他热泵装置内包含的压缩器电机或泵用电机、室外风扇电机等的驱动装置。

(7-3)变型例C

在上述实施方式中,对电机驱动装置30利用无转子位置传感器方式控制电机部24的驱动的情况作了说明。然而,不限于此,也可以是对例如搭载有检测转子242的位置的位置检测传感器(例如,霍尔元件)的电机部24进行基于该传感器的检测结果的控制的类型的装置。

(7-4)变型例D

在上述实施方式中,直流电压生成部31构成为从商用电源90被供给电力并生成直流电压Vdc。然而,不限于此,直流电压生成部31也可以构成为从不是商用电源90的其它合适的电源被供给电力。

并且,在上述实施方式中,商用电源90供给交流电压Vac,然而也可以取代交流电压Vac而供给直流电压Vdc。在该情况下,也能够构成为,省略直流电压生成部31,使商用电源90作为“电源”和“直流电压生成部”发挥功能。

(7-5)变型例E

在上述实施方式中,电压检测部34和第2电压检测部36与直流电压生成部31电连接,检测从直流电压生成部31供给的直流电压Vdc的电压值。然而,不限于此,电压检测部34或第2电压检测部36也可以构成为,与商用电源90电连接,检测从商用电源90供给的交流电压Vac的电压值。在该情况下,逆变器控制部26或主体控制微计算机43根据从电压检测部34或第2电压检测部36输出的交流电压Vac的电压值,估计直流电压Vdc的电压值。

并且,在上述实施方式中,第2电压检测部36和电流检测部37配置在电机驱动电路35内。然而,第2电压检测部36或电流检测部37无需一定配置在电机驱动电路35内,也可以配置在直流电压生成部31和电机驱动电路35之间。

(7-6)变型例F

在上述实施方式中,对切换部42由MOSFET构成的情况作了说明。然而,本发明的切换部42的结构不限定于MOSFET。例如,切换部42也可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅极双极晶体管)或固态继电器等的其它半导体开关、或者电磁继电器。在该情况下,根据作为切换部42的开关的种类,设置用于使切换部42进行动作的驱动电路。

(7-7)变型例G

在上述实施方式中,切换部42由主体控制微计算机43控制接通断开状态的切换。然而,不限于此,切换部42也可以由其它控制部控制接通断开状态的切换。

(7-8)变型例H

在上述实施方式中,电机驱动部38的逆变器控制部26从逆变器控制部工作用电源91被供给电源电压。然而,不限于此,电机驱动装置30也可以构成为如图8所示的电机驱动装置30a那样。以下,对电机驱动装置30a进行说明。另外,对于与电机驱动装置30共同的部分,省略说明。

图8是电机驱动装置30a的概略结构图。在电机驱动装置30a中,与电机驱动装置30不同,省略逆变器控制部工作用电源91和第2逆流防止二极管D7,并且除了电平位移器41以外还配置有第2电平位移器41a(相当于权利要求记载的“驱动部工作用电源”)。

第2电平位移器41a是绝缘电源,包含一次侧线圈、和与一次侧线圈电分离的二次侧线圈。第2电平位移器41a输出根据二次侧线圈的输出进行了整流和平滑后的直流电压。第2电平位移器41a与平滑电容器33并联连接,被供给平滑电容器33的两端电压(即直流电压Vdc)。第2电平位移器41a的输出与逆变器控制部26连接。

第2电平位移器41a例如使开关元件(省略图示)与一次侧线圈串联连接。构成为,在该开关元件被切换到接通状态的情况下,直流电压Vdc被供给到一次侧线圈,在开关元件处于断开状态的情况下,直流电压Vdc不被供给到一次侧线圈。在第2电平位移器41a中,通过重复开关元件的接通断开,使得在二次侧线圈产生交流电压,电力被传递,输出整流和平滑后的直流电压。

第2电平位移器41a将从直流电压生成部31供给的直流电压Vdc转换成电源电压V1。例如,第2电平位移器41a将280V的直流电压Vdc转换成15V的电源电压V1。第2电平位移器41a将转换后的电源电压V1提供给逆变器控制部26。即,第2电平位移器41a作为逆变器控制部26的电源发挥功能。另外,电源电压V1能够根据逆变器控制部26的额定电压适当变更。

如上述那样,当在直流电压Vdc处于过电压状态时GND配线L1被切断时,电机驱动部38(逆变器控制部26)内的电位比第2电平位移器41a的电位高。因此,若未设置有切断经由逆变器控制部26从直流电压生成部31流到第2电平位移器41a的电流的单元,则很有可能在直流电压Vdc处于过电压状态时逆变器控制部26和第2电平位移器41a受到破坏。

在电机驱动装置30a中,省略了第2逆流防止二极管D7,另一方面,第2电平位移器41a是绝缘电源。由此,当GND配线L1被切断时,抑制了电流经由逆变器控制部26从直流电压生成部31流到第2电平位移器41a,逆变器控制部26和第2电平位移器41a受到保护。

(7-9)变型例I

在上述实施方式中,在电机驱动部38(逆变器控制部26)和主体控制微计算机43之间配置有第1逆流防止二极管D6。然而,不限于此,电机驱动装置30也可以构成为如图9所示的电机驱动装置30b那样。以下,对电机驱动装置30b进行说明。另外,对于与电机驱动装置30共同的部分,省略说明。

图9是电机驱动装置30b的概略结构图。在电机驱动装置30b中,与电机驱动装置30不同,在电机驱动部38(逆变器控制部26)和主体控制微计算机43之间,取代第1逆流防止二极管D6而配设有绝缘电路50。主体控制微计算机43经由绝缘电路50(光电耦合器51)将运转指令输出到逆变器控制部26。

在绝缘电路50中配置有光电耦合器51,作为使电机驱动部38(逆变器控制部26)和主体控制微计算机43绝缘的绝缘元件。光电耦合器51具有发光二极管51a和光电晶体管51b。发光二极管51a,其阳极侧经由电阻44与主体控制微计算机43连接,其阴极侧接地。光电晶体管51b,其集电极端子经由电阻50a与电源Vcc连接,其发射极端子与逆变器控制部26连接。

在主体控制微计算机43不向发光二极管51a供给电压的情况下,发光二极管51a不发光,光电晶体管51b非导通。在主体控制微计算机43向发光二极管51a供给了电压的情况下,发光二极管51a发光,光电晶体管51b导通。

在电机驱动装置30b中,主体控制微计算机43当直流电压Vdc处于过电压状态时,切断使逆变器部25的接地侧(低电位侧)与直流电压生成部31连接的GND配线L1。另一方面,当GND配线L1被切断时,电机驱动部38(逆变器控制部26)内的电位比主体控制微计算机43内的电位高。因此,若未设置有切断经由逆变器控制部26从直流电压生成部31流到主体控制微计算机43的电流的单元,则很有可能在直流电压Vdc处于过电压状态时逆变器控制部26和主体控制微计算机43受到破坏。为了抑制成为这样的事态,在电机驱动装置30中,绝缘电路50配置在主体控制微计算机43和逆变器控制部26之间。

由此,当在直流电压Vdc处于过电压状态的情况下GND配线L1被切断时,抑制电流经由逆变器控制部26从直流电压生成部31流到主体控制微计算机43,逆变器控制部26和主体控制微计算机43受到保护。

另外,在电机驱动装置30b中,在绝缘电路50上配置有光电耦合器51作为绝缘元件,然而配置在绝缘电路50上的绝缘元件不限定于光电耦合器,只要可以对电机驱动部38(逆变器控制部26)和主体控制微计算机43进行绝缘,就可以配置其它绝缘元件。

并且,在电机驱动装置30b中,电机驱动部38的逆变器控制部26从逆变器控制部工作用电源91被供给电源电压V1。然而,不限于此,电机驱动装置30b也可以构成为如图10所示的电机驱动装置30c那样。

在电机驱动装置30c中,与电机驱动装置30a一样,省略逆变器控制部工作用电源91和第2逆流防止二极管D7,除了电平位移器41以外,还配设有第2电平位移器41a。在该结构中也能够达到本发明的目的。

(7-10)变型例J

在上述实施方式中,主体控制微计算机43作为对空调器100内包含的多个设备(具体地,压缩器11、四路切换阀12、室外风扇15和室内风扇22等)进行统一控制的统一控制部发挥功能。然而,不限定于此,也可以构成为,另行设置控制室外风扇22以外的设备的设备控制部(省略图示),关于主体控制微计算机43进行的室内风扇22以外的设备相关的控制,使设备控制部进行。

(7-11)变型例K

在上述实施方式中,主体控制微计算机43当处于直流电压Vdc为第3阈值ΔTh3以上的状态、或者直流电压Vdc为第1阈值ΔTh1以上且小于第3阈值ΔTh3的状态继续了预定时间T1的状态时,进行这样的控制:认为直流电压Vdc处于过电压状态,将切换部42切换到断开状态并使GND配线L1非导通。

然而,主体控制微计算机43也可以在进行该控制时不必考虑第3阈值ΔTh3。即,主体控制微计算机43当直流电压Vdc处于第1阈值ΔTh1以上的状态时,也可以取代上述控制而进行这样的控制:认为直流电压Vdc处于过电压状态,切断切换部驱动用电源Vsw的供给并将切换部42切换到断开状态。以下,参照图11,对该情况下的由主体控制微计算机43进行的切换部42和逆变器控制部26(室内风扇电机23)相关的控制流程的一例进行说明。另外,关于在图11中与图5共同的部分,省略说明。

图11是示出主体控制微计算机43的控制流程的一例的流程图。图11中的步骤S201~步骤S204与图5中的步骤S101~步骤S104是共同的。并且,步骤S206和S207与图5中的步骤S108和S109是共同的。并且,步骤S208与图5中的步骤S106是共同的。在图11中,省略图5中的步骤S105、S110、S111和S112的处理。

在步骤S205中,主体控制微计算机43判定直流电压Vdc是否是第1阈值ΔTh1以上。在该判定是“否”(NO)的情况下(即,在直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1的情况下),进到步骤S206。另一方面,在该判定是“是”(YES)的情况下(即,在直流电压Vdc是第1阈值ΔTh1以上的情况下),进到步骤S208。

即使主体控制微计算机43按照图11所示的流程进行控制,也能够达到本发明的目的。

并且,主体控制微计算机43也可以在进行上述控制时不必考虑第2阈值ΔTh2。即,主体控制微计算机43当直流电压Vdc处于第1阈值ΔTh1以上的状态时,也可以进行这样的控制:认为直流电压Vdc处于过电压状态,将切换部42切换到断开状态,使GND配线L1非导通,并且将运转停止指令输出到逆变器控制部26,使电机部24的驱动停止。以下,参照图12,对该情况下的由主体控制微计算机43进行的切换部42和逆变器控制部26(室内风扇电机23)相关的控制流程的一例进行说明。另外,关于在图12中与图11共同的部分,省略说明。

图12是示出主体控制微计算机43的控制流程的一例的流程图。图12中的步骤S301和S303与图11中的步骤S201是共同的。并且,图12中的步骤S304与图11中的步骤S208是共同的。在图12中,省略图11中的步骤S203、S206和S207的处理。

在步骤S301中,在判定是“否”(NO)的情况下(即,在直流电压Vdc是第1阈值ΔTh1以上的情况下),回到步骤S301。另一方面,在判定是“是”(YES)的情况下(即,在直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1的情况下),进到步骤S302。

在步骤S302中,主体控制微计算机43将切换部驱动用电源Vsw提供给切换部42(在已开始切换部驱动用电源Vsw的供给的情况下继续供给)。由此,切换部42切换到接通状态(或者维持接通状态),GND配线L1导通。并且,主体控制微计算机43将运转指令输出到逆变器控制部26。接收到该运转指令,从逆变器控制部26将栅极控制电压Gu~Gz分别输出到晶体管Q3a~Q5b的栅极端子,电机部24和逆变器部25驱动。之后,进到步骤S303。

在步骤S303中,在判定是“否”(NO)的情况下(即,在直流电压Vdc是第1阈值ΔTh1以上的情况下),进到步骤S304。另一方面,在判定是“是”(YES)的情况下(即,在直流电压Vdc小于第1阈值ΔTh1的情况下),回到步骤S301。

在步骤S304中,主体控制微计算机43切断对切换部42的切换部驱动用电源Vsw的供给。由此,切换部42切换到断开状态,GND配线L1被切断。并且,主体控制微计算机43将运转停止指令输出到逆变器控制部26。由此,停止栅极控制电压Gu~Gz的输出,电机部24和逆变器部25停止驱动。之后,回到步骤S301。

即使主体控制微计算机43按照图12所示的流程进行控制,也能够达到本发明的目的。

产业上的可利用性

本发明能够用于致动器驱动装置。

标号说明

10:室外单元;20:室内单元;22:室内风扇;23:室内风扇电机;24:电机部(电机、致动器);25:逆变器部(输出部);26:逆变器控制部(决定部);30、30a、30b、30c:电机驱动装置(致动器驱动装置);31:直流电压生成部;32:整流部;33:平滑电容器;34:电压检测部;35:电机驱动电路;36:第2电压检测部;37:电流检测部;38:电机驱动部(驱动部);41:电平位移器;41a:第2电平位移器(驱动部工作用电源);42:切换部;43:主体控制微计算机(驱动控制部、切换控制部、统一控制部);50:绝缘电路;51:光电耦合器;90:商用电源(电源、直流电压生成部);91:逆变器控制部工作用电源(驱动部工作用电源);100:空调器;241:定子;242:转子;D6:第1逆流防止二极管(第1二极管);D7:第2逆流防止二极管(第2二极管);L1:GND配线(电源线);Q3a、Q3b、Q4a、Q4b、Q5a、Q5b:晶体管(开关元件);SU、SV、SW:驱动电压(驱动信号);T1:预定时间;ΔTh1:第1阈值;ΔTh2:第2阈值;ΔTh3:第3阈值;Vsw:切换部驱动用电源。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007-166815号公报

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