旋转电机和旋转电机组装体的制作方法

文档序号:14651733发布日期:2018-06-08 21:57阅读:169来源:国知局
旋转电机和旋转电机组装体的制作方法

本发明涉及在以泵的驱动为代表的各种设备的驱动中使用的旋转电机和旋转电机组装体,尤其涉及旋转电机的控制方法。



背景技术:

例如,单独露天设置的泵容易受到气温(周围温度)的影响,并且由于其单独设置、不存在遮蔽物,因此需要其运转噪声较为安静。尤其是,在气温上升且旋转电机会随设置位置的不同而因阳光直射导致升温的日间,需要抑制旋转电机的温度上升,而在周围的背景噪声降低的夜间,需要将旋转电机的运转噪声抑制得较低。

作为本技术领域的背景技术,有日本特开2014-20764号公报(专利文献1)。专利文献1公开了一种在热泵热水器中设置时钟(计时单元),来与时间相应地对热泵单元进行控制的方法。另外,日本特开2012-10490号公报(专利文献2)公开了一种仅使用运算处理装置的内部信息来对逆变器部件的温度上升进行推算的方法。

此外还已知,通常通过降低载波频率(后述的电力转换装置所输出的输出电力的脉宽调制周期的频率),能够降低对旋转电机进行控制的电力转换装置中的发热量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-20764号公报

专利文献2:日本特开2012-10490号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术问题

不过,专利文献1必须使用时钟(计时单元),需要始终使时钟通电或者安装有电池或蓄电池。即使在安装有电池的情况下,若电池达到寿命时发生停电,也会存在失去时刻信息的风险。因而,可以考虑以不使用时钟的方式进行昼夜判断,进而改变旋转电机的控制方法。作为昼夜判断的一种方法,能够使用外界气温进行判断。

另一方面,专利文献2中虽然能够推算逆变器部件的温度上升,但是为了掌握外界气温需要另行在外部设置专用的温度传感器。

本发明是鉴于上述现有技术中的问题而作出的,其目的在于,在减少用于获取外界气温的部件结构的同时,按照周围温度来相应地改变旋转电机的控制方法。

解决问题的技术手段

为实现上述目的,本发明之其一例提供一种旋转电机组装体,其包括旋转电机,旋转电机包括机壳、安装在机壳中的定子、固定在旋转轴上的转子、支承旋转轴的轴承和用于安装轴承的端盖,在机壳的外周部配置有对旋转电机的定子供给驱动电流的电力转换装置和利用电力转换装置对旋转电机进行控制的控制电路板,在电力转换装置内的该电力转换装置与机壳接触的区域设置有温度检测器,控制电路板根据温度检测器检测出的温度而改变旋转电机的控制方法。

发明效果

根据本发明,能够减少用于获取温度信息的部件结构,基于旋转电机的温度掌握周围温度,并且能够按照周围温度来相应地对旋转电机进行控制。

附图说明

图1是表示实施例1中的用于驱动露天泵的旋转电机组装体的整体结构的外观立体图。

图2是表示实施例1中的内置在旋转电机组装体的罩内的旋转电机部分的整体结构的展开立体图。

图3是表示实施例1中将旋转电机组装体收纳在罩内时的各部分的展开立体图。

图4是说明实施例1的旋转电机组装体中的安装在机壳上的电力转换装置与定子的位置关系之另一例的局部剖切立体图。

图5是实施例1的电力转换装置的电路结构图。

图6A是表示实施例1至4的存储在控制电路板(控制电路)中的数据内容之中的易失性存储器的内容的图。

图6B是表示实施例1至4的存储在控制电路板(控制电路)中的数据内容之中的非易失性存储器的内容的图。

图7是表示实施例1至4的以泵为例的主控制处理流程的图。

图8是表示实施例1的温度测定处理流程的图。

图9是表示实施例1的运转状态测定处理流程的图。

图10是表示实施例1的温度判断处理流程的图。

图11是关于实施例1中的温度梯度的说明图。

图12是表示实施例1中的距离与温度降低量的关联的图。

图13是表示实施例1的时刻设定处理流程的图。

图14是表示实施例1的电动机控制设定处理流程的图。

图15是表示实施例2的电动机控制设定处理流程的图。

图16是表示实施例4的电动机控制设定处理流程的图。

具体实施方式

以下,对于本发明的实施例参考附图进行说明。

实施例1

本实施例以在旋转电机上一体地构成了电力转换装置、各种电路板、电容器、噪声滤波器等的旋转电机组装体为例进行说明。该旋转电机组装体例如用于驱动露天泵等。并且,对与周围温度相应的控制方法的变更进行说明,其中控制方法包括旋转电机的温度上升抑制运转和将运转噪声抑制为较低的静音运转。

图1是表示本实施例的用于驱动露天泵的旋转电机组装体的整体结构的外观立体图。图1中,10表示将旋转电机主体的外周覆盖的罩,呈大致圆筒形状的外形。该罩10是通过对板状的共振抑制材料例如进行压制加工等而形成规定形状的。更具体而言,通过在罩的内侧安装吸音材料、隔音材料、减振材料、防振材料等,能够抑制噪声和振动。

上述罩10的轴方向上的一个端部(图中的进深侧)安装有冷却风扇罩20,其中内置了后文将说明的离心风扇58。此外,另一个端部(图中的跟前侧、负载侧)安装有以下描述的旋转电机的端盖11。上述罩10的外周面上还分别安装有电力转换装置用壳体30和端子盒40,其中电力转换装置用壳体30中收纳了后文将说明的电力转换装置,端子盒40中内置有噪声滤波器。

图2是表示本实施例中的内置在上述罩10内的旋转电机50的结构的展开立体图。图2表示了永磁式旋转电机的例子。图2中,51表示大致圆筒状的机壳(或者也称为机座),该机壳51是由传热性(导热性)优秀的铝等材料通过挤压而形成的。另外,如图所示,该机壳51在其整个外周表面形成有沿圆筒形的旋转轴并列地延伸的多个冷却翅片52L、52S。在该机壳51的外周表面的一部分(图中为上部),形成有用于安装上述电力转换装置用壳体30的面积较大的安装用平面部53,其周围在水平方向上形成了较大(延伸得较长)的冷却翅片52L。

另外,在该圆筒状的机壳51的内部,定子54——构成上述永磁式旋转电机的电枢——被插入并固定于其中,并且在该定子54的圆筒状的内部空间内,插入有由多个永磁体圆筒状地配置而构成的转子(rotor)55,该转子55安装成可相对于定子54隔开规定的间隙自由旋转。56是与上述转子(rotor)55形成为一体的旋转轴(shaft),旋转电机的旋转驱动力经该轴传递至例如泵等被驱动设备。57是在上述端盖11的相反侧安装在机壳51的端部的端盖,而58表示在该端盖57的外侧安装在上述旋转轴(shaft)56上的离心风扇(冷却风扇)。另外,端盖上安装有未图示的轴承,旋转轴被轴承支承。

图3是表示将上述旋转电机50收纳在图1所示的罩10内部时的各部分的展开立体图。图3中,旋转电机50在其机壳51的外周表面的一部分——例如图示例中在下部周边的形成了较短的冷却翅片52S的部分,安装了外形截面形成为大致圆弧状的控制电路板用壳体60和平滑电容器用壳体70,之后将旋转电机50插入上述罩10内部(参考图中的箭头)。并且,在机壳51的安装用平面部53上,通过设置在罩10的一部分处的开口部511安装电力转换装置31,该电力转换装置31在局部设置有温度检测器和用于构成逆变器的作为发热元件的功率开关元件(例如IGBT等)。然后,从外侧安装用于保护该电力转换装置31的电力转换装置用壳体30。进而,在机壳51的外周表面的一部分安装上述端子盒40(参考图中的箭头)。接着,在机壳51的另一端部(图中的左端)安装上述冷却风扇罩20。其中,21表示在该冷却风扇罩20的壁面的大致中央部网眼状地形成的大量用于导入外部空气的小孔。

即,利用包括上述旋转电机主体及其外围装置的旋转电机组装体,在随旋转电机的运转而旋转的旋转轴(shaft)56的作用下,安装在其前端的离心风扇58发生旋转,来自外部的空气被导向罩10的内部,在大量形成于机壳51的外周表面的冷却翅片52L、52S之间流动而进行热交换(参考图2的空心箭头)。之后,通过另一端的端盖11与罩10之间的间隙流出到外部。即,外周表面形成有大量冷却翅片52L、52S的机壳51被因离心风扇58的旋转而产生的空气流冷却。

另外,如上所述,为了将旋转电机发出的热量排出到外部,电力转换装置31被直接安装在与定子(stator)54的外周一体设置的机壳51的一部分,即其安装用平面部53上。由此,电力转换装置31与由传热性优秀的材料形成的机壳51热学地构成为一体(即,在热学上构成为一体),能够利用电力转换装置31内部的温度检测器,对电力转换装置31自身的温度和机壳51的温度进行一体管理。

特别是,上述实施例中,用于配置电力转换装置31的形成在圆筒状的机壳51上部的安装用平面部53的周围相比其他部分形成得较薄,因此电力转换装置31与机壳51进一步热学地构成为一体。

另外,如上所述,根据本实施例,控制电路板用壳体60和电容器用壳体70也安装在机壳51的外周表面的一部分,所以这些壳体内部发出的热量也与上述同样,能够经形成在机壳51外周的冷却翅片52L、52S高效地排出到外部。

另外,该控制电路板用壳体60在其内部与控制用的控制器(控制电路板、控制电路、控制用微机)一起内置有通信用的接口电路板,并在其内部注入了树脂材料等,因此环境耐性和冲击耐性较为优秀。并且,通过将该控制电路板用壳体60安装在旋转电机的一部分,能够在对露天泵进行驱动控制的同时,实现与外部的无线/有线通信功能。另外,利用该功能,例如若在控制电路板中搭载了压力传感器、流量传感器等,则能够利用这些量作为反馈信号进行自动控制,进而,通过与支持传感器(支持中心)进行通知(通信),还能够实现集中管理和综合节能监视系统等。即,由此能够进行露天泵的运转管理和节能运转等,并且也能够实现远程监视控制和集中管理,以及多个泵的系统化。

另外,电容器用壳体70在其内部收纳用于构成上述电力转换装置31的逆变器电路的一部分(部件)的平滑电容器,与上述同样地,通过在其内部注入树脂材料等实现环境耐性和冲击耐性。另外,关于构成逆变器的一部分的DC电抗器,本实施例中以组装在上述电力转换装置31的一部分中的情况进行了说明,但该DC电抗器也同样可以内置在专用壳体内,安装在机壳51的外周表面的一部分上。

图4是说明本实施例的旋转电机组装体中的安装在机壳上的电力转换装置与定子的位置关系之另一例的局部剖切立体图。如图4所示,代替上述实施例例如采用这样的配置,即,在上述圆筒形状的机壳51的安装用平面部53上,电力转换装置31中的发热部(图中的网状部)H在旋转中心轴上的位置与旋转电机侧的发热部即定子54的中心部(图中用虚线B表示)的位置一致。即,以使得B与H位置一致的方式插入定子54。而且,若在电力转换装置31与机壳51接触的区域设置温度检测器进行控制,则电力转换装置31与机壳51进一步热学地构成为一体,能够实现准确的温度控制。

图5表示本实施例的电力转换装置31的电路结构图。输入的交流电力被整流器1转换为直流电力。转换后的直流电力在经平滑电容器2平滑后,被由功率开关元件构成的逆变器3转换为任意频率的交流电力供给到旋转电机50。逆变器由驱动电路8驱动。另外,设置有温度检测器9,温度检测器9检测出的温度信息被输入至控制电路5,驱动电路8由考虑了温度信息的来自控制电路5的指令进行控制,使速度发生增减。能够利用与控制电路5连接的操作显示部7进行各种设定。

另外,平滑电容器2被收纳在电容器用壳体70中,控制电路5被收纳在控制电路板用壳体60中,在结构上被配置在远离电力转换装置用壳体30的位置。

图6A、图6B表示存储在控制电路板内的控制电路的存储部中的、易失性存储器的内容和非易失性存储器的内容。另外,也可以不在控制电路板内设置存储部,而是取而代之在外部安装存储装置。

图6A是存储在存储部的易失性存储器中的内容。图6A中,易失性存储器的地址1001存储当前的载波频率CHN。载波频率指的是电力转换装置输出的输出电压的脉宽调制的开关周期,载波频率越高运转噪声越安静,但是存在发热量增大这一缺点。尤其是,通过将载波频率设定为超过人的听觉频段的15kHz或20kHz,电动机的运转噪声将不再能听得到,能够大幅降低运转噪声。地址1002存储逆变器当前对旋转电机命令的速度(正在输出的运转频率)HzN,地址1003存储当前的逆变器的输出电流值(旋转电机的负载电流值)AmN。能够根据HzN和AmN推算逆变器的负载状态。地址1004存储由温度检测单元检测出的值作为当前的温度检测值TeN。本实施例中不使用地址1005。

地址1006存储温度测定周期管理计时器的剩余时间TN1。地址1007存储运转状态测定周期管理计时器的剩余时间TN2。地址1008存储在后述的时刻设定处理中设定的当前时刻(从上午0时起的经过时间)TiN。地址1009存储从开始温度测定起的经过时间TeS。

旋转电机和逆变器的温度不随温度检测的瞬间的负载变化,而是随此前的负载状态的累加而变化。因此,地址1101存储按运转状态测定周期测定的指令速度的累加值HzS,地址1102存储对累加值HzS除以后述的平均化次数AvC得到的值(平均值)即平均逆变器驱动频率HzA。对于电流值也同样地,地址1201存储按运转状态测定周期测定的输出电流值的累加值AmS,地址1202存储对累加值AmS除以平均化次数AvC得到的值(平均值)AmA。

地址1301存储用于在达到温度测定周期时执行后述的温度判断处理的判断标志TeF。在TeF为0的情况下不执行温度判断处理,在TeF为1的情况下进行温度判断处理。

图6B是存储在存储部的非易失性存储器中的内容。图6B中,非易失性存储器的地址2001存储用于判断是否进行温度梯度计算的标志SLT。在SLT为0的情况下不进行温度梯度计算,在SLT为1的情况下将温度梯度计算的结果与温度检测器检测出的值相加,以相加值作为当前的温度检测值。地址2002存储随部件材料而变化的温度梯度系数TG,地址2003存储发热部的中心与温度检测器的测定地点(温度检测部)之间的距离DS。地址2004存储根据温度梯度系数TG和距离DS计算求得的温度降低量TX。

地址2011至地址2013存储载波频率。通过掌握时刻,在夜间为了降低运转噪声而提高载波频率,反之在日间的外界气温较高、应优先冷却的时间段将载波频率设定为较低来抑制温度上升,因此地址2011存储夜间的载波频率CHL,地址2012存储通常的载波频率CHD,地址2013存储日间的载波频率CHM。

地址2021存储旋转电机的冷却能力(冷却风扇的冷却能力)CoK。冷却风扇的转速随旋转电机的转速(逆变器的指令速度)而相应地变化,在某一转速范围下,能够使用常数k1利用下述(式1)近似表示冷却量。

HzA3×CoK×k1……式1

另外,在整个可用转速范围内,也可以更准确地使用高次项近似或基于实测对它们进行修正而得到的公式、数据表等。

地址2022存储旋转电机的温度上升系数(与负载电流对应的温度上升量)WaK。旋转电机和逆变器的温度上升随输出电流值(负载电流值)而变化,能够使用常数k2利用下述(式2)近似表示温度上升量。

AmA2×WaK×k2……式2

另外,也可以更准确地使用高次项近似或基于实测对它们进行修正而得到的公式、数据表等。

地址2031存储温度测定周期管理计时器的设定时间(温度的测定周期)TM1。地址2032存储运转状态测定周期管理计时器的设定时间(运转状态的测定周期)TM2。地址2033存储从开始温度测定到进行时刻判断为止的设定时间TeT。

地址2101存储用于对指令速度、输出电流值求平均的次数AvC。在温度的测定间隔TM1足够长的情况下,平均化次数AvC可以设定为与对温度进行1次测定的期间中的指令速度和输出电流值的测定次数相等。在温度的测定间隔TM1较短的情况下,平均化次数AvC可以设定为对温度进行1次测定的期间中的指令速度和输出电流值的测定次数以上。从易于控制的观点出发,优选将平均化次数AvC设定为与对温度进行1次测定的期间中的指令速度和输出电流值的测定次数相等,并在测定次数达到平均化次数AvC时存储温度检测值TeN、指令速度和输出电流的平均值HzA、AmA,将指令速度和输出电流值的累加值HzS、AmS重置。

地址3011存储第一次温度检测时(时刻1)经后述的温度判断处理判断得到的判断温度(周围温度)T01T,地址3012存储时刻1的指令速度T01H,地址3013存储时刻1的输出电流值T01A。

本实施例中设温度测定周期TM1为60(60分钟=1小时),进行72次温度检测(4320分钟=72小时=3天),因此存储各时刻的判断温度、指令速度、输出电流值直至地址3723。尤其是露天设置时天气(日照)引起的气温变化较大,所以为了不受天气影响而准确地推测时刻,进行72次测定。因此,测定时间(周期×次数)优选较大为好,不过考虑到进行第一次时刻设定前所需的时间,优选为3天左右。在第一次时刻判断之后,同样继续周期性地存储各时刻的判断温度、指令速度、输出电流值,实施时刻判断,并与前一次的判断时刻求平均值作为新的判断时刻,由此能够更准确地掌握时刻。其中,在目的是要能够判断为星期几的情况下,需要进行10080分钟(=168小时=7天)的测定。

地址4001存储优先抑制温度上升的第一个时间段(例如早晨)的开始时刻PT1S,地址4002存储优先抑制温度上升的第一个时间段的结束时刻PT1E。地址4003存储优先抑制温度上升的第二个时间段(例如傍晚)的开始时刻PT2S,地址4004存储优先抑制温度上升的第二个时间段的结束时刻PT2E。相反,地址4101存储优先降低运转噪声的第一个时间段(例如夜间)的开始时刻ST1S,地址4102存储优先降低运转噪声的第一个时间段的结束时刻ST1E。地址4103存储优先降低运转噪声的第二个时间段(例如午后)的开始时刻ST2S,地址4104存储优先降低运转噪声的第二个时间段的结束时刻ST2E。在要准确地进行与外界气温的变化相应的时间段设定的情况下,优选将温度测定周期设为想要设定的时长的一半以下,但由于周围温度不会急剧变化,所以温度测定周期为30分钟到60分钟左右就足够了。

地址5001存储表示时刻判断已完成的标志TJu。后述的电动机控制设定处理在确认TJu为1(时刻判断已完成)之后执行。

图7是本实施例中的以泵为例的主控制处理流程图。图7中,首先在步骤100中进行各种功能的初始化处理,接着反复执行步骤300至步骤800的各个控制。在步骤300中进行温度测定处理,在达到进行温度测定的周期的情况下,进行处理以使得温度判断处理将会执行。在步骤400中进行运转状态测定处理,在达到运转状态的测定周期的情况下,进行存储指令速度和输出电流值的处理。在步骤500中进行温度判断处理,根据温度检测值、指令速度和输出电流值计算判断温度(周围温度)并将其存储。

在步骤600中进行时刻设定处理,根据多次的温度判断结果(多个判断温度)的相关性推算并设定时刻。在步骤700中对所设定的时刻与预先存储的优先抑制温度上升的时刻或者优先降低运转噪声的时刻进行比较,在当前时刻处于要使电动机控制相比通常时发生变化的时间段的情况下,进行改变电动机控制的处理。

在步骤800中进行泵控制处理。通过步骤700的电动机控制设定,即使在以相同转速(频率)运转的情况下也能够进一步抑制温度上升或者进一步降低运转噪声,进行供水。

图8是本实施例中的温度测定处理300的处理流程图。图8中,在步骤310判断温度测定周期管理计时器的剩余时间TN1是否已成为0,如果TN1为0则前进至步骤311。在步骤311中将温度检测器检测出的温度存储为当前的温度检测值TeN,在步骤312中将温度判断处理的执行标志TeF设定为1(执行)。在步骤313中,将温度测定周期管理计时器的剩余时间TN1设定为温度测定周期管理计时器设定值TM1,返回主控制流程。之所以在步骤313中将TN1设定为TM1,是为了在经过周期TM1的时间后再次进行温度测定。

在步骤310中温度测定周期管理计时器的剩余时间TN1未成为0的情况下,在步骤314中使温度测定周期管理计时器的剩余时间TN1倒计数并存储。之后,返回主控制流程。

图9是本实施例中的运转状态测定处理400的处理流程图。图9中,在步骤410中进行运转状态测定周期管理计时器的剩余时间TN2是否已成为0的判断,如果TN2为0则前进至步骤411。在步骤411中存储逆变器当前对旋转电机指示的速度(指令速度、输出频率)HzN,在步骤412中将HzN与指令速度的累加值HzS相加,更新HzS。在步骤413中存储逆变器当前对旋转电机输出的电流值(负载电流值)AmN,在步骤414中将AmN与输出电流值的累加值AmS相加,更新AmS。在步骤415中设定运转状态测定周期管理计时器的剩余时间TN2使其为运转状态测定周期计时器设定值TM2,返回主控制流程。之所以在步骤415中将TN2设定为TM2,是为了在经过周期TM2的时间后再次进行运转状态测定处理。

在步骤410中运转状态周期管理计时器的剩余时间TN2未成为0的情况下,在步骤416中使运转状态测定周期管理计时器的剩余时间TN2倒计数并存储。之后,返回主控制流程。

图10是本实施例中的温度判断处理500的处理流程图。图10中,在步骤510中进行温度判断处理的执行标志TeF是否为1(执行)的判断,如果TeF为1(执行)则前进至步骤511,TeF为0(否)的情况下返回主控制流程。在步骤511中,根据指令速度的累加值HzS和平均化次数AvC,利用下述(式3)计算指令速度的平均值HzA。

HzA=HzS÷AvC……式3

在步骤512中根据指令速度的平均值HzA和冷却系数CoK利用(式1)计算冷却量。在步骤513中根据输出电流值的累加值AmS和平均化次数AvC,利用下述(式4)计算输出电流值的平均值AmA。

AmA=AmS÷AvC……式4

在步骤514中根据输出电流的平均值AmA和温度上升系数WaK利用(式2)计算温度上升量。在步骤515中使指令速度的累加值HzS恢复为0,在步骤516中使输出电流值的累加值AmS恢复为0。在步骤517中,根据当前的温度检测值TeN和利用(式1)、(式2)得到的冷却量、温度上升量,使用(式5)计算判断温度。如果是第一次判断则将其存储为时刻1的判断温度T01T,如果是第n次判断则将其存储为时刻n的判断温度TnT。

(判断温度)=TeN-(温度上升量)+(冷却量)……式5

在步骤518中将温度判断处理的执行标志TeF设定为0(否),返回主控制流程。

此处,在选择了计算温度梯度(SLT的设定值为1)的情况下,在步骤517中不是将温度检测器检测出的值直接作为当前的温度检测值TeN,而是考虑温度梯度,计算下述(式6)、(式7)。

TG×DS=TX……式6

(温度检测值)+TX=TeN……式7

如图11所示,实际的发热部与测定点(温度检测部)之间存在温度差,该温度差能够根据由部件的材料决定的传热难易度(温度梯度系数)TG和发热部与测定点的距离DS计算。如图12所示,距离越大或者温度梯度系数越大,则发热部到测定点的温度降低量(温度梯度)越大,温度检测值与实际发热量的误差越大。通过在考虑了温度梯度的基础上进行计算,能够对发热量随电流而变化的发热部的中心与温度检测部的温度差进行修正,更准确地计算当前的周围温度。

图13是本实施例的时刻设定处理600的处理流程图。图13中,在步骤610中进行温度测定经过时间TeS是否已达到温度测定时间TeT的判断,在已达到的情况下前进至步骤611,在还未达到的情况下返回主控制流程。在步骤611中将判断温度中最高值的数据视为时刻“午后3时(从上午0时起经过900分钟)”的数据。在步骤612中,根据被视为“午后3时”的时间与其当前的温度测定经过时间TeS的差计算午后0时。例如在测定周期为60分钟,被视为“午后3时(经过900分钟)”的数据是在第30次(经过1800分钟)的测定中检测出的情况下,因为“上午0时”是“午后3时”的900分钟之前,所以根据下述(式8)可知,“上午0时”是从温度测定开始经过了900分钟的时刻。

1800-900=900……式8

另外,次日“上午0时”是“午后3时”的540分钟之后,所以根据下述(式9)可知,次日“上午0时”是从温度测定开始经过了2340分钟的时刻。将其作为“上午0时”(基准时间)。

1800+540=2340……式9

在步骤613中,能够根据“上午0时”和从测定开始至当前为止的测定经过时间TeS(如果是72次测定则为60分钟×72次=4320分钟),利用下述(式10)计算当前时刻TiN。

4320-2340=1980……式10

因为一天是1440分钟(24小时),所以在(式10)的解为1440以上的情况下,如下述(式11)所示,对其减去1440。

1980-1440=540……式11

因此,能够根据当前已经过540分钟(经过9小时),计算出当前是上午9时。

在步骤614中将时刻判断完成标志TJu设定为1(完成)。在步骤615中使温度测定经过时间TeS恢复为0,返回主控制流程。

此处,作为步骤612中的“午后3时”的提取方法,基于最高的判断温度进行提取,但也可以是每隔1440分钟(=24小时)的3个数据的平均值中的最高的数据,或者也可以将最低的判断温度视为“上午6时”。或者也可以根据气温的变化点(从上升变化为减小,从减小变化为上升)进行判断。

在根据设置的地区或建筑物的不同,已预先了解气温的特征的情况下,可以将判断温度的设定参数保存在非易失性存储器中,例如在超过该判断温度时判断为是“午后3时”等。进而,也能够在非易失性存储器中保存夏季用、冬季用、春/秋季用的3个判断温度参数,根据季节分别设定判断温度。该情况下,例如计算设置后的检测温度的1周的温度平均值,根据各周的温度平均值的增减程度和该温度平均值相对于预先保存的3个判断温度的偏离程度来判断季节,从而能够自动选择使用3个判断温度参数中的哪一个。进而,通过对4个1周的温度平均值求平均来计算月温度平均并保存12个月温度平均,从而可知1年的温度的变动范围和推移。例如可以进行这样的控制,即,将该温度变动范围的高温30%的区间用作夏季用的判断温度,低温30%的区间用作冬季用的判断温度,中间区间用作春/秋季用的判断温度等。

另外,关于优先抑制温度上升的控制和优先降低运转噪声的控制而言,也可以在进行它们的切换时不换算成时间而是根据温度直接判断。例如,可以在超过了保存在非易失性存储器中的判断温度时,判断为是日间运转,进行优先抑制温度上升的控制,而在低于判断温度时判断为是夜间运转,进行优先降低运转噪声的控制。进而,可以保存例如1周的量的设置后的检测温度并计算其温度平均值,将该平均温度作为该控制切换的直接的判断值。通过使用最近的一定期间的平均温度,能够使季节或天气的变动的影响反映在判断值中。

图14是本实施例的电动机控制设定处理700的处理流程图。图14中,在步骤710进行时刻判断完成标志TJu是否为1(完成)的判断,如果TJu为1(完成)则前进至步骤720,TJu为0(未完成)的情况下前进至步骤763。

在步骤720中,判断当前时刻TiN是否是PT1S与PT1E——该PT1S和PT1E是被设定为优先抑制温度上升的时间段——之间的时间段,在TiN为PT1S与PT1E之间的情况下前进至步骤761,如果不是PT1S与PT1E之间的时间段则前进至步骤730。在步骤730中,同样地判断当前时刻TiN是否是PT2S与PT2E——该PT2S与PT2E是被设定为优先抑制温度上升的时间段——之间的时间段,在TiN为PT2S与PT2E之间的情况下前进至步骤761,如果不是PT2S与PT2E之间的时间段则前进至步骤740。

在步骤740中,判断当前时刻TiN是否是ST1S与ST1E——该ST1S和ST1E是被设定为优先降低运转噪声的时间段——之间的时间段,在TiN为ST1S与ST1E之间的情况下前进至步骤762,如果不是ST1S与ST1E之间的时间段则前进至步骤750。在步骤750中,同样地判断当前时刻TiN是否是ST2S与ST2E——该ST2S和ST2E是被设定为优先降低运转噪声的时间段——之间的时间段,在TiN为ST2S与ST2E之间的情况下前进至步骤762,如果不是ST2S与ST2E之间的时间段则前进至步骤763。

在前进至步骤761的情况下,设定当前的载波频率CHN使其为日间的载波频率CHM,返回主控制流程。在前进至步骤762的情况下,设定当前的载波频率CHN使其为夜间的载波频率CHL,返回主控制流程。在前进至步骤763的情况下,设定当前的载波频率CHN使其为通常的载波频率CHD,返回主控制流程。

上面以在旋转电机上一体地构成有电力转换装置等的旋转电机组装体为例说明了本实施例。但本实施例并不限定于此,例如可以采用这样的结构,即,旋转电机与电力转换装置分体构成,旋转电机在其机壳附近设置有温度检测器,根据该温度检测器检测出的旋转电机的温度来相应地改变旋转电机的旋转控制方法。即,只要能够不使用测定外界气温用的专用的温度检测器,而是使用测定电力转换装置或旋转电机的温度的温度检测器来掌握周围温度,并按照周围温度来相应地对旋转电机进行控制即可。

如上所述,本实施例提供一种旋转电机组装体,其包括旋转电机,旋转电机包括机壳、安装在机壳中的定子、固定在旋转轴上的转子、支承旋转轴的轴承和用于安装轴承的端盖,在机壳的外周部配置有对旋转电机的定子供给驱动电流的电力转换装置和利用电力转换装置对旋转电机进行控制的控制电路板,在电力转换装置内的该电力转换装置与机壳接触的区域设置有温度检测器,控制电路板根据温度检测器检测出的温度而改变旋转电机的控制方法。

此外,提供一种旋转电机,其包括机壳、安装在该机壳中的定子、固定在旋转轴上的转子、支承旋转轴的轴承和用于安装轴承的端盖,旋转电机由电力转换装置进行旋转控制,其中电力转换装置对旋转电机的定子供给驱动电流,在机壳的附近设置有温度检测器,旋转电机的旋转控制方法根据温度检测器检测出的温度而改变。

由此,能够减少用于获取温度信息的部件结构,基于旋转电机的温度掌握周围温度,并且能够按照周围温度来相应地对旋转电机进行控制。

实施例2

本实施例要说明的情况如下,即,通过改变电力转换装置输出的输出电压的脉宽调制的频率调制方式,来控制是进行旋转电机的温度上升抑制运转还是将运转噪声抑制为较低的静音运转。

本实施例是这样实施的,即,在图6A所示的易失性存储器的地址1005中存储要在后述的电动机控制设定处理中设定的、当前的频率调制方式PWN。PWN为0的情况下为两相调制方式(两相开关),PWN为1的情况下为三相调制方式(三相开关)。通常进行的是使用逆变器的全部三相的三相调制,但通过进行两相开关能够减少发热量。两相开关的发热量降低,但是存在运转噪声增大这样的缺点。

本实施例的电动机控制设定处理700如图15所示。图15中,在步骤710中进行时刻判断完成标志TJu是否为1(完成)的判断,如果TJu为1(完成)则前进至步骤720,如果TJu为0(未完成)则前进至步骤766。

在步骤720中,判断当前时刻TiN是否是PT1S与PT1E——该PT1S和PT1E是被设定为优先抑制温度上升的时间段——之间的时间段,在TiN为PT1S与PT1E之间的情况下前进至步骤764,如果不是PT1S与PT1E之间的时间段则前进至步骤730。在步骤730中,同样地判断当前时刻TiN是否是PT2S与PT2E——该PT2S与PT2E是被设定为优先抑制温度上升的时间段——之间的时间段,在TiN为PT2S与PT2E之间的情况下前进至步骤764,如果不是PT2S与PT2E之间的时间段则前进至步骤740。

在步骤740中,判断当前时刻TiN是否是ST1S与ST1E——该ST1S和ST1E是被设定为优先降低运转噪声的时间段——之间的时间段,在TiN为ST1S与ST1E之间的情况下前进至步骤765,如果不是ST1S与ST1E之间的时间段则前进至步骤750。在步骤750中,同样地判断当前时刻TiN是否是ST2S与ST2E——该ST2S和ST2E是被设定为优先降低运转噪声的时间段——之间的时间段,在TiN为ST2S与ST2E之间的情况下前进至步骤765,如果不是ST2S与ST2E之间的时间段则前进至步骤766。

在前进至步骤764的情况下,将当前的频率调制方式设定为两相调制方式(两相开关),返回主控制流程。在前进至步骤765的情况下,将当前的频率调制方式设定为三相调制方式(三相开关),返回主控制流程。在前进至步骤766的情况下,不改变频率调制方式,返回主控制流程。此处,步骤766中不改变频率调制方式,但既可以优先抑制温度上升而设定为两相调制方式,也可以优先降低运转噪声而设定为三相调制方式,即,优选按照使用的环境而相应地改变调制方式。

另外,可以将实施例1的载波频率的改变与实施例2的频率调制方式的改变组合实施,通过将它们组合能够获得更好的效果。

实施例3

本实施例使用与实施例2相同的方法求取时刻,但不是在图6B的地址4001至地址4104中预先输入优先抑制温度上升的时间段/优先降低运转噪声的时间段,而是基于地址3011至地址3721中存储的各时刻的判断温度来判断周围温度,在地址4001至地址4104中自动存储周围温度高/低的时间段。

根据本实施例,由于无需预先预测周围环境并输入优先抑制温度上升的时间段/优先降低运转噪声的时间段,并且是基于实际的判断温度数据而自动输入时间段的,因此能够更准确地掌握和设定周围温度的变化。另外,在周期性地进行时刻设定的情况下,通过在每次进行时刻设定时重新评估(重新设定)优先抑制温度上升的时间段/优先降低运转噪声的时间段,能够进行始终考虑到最近的周围环境的控制。

在基于各时刻的判断温度来判断优先抑制温度上升的时间段/优先降低运转噪声的时间段时,其基准值可以在非易失性存储器中预先设定,但因为周围温度的平均值因季节而不同,所以优选基于所存储的各时刻的判断温度的平均值或中值等,通过运算求取基准值。

实施例4

本实施例中,不对当前时刻与优先抑制温度上升的时间段/优先降低运转噪声的时间段进行比较,而是对当前的温度检测值与判断温度的平均值进行比较,来判断是优先抑制温度上升还是优先降低运转噪声。

本实施例与其他实施例的差别在于,本实施例中与时刻无关地对当日的周围温度与最近(数日,例如3日)的判断温度的平均值进行比较,来判断温度的高低,本实施例的优点是,在与昼夜无关地因某种意外的外部原因导致出现应当抑制温度的状况时,能够进行温度抑制的控制。判断温度的平均值与实施例3同样,可以根据图6B的地址3011至地址3721中存储的各时刻的判断温度来计算平均值。也可以预先在非易失性存储器中设定用于优先进行温度抑制的控制的基准值。

本实施例的电动机控制设定处理700如图16所示。图16中,在步骤710中进行时刻判断完成标志TJu是否为1(完成)的判断,如果TJu为1(完成)则前进至步骤721,TJu为0(未完成)的情况下返回主控制流程。

在步骤721中进行当前的判断温度是否为各时刻的判断温度的平均值以上的判断,在为平均值以上的情况下前进至步骤761,如果不为平均值以上则前进至步骤762。

在前进至步骤761的情况下,设定当前的载波频率CHN使其为日间的载波频率CHM,返回主控制流程。在前进至步骤762的情况下,设定当前的载波频率CHN使其为夜间的载波频率CHL,返回主控制流程。

以上对实施例进行了说明,但本发明不限定于上述实施例,包括各种变形例。例如,上述实施例是为了易于理解地说明本发明而进行的详细说明,并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外,能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构,也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。并且,对于各实施例的结构的一部分,能够追加、删除、置换其他结构。

附图标记说明

1……整流器,2……平滑电容器,3……逆变器,5……控制电路,7……操作显示部,8……驱动电路,9……温度检测器,10……罩,11……端盖,20……冷却风扇罩,30……电力转换装置用壳体,31……电力转换装置,40……端子盒,50……旋转电机,51……机壳,52L、52S……冷却翅片,53……安装用平面部,54……定子,55……转子,56……旋转轴,58……离心风扇,60……控制电路板用壳体,70……电容器用壳体。

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