專利名稱：電動機驅動裝置、控制變換裝置以及空調機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動機驅動裝置、控制變換裝置以及空調機，特別是涉及使用反相橋式電路來控制電動機速度的電動機驅動裝置、控制變換裝置以及空調機。
在使用反相橋式電路控制電動機的速度的電動機驅動控制裝置中，在直流無刷電動機和感應電動機的情況下，反相橋式電路的控制方法不同。其主要的不同點是在直流無刷電動機的情況下，需要用磁極位置檢測裝置檢測轉子的磁極位置，用磁極位置檢測信號進行控制，與此不同，在感應電動機的情況下沒有這種必要，因為反相橋式電路的各相的通電模式不同，所以需要不同的驅動信號。
例如，如特公昭59-36519號公報所述，作為直流無刷電動機驅動裝置有利用在電樞線圈中感應的速度電動勢，檢測磁鐵轉子和電樞線圈之間的相對位置，檢測磁極位置，利用該磁極位置檢測信號，進行轉速控制。具體地說，直流無刷電動機驅動裝置這樣構成使電樞線圈(三相)中產(chǎn)生的速度電動勢分別通過一次濾波器，把速度電動勢變換成具有大致90度相位關系的3個三角波狀信號，使該3個三角波狀信號通過星形連接的電阻，將星形連接的中性點電壓和上述三角波狀信號輸入比較器，利用作為比較器的輸出獲得的脈沖信號，控制構成反相器的半導體開關組，使直流無刷電動機旋轉。如該例所述，在直流無刷電動機驅動裝置中需要轉子的磁極位置檢測電路。另外，該例中的反相橋式電路的各相的通電模式是全部三相中兩相通電的120度通電方式。
另一方面，如特公昭61-10968號公報所述，作為感應電動機驅動裝置有使反相器輸出電壓和電動機轉速的比一定、進行所謂V/F一定控制，不需要象直流無刷電動機驅動裝置那樣使用磁極位置檢測裝置。另外，該例中的反相器各相的通電模式是全部三相經(jīng)常通電的180度通電方式。其理由是在將正弦波電壓加在電動機上的情況下，效率最高，為了生成正弦波電壓而進行180度通電。
在現(xiàn)有的感應電動機驅動裝置中，存在感應電動機的效率比直流無刷電動機低的問題。因此，有必要從現(xiàn)有的感應電動機驅動裝置的制作變更成直流無刷電動機驅動裝置的制作。在此情況下，如上所述，由于感應電動機驅動裝置和直流無刷電動機驅動裝置的控制方法不同，所以必須從新設計制作直流無刷電動機驅動裝置，但在利用控制感應電動機驅動裝置中的反相橋式電路的控制裝置控制該電動機以外的機器的情況下，有必要從新設計制作全部控制系統(tǒng)，存在該制作非常麻煩且費用大的問題。
本發(fā)明的目的在于獲得一種利用感應電動機控制裝置能容易制作的、同時利用直流無刷電動機的效率高的電動機驅動裝置、控制變換裝置以及空調機。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第一個特征在于電動機驅動裝置備有有定子和轉子的電動機；進行上述電動機的速度控制的反相橋式電路；以及輸出感應電動機控制信號，同時控制上述電動機以外的機器的感應電動機控制裝置，在該電動機驅動裝置中，使上述電動機為直流無刷電動機，在上述反相橋式電路和上述感應電動機控制裝置之間有控制變換裝置，上述控制變換裝置有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置、以及直流無刷電動機控制裝置，上述電動機指令轉速檢測裝置將上述感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號變換成電動機指令轉速信號，輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述磁極位置檢測裝置檢測上述直流無刷電動機的磁極位置，將磁極位置檢測信號輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述直流無刷電動機控制裝置根據(jù)上述電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，將直流無刷電動機控制信號輸出給上述反相橋式電路。
上述控制變換裝置最好這樣構成將電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置和直流無刷電動機控制裝置集中地、高集成化地安裝在獨立的布線基板上。
本發(fā)明的第二個特征在于電動機驅動裝置備有有定子和轉子的電動機；進行上述電動機的速度控制的反相橋式電路；以及將PWM信號作為感應電動機控制信號輸出，同時控制上述電動機以外的機器的感應電動機控制裝置，在該電動機驅動裝置中，使上述電動機為直流無刷電動機，在上述反相橋式電路和上述感應電動機控制裝置之間有控制變換裝置，上述控制變換裝置有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置、以及直流無刷電動機控制裝置，上述電動機指令轉速檢測裝置有對作為上述感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號的PWN信號進行積分后取出多個轉速基波的積分電路、以及對該多個轉速基波進行比較并變換成電動機指令轉速信號后輸出給上述直流無刷電動機控制裝置的比較器，上述磁極位置檢測裝置檢測上述直流無刷電動機的磁極位置，將磁極位置檢測信號輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述直流無刷電動機控制裝置根據(jù)上述電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，將直流無刷電動機控制信號輸出給上述反相橋式電路。
上述作為感應電動機控制信號的PWM信號最好是對載波和轉速基波進行比較后獲得的矩形波信號，上述積分電路最好由電阻和電容器兩個電路構成。
本發(fā)明的第三個特征在于電動機驅動裝置備有有定子和轉子的電動機；進行上述電動機的速度控制的反相橋式電路；以及將三相的PWM信號作為感應電動機控制信號輸出，同時控制上述電動機以外的機器的感應電動機控制裝置，在該電動機驅動裝置中，使上述電動機為直流無刷電動機，在上述反相橋式電路和上述感應電動機控制裝置之間有控制變換裝置，上述控制變換裝置有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置、以及直流無刷電動機控制裝置，上述電動機指令轉速檢測裝置有用不同的時間常數(shù)對上述感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號中的一個信號進行積分后取出多個轉速基波的積分電路、以及對該多個轉速基波進行比較并變換成電動機指令轉速信號后輸出給上述直流無刷電動機控制裝置的比較器，上述磁極位置檢測裝置檢測上述直流無刷電動機的磁極位置，將磁極位置檢測信號輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述直流無刷電動機控制裝置根據(jù)上述電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，將直流無刷電動機控制信號輸出給上述反相橋式電路。
上述電動機指令轉速檢測裝置最好構成在上述積分電路的輸入側有光耦合器的結構。另外，上述直流無刷電動機控制裝置最好檢測直流無刷電動機或反相橋式電路的異常信號，將該異常信號輸出給上述感應電動機控制裝置。
本發(fā)明的第四個特征在于這樣構成備有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置和直流無刷電動機控制裝置，上述電動機指令轉速檢測裝置將控制感應電動機用的PWM信號變換成電動機指令轉速信號，輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述磁極位置檢測裝置檢測直流無刷電動機的磁極位置，將磁極位置檢測信號輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述直流無刷電動機控制裝置根據(jù)上述電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，輸出控制直流無刷電動機用的PWM信號。
本發(fā)明的第五個特征在于空調機這樣構成備有利用配管將制冷劑壓縮用的壓縮機、室內(nèi)換熱器、膨脹閥、室外換熱器連接成環(huán)狀的制冷循環(huán)回路；給上述室內(nèi)換熱器及室外換熱器通風的風扇；以及驅動上述壓縮機用的電動機驅動裝置，上述電動機驅動裝置備有有定子和轉子的電動機；進行上述電動機的速度控制的反相橋式電路；以及輸出控制感應電動機用的PWM信號，同時除了上述壓縮機以外，還控制構成制冷循環(huán)回路的機器或上述風扇的感應電動機控制裝置，在該空調機中，使上述壓縮機驅動用的電動機為直流無刷電動機，在上述反相橋式電路和上述感應電動機控制裝置之間有控制變換裝置，上述控制變換裝置有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置、以及直流無刷電動機控制裝置，上述電動機指令轉速檢測裝置將上述感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號變換成電動機指令轉速信號，輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述磁極位置檢測裝置檢測上述直流無刷電動機的磁極位置，將磁極位置檢測信號輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述直流無刷電動機控制裝置根據(jù)上述電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，將直流無刷電動機控制信號輸出給上述反相橋式電路。
上述無刷電動機控制裝置最好檢測上述直流無刷電動機的異常停止信號，將該異常停止信號輸出給上述感應電動機控制裝置，上述感應電動機控制裝置根據(jù)異常停止信號，控制上述制冷循環(huán)回路的機器。
圖1是表示本發(fā)明的一實施例的電動機驅動裝置的電路圖。
圖2是現(xiàn)有的感應電動機驅動裝置的電路圖。
圖3是本發(fā)明的直流無刷電動機驅動裝置的電路圖。
圖4是本發(fā)明的電動機驅動裝置的信號波形圖。
圖5是表示本發(fā)明的一實施例的空調機的制冷循環(huán)回路的結構圖。
圖6是表示本發(fā)明的電動機驅動裝置的第二個實施例的生成電動機指令轉速信號的部分的電路圖。
圖7是表示本發(fā)明的電動機驅動裝置的第三個實施例的生成電動機指令轉速信號的部分的電路圖。
以下，利用


本發(fā)明的電動機驅動裝置、控制變換裝置、以及空調機的各實施例。在各實施例的圖中，同一符號表示同一部分或與其相當?shù)牟糠?，重復的說明從略。
圖1是表示本發(fā)明的一實施例的電動機驅動裝置的電路圖。1是由微機等構成的直流無刷電動機控制裝置，它輸入磁極位置檢測信號A、B、C及電動機指令轉速信號N，輸出PWM(Pulse WidthModulation)信號U+、U-、V+、V-、W+、W-及異常停止信號F。2是反相橋式電路56的平滑電容器，用來使直流電壓Vd平滑。3是直流無刷電動機23的轉子，它與定子線圈7-a一起構成直流無刷電動機23。該直流無刷電動機23被用作空調機的制冷循環(huán)回路中的壓縮機的驅動裝置。4-a、b是檢測直流電壓Vd用的檢測電阻，將它的分壓電壓Vd/2輸出給比較器8-a、b、c。5-a、b、c、d、e、f是回流二極管，6-a、b、c、d、e、f是帶控制電極的半導體開關元件，它們反向并聯(lián)連接、連接三相電橋、構成反相橋式電路56的部件。7-a、b、c是直流無刷電動機的定子線圈，采用三相星形連接法。
8-a、b、c是比較器，9-a、b、c是上拉電阻，10-a、b、c、d、e、f是電動機端電壓檢測電阻，它們構成磁極位置檢測裝置18。電動機端電壓檢測電阻10-a、b、c、d、e、f每兩個構成一對，連接在定子線圈7-a、b、c上，將其分壓電壓輸出給比較器8-a、b、c。比較器8-a、b、c將直流電壓檢測電阻4-a、b的分壓電壓和電動機端電壓檢測電阻10-a、b、c、d、e、f的分壓電壓的比較結果作為磁極位置檢測信號A、B、C，輸出給直流無刷電動機控制裝置1。
11是上拉電阻，12是比較器，13-a、b是積分電路的電阻，14-a、b是積分電路的電容器，15-a、b是積分電路的電阻，16-a、b是上拉電阻，它們構成電動機指令轉速檢測裝置17。該積分電路由以下兩個電路構成由電阻13-a、電容器14-a及電阻16-a構成的積分電路；以及由電阻13-b、電容器14-b及電阻16-b構成的積分電路，將其輸出信號輸出給比較器12。比較器12將比較結果作為電動機指令轉速信號N，輸出給直流無刷電動機控制裝置1。
19-a、b是光耦合器一次側的限流電阻，連接在光耦合器16-a、b的一次側。20是微機等感應電動機控制裝置，輸入來自構成空調機的機器的操作開關61、室內(nèi)溫度傳感器62及室外溫度傳感器63的控制信號等，輸出控制構成空調機的機器—除濕用節(jié)流裝置105、四通閥151、電動膨脹閥153、室外風扇電動機158、室內(nèi)風扇電動機159及感應電動機用的PWM信號U+’、U-’、V+’、V-’、W+’、W-’。另外，異常停止信號F被從直流無刷電動機控制裝置1輸入給感應電動機控制裝置20。21是從感應電動機至直流無刷電動機的控制變換裝置，它是將微機等直流無刷電動機控制裝置1、電動機指令轉速檢測裝置17、直流無刷電動機的磁極位置檢測裝置18集中地、高集成化地安裝在獨立的印刷布線基板上。
另外，Vd是反相橋式電路56的直流電壓、Vu是直流無刷電動機23的U相端電壓，Vv是V相端電壓，Vw是W相端電壓，Vc是控制電源電壓，GND是電路的地線，N是異常停止信號等異常狀態(tài)信號。
其次，說明這樣的電動機控制裝置的具體工作情況。
U+、U-、V+、V-、W+、W-作為驅動信號被從直流無刷電動機控制裝置1輸出給反相橋式電路56的半導體開關元件6-a、b、c、d、e、f，驅動反相橋式電路56。因此，直流無刷電動機23被控制在規(guī)定的轉速。在該狀態(tài)下，用磁極位置檢測電路18的電動機端電壓檢測電阻10-a、b、c、d、e、f檢測直流無刷電動機23的端電壓，該分壓電壓被輸入比較器8-a、b、c的一側。另外，用直流電壓檢測電阻4-a、b檢測直流電壓Vd，該分壓電壓Vd/2被輸入比較器8-a、b、c的另一側。比較器8-a、b、c對該兩個分壓電壓值進行比較，位置檢測信號A、B、C被輸出給直流無刷電動機控制裝置1。雖然在直流無刷電動機23的非通電相的電動機端子上出現(xiàn)由轉子3旋轉引起的感應電壓，但通過對該非通電相的電動機端電壓和直流電壓Vd的1/2大小的值進行比較，能獲得轉子23的磁極位置檢測信號A、B、C。直流無刷電動機控制裝置1參照這些位置檢測信號A、B、C，在適當?shù)臅r刻通過切換通電相，控制直流無刷電動機的速度。
另一方面，指令轉速信號N作為直流無刷電動機23的指令轉速被輸入直流無刷電動機控制裝置1。該指令轉速信號N由電動機指令轉速檢測裝置17生成。從感應電動機控制裝置20輸出的感應電動機控制用的PWM信號U+’、U-、V+’、V-、W+’、W-’中的某兩個被輸入由電阻13-a、b、電容器14-a、b、電阻15-a、b構成兩個電路的CR串聯(lián)積分電路。在該實施例中，輸入PWM信號U+’、V+’。從感應電動機控制裝置20輸出的感應電動機控制用的PWM信號U+’、V+’是矩形波，但由積分電路變換成與感應電動機的旋轉周期對應的正弦波，再由比較器12生成呈矩形波的指令轉速信號N。該呈矩形波的指令轉速信號N的詳細生成方法將在后面用圖4說明。積分電路的充電時間常數(shù)用電阻13-a和電容器14-a、以及電阻13-b和電容器14-b的組合設定。另外，其放電時間常數(shù)用電阻15-a和電容器15-a、以及電阻15-b和電容器14-b的組合設定。這時，如果將充電時間常數(shù)和放電時間常數(shù)設定得不同，則正弦波的振幅變大，可也適合于用比較器12比較兩個正弦波。設置光耦合器16-a、b是為了感應電動機控制裝置20和直流無刷電動機控制裝置1的電絕緣。在必要的情況下也可以省略。電阻19-a、b也同樣能省略。
如果采用本發(fā)明的這樣的電動機驅動裝置，則能容易地從使用感應電動機的電動機驅動裝置展開成使用直流無刷電動機的電動機驅動裝置。用圖2及圖3具體地說明這一點。
圖2是備有一般的反相橋式電路的現(xiàn)有的感應電動機驅動裝置的電路圖。22是感應電動機，用反相橋式電路56進行速度控制。反相橋式電路56是將帶控制電極的半導體開關元件6-a、b、c、d、e、f和回流二極管5-a、b、c、d、e、f反向并聯(lián)連接后連接到三相電橋上構成的。其驅動信號是輸入感應電動機控制裝置20的感應電動機控制用PWM信號U+’、U-、V+’、V-’、W+’、W-’。該反相橋式電路56中有平滑電容器2，但沒有直流電壓檢測用電阻。
圖3是將圖2中的現(xiàn)有的感應電動機驅動裝置展開后的本發(fā)明的直流無刷電動機驅動裝置的電路圖。24是表示各相的位置檢測信號A、B、C的總體。另外，在圖2及圖3中，感應電動機控制裝置20的PWM信號以外的輸入輸出部分被省略。比較圖2及圖3可知，圖3中的直流無刷電動機驅動裝置是在圖2所示的感應電動機驅動裝置中增加了直流電壓檢測電阻4-a、b和控制變換裝置21兩者而成的。直流電壓檢測電阻4-a、b連接在能檢測控制感應電動機22的反相橋式電路56的直流電壓的適當?shù)牡胤?。另外，控制變換裝置21連接在控制現(xiàn)有的感應電動機22用的感應電動機控制裝置20和控制感應電動機22用的反相橋式電路56之間。通過將該控制變換裝置21集成電路化后作為獨立的控制基板提供，現(xiàn)有的感應電動機驅動裝置的使用者能更容易地進行從感應電動機22至直流無刷電動機23及其控制系統(tǒng)的變更。
下面，用圖4說明從感應電動機控制裝置的PWM信號的生成到給直流無刷電動機控制裝置的電動機指令轉速信號N的生成過程。圖4是本發(fā)明的電動機驅動裝置的各信號波形圖，(a)是說明感應電動機控制裝置的PWM信號的生成的波形圖，(b)是說明本發(fā)明的第一實施例中的電動機指令轉速檢測裝置的電動機指令轉速信號的生成方法的波形圖，(c)是說明本發(fā)明的第二實施例中的電動機指令轉速檢測裝置的電動機指令轉速信號的生成方法的波形圖。25是生成感應電動機控制裝置20的PWM信號用的載波，26、27、28是感應電動機的轉速基波，29是控制感應電動機用的PWM信號，30是感應電動機的指令轉速信號，34是感應電動機的轉速基波26的振幅中心，35是轉速基波26、27、28的振幅中心。
在感應電動機控制裝置20中，通過對生成控制感應電動機的PWM信號用的載波25和感應電動機的轉速基波26進行比較，獲得控制感應電動機用的PWM信號29。即，該比較結果是PWM信號29，在載波25比轉速基波26大的情況下，阻斷輸出，在載波25比轉速基波26小的情況下，導通輸出。因此，PWM信號29與電動機的轉速基波同步地與PWM信號29的導通負載周期性地變化。如果將該PWM信號29輸入電動機指令轉速檢測裝置17的CR積分電路，則能取出除去了載波25的轉速基波26。PWM信號29雖然能由感應電動機控制裝置20輸出U、V、W三相部分的信號，但各信號具有120度的相位差。如果由CR積分電路取出各相的轉速基波，則變成轉速基波26、27、28。從這些轉速基波26、27、28選擇兩個，在該實施例中通過選擇轉速基波26、27進行比較，能獲得與電動機的旋轉周期同步的矩形波信號30。直流無刷電動機控制裝置1將該矩形波信號30作為電動機指令轉速信號N，參照該電動機指令轉速信號N，進行直流無刷電動機23的速度控制。
其次，用圖5說明本發(fā)明的空調機。圖5是表示本發(fā)明的一實施例的空調機的制冷循環(huán)結構圖。101是多級彎曲室內(nèi)換熱器，105是除濕用節(jié)流裝置，126是室內(nèi)輔助換熱器，150是可以通過轉速控制等改變能力的壓縮制冷劑用的壓縮機，151是切換運轉狀態(tài)的四通閥，152是室外換熱器，153是沒有節(jié)流作用的可以呈全開狀態(tài)的電動膨脹閥，通過連接管道將它們連接成環(huán)狀，構成制冷循環(huán)回路。壓縮機150的驅動源是上述直流無刷電動機23。158是室外風扇電動機，用來驅動室外風扇。如圖1所示，除濕用節(jié)流裝置105、四通閥151、電動膨脹閥153、室外風扇158作為直流無刷電動機23以外的機器，利用感應電動機控制裝置20的控制信號進行控制。
在這樣的制冷循環(huán)結構中，在進行除濕運轉的情況下，將操作開關61設定為除濕，并輸入感應電動機控制裝置20，用該感應電動機控制裝置20的輸出信號切換四通閥151，使除濕用節(jié)流裝置105適當?shù)剡M行節(jié)流，通過使電動膨脹閥153全開，如點劃線所示，使制冷劑沿著以下順序循環(huán)壓縮機150、四通閥151、室外換熱器162、電動膨脹閥153、室內(nèi)輔助換熱器126、室內(nèi)換熱器101的前面上側部分及背面部分、除濕用節(jié)流裝置105、室內(nèi)換熱器101的前面下側部分102、四通閥151、壓縮機150，室外換熱器152成為上游側的冷凝器，室內(nèi)輔助換熱器126及室內(nèi)換熱器101的前面上側部分和背面部分成為下游側的冷凝器，室內(nèi)換熱器101的前面下側部分成為蒸發(fā)器。而且，如果利用室內(nèi)風扇使室內(nèi)空氣沿箭頭所示方向流動，則室內(nèi)空氣在起蒸發(fā)器作用的前面下側換熱器部分中被冷卻·除濕，同時用下游側的冷凝器即成為加熱器的室內(nèi)輔助換熱器126及室內(nèi)換熱器101的前面上側部分和背面部分加熱，再將這些空氣混合后排放到室內(nèi)。這時，通過由感應電動機控制裝置20控制壓縮機150的能力或室內(nèi)風扇及室外風扇158，能在大范圍內(nèi)改變除濕量或排出空氣的溫度。
另外，在制冷運轉的情況下，將操作開關61設定為制冷，并輸入感應電動機控制裝置20，啟動除濕用節(jié)流裝置105，使電動膨脹閥153適當?shù)毓?jié)流，通過使制冷劑沿實線箭頭所示的方向循環(huán)，將室外換熱器152作為冷凝器，將室內(nèi)輔助換熱器126及多級彎曲室內(nèi)換熱器101作為蒸發(fā)器，進行室內(nèi)制冷。
另外，在取暖運轉的情況下，將操作開關61設定為取暖，并輸入感應電動機控制裝置20，切換四通閥151，啟動除濕用節(jié)流裝置105，使電動膨脹閥153適當?shù)毓?jié)流，通過使制冷劑沿虛線箭頭所示的方向循環(huán)，將多級彎曲室內(nèi)換熱器101作為冷凝器，將室內(nèi)輔助換熱器126作為過冷卻器，將室外換熱器152作為蒸發(fā)器，進行室內(nèi)取暖。
在空調機中，如果用感應電動機22作為壓縮機的驅動用電動機，則由于感應電動機22工作時會打滑，所以指令轉速和實際轉速不同，考慮到這一點，設定指令轉速，以便獲得規(guī)定的制冷、取暖、除濕能力。另一方面，直流無刷電動機23不打滑，所以在將壓縮機的驅動電動機從感應電動機22置換成直流無刷電動機23時，需要控制置換前后的電動機的實際轉速一致，以便空調機的制冷、取暖、除濕能力相同。因此，在根據(jù)感應電動機22的指令轉速30算出直流無刷電動機23的指令轉速的情況下，用直流無刷電動機控制裝置1對感應電動機的指令轉速30累計算出規(guī)定的比例常數(shù)，求得直流無刷電動機23的適當?shù)闹噶钷D速。
在現(xiàn)有的空調機中，一般是用同一個微機進行壓縮機驅動用電動機的速度控制用的反相控制、以及除濕用節(jié)流裝置、四通閥、電動膨脹閥、室內(nèi)風扇及室外風扇等之類的壓縮機驅動用電動機以外的空調機特有的機器的控制。因此，在用于空調機的圖1所示的本發(fā)明的電動機驅動裝置中，感應電動機控制裝置20進行壓縮機驅動用電動機以外的空調機特有的機器的控制。另一方面，成為附加電路的直流無刷電動機控制裝置1主要進行壓縮機驅動用的直流無刷電動機的控制。這樣，由于感應電動機控制裝置20進行空調機特有的機器的控制，所以有必要把握壓縮機150的工作狀態(tài)，但直流無刷電動機控制裝置1進行壓縮機150的控制，所以不能直接把握其工作狀態(tài)。因此，在直流無刷電動機異常停止等情況下，異常停止信號F被從直流無刷電動機控制裝置1送給感應電動機控制裝置20，傳達壓縮機的工作狀態(tài)。因此，能用感應電動機控制裝置20謀求適當?shù)膶?br> 下面，用圖6說明本發(fā)明的電動機驅動裝置的第二實施例。圖6是表示本發(fā)明的電動機驅動裝置的第二實施例的生成電動機指令轉速信號的部分的例圖。該實施例也是從一個轉速基波獲得電動機指令轉速信號。在該實施例中，將感應電動機控制裝置20的PWM信號V+’輸入電動機指令轉速檢測裝置17的各CR積分電路。這時，各積分電路、即由電阻13-a和電容器14-a構成的CR積分電路、以及由電阻13-b和電容器14-b構成的CR積分電路的時間常數(shù)設定得不同。CR積分電路的時間常數(shù)越大，通過積分獲得的正弦波的振幅越大，所以如圖4(c)所示，能獲得具有不同振幅的兩個正弦波信號31、32。通過用比較器12對它們進行比較，能獲得與電動機的旋轉周期同步的矩形波信號23。將該矩形波信號23作為直流無刷電動機23的指令轉速信號N。在該實施例中，由于能根據(jù)一個轉速基波獲得電動機指令轉速信號，所以能更容易制作。
下面，用圖7說明本發(fā)明的電動機驅動裝置的第三實施例。圖7是表示本發(fā)明的電動機驅動裝置的第三實施例的生成電動機指令轉速信號的部分的例圖。本實施例是在不需要進行感應電動機控制裝置20和反相橋式電路56的電絕緣的情況下，除去圖6中的電阻15-a、b、光耦合器16-a、b、以及電阻19-a，將感應電動機控制裝置20的PWM信號V+’直接輸入電動機指令轉速檢測裝置17的各CR積分電路的電阻13-a、b。該積分電路、即由電阻13-a和電容器14-a構成的CR積分電路、以及由電阻13-b和電容器14-b構成的CR積分電路與圖6中的電路一樣，時間常數(shù)設定得不同，與圖6中的電路的工作情況相同。
在本發(fā)明中，由于使用直流無刷電動機，所以與使用感應電動機的情況相比，能提高效率。另外，使控制變換裝置介于感應電動機控制裝置和反相橋式電路之間，該控制變換裝置有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置、以及直流無刷電動機控制裝置，由電動機指令轉速檢測裝置將也控制直流無刷電動機以外的機器的感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號變換成電動機指令轉速信號，由磁極位置檢測裝置檢測直流無刷電動機的磁極位置，輸出磁極位置檢測信號，由直流無刷電動機控制裝置根據(jù)電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，將直流無刷電動機控制信號輸出給反相橋式電路，所以能根據(jù)感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號，控制直流無刷電動機，同時通過用感應電動機控制裝置控制直流無刷電動機以外的機器，能使直流無刷電動機控制裝置的控制內(nèi)容簡單。
另外，由于將控制變換裝置的電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置、以及直流無刷電動機控制裝置集中地、高集成化地安裝在獨立的印刷布線基板上，所以通過增加該印刷布線基板，更能容易地適應直流無刷電動機的控制。
另外，由于這樣構成電動機指令轉速檢測裝置，即它有對作為感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號的PWM信號進行積分，取出多個轉速基波的積分電路；以及對該多個轉速基波進行比較，變換成電動機指令轉速信號，輸出給直流無刷電動機控制裝置的比較器，所以能用簡單的結構獲得電動機指令轉速信號。
另外，由于這樣構成電動機指令轉速檢測裝置，即它有用不同的時間常數(shù)對感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號中的一個信號進行積分，取出多個轉速基波的積分電路；以及對該多個轉速基波進行比較，變換成電動機指令轉速信號，輸出給直流無刷電動機控制裝置的比較器，所以能用更簡單的結構獲得電動機指令轉速信號。
另外，由于在電動機指令轉速檢測裝置的積分電路的輸入側有光耦合器，所以能謀求感應電動機控制裝置和直流無刷電動機控制裝置的電絕緣。
另外，由于用無刷電動機控制裝置檢測直流無刷電動機的異常停止信號，將該異常停止信號輸出給感應電動機控制裝置，由感應電動機控制裝置根據(jù)該異常停止信號，控制制冷循環(huán)的機器，所以能由感應電動機控制裝置適當?shù)貙Ω厄寗訅嚎s機的直流無刷電動機的異常狀態(tài)。
如果采用本發(fā)明，則能利用感應電動機控制裝置容易地制作，同時能用直流無刷電動機獲得效率高的電動機驅動裝置、控制變換裝置、以及空調機。
權利要求
1.一種電動機驅動裝置，具有有定子和轉子的電動機；進行上述電動機的速度控制的反相橋式電路；以及輸出感應電動機控制信號，同時控制上述電動機以外的機器的感應電動機控制裝置，該電動機驅動裝置的特征在于使上述電動機為直流無刷電動機，在上述反相橋式電路和上述感應電動機控制裝置之間有控制變換裝置，上述控制變換裝置具有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置、以及直流無刷電動機控制裝置，上述電動機指令轉速檢測裝置將上述感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號變換成電動機指令轉速信號，輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述磁極位置檢測裝置檢測上述直流無刷電動機的磁極位置，將磁極位置檢測信號輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述直流無刷電動機控制裝置根據(jù)上述電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，將直流無刷電動機控制信號輸出給上述反相橋式電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動機驅動裝置，其特征在于上述控制變換裝置將電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置和直流無刷電動機控制裝置集中地、高集成化地安裝在獨立的布線基板上。
3.一種電動機驅動裝置，具有有定子和轉子的電動機；進行上述電動機的速度控制的反相橋式電路；以及將PWM信號作為感應電動機控制信號輸出，同時控制上述電動機以外的機器的感應電動機控制裝置，該電動機驅動裝置的特征在于使上述電動機為直流無刷電動機，在上述反相橋式電路和上述感應電動機控制裝置之間有控制變換裝置，上述控制變換裝置具有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置、以及直流無刷電動機控制裝置，上述電動機指令轉速檢測裝置有對作為上述感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號的PWN信號進行積分后取出多個轉速基波的積分電路、以及對該多個轉速基波進行比較并變換成電動機指令轉速信號后輸出給上述直流無刷電動機控制裝置的比較器，上述磁極位置檢測裝置檢測上述直流無刷電動機的磁極位置，將磁極位置檢測信號輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述直流無刷電動機控制裝置根據(jù)上述電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，將直流無刷電動機控制信號輸出給上述反相橋式電路。
4.根據(jù)權利要求3所述的電動機驅動裝置，其特征在于上述作為感應電動機控制信號的PWM信號是對載波和轉速基波進行比較后獲得的矩形波信號，上述積分電路由電阻和電容器兩個電路構成。
5.一種電動機驅動裝置，具有有定子和轉子的電動機；進行上述電動機的速度控制的反相橋式電路；以及將三相的PWM信號作為感應電動機控制信號輸出，同時控制上述電動機以外的機器的感應電動機控制裝置，該電動機驅動裝置的特征在于使上述電動機為直流無刷電動機，在上述反相橋式電路和上述感應電動機控制裝置之間有控制變換裝置，上述控制變換裝置有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置、以及直流無刷電動機控制裝置，上述電動機指令轉速檢測裝置有用不同的時間常數(shù)對上述感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號中的一個信號進行積分后取出多個轉速基波的積分電路、以及對該多個轉速基波進行比較并變換成電動機指令轉速信號后輸出給上述直流無刷電動機控制裝置的比較器，上述磁極位置檢測裝置檢測上述直流無刷電動機的磁極位置，將磁極位置檢測信號輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述直流無刷電動機控制裝置根據(jù)上述電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，將直流無刷電動機控制信號輸出給上述反相橋式電路。
6.根據(jù)權利要求3～5中的任意一項所述的電動機驅動裝置，其特征在于上述電動機指令轉速檢測裝置在上述積分電路的輸入側有光耦合器。
7.根據(jù)權利要求1～6中的任意一項所述的電動機驅動裝置，其特征在于上述直流無刷電動機控制裝置檢測直流無刷電動機或反相橋式電路的異常信號，將該異常信號輸出給上述感應電動機控制裝置。
8.一種控制變換裝置，其特征在于備有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置和直流無刷電動機控制裝置，上述電動機指令轉速檢測裝置將控制感應電動機用的PWM信號變換成電動機指令轉速信號，輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述磁極位置檢測裝置檢測直流無刷電動機的磁極位置，將磁極位置檢測信號輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述直流無刷電動機控制裝置根據(jù)上述電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，輸出控制直流無刷電動機用的PWM信號。
9.一種空調機，其特征在于備有利用配管將制冷劑壓縮用的壓縮機、室內(nèi)換熱器、膨脹閥、室外換熱器連接成環(huán)狀的制冷循環(huán)回路；給上述室內(nèi)換熱器及室外換熱器通風的風扇；以及驅動上述壓縮機用的電動機驅動裝置，上述電動機驅動裝置備有有定子和轉子的電動機；進行上述電動機的速度控制的反相橋式電路；以及輸出控制感應電動機用的PWM信號，同時除了上述壓縮機以外，還控制構成制冷循環(huán)回路的機器或上述風扇的感應電動機控制裝置，在該空調機中，使上述壓縮機驅動用的電動機為直流無刷電動機，在上述反相橋式電路和上述感應電動機控制裝置之間有控制變換裝置，上述控制變換裝置有電動機指令轉速檢測裝置、磁極位置檢測裝置、以及直流無刷電動機控制裝置，上述電動機指令轉速檢測裝置將上述感應電動機控制裝置的感應電動機控制信號變換成電動機指令轉速信號，輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述磁極位置檢測裝置檢測上述直流無刷電動機的磁極位置，將磁極位置檢測信號輸出給上述直流無刷電動機控制裝置，上述直流無刷電動機控制裝置根據(jù)上述電動機指令轉速信號及磁極位置檢測信號，將直流無刷電動機控制信號輸出給上述反相橋式電路。
10.根據(jù)權利要求9所述的空調機，其特征在于上述無刷電動機控制裝置檢測上述直流無刷電動機的異常停止信號，將該異常停止信號輸出給上述感應電動機控制裝置，上述感應電動機控制裝置根據(jù)異常停止信號，控制上述制冷循環(huán)回路的機器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用反相橋式電路控制電動機速度的電動機驅動裝置、控制變換裝置和空調機。在該電動機驅動裝置中,具有電動機、控制該電動機速度的反相橋式電路以及感應電動機控制裝置,其中,上述電動機是直流無刷電動機,且在上述反相橋式電路和上述感應電動機控制裝置之間有控制變換裝置。
文檔編號H02P6/04GK1268804SQ0010364
公開日2000年10月4日 申請日期2000年2月29日 優(yōu)先權日1999年3月31日
發(fā)明者高倉雄八, 石井誠, 村山孝治, 岸繁 申請人:株式會社日立制作所