電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、電動(dòng)機(jī)以及空調(diào)的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、內(nèi)置有該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)以及安裝有該電動(dòng)機(jī)的空調(diào)機(jī)，其中該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置能夠以低廉的電路結(jié)構(gòu)且不改變速度指令電壓的輸入側(cè)硬件的設(shè)計(jì)，抑制逆變器的最大輸出的下降。分立式的齊納二極管連接于控制部的速度指令電壓輸入端子與接地之間。該齊納二極管的擊穿電壓的波動(dòng)范圍的上限值小于速度指令電壓輸入端子的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值，且齊納二極管的擊穿電壓的額定值大于逆變器的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值。此外，速度指令電壓的最大值的波動(dòng)范圍的下限值是大于逆變器的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值的值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、電動(dòng)機(jī)以及空調(diào)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、內(nèi)置有該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)以及安裝有該電動(dòng)機(jī)的空調(diào)機(jī)，其中內(nèi)置于電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置具備向電動(dòng)機(jī)的定子繞組供給驅(qū)動(dòng)電流的逆變器、根據(jù)從外部輸入的速度指令電壓對(duì)逆變器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的控制部。
【背景技術(shù)】
[0002]以往已知在控制用電源線與接地線之間安裝有保護(hù)用齊納二極管的結(jié)構(gòu)，其中，該保護(hù)用齊納二極管保護(hù)對(duì)逆變器進(jìn)行控制的控制部不受靜電與噪聲(noise)的影響(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0003][專(zhuān)利文獻(xiàn)I]:日本特開(kāi)2005- 237063號(hào)公報(bào)實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]通常上述保護(hù)用齊納二極管形成于構(gòu)成控制部的集成電路的內(nèi)部。形成于集成電路內(nèi)部的該保護(hù)用齊納二極管用于去除因靜電所產(chǎn)生的浪涌電壓、噪聲，不適用于施加擊穿電壓(齊納電壓)以上的一定的電壓、即流過(guò)一定的電流的情況。
[0005]然而，輸入到控制部的速度指令電壓由速度指令電壓生成部生成，其中該速度指令電壓生成部由設(shè)置于電動(dòng)機(jī)外部的專(zhuān)用集成電路或微處理器集成電路等構(gòu)成。此時(shí)需要設(shè)定速度指令電壓的可變范圍，以免供應(yīng)給控制部的速度指令電壓輸入端子的電壓值超過(guò)控制部的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值，但是如果考慮速度指令電壓生成部的電源電壓的波動(dòng)，而設(shè)定速度指令電壓的可變范圍，則輸入端子電壓相對(duì)于控制部側(cè)的逆變器輸出的波動(dòng)范圍與速度指令電壓的波動(dòng)范圍相重疊，即使將速度指令電壓設(shè)定為最大，也存在逆變器的輸出不會(huì)為最大的情況。此處，也能夠變更控制部側(cè)的設(shè)計(jì)使得輸入端子電壓相對(duì)于控制部側(cè)的逆變器輸出的波動(dòng)范圍不與速度指令電壓的波動(dòng)范圍重疊，但是這種情況下，需要改變構(gòu)成控制部的集成電路等的硬件設(shè)計(jì)。另一方面，在將速度指令電壓的可變范圍設(shè)定得足夠大的情況下，由于速度指令電壓生成部的電源電壓的波動(dòng)，那么在速度指令電壓的可變范圍的上限附近，如果持續(xù)一定時(shí)間地施加形成于構(gòu)成控制部的集成電路內(nèi)部的保護(hù)用齊納二極管的擊穿電壓(齊納電壓)以上的電壓的話，則集成電路內(nèi)部的保護(hù)用齊納二極管的溫度有可能異常升高。此外存在如下問(wèn)題，在對(duì)速度指令電壓生成部的電源電壓的波動(dòng)進(jìn)行抑制的情況下，需要使用DC-DC轉(zhuǎn)換器等來(lái)生成速度指令電壓生成部的電源電壓等，造成電路結(jié)構(gòu)成本增大。
[0006]本實(shí)用新型鑒于上述問(wèn)題而完成，其目的在于提供一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、內(nèi)置有該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)以及安裝有該電動(dòng)機(jī)的空調(diào)機(jī)，其中，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以低廉的電路結(jié)構(gòu)且無(wú)需改變速度指令電壓的輸入側(cè)硬件的設(shè)計(jì)就能夠抑制逆變器的最大輸出的下降。
[0007]為了解決上述問(wèn)題而達(dá)到發(fā)明目的，本實(shí)用新型所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置具備:向電動(dòng)機(jī)的定子繞組供給驅(qū)動(dòng)電流的逆變器以及根據(jù)從外部輸入的速度指令電壓對(duì)上述逆變器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的控制部，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于，具備齊納二極管，其陽(yáng)極接地，陰極與上述控制部的速度指令電壓輸入端子連接，為分立式，上述齊納二極管的擊穿電壓的波動(dòng)范圍的上限值小于上述速度指令電壓輸入端子的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值，且上述齊納二極管的擊穿電壓的額定值大于上述逆變器的輸出為最大時(shí)上述速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值，上述速度指令電壓的最大值的波動(dòng)范圍的下限值是大于上述逆變器的輸出為最大時(shí)上述速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值的值。
[0008]采用本實(shí)用新型的效果是，能夠獲得一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、內(nèi)置有該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)以及安裝有該電動(dòng)機(jī)的空調(diào)機(jī)，其中，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以低廉的電路結(jié)構(gòu)且無(wú)需改變速度指令電壓的輸入側(cè)硬件的設(shè)計(jì)就能夠抑制逆變器的最大輸出的下降。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是示出一例實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與生成向該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置輸出的速度指令電壓的速度指令電壓生成部的連接結(jié)構(gòu)的圖。
[0010]圖2是示出一例實(shí)施方式所涉及的生成向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置輸出的速度指令電壓的速度指令電壓生成部的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的圖。
[0011]圖3是示出一例實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制部及逆變器的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的圖。
[0012]圖4是示出在不具備圖1所示的齊納二極管的結(jié)構(gòu)中的速度指令電壓與PWM信號(hào)的占空比的關(guān)系的圖。
[0013]圖5是示出實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的速度指令電壓與PWM信號(hào)的占空比的關(guān)系的圖。
[0014]圖6是實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)的截面圖。
[0015]圖7是實(shí)施方式所涉及的空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)及室外機(jī)的示意圖。
[0016]符號(hào)說(shuō)明
[0017]I 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置
[0018]2 速度指令電壓生成部
[0019]3 逆變器
[0020]4 控制部
[0021]4a速度指令電壓輸入端子
[0022]5 齊納二極管
[0023]5a限流電阻
[0024]6 三角波生成電路
[0025]7 比較器
[0026]8 驅(qū)動(dòng)部
[0027]9 定子
[0028]10功率集成電路
[0029]11 MCU
[0030]12 RC濾波電路[0031]13緩沖器
[0032]14光電耦合器
[0033]15、16、17 電阻
[0034]18電容器
[0035]19PWM 生成部
[0036]20轉(zhuǎn)子
[0037]21a輸出側(cè)軸承
[0038]21b非輸出側(cè)軸承
[0039]22傳感器磁鐵
[0040]23旋轉(zhuǎn)軸
[0041]24轉(zhuǎn)子磁鐵
[0042]30導(dǎo)電性托架
[0043]40定 子
[0044]41定子鐵芯
[0045]42定子繞組
[0046]43絕緣體
[0047]44繞組端子
[0048]45內(nèi)置基板
[0049]48連接器
[0050]49霍爾集成電路
[0051]100導(dǎo)線
[0052]50模制樹(shù)脂
[0053]51模制定子
[0054]200電動(dòng)機(jī)
[0055]300空調(diào)機(jī)
[0056]301室內(nèi)機(jī)
[0057]302室外機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0058]下面參照附圖，說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、內(nèi)置有該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)以及安裝有該電動(dòng)機(jī)的空調(diào)機(jī)。此外，本實(shí)用新型并不局限于下面所示的實(shí)施方式。
[0059]實(shí)施方式
[0060]圖1是示出一例實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與生成向該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置輸出的速度指令電壓的速度指令電壓生成部的連接結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置I與生成速度指令電壓的速度指令電壓生成部2連接，作為其主要構(gòu)成要素具備:向未圖示的電動(dòng)機(jī)的定子繞組供給驅(qū)動(dòng)電流的逆變器3及根據(jù)從速度指令電壓生成部2輸入的速度指令電壓對(duì)逆變器3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的控制部4。在圖1所示的示例中，示出了用導(dǎo)線100將設(shè)置于電動(dòng)機(jī)側(cè)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置I與設(shè)置于電動(dòng)機(jī)外部的速度指令電壓生成部2連接的示例。
[0061]此外，在本實(shí)施方式中，在控制部4的速度指令電壓輸入端子4a與接地之間連接有分立式的齊納二極管5，且具備對(duì)流向該齊納二極管5的電流進(jìn)行限制的限流電阻5a。有關(guān)具備這些齊納二極管5及限流電阻5a的技術(shù)意義將在后面闡述。
[0062]圖2是示出一例實(shí)施方式所涉及的生成向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置輸出的速度指令電壓的速度指令電壓生成部的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的圖。
[0063]在圖2所示的示例中，速度指令電壓生成部2包括以微處理器為主的控制器集成電路亦即MCUll及RC濾波電路12。
[0064]通過(guò)MCUll內(nèi)部的PWM生成部19生成速度指令PWM信號(hào)，通過(guò)RC濾波電路12將該速度指令PWM信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電壓信號(hào)，由此生成與速度指令PWM信號(hào)的占空比成比例的速度指令電壓。
[0065]此外，在圖2所示的示例中，RC濾波電路12包括緩沖器13、光電耦合器14、電阻15、16、17及電容器18。
[0066]光電耦合器14是假設(shè)因電動(dòng)機(jī)故障等而對(duì)速度指令電壓生成部2施加高電壓的狀況而設(shè)置的，通過(guò)該光電耦合器14進(jìn)行絕緣，防止對(duì)MCUll施加高電壓。另外，在該情況下，因?yàn)楣怆婑詈掀?4的輸入電流大于能夠通過(guò)MCUll內(nèi)部的PWM生成部19驅(qū)動(dòng)的電流(例如，ImA以上)，因此設(shè)置有電流放大用緩沖器13。此外，有無(wú)這些緩沖器13和光電耦合器14并不能限定本實(shí)用新型。另外，在圖2所示的示例中，因?yàn)橥ㄟ^(guò)電阻16限制流向齊納二極管5的電流，因此不需要圖1所示的限流電阻5a。
[0067]此外，在圖2所示的示例中，說(shuō)明了由MCUll內(nèi)部的PWM生成部19生成速度指令PWM信號(hào)，并通過(guò)RC濾波電路12將該速度指令PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，從而生成速度指令電壓的示例，但也可以使用MCUll內(nèi)部的未圖示的DAC功能生成速度指令電壓。另夕卜，當(dāng)然也可以不使用MCU11，而使用僅具有DAC功能的DAC集成電路來(lái)生成速度指令電壓。此外，在使用MCUll內(nèi)部的DAC功能或DAC集成電路生成速度指令電壓的情況下，考慮到后述的齊納二極管5的耐熱力，優(yōu)選使用輸出電流小(例如，IOmA以下)的DAC。
[0068]圖3是示出一例實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的控制部及逆變器的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的圖。
[0069]在圖3所示的示例中，逆變器3構(gòu)成為橋式連接有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件。
[0070]作為構(gòu)成逆變器3的開(kāi)關(guān)元件，例如，可以是圖3所示的IGBT，也可以是MOSFET。此外，還可以是以Si (硅)類(lèi)半導(dǎo)體形成這些的結(jié)構(gòu)，亦可以是以例如SiC (碳化硅)、GaN(氮化鎵)類(lèi)材料、或金剛石等寬禁帶(以下稱(chēng)為“WBG”)半導(dǎo)體形成的結(jié)構(gòu)。
[0071]另外，在圖3所示的示例中，控制部4包括三角波生成電路6、比較器7及驅(qū)動(dòng)部8。
[0072]通過(guò)比較器7，對(duì)從速度指令電壓生成部2輸入的速度指令電壓與由三角波生成電路6生成的三角波進(jìn)行比較，生成占空比與速度指令電壓成比例的PWM信號(hào)。該P(yáng)WM信號(hào)被驅(qū)動(dòng)部8內(nèi)的未圖示的三相分配電路分配為三相的PWM信號(hào)，通過(guò)未圖示的柵極驅(qū)動(dòng)電路生成構(gòu)成逆變器3的各開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入各開(kāi)關(guān)元件，由此分別向定子9的三相定子繞組供給驅(qū)動(dòng)電流。
[0073]此外，在圖3所示的示例中，定子繞組的接線為星形接線，但也可以是三角形接線。另外，在圖3所示的示例中，示出了將控制部4與逆變器3密封在一個(gè)功率集成電路10的同一封裝體內(nèi)的結(jié)構(gòu)例，但也可以是將它們分別封裝在不同的集成電路中的結(jié)構(gòu)。
[0074]下面參照?qǐng)D1、圖2、圖4及圖5說(shuō)明在本實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，具備分立式的齊納二極管5和限流電阻5a的技術(shù)意義。圖4是示出在不具備圖1所示的齊納二極管的結(jié)構(gòu)中的速度指令電壓與PWM信號(hào)的占空比的關(guān)系的圖。此外，圖5是示出實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中的速度指令電壓與PWM信號(hào)的占空比的關(guān)系的圖。另外，在下面的說(shuō)明中，假設(shè)控制部4的速度指令電壓輸入端子4a的電壓值相對(duì)于PWM信號(hào)的占空比的波動(dòng)、速度指令電壓的波動(dòng)、齊納二極管5的擊穿電壓(齊納電壓)的波動(dòng)等并加以說(shuō)明。這些的波動(dòng)主要原因有各部電源電壓的波動(dòng)、溫度特性、零部件個(gè)體差異等。此外，在本實(shí)施方式中，是以不對(duì)構(gòu)成控制部4的集成電路等的硬件的設(shè)計(jì)進(jìn)行改變?yōu)榍疤岬摹?br>
[0075]在圖4及圖5中，以斜線部表示的區(qū)域表示控制部4的速度指令電壓輸入端子4a的電壓值相對(duì)于PWM信號(hào)的占空比的波動(dòng)范圍。在圖4及圖5所示的示例中，示出了以下情況:逆變器3的輸出為O時(shí)、即PWM信號(hào)的占空比為O %時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值的波動(dòng)范圍為1.6V?2.4V，逆變器3的輸出為最大時(shí)、即PWM信號(hào)的占空比為100%時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值的波動(dòng)范圍為4.8V?6.1V，速度指令電壓輸入端子4a的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值為6.6V的情況。
[0076]另外，在圖1及圖2所示的示例中，示出了將通過(guò)變壓器對(duì)商用電源進(jìn)行變壓并整流后的直流電源供應(yīng)給速度指令電壓生成部2的情況。在該情況下，速度指令電壓生成部2的電源電壓的波動(dòng)大(在圖1及圖2所示的示例中為13.5V?16.1V)，作為該電源電壓的分壓值的速度指令電壓的波動(dòng)也增大。
[0077]在不具備齊納二極管5的結(jié)構(gòu)中，為了使施加給控制部4的速度指令電壓輸入端子4a的電壓值、即速度指令電壓不超過(guò)速度指令電壓輸入端子4a的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值(6.6V)，需要設(shè)定速度指令電壓的可變范圍。另外，在圖4所示的示例中，示出了速度指令電壓的最大值的波動(dòng)范圍為5.2V?6.6V的示例。
[0078]在該情況下，如圖4所示，速度指令電壓的最大值的波動(dòng)范圍的下限值(5.2V)小于逆變器3的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值(6.1V)，在速度指令電壓的最大值為5.2V，逆變器3的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值為6.0V的情況下，PWM信號(hào)的占空比約為78%。即，在速度指令電壓的最大值的波動(dòng)范圍的下限值小于逆變器3的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值，且速度指令電壓的最大值的波動(dòng)范圍與逆變器3的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值的波動(dòng)范圍相重疊的范圍大(在圖4所示的示例中為
5.2V?6.1V)的情況下,逆變器3的最大輸出顯著下降。
[0079]另一方面，在實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中設(shè)定為，齊納二極管5的擊穿電壓(齊納電壓)的波動(dòng)范圍的上限值小于速度指令電壓輸入端子4a的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值，且齊納二極管5的擊穿電壓(齊納電壓)的額定值大于逆變器3的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值。在圖5所示的示例中，設(shè)置有擊穿電壓(齊納電壓)的額定值為6.2V、波動(dòng)范圍為6.0V?6.6V的齊納二極管5。由此，即使在速度指令電壓為齊納二極管5的擊穿電壓(6.0V?6.6V)以上的情況下，通過(guò)了限流電阻5a的速度指令電壓輸入端子4a的電壓值也被限制在齊納二極管5的擊穿電壓(6.0V?6.6V)以下，不會(huì)超過(guò)速度指令電壓輸入端子4a的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值(6.6V)。
[0080]因此，例如，如圖5所示，即使將速度指令電壓的最大值的波動(dòng)范圍設(shè)為6.2V?
7.2V，將速度指令電壓的最大值的波動(dòng)范圍的下限值(此處為6.2V)設(shè)定為大于逆變器3的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值(此處為6.1V)，由于齊納二極管5和限流電阻5a，施加給速度指令電壓輸入端子4a的輸入電壓的最大值的波動(dòng)范圍仍被限制在齊納二極管5的擊穿電壓的波動(dòng)范圍(6.0V?6.6V)內(nèi)，該齊納二極管5的擊穿電壓的波動(dòng)范圍、即施加給速度指令電壓輸入端子4a的輸入電壓的最大值的波動(dòng)范圍與逆變器3的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值的波動(dòng)范圍相重疊的范圍變小(在圖5所示的示例中為6.0V?6.1V)，能夠抑制逆變器3的最大輸出下降。此夕卜，在圖5所不的不例中，不出了齊納二極管5的擊穿電壓的波動(dòng)范圍與逆變器3的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值的波動(dòng)范圍相重疊的示例，如果進(jìn)一步使齊納二極管5的擊穿電壓的波動(dòng)范圍的下限值變得大于逆變器3的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子4a的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值，則能夠保證逆變器3的最大輸出。
[0081]此處，對(duì)在圖2所示的示例中的控制部4的速度指令電壓輸入端子4a的電壓值不超過(guò)速度指令電壓輸入端子4a的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值(此處為6.6V)的結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明。如果速度指令電壓超過(guò)齊納二極管5的擊穿電壓(此處為6.0V?6.6V)，則電流流向齊納二極管5，流向電阻16的電流相應(yīng)地增加。由此，電阻16處的電壓降增大，速度指令電壓輸入端子4a的電壓值降低，在齊納二極管5的擊穿電壓(6.0V?6.6V)的范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。由此，速度指令電壓輸入端子4a的電壓值不會(huì)超過(guò)速度指令電壓輸入端子4a的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值(6.6V)。
[0082]另外，如圖1所示，在用導(dǎo)線100 (例如，為400mm左右)連接電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置I與速度指令電壓生成部2的情況下，對(duì)該導(dǎo)線可能會(huì)疊加因靜電所產(chǎn)生的浪涌電壓、噪聲。在本實(shí)施方式中，能夠借助在控制部4的速度指令電壓輸入端子4a所設(shè)置的齊納二極管5來(lái)去除這樣的因靜電所產(chǎn)生的浪涌電壓、噪聲。
[0083]此外，能夠形成于構(gòu)成控制部4的集成電路內(nèi)部的、用于去除因靜電所產(chǎn)生的浪涌電壓、噪聲的保護(hù)用齊納二極管，由于其擊穿電流(齊納電流)小，因此如本實(shí)施方式那樣，如果速度指令電壓持續(xù)一定時(shí)間地在保護(hù)用齊納二極管的擊穿電壓(齊納電壓)以上，則有可能溫度異常升高，導(dǎo)致熱破壞。因此，本實(shí)施方式中的在控制部4的外部安裝有分立式的齊納二極管5，該分立式的齊納二極管5的擊穿電流(齊納電流)大于能夠在構(gòu)成控制部4的集成電路內(nèi)部形成的保護(hù)用齊納二極管的擊穿電流。由此，不僅在速度指令電壓持續(xù)一定時(shí)間地在齊納二極管5的擊穿電壓(齊納電壓)以上的情況下，能夠抑制自身的異常溫度升高，防止隨之發(fā)生的熱破壞，而且在構(gòu)成控制部4的集成電路內(nèi)部形成有保護(hù)用齊納二極管的情況下，也能防止對(duì)該保護(hù)用齊納二極管持續(xù)一定時(shí)間地施加擊穿電壓(齊納電壓)以上的電壓。
[0084]圖6是實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)的截面圖。實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置I,例如能夠內(nèi)置于圖6所示的無(wú)刷DC馬達(dá)。
[0085]對(duì)圖6所示的無(wú)刷DC馬達(dá)(電動(dòng)機(jī))200進(jìn)行說(shuō)明。為了使層疊電磁鋼板而構(gòu)成的定子鐵芯41與定子繞組42絕緣，而具有與定子鐵芯41 一體成型的絕緣體43。在與絕緣體43 —體成型的定子鐵芯41的各槽中卷繞定子繞組42，構(gòu)成定子40。內(nèi)置基板45在輸出側(cè)軸承21a與定子40之間，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸23的軸線方向垂直地配置，并固定于絕緣體43，其中，該內(nèi)置基板45具備電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置I (參照?qǐng)D1)的各構(gòu)成要素以及包括對(duì)轉(zhuǎn)子20的位置進(jìn)行檢測(cè)的霍爾集成電路49在內(nèi)的電路。此外，內(nèi)置基板45的逆變器3與定子繞組42經(jīng)由繞組端子44連接。用于連接導(dǎo)線100 (參照?qǐng)D1)的連接器48配置于內(nèi)置基板45，其中該導(dǎo)線100與包括速度指令電壓生成部2 (參照?qǐng)D1)的外部電路連接。用模制樹(shù)脂50將定子40成形而成的模制定子51，將定子40與內(nèi)置基板45 —體成型，并在其內(nèi)部設(shè)置有凹部，該凹部形成為能夠收納轉(zhuǎn)子20。
[0086]轉(zhuǎn)子20具有由永久磁鐵構(gòu)成的轉(zhuǎn)子磁鐵24，該轉(zhuǎn)子磁鐵24配置于模制定子51的內(nèi)側(cè)，與定子鐵芯41相向而配置于旋轉(zhuǎn)軸23的外周側(cè)。傳感器磁鐵22以位于內(nèi)置基板45的霍爾集成電路49的附近的方式以旋轉(zhuǎn)軸23為圓心配置于轉(zhuǎn)子20。轉(zhuǎn)子磁鐵24由鐵氧體磁鐵或稀土類(lèi)磁鐵構(gòu)成。
[0087]在旋轉(zhuǎn)軸23的一端具有旋轉(zhuǎn)自如地進(jìn)行支承的輸出側(cè)軸承21a。在旋轉(zhuǎn)軸23的另一端具有旋轉(zhuǎn)自如地支承的非輸出側(cè)軸承21b。
[0088]導(dǎo)電性托架30以封堵模制定子51的凹部的開(kāi)口部的方式，嵌入模制定子51的內(nèi)周部，且非輸出側(cè)軸承21b的外輪嵌入其內(nèi)側(cè)。
[0089]圖7是實(shí)施方式所涉及的空調(diào)機(jī)的室內(nèi)機(jī)及室外機(jī)的示意圖。上述實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)200能夠適用于例如圖7所示的空調(diào)機(jī)300的室內(nèi)機(jī)301及室外機(jī)302。
[0090]對(duì)圖7所示的空調(diào)機(jī)300進(jìn)行說(shuō)明?？照{(diào)機(jī)300具備:室內(nèi)機(jī)301以及與室內(nèi)機(jī)301連接的室外機(jī)302。室內(nèi)機(jī)301安裝有室內(nèi)機(jī)用送風(fēng)機(jī)(未圖示)，室外機(jī)302安裝有室外機(jī)用送風(fēng)機(jī)(未圖示)。作為這些室外機(jī)用送風(fēng)機(jī)及室內(nèi)機(jī)用送風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)源，安裝有上述實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)200。
[0091]此外，上述實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)200除了空調(diào)機(jī)以外，還能夠安裝于例如換氣扇、家電設(shè)備、工作機(jī)械等進(jìn)行使用。
[0092]如上說(shuō)明，根據(jù)實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、內(nèi)置有該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)及安裝有該電動(dòng)機(jī)的空調(diào)機(jī)，上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與生成速度指令電壓的速度指令電壓生成部連接，作為其主要構(gòu)成要素具備:向電動(dòng)機(jī)的定子繞組供給驅(qū)動(dòng)電流的逆變器及基于從速度指令電壓生成部輸入的速度指令電壓對(duì)逆變器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的控制部，在這樣的結(jié)構(gòu)中，在控制部的速度指令電壓輸入端子與接地之間，連接有分立式的齊納二極管，該分立式的齊納二極管的擊穿電流(齊納電流)大于能夠在構(gòu)成控制部的集成電路內(nèi)部形成的保護(hù)用齊納二極管的擊穿電流，該分立式的齊納二極管的擊穿電壓(齊納電壓)的波動(dòng)范圍的上限值小于速度指令電壓輸入端子的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值，且齊納二極管的擊穿電壓(齊納電壓)的額定值大于逆變器的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值，因此即使將速度指令電壓的最大值的波動(dòng)范圍的下限值設(shè)定為大于逆變器的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值，施加給速度指令電壓輸入端子的輸入電壓的最大值的波動(dòng)范圍也被限制在齊納二極管的擊穿電壓的波動(dòng)范圍內(nèi)，從而保持在速度指令電壓輸入端子的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值以下。此夕卜，齊納二極管的擊穿電壓的波動(dòng)范圍、即施加給速度指令電壓輸入端子的輸入電壓的最大值的波動(dòng)范圍與逆變器的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍相重疊的范圍變小，能夠抑制逆變器的最大輸出降低。即，無(wú)需為了抑制速度指令電壓生成部的電源電壓的波動(dòng)、乃至速度指令電壓的波動(dòng)，而使用DC-DC轉(zhuǎn)換器等，而以低廉的電路結(jié)構(gòu)且不變更速度指令電壓的輸入側(cè)硬件的設(shè)計(jì)，就能將速度指令電壓輸入端子的電壓值限制在齊納二極管的擊穿電壓以下，并且抑制逆變器的最大輸出的降低。
[0093]另外，如果使齊納二極管的擊穿電壓的波動(dòng)范圍的下限值大于逆變器的輸出為最大時(shí)速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值，就能夠保證逆變器的最大輸出。
[0094]此外，在用導(dǎo)線連接電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置與速度指令電壓生成部的情況下，對(duì)該導(dǎo)線可能會(huì)疊加因靜電所產(chǎn)生的浪涌電壓、噪聲，但是在本實(shí)施方式中，借助設(shè)置于控制部的速度指令電壓輸入端子的齊納二極管，能夠去除這樣的因靜電所產(chǎn)生的浪涌電壓、噪聲。
[0095]另外，因?yàn)樵诳刂撇康耐獠堪惭b有分立式的齊納二極管，其中，該分立式的齊納二極管的擊穿電流(齊納電流)大于能夠在構(gòu)成控制部的集成電路內(nèi)部形成的保護(hù)用齊納二極管的擊穿電流，因此不僅能在速度指令電壓持續(xù)一定時(shí)間地在齊納二極管的擊穿電壓(齊納電壓)以上的情況下，抑制自身的異常溫度升高并防止隨之發(fā)生的熱破壞，而且在構(gòu)成控制部的集成電路內(nèi)部形成有保護(hù)用齊納二極管的情況下，也能夠防止對(duì)該保護(hù)用齊納二極管持續(xù)一定時(shí)間地施加擊穿電壓(齊納電壓)以上的電壓。
[0096]此外，作為上述實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器用開(kāi)關(guān)元件，闡述了可以使用由WBG半導(dǎo)體形成的開(kāi)關(guān)元件，但是使用由該WBG半導(dǎo)體形成的開(kāi)關(guān)元件所產(chǎn)生的效果不限于上述效果。
[0097]例如，由WBG半導(dǎo)體形成的開(kāi)關(guān)元件因?yàn)槟碗妷盒愿?，允許電流密度也高，因此能夠小型化，通過(guò)使用這些小型化的開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成功率集成電路，由此能夠?qū)崿F(xiàn)功率集成電路的小型化。
[0098]另外，由WBG半導(dǎo)體形成的開(kāi)關(guān)元件因?yàn)槟蜔嵝砸哺?，因此能夠?jiǎn)化功率集成電路的冷卻單元，故而能夠?qū)惭b有該功率集成電路的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、內(nèi)置有該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)小型化。
[0099]此外，以上實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的一例，當(dāng)然也可以與其他公知技術(shù)組合，還可以在不超過(guò)本實(shí)用新型的內(nèi)容的范圍內(nèi)，省略一部分等，進(jìn)行變更而構(gòu)成。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，具備:向電動(dòng)機(jī)的定子繞組供給驅(qū)動(dòng)電流的逆變器以及根據(jù)從外部輸入的速度指令電壓對(duì)所述逆變器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的控制部， 該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于， 具備齊納二極管，其陽(yáng)極接地，陰極與所述控制部的速度指令電壓輸入端子連接，為分立式， 所述齊納二極管的擊穿電壓的波動(dòng)范圍的上限值小于所述速度指令電壓輸入端子的輸入電壓的絕對(duì)最大額定值，且所述齊納二極管的擊穿電壓的額定值大于所述逆變器的輸出為最大時(shí)所述速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值， 所述速度指令電壓的最大值的波動(dòng)范圍的下限值是大于所述逆變器的輸出為最大時(shí)所述速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述齊納二極管的擊穿電壓的波動(dòng)范圍的下限值是大于所述逆變器的輸出為最大時(shí)所述速度指令電壓輸入端子的電壓值的波動(dòng)范圍的上限值的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 在向所述速度指令電壓輸入端子施加所述速度指令電壓的施加路徑上設(shè)置電阻。
4.一種電動(dòng)機(jī)，其特征在于， 內(nèi)置有權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
5.一種空調(diào)機(jī)，其特征在于， 安裝有權(quán)利要求4所述的電動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02P29/02GK203574586SQ201320627122
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月11日
【發(fā)明者】尾屋準(zhǔn)一郎, 坂乃邊和憲, 山本峰雄, 石井博幸, 麻生洋樹(shù), 浦邊優(yōu)人 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社