電機控制裝置及其使用的相電流檢測方法

專利名稱：電機控制裝置及其使用的相電流檢測方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及無刷電機的控制裝置，特別涉及被用于空調(diào)機和冰箱、通過使用電機電流來進行反饋控制從而以任意轉(zhuǎn)速驅(qū)動·控制無刷電機的電機驅(qū)動裝置及其使用相電流檢測方法。
背景技術(shù)：
近年，空調(diào)機和冰箱越來越向省電化方向發(fā)展。這樣的空調(diào)機和冰箱一般都裝有電機控制裝置，該電機控制裝置高效控制著作為機器內(nèi)的壓縮機和風扇的動力部的無刷電機(下稱電機)。特別是，最近，這樣的電機控制裝置開始使用可在低速旋轉(zhuǎn)區(qū)到高速旋轉(zhuǎn)區(qū)之間高效控制電機的所謂矢量控制，并且急速普及。另外，對這樣的矢量控制概要進行說明。測量電機的相電流，以其為根據(jù)，通過矢量運算求出施加在電機上的相電壓，將與相電壓對應的PWM信號輸出到變換器電路，驅(qū)動電機。此外，作為測量電機的相電流的方法，已知有以下專利文獻1所述的技術(shù)。關(guān)于該項技術(shù)，將利用附圖觀和附圖四進行說明。另外，圖觀是表示專利文獻1的電機控制裝置的概要構(gòu)成，此外，圖四是表示在該電機控制裝置內(nèi)工作的2個定時器和母線電流。換言之，現(xiàn)有電機控制裝置包括控制電路1，通過矢量控制，生成PWM信號；變換器電路2，內(nèi)置6個開關(guān)元件；直流電源4，向電機3供給電流；和電流檢測器5，用來在連接直流電源4和變換器電路2的母線上，檢測電機3的相電流。另外，在上述控制電路1內(nèi)包括矢量控制器13，求出電壓指令定時器比較值；PWM信號生成器14，根據(jù)電壓指令定時器比較值，生成PWM信號；測量要求器16，給出母線電流的測量定時；母線電流測量器12，從電流檢測器5輸入模擬信號，測量母線電流值；和電機電流再現(xiàn)器17，根據(jù)輸入的母線電流值，求出電機3的各相電流。另外，這里雖然省略了圖示，但PWM信號生成器14設有三角波 PWM定時器，測量要求器16設有鋸齒波定時器。這些三角波PWM定時器與鋸齒波定時器是連動式的。圖四表示這2個定時器的計數(shù)動作。對于各定時器，如圖所示，三角波PWM定時器的零計數(shù)和鋸齒波定時器的零計數(shù)同時進行，其后，三角波PWM定時器完成半個計數(shù)周期時，鋸齒波定時器完成1個計數(shù)周期，形成所謂的連動式。下面，說明上述電機控制裝置的動作。在驅(qū)動電機3的過程中，矢量控制器13根據(jù)當前的相電流值計算電壓指令值，將其與三角波PWM定時器的周期結(jié)合，轉(zhuǎn)換成三相的電壓指令定時器比較值。PWM信號生成器14每逢三角波PWM定時器計數(shù)1個周期，就更新 3個相的電壓指令定時器比較值，生成與內(nèi)置于變換器電路2的6個開關(guān)元件逐個對應的 PWM信號。各開關(guān)元件與該PWM信號連動，反復0N/0FF，從直流電源4向電機3供給電流。 另外，三角波PWM定時器還具有計數(shù)值與電壓指令定時器一致時改變PWM信號的功能。另一方面，測量要求器16在鋸齒波定時器每計數(shù)1個周期時計算母線電流流過的定時，在該定時輸出測量要求信號。更加具體地說明就是，以值的大小判別矢量控制器13 輸出的3個相的電壓指令定時器比較值，決定最小值、中間值、最大值。然后，分別在最小值與中間值之間決定電流測量定時A，進而在中間值與最大值之間決定電流測量定時B，根據(jù)這2個定時計算比較值，對鋸齒波定時器設定。通過將以上動作每逢鋸齒波定時器零計數(shù)時實施，從而從鋸齒波定時器自動輸出測量要求信號。母線電流測量器12在收到測量要求信號時，立即開始測量母線電流，輸入由電流檢測器5輸出的模擬信號，測量從直流電源 4流向電機3的電流。由于該動作使測量在1個鋸齒波定時器周期中實施2次，所以，得到 2個不同的母線電流值。然后，電機電流再現(xiàn)器17根據(jù)每1個鋸齒波定時器周期中更新的 2個母線電流值和未圖示的電壓相位信息進行運算，求出最新相電流值，將該值輸出到矢量控制器13。此外，在上述動作中，如果定時器計數(shù)上相鄰的電壓指令定時器比較值近似，那么變換器電路2的開關(guān)動作所引起的振鈴就會重疊在母線電流上，導致母線電流無法正確測量。因此，電機電流再現(xiàn)器17從過去的電流值推測并校正不能測量的定時的母線電流值， 求出最新的相電流值。也就是說，在現(xiàn)有技術(shù)中，如上所述，在低速旋轉(zhuǎn)區(qū)到高速旋轉(zhuǎn)區(qū)之間高效控制作為機器內(nèi)的壓縮機和風扇的動力部的電機3，就會實現(xiàn)空調(diào)機和冰箱的省電化。專利文獻1 特開2004-64903號公報然而，近年來，從地球環(huán)境保護的觀點來看，越來越要求家電產(chǎn)品更加省電，越來越需要進一步降低耗電。因此，對于長期持續(xù)運轉(zhuǎn)的空調(diào)機和冰箱，除現(xiàn)有額定能力下運轉(zhuǎn)時的效率以外，最小能力下運轉(zhuǎn)時的效率也進而成為重要主題。另外，這里，額定能力運轉(zhuǎn)定義為使室溫和庫內(nèi)溫度達到目標溫度為止的運轉(zhuǎn)；最小能力運轉(zhuǎn)定義為室溫和庫內(nèi)溫度達到目標溫度并穩(wěn)定下來的狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)。在上述的運轉(zhuǎn)狀態(tài)中，作為提高以最小能力運轉(zhuǎn)時的效率的理想動作是，最好是運轉(zhuǎn)時僅對熱泄漏部分進行校正，持續(xù)冷卻運轉(zhuǎn)(thermo-on)狀態(tài)。如果這種理想的動作是可能的，那么即便在室溫和庫內(nèi)溫度穩(wěn)定的狀態(tài)下，也可以不降低制冷循環(huán)的運轉(zhuǎn)效率， 進而降低耗電。為此，以往都是增加循環(huán)制冷劑的壓縮機和向熱交換器輸送空氣的風扇，需要以極低的轉(zhuǎn)速，使它們工作。但是，當以極低的轉(zhuǎn)速使電機3工作時，3個相的電壓指令定時器比較值總是會變?yōu)橄嗷ソ频闹?，因此，如果采取上述的現(xiàn)有技術(shù)的電機控制技術(shù)，母線電流的實測次數(shù)就會大幅減少，進而，使用推測的相電流來控制電機3的期間也會變長。其結(jié)果，就導致電機 3的旋轉(zhuǎn)動作不穩(wěn)定，甚至不能控制，電機3停止等問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明就是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)課題而達成的，也就是說，其目的是提供一種電機控制裝置及其使用的相電流檢測方法，可以以極低的轉(zhuǎn)速切實測量母線電流，根據(jù)該實測的母線電流求出相電流，并且通過使用該相電流進行矢量控制，即使是以極低的轉(zhuǎn)速， 也可以進行控制，也就是說，作為空調(diào)機和冰箱的壓縮機和風扇的動力部使用是很合適的。為了達到上述目的，本發(fā)明首先提供了一種電機控制裝置，它具備控制電路，通過矢量控制來生成PWM信號；變換器電路，內(nèi)置6個開關(guān)元件和它們各自的續(xù)流二極管；直流電源，向電機供給電流；和電流檢測器，用來在連接所述直流電源和所述變換器電路的母線上檢測對所述電機的供給電流。所述控制電路根據(jù)由矢量控制而運算求得的電流相位角，在所述母線上沒有電流的期間中，將用來從所述電機向所述直流電源側(cè)再生電流的信號輸出到所述變換器電路，同時，再設置母線電流測量機構(gòu)，在進行該再生時，根據(jù)流入設在所述母線上的所述電流檢測器的再生電流，測量所述電機的相電流。另外，本發(fā)明優(yōu)選，在以上所述的電機控制裝置中，所述控制電路通過3相調(diào)制方式，控制所述變換器電路的開關(guān)元件，而且在所述變換器電路的最大電流相的電流通過續(xù)流二極管的期間，通過使所述最大電流相以外的一個相的開關(guān)元件OFF(關(guān)斷)，使電流從所述電機向所述直流電源側(cè)再生?；蛘撸运鍪噶靠刂七\算求得的電流相位角為基礎，預先設定至少3個相的通電模式，根據(jù)該通電模式，至少在3個不同的相位區(qū)，控制所述變換器電路的各開關(guān)元件，利用通過該控制而出現(xiàn)在所述母線上、被所述母線電流測量機構(gòu)測量的再生電流，求出各相電流。進而，本發(fā)明優(yōu)選，在以上所述的電機控制裝置中，所述控制電路根據(jù)2相調(diào)制方式來控制所述變換器電路的開關(guān)元件，而且，以所述矢量控制運算求得的電流相位角為基礎，預先設定至少3個相的通電模式，根據(jù)該通電模式，至少在3個不同的相位區(qū)，控制所述變換器電路的各開關(guān)元件，利用通過該控制而出現(xiàn)在所述母線上、被所述母線電流測量機構(gòu)測量的再生電流，求出各相電流。另外，本發(fā)明優(yōu)選，在以上所述的電機控制裝置中，所述控制電路還具備一種通過校正PWM信號的功率，來填補因所述再生而減少的對所述電機的供給電流的機構(gòu)。另外，所述電機是無刷電機，而且，所述電機優(yōu)選在空調(diào)機和冰箱中，作為壓縮機或風扇的動力部使用。還有，本發(fā)明為了達成上述目的，提供了一種相電流檢測方法，是在電機控制裝置上檢測相電流，該電機控制裝置具備控制電路，通過矢量控制來生成PWM信號；變換器電路，內(nèi)置6個開關(guān)元件和它們各自的續(xù)流二極管；直流電源，向無刷電機供給電流；和電流檢測器，用來在連接所述直流電源和所述變換器電路的母線上檢測對所述電機的供給電流。用來檢測電流的相電流檢測方法是，以通過矢量控制而運算求得的電流相位角為基礎， 求出在所述母線上沒有電流的期間。在所述母線上沒有電流的期間中，控制所述變換器電路，使電流從所述電機向所述直流電源側(cè)再生。通過所述電流檢測器，測量所述母線上流動的再生電流。根據(jù)所述測量的再生電流，求出各相電流。根據(jù)上述的本發(fā)明，就可以提供一種能以極低的轉(zhuǎn)速高效驅(qū)動電機的電機控制裝置，以及以最小能力運轉(zhuǎn)的制冷循環(huán)的運轉(zhuǎn)效率良好的空調(diào)機和冰箱。更具體而言就是，可以提供一種以極低的轉(zhuǎn)速也能進行控制、適合作為空調(diào)機和冰箱的壓縮機和風扇的動力部使用的電機控制裝置及其相電流檢測方法，在實用性上發(fā)揮優(yōu)良的效果。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施例(實施例1)的電機控制裝置的概要構(gòu)成的框圖。圖2是三角波PWM定時器動作與母線電流的關(guān)系圖。圖3是電流相位角和電流相位區(qū)間和相電流方向的關(guān)系圖。圖4是續(xù)流電流圖。圖5是實施例1的進行測量動作時的電流圖。圖6是實施例1的測量動作圖。圖7是實施例2的填補動作圖。
圖8是實施例1的誤測動作時的電流圖。圖9是實施例3的測量動作的流程圖。圖10是表示實施例3的通電模式表的內(nèi)容的表。圖11是實施例3的進行測量動作時的電流圖。(同一相位時)圖12是實施例3的進行測量動作時的電流圖。(超前相位時)圖13是實施例3的進行測量動作時的電流圖。(滯后相位時)圖14是用來說明實施例3的表。圖15是實施例4的填補動作圖。(同一相位時)圖16是實施例4的填補動作圖。(超前相位時)圖17是實施例4的填補動作圖。(滯后相位時)圖18是用來說明實施例5的3相調(diào)制方式與一般的2相調(diào)制方式的比較圖。圖19是用來說明實施例5的根據(jù)一般的2相調(diào)制方式的三角波PWM定時器動作和母線電流的關(guān)系圖。圖20是用來說明實施例5的一般的2相調(diào)制方式下的電流圖。圖21是實施例5的3相調(diào)制方式和新2相調(diào)制方式的比較圖。圖22是實施例5的根據(jù)新2相調(diào)制方式的三角波PWM定時器動作與母線電流的關(guān)系圖。圖23是用來說明實施例5的新2相調(diào)制方式下的電流圖。圖M是實施例6的定時器校正值的再校正處理的流程圖。圖25是實施例6的填補動作圖。(同一相位時)圖沈是實施例6的填補動作圖。(超前相位時)圖27是實施例6的填補動作圖。(滯后相位時)圖28是現(xiàn)有電機控制裝置的概要構(gòu)成圖。圖四是上述現(xiàn)有電機控制裝置的2個定時器與母線電流的關(guān)系圖。圖中1-控制電路，2-變換器電路，3-無刷電機，4-直流電源，5-電流檢測器，11_相電流測定器，12-母線電流測量器，13-矢量控制器，14-PWM信號生成器，15-驅(qū)動信號切換器， 16-測量要求器，17-電機電流再現(xiàn)器，111-通電模式表，Tr_Pu Tr_Pw_各相的上側(cè)開關(guān)元件的晶體管，Tr_Nu Tr_Nw-各相的下側(cè)開關(guān)元件的晶體管，Di_Pu Di_Pw_各相的上側(cè)開關(guān)元件的續(xù)流二極管，Di_Nu Di_Nw-各相的下側(cè)開關(guān)元件的續(xù)流二極管，Iu-U相的相電流，Iv-V相的相電流，Iw-W相的相電流，Lu-U相的電機線圈，Lv-V相的電機線圈，Lw-W 相的電機線圈，Tk-測量1個相所需要的規(guī)定時間。
具體實施例方式下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。[實施例1]圖1表示本發(fā)明的第1實施例(實施例1)的電機控制裝置的概要構(gòu)成。另外，本實施例1的電機控制裝置如圖所示，由以下各部構(gòu)成控制電路1，通過矢量控制，生成PWM 信號；變換器電路2，內(nèi)置6個開關(guān)元件；直流電源4，向電機3供給電流；和電流檢測器5，
7用來在連接直流電源4和變換器電路2的母線上，檢測電機3的電流。該電機控制裝置驅(qū)動了電機3的這一壓縮機和風扇的動力部?？刂齐娐?包括進行矢量運算的矢量控制器13 ；內(nèi)置三角波PWM定時器的PWM 信號生成器14 ；用來對控制開關(guān)元件0N/0FF的2種驅(qū)動信號進行切換的驅(qū)動信號切換器 15 ；相電流測定器11 ；以及母線電流測量器12。對于以上敘述過其概要構(gòu)成的電機控制裝置，首先說明矢量控制器13的動作。該矢量控制器13為了使正弦波電流流入電機線圈，以規(guī)定的周期，根據(jù)電流指令值、電機3的速度指令值、電機常數(shù)等，進行矢量運算，求出d軸、q軸上的基準電壓指令值，然后，根據(jù)該基準電壓指令值和轉(zhuǎn)子的推定位置，生成(轉(zhuǎn)換)三個相的電壓指令值。進而，根據(jù)電壓指令值和PWM信號生成器14內(nèi)的三角波PWM定時器的周期，計算三個相的電壓指令定時器比較值。其次，說明PWM信號生成器14的動作。PWM信號生成器14按每半個三角波PWM定時器的周期，向三角波PWM定時器設定三個相的電壓指令定時器比較值，由此生成與變換器電路內(nèi)的6個開關(guān)元件對應的PWM信號。該三角波PWM定時器具備在定時器計數(shù)值與比較值一致時改變PWM信號的功能。PWM信號生成器14憑借該功能，自動輸出與6個開關(guān)元件對應的PWM信號。另外，設定電壓指令定時器比較值的時間點是定時器計數(shù)值為零的時間點，也就是波谷沿的時間點；和定時器計數(shù)值測到了半個PWM周期的時間點，也就是波峰沿的時間點。利用附圖2，對該定時器計數(shù)值與比較值一致的動作，即比較匹配動作進行更加詳細的說明。圖2(a)與三角波PWM定時器計數(shù)動作一并，表示三個相的電壓指令定時器比較值，圖2(b)表示開關(guān)元件的動作，還有，圖2(c)表示母線電流的流動。此外，這里，如果對母線電流的表記進行說明的話就是，向上方圖示的情況，意為電流從直流電源側(cè)流向電機側(cè)(正向)的狀態(tài)(下稱為“供給狀態(tài)”)；向下方圖示的情況，意為電流從電機側(cè)流向直流電源側(cè)(負向)的狀態(tài)(下稱為“再生狀態(tài)”)。另外，在這些圖2中，示出了 U相電壓指令定時器比較值被設定為最大電壓相，V相電壓指令定時器比較值被設定為中間電壓相，W相電壓指令定時器比較值被設定為最小電壓相的例子。在上述圖2的例子的情況下，三角波PWM定時器在定時器計數(shù)值從零增加到W相的電壓指令定時器比較值的過程中，將3個與上側(cè)開關(guān)元件對應的PWM信號輸出為“ 1 ”也就是ON狀態(tài)信號，此外，將3個與下側(cè)開關(guān)元件對應的PWM信號輸出為“0”也就是OFF狀態(tài)信號。然后，在W相電壓指令定時器比較值到達定時器計數(shù)值時，將對應W相的上側(cè)開關(guān)元件的PWM信號自動更新為“0”;將對應W相的下側(cè)開關(guān)元件的PWM信號自動更新為“ 1”。由于在計時PWM半周期之前，上述比較匹配動作是對所有電壓指令定時器比較值實行，所以， 更新了與6個開關(guān)元件對應的PWM信號。此外，在后半個半周期中，減少計數(shù)值，實行與上述相反的動作，從而使所有PWM信號的輸出在定時器計數(shù)值到達零之前翻轉(zhuǎn)。然后，由三角波PWM定時器輸出的PWM信號經(jīng)由驅(qū)動信號切換器15傳到變換器電路的各開關(guān)元件。而這6個開關(guān)元件與上述PWM信號的變化連動，反復進行0N/0FF動作， 會使直流電壓轉(zhuǎn)換成類似交流電壓，施加在電機線圈上。接下來，說明相電流測定器11的動作。因為該相電流測定器11根據(jù)母線電流求出相電流，所以是按規(guī)定周期動作，具體而言就是，相電流測定器11在PWM信號生成器14內(nèi)的三角波PWM定時器的波谷沿開始動作。在到達求相電流的時間點，首先，相電流測定器 11從矢量控制器13取得當前時間點的電流相位角，根據(jù)它判定哪個相相當于最大電流相， 哪個相相當于中間電流相，哪個相相當于最小電流相。這里，說明最大電流相、中間電流相、最小電流相的定義和判定方法。通過矢量控制進行正弦波驅(qū)動，U相、V相、W相的相電流大小會隨電流相位角以正弦波形變化。因此， 本實施例1中，將單位電流相位角的相電流大小作為比較對象處理，不論方向是吸入(正向)還是吐出(負向)，都對各相流動的電流大小用其絕對值來評價，從流有大電流的相開始，順序定義它們?yōu)樽畲箅娏飨?、中間電流相、最小電流相。另外，U相、V相、W相與最大電流相、中間電流相、最小電流相之間的關(guān)系，以電流相位角30度為單位變化。所以，相電流測定器11將來自于矢量控制器13的電流相位角除以30度，根據(jù)其結(jié)果，依照省略了圖示的表，判定哪個相相當于最大電流相，哪個相相當于中間電流相，哪個相相當于最小電流相。另外，上述的表中，記有電流相位角從0度開始、以30度為單位的 U相、V相、W相與最大電流相、中間電流相、最小電流相之間的關(guān)系，由上述計算結(jié)果，容易確定各相的狀態(tài)。另外，關(guān)于上述的判定，以下，利用附圖3所示的電流相位角與相電流的圖線，對最大電流相、中間電流相、最小電流相的具體判定例進行說明。也就是說，在電流相位角為 75度的時間點，判定U相是最大電流相，V相是中間電流相，W相是最小電流相。此外，在電流相位角為105度的時間點，V相與W相交替，判定U相是最大電流相，W相是中間電流相， V相是最小電流相。進一步，在電流相位角為135度的時間點，U相與W相交替，判定W相是最大電流相，U相是中間電流相，V相是最小電流相。另外，該圖3所示的電流相位角與相電流的圖線示出了上述實施例1的電流相位角與各相電流之間的關(guān)系。本實施例1定義U相電流的吸入開始點為電流相位角的起點，定其為0度。根據(jù)以上說明的內(nèi)容，相電流測定器11進行最大電流相、中間電流相、最小電流相的判定。接下來，相電流測定器11計算電流相位區(qū)間。另外，電流相位區(qū)間是以60度為單位，分割電流相位角從0度到360度的期間，對各期間分配“0 ”至“ 5，，的代碼。另外，該分配方法是從小相位角側(cè)開始，順次分配數(shù)值小的代碼，形成圖3所示的那樣電流相位角與電流相位區(qū)間的關(guān)系。由此，相電流測定器11將來自于矢量控制器13的電流相位角除以 60度，將其結(jié)果作為電流相位區(qū)間。<基于再生實施的相電流的測定>相電流測定器11進一步根據(jù)電流相位區(qū)間，計算可將最小電流相和中間電流相這2個相作為再生電流測量的定時。這里，對使最小電流相和中間電流相這2個相的電流再生并進行測量的原理進行說明。如上所述，在通過矢量控制來驅(qū)動電機3時，流入電機線圈的電流即相電流，各相都形成正弦波狀，以電流相位角60度為單位，在電機線圈上改變流向。另外，在上述圖3上， 其下部總結(jié)了上述內(nèi)容，作為“電機線圈內(nèi)的相電流方向”表示。這里，應關(guān)注的要點是最大電流相的電流方向與中間電流相和最小電流相的電流方向彼此相反；而且，最大電流相的電流方向在電流相位區(qū)間為“偶數(shù)”時是吐出側(cè)，“奇數(shù)”時是吸入側(cè)。然后，在著眼于這2點，考察變換器電路2內(nèi)部的相電流的流動時可知在變換器
9電路2沒有向電機3施加電壓期間，即要么是上側(cè)開關(guān)元件全為ON的期間，要么是下側(cè)開關(guān)元件全為ON的期間，最大電流相的電流流過對應最大電流相的開關(guān)元件內(nèi)的續(xù)流二極管，余下2相的電流流過開關(guān)元件內(nèi)的晶體管。整理這一內(nèi)容，在附圖4中表示。由該圖4可知最大電流相的電流通過續(xù)流二極管的期間，在電流相位區(qū)間為偶數(shù)(其中，包含“0”)的情況下，是上側(cè)開關(guān)元件全為ON的期間；另一方面，在電流相位區(qū)間為奇數(shù)的情況下，是下側(cè)開關(guān)元件全為ON的期間。進一步考察該圖4可知在最大電流相的電流通過續(xù)流二極管的期間中，如果最小電流相或中間電流相的開關(guān)元件OFF，那么只有開關(guān)元件OFF的相的相電流返回直流電源側(cè)(即再生)。另外，圖5具體表示在電流相位角為65度且電流相位區(qū)間為1的期間，將對應最小電流相或中間電流相的開關(guān)元件OFF情況下的電流流動。另外，圖5是僅將直流電源4 和變換器電路2還有電機內(nèi)的電機線圈部分取出的圖示。圖中的箭頭意為流入上述電路內(nèi)的電流。下面，依次說明圖5(a)至圖5(c)的各狀態(tài)。首先，圖5(a)是相間沒有施加電壓的狀態(tài)，各相的相電流在變換器電路2與電機 3之間作為續(xù)流電流流動。圖5(b)是相當于最小電流相的W相的下側(cè)開關(guān)元件OFF的狀態(tài)，僅W相的相電流再生，流到直流電源側(cè)后，再次返回U相的下側(cè)開關(guān)元件。圖5(c)是相當于中間電流相的V相的下側(cè)開關(guān)元件OFF的狀態(tài)，僅V相的相電流再生，流到直流電源側(cè)后，再次返回U相的下側(cè)開關(guān)元件。本發(fā)明就是利用這樣的現(xiàn)象，也就是說，其特征是，在最大電流相的電流通過續(xù)流二極管的期間中，將余下的最小電流相和中間電流相的相電流作為再生電流進行測量。也就是說，實施例1是利用以上的原理測量2個相的再生電流。但是，為了能夠通過再生電流來測量相電流，由上述原理可知，需要在滿足以下2 個條件的期間中實施測量。也就是說，第一個條件是不在相間施加電壓。第二個條件是最大電流相的相電流通過續(xù)流二極管。由于在滿足這2個條件的期間中，輸出使最小電流相或中間電流相的開關(guān)元件OFF的信號，即相電流測量用信號，所以，有必要測量再生電流。 于是，相電流測定器11根據(jù)電流相位區(qū)間，決定滿足上述條件的定時(下稱“測量定時”)。 以下，就其內(nèi)容進行說明。如上所述，相電流測定器11將電流相位區(qū)間為偶數(shù)的情況和電流相位區(qū)間為奇數(shù)的情況分開，決定測量定時。而且，偶數(shù)的電流相位區(qū)間需要在上側(cè)開關(guān)元件全為ON的狀態(tài)下輸出相電流測量用信號，并完成測量處理。所以，相電流測定器11將三角波PWM定時器的計數(shù)值在從“0”開始到發(fā)生初次比較匹配動作為止的期間內(nèi)、并且可完結(jié)所有測量處理的定時，定為測量定時。此外，奇數(shù)的電流相位區(qū)間，需要在下側(cè)開關(guān)元件全為ON的狀態(tài)下輸出相電流測量用信號。所以，相電流測定器11將三角波PWM定時器的計數(shù)值在從最后的比較匹配動作結(jié)束到計數(shù)值達到最大值的期間內(nèi)、并且可完結(jié)所有測量處理的定時， 定為測量定時。另外，這些測量定時作為同步信號發(fā)生用定時器比較值，設定在三角波PWM 定時器。也就是說，通過這樣的設定，可以在輸出相電流測量用信號的定時，從PWM信號生成器14得到同步信號，因而，接收該信號后，相電流測定器11進行以下動作。接收了同步信號的相電流測定器11向驅(qū)動信號切換器15輸出將當前最小電流相對應的上側(cè)開關(guān)元件或下側(cè)開關(guān)元件置為OFF狀態(tài)的通電模式(pattern)，也就是相電流測量用信號，然后，通過上述驅(qū)動信號切換器15，向變換器電路輸出。該動作使選定的相的相電流在直流電源側(cè)再生，使其通過母線上的電流檢測器5。另外，驅(qū)動信號切換器15具備切換輸出到變換器電路2的驅(qū)動信號的結(jié)構(gòu)，通常， 是將PWM信號輸出到變換器電路2，但當相電流測量用信號被設定后，將該信號輸出到變換器電路2。進一步，輸出了相電流測量用信號的相電流測定器11在規(guī)定時間經(jīng)過后，對母線電流測量器12輸出測量要求信號。然后，接收到該測量要求信號的母線電流測量器12從電流檢測器5取入模擬信號并轉(zhuǎn)換為母線電流值，而后將該值輸出到相電流測定器11。然后，相電流測定器11將測量的母線電流值作為最小電流相的再生電流值處理，通過進一步對測量結(jié)果的正負符號進行校正(反轉(zhuǎn))，得到相電流值。換言之，上述對正負符號進行校正是指，當電流相位區(qū)間為偶數(shù)時，將測量結(jié)果變更為正號；當電流相位區(qū)間為奇數(shù)時，將測量結(jié)果變更為負號。如上所述，結(jié)束了最小電流相的測量的相電流測定器11接著立即開始中間電流相的測量。另外，關(guān)于測量中間電流相的動作，從相電流測量用信號的輸出取入母線電流值，其后，直到進行正負符號的校正處理，這一過程與上述最小電流相的測定動作相同，這里，省略其詳細說明。此外，相電流測定器11在中間電流相測量結(jié)束的時間點，結(jié)束相電流測量用信號的輸出，向變換器電路2輸出原來的PWM信號。通過以上動作，中間電流相的相電流值與最小電流相的相電流值一并得到，所以， 根據(jù)這2個相的相電流值，相電流測定器11通過運算求出最大電流相的相電流值，將求出的相電流值輸出到矢量控制器13。進一步，利用附圖6，與上述的圖5 —起，對相電流測定器11的測量動作，進行更為具體的說明。另外，圖6的表記與上述圖2相同，所以，在此省略各部的說明。此外，關(guān)于各相的電壓指令定時器比較值的設定內(nèi)容，也以上述圖2同樣的狀態(tài)表示。以下，依次說明圖 5(a)至圖5(c)的狀態(tài)。上述圖5(a)所示的相間沒有施加電壓的狀態(tài)與圖6中定時“(1) ”表示的狀態(tài)對應，在該狀態(tài)下，各相的相電流作為續(xù)流電流，在變換器電路與電機3之間流動，母線上沒有電流。另一方面，上述圖5(b)所示的將相當于最小電流相的W相的下側(cè)開關(guān)元件OFF的狀態(tài)，與圖6中定時“(2) ”表示的狀態(tài)對應。在該狀態(tài)下，僅W相的相電流再生，流到直流電源側(cè)，其后，返回U相的下側(cè)開關(guān)元件，所以，W相的相電流會作為再生電流出現(xiàn)在母線上。 相電流測定器11將此時的母線電流值作為W相的相電流測量。此外，上述圖5 (c)所示的將相當于中間電流相的V相的下側(cè)開關(guān)元件OFF的狀態(tài)，與圖6中定時“(3)”表示的狀態(tài)對應。在該狀態(tài)下，僅V相的相電流再生，流到直流電源側(cè)，其后，返回U相的下側(cè)開關(guān)元件，所以，V相的相電流會作為再生電流出現(xiàn)在母線上。 相電流測定器11將此時的母線電流值作為V相的相電流測量。如此，相電流測定器11在結(jié)束測量2個相的電流后，結(jié)束相電流測量信號的輸出。 其后，相電流測定器11將原來的PWM信號輸出到變換器電路，使流入電路內(nèi)的電流返回上述圖5(a)的狀態(tài)。根據(jù)以上詳細說明的本實施例，在以極低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)電機3時，即使三個相的電壓指令定時器比較值總是近似的值，也不會不減少母線電流的實測次數(shù)，可以根據(jù)實測的相電流，進行矢量控制，即使是極低的轉(zhuǎn)速，也可以驅(qū)動壓縮機和風扇。因此，即使是以最小能力運轉(zhuǎn)的時候，也可以提供制冷循環(huán)運轉(zhuǎn)效率良好的空調(diào)機和冰箱。另外，以上的實施例中，雖然是根據(jù)電流相位角，首先測量最小電流相，其次測量中間電流相。但是，本發(fā)明不限于此，也可以取而代之，將上述順序顛倒進行測量，只要使U 相、V相、W相之間的關(guān)聯(lián)一致，就可以得到正確的各相的相電流值。<實施例1的變形例>在上述實施例中，為了測量最小電流相和中間電流相的2個相，讓各相電流在直流電源側(cè)再生，然而，這樣會使得電機3的電流些許減少，電機3的輸出轉(zhuǎn)矩也會些許降低。 因此，本變形例的目的是，填補因上述測量而造成的電機3的不足的電流，防止電機3的輸出轉(zhuǎn)矩降低。下面，對本變形例進行說明。本變形例的構(gòu)成與上述實施例1相同。另外，如下所述，本變形例是通過對上述實施例1說明的相電流測定器11和PWM信號生成器14，將電壓指令定時器比較值進行暫時糾正來填補電機3的電流。因此，以下僅對相電流測定器11和 PWM信號生成器14上追加的動作進行說明。另外，相電流測定器11在對矢量控制器13輸出3個相的相電流值之后，立刻向 PWM信號生成器14輸出用來填補電機3的電流的定時器校正值。該定時器校正值準備了 U 相用、V相用、W相用的3個相的校正值。于是，相電流測定器11對相當于最大電流相的相的定時器校正值，設定測量1個相所需要的規(guī)定時間；對其它2個相的定時器校正值，設定零，將它們輸出到PWM信號生成器14。另一方面，接收到該定時器校正值的PWM信號生成器14，對當前的電壓指令定時器比較值個別加上定時器校正值，其后，設定給三角波PWM定時器。但是，PWM信號生成器 14在測量之后只立即實施1次上述的校正處理，更具體而言，是在三角波PWM定時器的波峰沿的定時上實施。通過以上動作，最大電流相的通電時間比當初的時間，長出測量1個相所需要的規(guī)定時間，其結(jié)果是，可以對最小電流相、中間電流相雙方填補減少的電流。下面，利用附圖7，對應用上述變形例情況下的三角波PWM定時器和開關(guān)元件的動作以及母線電流的變化進行說明。另外，該圖7的表記與上述圖2相同，所以在此省略各部的說明。另外，各相的電壓指令定時器比較值的設定內(nèi)容也以與上述圖2相同的狀態(tài)表示。 此夕卜，電流相位角示出了 65度的情況，相當于W相是最小電流相，V相是中間電流相，U相是最大電流相。由該圖可知，在PWM周期的前半周期，依次進行了 2個動作。首先是，PWM信號生成器14根據(jù)矢量控制器13設定的電壓指令定時器比較值向電機3提供電流，接著，相電流測定器11操作開關(guān)元件，使電機3的電流再生，由此測量W相和V相的電流。此外，在PWM 周期的后半周期，PWM信號生成器14根據(jù)上述內(nèi)容，校正相當于最大電流相的U相的電壓指令定時器比較值，對V相和W相的相電流進行1次填補。由此，就可以填補因測量造成的電機3的不足的電流，防止電機3輸出轉(zhuǎn)矩的下降。[實施例2]接下來，對本發(fā)明的第2實施例(實施例幻的電機控制裝置進行以下說明。另外， 本實施例2的目的是，在達成與上述實施例1同樣效果的同時，進一步糾正以下缺點。
首先，對上述實施例1的缺點進行說明。上述實施例1雖然根據(jù)電流相位角定義了當前時間點的最大電流相、中間電流相、最小電流相，但電流相位角是在矢量控制器13內(nèi)通過運算求得的推定值，與實際的電機3的電流相位角相比，其值多少包含誤差。因此，在電流相位區(qū)間的交替期間，在實際的電機3的電流相位角與矢量控制器13的電流相位角之間產(chǎn)生差異的狀態(tài)(以下略為相位差產(chǎn)生的狀態(tài))下，最大電流相和中間電流相的定義與上述計算的電流相位區(qū)間往往呈現(xiàn)與實際不同的結(jié)果。在這種情況下，如果通過上述說明的實施例1的動作進行測量，最小電流相的相電流值就會被歸零，也就是，無法得到正確的相電流值。利用附圖8，對上述的誤測量進行更為詳細的說明。該圖8示出了電流相位角存在誤差、進行誤測量情況下的具體例。圖8(a)表示測量開始時間點的電路動作；圖8(b)表示測量最小電流相的電路動作。此外，電機線圈上所標箭頭表示實際的相電流方向，表記的相電流方向在上述圖3中表示電流相位角為55度的狀態(tài)。因此，U相相當于吸入側(cè)的中間電流相，V相相當于吐出側(cè)的最大電流相，而W相相當于吸入側(cè)的最小電流相。另一方面，矢量控制器13在該時間點將電流的相位角視為65度，U相視為吸入側(cè)的最大電流相，V相視為吐出側(cè)的中間電流相，W相視為吐出側(cè)的最小電流相。而且，由于矢量控制器13的電流相位角是65度，所以相電流測定器11計算的電流相位區(qū)間是“ 1 ”，相電流測定器11從下側(cè)開關(guān)元件均為ON的狀態(tài)開始，進行測量。在開始測量時，如上述圖6(b)所示，相電流測定器11將視為最小電流相的W相的下側(cè)開關(guān)元件由ON狀態(tài)置為OFF狀態(tài)，使W相的相電流在直流電源側(cè)再生。但是，實際的W 相的相電流卻變?yōu)槲雮?cè)的最小電流相，因此沒有再生，停留在變換器電路內(nèi)。所以，相電流測定器11會從沒有電流流動的電流檢測器5測量母線電流值，會導致將最小電流相的相電流值誤測為零，而且，這樣的誤測量不僅是在上述情況，相反的情況下也發(fā)生，即實際的電機3的電流相位角超前、矢量控制器13的電流相位角滯后的情況下也會發(fā)生。因此，本實施例2可以消除這樣的缺點，對所有相電流值進行正確測量。本實施例2的電機控制裝置的構(gòu)成雖然基本與上述實施例1的電機控制裝置相同，但本實施例2中，在相電流測定器11中還設有通電模式表111。此外，關(guān)于其它各部的動作，本實施例雖然基本也與上述實施例1相同，但唯有相電流測定器11的動作不同，所以，以下僅對相電流測定器11的動作進行說明。相電流測定器11與上述實施例1同樣，為了從母線電流求出相電流而按規(guī)定的周期動作，具體而言就是，在PWM信號生成器14內(nèi)的三角波PWM定時器的波谷沿，開始動作。首先一開始，相電流測定器11在測定相電流的定時來到時，根據(jù)矢量控制器13運算的電流相位角，計算電流相位區(qū)間。然后，與上述實施例1相同，根據(jù)電流相位區(qū)間，計算測量定時，將其作為同步信號發(fā)生用定時器比較值設定給三角波PWM定時器。其后，當從 PWM信號生成器14接收到同步信號時，相電流測定器11再次開始動作。接著，附圖9的流程圖表示相電流測定器11再次開始動作后的動作流程。首先一開始，再次開始動作的相電流測定器11根據(jù)電流相位區(qū)間，從通電模式表111取得相電流測量用信號，向變換器電路輸出，來測量母線電流值。這里，從相電流測量用信號輸出到變換器電路到測量母線電流值為止的動作與上述實施例1相同。但本實施例中，該動作重復 3次。其中，由于從通電模式表111取得的相電流測量用信號均不相同，所以測量到的3個
13母線電流值就全不相同。更為具體而言就是，如圖9所示，首先，將測量計數(shù)器置為“1” (步驟S91)，根據(jù)測量計數(shù)器，從通電模式表中取得相電流測量用信號(步驟S9》。其后，開始模式輸出(步驟 S93)，待規(guī)定時間經(jīng)過(步驟S94)，輸出測量要求信號，取得母線電流(步驟S%)。其后， 對測量計數(shù)器加“ 1 ”(步驟S96)，判定該測量計數(shù)器是否大于3 (步驟S97)，其結(jié)果，如果不大于3( “NO”)，處理就返回上述的步驟S92，重復上述步驟S92至S96。如果該測量計數(shù)器大于3( “YES”)，就過渡到以下的模式輸出結(jié)束(步驟S98)。這里，暫時中斷關(guān)于圖9的動作流程的說明，進行通電模式表111的詳細說明。通電模式表111對每個電流相位區(qū)間都登錄了 3個相電流測量用信號，另外，3個相電流測量用信號對每個測量順序都登錄了 1個特定的開關(guān)元件為ON的模式。上述通電模式表111 的內(nèi)容歸納在表中，表示在附圖10上。另外，該表內(nèi)的測量順序欄所述的記號“始”是測量開始時的意思?！阿拧?、“⑵”、“⑶”意為測量順序。此外，表內(nèi)的驅(qū)動信號欄中所述的數(shù)值“1”意為使開關(guān)元件ON的信號，數(shù)值“0”意為是OFF的信號。另外，測量開始時的欄中所述的模式是為了容易理解以下說明而進行的權(quán)宜性的記載，沒有被登錄實際的通電模式表111中。接下來，如上所述，對第1次、第2次、第3次的各個測量所使用的相電流測量用信號的目的和模式進行以下詳細說明。另外，為了容易理解說明，在此進行以下定義。首先，在 1個被電流相位區(qū)間分割開的期間中，將前半為最小電流相、后半為中間電流相的相定義為 “A”相。此外，在1個被電流相位區(qū)間分割開的期間中，將前半為中間電流相、后半為最小電流相的相定義為“B”相。再有，在1個被電流相位區(qū)間分割開的期間中，將作為最大電流相的相定義為“C”相。然后，第1次的模式，是為了使B相的電流在變換器電路內(nèi)續(xù)流并停留，使A相的電流再生至直流電源側(cè)，從而流到母線上而設定的。所以，就設定了僅將開始測量時為ON 的B相的開關(guān)元件置為ON、其它開關(guān)元件均置為OFF的模式。此外，第3次的模式，是為了使A相的電流在變換器電路內(nèi)續(xù)流并停留，使B相的電流再生至直流電源側(cè)，從而流到母線上而設定的。所以，就設定了僅將開始測量時為ON 的A相的開關(guān)元件置為ON、其它開關(guān)元件均置為OFF的模式。另外，最為重要的第2次的模式，是為了在電流相位角與矢量控制器13的電流相位角一致的狀態(tài)下，使A相、B相的電流在變換器電路內(nèi)續(xù)流，另一方面，在相位差產(chǎn)生的狀態(tài)下，使成為最小電流相的A相或B相的電流再生至直流電源側(cè)而設定的。所以，就設定了僅將開始測量時為OFF的C相的開關(guān)元件置為0N、其它開關(guān)元件均置為OFF的模式。另外，以即使瞬間將第1次的模式切換至第2次的模式，變換器電路內(nèi)也不發(fā)生短路的方式，在第1次的模式中，將測量開始時為ON的C相的上側(cè)和下側(cè)兩個開關(guān)元件置為 OFF的模式。此外，第3次的模式也是同樣。接下來，利用附圖11、附圖12、還有附圖13，對登錄在通電模式表111中的相電流測量用信號的作用進行說明。另外，這些圖11、圖12和圖13中的表記與上述圖5相同，在此省略其說明。此外，為了容易理解說明，在這些圖中，表示了相電流測量器11認為電流相位區(qū)間是“ 1”的情況下的動作例。所以，在這些圖中，U相相當于C相，V相相當于B相，而 W相相當于A相。
首先，圖11表示實際的電機3的電流相位角與矢量控制器13的電流相位角一致狀態(tài)(以下略為“同一相位”)下的動作。另外，該圖11圖示了電流相位角為65度、在電流相位區(qū)間為“1”的期間中依次輸出相電流測量用信號時的實例。圖11(a)示出了相間沒有施加電壓的狀態(tài)，各相的相電流在變換器電路與電機3 之間作為續(xù)流電流流動。圖11(b)示出了輸出第1次的相電流測量用信號，并僅將V相的下側(cè)開關(guān)元件置為ON的狀態(tài)。僅W相的相電流再生，流至直流電源側(cè)，其后返回U相的下側(cè)開關(guān)元件。圖11(c)示出了輸出第2次的相電流測量用信號，并僅將U相的上側(cè)開關(guān)元件置為ON的狀態(tài)。V相和W相的相電流通過U相的上側(cè)開關(guān)元件內(nèi)的晶體管，返回電機3。 另外，圖11(d)示出了輸出第3次的相電流測量用信號，僅將W相的下側(cè)開關(guān)元件置為ON 的狀態(tài)。僅V相的相電流再生，流至直流電源側(cè)，其后返回U相的下側(cè)開關(guān)元件。由以上情況可知，在同一相位的情況下，第1次是A相的電流再生，在母線上流動；第3次是B相的電流再生，在母線上流動，而在第2次母線上沒有電流。其次，圖12表示實際的電機3的電流相位角為55度，另一方面，矢量控制器13的電流相位角視為65度情況下的動作，也就是，在超前相位上電流相位角產(chǎn)生差異狀態(tài)(以下略為“超前相位”)下的動作。另外，在本動作例中，矢量控制器13將電流相位角視為65 度，所以，相電流測定器11輸出電流相位區(qū)間為“1”的相電流用信號。此外，由于電機3的電流相位角為陽度，所以就實際的各相電流而言，U相被分配為吸入側(cè)的中間電流相；V相被分配為吐出側(cè)的最大電流相；W相被分配為吸入側(cè)的最小電流相。圖12(a)是相間沒有施加電壓的狀態(tài)，各相的相電流在變換器電路與電機3之間作為續(xù)流電流流動。圖12(b)示出了輸出第1次的相電流測量用信號，并僅將V相的下側(cè)開關(guān)元件置為ON的狀態(tài)，它與圖12(a)所示的電流流動相同，換言之就是沒有母線電流。另一方面，圖12(c)示出了輸出第2次的相電流測量用信號、并僅將U相的上側(cè)開關(guān)元件置為ON的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，V相的相電流內(nèi)，U相的那一部分電流分離，通過U相的上側(cè)開關(guān)元件的晶體管，其后返回電機3，W相的那一部分電流再生，流到直流電源側(cè)，之后返回W相的下側(cè)開關(guān)元件的續(xù)流二極管。此外，圖12(d)示出了輸出第3次的相電流測量用信號、并僅將W相的下側(cè)開關(guān)元件置為ON的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，V相的相電流再生，流到直流電源側(cè)，之后返回U相和W相的下側(cè)開關(guān)元件的續(xù)流二極管。由此可知，在像這樣相位超前的情況下，第2次是A相的電流再生，在母線上流動；第3次是B相的電流再生，在母線上流動，而第1次是母線上沒有電流。最后，圖13表示實際的電機3的電流相位角為125度，另一方面，矢量控制器13的電流相位角視為115度情況下的動作，也就是，在滯后相位上電流相位角產(chǎn)生差異狀態(tài)(以下略為“滯后相位”)下的動作。另外，在本動作例中，矢量控制器13將電流相位角視為115 度，所以，相電流測定器11輸出電流相位區(qū)間為“1”的相電流測量用信號。此外，由于電機 3的電流相位角為125度，所以就實際的各相電流而言，U相被分配為吸入側(cè)的中間電流相； V相被分配為吸入側(cè)的最小電流相；W相被分配為吐出側(cè)的最大電流相。圖13(a)示出了相間沒有施加電壓的狀態(tài)，各相的相電流在變換器電路與電機3 之間作為續(xù)流電流流動。圖13(b)示出了輸出第1次的相電流測量用信號、僅將V相的下側(cè)開關(guān)元件置為ON的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，W相的相電流通過W相的上側(cè)開關(guān)元件的續(xù)流二極管，作為再生電流流至直流電源側(cè)，其后返回U相和V相的上側(cè)開關(guān)元件的續(xù)流二極管。圖13(c)示出了輸出第2次的相電流測量用信號、并僅將U相的上側(cè)開關(guān)元件置為ON的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，W相的相電流內(nèi)，U相的那一部分電流分離，通過U相的上側(cè)開關(guān)元件的晶體管返回電機3，而V相的那一部分電流再生，流到直流電源側(cè)，之后返回V相的下側(cè)開關(guān)元件的續(xù)流二極管。還有，圖13(d)示出了輸出第3次的相電流測量用信號、并僅將W相的下側(cè)開關(guān)元件置為ON的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，電流的流動與上述圖13(a)所示的情況相同， 換言之就是沒有母線電流。由此可知，在像這樣相位滯后的情況下，第1次是A相的電流再生，在母線上流動；第2次是B相的電流再生，在母線上流動，而第3次是母線上沒有電流?？偨Y(jié)以上內(nèi)容就是，使用登錄在通電模式表111的相電流測量用信號，實施3次測量，就一定可以產(chǎn)生母線電流值為零的結(jié)果。然后，根據(jù)該母線電流值為零的測量定時，可以判別出產(chǎn)生了怎樣的相位差。進而，即便是在產(chǎn)生了相位差的狀態(tài)下，也可以判別在第2 次的測量定時上測量的電流是A相的電流還是B相的電流，因此，可以得到期待的2個相的測量結(jié)果。進一步，對所有的電流相位區(qū)間整理上述內(nèi)容，將其結(jié)果表示在圖14的表上。另外，該表中所記的記號“⑴”、“⑵”、“⑶”意為各電流相位區(qū)間的測量順序，此外，對于母線電流值記錄的電流，略記為吸入側(cè)、吐出側(cè)。這里，返回上述圖9的流程圖，相電流測定器11根據(jù)以上說明的動作原理，執(zhí)行以下的動作。另外，根據(jù)上述圖9所示的動作流程，如上所述，最初，是使用通電模式表111上登錄的相電流測量用信號實施3次測量，測量3個母線電流值。然后，再根據(jù)按測量順序記錄的3個母線電流值，判定第幾個母線電流值為0 (步驟S99)，根據(jù)其結(jié)果，調(diào)查是否是相位差出現(xiàn)的狀態(tài)。然后，根據(jù)上述的相位差的判定結(jié)果，確定A相、B相的母線電流值，并且，對確定出來的A相、B相的母線電流值實行符號調(diào)整。具體而言就是，在第1次(超前相位)母線電流為0的情況下，A相電流值=第2次的母線電流值X (-1)、B相電流值=第3次的母線電流值(步驟S100)。此外，在第2次(同一相位)母線電流為0的情況下，A相電流值= 第1次的母線電流值，B相電流值=第3次的母線電流值(步驟S 101)。另外，在第3次 (滯后相位)母線電流為0的情況下，A相電流值=第1次的母線電流值，B相電流值=第 2次的母線電流值X (-1)(步驟S102)。進一步，相電流測定器11判定電流相位區(qū)間是否為偶數(shù)(步驟S 103)，其結(jié)果，在電流相位區(qū)間為“偶數(shù)”的情況下，將A相和B相的母線電流值的符號翻轉(zhuǎn)(也就是，A相電流值=A相電流值X (-1)，B相電流值=B相電流值X (-1))(步驟S104)。另一方面，在電流相位區(qū)間為“奇數(shù)”的情況下，將A相和B相的母線電流值直接作為測量結(jié)果，然后，相電流測定器11根據(jù)上述A相和B相的母線電流值，通過計算，求出C相(C相電流=(A相電流+B相電流)X (-1))(步驟S 105)。最后，根據(jù)電流相位區(qū)間，將A相、B相、C相的母線電流值分配給U相、V相、W相的相電流值(步驟S 106)，由此將各相的相電流值輸出至矢量控制器13。就像以上詳述的那樣，根據(jù)本實施方式2，即使使用推定得到的電流相位角，也可以測量出正確的相電流，特別是，對于以極低的轉(zhuǎn)速驅(qū)動壓縮機和風扇的電機，也可以切實地對其進行驅(qū)動 控制。所以，以最小能力運轉(zhuǎn)時，也可以提供制冷循環(huán)運轉(zhuǎn)效率良好的空調(diào)機和冰箱。
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另外，在本實施例2中，雖然以在通電模式表111中設定有按A相、B相順序進行測量的模式為例進行了說明，但并不限定于此，只要事先使U相，V相、W相的關(guān)聯(lián)一致，即便設定以與上述相反的順序進行測量的模式，也可以正確得到各相的相電流值?！磳嵤├?的變形例〉另外，上述的實施例2也與上述實施例1同樣，利用再生來測量相電流，會使電機電流產(chǎn)生些許不租。所以，本變型例是為了填補上述電機3的不足的電流，防止電機輸出轉(zhuǎn)矩的下降。下面，對本變型例進行說明。其概要是，對上述實施例2說明的相電流測定器11 和PWM信號生成器14追加以下說明的動作，從而通過暫時校正電壓指令定時器比較值來填補電機3的電流。此外，由于對PWM信號生成器14追加的動作與上述實施例1的變形例相同，所以，在此省略其詳細說明，僅對相電流測定器11的追加動作進行說明。相電流測定器11在向矢量控制器13提供3個相的相電流值之后，立即根據(jù)相位差的判定結(jié)果，對用來填補電機3的電流的定時器校正值進行以下設定，向PWM信號生成器 14輸出。在此，對定時器校正值的設定內(nèi)容進行說明。定時器校正值的設定在電流相位區(qū)間為“偶數(shù)”的情況下和“奇數(shù)”的情況下是不同的。在電流相位區(qū)間為“偶數(shù)”的情況下，設定以下的定時器校正值。首先，如果相位差的判定結(jié)果是同一相位，就設定以下的值。相當于A相的相的定時器校正值=0相當于B相的相的定時器校正值=0相當于C相的相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間其次，如果相位差的判定結(jié)果是超前相位，就設定以下的值。相當于A相的相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于B相的相的定時器校正值=(+)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于C相的相的定時器校正值=0最后，如果相位差的判定結(jié)果是滯后相位，就設定以下的值。相當于A相的相的定時器校正值=(+)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于B相的相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于C相的相的定時器校正值=0另一方面，在電流相位區(qū)間為“奇數(shù)”的情況下，設定以下的定時器校正值。首先，如果相位差的判定結(jié)果是同一相位，就設定以下的值。相當于A相的相的定時器校正值=0相當于B相的相的定時器校正值=0相當于C相的相的定時器校正值=(+)測量1個相所需要的規(guī)定時間其次，如果相位差的判定結(jié)果是超前相位，就設定以下的值。相當于A相的相的定時器校正值=(+)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于B相的相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于C相的相的定時器校正值=0最后，如果相位差的判定結(jié)果是滯后相位，就設定以下的值。相當于A相的相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間
相當于B相的相的定時器校正值=(+)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于C相的相的定時器校正值=0接著，接收到該定時器校正值的PWM信號生成器14使用上述實施例1變形例中說明的同樣的動作，校正當前的電壓指令定時器比較值，其結(jié)果，就可以填補各相的電流。另外，將各電流相位區(qū)間中的校正計算的內(nèi)容整理并表示在附圖14所示的“電壓指令定時器比較值的校正內(nèi)容”欄中。這里使用的Tu、TV、Tw意為與U相、V相、W相對應的電流指令定時器比較值，此外，Tk意為測量1個相所需要的規(guī)定時間。進一步，利用附圖15、附圖16和附圖17，對應用上述實施例2的變形例的電流填補動作情況下的三角波PWM定時器和開關(guān)元件的動作以及母線電流的變化進行說明。另外，由于各圖的表記與上述圖2相同，所以在此省略各部分的說明。此外，本圖中，為了容易理解說明，示出了相電流測定器11將電流相位區(qū)間視為“1”情況下的動作例。所以，本圖中，U相相當于C相，V相相當于B相，W相相當于A相。首先，對表示“同一相位”情況的圖15進行說明。另外，該圖15中，各相的電壓指令定時器比較值的設定內(nèi)容是以與上述圖2相同的狀態(tài)表示的，實際的電機3的電流相位角和矢量控制器13的電流相位角的狀態(tài)是以與上述圖11相同的狀態(tài)表示的。以下，繼續(xù)說明同一相位的情況。在上述同一相位的情況下，進行與上述實施例1的變形例同樣的動作，也就是，在 PWM周期的前半周期，依次進行2個動作。首先是，PWM信號生成器14根據(jù)矢量控制器13 所設定的電壓指令定時器比較值向電機3提供電流，接著，相電流測定器11操作開關(guān)元件， 使電機3的電流再生，由此測量相當于A相的W相和相當于B相的V相的電流。此外，在 PWM周期的后半周期，PWM信號生成器14通過校正相當于C相的U相的電壓指令定時器比較值，對V相和W相的相電流進行1次填補。接著，對表示“超前相位”情況的圖16進行說明。另外，該圖16中，各相的電壓指令定時器比較值的設定內(nèi)容是以與上述圖2相同的狀態(tài)表示的，實際的電機3的電流相位角和矢量控制器13的電流相位角的狀態(tài)是以與上述圖12相同的狀態(tài)表示的。以下，繼續(xù)說明超前相位的情況。在上述超前相位的情況下，由于要使相當于A相的W相的相電流再生2倍，所以無法1次填補相電流。因此，通過減小相當于B相的V相的定時器值，并增大相當于A相的W 相的定時器值，對V相和W相的相電流進行個別填補。最后，對表示“滯后相位”情況的圖17進行說明。另外，該圖17中，各相的電壓指令定時器比較值的設定內(nèi)容是以與上述圖2相同的狀態(tài)表示的，實際的電機3的電流相位角和矢量控制器13的電流相位角的狀態(tài)是以與上述圖13相同的狀態(tài)表示的。以下，繼續(xù)說明滯后相位的情況。因此，“滯后相位”的情況也與“超前相位”的情況相同，由于要使相當于B相的V 相的相電流再生2倍，所以無法1次填補相電流。因此，通過減小相當于A相的W相的定時器值，并增大相當于B相的V相的定時器值，對V相和W相的相電流進行個別填補。由以上可知，根據(jù)本變形例，就可以填補上述實施例2中因利用再生電流測量相電流而造成的電機3的不足的電流，防止電機3的輸出轉(zhuǎn)距的下降。[實施例3]
以上的實施例1和實施例2以及他們的變形例中，記述了將作為本發(fā)明特征的借助再生電流的相電流測量應用于一般使用矢量控制的3相調(diào)制方式的電機控制裝置的情況，以下所述的另一實施例(實施例3)取而代之，示出將本發(fā)明應用于2相調(diào)制方式的電機控制裝置的實例。更為具體而言，實施例3是特別將上述實施例2所示的相電流測量應用于2相調(diào)制方式的電機控制裝置。另外，這里，所謂的2相調(diào)制方式是一種用來降低變換器電路開關(guān)損耗的方法，它是在1個PWM周期中，在3個相內(nèi)使1個相的開關(guān)休止、在剩余2個相實施開關(guān)動作，從而對電機3施加電壓的控制方法。這里，為了說明3相調(diào)制方式與一般的2相調(diào)制方式的不同，在圖18表示了電壓調(diào)制率為90%情況下的波形。另外，圖18(a)表示實施了 3相調(diào)制方式情況下的波形；圖 18(b)表示實施了 2相調(diào)制方式情況下的波形。施加在各相上的電壓被置換為電壓指令定時器比較值來表示。另外，圖線內(nèi)的“電壓指令定時器比較值”的單位表記為百分比，使用的是對相當于半個PWM周期的定時器計數(shù)值的比率。另外，就施加電壓的相位角的起點而言， 將U相的電壓指令定時器比較值上升至50%的那一點定為0度。此外，為了便于以后的說明，各圖線上也示出各相上流動的相電流的波形。該電流波形將U相電流的吸入開始點作為起點，也就是定為0度。另外，圖18的例子示出了施加電壓的相位與相電流的相位一致的情況。以下，繼續(xù)說明3相調(diào)制方式和一般的2相調(diào)制方式的不同。在圖18(a)所示的3相調(diào)制方式中，由于定時器比較值呈正弦波狀變化，所以如果電壓調(diào)制率不滿100%，不論哪個相位角，在PWM周期的前半周期中一定存在2次不對電機 3施加電壓的期間(以下略為“施加電壓零期間”)。具體而言就是，第1次的施加電壓零期間是從三角波PWM定時器的定時器計數(shù)值為“0”開始向上計數(shù)(count up)，直到到達最小電壓相的定時器比較值為止的期間，對于該期間來說，3個上側(cè)開關(guān)元件是ON狀態(tài)，其它3 個下側(cè)開關(guān)元件是OFF狀態(tài)。此外，第2次的施加電壓零期間是在定時器計數(shù)值向上計數(shù)過程中從到達最大電壓相開始直到到達PWM周期的半周期為止的期間。對于該期間來說，3 個上側(cè)開關(guān)元件是OFF狀態(tài)，其它的下側(cè)開關(guān)元件是ON狀態(tài)。因此，在上述實施例1及其變形例以及上述實施例2及其變形例中，在PWM周期的前半周期內(nèi)，一定存在1次最大電流相的相電流通過續(xù)流二極管的施加電壓零期間，所以就利用該期間，進行相電流的測量。與此相對，在圖18(b)所示的2相調(diào)制方式中，該圖18(b)所示的2相調(diào)制方式是將先前說明的3相調(diào)制方式的定時器比較值變形而成，因此，將以下說明的基準電壓相的定時器比較值設定為100%或0%，從而在該期間中，使基準電壓相的開關(guān)休止。此外，對基準電壓相以外的2個相，也設定了可維持相間電壓的定時器比較值，該設定使各相電流形成正弦波狀。下面，用一例來說明3相調(diào)制方式的電壓指令定時器比較值轉(zhuǎn)換為2相調(diào)制方式的電壓指令定時器比較值的方法。首先，根據(jù)上述3相調(diào)制方式計算各相的電壓指令定時器比較值。其次，求出相當于50%的定時器比較值與各相的電壓指令定時器比較值之間的偏差的絕對值，確定出偏差值最大的相，將該相定為基準電壓相。接著，分開基準電壓相為最大電壓相的情況和最小電壓相的情況，校正各相的電壓指令定時器比較值。在基準電壓相為最大電壓相的情況下，從相當于100%的電壓指令定時器比較值中減去基準電壓相的定時器比較值，求出校正值，將其與各相的電壓指令定時器比較值相加。在基準電壓相為最小電壓相的情況下，將該相的
19電壓指令定時器比較值作為校正值，從各相的電壓指令定時器比較值中減去。通過以上的校正計算，將基準電壓相的定時器比較值設定為100%或0%，另一方面，維持與剩余2相的電壓指令定時器比較值之間的偏差。然而，在上述的2相調(diào)制方式的電壓指令定時器比較值的轉(zhuǎn)換方法中，電流相位沒有關(guān)聯(lián)性，所以在基準電壓相與最大電流相為同一相的情況下，在施加電壓零的期間中， 會產(chǎn)生最大電流相的相電流不流過續(xù)流二極管的期間。以下，利用附圖19和附圖20，對其具體例進行說明。圖19示出的是上述圖18(b)所示的相位角為105度時的三角波PWM定時器的動作和母線電流的流動。另外，由于圖中的表記與上述圖2相同，所以在此，省略各部的說明。 此外，由于電壓相位角是105度，所以基準電壓相就是U相，U相的電壓指令定時器比較值被設定為100%。由此，在PWM周期的1個周期的期間中，U相的上側(cè)開關(guān)元件的晶體管總
是ON。此外，圖20示出了上述圖19的PWM周期的前半周期的相電流的流動。也就是說， 圖20(a)表示上述圖19的期間(1)的相電流的流動，圖20(b)表示上述圖19的期間(2) 的相電流的流動，另外，圖20(c)表示上述圖19的期間(3)的相電流的流動。另外，由于電流相位角是105度，所以就各相的相電流而言，U相被分配為吸入側(cè)的最大電流相，V相被分配為吐出側(cè)的最大電流相，W相被分配為吐出側(cè)的中間電流相，接下來，在圖19中的期間 (1)至期間(3)之間，著眼于相當于最大電流相的U相的相電流，針對該相電流的動作進行以下的說明。如上所述，上述圖19中的期間(1)處于施加電壓零期間中，表示各相的上側(cè)開關(guān)元件均為ON的狀態(tài)。也就是說，如圖20(a)所示，各相的相電流在上側(cè)開關(guān)元件與各電機線圈之間作為續(xù)流電流流動。在該期間中，相當于最大電流相的U相的相電流流過U相的上側(cè)開關(guān)元件的晶體管，返回電機線圈。上述圖19中的期間(2)表示使W相的相電流增加的期間。也就是說，如圖20(b) 所示，該期間中也是，相當于最大電流相的U相的相電流流過U相的上側(cè)開關(guān)元件的晶體管，返回電機線圈。上述圖19中的期間(3)表示使V相和W相的相電流增加的期間。也就是說，如圖 20(c)所示，該期間中也是，相當于最大電流相的U相的相電流流過U相的上側(cè)開關(guān)元件的晶體管，返回電機線圈。如上所述，在基準電壓相與最大電流相為同一相的情況下，在施加電壓零期間中， 會產(chǎn)生最大電流相的相電流不流過續(xù)流二極管的期間。在這種情況下，采用上述實施例1 和實施例2的方法，不可能測量相電流。所以，采用本實施例3，就可以在特別是以2相調(diào)制方式驅(qū)動電機3的過程中測量相電流。更為具體而言就是，可以進行上述實施例2的相電流的測量。另外，本實施例3的電機控制裝置雖與上述實施例2的電機控制裝置的構(gòu)成相同， 但本實施例3在矢量控制器內(nèi)部特別設置了 2相調(diào)制器。此外，關(guān)于其它各部的動作，本實施例3與上述實施例2基本相同，但僅有矢量控制器的動作不同。因此，下面僅對本實施例 3的矢量控制器的動作進行說明。矢量控制器就像上述實施例1說明的那樣，首先是以規(guī)定周期計算3個相的電壓指令定時器比較值，將它們作為3個相的調(diào)制用電壓指令定時器比較值處理。然后是將這些3個相的調(diào)制用電壓指令定時器比較值和電流相位角輸出到2相調(diào)制器，轉(zhuǎn)換為2相調(diào)制用電壓指令定時器比較值。在此，說明設于上述2相調(diào)制器內(nèi)的電壓指令定時器比較值的轉(zhuǎn)換方法。首先，根據(jù)當前的電流相位角，計算電流相位區(qū)間。由于該相位區(qū)間的計算和代碼的意義與上述實施例1說明的內(nèi)容相同，所以省略其說明。然后，根據(jù)電流相位區(qū)間是“偶數(shù)”還是“奇數(shù)”， 改變計算方法，轉(zhuǎn)換2相調(diào)制用電壓指令定時器比較值。首先，在電流相位區(qū)間為“偶數(shù)”的情況下，按照以下步驟，轉(zhuǎn)換電壓指令定時器比較值。也就是，第一步，按照值的大小來比較3個相的調(diào)制用電壓指令定時器比較值，將被設定最大值的相定為基準電壓相；第二步，從相當于100%的定時器比較值中減去基準電壓相的調(diào)制用定時器比較值，求出校正值，將其與各相的調(diào)制用定時器比較值相加。另一方面，在電流相位區(qū)間為“奇數(shù)”的情況下，按照以下步驟，轉(zhuǎn)換電壓指令定時器比較值。也就是，第一步，按照值的大小來比較3個相的調(diào)制用電壓指令定時器比較值， 將被設定最小值的相定為基準電壓相；第二步，將基準電壓相的定時器比較值作為校正值， 從各相的調(diào)制用定時器比較值中減去。通過以上的動作，就可以改變依照電流相位區(qū)間選定的基準電壓相，同時，將3個相的調(diào)制用電壓指令定時器比較值轉(zhuǎn)換為2個相的調(diào)制用定時器比較值。然后，將該轉(zhuǎn)換后的2個相的調(diào)制用電壓指令定時器比較值輸出到PWM信號生成器。在此，為了比較轉(zhuǎn)換前的3個相的調(diào)制用電壓指令定時器比較值和轉(zhuǎn)換后的2個相的調(diào)制用電壓指令定時器比較值，附圖21表示電壓調(diào)制率為90%情況下的這些波形。另外，圖21 (a)表示3個相的調(diào)制用電壓指令定時器比較值的波形，而圖21(b)表示2個相的調(diào)制用電壓指令定時器比較值的波形。除此以外，表記內(nèi)容與上圖18相同，在此省略說明。接下來，附圖22表示上述圖21 (b)所示的相位角為105度時的三角波P麗定時器的動作和母線電流的流動。另外，由于此處的表記與上述圖2相同，所以在此，省略各部的說明。此外，由于電壓相位角是105度，所以基準電壓相就是W相，W相的電壓指令定時器比較值被設定為0%。由此，在PWM周期的一個周期的期間中，W相的下側(cè)開關(guān)元件的晶體管總是ON。進一步，附圖23表示上述圖22所示的PWM周期的前半周期中的、相電流的流動。這里，圖23(a)表示上述圖22的期間(1)的相電流的流動，圖23(b)表示上述圖22的期間⑵的相電流的流動，另外，圖23(c)表示上述圖22的期間(3)的相電流的流動。另外，由于電流相位角是105度，所以就各個相電流而言，U相被分配為吸入側(cè)的最大電流相， V相被分配為吐出側(cè)的最小電流相，W相被分配為吐出側(cè)的中間電流相。接下來，針對上述圖22中的期間⑴至期間(3)之間的U相的相電流的動作，進行以下的說明。上述圖22中的期間(1)表示了使W相的相電流增加的期間。而且，如圖23(a)所示，在該期間中，相當于最大電流相的U相的相電流流過U相的上側(cè)開關(guān)元件的晶體管，返回電機線圈。此外，上述圖22中的期間(2)表示了使V相和W相的相電流增加的期間。而且， 如圖23 (b)所示，該期間也是，相當于最大電流相的U相的相電流流過U相的上側(cè)開關(guān)元件的晶體管，返回電機線圈。進一步，上述圖22中的期間C3)表示了施加電壓零期間中，這里，各相的下側(cè)開關(guān)元件均為ON的狀態(tài)。另外，如圖23(c)所示，各相的相電流在下側(cè)開關(guān)元件與各電機線圈之間作為續(xù)流電流流動。另外，在該期間中，相當于最大電流相的U相的相電流流過U相的下側(cè)開關(guān)元件的續(xù)流二極管，然后返回電機線圈。因此，在該期間(3)，如果進行與上述實施例2同樣的測量動作，可以測量各相的相電流。就像以上詳述的那樣，通過對本實施例3的2相調(diào)制方式的電機控制裝置使用上述的轉(zhuǎn)換方法，就可以輸出使電流相位具有關(guān)聯(lián)性的2相調(diào)制方式的PWM信號，所以，即便是基準電壓相與最大電流相為同一相，在PWM周期的前半周期內(nèi)，也一定設有1次最大電流相的相電流流過續(xù)流二極管的施加電壓零期間。因此，使用該期間，同樣可以利用再生電流來測量相電流。〈實施例3的變形例〉以下說明的變形例與上述的變形例相同，目的是填補因上述實施例3的相電流測量而造成的電機3的不足的電流，防止電機3的輸出轉(zhuǎn)矩的下降。其詳細內(nèi)容將在以下說明。另外，作為其概要就是，對上述實施例3說明的相電流測定器11和PWM信號生成器14 追加以下的動作，通過暫時校正電壓指令定時器比較值來填補電機3的電流。另外，由于追加在PWM信號生成器14的動作與上述實施例1的變形例相同，所以，在此省略其說明。還有，由于在追加到相電流測定器11的動作中，對于求取定時器校正值的動作也與上述實施例2的變形例相同，所以在此省略說明。換言之，以下僅對進一步追加在上述實施例2的變形例的動作進行說明。首先，說明上述實施例2的變形例的動作的缺點。那就是，在上述實施例2的變形例中說明的相電流測定器11，與上述實施例3說明的基準電壓相無關(guān)，求出定時器校正值。 所以，相當于基準電壓相的相的定時器校正值有可能被設定成零以外。如果相當于基準電壓相的相的定時器校正值被設定成零以外，被設定的值由PWM信號生成器14相加，這樣，作為上述實施例3特征的2相調(diào)制方式的動作就會失敗。所以，本變形例6中，將對上述實施例2的變形例所示的定時器校正值，建立與基準電壓相之間的關(guān)聯(lián)性，并由此進行再次校正，使相當于基準電壓相的相的定時器校正值總維持為零。以下，利用附圖M的流程圖對該再次校正的內(nèi)容進行詳細說明。圖M是本變形例中表示追加在相電流測定器的動作的流程圖。就是，根據(jù)矢量控制器求得的基準電壓相，對上述實施例2的變形例中得到的各相的定時器校正值進一步再校正。首先，在流程圖的前端，確認相當于基準電壓相的相的定時器校正值是否為零(步驟 S241)。其結(jié)果，如果為零(“YES”)，就直接將上述實施例2的變形例中得到的各相的定時器校正值作為有效值(步驟S242)。接下來，如果是零以外(”NO”)，就從各相的定時器校正值中減去相當于基準電壓相的相的定時器校正值，將相減之后的各相的定時器校正值作為有效值(步驟S243)。另外，在本圖M中，為了提高減法算式的可讀性，將相當于基準電壓相的相的定時器校正值代入變量Th進行表記。根據(jù)以上內(nèi)容，相當于基準電壓相的相的定時器校正值，可以總被維持在零，進一步，希望校正的相間電壓部分也可以維持。最后，利用附圖25、附圖沈、還有附圖27，對應用上述變形例情況下的三角波PWM 定時器和開關(guān)元件的動作以及母線電流的變化進行說明。另外，由于各圖的表記與上述圖 2相同，所以在此省略各部的說明。
首先，對表示“同一相位”情況的圖25進行說明。實際的電機3的電流相位角和矢量控制器13的電流相位角的狀態(tài)，以與上述圖20相同的狀態(tài)表示。因此，電流相位角是 105度，所以電流相位區(qū)間是“1”。就各相而言，U相相當于C相，V相相當于B相，W相相當于A相。此外，本圖25以與圖19相同的狀態(tài)，示出了各相的電壓指令定時器比較值的設定內(nèi)容。其中，由于上述實施例3的動作，W相相當于基準電壓相。下面，繼續(xù)說明“同一相位”的情況。在該“同一相位”的情況下，動作與上述實施例2的變形例相同，也就是，在PWM周期的前半周期依次進行2個動作。首先是PWM信號生成器14根據(jù)矢量控制器13設定的電壓指令定時器比較值，對電機3提供電流；其次是相電流測定器11輸出相電流測量用信號， 使電機3的電流再生，從而測量相當于A相的W相和相當于B相的V相的電流。另外，這里，輸出電流相位區(qū)間為“1”情況下的相電流測量用信號，進行測量。然后，在后半的半周期中，PWM信號生成器14通過校正相當于C相的U相的電壓指令定時器比較值，來對V相和W相的相電流進行1次填補。接下來，說明表示“超前相位”情況的圖26。該動作例，示出了矢量控制器13將電流相位角視為115度、且電機3的電流相位角是55度的狀態(tài)。由于矢量控制器13將電流相位角視為115度，所以，電流相位區(qū)間就是“1”。就各相而言，U相相當于C相，V相相當于B相，W相相當于A相。另一方面，由于電機3的電流相位角為55度，所以就實際的各相電流而言，U相被分配為吸入側(cè)的中間電流相；V相被分配為吐出側(cè)的最大電流相；W相被分配為吸入側(cè)的最小電流相。另外，在本圖26中，各相的電壓指令定時器比較值的設定內(nèi)容是以圖19相同的狀態(tài)表示。但是，由于上述實施例3的動作，W相在此相當于基準電壓相。 下面，繼續(xù)說明超前相位的情況。在“超前相位”的情況下，由于相電流測定器11在測量2個相的再生電流之后，在輸出第一次的相電流測量用信號的時間點，檢出沒有母線電流，由此判斷是“超前相位”。然后，由于電流相位區(qū)間為“1”，所以相電流測定器11首先對各相的定時器校正值進行以下值的設定。相當于A相的相的定時器校正值=(+)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于B相的相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于C相的相的定時器校正值=0這里為了容易理解以后的說明，將上述內(nèi)容置換為更為具體的相來表示，內(nèi)容如下。W相的定時器校正值=⑴測量1個相所需要的規(guī)定時間V相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間U相的定時器校正值=0接下來，相電流測定器11按照上述圖M所示的流程圖，對各相的定時器校正值進行再次校正。其結(jié)果，各相的定時器校正值被更新為以下內(nèi)容。W相的定時器校正值=0V相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間X2倍U相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間然后，將上述定時器校正值輸出到PWM信號生成器14，在PWM周期的后半的半周
23期，通過校正電壓指令定時器比較值，來校正U相和W相的相電流。接下來，說明表示“滯后相位”情況的圖27。該動作例，示出了矢量控制器13將電流相位角視為115度、并且電機3的電流相位角是125度的狀態(tài)。由于矢量控制器13將電流相位角視為115度，所以，電流相位區(qū)間就是“1”。就各相而言，U相相當于C相，V相相當于B相，W相相當于A相。另一方面，由于電機3的電流相位角為125度，所以就實際的各相電流而言，U相被分配為吸入側(cè)的中間電流相；V相被分配為吸入側(cè)的最小電流相；W相被分配為吐出側(cè)的最大電流相。另外，在本圖27中，各相的電壓指令定時器比較值的設定內(nèi)容以與圖19相同的狀態(tài)表示。但是，由于上述實施例3的動作，W相在此相當于基準電壓相。下面，繼續(xù)說明滯后相位的情況。在“滯后相位”的情況下，由于相電流測定器11在測量2個相的再生電流之后，在輸出第3次的相電流測量用信號的時間點，檢出沒有母線電流，由此判斷是滯后相位。另外，由于電流相位區(qū)間為“1”，所以相電流測定器11首先對各相的定時器校正值進行以下值的設定。相當于A相的相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于B相的相的定時器校正值=(+)測量1個相所需要的規(guī)定時間相當于C相的相的定時器校正值=0這里為了容易理解以后的說明，將上述內(nèi)容置換為更為具體的相來表示，內(nèi)容如下。W相的定時器校正值=(-)測量1個相所需要的規(guī)定時間V相的定時器校正值=(+)測量1個相所需要的規(guī)定時間U相的定時器校正值=0接下來，相電流測定器11按照上述圖M所示的流程圖，對各相的定時器校正值進行再次校正。其結(jié)果，各相的定時器校正值被更新為以下內(nèi)容。W相的定時器校正值=0V相的定時器校正值=⑴測量1個相所需要的規(guī)定時間X2倍U相的定時器校正值=(+)測量1個相所需要的規(guī)定時間然后，通過將上述定時器校正值輸出到PWM信號生成器14，在PWM周期的后半的半周期，校正電壓指令定時器比較值，從而校正U相和V相的相電流。由此，根據(jù)本變形例，可以填補因上述實施例3進行的相電流測量而造成的電機3 的不足的電流，防止電機3輸出轉(zhuǎn)矩的下降。
權(quán)利要求
1.一種電機控制裝置，具備控制電路，通過矢量控制來生成PWM信號；變換器電路，內(nèi)置6個開關(guān)元件和它們各自的續(xù)流二極管；直流電源，向電機供給電流；和電流檢測器，用來在連接所述直流電源和所述變換器電路的母線上檢測對所述電機的供給電流，其特征在于，所述控制電路，根據(jù)由矢量控制而運算求得的電流相位角，在所述母線上沒有電流的期間中，將用來從所述電機向所述直流電源側(cè)再生電流的信號輸出到所述變換器電路，并且還設置母線電流測量機構(gòu)，在進行該再生時，根據(jù)流入設在所述母線上的所述電流檢測器的再生電流，測量所述電機的相電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機控制裝置，其特征在于，所述控制電路通過3相調(diào)制方式，控制所述變換器電路的開關(guān)元件，而且在所述變換器電路的最大電流相的電流通過續(xù)流二極管的期間，通過將所述最大電流相以外的一個相的開關(guān)元件關(guān)斷，使電流從所述電機向所述直流電源側(cè)再生。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機控制裝置，其特征在于，所述控制電路還具備通過校正PWM信號的占空比，來填補因所述再生而減少的對所述電機的供給電流的機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機控制裝置，其特征在于，所述控制電路通過3相調(diào)制方式，控制所述變換器電路的開關(guān)元件，并且，以所述矢量控制運算求得的電流相位角為基礎，預先設定至少3個相的通電模式，根據(jù)該通電模式，至少在3個不同的相區(qū)間，控制所述變換器電路的各開關(guān)元件，利用通過該控制而出現(xiàn)在所述母線上并由所述母線電流測量機構(gòu)測量的再生電流，求出各相的電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機控制裝置，其特征在于，所述控制電路還具備通過校正PWM信號的占空比，來填補因所述再生而減少的對所述電機的供給電流的機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機控制裝置，其特征在于，所述控制電路通過2相調(diào)制方式，控制所述變換器電路的開關(guān)元件，并且，以所述矢量控制運算求得的電流相位角為基礎，預先設定至少3個相的通電模式，根據(jù)該通電模式，至少在3個不同的相區(qū)間，控制所述變換器電路的各開關(guān)元件，利用通過該控制而在所述母線上流動并由所述母線電流測量機構(gòu)測量的再生電流，求出各相的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機控制裝置，其特征在于，所述控制電路還具備通過校正PWM信號的占空比，來填補因所述再生而減少的對所述電機的供給電流的機構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機控制裝置，其特征在于，所述電機是無刷電機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機控制裝置，其特征在于，所述電機作為壓縮機或風扇的動力部，被用于空調(diào)機或冰箱。
10.一種相電流檢測方法，用于在電機控制裝置中檢測相電流，該電機控制裝置具備 控制電路，通過矢量控制來生成PWM信號；變換器電路，內(nèi)置6個開關(guān)元件和它們各自的續(xù)流二極管；直流電源，向無刷電機供給電流；和電流檢測器，用來在連接所述直流電源和所述變換器電路的母線上檢測對所述電機的供給電流，其特征在于，根據(jù)通過矢量控制而運算求得的電流相位角，求出在所述母線上沒有電流的期間， 在所述母線上沒有電流的期間中，控制所述變換器電路，使電流從所述電機向所述直流電源側(cè)再生，通過所述電流檢測器，測量所述母線上流動的再生電流， 根據(jù)所述測量的再生電流，求出各相電流。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適于壓縮機和風扇的動力部、以極低的轉(zhuǎn)速也能高效驅(qū)動電機的電機控制裝置及其相電流檢測方法。電機控制裝置具備控制電路，通過矢量控制來生成PWM信號；變換器電路，內(nèi)置6個開關(guān)元件和它們各自的續(xù)流二極管；直流電源，向無刷電機供給電流；和電流檢測器，用來在連接直流電源和變換器電路的母線上檢測對電機的供給電流。根據(jù)矢量控制運算求出的電流相位角，求出母線上沒有電流的期間。在該母線上沒有電流的期間中，控制變換器電路，使電流從電機向直流電源側(cè)再生。通過電流檢測器，測量母線上流動的再生電流。根據(jù)測量的再生電流，求出各相電流。
文檔編號H02P21/04GK102215023SQ20101025675
公開日2011年10月12日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者樋爪達也 申請人:日立空調(diào)·家用電器株式會社