[發明專利]逆變器控制裝置以及冷凍空調裝置

有效

• 申請號: 201210070700.9
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102684541A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 桑原靖;松下真也;齊藤勝彥;福田雅裕
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;F24F11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 崔成哲

技術領域

本發明涉及一種控制搭載在空氣調節器等電氣設備的逆變器的逆變器控制裝置、以及具備該逆變器控制裝置的空氣調節器。

背景技術

在逆變器中，一般伴隨構成逆變器的開關元件的開關動作而產生開關噪聲，并且產生開關損耗。在逆變器控制中，優選同時降低該開關噪聲和開關損耗，但是噪聲產生降低和開關損耗降低對于逆變器而言是相反的要求，因此其實現不簡單。

與此相對，在以往的逆變器控制裝置中有如下裝置(例如，參照專利文獻1)：要通過監視搭載了逆變器的設備的發熱量并根據該發熱量來切換連接在逆變器的開關元件上的柵極電阻的電阻值來調整逆變器中的噪聲產生量和開關損耗量。

專利文獻1：日本特開2008-278584號公報

發明內容

在搭載了逆變器裝置的以往的空氣調節器中，在戶外空氣溫度為低溫時進行加熱運行(低戶外空氣加熱)的情況下需要高加熱能力，冷凍循環的壓縮機以最大轉速運行，因此馬達電流成為最大，但是由于在逆變器驅動元件中通常安裝有冷卻風扇來實施室外機風扇的強制空氣冷卻，因此即使馬達電流為最大也抑制逆變器驅動元件的溫度上升。因此，無法從對開關元件的檢測溫度正確地掌握逆變器驅動元件中的開關損耗量。因而，有如下課題：即使將如專利文獻1那樣只根據搭載了逆變器裝置的設備的發熱量來切換柵極電阻的電阻值的逆變器控制裝置應用于空氣調節器，也無法實現逆變器的高效率的控制。

另外，在空氣調節器中根據運行狀態由逆變器裝置產生的噪聲產生量發生變動。例如，在冷卻運行時戶外空氣溫度低的情況、如除濕運行那樣是空調輕負載運行的情況、或者配電電壓高(直流母線電壓高)的情況下，具有產生噪聲變大的傾向。因此，在以往的空氣調節器中需要將噪聲產生量抑制到由法規等確定的基準值以下，因此將作為噪聲產生的主因的逆變器驅動元件的開關時間固定為大的值來進行了設定。然而，當這樣進行將開關時間固定為大的值的調整時，在使空氣調節器過負載運行時導致開關損耗變得更大，產生空調運行能力的下降以及逆變器控制的效率下降。與該開關損耗的增加相對應，還需要將逆變器裝置的熱冷卻風扇更大型化。另外，在將設計基準設定為相對于法規等基準值具有充分的余量的水平來進行噪聲設計的情況下，還存在噪聲應對部件的大型化、部件數量增多、成本變高的課題。

該發明是為了解決如上述那樣的課題而作出的，本發明的第1目的在于獲得一種即使被逆變器驅動的設備的運行狀態發生改變也實現考慮了逆變器裝置中的噪聲產生與損耗產生這兩者的最優的逆變器驅動的逆變器控制裝置。另外，第2目的在于獲得一種能夠進行考慮了噪聲產生與損耗產生這兩者的最優的運行的冷凍空調裝置。

本發明逆變器控制裝置，控制將直流電源的直流電力轉換為交流電力來驅動電動機等負載的逆變器主電路，該逆變器控制裝置的特征在于，具備：PWM信號生成部，生成用于對所述逆變器主電路具有的多個開關元件進行導通、截止控制的PWM信號；運行狀態檢測部，根據所述逆變器主電路的直流母線電壓、在所述逆變器主電路與所述負載之間流過的馬達電流、以及對于所述負載的運行指令，來檢測所述負載的運行狀態；柵極電阻切換信號生成部，與所述運行狀態相對應地生成柵極電阻切換信號；以及柵極電阻切換部，使用所述柵極電阻切換信號來切換與所述逆變器主電路的開關元件的柵極端子連接的柵極電阻。

本發明的逆變器控制裝置能夠根據負載的運行狀態來將驅動逆變器裝置的開關元件的柵極電阻切換為最優，因此能夠實現使產生噪聲與損耗(開關損耗)的折衷為最優的逆變器驅動。另外，由此能夠實現噪聲濾波器部件的削減，獲得包含負載裝置的裝置整體的小型化、低成本化、以及功耗降低的效果。

附圖說明

圖1是表示實施方式1中的逆變器控制裝置的結構的圖。

圖2是表示實施方式1中的下臂柵極電阻切換部的結構的圖。

圖3是實施方式1中的運行狀態檢測部的動作流程圖。

圖4是實施方式1中的開關時間切換信號生成部的動作流程圖。

圖5是說明實施方式1中的運行狀態模式與開關動作以及柵極電阻值的關系的圖。

圖6是說明實施方式1中的運行狀態模式對應的控制的效果的圖。

圖7是表示實施方式1中的上臂柵極電阻切換部的結構的圖。

圖8是說明實施方式1中的運行狀態模式1的控制的圖。

圖9是表示開關噪聲產生量與柵極電阻的關系的圖。

圖10是表示開關噪聲產生量與馬達電流的關系的圖。

圖11是表示開關噪聲產生量與直流母線電壓的關系的圖。