[發明專利]電動機驅動裝置、無刷電動機以及電氣設備

在審

• 申請號: 201310740400.1
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103973175A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 坪內俊樹;細川智也
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00;H02M1/32
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及一種供于空氣調節器的鼓風扇等電氣設備的電動機驅動裝置、無刷電動機，特別涉及一種包括防止由直流電源與逆變器部的連接狀況不佳所導致的破壞和故障的功能的電動機驅動裝置、無刷電動機以及電氣設備。

背景技術

以往的電動機驅動裝置具備向電動機等感性負載提供驅動電力的逆變器部。該逆變器部是從直流電源被提供直流電力的。而且，在被提供該直流電力的直流電源輸入端的正負之間設置有電容器(capacitor)(例如參照日本專利特開2011-41471號公報)。電容器是以如下目的而設置的：減輕隨著逆變器部的開關元件的動作而產生的電壓變動、噪聲。一般來說，直流電源經由連接器(connector)等連接單元與電動機驅動裝置等的逆變器部連接。

連接器一般在直流電源的輸出電壓為零或者減小至充分小的值的狀態下與直流電源進行連接。之后，使直流電源的輸出電壓增大到額定電壓來進行逆變器部的運轉。另外，連接器的斷開是在使直流電源的輸出電壓從額定電壓變為零、或者減小至充分小的值的狀態下進行的。

在大量生產的這些電動機驅動裝置中，還存在以下的情況：由于接觸不良、人為失誤、電源的機器錯誤等，在直流電壓為額定電壓或者與其相近的值的狀態下直接連接連接器等連接單元。因此，存在逆變器部發生故障這樣的問題。

圖7是表示以往的電動機驅動裝置210的框圖。該以往的電動機驅動裝置210具備逆變器部2和電容器部300。

在圖7中，輸出電源輸出電壓V_DCout的直流電源1的正負的輸出電壓經由連接部5電連接于向逆變器部2的直流電源輸入端子Tv、Tg。代表連接部5的有連接器。在正的輸入端子Tv與負的輸入端子Tg之間設置有電容器C1作為電容器部300。另外，逆變器部2的驅動輸出連接于電動機400所具備的繞組、即電感負載4。在圖中，為了便于說明，以開閉器SW1、SW2來表示連接部5。并且，在圖7中，作為直流電源輸入中的等效電路，示出了等效電感成分Lv。

另外，圖8是電容器C1的等效電路圖。從圖8可知，實際的電容器不僅具有靜電電容Cs，還具有電感成分Ls、電阻成分Rs。

接著，使用圖9的特性圖來說明如上那樣構成的以往的電動機驅動裝置210的動作。

圖9的(a)表示從直流電源1輸出的電源輸出電壓V_DCout，示出了該電源輸出電壓V_DCout為電壓V_DC0伏特的情況。在此，電壓V_DC0伏特是電動機驅動裝置210的額定電壓。另外，圖9的(b)表示向電容器C1的充電電流I_DC。另外，圖9的(c)表示輸入端子Tv處的電壓、即電動機輸入電壓V_DCin。

在圖9中，在作為初始狀態的時刻t=t₀，連接部5的開閉器SW1、SW2處于斷開狀態，電動機輸入電壓V_DCin為0伏特。

接著，當在時刻t=t₁連接部5的開閉器SW1、SW2變為閉合狀態時，從直流電源1向電容器C1流通充電電流I_DC，電容器C1被充電，電動機輸入電壓V_DCin增大。在此，如上所述，在從直流電源1到輸入端子Tv的電源提供線上，存在等效的電感成分Lv。因此，根據充電電流I_DC的變化率di/dt與電源提供線上的電感成分Lv之積，電動機輸入電壓V_DCin超過電壓V_DC0伏特而過大地增大。然后，在時刻t=t₂，電動機輸入電壓V_DCin產生峰值電壓，該峰值電壓為超過了額定電壓V_DC0伏特的電壓V_DCp1伏特。之后，為了收斂到額定電壓V_DC0，電容器C1放電。在時刻t=t₃以后，電源輸出電壓V_DCout和電動機輸入電壓V_DCin收斂到電壓V_DC0伏特。

這樣，在以往的電動機驅動裝置210中，存在以下問題：會產生如電壓V_DCp1伏特那樣的峰值電壓。而且，當該峰值電壓超過逆變器部2的絕對最大額定電壓V_DCmax時，會致使逆變器部被破壞。