馬達驅動裝置的制造方法
【專利說明】馬達驅動裝置
[0001 ] 相關申請的相互參考
[0002]本申請以2013年9月19日申請的日本專利申請2013-194513為基礎，在此引用其記載的內容。
技術領域
[0003]本發明涉及使用逆變器電路來驅動馬達的馬達驅動裝置。
【背景技術】
[0004]—直以來，存在例如如下馬達驅動裝置，其通過逆變器電路的開關元件的開關對直流電壓進行PWM調制以轉換為交流，并將電壓輸出到三相的馬達線圈，從而對無位置傳感器的三相馬達進行驅動。這樣的馬達驅動裝置中，關于P麗調制時的調制方式，已知有通過采用將一部分相的開關元件的開關狀態固定的調制方式，例如采用二相調制方式，來降低損失(例如，參照下述專利文獻I。)。
[0005]然而，上述現有技術的馬達驅動裝置中，例如直流電壓的供電源是搭載在車輛等移動體上的蓄電池等的情況下，來自供電源的施加電壓容易發生變動。于是，施加電壓變得比較大時，切換逆變器電路的固定相時產生的電涌電壓變大，存在電涌電壓超過電路構成零件的容許上限電壓的問題。
[0006]以往技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本專利特開2012-110171號公報
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于，提供一種即使施加電壓變動也能夠抑制電涌電壓的產生的馬達驅動裝置。
[0010]在本發明的方式中，馬達驅動裝置，具備:逆變器電路，其具有開關元件，該開關元件與具有三相的馬達線圈的馬達的各相對應地設置，所述逆變器電路通過伴隨著切換所述開關元件的開關狀態的開關動作的PWM調制，將由供電源施加的直流的施加電壓轉換為交流電壓，向所述各相的馬達線圈輸出；電壓檢測裝置，其檢測所述施加電壓的值；以及控制裝置，其控制所述逆變器電路的所述PWM調制，所述控制裝置能夠以第I調制方式和第2調制方式選擇性地切換所述PWM調制的方式，所述第I調制方式將所述三相中的一部分相所對應的所述開關元件的所述開關狀態固定，切換剩余相所對應的所述開關元件的所述開關狀態，所述第2調制方式切換所述三相所對應的所述開關元件的開關狀態，在選擇所述第I調制方式時，在所述電壓檢測裝置檢測出的所述施加電壓的值達到規定電壓值以上的情況下，將所述PffM調制的方式從所述第I調制方式切換為所述第2調制方式。
[0011]在上述的馬達驅動裝置中，在施加電壓變得比較大的情況下，對逆變器電路選擇沒有固定相的調制方式。由此，在施加電壓較大的情況下，逆變器電路的固定相的切換所伴隨的電涌電壓不會產生。這樣一來，即使施加電壓發生變動也能夠抑制電涌電壓的產生。
【附圖說明】
[0012]關于本發明的上述目的及其他目的、特征、效果，參照附圖根據下述詳細內容而得以明確。其附圖如下所示。
[0013]圖1是將適用了本發明的第I實施方式的馬達驅動裝置以一部分方框示出的電路圖。
[0014]圖2是示出電動壓縮機的概略構造的剖面圖。
[0015]圖3是示出控制裝置的概略控制動作的流程圖。
[0016]圖4是示出基本調制波的調制度較低情況下的二相調制的波形、以及同一調制度下的三次諧波校正三相調制的波形的一相的實例的圖表。
[0017]圖5是示出基本調制波的調制度比圖4高的情況下的二相調制的波形、以及對同一調制度時的三次諧波校正三相調制進行了調制度限制的波形的一相的實例的圖表。
[0018]圖6是示出對圖5的三次諧波校正三相調制進行了調制度限制時的電容器70的電壓變動波形的實例的圖表。
[0019]圖7是示出相對于對三次諧波校正三相調制進行了調制度限制的情況下，作為比較例的二相調制的波形以及三次諧波校正三相調制的波形的圖表。
[0020]圖8是示出進行了圖7的二相調制時的電容器70的電壓變動波形的實例的圖表。
[0021]圖9是示出進行了圖7的三次諧波校正三相調制時的電容器70的電壓變動波形的實例的圖表。
[0022]圖10是示出對其他實施方式的第I調制方式使用了三相調制方式時的一例的圖表。
【具體實施方式】
[0023]下面，一邊參考附圖，一邊對用以實施本揭示的多個實施方式進行說明。在各實施方式中，有時會對與前面的實施方式中已說明過的事項對應的部分標注同一參考符號并省略重復的說明。在各實施方式中，在僅對構成的一部分進行說明的情況下，對于構成的其他部分，與前面已說明過的實施方式一樣。在各實施方式中，不僅是具體說明的部分可進行組合，只要組合不存在特別障礙，實施方式彼此之間也可進行部分組合。
[0024](第丨實施方式)
[0025]參照圖1?圖9對適用了本發明的第I實施方式進行說明。
[0026]如圖1所示，本實施方式的馬達驅動裝置是用于驅動電動壓縮機10的同步馬達12的裝置。同步馬達12是高壓電動機，相當于本實施方式的馬達。電動壓縮機10是在將例如二氧化碳等作為制冷劑的車輛用空調裝置的熱栗循環中配設的壓縮機，通過內置的同步馬達12驅動作為負載的壓縮機構11。
[0027]電動壓縮機10是在壓縮機構11壓縮并排出氣相制冷劑的電動壓縮機。壓縮機構11在例如制冷劑是二氧化碳制冷劑的情況下，將其壓縮到臨界壓力以上并排出。本實施方式的同步馬達12是具有例如對埋設了磁鐵的轉子進行旋轉驅動的四極三相線圈的同步馬達。
[0028]圖1所示的直流電源20是由能夠輸出例如288V電壓的高壓電池構成的直流電壓供電源。在從直流電源20向逆變器電路40延伸的一對母線30上配設有高壓繼電器系統50。高壓繼電器系統50由多個繼電器和電阻構成。高壓繼電器系統50具有以下功能:通過在施加高壓時，在具有電阻的路徑開始了電壓施加之后切換到沒有電阻的路徑，從而使浪涌電流不流入母線30。
[0029]另外，高壓繼電器系統50在對電動壓縮機10等檢測到異常狀態的情況下，切斷供電路徑。
[0030]如圖1所示，在作為從直流電源20向逆變器電路40的電力供給路徑的一對母線30之間，設置有作為平滑裝置的電容器60、70。電容器60是為了使受其他電氣裝置9的影響發生變動的電壓平滑而設置的，該其他電氣裝置9與逆變器電路40相對于母線30并聯連接。這里，作為電氣裝置9，例舉有車輛行駛用馬達驅動裝置、充電裝置、降壓DC/DC轉換裝置等。
[0031]例如在車輛上搭載有多個馬達驅動裝置，在電氣裝置9是車輛行駛用馬達驅動裝置的情況下，由直流電源20供電的馬達驅動裝置之中，電氣裝置9是主驅動裝置，包含逆變器電路40的驅動裝置是從屬驅動裝置。這里，作為主驅動裝置，例如是從直流電源20供電的輸入電力比從屬驅動裝置大的裝置。另外，主驅動裝置有時是在向兩驅動裝置的供電困難時被優先供電的裝置。
[0032 ]在向電氣裝置9的輸入電力相對于經由逆變器電路40向電動壓縮機1的輸入電力大到例如為10倍以上的情況下，由于電氣裝置9的影響，從直流電源20經由母線30向逆變器電路40施加的電壓的變動容易變大。電容器60為了抑制該電壓變動而設置。
[0033]電容器70為了吸收伴隨著逆變器電路40的開關元件的開關而產生的電涌、紋波而設置。電容器70是電容較小的電容器，致力于零件體形的小型化。
[0034]在一根母線30的電容器60的連接點與電容器70的連接點之間配設有線圈80。線圈80是為了抑制在母線30間并聯設置的兩個電容器60、70的干涉而設置的。線圈80以對由于電容器60與電容器70的關系而產生的共振頻率進行變更等為目的而設置。作為電容要素的電容器70和作為線圈要素的線圈80構成所謂的LC濾波電路。
[0035]線圈80是所謂的普通線圈。線圈80也能夠作為連接電容器60和電容器70的配線的線圈成分。另外，也能夠在電容器60和電容器70之間設置所謂的普通線圈進行利用。
[0036]逆變器電路40由與同步馬達12的定子線圈對應的U相、V相、W相的三相的支路構成，其通過PffM調制將經由母線30被輸入的直流電壓轉換為交流并輸出。
[0037]U相支路由將開關元件和回流用的二極管反并聯連接而成的圖示上方的上支路、與同樣開關元件和二極管反并聯連接而成的圖示下方的下支路串聯連接地構成。U相支路中，從上支路和下支路的連接部延伸出來的輸出線45與馬達線圈連接。V相支路和W相支路也同樣由開關元件和二極管構成，從上支路和下支路的連接部延伸出來的輸出線45與馬達線圈連接。
[0038]開關元件能夠使用例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)等元件。另外，也可以是將由開關元件和二極管構成的支路、例如將IGBT和逆導通用二極管集成到一個芯片而成的功率半導體RCIGBT(Reverse Conducting InsulatedGate Bipolar Transistor:逆導型絕緣柵雙極晶體管)等開關元件。
[0039]在輸出線45設置有對在一相或者多相的輸出線45中流動的電流進行檢測的電流檢測裝置90。電流檢測裝置90能夠采用變流器(Current Transformer)方式、霍爾元件方式、分流電阻方式等。電流檢測裝置90向控制裝置100輸出檢測到的電流信息。
[0040]在一對母線30之間設置有例如在電容器70的連接部位對母線30之間的電壓進行檢測的電壓檢測裝置95。電壓檢測裝置95能夠采用電阻分壓方式等。電壓檢測裝置95向控制裝置100輸出檢測到