專利名稱：無整流子電動機(jī)的控制裝置及異常檢測方法和空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無整流子電動機(jī)的控制裝置及異常檢測方法和空調(diào)器。
眾所周知，以往的無傳感器無整流子電動機(jī)都是設(shè)有三相的定子繞組，用來將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上，并設(shè)定定子繞組的通電組合方，使其經(jīng)常保持一相為非通電相，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，由比較電路根據(jù)規(guī)定的基準(zhǔn)電壓對非通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓進(jìn)行對比，再根據(jù)比較電路的比較輸出信號來切換各定子繞組的通電方式。在這種無整流子的電動機(jī)中，逆變器的開關(guān)晶體管起到靜止型整流子的作用，能夠檢測出短路異常和起動不良。當(dāng)逆變器出現(xiàn)短路異常時(shí)，由串聯(lián)在電動機(jī)的電流電路中的電流檢測器檢測電動機(jī)的電流，如果檢測電流達(dá)到規(guī)定值以上時(shí)，便判定逆變器的晶體管短路，從而停止向電動機(jī)供電。
另一方面，在無整流子電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，將非通電繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，根據(jù)其變化檢出所裝永磁轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，并以該位置檢測點(diǎn)為基準(zhǔn)，順序進(jìn)行通電相的切換。
可是，由于電動機(jī)起動時(shí)轉(zhuǎn)子并不旋轉(zhuǎn)，所以不通電的定子繞組中也不產(chǎn)生感應(yīng)電壓。因此，起動時(shí)是對定子繞組進(jìn)行稱之為強(qiáng)制換流的無位置檢測的通電相切換。而且，經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間，通過這種強(qiáng)制換流，估計(jì)在能夠檢測到感應(yīng)電壓的適當(dāng)時(shí)刻才能根據(jù)位置檢測進(jìn)行固有的換流切換。
可是當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子受到約束或驅(qū)動逆變器的驅(qū)動電路不能正常動作時(shí)，電動機(jī)就不能正常旋轉(zhuǎn)，因此即使經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的強(qiáng)制換流之后，仍不能進(jìn)行位置檢測，這時(shí)便中止起動，并且通知出現(xiàn)了起動不良的異常現(xiàn)象。
在上述無整流子電動機(jī)中，出現(xiàn)起動不良的異常現(xiàn)象時(shí)，在所能考慮到的異常原因中，可能性最大的有以下三種(1)由電動機(jī)的轉(zhuǎn)子受到約束等機(jī)械故障引起的電動機(jī)不旋轉(zhuǎn)。
(2)由逆變器或驅(qū)動電路的故障引起的缺相輸出。
(3)由位置檢測電路中的元件故障引起的不能進(jìn)行位置檢測。
這些故障以往都作為起動不良顯示?？墒?，故障發(fā)生后，維修人員進(jìn)行修理時(shí)必須進(jìn)行下述的作業(yè)如果屬上述(1)的原因，則更換有問題的電動機(jī)；如為(2)的原因，則要更換逆變器元件或逆變電路或者檢查確認(rèn)它們之間的接線連接情況；如為(3)的原因，則要更換位置檢測電路。所以在故障發(fā)生后，維修人員就必須判斷是這三者中的哪一種故障。
另外，如果電路部分即(2)、(3)中的逆變、驅(qū)動電路、位置檢測電路者設(shè)在同一個(gè)印刷電路板上時(shí)，就要更換這塊印刷電路板，這樣，就不必辨別(2)和(3)，只要將(1)同(2)、(3)區(qū)別開來就可以了。
可是，以往沒有將(1)電機(jī)故障引起的不旋轉(zhuǎn)同(2)、(3)的故障進(jìn)行區(qū)分的判斷方法，將任何一部分更換后，如果動作正常了，就認(rèn)為被更換的部分不良，如果雖然更換了，但再次出現(xiàn)起動不良時(shí)，就認(rèn)為未更換的部分不良，再將以前更換的部分裝回去，用新的部件更換未更換過的部分，所以作業(yè)效率不高。
此時(shí)，如果電動機(jī)是安裝在密閉型壓縮機(jī)中，就必須切斷封入制冷劑的配管，更換壓縮機(jī)本身，因此最好是能夠明確故障的具體部位。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠明確故障的具體部位的無整流子電動機(jī)的控制裝置及異常判斷方法以及應(yīng)用該裝置和方法的空調(diào)器。
本發(fā)明的無整流子電動機(jī)的控制裝置備有向各相定子繞組通電進(jìn)行切換的控制器，各相中設(shè)有比較電路，用來對無整流子電動機(jī)(它有用來將旋轉(zhuǎn)磁場加到永磁型的轉(zhuǎn)子上的三相定子繞組)的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，根據(jù)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，由這些比較電路檢測轉(zhuǎn)子位置，還設(shè)有電動機(jī)停運(yùn)時(shí)向各定子繞組提供特定的通電方式的通電裝置；在對通電裝置通電時(shí)，將根據(jù)通電方式設(shè)定的相應(yīng)的基準(zhǔn)輸出信號與比較電路的輸出信號進(jìn)行對比的比較裝置；以及根據(jù)該比較電路的比較結(jié)果檢測異常的異常檢測裝置。
本發(fā)明的無整流子電動機(jī)的控制裝置設(shè)有向各相定子繞組進(jìn)行切換通電的控制器，且在各相中設(shè)有比較電路，用來對無整流子電動機(jī)(它設(shè)有用來將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上的三相定子繞組)的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，根據(jù)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，由這些比較電路檢測轉(zhuǎn)子的位置，還設(shè)有通電裝置，用來在電動機(jī)停運(yùn)時(shí)向所有的定子繞組有選擇地提供相對于規(guī)定的基準(zhǔn)電壓為高的電壓的第1通電方式和向所有的繞組有選擇地提供相對于基準(zhǔn)電壓為低的電壓的第2通電方式；在對通電裝置進(jìn)行通電進(jìn)，將根據(jù)通電方式設(shè)定的相應(yīng)基準(zhǔn)輸出信號與比較電路的輸出信號進(jìn)行對比的比較裝置；以及根據(jù)該比較裝置的比較結(jié)果檢測異常的異常檢測裝置。
本發(fā)明的無整流子電動機(jī)的控制裝置設(shè)有第1比較電路，在無整流子電動機(jī)(它設(shè)有用來將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁鐵型的轉(zhuǎn)子上的三相定子繞組)旋轉(zhuǎn)時(shí)，對定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓與各相規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，將這些第1比較電路的比較輸出信號進(jìn)行組合，檢測轉(zhuǎn)子位置的第2比較電路；以及根據(jù)第2比較電路的輸出信號對各相定子繞組進(jìn)行切換通電的控制裝置。還設(shè)有通電裝置，用來在電動機(jī)停運(yùn)時(shí)，向1相或2相繞組提供比規(guī)定的基準(zhǔn)電壓為低的電壓，而向其余的定子繞組提供比規(guī)定的基準(zhǔn)電壓為高的電壓的多種通電方式；當(dāng)該通電裝置通電時(shí)，將根據(jù)該通電方式設(shè)定的相應(yīng)基準(zhǔn)輸出信號與第2比較電路的輸出信號進(jìn)行對比的比較裝置；以及根據(jù)該比較裝置的比較結(jié)果檢測異常的異常檢測裝置。
還設(shè)有判斷電動機(jī)是否開始運(yùn)轉(zhuǎn)的判斷裝置，該判斷裝置判斷是否開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在無整流子電動機(jī)起動之前，通電裝置向各繞組通電。
無整流子電動機(jī)的控制裝置設(shè)有向各相定子繞組進(jìn)行切換通電的控制器，且在各相中設(shè)有比較電路，用來對無整流子電動機(jī)(它有用來將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上的三相定子繞組)的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，根據(jù)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，由這些比較電路檢測轉(zhuǎn)子的位置，還設(shè)有根據(jù)與通電定子繞組相對應(yīng)的比較電路的輸出信號進(jìn)行異常檢測的異常檢測裝置。
還設(shè)有當(dāng)異常檢測裝置檢出異常時(shí)，通報(bào)出現(xiàn)異常的通報(bào)裝置。
還設(shè)有檢測流過電動機(jī)的電流的電流檢測裝置，以及當(dāng)通電裝置向定子繞組通電時(shí)電流檢測裝置檢出過電流之后，禁止向定子繞組通電的通電禁止裝置。
還設(shè)有當(dāng)通電裝置向繞組中通電時(shí)電流檢測裝置檢出過電流時(shí)，通報(bào)過電流異常的第2通報(bào)裝置。
基準(zhǔn)電壓是大致相當(dāng)于供給電動機(jī)的輸入直流電壓的中間值的電壓。
無整流子電動機(jī)的控制裝置備有根據(jù)比較電路的比較輸出信號向各相定子繞組切換進(jìn)行通電的控制器；當(dāng)無整流子電動機(jī)(它有用來將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型的轉(zhuǎn)子上的三相定子繞組)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，該比較電路用來在非通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓與三相定子繞組的中性點(diǎn)的電位進(jìn)行對比；還設(shè)有通電裝置，用來當(dāng)電動機(jī)停運(yùn)時(shí)向1相或2相定子繞組供給比規(guī)定的基準(zhǔn)電壓為低的電壓、而向其余1相定子繞組供給比基準(zhǔn)電壓為高的電壓的多種通電方式；當(dāng)通電裝置通電時(shí)，對于根據(jù)該通電方式設(shè)定的相應(yīng)基準(zhǔn)輸出信號和比較電路的輸出信號進(jìn)行對比的比較裝置；以及根據(jù)該比較裝置的比較結(jié)果檢測異常的異常檢測裝置。
無整流子電動機(jī)是安裝在密閉型壓縮機(jī)內(nèi)，用來驅(qū)動壓縮機(jī)用的電動機(jī)。
電動機(jī)是驅(qū)動送風(fēng)機(jī)用的電動機(jī)。
采用無整流子電動機(jī)的異常檢測方法時(shí)，設(shè)有向各相定子繞組進(jìn)行切換通電的控制器，在各相中設(shè)有比較電路，用來對無整流子電動機(jī)(它有用來將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上的三相定子繞組)的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，當(dāng)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)由這些比較電路根據(jù)在非通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，檢測轉(zhuǎn)子的位置，該異常檢測方法是根據(jù)與通電時(shí)的定子繞組相對應(yīng)的比較電路的輸出信號進(jìn)行異常檢測。
采用無整流子電動機(jī)的異常檢測方法時(shí)，設(shè)有向各相定子繞組進(jìn)行切換通電的控制器，在各相中設(shè)有比較電路，用來對無整流子電動機(jī)(它有用來將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上的三相定子繞組)的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，當(dāng)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)由這些比較電路根據(jù)在非通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，檢測轉(zhuǎn)子的位置，該異常檢測方法包括根據(jù)比較電路的輸出信號檢測異常的方法；按照該方法檢測異常時(shí)，在將定子繞組和逆變器的連接器斷開的狀態(tài)下，從逆變器輸出規(guī)定的頻率和電壓，檢測此時(shí)逆變器輸出的相間電壓的方法；當(dāng)測得的各相間電壓大致為同一值時(shí)，則判定比較電路為異常，在其它情況下則判定逆變電路為異常。
當(dāng)電動機(jī)停運(yùn)時(shí)，對于以特定的通電方式設(shè)在各相中的比較電路向各定子繞組供給的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，并將比較電路的輸出與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，能夠檢出電路的異?，F(xiàn)象，因此在驅(qū)動電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)之前，就能鑒別電動機(jī)的異常和電路的異常。
當(dāng)電動機(jī)停運(yùn)時(shí)，由于設(shè)在各相中的比較電路向所有的定子繞組供給相對于基準(zhǔn)電壓為高的電壓的第1通電方式和向所有的定子繞組供給相對于基準(zhǔn)電壓為低的電壓的第2通電方式時(shí)的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，通過將比較電路的輸出方式與基準(zhǔn)輸出進(jìn)行對比，就能檢出電路的異?，F(xiàn)象，因此在電動機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)之前，就能分辨電動機(jī)異常和電路異常，同時(shí)，只用第1和第2兩種通電方式就能檢出電路的異常。
無整流子電動機(jī)的控制裝置設(shè)有對于設(shè)在各相的對定子繞組端電壓和規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比的第1比較電路，以及對于第1比較電路的比較輸出信號進(jìn)行組合并檢出轉(zhuǎn)子位置的第2比較電路，還有根據(jù)該第2比較電路的輸出信號進(jìn)行切換通電的控制器，并且僅只將第2比較電路的輸出作為該控制器的輸入，借以簡化電路，并以上述無整流子電動機(jī)的控制裝置為前提條件，當(dāng)電動機(jī)停止時(shí)在該控制裝置中，向1相或2相繞組供給比規(guī)定的基準(zhǔn)電壓為低的電壓，而向其余的定子繞組供給高電壓的多種通電方式，根據(jù)此時(shí)的第2比較電路的輸出信號，能夠檢出電路的異常。
當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)，在電動機(jī)起動之前進(jìn)行試通電，當(dāng)停運(yùn)時(shí)，特別是在運(yùn)轉(zhuǎn)開始之前，進(jìn)行試通電，但在不進(jìn)行有關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)的操作時(shí)不通電，因此，在用戶沒有使用空調(diào)器的意圖時(shí)，不會無故通電。
以往在通電過程中進(jìn)行位置檢測時(shí)，不使用定子繞組中相應(yīng)比較電路的輸出信號進(jìn)行異常檢測，現(xiàn)在在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也能進(jìn)行異?，F(xiàn)象的檢測工作。
在進(jìn)行異?，F(xiàn)象的檢測工作，由于對于測到的異?，F(xiàn)象進(jìn)行通報(bào)，使用戶容易知道出現(xiàn)了異常。
由于在有過電流流過電動機(jī)時(shí)，禁止通電，因此當(dāng)檢出繞組通電電路中的開關(guān)電路的短路異?，F(xiàn)象時(shí)，就禁止以后的通電，所以能夠防止故障的擴(kuò)大。
在有過電流流過電動機(jī)時(shí)，由于對過電流異常現(xiàn)象進(jìn)行通報(bào)，就能使用戶容易知道出現(xiàn)了異常現(xiàn)象。
控制裝置中的第1比較電路的基準(zhǔn)電壓大致為輸入直流電壓的中間值，因此能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行轉(zhuǎn)子的位置檢測。
為了檢測轉(zhuǎn)子位置，要取比較電路的基準(zhǔn)電壓作為定子繞組的中性點(diǎn)電位，在以這樣的無整流子電動機(jī)的控制裝置為前提的條件下，中性點(diǎn)電位基本上就是星形接線法的定子繞組的中間連接點(diǎn)的電位，簡而言之，除了直接從星形接線法接的定子繞組的中間連接點(diǎn)測取其近似值以外，還可以從其它點(diǎn)測取。而且，在這種無整流子電動機(jī)的控制裝置中，在電動機(jī)停運(yùn)時(shí)，若以設(shè)在各相中的比較電路向所有定子繞組供給相對于基準(zhǔn)電壓為高的電壓的第1通電方式，而以向所有的定子繞組供給相對于基準(zhǔn)電壓為低的電壓的第2通電方式，且取兩種通電條件下的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，通過對比較電路的輸出方式與基準(zhǔn)輸出進(jìn)行對比，檢測電路的異常。將安裝在密閉型壓縮機(jī)內(nèi)驅(qū)動壓縮機(jī)用的電動機(jī)作為控制裝置中的電動機(jī)使用，如果考慮到這個(gè)電動機(jī)是安裝在壓縮機(jī)的高壓機(jī)殼之內(nèi)，所以在出現(xiàn)故障時(shí)不便更換，由于事先可以知道是否是電路中的異常，就能提高檢維效率。
由于以往在通電過程中進(jìn)行位置檢測時(shí)不使用定子繞組中相應(yīng)比較電路的輸出信號進(jìn)行異常檢測，現(xiàn)在只是一種即使在通常的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中也能進(jìn)行異常檢測的異常檢測方法。
當(dāng)在根據(jù)比較電路的輸出信號檢出異常現(xiàn)象時(shí)，再從逆變器輸出規(guī)定的頻率和電壓，通過測定這時(shí)的相間電壓，就能知道是比較電路出現(xiàn)異常還是逆變器出現(xiàn)異常，由于是采用這樣的一種異常檢測方法，因此能詳細(xì)地知道故障的具體部位，可以進(jìn)一步提高檢修效率。
圖1是應(yīng)用本發(fā)明的空調(diào)器的總系統(tǒng)圖。
圖2是表示壓縮機(jī)電動機(jī)的控制電路的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖3是壓縮機(jī)電動機(jī)的橫斷面圖。
圖4是壓縮機(jī)電動機(jī)的接線圖。
圖5是驅(qū)動壓縮機(jī)電動機(jī)的倒相器的通電方式及電動機(jī)繞組的感應(yīng)電壓的說明圖。
圖6是表示驅(qū)動壓縮機(jī)的逆變器的PWM控制的形態(tài)的圖。
圖7是表示壓縮機(jī)電動機(jī)起動前的特定方式與比較電路的輸出之間的關(guān)系表。
圖8是表示壓縮機(jī)電動機(jī)的強(qiáng)制換流通電方式表。
圖9是表示室內(nèi)風(fēng)扇的控制電路的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖10是表示室內(nèi)風(fēng)扇用電動機(jī)起動前的特定方式與比較電路輸出之間的關(guān)系表。
圖11是所示圖10中的方式變更后的實(shí)施例表。
圖12是表示室外風(fēng)扇的控制電路的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖13是表示室外風(fēng)扇用電動機(jī)的通電方式與位置檢測電路中的比較電路的輸出之間的關(guān)系表。
圖中2內(nèi)部裝有電動機(jī)的壓縮機(jī)2M壓縮機(jī)中電動機(jī)2C壓縮機(jī)4室外熱交換器6室內(nèi)熱交換器7室外風(fēng)扇7M風(fēng)扇電動機(jī)8室內(nèi)風(fēng)扇8M風(fēng)扇電動機(jī)10、11、12逆變器13交流電源14、16、18整流器20DC/DC換流器21降壓型DC/DC換流器22壓縮機(jī)控制電路23室外風(fēng)扇控制電路24室內(nèi)風(fēng)扇控制電路25主控電路
26室溫傳感器27室溫設(shè)定器35、100連接器71開關(guān)下面依次根據(jù)空調(diào)器中的壓縮機(jī)用的電動機(jī)、室內(nèi)風(fēng)扇用的電動機(jī)和室外風(fēng)扇用的電動機(jī)的實(shí)施例說明本發(fā)明。
(1)機(jī)器的總體結(jié)構(gòu)現(xiàn)在參照圖1對各實(shí)施例中通用的空調(diào)器的基本結(jié)構(gòu)和表示各實(shí)施例概況的框圖進(jìn)行說明。
圖1中的空調(diào)器的主要機(jī)器制冷循環(huán)系統(tǒng)，它是由內(nèi)部裝有驅(qū)動電動機(jī)的密閉型的壓縮機(jī)2、供暖運(yùn)轉(zhuǎn)/制冷運(yùn)轉(zhuǎn)切換用的四通閥3、室外熱交換器4、膨脹閥5及室內(nèi)熱交換器6構(gòu)成。通過壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，在制冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部封入的制冷劑便在該系統(tǒng)中循環(huán)。室外風(fēng)扇7安裝在室外熱交換器4中，室內(nèi)風(fēng)扇8安裝在室內(nèi)熱交換器6中。用風(fēng)扇電動機(jī)8M驅(qū)動室內(nèi)風(fēng)扇8，用風(fēng)扇電動機(jī)7M驅(qū)動室外風(fēng)扇7。壓縮機(jī)2利用倒相器10，通過內(nèi)部電動機(jī)控制轉(zhuǎn)速。同樣，室內(nèi)風(fēng)扇8利用逆變器11、通過風(fēng)扇電動機(jī)8M控制轉(zhuǎn)速，室外風(fēng)扇7利用逆變器12通過風(fēng)扇電動機(jī)7M控制轉(zhuǎn)速。各個(gè)逆變器10—12通過后面所述的整流電路，從共用的交流電源13輸入直流電，再變換成任意頻率的交流電輸出。
逆變器10從交流電源13通過倍壓整流電路14及電容器15輸入所獲得的直流電，再將其變換成交流電，用該交流電通過內(nèi)部電動機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)2、逆變器11從交流電源13通過整流電路16、電容器17、DC/DC換流器18及降壓型DC/DC換流器19，輸入所獲得的直流電，再將其變換成交流電，用該交流電通過風(fēng)扇電動機(jī)8M驅(qū)動室內(nèi)風(fēng)扇8。逆變器12從交流電源13通過整流電路20及電容器21輸入所獲得的直流電，再將其變換成交流電，用該交流電通過風(fēng)扇電動機(jī)7M驅(qū)動室外風(fēng)扇7。逆變器10～12分別由單獨(dú)設(shè)置的壓縮機(jī)控制電路22，室內(nèi)風(fēng)扇控制電路23及室外風(fēng)扇控制電路24進(jìn)行控制。對應(yīng)于這些控制電路22～24，還設(shè)有共用的主控電路25，這些控制電路22～24及主控電路25分別由微處理機(jī)構(gòu)成，利用各自的軟件實(shí)現(xiàn)各功能。
主控電路25根據(jù)例如從遙控器發(fā)出的運(yùn)轉(zhuǎn)/停止指令，將運(yùn)轉(zhuǎn)/停止指令a傳遞給各控制裝置22～24，同時(shí)將使由室溫傳感器26檢測的室溫Ta和由室溫設(shè)定器27設(shè)定的設(shè)定室溫Ts之差，也就是使溫度偏差T接近于零的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速指令B發(fā)送給壓縮機(jī)控制電路22，再將室內(nèi)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速指令C送給控制電路23，將室外風(fēng)扇轉(zhuǎn)速指令D送給控制電路24。
各電動機(jī)2M、7M、8M分別是后面所述的有永磁轉(zhuǎn)子的同步電機(jī)，由該電機(jī)和位置檢測裝置以及逆變器(電子整流子)構(gòu)成直流無整流子電動機(jī)。在本發(fā)明中，不單獨(dú)設(shè)置位置傳感器作為位置檢測裝置之用(也就是無傳感器)，而是根據(jù)電動機(jī)定子繞組中的感應(yīng)電壓檢測轉(zhuǎn)子位置。也就是說，對定子繞組的通電狀態(tài)進(jìn)行組合，經(jīng)常設(shè)定有1相不通電，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)不通電的定子繞組中的感應(yīng)電壓，就能檢測轉(zhuǎn)子的位置。
另外，非通電相的設(shè)定必須確保根據(jù)感應(yīng)電壓能檢測轉(zhuǎn)子位置的幅度，通常對定子繞組來說，當(dāng)電角為120°時(shí)正向通電，60°時(shí)不通電，120°時(shí)負(fù)向通電，然后60°時(shí)不通電，如此反復(fù)循環(huán)。
在逆變器10的輸入側(cè)設(shè)有電流檢測器29，它是由取出輸入直流電壓中性點(diǎn)電位用的分壓電阻28和檢測輸入電流用的低電阻構(gòu)成，分別將檢測信號輸向壓縮機(jī)控制電路22，逆變器10的輸出端(＝壓縮機(jī)內(nèi)裝電動機(jī)的輸入端)，電位也被輸向壓縮機(jī)的控制電路22，壓縮控制電路22根據(jù)這些輸入信號及運(yùn)轉(zhuǎn)/停止指令a和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速指令b，運(yùn)算對逆變器10的頻率指令，控制逆變器10。
在逆變器11中也是通過由低電阻構(gòu)成的電流檢測器30檢測輸入電流，并輸向室內(nèi)風(fēng)扇控制電路23，此外還輸入輸入電壓和輸出電壓。根據(jù)輸出電壓(＝風(fēng)扇電動機(jī)8M的輸入電壓)，還將風(fēng)扇電動機(jī)8M的中性點(diǎn)電位也輸向室內(nèi)風(fēng)扇控制電路23。室內(nèi)風(fēng)扇控制電路23根據(jù)這些輸入信號、運(yùn)轉(zhuǎn)/停止指令a及室內(nèi)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速指令c，運(yùn)算并輸出對DC/DC換流器18、降壓型DC/DC換流器19及逆變器11的控制指令，從而控制換流器18、19及逆變器11。
在逆變器12中，與逆變器10相同，分別通過由分壓電阻31及低電阻構(gòu)成的電流檢測器32檢測輸入電壓及輸入電流，并分別將其輸向室外風(fēng)扇控制電路24。逆變器12的輸出電壓也被輸向室外風(fēng)扇控制電路24。室外風(fēng)扇控制電路24根據(jù)這些輸入信號、運(yùn)轉(zhuǎn)/停止指令a及室外風(fēng)扇轉(zhuǎn)速指令d運(yùn)算并向逆變器12輸出頻率指令，控制逆變器12。
下面分別說明對壓縮機(jī)2(電動機(jī)2M)、室內(nèi)風(fēng)扇8(電動機(jī)8M)及室外風(fēng)扇7(電動機(jī)7M)的控制，并順便進(jìn)一步說明機(jī)器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
(2)壓縮機(jī)控制<主電路及控制電路結(jié)構(gòu)>
圖2示出了壓縮機(jī)2的主系統(tǒng)和壓縮機(jī)控制電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
圖1中的壓縮機(jī)2，更詳細(xì)地說，是由密閉型旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)2c和驅(qū)動它的電動機(jī)(壓縮機(jī)用電動機(jī))2M構(gòu)成。電動機(jī)2M與壓縮機(jī)2c裝在一個(gè)共用的密閉容器內(nèi)。如圖3所示，電動機(jī)2M由定子200和4極轉(zhuǎn)子220構(gòu)成，定子200有相隔60°間隔配置的6個(gè)凸極201～206，4級轉(zhuǎn)子220設(shè)有配置在其內(nèi)側(cè)且能自由旋轉(zhuǎn)的4個(gè)永磁鐵。在凸極201～206上纏繞著向轉(zhuǎn)子220施加旋轉(zhuǎn)磁場用的三相定子繞組211～216。轉(zhuǎn)軸221穿過轉(zhuǎn)子220的中心。該三相繞組如圖4所示，是采用星形接線法，逆變器11的輸出電壓加在三相繞組端子R、S、T相。
整流電路14是由二極管和電容器構(gòu)成的，眾所周知的倍壓整流電路，對交流電源13的100V的交流電壓進(jìn)行倍壓整流，產(chǎn)生的280V的直流電壓，以該直流電壓作為逆變器10的輸入電壓。逆變器10與電動機(jī)2M一起構(gòu)成無整流子電動機(jī)。起斷路器作用的連接器35裝在倒相器10和電動機(jī)2M之間。電源電路40連接在整流電路14的輸出端上，在此產(chǎn)生壓縮機(jī)控制電路22中所用的控制電源電壓Vab。逆變器10由構(gòu)成6個(gè)支路的晶體管Tr1～Tr6構(gòu)成，分別從交流輸出端子U、V、W取出交流輸出。
從逆變器10供給電動機(jī)2M的電壓如圖5所示，相對于各相繞組，當(dāng)電角為120°時(shí)正向通電，60°時(shí)不通電，120°負(fù)向通電，以及60°時(shí)不通電，反復(fù)進(jìn)行這種通電方式，而且設(shè)定各相之間保持120°的相位差。通過采用這種結(jié)構(gòu)，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在不通電期間在各相繞組中產(chǎn)生如圖5的下半部分所示的從正到負(fù)、或從負(fù)到正變化的感應(yīng)電壓r、s、t。因此，根據(jù)不通電期間的感應(yīng)電壓，測定從構(gòu)成逆變器10的各支路的晶體管開關(guān)斷開時(shí)起到變成零電壓的時(shí)間t0，從該感應(yīng)電壓變成零電壓之時(shí)起，在該t0時(shí)刻以后的時(shí)間，控制規(guī)定的晶體管開關(guān)導(dǎo)通或斷開即可。例如，如圖所示，從晶體管Tr6(W相負(fù)側(cè)＝T相繞組負(fù)電壓)開關(guān)斷開的時(shí)刻起，測定T相感應(yīng)電壓變成零電壓的時(shí)間t0，從該感應(yīng)電壓變成零電壓時(shí)刻起，在t0時(shí)刻以后的時(shí)間，控制晶體管Tr1(U相正側(cè)＝R相繞組正電壓)開關(guān)的斷開及晶體管Tr3(W相正側(cè)＝T相繞組正電壓)開關(guān)的斷開及晶體管Tr3(W相正側(cè)＝T相繞組正電壓)開關(guān)的導(dǎo)通。這樣進(jìn)行位置檢測，就能進(jìn)行無傳感器的電動機(jī)控制。
以上是對工作原理的說明，而實(shí)際上是使通電中的一對晶體管中的一個(gè)進(jìn)行PWM控制，所以電動機(jī)繞組的各相電壓Vr、Vs、Vt如圖6所示。
在壓縮機(jī)控制電路22中設(shè)有根據(jù)電流檢測器29的輸出信號檢測逆變器10的輸入電路的過電流的過流檢測裝置40、以及驅(qū)動控制逆變器10的晶體管Tr1～Tr6的驅(qū)動電路41。過流檢測裝置40的檢測輸出信號被輸送到驅(qū)動電路41及短路元件判斷裝置60。通過設(shè)在各相的分壓電阻43、44、45得到的逆變器10的各相輸出端電位，與利用分壓電阻28檢測到的輸入直流電壓的中性點(diǎn)電位，在各相比較電路46、47、48中進(jìn)行對比，這些比較結(jié)果信號通過分壓電路49輸入以比較電路50的比較輸入端子。分壓電路49串聯(lián)在比較電路46、47、48的各輸出端的電阻R1、R2、R3以及在這些電阻的另一端與控制電源電壓Vdd端子之間共同連接的電阻R4構(gòu)成。電阻R4與電阻R1、R2、R3的連接點(diǎn)連接在比較電路50的比較輸入端子上。通過由電阻R5、R6構(gòu)成的分壓電路51對控制電源電壓Vdd分壓后得到的比較用基準(zhǔn)電壓輸入到比較電路50的基準(zhǔn)輸入端子。檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)子位置的位置檢測電路由分壓電阻43～45及比較電路46～48構(gòu)成，決定電路由分壓電路49、51及比較電路50構(gòu)成。
現(xiàn)舉出以上各分壓電阻值具體示例，電阻43～45分別在電動機(jī)側(cè)為270kΩ，接地側(cè)為20kΩ，另外，分壓電路49及分壓電路51中，R1＝R2＝R3＝100kΩ，R4＝75kΩ，R5＝R6＝82kΩ。
如果采用該實(shí)施例，電壓Vdd的1/2電壓被輸向比較電路50的基準(zhǔn)輸入端子上。
比較電路46～48分別在H(高壓)輸出時(shí)，因?yàn)槭情_路集電極(或開路漏極)，輸出端功能性地與R4斷開，L(低壓)輸出時(shí)，輸出端功能性的連接到電阻R4上。因此當(dāng)比較電路46～48中的1個(gè)為H輸出、另2個(gè)為L輸出時(shí)，進(jìn)行H輸出的比較電路改變?yōu)榕c分壓電路49斷開的狀態(tài)，進(jìn)行L輸出的2個(gè)比較電路的輸出端電阻改變?yōu)閮烧卟⒙?lián)，它們的總阻值減半(在上述實(shí)施例的情況下為50kΩ)，結(jié)果，向比較電路50輸入的比較輸入電壓變成電壓Vdd的50/(50＋75)＜1/2，低于基準(zhǔn)電壓，于是比較電路50變成L輸出。另外，當(dāng)比較電路46～48中的2個(gè)為H輸出，而另外1個(gè)為L輸出時(shí)，向比較電路50輸入的比較輸入電壓改變?yōu)殡妷篤dd的100/(100＋75)＞1/2，高于基準(zhǔn)電壓，結(jié)果，比較電路50改變?yōu)镠輸出。因此，改變?yōu)橛煞謮弘娐?9、51及比較電路50構(gòu)成的表決電路。
由位置檢測裝置52根據(jù)比較電路50的輸出信號，檢測電動機(jī)2M轉(zhuǎn)子的位置。位置檢測裝置52還與起動控制裝置57連接。表決電路50的比較輸出還輸入轉(zhuǎn)速檢測裝置53及方式比較裝置54中。從主控電路25發(fā)出的運(yùn)轉(zhuǎn)指令a輸入特定方式輸出裝置55，轉(zhuǎn)速指令b輸入轉(zhuǎn)速比較裝置56中。特定方式輸出裝置55輸入運(yùn)轉(zhuǎn)指令后，將后面所述的特定方式輸送給驅(qū)動電路41、方式比較電路54及短路元件判斷裝置60。方式比較裝置54將從特定方式輸出裝置55輸入的特定方式與表決電路50的比較輸出進(jìn)行比較，作為比較結(jié)果而將起動許可信號輸送給起動控制裝置57，或者將異常信號輸送給異常內(nèi)容通報(bào)裝置58。起動控制裝置在收到來自方式比較裝置54的起動許可信號后，便向電壓決定裝置59及通電相決定裝置61輸送起動控制信號。短路元件判斷裝置60根據(jù)從特定方式輸出裝置55輸出的特定方式信號和過流檢測裝置42的異常檢測信號，如果判定逆變器10的晶體管元件短路，便將該判斷信號輸送給異常內(nèi)容通報(bào)裝置58。如果從強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)62發(fā)出強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)指令，便通過強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)裝置63將該指令傳送給驅(qū)動電路41，壓縮機(jī)2通過逆變器10進(jìn)行強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)。由電動機(jī)異常判斷裝置64根據(jù)位置檢測裝置52的輸出信號及起動控制裝置57的輸出信號斷定電動機(jī)異常時(shí)，其判斷信號被輸向通報(bào)異常情況用的異常情況通報(bào)裝置58，并作為禁止起動信號送給起動控制裝置57。
(起動前)空調(diào)器收到由用戶通過遙控器發(fā)出的運(yùn)轉(zhuǎn)開始的指令后，從主控電路25發(fā)出的運(yùn)轉(zhuǎn)指令a被輸入壓縮機(jī)電路22中的特定方式輸出裝置55。特定方式輸出裝置55將預(yù)先設(shè)定的三相輸出方式輸向驅(qū)動電路41。為了實(shí)現(xiàn)該三相輸出方式，設(shè)定了如圖7所示的晶體管輸出方式，首先在50ms(毫秒)內(nèi)，輸出方式a)后，經(jīng)過20ms的停止時(shí)間，在50ms內(nèi)輸出下一個(gè)方式b)，此后依次輸出，直至方式f)。
逆變器10的短路異常檢測方式a)及方式b)用來檢測構(gòu)成逆變器10的晶體管Tr1～Tr6的短路異常，在該方式的輸出過程中，當(dāng)過流檢測裝置42檢測到過電流時(shí)，則判定晶體管短路異常，再根據(jù)這時(shí)的特定方式輸出裝置55輸出的特定方式，用短路元件判斷裝置60判斷短路的元件是正端支路的晶體(Tr1～Tr3)還是負(fù)端支路的晶體管(Tr4～Tr6)。根據(jù)短路元件判斷裝置60的判斷結(jié)果，由異常情況通報(bào)裝置58顯示元件的短路異常及其正、負(fù)端的判斷結(jié)果。另一方面，過流檢測裝置42在檢測到過電流的時(shí)刻，便立即向驅(qū)動電路41發(fā)出通電禁止指令，以便不致引起更多的故障。驅(qū)動電路41根據(jù)該通電禁止指令，自此以后到修理好之后復(fù)位為止，不驅(qū)動逆變器10的晶體管Tr1～Tr6。因此也不輸出以后的方式c)～f)的特定方式。
另外，當(dāng)將晶體管Tr1～Tr6組裝在一個(gè)組件內(nèi)時(shí)，修理時(shí)將組件作為一個(gè)單元而將其中的元件全部更換，因此不需要具體確定哪一個(gè)是故障元件，從而也就不需要短路元件判斷裝置60，只通過異常情況通報(bào)裝置58顯示元件短路異常即可。
位置檢測電路異?；蝌?qū)動電路異常的檢測如果在特定方式a)或b)的輸出過程中未檢測到過電流，則判為晶體管Tr1～Tr6無短路異常，從特定方式輸出裝置55依次進(jìn)行新的特定方式c)～f)輸出。各部分正常時(shí)，該特定方式c)～f)與各相的比較電路46～48的輸出一一對應(yīng)表決，所以其下一級的表決電路50的輸出也就定為″H″或″L″。
因此，對應(yīng)于特定方式輸出裝置55輸出的特定方式，由方式比較裝置54對預(yù)先設(shè)定的如圖1所示的正常時(shí)的位置檢測電路輸出即表決電路50的輸出方式與實(shí)際的表決電路50的輸出是否一致進(jìn)行比較。這時(shí)，如果兩者一致，則構(gòu)成位置檢測電路的比較電路46～48正常，因此方式比較裝置54將起動許可信號輸出給起動控制裝置57。
以上所說的位置檢測電路是廣義的位置檢測電路，它包括采用通過分壓電阻28獲得的直流電源電壓的中間電位近似代替電動機(jī)繞組的中性點(diǎn)電位，并對該直流電源的中間電位與各定子繞組的電壓進(jìn)行比較的3組比較電路46～48，以及將這3組比較電路的輸出組合的結(jié)果輸出的表決電路50。
另一方面，如果特定方式c)～f)的輸出過程中兩者之間不同，則認(rèn)為方式比較電路41中有異常，進(jìn)行異常輸出。該異常輸出作為位置檢測電路異常或驅(qū)動電路異常而被輸向異常情況通報(bào)裝置58。因此，異常內(nèi)容通報(bào)裝置58進(jìn)行表示位置檢測電路異?；蝌?qū)動電路異常的顯示。這時(shí)，不向起動控制裝57輸入起動許可信號，因此不起動，保持停運(yùn)狀態(tài)。
在此情況下，如果位置檢測電路(比較電路46～48)和驅(qū)動電路41配置在同一塊印刷電路板上，就沒有必要辨別這兩種異常的內(nèi)容，但如果分別配置在不同的印刷電路板上而通過連接器進(jìn)行連接時(shí)，且能將其區(qū)別時(shí)，可以確定故障部件的更換部位，能提高維修效率。因此，為了對該故障的位置進(jìn)行判定，判斷故障是發(fā)生在位置檢測電路(比較電路46～48、50)還是發(fā)生在驅(qū)動電路41，為此，按以下順序進(jìn)行檢查。
位置檢測電路異?；蚴悄孀兤?驅(qū)動電路異常的判斷首先，維修人員將電動機(jī)2M和逆變器10的輸出配線之間的連接器斷開，按下強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)62。從強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)62發(fā)出強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)的指令后，強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)裝置63將信號輸往驅(qū)動電路41，以便使電動機(jī)2M以30rps大小的速度旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行通電相切換(強(qiáng)制換流)，并產(chǎn)生規(guī)定的輸出電壓。
這種輸出電壓的控制方法是通過后面所述的驅(qū)動相的局部PWM通電進(jìn)行的。這時(shí)，維修人員利用萬用表，測定U—V、V—W、W—U各相之間的平均電壓。該相間電壓如果相同，則可判定構(gòu)成逆變器10的晶體管Tr1～Tr6及驅(qū)動電路41正常。因此可判定故障位置是在位置檢測電路(比較電路46～48)。另一方面，如果相間電壓產(chǎn)生大于容許值以上的偏差時(shí)，則表示在晶體管Tr1～Tr6中有一個(gè)出現(xiàn)異?；蛘呤球?qū)動電路41出現(xiàn)異常，結(jié)果可以判定是缺相運(yùn)轉(zhuǎn)，晶體管/驅(qū)動電路異常。
另外，各晶體管Tr1～Tr6和驅(qū)動電路41的異常，可通過測定施加在各晶體管Tr1～Tr6上的來自驅(qū)動電路41的驅(qū)動電壓進(jìn)行判斷。如果在施加驅(qū)動對象的晶體管上的電壓為5V左右，則驅(qū)動電路41正常，另外，如果在所有的晶體管上施加的驅(qū)動電壓都正常時(shí)，則驅(qū)動電路41正常，說明在但晶體管Tr1～Tr6中有一個(gè)是斷開異常。另一方面，如果加在晶體管上的驅(qū)動電壓不足，則是驅(qū)動電路41異常。
另一方面，測定的結(jié)果如果是相間電壓平衡時(shí)，則判定異常部位是在構(gòu)成位置檢測電路的比較電路46～48，通過更換這一部分電路就能修理好。
根據(jù)以下的檢查結(jié)果，維修人員通過更換故障的電路部件，就能迅速修理好。
另外，強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)裝置63可供維修人員進(jìn)行相間電壓測定和測定加在各晶體管Tr1～Tr6上的來自驅(qū)動電路41的驅(qū)動電壓的時(shí)間，例如1分鐘，經(jīng)過1分鐘后便停止強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)輸出。另外，中途結(jié)束時(shí)，通過再次按下強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)62，這時(shí)強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)裝置63停止強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)輸出。
按照上述作法，能判斷出晶體管Tr1～Tr6的短路、斷路異常、位置檢測電路(比較電路46～48)還是驅(qū)動電路41異常。
異常檢查判斷后的處理經(jīng)過上述檢查后，如果沒有發(fā)現(xiàn)異常部位，從比較裝置54向起動控制裝置57輸入起動許可信號。另一方面，轉(zhuǎn)速檢測裝置53根據(jù)位置檢測裝置52的輸出，計(jì)算并輸出電動機(jī)2M的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速比較裝置56對由轉(zhuǎn)速檢測裝置53求得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與由主控電路25指令的轉(zhuǎn)速指令b進(jìn)行對比，將與該比較結(jié)果相對應(yīng)的輸出輸向電壓決定裝置59。這就是說，在起動之前當(dāng)然不存在位置檢測的輸出，轉(zhuǎn)速為0，當(dāng)轉(zhuǎn)速指令大于0后，轉(zhuǎn)速比較裝置56的轉(zhuǎn)速檢測輸出變?yōu)榕c該轉(zhuǎn)速增加相對應(yīng)的信號輸出。
起動控制裝置57收到來自方式比較裝置54的起動許可信號后，通過接收來自轉(zhuǎn)速比較裝置56的轉(zhuǎn)速增加的信號，進(jìn)入起動控制動作。
正常起動<強(qiáng)制換流>
起動控制裝置57在起動控制動作開始時(shí)，首先將時(shí)鐘設(shè)定30秒時(shí)間，向電壓決定裝置59發(fā)出指令，以便輸出起動電壓。電壓決定裝置59只在有該輸入指令時(shí)，不論由轉(zhuǎn)速比較裝置56求得的轉(zhuǎn)速差的信號如何，一律向特定的通電相的晶體管發(fā)出可變幅的PWM通電信號，以便施加規(guī)定的電壓。該P(yáng)WM通電時(shí)的施加電壓與時(shí)間成正比，電壓慢慢上升，設(shè)定30秒后達(dá)到60V左右。
另一方面，起動控制裝置57向通電相決定裝置61發(fā)出起動時(shí)進(jìn)行強(qiáng)制換流動作的指令。另外，通電相決定裝置61的輸出信號，不論在該強(qiáng)制換流工作時(shí)，還是在通常的由位置檢測決定的換流時(shí)，都使各相錯開120°。120°期間各個(gè)晶體管通電，因此設(shè)定電動機(jī)2M的1相的定子繞組經(jīng)常不通電，而通電的1相定子繞組為PWM通電。
該強(qiáng)制換按圖8所示的方式進(jìn)行，通電相決定裝置61是使最初按方式m1)開始通電，與位置檢測無關(guān)，按規(guī)定的時(shí)間間隔從m1)開始直到m6)為止，按順序反復(fù)進(jìn)行。設(shè)定該強(qiáng)制換流最初以低頻率即較長的通電間隔開始，慢慢縮短通電間隔，最后使電動機(jī)2M以20rps左右的速度旋轉(zhuǎn)輸出。
<位置檢測的開始>
該強(qiáng)制換流動作起動后經(jīng)過30秒結(jié)束，但在結(jié)束之前的2～3秒，從起動控制裝置57向位置檢測裝置52發(fā)出動作開始輸出信號。位置檢測裝置52收到該信號后，開始進(jìn)行檢測、判斷位置檢測電路的輸出信號。
對直流電源電壓的中間電位與各定子繞組的電壓進(jìn)行比較的3個(gè)比較電路46～48使被檢測的高壓通電相進(jìn)行H輸出，低壓通電相進(jìn)行L輸出。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，PWM開始時(shí)，必定向各繞組通電，因?yàn)?相為H，1相為L，這3個(gè)比較電路中除去與非通電相連接的比較電路以外，其余2個(gè)比較電路在PWM開始時(shí)，必然是一個(gè)為H輸出，另一個(gè)為L輸出。另外，圖8中所示的位置檢測電路輸出的比較電路46～48輸出中標(biāo)有*號后面的H者是與PWM相對應(yīng)的通電相的比較電路的輸出，*號后面的H或L表示PWM開始時(shí)，比較電路的輸出。而且，與其余的非通電的定子繞組連接的比較電路，根據(jù)安裝在轉(zhuǎn)子上的永磁鐵旋轉(zhuǎn)而在定子繞組中產(chǎn)生的電壓(感應(yīng)電壓)與直流電源電壓的中間電位比較的結(jié)果，在永磁鐵切換過程中，進(jìn)行從H向L或從L向H的切換。在圖8中，用H→L或L→H表示這種變化的方向。
這3個(gè)比較電路46～48的輸出如果在通電相切換后，2個(gè)為H，1個(gè)為L時(shí)，作為其結(jié)果，表決電路50便進(jìn)行H輸出，此后，非通電相的比較電路的輸出通過從H向L切換，從這時(shí)的H的輸出切換到L輸出。因此，在PWM開始后，在由判定通電相的表決電路50最初的輸出從一種向另一種切換時(shí)刻，是磁鐵橫切非通電相的瞬間，根據(jù)表決電路50的輸出檢測該切換時(shí)刻，最后可以只用表決電路50的輸出檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。
根據(jù)由通電相切換進(jìn)行的強(qiáng)制換流，判斷在規(guī)定時(shí)間內(nèi)比較電路的輸出是否正常地從″H″到″L″，還是相反地反復(fù)進(jìn)行。如果該判斷結(jié)果表明正常，則從強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)動作結(jié)束時(shí)刻開始，根據(jù)位置檢測電路的檢測輸出信號，開始進(jìn)行由位置檢測決定的換向。
<根據(jù)位置檢測的結(jié)果進(jìn)行換流>
為了根據(jù)位置檢測進(jìn)行換流，將由位置檢測裝置52檢測位置開始到進(jìn)行下一個(gè)位置檢測為止的時(shí)間(相當(dāng)于電角60°)的一半時(shí)間(相當(dāng)于電角30°)進(jìn)行，從進(jìn)行新的位置檢測開始，在經(jīng)過了上述時(shí)間的時(shí)刻，位置檢測裝置52向通電相決定裝置61輸出通電切換信號。通電相判定裝置61根據(jù)該通電切換信號，進(jìn)行向下一個(gè)通電相通電的切換。
另一方面，位置檢測裝置52每次檢測位置時(shí)都向轉(zhuǎn)速檢測裝置53輸出信號，轉(zhuǎn)速檢測裝置53檢測從該次位置檢測到下次位置檢測的時(shí)間，根據(jù)該時(shí)間算出電動機(jī)2M的轉(zhuǎn)速。即，從位置檢測到下次位置檢測的時(shí)間相當(dāng)于電角60°，加為在4極電動機(jī)，電角360°×2＝720°時(shí)為1轉(zhuǎn)，因此該60°的時(shí)間的12倍(720÷60＝12)為電動機(jī)旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)的時(shí)間T。而且，該電動機(jī)1轉(zhuǎn)的時(shí)間T的倒數(shù)(＝1/T)為電動機(jī)2M的轉(zhuǎn)速r(rps)。
<轉(zhuǎn)速控制(施加電壓控制)>
由轉(zhuǎn)速檢測裝置53檢測的電動機(jī)轉(zhuǎn)速r在轉(zhuǎn)速比較裝置56中與從主控電路25輸入的轉(zhuǎn)速指令b進(jìn)行大小比較，當(dāng)r＜b時(shí)，轉(zhuǎn)速比較56向電壓決定裝置59輸出增加電壓的指令，當(dāng)r＞b時(shí)，向電壓決定裝置59輸出減小電壓的指令，而當(dāng)r＝b時(shí)，輸出維持該電壓的指令。
因此，當(dāng)實(shí)際的轉(zhuǎn)速r比指令的轉(zhuǎn)速b小時(shí)，電壓決定裝置59進(jìn)行控制便增大通電相的PWM通電的占空比，提高輸出電壓，反之，減小PWM通電的占空比，降低輸出電壓。
概要地說，在強(qiáng)制換流起動經(jīng)過30秒之前，如果位置檢測正常進(jìn)行，則經(jīng)過30秒后，開始根據(jù)位置檢測進(jìn)行換流，從這時(shí)起，根據(jù)指令轉(zhuǎn)速b與實(shí)際轉(zhuǎn)速r的大小比較結(jié)果，控制施加到電動機(jī)2M上的電壓。這時(shí)，由于起動時(shí)指令轉(zhuǎn)速b比實(shí)際轉(zhuǎn)速r大，所以施加到電動機(jī)上的電壓即PWM通電的占空比的變化大。當(dāng)該電壓變高時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩增大，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速開始上升。電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升后，位置檢測的間隔縮短，根據(jù)位置檢測，換流也相應(yīng)提前。結(jié)果，最后當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速r與指令轉(zhuǎn)速b一致時(shí)，PWM占空比恒定，此后便穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。反之，當(dāng)指令轉(zhuǎn)速下降時(shí)，或由于負(fù)載下降時(shí)，而實(shí)際轉(zhuǎn)速r比指令轉(zhuǎn)速大時(shí)，從轉(zhuǎn)速比較裝置56向電壓決定裝置59發(fā)出減少電壓的指令，使PWM的占空比變小，逆變器10的輸出電壓下降，隨之，位置檢測的間隔延長，位置檢測的換向也相應(yīng)地延長，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速r與指令轉(zhuǎn)速b一致時(shí)保持穩(wěn)定。
起動不良異常以上是關(guān)于正常起動工作時(shí)的說明，但當(dāng)電動機(jī)2M的轉(zhuǎn)子受阻不能旋轉(zhuǎn)時(shí)，在起動時(shí)的換流動作中得不到位置檢測電路的輸出，即，即使反復(fù)進(jìn)行換流動作，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)位置檢測電路的比較電路46～48的輸出并無變化，則斷定位置檢測裝置52不能檢測正常的位置。
其結(jié)果，從位置檢測裝置52向電動機(jī)異常判斷裝置64發(fā)出表示不能進(jìn)行位置檢測的信號。另外，起動控制裝置57自起動時(shí)刻起經(jīng)過30秒后輸出的起動信號又經(jīng)過30秒之后，也輸入到電動機(jī)異常判別裝置64中，電動機(jī)異常判別裝置64經(jīng)過輸入這兩種信號后，判定電動機(jī)2M因受阻等原因出現(xiàn)不能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，將電動機(jī)異常信號輸向異常內(nèi)容通報(bào)裝置58。因此，異常內(nèi)容通報(bào)裝置58進(jìn)行表示電動機(jī)異常的顯示。另外，當(dāng)電動機(jī)異常判斷裝置64判定電動機(jī)異常之后，向起動控制裝置57發(fā)出禁止起動的信號，禁止以后的動作。
另外，電動機(jī)驅(qū)動壓縮時(shí)，會由于負(fù)載重引起因過載，產(chǎn)生起動不良，上述的起動失敗經(jīng)過反復(fù)多次后，即可判定電動機(jī)2M異常。這時(shí)，最初的30秒的起動操作后如果停運(yùn)，此后再由起動控制57反復(fù)起動，即使反復(fù)起動多次，仍不能進(jìn)行位置檢測時(shí)，電動機(jī)異常判斷裝置64便判定電動機(jī)2M異常。
在上述實(shí)施例中，將不通電的定子繞組中的感應(yīng)電壓直接輸入比較電路，將其比較輸出作為位置檢測信號，從該檢測時(shí)刻起延遲30°后切換通電相，但也可應(yīng)用如特開昭59—36519號公報(bào)所述的方法，將不通電的定子繞組中的感應(yīng)電壓通過一次型濾波電路輸入比較電路，將其比較輸出作為位置檢測信號之用。這時(shí)，因?yàn)楸容^電路的輸出有90°的延遲，所以從通電開始，到判定比較電路的輸出正常/異常為止，必然要持續(xù)若干時(shí)間的延遲。
另外，這時(shí)由于比較電路的輸出延遲90°，因此正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較電路的輸出也發(fā)生變化，同時(shí)根據(jù)以上的實(shí)施例切換到下一個(gè)相位。
(2)室內(nèi)風(fēng)扇控制<主電路及控制電路結(jié)構(gòu)>
現(xiàn)參照圖9說明室內(nèi)風(fēng)扇8的主系統(tǒng)和室內(nèi)風(fēng)扇控制電路23的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
室內(nèi)風(fēng)扇8是環(huán)流風(fēng)扇。驅(qū)動該室內(nèi)風(fēng)扇8的風(fēng)扇電動機(jī)8M是在轉(zhuǎn)子中裝有多個(gè)永磁鐵的同步電機(jī)，定子中設(shè)有三相繞組。定子繞組采用星形接線法，從其中性點(diǎn)N引出取得中性點(diǎn)電位用的配線70°在電源的主電路中，通過整流器16對來自電源13的交流電進(jìn)行整流，用電容器17進(jìn)行平滑濾波得到的直流電壓再通過占空比可變的DC/DC換流器18使電壓穩(wěn)定，例如變成20～50V左右的直流電壓。DC/DC換流器18由開關(guān)變壓器181及其含有與一次線圈串聯(lián)的開關(guān)晶體管182構(gòu)成的一個(gè)晶體管式的DC—AC變換電路、由二極管及電容器構(gòu)成的半波整流電路183以及將晶體管182作為用于開關(guān)控制的開關(guān)用脈沖發(fā)生器184構(gòu)成?？刂茡Q流器18的輸出直流電壓的降壓型DC/DC變壓器19與電路串聯(lián)，作為斷續(xù)開關(guān)用的開關(guān)晶體管191、與其下一級連接的平滑電路192以及控制晶體管191的占空比作開關(guān)用的脈沖發(fā)生器193構(gòu)成。變壓器19的輸出直流電壓通過逆變器11進(jìn)行轉(zhuǎn)接，再通過常閉接點(diǎn)開關(guān)71供給電動機(jī)8M的定子繞組。逆變器11的控制方式與參照圖5說明過的逆變器10的控制方式相同，逆變器11的輸出電壓控制不是像壓縮機(jī)電動機(jī)那種逆變器的PWM控制，而是由降壓型DC/DC變壓器19進(jìn)行的直流電壓控制，因此逆變器11的輸出是全波通電。
逆變器11由構(gòu)成6個(gè)支路的晶體管Tr11～Tr16構(gòu)成，從3個(gè)交流輸出端子取出交流輸出電壓。由逆變器11及電動機(jī)8M構(gòu)成無整流子電動機(jī)。開關(guān)71由開關(guān)驅(qū)動電路90控制通斷。由低電阻構(gòu)成的電流檢測器30串聯(lián)在逆變器11的輸入電路中。開關(guān)變壓器181的三次繞組連接控制用的電源電路74，由此產(chǎn)生控制電路23中用的控制用直流電源電壓Vdd。DC/DC換流器18的輸出電壓由電壓檢測電路73檢測，通過開關(guān)用脈沖發(fā)生器184控制開關(guān)晶體管182的占空比，以便使該檢測電壓為穩(wěn)定值。
在室內(nèi)風(fēng)扇控制電路23中裝有根據(jù)電流檢測器30的輸出信號檢測逆變11輸入電路的過電流的過流檢測裝置75以及驅(qū)動逆變器11的晶體管Tr11～Tr16的驅(qū)動電路76。過流檢測裝置75的檢測輸出信號被輸向驅(qū)動電路76，電壓決定裝置77及異常情況通報(bào)裝置78。逆變器11的各相輸出端U、V、W的電位與通過配線70檢測的電動機(jī)8M的中性點(diǎn)N的電位一并輸向各相的比較電路79、80、81，在此進(jìn)行各輸出端電位相對于中性點(diǎn)電位的對比。中性點(diǎn)電位也可以這樣引出，即不從電動機(jī)8M有中性點(diǎn)直接引出，而是將3個(gè)等值電阻按星形接線法連接，將其自由端連接到逆變器11的輸出端或電動機(jī)8M的繞組端。從其共用接點(diǎn)引出中性點(diǎn)的近似電位即可。比較電路79～81的比較輸出信號輸送給位置檢測裝置82及方式比較裝置83。由位置檢測裝置82檢測電動機(jī)8M的轉(zhuǎn)子位置。位置檢測裝置82的檢測信號輸向通電相決定裝置84及轉(zhuǎn)速檢測裝置85。轉(zhuǎn)速檢測裝置85根據(jù)輸入位置信號檢測電動機(jī)8M的轉(zhuǎn)速，并將該檢測信號輸向轉(zhuǎn)速比較裝置87。由主控電路25產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)指令a輸入特定方式輸出裝置86，轉(zhuǎn)速指令c輸入轉(zhuǎn)速比較裝置87。特定方式輸入裝置86輸入運(yùn)轉(zhuǎn)指令a后，將后面所述的特定方式輸送給驅(qū)動電路76，方式比較裝置83及電壓決定裝置77。另外，方式比較裝置83將根據(jù)比較電路79～81的比較輸出信號求得的通電方式與從特定方式輸出裝置86輸入的特定方式進(jìn)行對比，根據(jù)該比較結(jié)果，如果判定前者為正常時(shí)，則將起動許可信號輸送給起動控制裝置88，如果判定為異常時(shí)，將異常輸出信號輸送給異常情況辨別裝置89、開關(guān)驅(qū)動電路90及相間電壓設(shè)定輸出裝置91。相間電壓設(shè)定輸出裝置91的輸出信號輸送給電壓決定裝置77及驅(qū)動電路76。由轉(zhuǎn)速比較裝置87得到的比較結(jié)果信號輸向起動控制裝置88及電壓決定裝置77。由電壓檢測裝置92、93、94檢測從逆變器11輸出的交流相間(U—V間、V—W間、W—U間)電壓，并輸入到相間電壓不平衡檢測裝置95。如果在此檢出相間電壓的不平衡之后，將不平衡檢測信號輸向異常情況辨別裝置89。該異常情況辨別裝置89根據(jù)來自相間電壓不平衡檢測裝置95及方式比較裝置83的兩個(gè)輸入信號辨別異?，F(xiàn)象，并將異常信號輸向異常情況通報(bào)裝置78。電動機(jī)異常判斷裝置96根據(jù)位置檢測裝置82的輸出信號及起動控制裝置88的輸出信號判斷電動機(jī)有無異常，如果發(fā)現(xiàn)異常，便將異常信號輸向異常情況通報(bào)裝置78及起動控制裝置88。除此之外，起動控制裝置88還輸入來自方式比較裝置83及轉(zhuǎn)速比較裝置87的信號，并將其輸出信號輸向電壓決定裝置77、通電相決定裝置84、位置檢測裝置82及電動機(jī)異常判斷裝置96。另外，用虛線圈起來的電路部分97(用符號75、77、82～89、91～96表示的部分)可以用微處理機(jī)或邏輯電路實(shí)現(xiàn)。
(起動前)來自交流電源13的交流電壓經(jīng)過整流器16變換成直流電，再用DC/DC換流器18調(diào)整成定值的直流電壓。通過包含該DC/DC換流器18的開關(guān)變壓器181的二次線圈及半波整流電路183得到的直流電壓約為35V，用來驅(qū)動風(fēng)扇電動機(jī)8M。與變壓器181的三次線圈連接的控制用電源電路82的輸出電壓Vdd約為直流10V，作為控制電路的工作電源用。另外，設(shè)定開關(guān)晶體管182的最小占空比的條件是使其能在電動機(jī)8M不驅(qū)動時(shí)也能得到充分的輸出電壓Vdd。
由用戶指示空調(diào)器開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)指令a從主控電路25輸入特定方式輸出裝置86。特定方式輸出裝置86指示驅(qū)動電路76，使其輸出預(yù)先設(shè)定的三相輸出方式，同時(shí)指示降壓型DC/DC換流器19輸出25V的直流電壓。于是降壓型DC/DC變壓器19輸出25V直流電壓，同時(shí)逆變器11對電動機(jī)8M的定子繞組強(qiáng)制供給特定方式的電壓。該方式按照圖10所示的晶體管輸出方式實(shí)現(xiàn)，在100ms(毫秒)時(shí)間內(nèi)輸出a)方式后，停止10ms，然后輸出b)方式。
逆變器11的短路異常檢測在該輸出過程中，當(dāng)過流檢測裝置75檢出過電流時(shí)，則判定構(gòu)成逆變器11的晶體管元件出現(xiàn)短路異常，由異常情況通報(bào)裝置78通報(bào)元件短路異常。另一方面，當(dāng)過流檢測裝置75檢出過電流后，向驅(qū)動電路76發(fā)出禁止通電的指令，以便使故障不再擴(kuò)大，同時(shí)使降壓型DC/DC換流器19停運(yùn)。驅(qū)動電路76從收到該禁止指令起至修理好之后并在重新起動之前，不驅(qū)動逆變器11。
在將逆變器11的晶體管Tr11～Tr16組裝在一個(gè)組件內(nèi)時(shí)，修理時(shí)要更換全部晶體管元件，因此，只需由異常情況通報(bào)裝置78顯示元件短路異常就足夠了。
位置檢測電路異常或逆變器/驅(qū)動電路異常的檢測b在特定方式a)、b)的輸出過程中，各部分正常時(shí)，位置檢測電路(比較電路79～81)的輸出與特定方式一一對應(yīng)，因此對應(yīng)于特定方式輸出＋裝置86輸出的特定方式，由方式比較裝置83對預(yù)先設(shè)定的如圖10所示的正常時(shí)的位置檢測電路的輸出方式與實(shí)際的位置檢測電路的輸出進(jìn)行一致/不一致的比較。這時(shí)，如果兩者一致，方式比較裝置83向起動控制裝置88輸出起動許可信號。
另一方面，在特定方式a)、b)的輸出過程中，如果兩者不同，則方式比較裝置83判為位置檢測電路(79～81)出現(xiàn)異?；蚰孀兤?1/驅(qū)動電路76出現(xiàn)異常而進(jìn)行異常輸出。該異常輸出信號被輸入異常情況識別裝置89、相間電壓設(shè)定輸出裝置91及開關(guān)驅(qū)動電路90中。
另外，在該實(shí)施例中，將特定方式設(shè)定為方式a)、b)兩個(gè)三相通電方式，但如圖11所示，也可以準(zhǔn)備3種每次有兩相通電的方式，重要的是各定子繞組相對于中性點(diǎn)0實(shí)現(xiàn)高壓和低壓兩種通電方式即可。即，所有的比較電路79～81的輸出，如果都能通過任何一種方式而獲得″H″和″L″值通電方式即可。
這時(shí)，異常情況識別裝置89不是立刻通報(bào)異常情況，而是首先開始識別位置檢測電路異?；蚰孀兤?驅(qū)動電路異常。
位置檢測電路及逆變器/驅(qū)動電路異常的辨別首先，相間電壓測定輸出裝置91通過電壓決定裝置77進(jìn)行20V左右的一定電壓的輸出。同時(shí)，通電相決定裝置84向驅(qū)動電路76輸出信號使其進(jìn)行使電動機(jī)8M以50rps左右的速度旋轉(zhuǎn)的通電相切換(強(qiáng)制換流)。通電相決定裝置84根據(jù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)位置檢測裝置82的檢測輸出信號向驅(qū)動電路76輸出換流指令，但這時(shí)與位置檢測裝置82無關(guān)，以一定周期進(jìn)行通電切換。這時(shí)，由于開關(guān)驅(qū)動電路90根據(jù)方式比較裝置83的異常輸入信號，將開關(guān)71斷開，所以不向電動機(jī)8M通電。
通過這種通電(強(qiáng)制換流)輸出，如果逆變器11/驅(qū)動電路76正常，逆變器11的U—V、V—W、W—U各相間電壓的平均值應(yīng)恒定，但當(dāng)缺相或驅(qū)動電路76與各晶體管Tr11～Tr16連接斷開時(shí)，電壓平衡值變得不穩(wěn)定而不平衡。因此，由3個(gè)電壓檢測裝置92～94檢測各相間的平均電壓，將其結(jié)果輸入相間電壓不平衡檢測裝置95，在此評價(jià)各相間電壓是否具有預(yù)先規(guī)定的幅度，是否在規(guī)定的范圍以內(nèi)，根據(jù)該評價(jià)結(jié)果，將正?；蚴钱惓５淖R別信號輸入異常情況識別裝置89。這時(shí)，如果收到異常的輸出信號時(shí)，異常情況識別裝置89向異常的情況通報(bào)裝置78輸出逆變器11/驅(qū)動電路76異常信號，異常情況通報(bào)裝置78進(jìn)行此項(xiàng)顯示。另一方面，當(dāng)相間電壓不平衡檢測裝置95進(jìn)行正常的輸出時(shí)，異常情況識別裝置89向異常情況通報(bào)裝置78進(jìn)行位置檢測電路(79～81)出現(xiàn)異常的輸出信號，異常情況通報(bào)裝置78進(jìn)行表示這種情況的顯示。
另外，相間電壓設(shè)定輸出裝置91用內(nèi)部安裝的時(shí)鐘設(shè)定從測定輸出開始到相間電壓不平衡檢測結(jié)束所用的時(shí)間(例如20秒)，根據(jù)該時(shí)鐘的設(shè)定時(shí)間的結(jié)束，停止向通電相決定裝置84和電壓決定裝置77進(jìn)行輸出。
也可以不用時(shí)鐘來結(jié)束上述動作，即利用相間電壓不平衡檢測裝置95結(jié)束這種檢測工作，將結(jié)果輸出后結(jié)束即可。這時(shí)，相間電壓不平衡檢測裝置95在檢測結(jié)束時(shí)刻能夠停止通電，具有不進(jìn)行無功通電的優(yōu)點(diǎn)。
異常檢查辨別的總結(jié)通過以上一系列動作，能夠辨別并表示逆變器11的晶體管元件短路異常、位置檢測電路(79～81)異常、以及逆變器11/驅(qū)動電路76異常等三種異常現(xiàn)象。
異常檢查辨別后經(jīng)過上述的檢查操作后，如果沒有發(fā)現(xiàn)異常，由方式比較裝置83向起動控制裝置88輸入起動許可信號。另一方面，轉(zhuǎn)速檢測裝置85根據(jù)位置檢測裝置82的輸出信號，計(jì)算電動機(jī)8M的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速比較裝置87對由轉(zhuǎn)速檢測裝置85檢出的轉(zhuǎn)速與從主控電路25輸入的轉(zhuǎn)速指令c進(jìn)行對比，并將與該比較結(jié)果相對應(yīng)的輸出信號輸向起動控制裝置88。這就是說，起動前當(dāng)然沒有位置檢測輸出信號，所以轉(zhuǎn)速檢測輸出為0，當(dāng)轉(zhuǎn)速指令大于0時(shí)，轉(zhuǎn)速比較裝置87輸出該轉(zhuǎn)速增加的信號。
起動控制裝置收到起動許可信號后，從轉(zhuǎn)速比較裝置87收到轉(zhuǎn)速增加的信號時(shí)，進(jìn)入起動控制動作。
正常起動<強(qiáng)制換流>
起動控制裝置88首先用內(nèi)部安裝的時(shí)鐘設(shè)定30秒，并指令電壓決定裝置77輸出起動電壓。電壓決定裝置77只限于有該輸入信號時(shí)，不論是否有來自轉(zhuǎn)速比較裝置87輸出的轉(zhuǎn)速差信號，一律通過脈沖發(fā)生器193，變更輸出起動電壓的DC/DC換流器19的晶體管191的占空比。該輸出的起動電壓與時(shí)間成正比，電壓慢慢上升，經(jīng)過30秒后達(dá)到10V。
另一方面，起動控制裝置88在起動時(shí)向通電相決定裝置84發(fā)出進(jìn)行強(qiáng)制換流的的指令。另外，通電相決定裝置84的輸出是這樣設(shè)定的，即在強(qiáng)制換流工作期間與通常根據(jù)位置檢測換流時(shí)一樣，使各相錯開120°，在電角120°的期間內(nèi)通電，且經(jīng)常有1相不通電。
通電相判定裝置84最初從任意一相開始通電，與位置檢測無關(guān)，然后切換到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向的下一相。依次進(jìn)行這樣的換流。該強(qiáng)制換流最初以低頻度開始，使頻度慢慢上升，最后達(dá)到使電動機(jī)8M以10rps左右的速度為旋轉(zhuǎn)的輸出。
<位置檢測開始>
該強(qiáng)制換流動作30秒后結(jié)束，在結(jié)束前2～3秒，從起動控制裝置88向位置檢測裝置82輸出開始工作的信號，收到該信號后，位置檢測裝置82開始檢測、判斷位置檢測電路(79～81)的輸出信號。
位置檢測電路由將對應(yīng)于電動機(jī)定子繞組的中性點(diǎn)電位的各定子繞組的電壓進(jìn)行比較的3個(gè)比較電路79～81構(gòu)成，當(dāng)被檢測的定子繞組是非通電相時(shí)，由于安裝在轉(zhuǎn)子的永磁鐵的旋轉(zhuǎn)，而具有像發(fā)電機(jī)一樣的作用，在繞組中產(chǎn)生電壓(感應(yīng)電壓)，通過將該電壓與定子繞組的中性點(diǎn)電位進(jìn)行大小比較，從而能檢出該定子繞組通過永磁鐵所在位置的時(shí)刻，因此這是用來檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的電路。
位置檢測裝置82監(jiān)視與通電相決定裝置84選擇的此時(shí)的非通電相相對應(yīng)的特定比較電路的輸出，檢測該比較電路的輸出信號從″H″到″L″或從″L″到″H″的變化時(shí)間。而且根據(jù)由通電相切換進(jìn)行的強(qiáng)制換流，判斷在規(guī)定的范圍內(nèi)比較電路的輸出是否正常進(jìn)行順次切換。
該判斷結(jié)果表明正常，從強(qiáng)制換流動作結(jié)束時(shí)刻起，開始根據(jù)位置檢測電路的檢測輸出進(jìn)行由位置檢測決定的換流。
<根據(jù)位置檢測換流>
由位置檢測進(jìn)行的換流，是將從位置檢測裝置82進(jìn)行位置檢測時(shí)起到下一次位置檢測為止的時(shí)間(相當(dāng)于電角60°)的一半時(shí)間(相當(dāng)于電角30°)進(jìn)行儲存，在新的位置檢測開始后到經(jīng)過了該時(shí)間的時(shí)刻，從位置檢測裝置82向通電相決定裝置84輸出通電切換信號，通電相決定裝置84根據(jù)該通電切換信號，切換到下一通電相通電。
另一方面，位置檢測裝置82每次進(jìn)行位置檢測時(shí)，都向轉(zhuǎn)速檢測裝置85輸出信號，轉(zhuǎn)速檢測裝置檢出從此次位置檢測到下次位置檢測的時(shí)間，根據(jù)該時(shí)間算出電動機(jī)8M的轉(zhuǎn)速。即從此次位置檢測到下次位置檢測的時(shí)間相當(dāng)于電角60°，如為4極電動機(jī)，電角360°×2＝720°為1轉(zhuǎn)，因此該60°的時(shí)間的12倍(720÷60＝12)為電動機(jī)旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)的時(shí)間T。而且，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)的時(shí)間T的倒數(shù)(1/T)就是電動機(jī)的轉(zhuǎn)速r(rps)。
<轉(zhuǎn)速控制(施加電壓控制)>
這時(shí)，由轉(zhuǎn)速比較裝置87對由轉(zhuǎn)速檢測裝置85檢測的電動機(jī)轉(zhuǎn)速r與從主控電路25輸入的轉(zhuǎn)速指令c進(jìn)行大小比較。當(dāng)r＜c時(shí)，轉(zhuǎn)速比較裝置向電壓判定裝置77輸入電壓上升指令，當(dāng)r＞c時(shí)，向電壓判定裝置77輸出電壓下降指令，當(dāng)r＝c時(shí)，輸出保持此時(shí)的電壓的指令。這樣，電壓判定裝置77控制降壓型DC/DC換流器19的開關(guān)晶體管191的占空比，以便在實(shí)際轉(zhuǎn)速r比指令的轉(zhuǎn)速c低時(shí)，提高降壓型DC/DC換流器19的輸出電壓，反之則降低輸出電壓。
簡而言之，當(dāng)強(qiáng)制換流起動后，如果在經(jīng)過30秒之前，位置檢測進(jìn)行正常，則在經(jīng)過30秒后，開始由位置檢測進(jìn)行的換流，從這時(shí)起，根據(jù)指令轉(zhuǎn)速c與實(shí)際轉(zhuǎn)速r之間的大小關(guān)系，控制施加到電動機(jī)上的電壓。這時(shí)，由于起動時(shí)指令轉(zhuǎn)速c比實(shí)際轉(zhuǎn)速r高，所以將施加到電動機(jī)8M上的電壓即降壓型DC/DC換流器19的輸出電壓變高。該電壓升高后，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩增大，電動機(jī)8M的轉(zhuǎn)速開始上升。電動機(jī)8M的轉(zhuǎn)速上升后，位置檢測的間隔縮短，由位置檢測進(jìn)行的換流也相應(yīng)地提前。結(jié)果，最后當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速r與指令轉(zhuǎn)速c一致時(shí)，降壓型DC/DC換流器19的輸出電壓不再增加，此后進(jìn)行穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，由于指令轉(zhuǎn)速c下降或負(fù)載下降而顯得實(shí)際轉(zhuǎn)速r比指令轉(zhuǎn)速c高時(shí)，從轉(zhuǎn)速比較裝置87向電壓決定裝置77輸送降低電壓的指令，從而降壓型DC/DC換流器19的輸出電壓下降，隨之位置檢測的間隔延長，由位置檢測進(jìn)行的換向也相應(yīng)地延長，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速r與指令轉(zhuǎn)速c一致時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。
起動不良異常的檢測以上是正常起動動作的說明，但當(dāng)轉(zhuǎn)子受到約束時(shí)，電動機(jī)8M就不能旋轉(zhuǎn)，因此，起動時(shí)在強(qiáng)制換流動作過程中就得不到位置檢測電路(79～81)的輸出。這就是說，即使反復(fù)進(jìn)行換向操作，比較電路70～81的輸出仍然不變，不能用位置檢測裝置82進(jìn)行正常的位置檢測。結(jié)果，從位置檢測裝置82向電動機(jī)異常判斷裝置96輸入表示不能進(jìn)行位置檢測的信號。另外，起動30秒后從起動控制裝置88輸出的起動后已經(jīng)過30秒的信號也輸入電動機(jī)異常判斷裝置96中。電動機(jī)異常判斷裝置96在輸入了這兩種信號后，即判定電動機(jī)8M因受到約束等而處于不能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，將電動機(jī)異常信號送給異常情況通報(bào)裝置78。結(jié)果，異常情況通報(bào)裝置78進(jìn)行表示電動機(jī)8M出現(xiàn)異常的通報(bào)。
當(dāng)電動機(jī)異常判斷裝置96判定異常后，將禁止起動的信號輸向起動控制裝置88，通過該起動控制裝置88使電壓判定裝置77停止動作，使通電相判定裝置84也停止動作，禁止以后的動作。
對于風(fēng)扇電動機(jī)，由于負(fù)載輕，首先不考慮因過載而引起的起動不良，因此只通過一次起動動作來判斷電動機(jī)8M是否異常。
(3)室外風(fēng)扇控制
<主電路及控制電路的結(jié)構(gòu)>
室外風(fēng)扇7的主系統(tǒng)和室外風(fēng)扇控制電路24的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖12所示。
室外風(fēng)扇7是葉片式風(fēng)扇。風(fēng)扇用電動機(jī)7M是轉(zhuǎn)子中裝有4個(gè)永磁鐵的同步電動機(jī)，定子中裝有三相繞組，采用三角形接線法連接。
來自交流電源13的100V的交流電壓通過整流電路20及電容器21得到的直流電壓，再通過逆變器12變成交流，驅(qū)動風(fēng)扇用電動機(jī)7M。逆變器12由構(gòu)成6個(gè)支路的6個(gè)晶體管Tr21～Tr26構(gòu)成，從交流輸出端子U、V、W取出三相交流輸出電壓。該逆變器12和電動機(jī)7M構(gòu)成無整流子電動機(jī)。在逆變器12和電動機(jī)7M之間裝有起斷路器作用的連接器100。與圖1的情況相同，還備有檢測逆變器12的輸入電壓的中點(diǎn)電位用的分壓電阻31、以及由檢測輸入電流的低電阻構(gòu)成的電流檢測器32。逆變器12也按照圖5、6所示的控制形態(tài)進(jìn)行控制。
還備有根據(jù)電流檢測器32的輸出信號檢測逆變器12的輸入電路的過電流用的過流檢測裝置101，以及驅(qū)動控制晶體管Tr21～Tr26驅(qū)動電路102。過流檢測裝置101的檢測輸出信號被輸向驅(qū)動電路102及異常情況通報(bào)裝置103。在逆變器12的輸出端通過分壓電阻30得到的與中點(diǎn)電位相對應(yīng)的各相輸出端電壓在每一相的比較電路104、105、106中進(jìn)行對比，各差值信號被輸入位置檢測裝置107及方式比較裝置108。由位置檢測裝置107得到的位置檢測信號被送給通電相決定裝置109、轉(zhuǎn)速檢測裝置110及電動機(jī)異常判斷裝置111。電動機(jī)異常判斷裝置111的輸出端連接在異常情況通報(bào)裝置103上。從主控電路25產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)指令a輸入到起動控制裝置112，轉(zhuǎn)速指令d輸入到轉(zhuǎn)速比較裝置113。轉(zhuǎn)速比較裝置113對從轉(zhuǎn)速檢測裝置110輸入的檢測轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速指令d進(jìn)行比較，將與其差相當(dāng)?shù)男盘栞斚蚱饎涌刂蒲b置112及電壓決定裝置114。起動控制裝置112的輸出端與電動機(jī)異常判斷裝置111及電壓決定裝置114連接。電壓決定裝置114的輸出端連接在通電相決定裝置109上。除了上述的比較電路的輸出信號外，還有通電相決定裝置109的輸出信號也輸入到方式比較裝置108中，其輸出端與異常內(nèi)容通報(bào)裝置103連接。從強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)115發(fā)出強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)指令后，該信號通過強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)裝置116傳遞到驅(qū)動電路102。
前面說明過的控制壓縮機(jī)或室內(nèi)風(fēng)扇的控制電路，都是在起動前將特定的方式從逆變器輸出給電動機(jī)繞組，但在現(xiàn)在說明的室外風(fēng)扇用電動機(jī)7M的情況下，是利用通常起動運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出信號本身來判斷各種異常的。
由用戶指示空調(diào)器開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，由來自主控電路25的運(yùn)轉(zhuǎn)指令輸入起動控制裝置112。另一方面，轉(zhuǎn)速比較裝置113對根據(jù)位置檢測裝置107的輸出信號計(jì)算電動機(jī)7M的轉(zhuǎn)速后輸出的轉(zhuǎn)速檢測裝置110的輸出與從主控電路25輸入的轉(zhuǎn)速指令d(表示高速、中速、低速、停止等指令)進(jìn)行對比，并將與該比較結(jié)果相對應(yīng)的輸出信號輸向起動控制裝置112。這就是說，由于在起動前當(dāng)然沒有位置檢測的輸出，所以速度檢測輸出為0，當(dāng)轉(zhuǎn)速指令d向高、中、低中的任何一種變動時(shí)，轉(zhuǎn)速比較裝置113輸出增加轉(zhuǎn)速的信號。
起動控制裝置112輸入運(yùn)轉(zhuǎn)指令a后，從轉(zhuǎn)速比較裝置113收到增加轉(zhuǎn)速的信號之后，進(jìn)入起動控制工作。起動控制裝置112的起動控制工作向通電相決定裝置109指示起動時(shí)的通電輸出，同時(shí)向電壓決定裝置114指示起動時(shí)的電壓輸出。根據(jù)該指示，通電相決定裝置109指令驅(qū)動電路102，使其按順序反復(fù)輸出如圖13所示的預(yù)先設(shè)定的輸出方式m1)～m6)，電壓判定裝置114對通電相判定裝置109設(shè)定從10V慢慢上升，預(yù)計(jì)起動結(jié)束后的30秒后達(dá)到30V左右的PWM通電的占空比。
該電壓決定裝置114的PWM通電的占空比設(shè)定內(nèi)容所輸入的通電相判定裝置109，根據(jù)該設(shè)定的占空比，將輸出方式m1)～m6)各方式中存在1相的PWM通電相中的晶體管的ON/OFF(通/斷)信號進(jìn)行輸出。起動時(shí)，與位置檢測無關(guān)，根據(jù)時(shí)間按圖13所示的輸出方式進(jìn)行通電相的強(qiáng)制切換。
在進(jìn)行通電相的切換時(shí)該輸出方式也同樣根據(jù)后面所述的位置檢測進(jìn)行，只是在進(jìn)行通電相的切換時(shí)間由位置檢測進(jìn)行決定這一點(diǎn)不同。
起動時(shí)，該通電相切換最初以1.6rps大小的低頻度開始，使頻度慢慢上升，最后使電動機(jī)7M的轉(zhuǎn)速達(dá)到約10rps。
另外，在圖13中表示PWM根據(jù)電壓判定裝置114決定的PWM的占空比進(jìn)行PWM通電，位置檢測電路輸出欄中的"一"是位置檢測相，表示從起動開始在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不能充分檢測感應(yīng)電壓，括號內(nèi)所示是從起動開始，在規(guī)定的時(shí)間以后，產(chǎn)生足夠的感應(yīng)電壓后，能獲得的正常時(shí)的比較電路104～106的輸出變化狀態(tài)。另外，L/H或H/L表示檢測相進(jìn)行PWM通電的相中的比較電路的輸出，L/H表示晶體管導(dǎo)通時(shí)為L，斷開時(shí)為H，反之，H/L表示晶體管導(dǎo)通時(shí)為H，斷開時(shí)為L。
因此，起動時(shí)最初輸出方式m1)，約50ms后切換到方式m2)。此后，約每隔50ms順次切換成方式m3)～方式m6)，在方式m6)后再回到方式m1)?，F(xiàn)假定電動機(jī)7M是4極的，所以通過2次反復(fù)輸出方式m1)～m6)，電動機(jī)7M旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，這時(shí)的轉(zhuǎn)速約為1.6rps。而且，其切換時(shí)間慢慢縮短，最后變成每隔8ms進(jìn)行一次順次切換，電動機(jī)7M以10rps左右的速度旋轉(zhuǎn)輸出。
下面說明構(gòu)成逆變器12的晶體管Tr21～Tr26的短路異常及位置檢測電路(104～106)或逆變器12/驅(qū)動電路102的異常識別方法。
3相輸出晶體管的短路異常檢測在該輸出過程中，過流檢測裝置101檢測到過電流時(shí)，便判定逆變器12短路異常，通過異常情況通報(bào)裝置103通報(bào)元件短路。另一方面，當(dāng)過流檢測裝置101檢測到過電流時(shí)，指令驅(qū)動電路102禁止通電，以免引起更大的故障。驅(qū)動電路102從收到該禁止指令時(shí)起，直到經(jīng)過修理重新起動之前不驅(qū)動逆變器12。
位置檢測電路異?；蚰孀兤?驅(qū)動電路異常的檢測在方式m1)～m6)的輸出過程中，檢查各比較電路104～106的輸出狀態(tài)。即當(dāng)輸出方式為m1)時(shí)，由方式比較裝置108檢查比較電路106的輸出是否為L，當(dāng)輸出方式為m2)時(shí)，比較電路105的輸出是否是為H，以后依次檢查方式m3)時(shí)，比較電路104的輸出是否是L，方式m4)時(shí)，比較電路106的輸出是否是H，方式m5)時(shí)，比較電路105的輸出是否是L，方式m6)時(shí)，比較電路104的輸出是否是H。通過上述檢查，能對全部比較電路104～106確認(rèn)各H和L的輸出為異?；蛘！?br>
以上說明了相對于各方式確認(rèn)一個(gè)比較電路的輸出的方法，但如果能確實(shí)與PWM輸出同步，則在一種方式時(shí)，也可以同時(shí)檢查2個(gè)比較電路的輸出。這可以用方式比較裝置108進(jìn)行檢查，例如在方式m1)的情況下，PWM輸出導(dǎo)通時(shí)，比較電路104為H，PWM輸出斷時(shí)，比較電路104為L。
這時(shí)，如為方式m1)可檢查比較電路104，如為方式m2)，可檢查比較電睡106，如為方式m3)，可檢查比較電路105。但這時(shí)必須與PWM輸出同步，同時(shí)，在起動時(shí)由于施加的電壓低，所以PWM接通的時(shí)間短，由于噪聲等原因可能造成檢查失誤。因此，在PWM通電相中進(jìn)行比較電路檢查時(shí)，必須采取這樣的對策即進(jìn)行多次通電，當(dāng)結(jié)果全部為異常時(shí)，則可初步判定為異常。
以上檢查結(jié)果，如果方式比較裝置108斷定全部比較電路正常時(shí)，可繼續(xù)起動運(yùn)轉(zhuǎn)。
另一方面，在方式m1)～m6)的輸出過程中，如果比較電路的輸出與預(yù)定的值不同時(shí)，方式比較裝置108即判定位置檢測電路出現(xiàn)異?；蚺卸孀兤?驅(qū)動電路出現(xiàn)異常而進(jìn)行異常輸出。
位置檢測電路和逆變器/驅(qū)動電路異常的辨別方法首先，維修人員將風(fēng)扇用電動機(jī)7M和逆變器12的配線之間的連接器100斷開，按下強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)115。從強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)115輸入強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)指令后，強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)裝置116將控制信號輸向驅(qū)動電路102，使電動機(jī)7M以30rps左右的速度旋轉(zhuǎn)進(jìn)行通電相切換(強(qiáng)制換流)及產(chǎn)生規(guī)定的輸出電壓。這時(shí)，維修人員使用萬用表檢查逆變器12的U—V、V—W、W—U各相間的平均電壓。如果該相間電壓大致相同，則斷定逆變器12及驅(qū)動電路102正常。因此，可以判定故障是發(fā)生在位置檢測電路(比較電路104～196)。另一方面，當(dāng)相間電壓的偏差在容許值以上時(shí)，則判定逆變器12中有一個(gè)晶體管出現(xiàn)異?；蝌?qū)動電路102出現(xiàn)異常變成缺相運(yùn)轉(zhuǎn)，判定逆變器/驅(qū)動電路異常。
另外，各晶體管Tr21～Tr26和驅(qū)動電路102的異常，可通過測定施加到各晶體管的來自驅(qū)動電路102的驅(qū)動電壓進(jìn)行鑒別。如果施加在被驅(qū)動的晶體管上的驅(qū)動電壓為5V，則驅(qū)動電路102正常，另外，如果施加在所有的晶體管上的電壓都正常，則驅(qū)動電路102正常，但在晶體管Tr21～Tr26中有一個(gè)是出現(xiàn)斷開異常。另一方面，如果施加在晶體管上的驅(qū)動電壓不足，則是驅(qū)動電路102異常。
另一方面，測定結(jié)果如果逆變器12輸出的相間電壓平衡時(shí)，則說明異常是發(fā)生在位置檢測電路(104～106)，通過更換該部分的電路元件就能修好。
維修人員根據(jù)以上的檢查結(jié)果，通過更換有故障的電路器件，就能迅速修好。
另外，強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)裝置116在維修人員測定相間電壓及施加在逆變器12的晶體管Tr21～Tr26上的來自驅(qū)動電路102的驅(qū)動電壓所經(jīng)歷的時(shí)間，例如經(jīng)過了1分鐘后，便停止該強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)操作。另外，如果想在中途結(jié)束時(shí)，可再次按下強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)115，強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)裝置116便在該時(shí)刻停止強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)輸出。
異常檢查識別總結(jié)按上述方法可識別并顯示構(gòu)成逆變器12的晶體管Tr21～Tr26的短路異常，位置檢測電路(比較電路104～196)，逆變器12及驅(qū)動電路102的運(yùn)轉(zhuǎn)。
起動控制
<強(qiáng)制換流>
在上述起動開始的檢查動作中，如果位置檢測電路的輸出無異常，則使通電相決定裝置109反復(fù)進(jìn)行輸出方式m1)～m6)，同時(shí)隨著時(shí)間的經(jīng)過，逐漸縮短該輸出的切換時(shí)間，并加大電壓決定裝置114的PWM通電的占空比。
結(jié)果是通電相決定裝置109及電壓決定裝置114最初使風(fēng)扇用電動機(jī)7M旋轉(zhuǎn)(起動)，并改變通電間隔和施加的電壓值，最后使風(fēng)扇用電動機(jī)7M以約10rps的速度旋轉(zhuǎn)。
<位置檢測開始>
該強(qiáng)制換流工作經(jīng)過30秒后結(jié)束，但在結(jié)束之前的2～3秒，從起動控制裝置112向位置檢測裝置107輸出開始工作的信號。位置檢測裝置107收到該信號后，開始進(jìn)行檢測，判斷位置檢測電路104～106的輸出信號的工作情況。由比較電路104～106構(gòu)成的位置檢測電路對通過分壓電阻30取出的逆變器12的輸入直流電源的中間電位和各相交流輸出電壓進(jìn)行比較，并將該比較輸出信號輸向位置檢測裝置107。位置檢測裝置107監(jiān)視通電相決定裝置109與此時(shí)所選擇的非通電相相對應(yīng)的特定比較電路的輸出信號，檢測該比較電路的輸出信號從“H”到“L”或從“L”到“H”變化的時(shí)間。
另外，如上所述，在每一時(shí)刻都存在某一個(gè)PWM通電相，因此在輸入到比較電路的感應(yīng)電壓中含有較大的噪聲。因此，位置檢測裝置107只在PWM通電接通期間的某一時(shí)刻，與通電相決定裝置109輸出的PWM通電輸出同步取得比較電路的輸出信號，以使該信號有效。而且根據(jù)由通電相切換進(jìn)行的換流，辨別在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)比較電路的輸出是否正常進(jìn)行持續(xù)切換。鑒別的結(jié)果如為不良，則判定起動不良，對電動機(jī)的異常進(jìn)行處理。
起動不良異常上述的鑒別結(jié)果如為正常，在強(qiáng)制換流工作結(jié)束時(shí)，即從起動控制裝置112使起動動作開始之時(shí)起經(jīng)過30秒后，開始根據(jù)位置檢測電路的檢測輸出信號進(jìn)行換流。
<根據(jù)位置檢測進(jìn)行換流>
根據(jù)位置檢測進(jìn)行的換流是將從此次由位置檢測裝置107進(jìn)行位置檢測起到下次位置檢測止的時(shí)間(相當(dāng)于電角60°)的一半時(shí)間(相當(dāng)于電角30°)進(jìn)行儲存，在新的位置檢測開始至經(jīng)過該時(shí)間的時(shí)刻之時(shí)，從位置檢測裝置107向通電相決定裝置109輸出通電切換信號通電相決定裝置109根據(jù)該通電切換信號，按下述通電方式切換通電。即在按通電方式m1)通電時(shí)，下次便切換到按通電方式m2通電。
另一方面位置檢測裝置107每次進(jìn)行位置檢測時(shí)，都向轉(zhuǎn)速檢測裝置110輸出信號。轉(zhuǎn)速檢測裝置110測定從此次位置檢測到下次位置檢測的時(shí)間，根據(jù)該時(shí)間算出風(fēng)扇用電動機(jī)7M的轉(zhuǎn)速。即從此次位置檢測到下次位置檢測的時(shí)間相當(dāng)于電角60°，如為4極電動機(jī)，電角360°×2＝720°時(shí)為1轉(zhuǎn)，因此該60°的時(shí)間的12(＝720÷60)倍是電動機(jī)旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)的時(shí)間T。而且，該1轉(zhuǎn)的時(shí)間T的倒數(shù)(＝1/T)就是電動機(jī)的轉(zhuǎn)速r(rps)。
<轉(zhuǎn)速控制(施加電壓控制)>
這時(shí)，由轉(zhuǎn)速檢測裝置110檢出的電動機(jī)轉(zhuǎn)速r在轉(zhuǎn)速比較裝置113中與從主控電路25輸入的轉(zhuǎn)速指令d(高、中、低)相對應(yīng)的預(yù)先在內(nèi)部設(shè)定的轉(zhuǎn)速f)進(jìn)行大小比較，當(dāng)r＜f時(shí)，轉(zhuǎn)速比較裝置向電壓判定裝置114輸出升高電壓的指令，當(dāng)r＞f時(shí)，輸出降低電壓的指令，而當(dāng)r＝f時(shí)，輸出維持此時(shí)的電壓的指令。因此，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速r比指令的轉(zhuǎn)速低時(shí)，便增大占空比，以提高輸出電壓，相反時(shí)，則減小占空比，以降低輸出電壓。
簡而言之，在進(jìn)行強(qiáng)制換流起動之后經(jīng)過30秒之前，如果位置檢測正常進(jìn)行，則經(jīng)過30秒后開始由位置檢測進(jìn)行換流，從該時(shí)刻起加在風(fēng)扇用電動機(jī)7M上的電壓，根據(jù)指令轉(zhuǎn)速f與實(shí)際轉(zhuǎn)速r的大小關(guān)系進(jìn)行控制。這時(shí)，由于起動時(shí)指令轉(zhuǎn)速f比實(shí)際轉(zhuǎn)速高，因此提高加在風(fēng)扇用電動機(jī)7M上的電壓即提高PWM通電相的PWM占空比，于是輸出電壓變高。該電壓升高后，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩增大，風(fēng)扇用電動機(jī)轉(zhuǎn)速開始上升。電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升后，位置檢測間隔縮短，按位置檢測進(jìn)行的換向也相應(yīng)地提前。結(jié)果，實(shí)際轉(zhuǎn)速最后達(dá)到與指令轉(zhuǎn)速f一致時(shí)，PWM占空比穩(wěn)定。
另外，指令轉(zhuǎn)速下降時(shí)或由于負(fù)載下降使得實(shí)際轉(zhuǎn)速比指令轉(zhuǎn)速高時(shí)，從轉(zhuǎn)速比較裝置113向電壓決定裝置114發(fā)出降低電壓的指令，PWM比下降，加到電動機(jī)上的電壓下降，伴隨電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的減小，電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，位置檢測間隔延長，按位置檢測進(jìn)行的換向也相應(yīng)延長，實(shí)際轉(zhuǎn)速r與指令轉(zhuǎn)速一致時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。
另外，轉(zhuǎn)速指令d(高、中、低)變化，指令轉(zhuǎn)速增加或減小時(shí)，轉(zhuǎn)速比較裝置113同樣對新的指令轉(zhuǎn)速f和實(shí)際轉(zhuǎn)速r進(jìn)行對比，因此指令轉(zhuǎn)速增加時(shí)，PWM占空比增大，反之，指令轉(zhuǎn)速下降時(shí)，PWM占空比減小。因此，這時(shí)也在某種程度的時(shí)間延遲后，實(shí)際轉(zhuǎn)速r與新的指令轉(zhuǎn)速一致，進(jìn)行與轉(zhuǎn)速指令相符的運(yùn)轉(zhuǎn)。
起動不良異常以上是進(jìn)行正常起動工作的說明，但風(fēng)扇用電動機(jī)7M由于受到約束等原因而不能旋轉(zhuǎn)時(shí)，在起動時(shí)的強(qiáng)制換流過程中得不到位置檢測電路的輸出信號。即，即使反復(fù)進(jìn)行換流工作，在規(guī)定的通電期間，從比較電路104～106得不到必要的輸出信號，因此斷定位置檢測裝置107不能進(jìn)行正常的位置檢測。結(jié)果，從位置檢測裝置107向電動機(jī)異常判斷裝置111輸入表示不能進(jìn)行位置檢測的信號。另外，起動30秒后從起動控制裝置112輸出的起動已經(jīng)過30秒的信號也輸入電動機(jī)異常判斷裝置111。當(dāng)這兩個(gè)信號都輸進(jìn)電動機(jī)異常判斷裝置后，由于起動時(shí)已確認(rèn)了并無逆變器短路異常及位置檢測電路異常、也無逆變器/驅(qū)動電路異常，因此這時(shí)可能的異常就是風(fēng)扇用電動機(jī)7M因受阻等原因而不能旋轉(zhuǎn)的異常。
因此，從電動機(jī)異常判斷裝置111向異常情況通報(bào)裝置103輸入電動機(jī)異常信號。異常內(nèi)容通報(bào)裝置103收到該信號后，進(jìn)行表示電動機(jī)異常的通報(bào)。另外，電動機(jī)異常判斷裝置111判定異常后，向起動控制裝置112輸送禁止起動的信號，使通電相判定裝置109停止輸出，禁止以后的動作。
如上所述，如果采用本發(fā)明進(jìn)行檢測時(shí)，能將由于電動機(jī)本身的故障造成的電動機(jī)不旋轉(zhuǎn)和由于控制電路的故障造成的電動機(jī)不旋轉(zhuǎn)加以區(qū)別，從而能根據(jù)故障的原因而采取適當(dāng)?shù)拇胧?br>
權(quán)利要求
1.無整流子電動機(jī)控制裝置，在各相中都設(shè)有比較電路，用來對裝有將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上用的三相定子繞組的無整流子電動機(jī)的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，通過這些比較電路根據(jù)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)在不能電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓檢測轉(zhuǎn)子的位置，還裝有向各相定子繞組進(jìn)行切換通電的控制器，該無整流子電動機(jī)的控制裝置的特征為設(shè)有電動機(jī)停運(yùn)時(shí)向各定子繞組供給特定通電方式的通電裝置；對上述通電裝置在通電時(shí)與該通電方式相對應(yīng)的設(shè)定基準(zhǔn)輸出信號與上述比較電路的輸出信號進(jìn)行對比的比較裝置，以及根據(jù)該比較裝置的比較結(jié)果檢測異常的異常檢測裝置。
2.無整流子電動機(jī)控制裝置，在各相中都設(shè)有比較電路，用來對裝有將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上用的三相定子繞組的無整流子電動機(jī)的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，由這些比較電路根據(jù)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)在不通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓檢測轉(zhuǎn)子的位置，還裝有切換向各相定子繞組通電的控制器，該無整流子電動機(jī)的控制裝置的特征為設(shè)有電動機(jī)停運(yùn)時(shí)有選擇地向所有的定子繞組供給相對于規(guī)定基準(zhǔn)電壓為高的電壓的第1通電方式和有選擇地向所有的繞組供給相對于基準(zhǔn)電壓為低的電壓的第2通電方式的通電裝置；該通電裝置在通電時(shí)對于與該通電方式相對應(yīng)的設(shè)定的基準(zhǔn)輸出信號和上述比較電路的輸出信號進(jìn)行對比的比較裝置；以及根據(jù)該比較裝置的比較結(jié)果檢測異常的異常檢測裝置。
3.無整流子電動機(jī)的控制裝置，設(shè)有對裝有將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上的三相定子繞組的無整流子電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在不通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓與各相中規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比的第1比較電路；對這些第1比較電路的比較輸出信號進(jìn)行組合，并檢測轉(zhuǎn)子位置的第2比較電路；以及根據(jù)第2比較電路的輸出信號向各相定子繞組進(jìn)行切換通電的控制器，該無整流子電動機(jī)的控制裝置的特征為設(shè)有電動機(jī)停止時(shí)向1相或2相定子繞組供給比規(guī)定的基準(zhǔn)電壓為低的電壓，而向其余定子繞組供給比規(guī)定的基準(zhǔn)電壓為高的電壓的多種通電方式的通電裝置；該通電裝置在通電時(shí)對于與該通電方式相對應(yīng)的設(shè)定的基準(zhǔn)輸出信號和上述第2比較電路的輸出信號進(jìn)行對比的比較裝置；以及根據(jù)該比較裝置的比較結(jié)果檢測異常的異常檢測裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的無整流子電動機(jī)控制裝置，其特征為還設(shè)有判斷電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)開始的判斷裝置，該判斷裝置判定運(yùn)轉(zhuǎn)開始后，由上述通電裝置在無整流子電動機(jī)起動之前向各繞組通電。
5.無整流子電動機(jī)控制裝置，在各相中設(shè)有比較電路，用來對裝有將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上用的三相定子繞組的無整流子電動機(jī)的定子繞組端電壓與規(guī)定的其準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比較，由這些比較電路根據(jù)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)在不通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓檢測轉(zhuǎn)子的位置，還設(shè)有向各相定子繞組進(jìn)行切換通電的控制器，該無整流子電動機(jī)控制裝置的特征為設(shè)有根據(jù)與通電的定子繞組相對應(yīng)的比較電路的輸出信號檢測異常的異常檢測裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要示1至3、5中的任意一項(xiàng)所述的無整流子電動機(jī)控制裝置，其特征為還設(shè)有當(dāng)異常檢測裝置檢出異常時(shí)，通報(bào)該異常的通報(bào)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3、5中的任意一項(xiàng)所述的無整流子電動機(jī)控制裝置，其特征為還設(shè)有檢測流過電動機(jī)的電流的電流檢測裝置；以及在上述通電裝置向定子繞組通電過程中上述電流檢測裝置檢出過電流之后，發(fā)送禁止向定子繞組中通電信號通電禁止裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無整流子電動機(jī)控制裝置，其特征為還設(shè)有在上述通電裝置向定子繞組通電過程中由上述電流檢測裝置檢出過電流時(shí)，通報(bào)該過流異常的第2通報(bào)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的無整流子電動機(jī)控制裝置，其特征為上述基準(zhǔn)電壓相當(dāng)于供給電動機(jī)的輸入直流電壓的大致中間值的電壓。
10.無整流子電動機(jī)控制裝置，設(shè)有根據(jù)比較電路的比較輸出信號，向各相定子繞組進(jìn)行切換通電的控制器，上述比較電路是對裝有將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上用的三相定子繞組的無整流子電動機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)在不通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓與上述三相定子繞組的中性點(diǎn)電位進(jìn)行對比，該無整流子電動機(jī)控制裝置的特征為設(shè)有當(dāng)電動機(jī)停運(yùn)時(shí)向1相或2相定子繞組供給比規(guī)定基準(zhǔn)電壓為低的電壓而向其余1相定子繞組供給比基準(zhǔn)電壓為高的電壓的多種通電方式的通電裝置；上述通電裝置在通電時(shí)，對于與該通電方式相對應(yīng)的設(shè)定的基準(zhǔn)輸出信號與上述比較電路的輸出信號進(jìn)行對比的比較裝置；以及根據(jù)該比較裝置的比較結(jié)果檢測異常的異常檢測裝置。
11.空調(diào)器的特征為將權(quán)利要求1至3、5、8、10中的任意一項(xiàng)所述的無整流子電動機(jī)用作安裝在密閉型的壓縮機(jī)內(nèi)的驅(qū)動壓縮機(jī)的電動機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至3、5、8、10中的任意一項(xiàng)所述的無整流子電動機(jī)控制裝置，其特征為電動機(jī)是驅(qū)動風(fēng)扇用的電動機(jī)。
13.無整流子電動機(jī)的異常檢測方法是在各相中設(shè)有比較電路，用來對裝有將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上用的三相定子繞組的無整流子電動機(jī)的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，由這些比較電路根據(jù)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)在不通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓檢測轉(zhuǎn)子的位置，還備有向各相定子繞組進(jìn)行切換通電的控制器，該無整流子電動機(jī)的異常檢測方法的特征為根據(jù)與通電的定子繞組相對應(yīng)的比較電路的輸出信號檢測異常。
14.無整流子電動機(jī)的異常檢測方法，是在各相中設(shè)有比較電路，用來對裝有將旋轉(zhuǎn)磁場施加到永磁型轉(zhuǎn)子上用的三相定子繞組的無整流子電動機(jī)的定子繞組端電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，由這些比較電路根據(jù)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)在不通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓檢測轉(zhuǎn)子位置，還備有向各相定子繞組進(jìn)行切換通電的逆變器，該無整流子電動機(jī)的異常檢測方法的特征為它包括根據(jù)上述比較電路的輸出檢測異常的方法；以及根據(jù)上述方法檢測到異常時(shí)，在斷開定子繞組與逆變器連接的狀態(tài)下，使逆變器輸出規(guī)定的頻率及電壓，并測定此時(shí)逆變器輸出的相間電壓的方法；當(dāng)測得的各相間電壓值大致相同時(shí)，則判定上述比較電路異常，在其它情況下，則判逆變器異常。
全文摘要
一種電動機(jī)控制裝置，設(shè)有根據(jù)對電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)在不通電的定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比的比較電路的比較輸出信號向各定子繞組進(jìn)行切換通電的控制器，其特征為設(shè)有電動機(jī)停運(yùn)時(shí)向各定子繞組提供特定通電方式的通電裝置；對于在該通電裝置通電時(shí)與該通電方式相對應(yīng)的設(shè)定的基準(zhǔn)輸出信號與比較電路的輸出信號進(jìn)行對比的比較器；以及根據(jù)該比較器的比較結(jié)果檢測異常的異常檢測裝置
文檔編號H02P6/00GK1115135SQ9510146
公開日1996年1月17日 申請日期1995年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月14日
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