[发明专利]马达驱动系统

说明书

本发明涉及一种马达驱动系统，具备：开口绕组构造的马达，三相绕组分别独立，具备6个输出端子；交流直流转换电路，将交流电源的交流电压转换成直流；一次侧逆变器，与上述6个输出端子中的3个输出端子连接，被供给由交流直流转换电路转换后的直流电压；二次侧逆变器，与上述输出端子中的剩余的3个输出端子连接，正侧电源线或者负侧电源线中的一方与一次侧逆变器共通地连接；电容器，连接于二次侧逆变器的正侧电源线与负侧电源线之间；以及控制部，基于PWM控制中的一次侧以及二次侧逆变器各自的线间占空比，对向马达通电的电流及旋转速度进行控制，并且基于对于一次侧逆变器以及二次侧逆变器的全相共通的占空比，对电容器的充电电压进行控制。

技术领域

本发明的实施方式涉及驱动开口绕组构造的马达的系统。

背景技术

例如，在驱动永久磁铁同步马达等交流马达时，需要使用逆变器将直流电源转换成三相交流电力。但是，随着马达大容量化而在逆变器中流动的电流也增加，因此，构成逆变器的功率器件产生发热等问题。

对于该问题，在非专利文献1、专利文献1等中提出有如下系统：使三相马达的绕组不接线为星形而成为开放状态，并在三相绕组的两端分别连接逆变器而进行驱动。根据该系统，通过使用两台逆变器，由此能够对三相绕组的两端施加的电压能够扩展到2倍程度，因此，能够更高速地驱动马达。或者，通过增加绕组的匝数，由此能够以较少的电流驱动输出较高的扭矩的马达。

开口绕组马达的驱动系统，根据其电路构成而大多采用图8至图10所示的三种形态。在图8所示的构成中，虽然需要设置2个相互绝缘的直流电源，但具有能够使逆变器的直流电压成为2倍，在原理上不流动向三相绕组共通地流动的零轴电流这样的优点。在图9所示的构成中，两台逆变器共有直流环电压。在该构成中，电源可以为一个，但存在经由彼此的逆变器的直流部流动零轴电流的问题。在图10所示的构成中，通过电容器构成一方的逆变器的电源，因此，电源仍可以为一个。但是，为了对上述电容器进行充电而需要进行无功功率的控制。

非专利文献1：2002年5月，电气学会D部门论文志Vol.122，No.5，p430-438，“使用了开口绕组交流电动机与两台空间电压矢量调制逆变器的高效率低噪声电动机驱动方式”，川畑良尚、那须基志、川畑隆夫

专利文献1：国际公开第WO2016125557号小册子

在图8所示的构成中，存在用于生成2个被绝缘的直流电源的电路大型化的问题。此外，在图9所示的共有直流环的构成中，当为了提高电压利用率而进行由通常的三相逆变器进行的3次高次谐波的施加时，存在在三相中流动相同方向的电流、即零轴电流的问题。因此，电压利用率被限制为直流电压的86.6％。此外，在图10所示的构成中，在为了对二次侧的电容器进行充电而对无功功率进行控制时，存在在使一次侧-二次侧逆变器间的电压最大化的180度相位差电容器无法进行充电，有效的电压会降低的问题。

发明内容

因此，提供一种马达驱动系统，在驱动开口绕组构造马达时，能够不使电源电路大型化而提高效率。

实施方式的马达驱动系统具备：

开口绕组构造的马达，三相绕组分别独立，且具备6个输出端子；

交流直流转换电路，将交流电源的交流电压转换成直流；

一次侧逆变器，与上述马达的6个输出端子中的3个输出端子连接，被供给由上述交流直流转换电路转换后的直流电压；

二次侧逆变器，与上述马达的输出端子中的剩余的3个输出端子连接，正侧电源线或者负侧电源线中的一方与上述一次侧逆变器共通地连接；

电容器，连接于该二次侧逆变器的正侧电源线与负侧电源线之间；以及