[发明专利]马达驱动系统及开路绕组构造马达的接线切换方法

说明书

本发明涉及马达驱动系统及开路绕组构造马达的接线切换方法，具备：开路绕组构造的马达，3相绕组彼此独立且具备6个输出端子；初级侧逆变器，与3个输出端子连接；次级侧逆变器，与剩余3个输出端子连接；开闭器，配置为通过成为闭合状态而将次级侧逆变器的各相输出端子短路；控制部，控制开闭器的开闭，并且，基于PWM控制中的初级及次级侧逆变器各自的线间占空比，控制对马达通电的电流及转速；及电流检测器，检测对马达通电的电流，控制部在切换开闭器的开闭状态时，使从次级侧逆变器输出的线间电压为零，在将开闭器从断开切换为闭合时，在频率为对马达通电的电流的基本频率的3倍的电流成为零的定时使次级侧逆变器的开关动作停止。

技术领域

本发明的实施方式涉及驱动开路绕组构造马达的系统及切换所述马达的接线的方法。

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为三相交流电力。然而，随着马达大容量化，流过逆变器的电流也增加，因此导致在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或专利文献1等中提出有如下系统：将3相马达的绕组不接线为星形而设为开路状态，在3相绕组的两端分别连接逆变器并驱动。根据该系统，通过使用2台逆变器，可对3相绕组的两端施加的电压能够扩大为2倍左右，因此能够高速地驱动马达。或者，通过增加绕组的匝数，能够以较少的电流驱动输出高转矩的马达。

开路绕组马达的驱动系统根据其电路结构多采用图13至图15所示的3个方式。图13所示的构成虽然需要设置2个相互绝缘的直流电源，但存在能够使逆变器的直流电压为2倍、原理上不会流动在3相的绕组中共同流动的零轴电流的优点。图14所示的构成为2台逆变器共有直流链电压。该构成虽然只有一个电源即可，但存在零轴电流经由彼此的逆变器的直流部而流动的问题。在图15所示的构成中，由电容器构成一方的逆变器的电源，依然一个电源即可。然而，为了对所述电容器充电而需要无功功率的控制。

非专利文献1：2002年5月,电气学会D部门论文期刊(電気学会D部門論文誌)Vol.122，No.5,p430-438,“使用开路绕组交流电动机和2台空间电压向量调制逆变器的高效率低噪声电动机驱动方式(オープン巻線交流電動機と2台の空間電圧ベクトル変調インバータを用いた高効率低騒音電動機駆動方式)”，川畑良尚，那须基志，川畑隆夫

专利文献1：国际公开第WO2016/125557号书册

在上述的各构成中，在使马达以高速旋转等、提高逆变器的输出电压时是有效的，相反，在无需如此高的电压的低输出时，2台逆变器中的导通损失会变大，因此存在逆变器的效率降低的问题。因此，希望的是，通过使用由机械式的开关或者半导体构成的开关来切换逆变器与马达的接线方式，在低输出时由1台逆变器1进行运转从而抑制逆变器的损失。然而，存在在马达的驱动中切换接线时因电流的不连续性引起转矩波动、振动等的问题。

发明内容

本发明提供能够防止低输出时的效率的降低的马达驱动系统及开路绕组构造马达的接线切换方法。

实施方式的马达驱动系统具备：开路绕组构造的马达，3相绕组彼此独立，且具备6个输出端子；初级侧逆变器，与所述马达的6个输出端子中的3个输出端子连接；次级侧逆变器，与所述马达的输出端子的剩余3个输出端子连接；开闭器，配置为通过成为闭合状态而将所述次级侧逆变器的各相输出端子短路；控制部，控制该开闭器的开闭，并且，基于PWM控制中的所述初级侧逆变器及所述次级侧逆变器各自的线间占空比，控制对所述马达通电的电流及旋转速度；以及电流检测器，检测对所述马达通电的电流。所述控制部在切换所述开闭器的开闭状态时，使从所述次级侧逆变器输出的线间电压为零，并且，在将所述开闭器从断开切换为闭合时，在频率为对所述马达通电的电流的基本频率的3倍的电流成为零的定时，使所述次级侧逆变器的开关动作停止。