[发明专利]旋转机驱动系统

说明书

具备：旋转机，具有多个绕组；相电流检测电路，对向旋转机供给的相电流进行检测；逆变装置，包含将来自直流电源的直流电力变换为交流电力的逆变电路、和基于相电流检测电路检测的相电流对逆变电路的电力变换进行控制的控制装置，使旋转机进行可变速运转；以及绕组切换装置，通过来自控制装置的指令切换多个绕组的连接，控制装置在变更旋转机的旋转区域的情况下，停止从逆变电路向旋转机的电流供给，并且，将通过旋转机的励磁磁通感应的线间内部电压比直流电源的直流电压小作为条件，将旋转机的旋转区域从低速旋转区域切换为高速旋转区域或者从高速旋转区域切换为低速旋转区域。

技术领域

本发明涉及对旋转机进行驱动的旋转机驱动系统。

背景技术

通过逆变装置进行可变速运转的旋转机的效率一般用在恒定负载条件下使转速推移而得到的效率曲线来表示，在所要求的旋转范围中的一部分的旋转区域中效率成为峰值。为了实现设备的节能化，重要的是在宽广的旋转范围内使效率曲线提高，并减少旋转机的电力损失。

然而，在现有旋转机中，已知在低速旋转区域中效率变低。作为该重要因素之一，可列举出在现有旋转机中，为了扩大旋转范围而设计成电感变小。在电感小的现有旋转机中，对向旋转机供给的大致正弦波状的电流波形重叠了与逆变装置的开关频率对应的谐波分量。因此，在旋转机的铁芯产生的铁损的谐波分量、因定子绕组的趋肤效应以及邻近效应而产生的交流铜损等变大，结果导致旋转机的效率降低。

与此相对，已知通过在设计阶段对旋转机进行高电感化，能够降低电流值本身，并且能够降低谐波分量。由此，能够实现低速旋转区域中的效率提高，另一方面，除了高速旋转区域的效率降低之外，还存在不能驱动至高速旋转区域而转子失步的课题。

针对这样的课题，存在如专利文献1那样在低速旋转区域和高速旋转区域切换定子绕组的连接的技术。在旋转机的驱动中切换连接的情况下，在切换接点产生电弧而接点寿命降低。在专利文献1中，公开了以避免接点电弧为目的而对转矩指令进行范围限定，并在使逆变主电路成为非通电状态的基础上切换连接的技术。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-3694号公报

发明内容

发明要解决的课题

接点电弧的产生原因在于，在接点断开闭动作时接点间的距离微小的瞬间，该部的电场强度增大，从而导致绝缘击穿，流过过大的电流。因此，在即使接点部分为非通电状态在接点间也产生电位差、且在接点闭合的状态下形成能够通电的回路的结构中，无法避免接点电弧的产生，难以实现接点的长寿命化。

该课题在低速旋转区域与高速旋转区域之间过渡的过程中切换绕组连接的情况下也是同样的。即使在非通电状态下将逆变主电路切换绕组连接，在通过旋转机的励磁磁通而感应的线间内部电压Vac与供给至逆变装置的直流电压Vdc之间也必然产生电位差。因此，在接点间也产生电位差，并且在接点闭合的状态下形成能够通电的回路。因此，在每次根据旋转机的加减速进行绕组的连接切换时反复产生接点电弧，接点的寿命变短，从而除了维护成本增大之外，还存在接点熔融等不良情况风险升高，从而作为驱动系统的可靠性降低这样的课题。

另外，作为解决上述的课题的手段，公开了用半导体开关元件构成切换接点的方法。然而，在该方法中，在旋转机的驱动时始终对开关元件通电，因此，产生导通损耗。即，由于在切换接点部产生新的电力损失，因此从提高驱动系统整体的能源效率的观点来看，不能说是上策。

本发明的目的在于，不产生接点电弧而变更旋转机的旋转区域。

用于解决课题的手段