CN102023251A - 电流检测方法、使用该方法的逆变器装置和变换器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使在过调制区域也能够稳定地运转的电流检测方法、使用该方法的逆变器装置和变换器装置。在具有交流电动机、驱动交流电动机的逆变器、检测逆变器直流侧的母线电流或各臂电流的电流检测单元以及使用检测到的电流检测值控制交流电动机的控制单元的电动机驱动装置中，使用从电流检测单元得到的电流的过去检测值或所述控制单元的电流指令值计算交流电动机电流参考值，并且，在通过电流检测单元仅能够检测交流电动机电流的1相的电流时，计算1相的电流检测值和电流参考值的误差，使用该误差推定无法检测的相的交流电动机电流。

Description

电流检测方法、使用该方法的逆变器装置和变换器装置

技术领域

本发明涉及电流检测方法，特别涉及一种适合于检测将直流变换为交流的逆变器装置或将交流变换为直流的变换器装置等变换装置中的电流的电流检测方法，而且还涉及使用该方法的逆变器装置和变换器装置，并且涉及具备该装置的电动机驱动装置以及制冷空调设备。以下，将逆变器装置和变换器装置总称为“变换装置”。

背景技术

在工业设备或家电产品的领域中，广泛使用将直流变换为三相交流的电动机驱动用逆变器装置或将三相交流变换为直流的变换器装置。特别是在重视节能性能以及舒适感的制冷空调设备(例如空调、冷冻冷藏装置、供热水机等)中，将直流变换为三相交流的电动机驱动用逆变器装置得到广泛普及。

在这些制冷空调设备中，为了降低其成本，多采用了使用在逆变器的直流母线或各个臂上设置的电流检测单元(具体地说，分流电阻或电流传感器等)，再现三相交流电流的方法。此外，特别是在使用逆变器装置的电动机驱动装置中，为了降低其开关元件的损失(提高效率)以及进一步扩大电动机驱动范围，希望稳定的过调制PWM控制。

但是，如下详细描述那样，一般在上述的过调制区域中，在其一定时间内，产生通过上述电流检测单元仅能检测到多个相(例如三相)中的1相的电流的现象。并且，当产生该现象时，通过逆变器装置生成的交流电流中的再现误差变大，通过电动机驱动装置进行的控制有可能变得不稳定，难以实际采用上述的过调制控制。

在现有的技术中，例如根据以下的专利文献1，作为无法根据母线电流检测三相交流电流时的对策，公开了以下的处理方法：即使在三相电压指令值中的某两个值接近而无法检测各相的电流时，将上次得到的旋转坐标系的电流看作本次的旋转坐标系的电流，根据该电流计算三相电压指令值以及相位。

此外，根据以下的专利文献2，作为仅能检测1相的电流时的交流电流再现处理方法，还提出了使用在能够检测的相位中已经检测到的过去的电动机电流。

【专利文献1】特开2007-312511号公报

【专利文献2】特开2004-64903号公报

发明内容

但是，在上述现有技术中，上述过调制区域中的仅能检测变换装置的1相的电流的区间变长，因此，存在三相交流电流的检测误差变大，控制变得不稳定的问题。

因此，本发明是鉴于上述现有技术而提出的，更具体地说，本发明的目的在于提供一种在上述的过调制区域中也能够更可靠地求出三相交流电流的电流检测方法，并且本发明的目的还在于提供通过使用该方法来使控制稳定的逆变器装置以及具备该装置的电动机驱动装置以及制冷空调设备。

为了达成上述目的，根据本发明，首先提供一种电流检测方法，其用于在向负载供给从三相交流变换为直流或者从直流变换为三相交流的电力的电力变换电路中，根据直流侧的母线电流检测三相交流电流的各相的电流，在仅能检测到所述1相的电流时，计算该1相的电流检测值与其电流参考值的误差，使用该误差求出无法检测的其他相的交流电流。

此外，根据本发明提供一种电动机驱动装置，其用于使用上述电流检测方法驱动三相交流电动机，其具备：驱动所述三相交流电动机的逆变器；根据所述逆变器的直流侧的母线电流检测所述逆变器的各臂的电流的电流检测单元；以及使用由所述电流检测单元检测到的电流检测值，控制对所述三相交流电动机供给的电流的控制单元，其中，所述控制单元在仅能检测到所述三相交流电动机电流的1相的电流时，通过所述电流检测方法，推定无法检测的相的交流电动机电流。

在本发明中，在以上记载的电动机驱动装置中，优选所述控制单元使用从所述电流检测单元得到的电流检测值，再现所述交流电动机电流并将其变换为电动机旋转坐标，通过低通滤波器或平均化单元处理该变换后的电流信号，逆变换为固定坐标，由此计算所述交流电动机电流参考值，或者，优选所述控制单元使用从所述电流检测单元得到的电流检测值，再现所述交流电动机电流并将其变换为电动机旋转坐标，进行控制以便在该电动机旋转坐标中使电动机电流检测值与电动机电流指令值一致，然后，将所述电动机电流指令值逆变换为固定坐标，由此计算所述交流电动机电流参考值。或者，优选所述控制单元计算1相的电流检测值和所述电流参考值的误差，然后，使用与无法检测的相对应的电流参考值和所述误差，计算所述无法检测的相的交流电动机电流。

此外，根据本发明，为了达成上述目的，提供一种变换器装置，其具有：将交流变换为直流的变换电路，该变换电路的结构为输入侧经由电抗器与三相交流电源连接，在输出侧的直流端子之间连接了滤波电容器；检测所述变换电路的母线电流或各臂电流的电流检测单元；以及使用所述电流检测单元的电流检测值控制所述变换电路的控制单元，其中，所述控制单元使用所述电流检测单元的电流检测值或所述控制单元的电流指令值，计算三相输入电流参考值，并且，在通过所述电流检测单元仅能检测到三相输入电流的1相的电流时，通过以上记载的电流检测方法，推定无法检测的相的交流电流。

并且，根据本发明，为了达成上述目的，提供一种逆变器装置，其具有：将直流变换为交流的逆变电路，该逆变电路的结构为直流侧与直流电源连接，在交流侧经由电抗器与三相交流电源连接；检测所述逆变电路的母线电流或各臂电流的电流检测单元；以及使用所述电流检测单元的电流检测值控制所述逆变电路的控制单元，其中，所述控制单元使用所述电流检测单元的电流检测值或所述控制单元的电流指令值，计算三相交流电流参考值，并且，在通过所述电流检测单元仅能检测到三相交流电流的1相的电流时，通过以上记载的电流检测方法，推定无法检测的相的交流电流。

并且，根据本发明，还是为了达成上述目的，提供一种制冷空调设备，其具备压缩机、通过配管与所述压缩机连接的热交换器、内置于所述压缩机中的交流电动机、以及驱动所述交流电动机的逆变电路，并且，所述逆变电路具有检测其直流侧的母线电流或各臂电流的电流检测单元，并且，具备使用该电流检测单元的电流检测值控制所述交流电动机的控制单元，其中，所述逆变电路的所述控制单元使用从所述电流检测单元得到的电流的过去检测值或所述控制单元的电流指令值，计算交流电动机电流参考值，并且，在通过所述电流检测单元仅能检测到三相交流电流的1相的电流时，通过以上记载的电流检测方法，推定无法检测的相的交流电动机电流，向所述交流电动机供给三相交流电流。

根据上述本发明的电流检测方法，即使在过调制区域也可以可靠地求出三相交流电流。因此，通过使用该方法，根据本发明可以发挥以下的优秀效果：可以进行稳定的电动机控制，所以可以提供兼顾高效率以及高输出的电动机驱动装置以及提供冷冻空调装置。此外，通过使用本发明，可以发挥以下优秀的效果：可以提供不使用复杂的调制处理来减小失真(高次谐波)或脉动电流，并且能够扩大其输出范围的变换器或***连结逆变器。

附图说明

图1表示使用本发明的电流检测方法的一个实施方式的电动机驱动装置的概要结构。

图2是上述电动机驱动装置中的控制功能框图。

图3是表示上述电动机驱动装置中的速度&相位推定器的结构的功能框图。

图4是与逆变器的通电模式一起表示PWM载波、三相调制波、逆变器直流侧的母线电流波形的波形图。

图5是表示过调制区域中的三相调制波和逆变器直流侧的母线电流波形的部分时间放大后的波形图。

图6是表示上述电动机驱动装置中的电流再现运算器的结构的功能框图。

图7是表示上述电动机驱动装置中的电流再现运算处理的细节的流程图。

图8是表示上述电动机驱动装置的变形例的控制功能框图。

图9是本发明的另一实施方式的变换器装置的结构图。

图10是表示上述变换器装置的控制部的结构的功能框图。

图11是本发明的另一实施方式的***连结逆变器装置的结构图。

图12是应用了本发明的制冷空调设备的结构图。

符号说明

1交流电源、2变换器、3直流电容器、4逆变器、5交流电动机、6电流检测单元、61分流电阻、7电压检测单元、8控制器、41 A/D变换器、42电流检测信息运算器、43电流再现器、44电流误差修正处理器、101交流电源、102脉动滤波器、103电抗器、104逆变器、105直流电容器、107变换器·逆变器控制器、108电压检测单元、109负载、110电压控制器、111矢量控制器、112相位推定器、113 2轴/3相变换、114 3相/2轴变换、115 PWM控制器、116低通滤波器、117 2轴/3相变换、201逆变器控制器、202直流电源、400制冷空调设备、401、402热交换器、403、404风扇、405压缩机、406配管、407电动机驱动装置、408压缩机用电动机

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。关于本发明的电流检测方法，在以下详细叙述的使用该方法的电动机驱动装置的说明中进行详细的说明。

(电动机驱动装置)

(装置的结构)

图1是本发明的一个实施方式的用于三相电动机的电动机驱动装置的结构图，根据该图可知，该电动机驱动装置具备：将交流变换为直流的变换器(整流器等)2、直流电容器3、将直流变换为交流的逆变器4、检测逆变器直流侧的母线电流的电流检测单元6、检测直流电压的电压检测单元7、控制器8，并且，从交流电源1接受电力，驱动交流电动机5。根据附图还可知，检测逆变器直流侧的母线电流的电流检测单元6包含分流电阻61。

(控制的全体结构)

构成上述电动机驱动装置的控制器8例如使用微型计算机或DSP(数字信号处理器)等半导体运算元件来构成，处理所述电流检测单元6和电压检测单元7的检测信号，结果，输出构成上述逆变器4的例如IGBT等半导体功率元件的接通/关断控制信号。

使用图2的功能框图详细说明该使用半导体运算元件构成的控制器8。这些功能中的各个功能通过预先存储在该控制器的存储装置内的运算处理程序来实现。根据附图可知，该控制器8运算通过所谓矢量控制对电动机施加的电压指令信号，生成逆变器的PWM控制信号，更具体地说，具备d轴电流指令生成器11、速度控制器12、电压指令控制器13、电压2轴/3相变换器14、速度&相位推定器15、电流3相/2轴变换器16、电流再现运算器17、PWM控制器18、低通滤波器19、电流2轴/3相变换器20。

并且，以下参照上述的图2详细地说明上述的功能框。

(三相电流再现和dq变换装置的结构)

电流再现运算器17使用来自所述母线电流检测单元6的检测信号(Ish)、三相电压指令值(Vu^*、Vv^*、Vw^*)以及来自电流2轴/3相变换器20的三相交流电流信号(Iu_r、Iv_r、Iw_r)，再现电动机电流(Iu、Iv、Iw)。将在后面详细说明电流再现处理。

电流3相/2轴变换器16根据再现的电动机电流和推定出的相位信息(θdc)，如以下的(数学式1)式子那样，变换dc轴电流(Idc)和qc轴电流(Iqc)。dc-qc轴是控制***的推定轴，d-q轴是电动机转子轴，将d-q轴和dc-qc轴的轴误差定义为(Δθc)。

(数学式1)

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{I\α}\\ \mathrm{I\β}\end{array}\right)=\frac{2}{3}\left(\begin{array}{ccc}\cos \left(0\right)& \cos (2\mathrm{\π}/3)& \cos (4\mathrm{\π}/3)\\ \sin \left(0\right)& \sin (2\mathrm{\π}/3)& \sin (4\mathrm{\π}/3)\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{Iu}\\ \mathrm{Iv}\\ \mathrm{Iw}\end{array}\right)$

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Idc}\\ \mathrm{Iqc}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\cos \left(\mathrm{\θdc}\right)& -\sin \left(\mathrm{\θdc}\right)\\ \sin \left(\mathrm{\θdc}\right)& \cos \left(\mathrm{\θdc}\right)\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{I\α}\\ \mathrm{I\β}\end{array}\right)$

(电压控制)

在电压指令控制器13中，使用从d轴电流指令生成器11提供的dc轴电流指令值(Idc^*)、从速度控制器12提供的qc轴电流指令值(Iqc^*)、dc轴电流检测值(Idc)、qc轴电流检测值(Iqc)、速度指令值(ω1^*)以及电动机常数，运算dc轴电压指令值(Vdc^*)和qc轴电压指令值(Vqc^*)。最后，根据dc轴电压指令值(Vdc^*)和qc轴电压指令值(Vqc^*)以及推定出的相位信息(θdc)，通过以下的(数学式2)式子，输出电动机的3相电压指令值(Vu^*、Vv^*、Vw^*)。

(数学式2)

$\left(\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{\α}}\\ V_{\mathrm{\β}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\sin \left(\mathrm{\θdc}\right)& \cos \left(\mathrm{\θdc}\right)\\ -\cos \left(\mathrm{\θdc}\right)& \sin \left(\mathrm{\θdc}\right)\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{dc}}^{*}\\ V_{\mathrm{qc}}^{*}\end{array}\right)$

$\left(\begin{array}{c}{V}_u^{*}\\ V_v^{*}\\ V_w^{*}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\cos \left(0\right)& \sin \left(0\right)\\ \cos (2\mathrm{\π}/3)& \sin (2\mathrm{\π}/3)\\ \cos (4\mathrm{\π}/3)& \sin (4\mathrm{\π}/3)\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{\α}}\\ V_{\mathrm{\β}}\end{array}\right)$

(无相位传感器)

然后，以下详细说明用于实现无位置传感器控制的速度&相位推定方法。

图3是速度&相位推定器15的详细的功能框图，如图所示，该相位推定器15通过无电动机转子位置传感器的控制方法，推定转子位置以及旋转速度。具体地说，具备运算电动机轴(d-q轴)和控制***轴(dc-qc轴)的轴误差的轴误差运算器21、推定电动机旋转速度的速度推定器22、相位运算器23。

轴误差运算器21根据所述dc轴电压指令值(Vdc^*)、qc轴指令电压值(Vqc^*)、dc轴电流值(idc)、qc轴电流值(iqc)、电动机常数24(绕线电阻(r)、q轴感抗(Lq))、以及电动机旋转速度推定值(ω1)，使用以下的(数学式3)运算轴误差(Δθc)。

(数学式3)

Δθc＝tan^-1{(Vdc^*-r×Idc+ω1×Lq×Iqc)/(Vqc^*-r×Iqc-ω1×Lq×Idc)}

速度推定器22使用所谓的PI控制器处理上述轴误差运算器21输出的轴误差(Δθc)，输出电动机旋转速度的推定值(ω1)。在此，PI控制器进行PLL控制，以使电动机轴(d-q轴)和控制***轴(dc-qc轴)的推定轴误差(Δθc)消失。此外，在相位运算器23中，对推定出的电动机旋转速度(ω1)进行积分，来运算控制***相位(θdc)。

(电流再现)

然后，参照图4以及图5说明根据逆变器直流侧的母线电流再现交流电动机电流的方法。该图4表示PWM载波31、三相调制波32、33、34、逆变器直流侧的母线电流波形35、以及逆变器的通电模式。

如该图4所示，根据逆变器的通电模式(参照图下部的桥电路)，母线电流Ish与电动机的1相的电流对应，所以，通过按照调制波的大小适当地调整A/D转换器的采样定时(图中的“○”)，可以根据母线电流再现三相交流电流。即，在上臂的U相和V相的IGBT、以及下臂的W相的IGBT接通时，流过电流iw，在上臂的V相的IGBT、以及下臂的U相和W相的IGBT接通时，流过电流iv，所以通过包含检测逆变器直流侧的母线电流的分流电阻61的电流检测单元6，作为is1分别检测这些电流iv和iw。此外，利用U相的电流Iu和V相的电流Iv以及W相的电流Iw之和成为0(Iu+Iv+Iw＝0)，来求出剩下的电流iu。

但是，如图5所示，在过调制区域的一部分区间中，如果是通常，则成为相互不同的值的三相调制波32、33、34中的一个(在本例中为W相的调制波Vw^*：34)成为预定的值(在本例中为0V)，但是在其他两相之间，成为没有差的调制波(Vu^*：32、Vv^*：33)，由此产生无法检测3相调制波的对应相电流的现象。即，关于该区间的电流检测值，仅能够检测1相的电流(例如仅W相)，因此，如上所述，由逆变器装置生成的交流电流中的再现误差变大，通过电动机驱动装置进行的控制变得不稳定。

因此，在本发明中，通过电流再现运算器17，在过调制区域中可以检测上述3相调制波的对应相电流。在图6的功能框图中表示了该电流再现运算器17的详细结构，根据母线电流Ish再现三相交流电流Iu、Iv、Iw，具备A/D变换器41、电流检测信息运算器42、电流再现部43、电流误差修正处理部44。更具体地说，该电流再现运算器17的输入信号是检测到的母线电流信号(Ish)、三相调制波(Vu^*、Vv^*、Vw^*)以及三相交流电流参考值(Iu_r、Iv_r、Iw_r)。如上述的图2所示，通过低通滤波器19处理向dc-qc轴变换检测到的交流电动机电流而得到的值(Idc、Iqc)，然后使用电流2轴/3相变换器20向三相电流进行逆变换，来生成这些三相交流电流参考值(Iu^*＝Iu_r、Iv^*＝Iv_r、Iw^*＝Iw_r)。

电流检测信息运算器42使用三相调制波(Vu^*、Vv^*、Vw^*)，对各个功能框赋予A/D启动的时刻、为将A/D变换后的电流值分配给三相电流所需要的信息、电流误差修正处理部44输出的表示是否需要的标志。即，如图7的流程图所示，输入三相调制波(Vu^*、Vv^*、Vw^*)(步骤S71)，计算与电压指令值的差(步骤S72)，然后，运算电流检测相的信息(步骤S73)，判断能够进行该电流检测的相仅是1相，还是能够进行2相的电流检测(步骤S74)。

然后，作为上述步骤S74中的判定的结果，在能够检测2相的电流时，如以上参照图4说明的那样，可以根据2相的电流的检测结果再现3相的交流电动机电流(Iu、Iv、Iw)(所谓通常再现：步骤S75)。

另一方面，如上述图5所示，例如在过调制区域的部分区间等中，仅能检测1相的电流时，如以下那样运算交流电动机电流(Iu、Iv、Iw)。

首先，运算电流误差(步骤S75)。具体地说，如下那样，

(1)仅检测U相电流(Iu)时：

ΔI＝Iu_r-Iu

Iv＝Iv_r+ΔI×Kv

Iw＝Iw_r+ΔI×Kw

(2)仅检测V相电流(Iv)时：

ΔI＝Iv_r-Iv

Iu＝Iu_r+ΔI×Ku

Iw＝Iw_r+ΔI×Kw

(3)仅检测W相电流(Iw)时：

ΔI＝Iw_r-Iw

Iu＝Iu_r+ΔI×Ku

Iv＝Iv_r+ΔI×Kv

在此，电流误差(ΔI)是同相的电流参考值(Iu^*或Iv^*或Iw^*)与检测到的电流(Iu或Iv或Iw)之差。如上所述，还根据对应的电流参考值以及上述电流误差运算无法检测的相的电流。

然后，根据上述那样求出的误差和过去的检测值，计算无法检测的电流的检测值(步骤S76)，并结束处理。

一般地，为了简化运算处理，使上述的电流误差各成为一半来修正无法检测的相电流即可。即，修正增益(Ku、Kv、Kw)设定为Ku＝1/2、Kv＝1/2、Kw＝1/2即可。

然后，为了进一步提高修正精度，可以使用电流参考值如下式那样运算修正增益(Ku、Kv、Kw)。

(1)仅检测U相电流时：

Kv＝|Iv_r|/(|Iv_r|+|Iw_r|)

Kw＝|Iw_r|/(|Iv_r|+|Iw_r|)

(2)仅检测V相电流时：

Ku＝|Iu_r|/(|Iu_r|+|Iw_r|)

Kw＝|Iw_r|/(|Iu_r|+|Iw_r|)

(3)仅检测W相电流时：

Ku＝|Iu_r|/(|Iu_r|+|Iv_r|)

Kv＝|Iv_r|/(|Iu_r|+|Iv_r|)

如上所述，根据可以检测的相的检测电流(Iu或Iv或Iw)、以及同相的电流参考值(Iu^*或Iv^*或Iw^*)推定电流误差，然后修正无法检测的相的电流误差，由此可以改善再现出的三相电流的检测精度，并且可以提高过调制时的电动机控制的稳定性。

以上是本发明的电动机驱动装置的结构及其控制原理。在上述的实施例中，作为电流检测方式，说明了采用了使用分流电阻来检测逆变器直流侧的母线电流的方式的例子，但是还可以使用电流传感器来代替。但是，通过使用分流电阻，与直接检测三相交流电流的方式相比，可以削减传感器的成本。当然，上述的电流再现处理并不限于上述的电动机驱动装置，例如还可以同样地用于带有位置速度传感器的电动机驱动装置。另一方面，在使用电流传感器时，还可以使用在构成逆变器的开关元件的下臂上设置的三个电阻或电流传感器，再现交流电动机电流。

(控制器的变形例)

然后，在图8中通过功能框结构表示上述图2所示的控制器8的变形例。成为该变形例的控制器8基本上与上述图2所示的控制器相同，与上述图2相同的符号表示进行相同动作的功能框。并且，与上述图2的不同部分在于，三相交流电流参考值(Iu^*＝Iu_r、Iv^*＝Iv_r、Iw^*＝Iw_r)的运算使用dc-qc轴电流指令值(Idc^*、Iqc^*)来代替检测到的电动机电流向dc-qc轴的变换值。但是，作为这样的控制成立的前提条件，例如是能够进行控制以使实际电流与电流指令几乎一致。电流再现处理与上述图2的实施方式相同，在此省略其说明。

(变换器装置)

然后，图9表示代替上述图1的电动机驱动装置，在变换器装置中使用本发明的电流检测方法时的结构的一例。

如图9所示，变换器装置由以下各部构成：经由脉动滤波器102和电抗器103与三相交流电源101连接的变换电路104；与所述变换电路104的直流输出端子连接的滤波电容器105；控制所述变换电路104的控制部106；在所述滤波电容器105以及所述变换电路104之间连接的、用于检测母线电流的分流电阻1071；电流检测电路107；以及直流电压检测电路108。此外，控制部106使用微型计算机或DSP(数字信号处理器)等半导体运算元件构成，这与上述图1相同。

(控制***的结构)

然后，在图10中与图2相同，通过功能框表示了上述的变换器装置中的控制部106的特别是与变换器控制有关的结构。根据附图可知，在该控制部106中，根据来自直流电压检测电路108的电压信号(Ed)与直流电压指令值(Ed^*)的偏差，使用电压控制器110生成q轴电流指令值(iq^*)。此外，为了使输入电流的无效电流成分达到最小，使d轴电流指令值(id^*)为0。

(电流再现处理)

电流再现处理部118使用来自母线电流检测电路107的母线直流电流的检测信号(Ish)、输出指令电压信号(Vr^*、Vs^*、Vt^*)以及三相交流电流参考值(Ir_r、Is_r、It_r)，进行三相交流电流(Ir、Is、It)的再现处理。

(指令电压运算处理)

矢量控制***通过3相/2轴变换114将上述再现的三相交流电流(Ir、Is、It)向dq轴坐标上的值(id、iq)变换，求出与各个指令值(id^*、iq^*)的偏差，经由矢量控制器111计算dq轴上的指令电压(Vd^*、Vq^*)。

并且，使用计算出的dq轴的指令电压(Vd^*、Vq^*)和来自相位推定控制器12的相位信息(θdc)，通过2轴/3相变换113计算三相指令电压(Vr^*、Vs^*、Vt^*)。上述相位推定控制器112内的处理使用上述专利文献3公开的无电源传感器的控制法，所以在此省略其详细的说明。

如图10所示，通低通滤波器116处理检测到的电流的d-q轴值(Id、Iq)，通过2轴/3相变换器117计算三相交流电流参考值(Ir_r、Is_r、It_r)。当然，如果进行控制以使检测值与d-q轴的电流指令值几乎一致，则还可以与上述图7所示的处理相同，使用d-q轴电流指令值(Id、Iq)计算三相交流电流参考值(Ir_r、Is_r、It_r)。

在此，也可以与上述详细叙述的电流再现运算器17中的处理相同地进行仅能检测1相的电流时的电流再现处理。

但是，特别是在变换器的情况下，在线性调制区域中也存在2相调制波的差较小的区间。因此，当不使用特别的调制方法(例如PWM载波每半周期的调制波位移处理等)时，在一定时间内发生仅能检测1相的电流的情形。但是，当采用上述特别的调制方法时，产生输入电流的失真(高次谐波)或脉动，所以希望尽可能不使用该特别的调制方法。

与此相对，如果使用上述本发明的电流再现处理，则可以不使用上述特别的调制方法地修正仅能够检测1相电流的区间的电流检测误差，所以可以实现变换器的控制的稳定性，并且可以降低电流脉动。此外，因为还可以改善过调制区域的控制性能，所以可以降低开关元件的损失以及扩大作为输出的直流电压范围。

(***连结逆变器装置)

并且，图11表示将本发明的电流检测方法用于***连结逆变器装置时的结构。在该图11中与上述图9所示的符号相同的符号具备相同功能，表示机构要件。

该实施方式等同于上述变换器装置中的电力变换方向反向的情况，即表示从与直流侧连接的电源202(整流器、蓄电池、太阳能电池或燃料电池等)向交流电源一侧变换电力的使用形式。

该实施方式的控制方法，除了不需要上述图10所示的控制***中的电压控制器110以外，是与上述相同的结构。此外，电流再现处理也和以上详细叙述的电流再现运算器17相同。

(制冷空调设备)

在图12中，作为使用上述电动机驱动装置(参照上述的图1)驱动其压缩机用电动机的装置，例如表示了空气调节机、冷冻机等所谓的制冷空调设备的结构。

在图中，制冷空调设备400是调节室内的温度或者对冰箱内的空气进行冷却的装置，由热交换器401、402、风扇403、404、压缩机405、配管406以及电动机驱动装置407构成。压缩机用电动机408使用永磁同步电动机或三相感应电动机而构成，并且被配置在压缩机405的内部。该电动机驱动装置407从交流电源接受电力，驱动压缩机用电动机408。

根据以上叙述可知，在该制冷空调设备中，通过使用上述的电动机驱动装置(参照上述的图1)，能够以比较便宜的价格提高过调制区域的控制稳定性，所以可以降低电动机的高速旋转时的振动或噪音，并且可以改善空气调节机或冷冻机的性能。特别是对于提高APF所需要的重视低速效率的电动机，通过过调制控制可以降低损失以及提高直流电压利用率，所以发挥可以确保高速运转时的输出，扩大空气调节机或冷冻机的输出范围这样的优秀效果。

Claims (8)

1.一种电流检测方法，用于在向负载供给从三相交流变换为直流或者从直流变换为三相交流的电力的电力变换电路中，根据直流侧的母线电流检测三相交流电流的各相的电流，其特征在于，

在仅能检测到所述1相的电流时，计算该1相的电流检测值与其电流参考值的误差，使用该误差求出无法检测的其他相的交流电流。

2.一种电动机驱动装置，用于驱动三相交流电动机，其具备：驱动所述三相交流电动机的逆变器；根据所述逆变器的直流侧的母线电流检测所述逆变器的各臂的电流的电流检测单元；以及使用由所述电流检测单元检测到的电流检测值，控制对所述三相交流电动机供给的电流的控制单元，所述电动机驱动装置的特征在于，

所述控制单元在仅能检测到所述三相交流电动机电流的1相的电流时，通过所述权利要求1中记载的电流检测方法，推定无法检测的相的交流电动机电流。

3.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述控制单元使用从所述电流检测单元得到的电流检测值，再现所述交流电动机电流并将其变换为电动机旋转坐标，通过低通滤波器或平均化单元处理该变换后的电流信号，逆变换为固定坐标，由此计算所述交流电动机电流参考值。

4.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述控制单元使用从所述电流检测单元得到的电流检测值，再现所述交流电动机电流并将其变换为电动机旋转坐标，进行控制以便在该电动机旋转坐标中使电动机电流检测值与电动机电流指令值一致，然后，将所述电动机电流指令值逆变换为固定坐标，由此计算所述交流电动机电流参考值。

5.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述控制单元计算1相的电流检测值和所述电流参考值的误差，然后，使用与无法检测的相对应的电流参考值和所述误差，计算所述无法检测的相的交流电动机电流。

6.一种变换器装置，其具有：将交流变换为直流的变换电路，该变换电路的结构为输入侧经由电抗器与三相交流电源连接，在输出侧的直流端子之间连接了滤波电容器；检测所述变换电路的母线电流或各臂电流的电流检测单元；以及使用所述电流检测单元的电流检测值控制所述变换电路的控制单元，所述变换器装置的特征在于，

所述控制单元使用所述电流检测单元的电流检测值或所述控制单元的电流指令值，计算三相输入电流参考值，并且，

在通过所述电流检测单元仅能检测到三相输入电流的1相的电流时，通过所述权利要求1中记载的电流检测方法，推定无法检测的相的交流电流。

7.一种***连接用的逆变器装置，其具有：将直流变换为交流的逆变电路，该逆变电路的结构为直流侧与直流电源连接，在交流侧经由电抗器与三相交流电源连接；检测所述逆变电路的母线电流或各臂电流的电流检测单元；以及使用所述电流检测单元的电流检测值控制所述逆变电路的控制单元，所述逆变器装置的特征在于，

所述控制单元使用所述电流检测单元的电流检测值或所述控制单元的电流指令值，计算三相交流电流参考值，并且，

在通过所述电流检测单元仅能检测到三相交流电流的1相的电流时，通过所述权利要求1中记载的电流检测方法，推定无法检测的相的交流电流。

8.一种制冷空调设备，其具备压缩机、通过配管与所述压缩机连接的热交换器、内置于所述压缩机中的交流电动机、以及驱动所述交流电动机的逆变电路，并且，所述逆变电路具有检测其直流侧的母线电流或各臂电流的电流检测单元，并且，具备使用该电流检测单元的电流检测值控制所述交流电动机的控制单元，所述制冷空调设备的特征在于，

所述逆变电路的所述控制单元使用从所述电流检测单元得到的电流的过去检测值或所述控制单元的电流指令值，计算交流电动机电流参考值，并且，

在通过所述电流检测单元仅能检测到三相交流电流的1相的电流时，通过所述权利要求1中记载的电流检测方法，推定无法检测的相的交流电动机电流，向所述交流电动机供给三相交流电流。

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