CN104025450B - 电机逆变装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电机逆变装置包括：以单相交流电源作为输入的全波整流电路(2)；将直流电力转换为交流电力的逆变器(4)；对逆变器进行PWM驱动控制的控制部；谐振频率设定为上述单相交流电源的频率的40倍以上，包括电抗器和电容器的平滑部(7)；和输出转矩中包含磁阻转矩的作为永磁电机的电机(3)，调整从控制部输出的PWM控制信号的相位的提前角调整装置(80)通过提前角调整，使得从电机再生的再生电流成为规定范围内的值。

Description

电机逆变装置
技术领域
本发明涉及通过对将单相交流电源作为输入进行全波整流后的输出进行开关(switching)而得到可变电压-可变频率的交流输出，利用它驱动电机的电机逆变装置。
背景技术
现有的电机逆变装置的概要结构表示于图13。图13所示的现有的电机逆变装置包括：对单相交流电源101的输出进行全波整流的整流电路102；和利用通过对该整流电路102的整流输出进行开关动作而得到的可变电压-可变频率的交流输出驱动电机103的逆变器104。此外，现有的电机逆变装置包括：基于电压指令值产生用于使上述逆变器104的开关元件导通、断开的PWM信号的信号产生单元105；在上述PWM信号的脉冲宽度的增大控制中成为不能够得到与上述电压指令值相当的逆变器输出电压的饱和状态时，进行使该PWM信号的输出时刻提早，使逆变器输出电压的相位提前的控制的控制单元106。
这样利用将来自整流电路102的脉动电压利用逆变器104进行开关动作而得到的交流输出进行电机103的驱动时，在该脉动电压的瞬时电压值比规定水平低的期间，成为即使进行使PWM信号的脉冲宽度增大的控制，也不能够得到与电压指令值相当的逆变器输出电压的饱和状态。在成为这样的饱和状态时，即在由于逆变器输出电压，电机感应电压变高时，控制单元106进行提前上述PWM信号的输出的时刻，使逆变器输出电压的相位提前的控制(相位提前控制)(参照专利文献1)。
在这样进行相位提前控制时，产生电机103的端子电压下降的现象(弱磁场状态)。因此，在电机103的端子电压下降的期间，向电机103流入来自逆变器104的输出电流，由此产生转矩的期间扩大。结果，电机103的转矩脉动得到抑制，并且其效率得到改善。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-150795号公报
发明内容
发明要解决的课题
在现有的电机逆变装置中，当逆变器施加电压低于规定水平时，由于再生电流而从单相交流电源101向电机103的转矩供给被切断的期间中，逆变器104的输出电压相位提前，从逆变器输出向电机103强制地流过电流。因此，在每个单相交流电源101的半周期，从逆变器输出向电机103强制地流过电流，电机103的有效电流值增加，电机损失增加。
特别是，***到逆变器104的输入侧的平滑电容器的电容充分大，脉动少、稳定的直流电压施加于逆变器104的空调等压缩机用电机逆变装置中，为了在经久使用时达到运转期间长、低速转速区域中的效率提高，一般使用感应电压高的电机103。在使用这样的电机103的电机逆变装置中，将单相交流电源101作为输入，在全波整流后的输出没有充分平滑的电机逆变装置中，在每个单相交流电源101的半周期从逆变器输出向电机103强制流动的电流的量增加。因此，在这样的电机逆变装置中，电机损失显著增加。
此外，在现有的电机逆变装置中，如果不进行提早PWM信号的输出时刻、使逆变器输出电压的相位提前、向电机103强制流过电流的弱磁场控制，则在每个单相交流电源101的半周期从电机103流动再生电流，在逆变器104和电容器中由再生电流引起的电路损失增加。另一方面，如果提前逆变器输出电压的相位、进行弱磁场控制，以使得不产生再生电流，则向电机103强制地流过大电流，存在效率变差的问题。此外，在向电机103间歇地供给电力，确保需要的转矩的情况下，电机103的有效电流值增加，所以电机损失增加。另一方面，在简单地使用感应电压低的电机的情况下，存在逆变器损失增加、输出转矩不足的问题。
本发明的目的在于，提供一种电机逆变装置，其能够在作为负载的电机中维持需要的电机输出转矩，并且能够抑制以电机损失为代表的各部损失，效率高。
用于解决课题的方法
本发明的电机逆变装置，为了达成上述目的，包括：
以单相交流电源作为输入的整流电路；
将上述整流电路的输出直流电力转换为交流电力的逆变器；
对上述逆变器进行PWM驱动控制的控制部；
谐振频率设定为上述单相交流电源的频率的40倍以上，并包括配置在从上述单相交流电源连接至上述逆变器的连接线上的电抗器和与上述逆变器的输入侧并联连接而形成的电容器的平滑部；
由上述逆变器驱动控制，输出转矩中包含磁阻转矩的作为永磁电机的电机；和
对从上述控制部输出的PWM控制信号的相位进行调整的提前角调整装置，
上述提前角调整装置在从上述单相交流电源向上述电机的转矩被切断时，利用提前角调整使得由上述电机再生的再生电流成为规定范围内的值。
发明效果
根据本发明，能够提供在作为负载的电机中维持需要的电机输出转矩，并且抑制以电机损失为代表的各部分损失的、效率高的电机逆变装置。
附图说明
图1是将本发明的实施方式1的电机逆变装置的概要结构以一部分框图表示的图。
图2是表示用于说明电机逆变装置中的电压、电流的概要结构的图。
图3是电机逆变装置中用于说明的逆变器施加电压波形Vdc(a)、输入电流波形Iac(b)和逆变器母线电流波形Iinv(c)的各波形图。
图4是表示电机逆变装置中的“动力运行状态”中电流流动的状态(a)和“再生状态”中电流流动的状态(b)的概要结构图。
图5是表示电流为一定的状态下使电流相位角β变化时的磁转矩τm、磁阻转矩τr、全合成输出转矩τt的曲线图。
图6是表示电流相位(提前角)β与转矩指令值Trq*的关系的一个子的特性图。
图7是将本发明的实施方式2的电机逆变装置的概要结构以一部分框图表示的图。
图8(a)是逆变器施加电压Vdc的波形的一个例子，图8(b)是表示调整后的调整提前角值(β)的状态的一个例子的图。
图9是将本发明的实施方式3的电机逆变装置的概要结构以一部分框图表示的图。
图10(a)是表示单相交流电源的电压波形Vac的一个例子的波形图，图10(b)是表示向逆变器的施加电压Vdc的图。
图11是将本发明的实施方式4的电机逆变装置的概要结构以一部分框图表示的图。
图12(a)是表示逆变器施加电压Vdc的一个例子的波形图，图12(b)是表示逆变器施加电压Vdc与单相交流电源的电压的绝对值ABS(Vac)的差值电压(Vdc-ABS(Vac))的一个例子的波形图。
图13是表示现有的电机逆变装置的概要结构的图。
附图的一部分或全部是以图示为目的进行概要表示而描绘出来的，并非忠实地体现这些要素的实际相对大小、位置。
具体实施方式
本发明的第一方面的电机逆变装置包括：
以单相交流电源作为输入的整流电路；
将上述整流电路的输出直流电力转换为交流电力的逆变器；
对上述逆变器进行PWM驱动控制的控制部；
谐振频率设定为上述单相交流电源的频率的40倍以上，并包括配置在从上述单相交流电源连接至上述逆变器的连接线上的电抗器和与上述逆变器的输入侧并联连接而形成的电容器的平滑部；
由上述逆变器驱动控制，输出转矩中包含磁阻转矩的作为永磁电机的电机；和
对从上述控制部输出的PWM控制信号的相位进行调整的提前角调整装置，
上述提前角调整装置在从上述单相交流电源向上述电机的转矩被切断时，利用提前角调整使得由上述电机再生的再生电流成为规定范围内的值。
以上述方式构成的本发明的第一方面的电机逆变装置，能够抑制从单相交流电源向电机的供给转矩被切断的期间。即，能够抑制间歇进行转矩供给引起的电机电流增加，抑制电机损失。进一步，通过应用磁阻转矩抑制再生电流，由此能够抑制由不用于电机驱动的再生电流引起的向电容器的充放电，所以能够抑制逆变器、电容器的电路损失，能够抑制电机逆变装置的***效率下降。
本发明的第二方面的电机逆变装置中，上述第一方面的上述提前角调整装置包括：
检测逆变器母线电流的电流检测部；
基于上述电流检测部的检测值推算电机转速的转速推算部；
基于对上述电机的指示转速和由上述转速推算部推定的推定转速，计算以上述指示转速驱动上述电机所需的转矩指令值的转矩指令运算部；
检测上述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部；和
基于来自上述电流检测部、上述转矩指令运算部和上述电压相位检测部的信息进行提前角调整的提前角调整部，
上述提前角调整部，以在任意的电机转速下，基于上述电流检测部的检测值，从上述电机向上述电容器流动的充电电流的流动期间(再生期间，转矩切断期间)低于上述单相交流电源的半周期的大致四分之一的方式设定，并且进行调整以使得由上述转矩指令运算部运算出的上述转矩指令值大致最小。
在以上述方式构成的本发明的第二方面的电机逆变装置中，能够在磁转矩之外，利用磁阻转矩进一步确保电机驱动所需的转矩，抑制由永磁体的影响而产生的再生电流引起的逆变器、电容器的电路损失，进而最大限度地活用磁阻转矩，进行能够抑制效率降低的电机驱动。
在本发明的第三方面的电机逆变装置中，上述第一方面的上述提前角调整装置包括：
检测逆变器母线电流的电流检测部；
基于上述电流检测部的检测值推算电机转速的转速推算部；
基于对上述电机的指示转速和由上述转速推算部推定的推定转速，计算以上述指示转速驱动上述电机所需的转矩指令值的转矩指令运算部；
检测上述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部；和
基于来自上述电流检测部、上述转矩指令运算部和上述电压相位检测部的信息进行提前角调整的提前角调整部，
上述提前角调整部，以在任意的电机转速下，使得从上述电机向上述逆变器流动的充电电流的平均电流值低于上述电容器的电容与上述单相交流电源的有效电压值之积除以上述单相交流电源的半周期的10倍值而得的值的方式设定，并且进行调整以使得由上述转矩指令运算部运算出的上述转矩指令值大致最小。
在以上述方式构成的本发明的第三方面的电机逆变装置中，能够在磁转矩之外，利用磁阻转矩进一步确保电机驱动所需的转矩，抑制由永磁体的影响而产生的再生电流引起的逆变器、电容器的电路损失，进而最大限度地活用磁阻转矩，进行能够抑制效率降低的电机驱动。
本发明的第四方面的电机逆变装置中，上述第一方面的上述提前角调整装置包括：
检测逆变器母线电流的电流检测部；
基于上述电流检测部的检测值推算电机转速的转速推算部；
基于对上述电机的指示转速和由上述转速推算部推定的推定转速，计算以上述指示转速驱动上述电机所需的转矩指令值的转矩指令运算部；
检测上述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部；
检测施加于上述逆变器的直流电压的直流电压检测部；和
基于来自上述转矩指令运算部和上述电压相位检测部的信息进行提前角调整的提前角调整部，
上述提前角调整部，以在任意的电机转速下，使得由上述直流电压检测部检测的平均电压值低于上述单相交流电源的有效电压值的方式设定，并且进行调整以使得由上述转矩指令运算部运算出的上述转矩指令值大致最小。
在以上述方式构成的本发明的第四方面的电机逆变装置中，能够在磁转矩之外，利用磁阻转矩进一步确保电机驱动所需的转矩，抑制由永磁体的影响而产生的再生电流引起的逆变器、电容器的电路损失，进而最大限度地活用磁阻转矩，进行能够抑制效率降低的电机驱动。
本发明的第五方面的电机逆变装置中，上述第一方面的上述提前角调整装置包括：
检测逆变器母线电流的电流检测部；
基于上述电流检测部的检测值推算电机转速的转速推算部；
基于对上述电机的指示转速和由上述转速推算部推定的推定转速，计算以上述指示转速驱动上述电机所需的转矩指令值的转矩指令运算部；
检测上述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部；
检测施加于上述逆变器的直流电压的直流电压检测部；
检测上述单相交流电源的电压的交流电压检测部；和
基于来自上述转矩指令运算部、上述电压相位检测部、上述直流电压检测部和上述交流电压检测部的信息进行提前角调整的提前角调整部，
上述提前角调整装置，以在任意的电机转速下，基于由上述直流电压检测部检测的施加于逆变器的直流电压值与由上述交流电压检测部检测的上述单相交流电源的电压值计算出的绝对值之差计算出的平均电压值，低于上述单相交流电源的有效电压值的十分之一的方式设定，并且进行调整以使得由上述转矩指令运算部运算出的上述转矩指令值大致最小。
以上述方式构成的本发明的第五方面的电机逆变装置中，能够在磁转矩之外，利用磁阻转矩进一步确保电机驱动所需的转矩，抑制由永磁体的影响而产生的再生电流引起的逆变器、电容器的电路损失，进而最大限度地活用磁阻转矩，进行能够抑制效率降低的电机驱动。
在本发明的第六方面的电机逆变装置中，上述第一方面的上述提前角调整装置包括：
检测逆变器母线电流的电流检测部；
基于上述电流检测部的检测值推算电机转速的转速推算部；
基于对上述电机的指示转速和由上述转速推算部推定的推定转速，计算以上述指示转速驱动上述电机所需的转矩指令值的转矩指令运算部；
检测上述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部；
检测施加于上述逆变器的直流电压的直流电压检测部；
检测上述单相交流电源的电压的交流电压检测部；和
基于来自上述转矩指令运算部、上述电压相位检测部、上述直流电压检测部和上述交流电压检测部的信息进行提前角调整的提前角调整部，
上述提前角调整部，以在任意的电机转速下，由上述直流电压检测部检测的施加于逆变器的直流电压值大于基于由上述交流电压检测部检测的上述单相交流电源的电压值计算出的绝对值的期间，短于上述单相交流电源的半周期的大致一半的方式设定，并且进行调整以使得由上述转矩指令运算部运算出的上述转矩指令值大致最小。
在以上述方式构成的本发明的第六方面的电机逆变装置中，能够在磁转矩之外，利用磁阻转矩进一步确保电机驱动所需的转矩，抑制由永磁体的影响而产生的再生电流引起的逆变器、电容器的电路损失，进而最大限度地活用磁阻转矩，进行能够抑制效率降低的电机驱动。
在本发明的第七方面的电机逆变装置中，上述第一方面到第六方面的上述提前角调整装置，基于上述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位变更提前角调整量。在这样构成的本发明的第七方面的电机逆变装置中，能够有效地抑制再生电流，抑制逆变器、电容器的电路损失，能够进行转矩切断期间短、抑制效率下降的电机驱动。
在本发明的第八方面的电机逆变装置中，上述第一方面到第七方面的上述电机为空气调节机所具有的压缩机驱动用的电机。这样构成的本发明的第八方面的电机逆变装置中，通过应用于设置于空调机的压缩机驱动用的电机逆变装置，能够使装置小型、轻量、低成本、节省资源且抑制终年的电力消耗量。
以下，参照附图说明本发明的实施方式的电机逆变装置。另外，本发明并不限定于以下说明的实施方式的具体结构，也包括基于与以下实施方式中说明的技术思想同等的技术思想构成的电机逆变装置。
(实施方式1)
图1是将本发明的实施方式1的电机逆变装置的概要结构以一部分框图表示的图。
如图1所示，实施方式1的电机逆变装置包括：将单相交流电源1作为输入的由二极管电桥等构成的整流电路2；将整流电路2的输出直流电力转换为交流电力的由多个半导体开关元件构成的逆变器4；对逆变器4进行PWM驱动控制的微机等控制部6；谐振频率设定为单相交流电源1的频率的40倍以上的平滑部7；和调整来自控制部6的PWM控制信号的相位的提前角调整装置80。在实施方式1的电机逆变装置中，平滑部7包括配置在逆变器4和单相交流电源1的线上的电抗器7a和与逆变器4的输入侧并联连接的电容器7b。利用来自逆变器4的驱动电力，作为负载的电机3被驱动控制。此外，整流电路2是全波整流电路。
在实施方式1的电机逆变装置中，将单相交流电源1作为输入电源，使用谐振频率设定为单相交流电源1的频率的40倍以上的平滑部7。在实施方式1的电机逆变装置中，将对单相交流电源1的输入进行全波整流而得到的脉动电压，利用小容量的平滑部7进行所需的最小的平滑化，进行开关，由此形成具有电机驱动用的期望的频率的交流电力。因此，在实施方式1的电机逆变装置中，对电机3间歇地供给电力。
在实施方式1的电机逆变装置中，为了高效驱动电机3，抑制再生电流使其处于规定范围内，在该范围内，进行提前角调整，使得以指定的条件驱动的电机3中需要的后述的转矩指令值(Trq*)大致为最小。
接着，说明以上述方式构成的实施方式1的电机逆变装置中的动作和作用。
首先，在单相交流电源1使用频率为50Hz的电源时，构成平滑部7的电抗器7a的容量L1和电容器7b的电容C1，为了实现电源高次谐波电流特性的高性能化，设定为谐振频率为单相交流电源频率的40倍以上，即成为2000Hz以上。因此，例如，通过使用电抗值L1＝0.5mH的电抗器7a和电容值C1＝10μF的电容器7b，谐振频率fc设定为2000Hz以上(≒2250Hz)＞(40×50Hz(单相交流电源频率))，(40×50Hz＝2000Hz)。构成平滑部7的电抗器7a和电容器7b设定为上述值时，当利用逆变器4驱动永磁电机时，逆变器施加电压波形Vdc、输入电流波形Iac、逆变器母线电流波形Iinv成为以下所示的关系。
图2是表示电机逆变装置的概要结构的图。在图2所示的结构中，表示逆变器施加电压波形Vdc、输入电流波形Iac和逆变器母线电流波形Iinv。图3是表示逆变器施加电压波形Vdc(图3(a))、输入电流波形Iac(图3(b))和逆变器母线电流波形Iinv(图3(c))的各波形的图。
此处，设单相交流电源1的半周期为T，从单相交流电源1向电机3供给转矩的期间为Ton(转矩供给期间)，从单相交流电源1向电机3的转矩被切断的期间为Toff(转矩切断期间)，从电机3流动再生电流对电容器充电的期间为Tr(充电期间)，从电容器向电机3放电的期间为Td(放电期间)。
图4表示电机逆变装置中的“动力运行状态”中电流流动的状态(图4(a))和“再生状态”中电流流动的状态(图4(b))。在实施方式1的电机逆变装置的结构中，在图4(a)所示的“动力运行状态”中，从单相交流电源1向电机3供给转矩的状态(图3中的转矩供给期间Ton)，和在图4(b)所示的“再生状态”中电机3作为发电机起作用，利用从电机3产生的再生电流对电容器7b进行充放电的状态(图3中的充电期间Tr)，在每个单相交流电源1的半周期重复。“动力运行(牵引)状态”和“再生状态”的比例，依赖于电机3的感应电压和逆变器4的施加电压的大小关系，所以根据单相交流电源1和电机3的规格、逆变器控制的电机转速和提前角设定状态而不同。
当再生电流多时，充电期间Tr和放电期间Td即转矩切断期间Toff变长，转矩供给期间Ton变短。另一方面，再生电流少时，充电期间Tr和放电期间Td即转矩切断期间Toff变短，转矩供给期间Ton变长。在这样产生再生电流的情况下，在有限的转矩供给期间Ton间歇地供给驱动电机3所需的转矩。因此，与不产生再生电流而能够连续地向电机3供给转矩的情况相比，产生再生电流的情况下，电机3的有效电流值增加，电机损失增加。
此外，在对以指示转速旋转的电机3间歇供给转矩的情况下，转矩供给被切断的转矩切断期间Toff越长，越需要使转矩供给期间Ton中的电力变大，所以电机3的有效电流值增加，电机损失增加。
进一步，再生电流的向电容器7b的充电动作，不对电机驱动做贡献的浪费的电力能量从电机3通过逆变器4向电容器7b移动。因此，当再生电流增加时，电容器(转换器)7b、逆变器4的各个的电路损失(转换器损失、逆变器损失)也增加。
此外，如上所述，在使逆变器输出电压的相位提前、进行弱磁场控制，以使得不产生再生电流时，向电机3强制地流动大电流，在效率方面存在问题。因此，为了高效驱动电机3，以再生电流处于规定范围内的方式进行控制成为重要的条件。
这样的再生电流对转换器损失、逆变器损失和电机损失造成很大影响，所以为了达成***整体的损失控制，将再生电流抑制在规定范围内是特别重要的课题。
在实施方式1的电机逆变装置中，提前角调整装置80将在切断从单相交流电源1向电机3的转矩时产生的、从电机3再生的再生电流通过后述的提前角调整处理调整成规定范围内的值。
以下，对在实施方式1的电机逆变装置中，用于将再生电流抑制在规定范围内的提前角调整装置80的提前角β的调整方法进行说明。
对电机驱动时的再生电流引起的损失的影响，依赖于从单相交流电源1向电机3供给转矩的转矩供给期间Ton与切断从单相交流电源1向电机3的转矩供给的转矩切断期间Toff的比率。
为了抑制由再生电流引起的损失增加的影响，需要至少将从单相交流电源1向电机3供给转矩的转矩供给期间Ton设定得比切断从单相交流电源1向电机3的转矩供给的转矩切断期间Toff更长(Ton＞Toff)。因此，在提前角调整装置80中，检测作为充电期间Tr和放电期间Td的转矩切断期间Toff和从单相交流电源1向电机3供给转矩的转矩供给期间Ton，调整提前角β以使得转矩供给期间Ton比转矩切断期间Toff长。
如上所述，通过以使得转矩供给期间Ton比转矩切断期间Toff长的方式调整提前角β，能够抑制由再生电流引起的损失。
在实施方式1的电机逆变装置中，在如上所述抑制再生电流引起的损失的基础上，进一步进行电机损失的抑制。在实施方式1的电机逆变装置中，作为电机3，使用输出转矩中包含磁阻转矩的永磁电机，例如使用IPM。
此处，说明输出转矩中包含磁阻转矩的永磁电机，例如IPM电机的全输出转矩。
图5是表示电流一定的状态下使电流相位角β变化时的磁转矩τm、磁阻转矩τr、全合成输出转矩τt的曲线图。磁转矩τm在电流相位角β＝0°时最大，在电流相位角β＝180°时在负方向上最大。另一方面，磁阻转矩τr在电流相位角β＝45°、-135°时最大，在电流相位角β＝-45°、135°时在负方向上最大。结果，全合成输出转矩τt在电流相位为0°＜β＜45°的范围中最大，在135°＜β＜180°的范围中在负方向上最大。
在转矩与电流相位β之间具有上述特性，所以在图6中表示，在以规定的负载和转速驱动电机3时，在提前角调整装置80中被调整的提前角(电流相位)β与表示为了以指示转速驱动电机3所需的转矩的转矩指令值Trq*的关系的一个例子。在图6中，纵轴表示转矩指令值Trq*，横轴表示在提前角调整装置80中被调整的提前角β。转矩指令值Trq*表示，基于在提前角调整装置80中推定的电机3的推定转速，使电机3以指示的转速(指示转速)驱动所需的转矩。
实施方式1的电机逆变装置中的提前角调整装置80中，在使电机3的推定转速与指示转速大致相等地驱动电机3的状态下，调整提前角β以使得提前角调整装置80中运算出的转矩指令值Trq*大致最小。在图6中，提前角β设定为转矩指令值Trq*显示大致最小值的βset。另外，在提前角调整装置80中，如上所述，调整提前角β以使得转矩供给期间Ton比转矩切断期间Toff长。
例如，在图6中，假设为了抑制再生电流引起的损失所需的提前角β的能够调整范围为β＞βa，则在使由提前角调整装置80运算的电机的推定转速与指示转速大致相等地驱动电机3的状态下，在提前角调整装置80中，将提前角β调整为βset(＞βa)以使得转矩指令值Trq*大致最小。
如上所述与仅磁转矩的永磁电机(全合成输出转矩最大的提前角β＝0°)相比较，在实施方式1的电机逆变装置中，在包含磁阻转矩的永磁电机(全合成输出转矩最大的提前角0°＜β＜45°)中，通过设定使全合成输出转矩最大的提前角β，能够使电机输出最大并且抑制再生电流。此外，在实施方式1的电机逆变装置中，也能够期待由磁转矩减少引起的感应电压下降所带来的再生电流的抑制效果。
如上所述，在实施方式1的电机逆变装置中，通过设置控制部6和提前角调整装置80，能够得到在作为负载的电机3中维持需要的电机输出转矩、并且抑制以电机损失为代表的各部分缺失的高效率的电机逆变装置。
(实施方式2)
接着，参照附图说明本发明的实施方式2的电机逆变装置。实施方式2的电机逆变装置是将上述实施方式1的电机逆变装置中的提前角调整装置80的结构进一步具体化的结构。在实施方式2的电机逆变装置中，对具有与实施方式1的电机逆变装置中的要素实质上相同的功能、结构、动作的部件标注相同附图标记，它们的说明适用实施方式1的说明。
图7是以一部分框图表示本发明的实施方式2的电机逆变装置的概要结构的图。
如图7所示，实施方式2的电机逆变装置，与上述实施方式1的电机逆变装置同样，包括：将单相交流电源1作为输入的由二极管电桥等构成的整流电路2；将整流电路2的输出直流电力转换为交流电力的由多个半导体开关元件构成的逆变器4；对逆变器4进行PWM驱动控制的微机等控制部6；谐振频率设定为单相交流电源1的频率的40倍以上的平滑部7；和进行提前角调整的提前角调整装置80。在实施方式2的电机逆变装置中，提前角调整装置80包括：调整来自控制部6的PWM控制信号的相位的提前角调整装置8；检测逆变器母线电流的电流检测部9；基于电流检测部9的检测值推算电机转速的转速推算部10；基于指示转速和在转速推算部10中推定出的推定转速，运算以指示转速驱动电机3所需的转矩指令值的转矩指令运算部11；和检测单相交流电源电压1或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部12。
以下，说明在实施方式2的电机逆变装置中，用于将再生电流抑制在规定范围内的提前角调整装置80中的提前角β的调整方法。
对电机驱动时的再生电流引起的损失的影响，依赖于从单相交流电源1向电机3供给转矩的转矩供给期间Ton与切断从单相交流电源1向电机3的转矩供给的转矩切断期间Toff的比率。
这些期间(Ton、Toff)能够基于通过检测逆变器4的母线电流的电流检测部9检测的电流值Iinv的符号为负的期间，即利用再生电流对电容器7b充电的充电期间Tr进行推定。
如果假设电容器7b的充放电期间中充电期间Tr和放电期间Td大致相等，则利用再生电流对电容器7b充电的期间Tr的大致2倍相当于从单相交流电源1向电机的转矩供给被切断的期间Toff。为了抑制由再生电流引起的损失增加的影响，需要至少将从单相交流电源1向电机3供给转矩的转矩供给期间Ton设定得比切断从单相交流电源1向电机3的转矩供给的转矩切断期间Toff更长(Ton＞Toff)。因此，提前角调整部8以使利用再生电流对电容器7b进行充电的充电期间Tr低于单相交流电源1的半周期(T/2)的至少四分之一的方式调整提前角β(T/2＞4(Tr))。
在实施方式2的电机逆变装置中，如上所述在抑制再生电流引起的损失的基础上进一步进行电机损失的抑制动作。在实施方式2的电机逆变装置中，作为电机3，使用输出转矩中含有磁阻转矩的永磁电机，例如IPM。另外，对于包含磁阻转矩的永磁电机中的转矩特性，在上述实施方式1进行了说明。
在包含磁阻转矩的作为永磁电机的电机3中，具有图5所示的转矩特性，所以在以规定的负载和转速驱动电机3时，在提前角调整部8中被调整的提前角β和由转矩指令运算部11运算出的转矩指令值Trq*的关系，成为图6所示的关系。
例如，假设为了抑制再生电流引起的损失所需的提前角β的能够调整范围为β＞βa，则在以使由转速推算部10运算出的电机3的推定转速和从外部对转矩指令运算部11输入的指示转速大致相等的方式驱动电机3的状态下，提前角调整部8将提前角β调整为βset(＞βa)，使得由转矩指令运算部11运算出的转矩指令值Trq*大致最小。
如上所述与仅磁转矩的永磁电机(全合成输出转矩最大的提前角β＝0°)相比较，在实施方式2的电机逆变装置中，在包含磁阻转矩的永磁电机(全合成输出转矩最大的提前角0°＜β＜45°)中，通过设定使全合成输出转矩最大的提前角，能够使电机输出最大并且抑制再生电流。此外，在实施方式2的电机逆变装置中，也能够期待由磁转矩减少引起的感应电压下降所带来的再生电流的抑制效果。
此外，在实施方式2的电机逆变装置中，提前角调整部8的提前角β的调整，可以以与由电压相位检测部12检测的单相交流电源1的电源相位θ无关地保持一定地方式进行调整，也可以变化。图8(a)是表示与单相交流电源1的电源相位θ为相同相位的逆变器施加电压Vdc的波形的一个例子的图，图8(b)是表示调整后的调整提前角值(β)的状态的例子的图。
由提前角调整部8调整的提前角β，可以如在图8(b)中以调整提前角值β1所示的那样，与单相交流电源1的电源相位θ无关地，以成为一定值的提前角的方式进行调整。
此外，由提前角调整部8调整的提前角β，为了更有效地进行来自电机3的再生电流的抑制和有效利用磁阻转矩的电机输出转矩的最大化，也可以如图8(b)所示，根据电源相位θ使调整提前角β的调整幅度(提前角β2、相位θa)变化，而成为调整提前角值β(θ)。
例如，也可以是与由电压相位检测部12检测出的单相交流电源1的电源相位θ无关地保持一定的调整提前角值β1、根据由电压相位检测部12检测的单相交流电源1的电源相位θ增减的调整幅度提前角值β2、以调整幅度相位值θa脉动的调整提前角值β(θ)的合成值。特别是，在再生电流的抑制所需的提前角设定值与电机输出转矩的最大化所需的提前角设定值大幅不同的情况下，上述提前角调整方法(β(θ))有效地发挥作用。
如上所述，在实施方式2的电机逆变装置中，通过设置控制部6和提前角调整装置80，能够得到在作为负载的电机3中维持需要的电机输出转矩、并且抑制以电机损失为代表的各部分缺失的高效率的电机逆变装置。
(实施方式3)
接着，参照附图说明本发明的实施方式3的电机逆变装置。实施方式3的电机逆变装置是将上述实施方式1的电机逆变装置中的提前角调整装置80的结构进一步具体化的结构。在实施方式3的电机逆变装置中，对具有与实施方式1和实施方式2的电机逆变装置中的要素实质上相同的功能、结构、动作的部件标注相同附图标记，它们的说明适用实施方式1和实施方式2的说明。
图9是以一部分框图表示本发明的实施方式3的电机逆变装置的概要结构的图。
如图9所示，实施方式3的电机逆变装置，与上述实施方式1的电机逆变装置同样，包括：将单相交流电源1作为输入的由二极管电桥等构成的整流电路2；将整流电路2的输出直流电力转换为交流电力的由多个半导体开关元件构成的逆变器4；对逆变器4进行PWM驱动控制的微机等控制部6；谐振频率设定为单相交流电源1的频率的40倍以上的平滑部7；和进行提前角调整的提前角调整装置80。在实施方式2的电机逆变装置中，提前角调整装置80包括：调整来自控制部6的PWM控制信号的相位的提前角调整装置8；检测逆变器母线电流的电流检测部9；基于电流检测部9的检测值推算电机转速的转速推算部10；基于指示转速和在转速推算部10中推定出的推定转速，运算以指示转速驱动电机3所需的转矩指令值的转矩指令运算部11；检测单相交流电源电压1或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部12；和检测施加于逆变器4的直流电压的直流电压检测单元13。在实施方式3的电机逆变装置中，作为电机3，使用输出转矩中含有磁阻转矩的永磁电机，例如IPM。
以下，说明在实施方式3的电机逆变装置中，用于将再生电流抑制在规定范围内的提前角调整装置80中的提前角β的调整方法。
对电机驱动时的再生电流引起的损失的影响也依赖于再生电流的电流量，即在每个单相交流电源1的半周期T充电到电容器7b的电荷量。该电荷量能够根据电容器7b的电容C和由检测施加于逆变器4的电压的直流电压检测部13检测的直流电压值Vdc的平均值Vdc(av)推定。
图10(a)是表示单相交流电源1的电压波形Vac的例子的波形图，图10(b)表示向逆变器的施加电压Vdc。
在没有由再生电流向电容器7b的充电时，施加于逆变器4的直流电压值Vdc与单相交流电源1的绝对值ABS(Vac)大致相等。即，如图10(a)所示，单相交流电源1的电压波形Vac是波高值 有效值Ve的正弦波状的波形时，施加于逆变器4的直流电压值Vdc，如图10(b)所示，成为其绝对值波形。因此，平均电压值Vdc(av)成为为有效电压值Ve的大约90％。
与此相对，在进行再生电流向电容器7b的充电时，施加于逆变器4的电压波形Vdc如上述图3(a)所示，成为与正弦波状的波形不同，一部分发生变形的波形。在图3(a)所示的波形中，斜线部分是由于再生电流向电容器7b的充电产生的电压。因此，此时的平均电压值Vdc(av)(1)变得比图10(b)所示的平均电压值Vdc(av) 更大。由此，由再生电流充电于电容器7b的电荷量，能够由电容器电容C和逆变器施加电压Vdc的平均值的检测(Vdc(av)(1)-Vdc(av))推定。
为了抑制由再生电流引起的损失增加的影响，发明者发现，需要至少使由直流电压检测部13检测出的平均电压值Vdc(av)低于的大致1.1倍，即低于大致有效电压值Ve。因此，利用提前角调整部8调整提前角β，以使得加上图3(a)所示的再生电流向电容器的充电电压之后的逆变器施加电压Vdc的平均电压值Vdc(av)(1)低于单相交流电源1的大致有效电压值Ve(Vdc(av)(1)＜Ve)。
进一步，将由再生电流向电容C的电容器7b的充电产生的平均电压值Vav限制为低于单相交流电源1的有效电压值Ve的大致十分之一，这相当于是，由检测逆变器4的母线电流的电流检测部9检测的电流值Iinv的符号为负的平均电流值Iinv(av)低于电容器电容C与单相交流电源1的有效电压值Ve之积除以单相交流电源半周期T的10倍而得的值(Iinv(av)＜(C*Ve/10T))。因此利用提前角调整部8调整提前角β，以使得Iinv(av)＜(C*Ve/10T)。
在实施方式3的电机逆变装置中，在如上所述抑制再生电流引起的损失的基础上，进一步进行上述实施方式2中说明的电机损失的抑制动作。
如上所述，在实施方式3的电机逆变装置中，通过设置控制部6和提前角调整装置80，能够得到在作为负载的电机3中维持需要的电机输出转矩、并且抑制以电机损失为代表的各部分缺失的高效率的电机逆变装置。
(实施方式4)
接着，参照附图说明本发明的实施方式4的电机逆变装置。实施方式4的电机逆变装置是将上述实施方式1的电机逆变装置中的提前角调整装置80的结构进一步具体化的结构。在实施方式4的电机逆变装置中，对具有与实施方式1到实施方式3的电机逆变装置中的要素实质上相同的功能、结构、动作的部件标注相同附图标记，它们的说明适用实施方式1到实施方式3的说明。
图11是以一部分框图表示本发明的实施方式4的电机逆变装置的概要结构的图。
如图11所示，实施方式4的电机逆变装置，与上述实施方式1的电机逆变装置同样，包括：将单相交流电源1作为输入由的二极管电桥等构成的整流电路2；将整流电路2的输出直流电力转换为交流电力的由多个半导体开关元件构成的逆变器4；对逆变器4进行PWM驱动控制的微机等控制部6；谐振频率设定为单相交流电源1的频率的40倍以上的平滑部7；和进行提前角调整的提前角调整装置80。在实施方式2的电机逆变装置中，提前角调整装置80包括：调整来自控制部6的PWM控制信号的相位的提前角调整装置8；检测逆变器母线电流的电流检测部9；基于电流检测部9的检测值推算电机转速的转速推算部10；基于指示转速和在转速推算部10中推定出的推定转速，运算以指示转速驱动电机3所需的转矩指令值的转矩指令运算部11；检测单相交流电源电压1或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部12；检测施加于逆变器4的直流电压的直流电压检测部13；和检测单相交流电源电压的交流电压检测单元14。在实施方式4的电机逆变装置中，作为电机3，使用输出转矩中包含磁阻转矩的永磁电机，例如使用IPM。
以下，说明在实施方式4的电机逆变装置中，用于将再生电流抑制在规定范围内的提前角调整装置80中的提前角β的调整方法。
对电机驱动时的再生电流引起的损失的影响，依赖于从单相交流电源1向电机3供给转矩的转矩供给期间Ton与切断从单相交流电源1向电机3的转矩供给的转矩切断期间Toff的比率。
这些期间(Ton、Toff)，进行由检测施加于逆变器4的电压的直流电压检测部13检测的直流电压值Vdc和由检测单相交流电源1的电压的交流电压检测部14检测的交流电压的绝对值ABS(Vac)的大小比较，Vdc＞ABS(Vac)的期间相当于切断从单相交流电源1向电机3的转矩供给的期间Toff。
因此，为了抑制由再生电流引起的损失增加的影响，利用提前角调整部8调整提前角β，以使得至少从单相交流电源1向电机3供给转矩的转矩供给期间Ton比切断从单相交流电源1向电机3的转矩供给的转矩切断期间Toff长(Ton＞Toff)，即Vdc＞ABS(Vac)的期间低于单相交流电源1的半周期T的一半。
此外，如实施方式3中说明的那样，对电机驱动时的由再生电流引起的损失的影响也依赖于再生电流的电流量，即每个单相交流电源1的半周期T中充电至电容器7b的电荷量。该电荷量能够根据电容器7b的电容C和由检测施加于逆变器4的电压的直流电压检测部13检测的直流电压值Vdc的平均值Vdc(av)推定。
进一步，利用再生电流充电至电容器7b的电荷量也能够通过其它方法推定。充电至电容器7b的电荷量也能够根据电容器7b的电容C、和由检测施加于逆变器4的电压的直流电压检测部13检测的直流电压值Vdc与由检测单相交流电源1的电压的交流电压检测部14检测的交流电压的绝对值ABS(Vac)的差值电压值推定。
图12(a)是表示加上了利用再生电流的向电容器7b的充电电压的逆变器施加电压Vdc的例子的波形图，图12(b)是表示逆变器施加电压Vdc与单相交流电源1的电压的绝对值ABS(Vac)的差值电压(Vdc-ABS(Vac))的例子的波形图。
为了抑制再生电流引起的损失增加的影响，发明者发现，需要至少使逆变器施加电压与单相交流电源1的交流电压的绝对值的差值平均值Vav(＝(Vdc-ABS(Vac))的平均值)低于单相交流电源1的有效电压值Ve的十分之一(10*Vav(1)＜Ve)。
因此，利用提前角调整部8调整提前角β，使得图12(b)所示的逆变器施加电压Vdc与单相交流电源电压的绝对值ABS(Vac)之差(Vdc-ABS(Vac))的平均值Vav低于单相交流电源1的有效电压值Ve的大致十分之一(10*Vav(1)＜Ve)。此处，平均值Vav(1)是作为例子的计算例。
在实施方式4的电机逆变装置中，在如上所述抑制再生电流引起的损失的基础上，进一步进行上述实施方式2中说明的电机损失的抑制动作。
如上所述，在实施方式4的电机逆变装置中，通过设置控制部6和提前角调整装置80，能够得到在作为负载的电机3中维持需要的电机输出转矩、并且抑制以电机损失为代表的各部分缺失的高效率的电机逆变装置。
另外，在上述各实施方式的结构中，说明了电抗器7a的***位置比整流电路2更位于单相交流电源侧的情况，但本发明并不限定于这样的结构，***逆变器侧(整流电路2与电容器之间)也能够达到同样的效果，不存在问题。
此外，在上述各实施方式的结构中，对于通过抑制再生电流减少电机逆变装置整体的损失，说明了逆变器控制中的提前角调整方法，但是预先调整电机的感应电压、磁转矩与磁阻转矩的比率等使用的电机规格也是很重要的。
在各实施方式中以一定的详细程度说明了本发明，但这些实施方式的公开内容当然能够在结构的细部有所变化，各实施方式中的要素的组合和顺序的变化能够不脱离本发明的范围和思想地得以实现。
此外，在各实施方式中说明的提前角调整装置80的各种提前角调整方法，能够适当组合使用，通过具有多个提前角调整方法能够得到进一步提高本发明的电机逆变装置中的提前角调整的可靠性的结构。
如上所述，在本发明的电机逆变装置中，作为电机，使用输出转矩中包含磁阻转矩的永磁电机。
本发明的电机逆变装置，在任意的电机转速中，提前角调整装置执行以下所示的各种提前角调整，在电机逆变装置中能够维持需要的电机输出转矩，并且能够抑制以电机损失为代表的各种损失，能够对作为负载的电机进行高效的驱动控制。
本发明的提前角调整装置中，在任意的电机转速中，
(1)基于电流检测部的检测值，进行使从电机向电容器的充电电流所流动的充电期间(Tr)低于单相交流电源的半周期(T/2)的大致四分之一的提前角调整处理，T/2＞4Tr；或者，
(2)基于电流检测部的检测值，进行使平均的再生电流值(Iinv(av))低于电容器电容(C)与单相交流电源的有效电压值(Ve)之积除以单相交流电源的半周期(T/2)的10倍值而得的值的提前角调整处理，Iinv(av)＜(C*Ve/10T)；或者，
(3)进行使由直流电压检测部检测的平均电压值低于单相交流电源的有效电压值的提前角调整处理，(Vdc(av)＜Ve)；或者，
(4)进行使根据由直流电压检测部检测出的施加于逆变器的直流电压值与基于由交流电压检测部检测出的单相交流电源的电压值计算出的绝对值之差计算出的平均电压值，低于单相交流电源的有效电压值的十分之一的提前角调整处理，(10*Vav＜Ve)；或者，
(5)进行使由直流电压检测部检测的施加于逆变器的直流电压值大于基于由交流电压检测部检测的单相交流电源的电压值计算出的绝对值的期间低于单相交流电源的半周期的大致一半的提前角调整处理。
进一步，在本发明的提前角调整装置中，以进行上述至少一种提前角调整处理为条件，进行使作为需要转矩的转矩指令值(Trq*)大致最小的提前角调整，能够构成维持作为负载的电机3中需要的电机输出转矩并且抑制以电机损失为代表的各部分损失的、高效的电机逆变装置。
如上所述，在本发明的电机逆变装置中，使用能够不使电机输出转矩下降地抑制再生电流的磁阻转矩电机，由此能够抑制作为转换器损失、逆变器损失和电机损失的总和的***损失的增加。即，本发明的电机逆变装置能够抑制再生电流引起的效率下降。
在本发明中，使用磁阻转矩电机进行实现再生电流抑制和电机输出转矩最大化的提前角调整，由此能够实现最能够抑制电机逆变装置整体的效率下降的***。
产业上的利用可能性
在本发明中，能够在维持需要的最大转矩的同时抑制再生电流的影响，特别是能够在再生电流的影响较小的低速转速区域提高效率，所以能够应用于采用虽然输出变化幅度大但以低速转速进行电机驱动占大部分运转期间的使用方式的空调、冷藏库的压缩机电机驱动，是通用性高的装置。
附图符号说明
1 单相交流电源
2 整流电路
3 电机
4 逆变器
5 信号产生部
6 控制部
7 平滑部
8 提前角调整部
9 电流检测部
10 转速推算部
11 转矩指令运算部
12 电压相位检测部
13 直流电压检测部
14 交流电压检测部
80 提前角调整装置

Claims (7)

1.一种电机逆变装置，其特征在于，包括：
以单相交流电源作为输入的整流电路；
将所述整流电路的输出直流电力转换为交流电力的逆变器；
对所述逆变器进行PWM驱动控制的控制部；
谐振频率设定为所述单相交流电源的频率的40倍以上，并包括配置在从所述单相交流电源连接至所述逆变器的连接线上的电抗器和与所述逆变器的输入侧并联连接而形成的电容器的平滑部；
由所述逆变器驱动控制，输出转矩中包含磁阻转矩的作为永磁电机的电机；和
对从所述控制部输出的PWM控制信号的相位进行调整的提前角调整装置，
所述提前角调整装置在从所述单相交流电源向所述电机的转矩被切断时，利用提前角调整使得由所述电机再生的再生电流成为规定范围内的值，
所述提前角调整装置包括：
检测逆变器母线电流的电流检测部；
基于所述电流检测部的检测值推算电机转速的转速推算部；
基于对所述电机的指示转速和由所述转速推算部推定的推定转速，计算以所述指示转速驱动所述电机所需的转矩指令值的转矩指令运算部；
检测所述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部；和
基于来自所述电流检测部、所述转矩指令运算部和所述电压相位检测部的信息进行提前角调整的提前角调整部，
所述提前角调整部，以在任意的电机转速下，基于所述电流检测部的检测值，从所述电机向所述电容器流动的充电电流的流动期间低于所述单相交流电源的半周期的四分之一的方式设定，并且进行调整以使得由所述转矩指令运算部运算出的所述转矩指令值最小。
2.一种电机逆变装置，其特征在于，包括：
以单相交流电源作为输入的整流电路；
将所述整流电路的输出直流电力转换为交流电力的逆变器；
对所述逆变器进行PWM驱动控制的控制部；
谐振频率设定为所述单相交流电源的频率的40倍以上，并包括配置在从所述单相交流电源连接至所述逆变器的连接线上的电抗器和与所述逆变器的输入侧并联连接而形成的电容器的平滑部；
由所述逆变器驱动控制，输出转矩中包含磁阻转矩的作为永磁电机的电机；和
对从所述控制部输出的PWM控制信号的相位进行调整的提前角调整装置，
所述提前角调整装置在从所述单相交流电源向所述电机的转矩被切断时，利用提前角调整使得由所述电机再生的再生电流成为规定范围内的值，
所述提前角调整装置包括：
检测逆变器母线电流的电流检测部；
基于所述电流检测部的检测值推算电机转速的转速推算部；
基于对所述电机的指示转速和由所述转速推算部推定的推定转速，计算以所述指示转速驱动所述电机所需的转矩指令值的转矩指令运算部；
检测所述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部；和
基于来自所述电流检测部、所述转矩指令运算部和所述电压相位检测部的信息进行提前角调整的提前角调整部，
所述提前角调整部，以在任意的电机转速下，使得从所述电机向所述逆变器流动的充电电流的平均电流值低于所述电容器的电容与所述单相交流电源的有效电压值之积除以所述单相交流电源的半周期的10倍值而得的值的方式设定，并且进行调整以使得由所述转矩指令运算部运算出的所述转矩指令值最小。
3.一种电机逆变装置，其特征在于，包括：
以单相交流电源作为输入的整流电路；
将所述整流电路的输出直流电力转换为交流电力的逆变器；
对所述逆变器进行PWM驱动控制的控制部；
谐振频率设定为所述单相交流电源的频率的40倍以上，并包括配置在从所述单相交流电源连接至所述逆变器的连接线上的电抗器和与所述逆变器的输入侧并联连接而形成的电容器的平滑部；
由所述逆变器驱动控制，输出转矩中包含磁阻转矩的作为永磁电机的电机；和
对从所述控制部输出的PWM控制信号的相位进行调整的提前角调整装置，
所述提前角调整装置在从所述单相交流电源向所述电机的转矩被切断时，利用提前角调整使得由所述电机再生的再生电流成为规定范围内的值，
所述提前角调整装置包括：
检测逆变器母线电流的电流检测部；
基于所述电流检测部的检测值推算电机转速的转速推算部；
基于对所述电机的指示转速和由所述转速推算部推定的推定转速，计算以所述指示转速驱动所述电机所需的转矩指令值的转矩指令运算部；
检测所述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部；
检测施加于所述逆变器的直流电压的直流电压检测部；和
基于来自所述转矩指令运算部和所述电压相位检测部的信息进行提前角调整的提前角调整部，
所述提前角调整部，以在任意的电机转速下，使得由所述直流电压检测部检测的平均电压值低于所述单相交流电源的有效电压值的方式设定，并且进行调整以使得由所述转矩指令运算部运算出的所述转矩指令值最小。
4.一种电机逆变装置，其特征在于，包括：
以单相交流电源作为输入的整流电路；
将所述整流电路的输出直流电力转换为交流电力的逆变器；
对所述逆变器进行PWM驱动控制的控制部；
谐振频率设定为所述单相交流电源的频率的40倍以上，并包括配置在从所述单相交流电源连接至所述逆变器的连接线上的电抗器和与所述逆变器的输入侧并联连接而形成的电容器的平滑部；
由所述逆变器驱动控制，输出转矩中包含磁阻转矩的作为永磁电机的电机；和
对从所述控制部输出的PWM控制信号的相位进行调整的提前角调整装置，
所述提前角调整装置在从所述单相交流电源向所述电机的转矩被切断时，利用提前角调整使得由所述电机再生的再生电流成为规定范围内的值，
所述提前角调整装置包括：
检测逆变器母线电流的电流检测部；
基于所述电流检测部的检测值推算电机转速的转速推算部；
基于对所述电机的指示转速和由所述转速推算部推定的推定转速，计算以所述指示转速驱动所述电机所需的转矩指令值的转矩指令运算部；
检测所述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部；
检测施加于所述逆变器的直流电压的直流电压检测部；
检测所述单相交流电源的电压的交流电压检测部；和
基于来自所述转矩指令运算部、所述电压相位检测部、所述直流电压检测部和所述交流电压检测部的信息进行提前角调整的提前角调整部，
所述提前角调整装置，以在任意的电机转速下，基于由所述直流电压检测部检测的施加于逆变器的直流电压值与由所述交流电压检测部检测的所述单相交流电源的电压值计算出的绝对值之差计算出的平均电压值，低于所述单相交流电源的有效电压值的十分之一的方式设定，并且进行调整以使得由所述转矩指令运算部运算出的所述转矩指令值最小。
5.一种电机逆变装置，其特征在于，包括：
以单相交流电源作为输入的整流电路；
将所述整流电路的输出直流电力转换为交流电力的逆变器；
对所述逆变器进行PWM驱动控制的控制部；
谐振频率设定为所述单相交流电源的频率的40倍以上，并包括配置在从所述单相交流电源连接至所述逆变器的连接线上的电抗器和与所述逆变器的输入侧并联连接而形成的电容器的平滑部；
由所述逆变器驱动控制，输出转矩中包含磁阻转矩的作为永磁电机的电机；和
对从所述控制部输出的PWM控制信号的相位进行调整的提前角调整装置，
所述提前角调整装置在从所述单相交流电源向所述电机的转矩被切断时，利用提前角调整使得由所述电机再生的再生电流成为规定范围内的值，
所述提前角调整装置包括：
检测逆变器母线电流的电流检测部；
基于所述电流检测部的检测值推算电机转速的转速推算部；
基于对所述电机的指示转速和由所述转速推算部推定的推定转速，计算以所述指示转速驱动所述电机所需的转矩指令值的转矩指令运算部；
检测所述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位的电压相位检测部；
检测施加于所述逆变器的直流电压的直流电压检测部；
检测所述单相交流电源的电压的交流电压检测部；和
基于来自所述转矩指令运算部、所述电压相位检测部、所述直流电压检测部和所述交流电压检测部的信息进行提前角调整的提前角调整部，
所述提前角调整部，以在任意的电机转速下，由所述直流电压检测部检测的施加于逆变器的直流电压值大于基于由所述交流电压检测部检测的所述单相交流电源的电压值计算出的绝对值的期间，短于所述单相交流电源的半周期的一半的方式设定，并且进行调整以使得由所述转矩指令运算部运算出的所述转矩指令值最小。
6.如权利要求1～5中任一项所述的电机逆变装置，其特征在于：
所述提前角调整装置基于所述单相交流电源的或逆变器施加电压的电压相位变更提前角调整量。
7.如权利要求1～5中任一项所述的电机逆变装置，其特征在于：
所述电机为空气调节机所具有的压缩机驱动用的电机。
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