CN106416051A - 电动机驱动装置 - Google Patents

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Abstract

当在电动机驱动过程中任意一相成为缺相的情况下，抑制电动机产生的驱动转矩的脉动，并且继续进行电动机的驱动。电动机驱动装置(200)对相互独立地设置了各相的电枢绕组(102a、102b、102c)的电动机(100)的驱动进行控制。电动机驱动装置(200)具备：将经由直流母线(201a、201b)供给的直流电力转换成三相的交流电力后分别向各相的电枢绕组(102a、102b、102c)输出的逆变电路(210)、以及用于对逆变电路(210)进行控制的控制器(203)。当在逆变电路(210)输出的交流电力中任意一相缺相的情况下，控制器(203)调整在正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差，以使除了缺相的相以外的其他的正常相的各交流电力相互抵销。

Description

电动机驱动装置
技术领域
本发明涉及电动机驱动装置。
背景技术
目前，已知一种进行独立绕线式多相电动机(例如六线三相式电动机)的驱动控制的装置，该独立绕线式多相电动机能够相互独立地控制在电动机定子中设置的各相的电枢绕组的电流。通过使用这样的电动机，能够不使用升压电路而消除电压不足，从而谋求电动机的高输出化。另外，还能够实现大容量化和最高转速的提升。
提出了在上述的独立绕线式多相电动机中，通过在各相的绕组中流过重叠了高次谐波成分的伪矩形波电流，即使在任意一相的绕组中电流或电压变得异常的情况下，也能够继续驱动电动机的技术(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－149146号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的技术中，当在任意一相的绕组中产生了异常的情况下，虽然可能能够继续驱动电动机，但无法抑制电动机产生的驱动转矩的脉动。
本发明是为了解决上述现有技术中的课题而作出的。其主要的目的在于，在对独立绕线式多相电动机的驱动进行控制的电动机驱动装置中，当在电动机驱动过程中任意一相成为缺相的情况下，能够在抑制电动机产生的驱动转矩的脉动的同时，继续驱动电动机。
用于解决课题的方法
本发明的电动机驱动装置对相互独立地设置了各相的电枢绕组的多相电动机的驱动进行控制，该电动机驱动装置具备：将经由直流母线供给的直流电力转换成多相的交流电力后分别向上述各相的电枢绕组进行输出的逆变电路；以及用于对上述逆变电路进行控制的控制器，当在上述交流电力中任意一相缺相的情况下，上述控制器调整在正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差，以使除了上述缺相的相之外的其他的上述正常相的各交流电力相互抵销。
发明的效果
通过本发明，在对独立绕线式多相电动机的驱动进行控制的电动机驱动装置中，当在电动机的驱动过程中任意一相成为缺相的情况下，能够在抑制电动机产生的驱动转矩的脉动的同时继续驱动电动机。
附图说明
图1表示本发明的第一实施方式的电动机驱动装置的结构。
图2表示电动机的电枢绕组的配置例。
图3表示电动机的构造的一个例子。
图4表示图3所示的构造的电动机的交链磁通、感应电压以及电感的变化的状况。
图5表示电动机的构造的另一个例子。
图6表示图5所示的构造的电动机的交链磁通、感应电压以及电感的变化的状况。
图7表示通常时的电动机各相的感应电压、电流以及功率的波形例。
图8表示在W相缺相时未进行电流的相位调整的情况下的电动机各相的感应电压、电流以及功率的波形例。
图9表示在W相缺相时进行了电流的相位调整的情况下的电动机各相的感应电压、电流以及功率的波形例。
图10表示在W相缺相的情况下相位调整后的U相电流与V相电流的波形。
图11表示与图10所示的A～G的各电角度对应的电动机内的磁动势矢量。
图12表示在电动机驱动装置中，逆变电路中的W相的桥接电路发生断开故障的状况。
图13表示电动机的转速比较低时直流电压与W相的感应电压。
图14表示电动机的转速为恒定值以上时的直流电压与W相的感应电压。
图15表示断开故障时W相的桥接电路的电流路径。
图16表示在电动机驱动装置中，逆变电路中的W相的桥接电路发生接通故障时的电流路径。
图17表示将电力切断用开关分别设置在各相的桥接电路的例子。
图18表示将电力切断用开关分别设置在各相的交流输出线的例子。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的电动机驱动装置200的结构的图。电动机驱动装置200与混合动力汽车(HEV)或电动汽车(EV)等中使用的电动机100连接，来控制电动机100的驱动。电动机驱动装置200具有直流电源201、平滑电容器202、控制器203以及逆变电路210。
电动机100是具有分别与U相、V相、W相对应的三相的电枢绕组102a、102b、102c的独立绕线式的六线三相式交流电动机。这些电枢绕组102a～102c相互独立地设置。电动机驱动装置200分别独立地控制在电枢绕组102a～102c中流过的电流，从而能够使电动机100进行驱动。在电动机100的输出轴105上安装有对电动机100的磁极位置θ进行检测的磁极位置检测器110。向控制器203输出磁极位置检测器110针对磁极位置θ的检测结果。
直流电源201经由直流母线201a、201b向逆变电路210供给直流电力。关于直流电源201，例如能够利用锂离子电池等二次电池等。
平滑电容器202用于抑制伴随着逆变电路210的动作而产生的直流电压的变动，在直流母线201a与直流母线201b之间与逆变电路210并联地连接。
控制器203对于逆变电路210具有的各相的桥接电路210a、210b、210c分别输出驱动信号Gu、Gv、Gw。基于该驱动信号Gu、Gv、Gw使桥接电路210a、210b、210c分别进行动作，由此控制器203能够控制逆变电路210。
逆变电路210具有分别与U相、V相、W相对应的全桥式的桥接电路210a、210b以及210c。各桥接电路210a、210b、210c具有上下各臂的作为开关元件发挥功能的四个IGBT221以及与各IGBT221并联设置的四个二极管222。在桥接电路210a、210b、210c中，各IGBT221基于来自控制器203的驱动信号Gu、Gv、Gw来进行开关动作。由此，把从直流电源201供给的直流电力转换成三相交流电力，从桥接电路210a、210b、210c经由各相的交流输出线120分别输出至电动机100的各相的电枢绕组102a、102b、102c。
在各相的交流输出线120分别设置有用于对电动机100的电枢绕组102a、102b、102c中流过的各电流进行检测的电流传感器130。将电流传感器130检测出的各相的电流值iu、iv、iw输出至控制器203。控制器203基于从电流传感器130输入的各相的电流值iu、iv、iw以及从磁极位置检测器110输入的磁极位置θ，进行预定的电流控制运算，基于该运算结果，输出各相的驱动信号Gu、Gv、Gw。
图2表示电动机100的电枢绕组102a、102b、102c的配置例子。如图2所示，将电枢绕组102a、102b、102c机械式地各错开120°来配置在电动机100的定子中，以使各相的感应电压的波形的相位差以电角度的方式成为120°。此外，如上所述，在电动机100中，电枢绕组102a、102b、102c相互独立地设置，与以往的一般的三相平衡式的电动机的Y接线、Δ接线的构造不同。
图3表示电动机100的构造的一个例子。如图3所示，例如电动机100是由安装有多个电枢绕组102的定子铁芯101以及固定在输出轴105上并在表面粘贴有多个永磁铁104的转子铁芯103而构成的表面磁铁型电动机。此外，各电枢绕组102与图2的电枢绕组102a、102b、102c中的任意一个相对应。
图4表示图3所示的构造的电动机100的交链磁通、感应电压以及电感的变化的状况。若将U相的交链磁通设为ψu，将感应电压设为eu，将自感设为Lu，将U相与V相之间的互感设为Muv，则这些参数与电动机100的电角度对应地，例如如图4那样进行变化。即，关于交链磁通ψu以及感应电压eu，以电角度360°为一个周期周期性地进行变化。另一方面，关于自感Lu以及互感Muv，在图3的构造中，与电角度无关而成为恒定。此外，V相、W相也相同。
图5表示电动机100的构造的另一个例子。如图5所示，例如电动机100是由与图3相同地安装有多个电枢绕组102的定子铁芯101以及固定在输出轴105上并在内部埋入了多个永磁铁104的转子铁芯103而构成的埋入磁铁型电动机。
图6表示图5所示的构造的电动机100的交链磁通、感应电压以及电感的变化的状况。若将U相的交链磁通设为ψu，将感应电压设为eu，将自感设为Lu，将U相与V相之间的互感设为Muv，则这些参数与电动机100的电角度对应地，例如如图6那样进行变化。即，关于交链磁通ψu以及感应电压eu，以电角度360°为一个周期周期性地变化。另一方面，关于自感Lu以及互感Muv，在图5的构造中，以电角度360°为两个周期(即以电角度180°为一个周期)周期性地变化。此外，V相、W相也相同。
图3、图5所示的使用了永磁铁的电动机100的电压方程式通过以下的式(1)来表示。
[式1]
在上述的式(1)中，vu、vv、vw以及iu、iv、iw分别表示U相、V相、W相的电压与电流，R表示一相的绕组电阻，P表示微分算符。另外，在式(1)中，各相的感应电压eu、ev、ew、各相的自感Lu、Lv、Lw、各相之间的互感Muv、Mvw、Mwu分别通过以下的式(2)、(3)、(4)来表示。
[式2]
[式3]
[式4]
在式(2)中，ωe表示电动机100的电角度旋转速度，ψm表示永磁铁104的绕组交链磁通。另外，在式(3)中，la表示一相的漏感，在式(3)、(4)中，La、Las分别表示一相的有效电感的平均值成分以及振幅成分。
此外，在为图3所示的表面磁铁型电动机的情况下，在式(3)、(4)中，Las＝0。另一方面，在为图5所示的埋入磁铁型电动机的情况下，在式(3)、(4)中，Las≠0。
电动机100对输出轴105输出的轴转矩T通过以下的式(5)表示。在式(5)中，POUT表示电动机100向输出轴105输出的机械能(轴输出)，ωm表示输出轴105的旋转角速度(轴旋转速度)。即，轴转矩T是轴输出POUT除以轴旋转速度ωm得到的值。因此，若轴旋转速度ωm与电动机轴输出POUT为恒定值，则轴转矩T也成为恒定。在式(5)中，为了简化计算，将电动机100的极对数设为1，计算为ωe＝ωm，但实际上，若将电动机100的极对数设为Pp，则ωm＝ωe/Pp的关系成立。
[式5]
上述的式(5)的电动机100的轴输出POUT通过以下的式(6)表示。
[式6]
POUT＝Pu+Pv+Pw＝eu·iu+ev·iv+ew·iw …(6)
此外，式(6)表示的轴输出POUT等于从电动机100的输入功率PIN减去铜损、铁损等各损失后的值。关于电动机100的输入功率PIN，如以下的式(7)所示，作为将各相的瞬时电压vu、vv、vw与瞬时电流iu、iv、iw的积分别相加后的值来求出。
[式7]
PIN＝vu·iu+vv·iv+vw·iw …(7)
在表面磁铁型电动机、凸极比比较小的埋入磁铁型电动机中，如式(6)所示，在输入功率PIN中的由各相的感应电压eu、ev、ew与瞬时电流iu、iv、iw的积决定的功率Pu、Pv、Pw主要被转换成轴输出POUT。
根据式(5)可知，若在电动机100以恒定的轴旋转速度ωm旋转时，轴输出POUT为恒定值，则轴转矩T成为恒定。根据式(6)可知，为了使电动机100的轴输出POUT恒定，如之前叙述的那样，需要输入功率PIN中的由各相的感应电压eu、ev、ew与瞬时电流iu、iv、iw的积决定的功率Pu、Pv、Pw的和为恒定。
图7表示通常时的电动机100的各相的感应电压、电流以及功率的波形例。如上所述，在电枢绕组102a、102b、102c分别产生的各相的感应电压eu、ev、ew的相位差均为120°。在通常时，如图7所示，电动机驱动装置200决定各桥接电路210a、210b、210c中的IGBT221的动作定时，以使分别在电枢绕组102a、102b、102c中流过的各相的电流iu、iv、iw相互成为120°的相位差。结果，通过感应电压与电流的积求出的各相的功率Pu、Pv、Pw如图7所示，以感应电压以及电流的2倍的频率进行脉动，相互的相位差成为60°。另一方面，求出三相的功率Pu、Pv、Pw的总和而得到的输入功率PIN如图7所示，成为恒定。因此，若感应电压与电流为正弦波，则可知在原理上不产生转矩脉动。
此外，在上述的说明中，假设了感应电压波形、电流波形为理想的正弦波，但实际上，在感应电压波形、电流波形中包含少许高次谐波，不是理想上的正弦波。但是，即便在该情况下，电动机驱动装置200也将感应电压波形、电流波形作为正弦波进行处理来控制电动机100，由此能够使电动机100大致无问题地进行动作。
如以上说明的那样，即使在能够分别独立地控制在各相的电枢绕组102a、102b、102c中流过的电流的独立绕线式的电动机100中，也能够通过作出三相的电流平衡的状态，来一边产生恒定的转矩一边使电动机100转动。该原理对于三相以外的独立绕线式的多相电动机也成立。即，若将电动机的相数设为n，则通过使各相的电流的相位各错开360/n°，能够使各相的电流平衡，以恒定的转矩使电动机进行旋转。
在通常时，电动机驱动装置200通过对电动机100的全部相进行通电，能够控制电动机100的转矩来使电动机100进行旋转驱动。但是，例如在桥接电路210a、210b、210c中的任意一个桥接电路中IGBT221的动作产生异常，或者在任意一相中在交流输出线120或电动机100内的配线中产生了断线等异常，从而任意一相缺相而无法通电的情况下，无法通过与通常相同的控制方法适当地控制电动机100的转矩。即，在从逆变电路210向电动机100的电枢绕组102a、102b、102c分别输出的交流电力中，在任意一相缺相的情况下，若与通常相同地将各相的电流iu、iv、iw的相位各错开120°来进行电流控制，则在电动机100中产生大的转矩脉动。
参照图8对上述缺相时的转矩脉动的例子进行具体说明。图8表示在W相缺相时未进行电流的相位调整的情况下电动机100的各相的感应电压、电流以及功率的波形例。在该情况下，如图8所示，U相的电流iu与V相的电流iv的相位差与通常时相同保持120°。但是，W相缺相，因此W相的电流iw以及功率Pw成为0。因此，将三相的功率Pu、Pv、Pw(其中，Pw＝0)求出总和后的输入功率PIN如图8所示不成为恒定，而与U相功率Pu、V相功率Pv的脉动一致地以感应电压的2倍的频率进行脉动。
如以上说明的那样，在任意一相缺相而无法通电的情况下，若使用与通常时相同的控制方法进行电动机控制，则在电动机的输出转矩中产生大的脉动。因此，在以往的电动机驱动装置中，当在向电动机输出的交流电力中任意一相缺相的情况下，需要使电动机停止旋转。
另一方面，在本发明的电动机驱动装置200中，当在向电动机100输出的交流电力中任意一相缺相的情况下，通过控制器203调整在正常相的电枢绕组中流过的电流的相位差，以使除了缺相的相之外的其他正常相的各交流功率相互抵销。由此，能够使电动机100的输出转矩的脉动减少，而继续使电动机100旋转。
图9表示在W相缺相时进行了电流的相位调整的情况下电动机100的各相的感应电压、电流以及功率的波形例。在W相缺相的情况下，如图9所示，电动机驱动装置200将V相的电流iv的相位从通常时向减少60°的方向(图中的左侧方向)进行挪动，从而调整为其与U相的电流iu的相位差成为60°。具体而言，在控制器203进行的电流控制运算中，对要输出的V相电流iv的相位进行调整，与该调整后的相位一致地从控制器203对V相的桥接电路210b输出驱动信号Gv。由此，如图9所示，使U相功率Pu的波峰部分与V相功率Pv的波谷部分以及U相功率Pu的波谷部分与V相功率Pv的波峰部分分别重叠，从而使它们相互抵销。结果，即使在W相缺相时，也能够使将三相的功率Pu、Pv、Pw求出总和后的输入功率PIN如图9所示成为恒定。因此，能够在抑制转矩脉动的同时继续使电动机100旋转。
对于三相以外的独立绕线式的多相电动机，也能够如以上说明的那样在缺相时通过调整电流相位来减少转矩脉动。即，若将成为控制对象的电动机的相数设为n，将缺相的相数设为m，则本发明的电动机驱动装置在任意一相缺相的情况下，调整正常相的各电流以使正常相的各交流电力的相位差Dp(°)满足以下的式(8)，由此能够使正常相的各交流电力相互抵销。结果，能够抑制电动机的输出转矩的脉动，并能够继续使电动机旋转。
Dp＝360/2(n－m)···(8)
其中，n、m是正的整数，n≥m+2
为了满足上述式(8)，调整为在正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差Di(°)满足以下的式(9)即可。由此，当在任意一相产生缺相时，能够使正常相的各交流电力相互抵销，从而抑制电动机的输出转矩的脉动。
Di＝360/(n－m)－360/n···(9)
此外，若在上述的式(8)、(9)中，设n＝3，m＝1，则Dp＝90°，Di＝60°，可知分别与图9所示的U相功率Pu和V相功率Pv的关系以及U相电流iu和V相电流iv的关系一致。
为了实现上述的电流控制，电动机驱动装置需要具备对应于成为控制对象的电动机的相数n具有n个桥接电路的逆变电路以及对该逆变电路的各桥接电路输出驱动信号的控制器。另一方面，通过该电动机驱动装置进行驱动的电动机需要具有能够相互独立控制的n个独立绕组，从而通过电动机驱动装置控制在各独立绕组中流过的电流。在上述结构的电动机驱动装置与电动机的组合中应用本发明，从而在任意一相缺相的情况下，能够调整在正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差，以使除了缺相的相以外的正常相的各交流电力相互抵销。结果，能够抑制电动机的输出转矩的脉动，并在电动机的电枢绕组中产生顺利地进行旋转的旋转磁场而使电动机继续旋转。
接下来，对以上说明的缺相时的电流相位调整的电动机驱动装置200的动作进一步进行具体说明。
在电动机驱动装置200中，考虑例如在W相的桥接电路210c内IGBT221或二极管222产生动作异常，或者电动机100内的配线或交流输出线120发生断线，从而在W相的电枢绕组102c中不流过电流，并且W相的交流电力缺相的情况。在该情况下，电动机驱动装置200能够使用剩余的正常的两相的电枢绕组102a以及102b进行电流控制。但是，当即使在缺相时仍与通常的三相平衡的状态相同地，以120度的相位差输出各相的电流来使电动机100进行驱动时，如在图8中说明的那样，将U相的瞬时功率Pu与V相的瞬时功率Pv求出总和后的输入功率PIN产生大的脉动。结果，在电动机100产生大的转矩脉动。
因此，电动机驱动装置200使用能够分别独立地控制在电动机100的各相的电枢绕组102a、102b、102c中流过的电流的特征，如上所述，调整正常的两相的瞬时功率Pu以及Pv的相位，来使它们的波峰波谷相互抵销。此时，电动机驱动装置200在控制器203中，根据从电动机100的输出轴105上安装的磁极位置检测器110输出的磁极位置信息，求出各相的感应电压的相位，针对该感应电压，进行用于分别独立地控制各相的电流相位的电流控制运算。由此，调整瞬时功率Pu与Pv的相位差，降低电动机100的转矩脉动。
使用从安装在电动机驱动装置200与电动机100之间的各相的电流传感器130输出的电流值的信息和从电动机100的输出轴105上安装的磁极位置检测器110输出的磁极位置信息来进行上述的电流控制运算。控制器203根据电流控制运算的结果，对逆变电路210的各桥接电路210a、210b、210c中包含的IGBT221输出驱动信号Gu、Gv、Gw。各相的桥接电路210a、210b、210c根据该驱动信号Gu、Gv、Gw进行开关动作，由此能够分别单独地调整针对各相的感应电压的电流相位。
接下来，说明在进行缺相时的电流相位调整时在电动机100内产生的旋转磁场。图10表示在W相缺相的情况下相位调整后的U相电流iu与V相电流iv的波形。图11表示与图10所示的A～G的各个电角度对应的电动机100内的磁动势矢量。
如图10所示，当在W相缺相时进行电流相位调整以使V相电流iv的相位相对于U相电流iu偏移60°时，在电动机100内部产生基于图11所示的磁动势矢量的旋转磁场。此时，U相的电枢绕组102a与V相的电枢绕组102b在相对于各电枢绕组直角的方向上分别产生与电流的变化对应的交变的磁动势。
在图10的A所示的电角度为0°时，U相电流iu为0，仅流过V相电流iv。此时，在电动机100内，如图11的A所示，U相磁动势Fu成为0，仅产生V相磁动势Fv。因此，U相的电枢绕组102a与V相的电枢绕组102b的合成磁动势Fuv与V相磁动势Fv相同。
接下来，在图10的B所示的电角度为30°时，在U相与V相双方中流过电流。此时，在电动机100内产生的合成磁动势Fuv如图11的B所示，成为U相磁动势Fu与V相磁动势Fv的矢量和。如此，当在图10的电流波形中电流值从A向B以电角度30°进行了变化时，电动机100内的磁动势如图11的A到B那样进行变化。若将图11的A与B进行比较，可知U相磁动势Fu与V相磁动势Fv的大小分别变化，但是关于它们的合成磁动势Fuv，以相同的大小逆时针方向旋转了30°。
相同地，与图10中的C～G分别所示的每隔30°的电流值对应地，图11的C～G分别表示电动机100的磁动势。根据图11可知伴随着图10所示的U相电流iu以及V相电流iv的变化，U相与V相的合成磁动势Fuv以恒定的大小逆时针方向进行了旋转。即，可知在电动机100内产生了恒定大小的旋转磁场。
此外，在图11中，关于针对图10的H～M分别所示的210°～360°的范围内的各电角度产生的磁动势矢量，省略了图示。但是，这些电角度的U相电流iu以及V相电流iv的值与将图10中B～G分别所示的各电角度的值的符号反转后的值相同。因此，与上述相同地，可知这些电角度的U相与V相的合成磁动势Fuv也以相同的大小逆时针方向旋转。
此外，在图11中，以电角度与机械角一致的二极电动机为例进行了说明，但对于电角度与机械角不同的多极电动机，也能够同样地伴随着电流值的变化而在电枢绕组中产生旋转的磁场。
如以上说明的那样，电动机驱动装置200在逆变电路210的桥接电路210a、210b、210c中的任一个动作异常、或者由于电动机100内的配线或交流输出线120的断线而使任意一相缺相的情况下，使用剩余的正常的两相进行电流相位调整，来使电动机100进行驱动。结果，能够在电动机100中产生顺利地旋转的旋转磁场，不产生大的转矩脉动地使电动机100进行驱动。
根据以上说明的本发明的第一实施方式，起到以下的作用效果。
(1)电动机驱动装置200对相互独立地设置了各相的电枢绕组102a、102b、102c的电动机100的驱动进行控制，具备：将经由直流母线201a、201b供给的直流电力转换成三相的交流电力后分别向各相的电枢绕组102a、102b、102c输出的逆变电路210、以及用于对逆变电路210进行控制的控制器203。在该电动机驱动装置200中，当逆变电路210输出的交流电力中任意一相缺相的情况下，控制器203调整在正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差，以使除了缺相的相以外的其他的正常相的各交流电力相互抵销。如此，当在电动机100的驱动过程中任意一相成为缺相的情况下，能够在抑制电动机100产生的驱动转矩的脉动的同时继续进行电动机100的驱动。
(2)当逆变电路210输出的交流电力中任意一相缺相的情况下，将电动机100的相数设为n，将缺相的相数设为m，控制器203调整在正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差，以使正常相的各交流电力的相位差Dp(°)满足上述式(8)，由此使正常相的各交流电力相互抵销。如此，除了电动机100那样的三相电动机之外，即使对于三相以外的独立绕线式的各种多相电动机也能够在缺相时抑制驱动转矩的脉动，并继续进行该电动机的驱动。
(3)控制器203进行调整以使在正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差Di(°)满足上述式(9)。如此，与电动机的相数无关，能够适当地调整在正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差，从而能够使正常相的各交流电力切实地抵销。
(第二实施方式)
以下，对本发明的第二实施方式进行说明。在本实施方式中，说明当从电动机驱动装置200的逆变电路210向电动机100输出的交流电力中任意一相缺相的情况下，切断该相的交流电力的例子。
此外，本实施方式的电动机驱动装置200的结构、电动机100的结构与在第一实施方式中说明的图1的结构相同。因此，在本实施方式中，使用图1的结构图所示的结构进行说明。
图12表示在电动机驱动装置200中，逆变电路210中的W相的桥接电路210c发生断开故障的状况。例如如图12所示，考虑在W相的桥接电路210c中产生了一个IGBT221始终保持断开状态不变的故障的情况。在该情况下，桥接电路210c进行与全波整流电路相同的动作。
若产生图12那样的断开故障，则在电动机100的转速比较低时，如图13所示，对W相的感应电压进行整流而获得的电压|Vw|比从直流电源201供给的直流电压Vdc低。因此，不产生从电动机100向电动机驱动装置200流动的电流。
但是，当电动机100的转速成为某恒定值以上时，如图14所示，存在对W相的感应电压进行整流而获得的电压|Vw|比从直流电源201供给的直流电压Vdc高的情况。图15表示断开故障时的W相的桥接电路210c的电流路径。在断开故障时，如图15所示，通过在电动机100中的W相的电枢绕组102c中产生的感应电压，使电流从电动机100经过W相的桥接电路210c中含的各二极管222向电动机驱动装置200流动。该电流在电动机100中成为制动转矩、转矩脉动的原因。因此，需要从电动机100断开发生故障的W相的桥接电路210c，来防止图15那样的电流流动。
图16表示在电动机驱动装置200中，逆变电路210中的W相的桥接电路210c发生了接通故障时的电流路径。例如如图16所示，考虑在W相的桥接电路210c中产生了一个IGBT221始终保持接通状态不变的故障的情况。在该情况下，IGBT221成为短路状态，因此由于在电动机100中的W相的电枢绕组102c中产生的感应电压，如图16所示，流过在W相的桥接电路210c内进行循环的电流。该电流也与图15相同地，在电动机100中成为制动转矩、转矩脉动的原因。因此，需要从电动机100断开发生故障的W相的桥接电路210c，来防止图16那样的电流流动。
因此，在本实施方式中，在电动机驱动装置200内设置开关，该开关用于在逆变电路210输出的交流电力中产生了缺相的情况下，切断与发生缺相的相对应的部分的电力。由此，即使在逆变电路210中桥接电路210a、210b、210c中的任意一个发生故障，也能够防止上述那样的电流流动。以下，对其详细说明。
图17表示在各相的桥接电路210a、210b、210c中分别设置了电力切断用开关21的例子。当在电动机驱动装置200、电动机100中产生上述异常，从而在逆变电路210输出的交流电力中任意一相缺相的情况下，电动机驱动装置200根据来自图1的控制器203或者来自其他装置的指示，使各相的桥接电路210a、210b、210c中的与发生缺相的相对应的桥接电路所连接的四个开关213成为断开状态。由此，从直流母线201a、201b断开逆变电路210中的与发生缺相的相对应的部分的桥接电路，从而切断从该桥接电路向电动机100的交流电力。结果，能够防止由于在缺相部分的电路中流过电流而对电动机100的驱动造成不良影响的情况。
图18表示在各相的交流输出线120中分别设置了电力切断用开关214的例子。当在电动机驱动装置200或电动机100中产生上述那样的异常，从而在逆变电路210输出的交流电力中任意一相缺相的情况下，电动机驱动装置200根据来自图1的控制器203或者来自其他装置的指示，使各相的交流输出线120中的与发生缺相的相对应的交流输出线的途中设置的开关214成为断开状态。由此，从逆变电路210断开各相的电枢绕组102a、102b、102c中的与发生缺相的相对应的电枢绕组，从而切断从逆变电路210向该电枢绕组的交流电力。结果，能够防止在缺相部分的电路中流过电流，从而避免对电动机100的驱动造成不良影响。
根据以上说明的本发明的第二实施方式，电动机驱动装置200还具备用于从直流母线201a、201b断开逆变电路210中的与发生缺相的相对应的部分的开关213、或者用于从逆变电路断开各相的电枢绕组102a、102b、102c中的与发生缺相的相对应的电枢绕组的开关214。如此，当在从逆变电路210输出的交流电力中产生缺相的情况下，能够切断发生缺相的相的交流电力。因此，能够防止由于在缺相部分的电路中流过电流而对电动机100的驱动造成不良影响的情况。
此外，在以上说明的各实施方式中，以能够分别独立地控制在各相的电枢绕组102a、102b、102c中流过的电流的独立绕线式的三相电动机100为例进行了说明，但三相以外的多相电动机也能够应用本发明。即，如果是针对能够分别独立地控制在各相的电枢绕组中流过的电流的独立绕线式的多相电动机的驱动进行控制的电动机驱动装置，则通过应用本发明，能够在从逆变电路向电动机输出的交流电力中任意一相缺相的情况下，调整在正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差以使正常相的各交流电力相互抵销。由此，即便在缺相时，也能够减少电动机的输出转矩的脉动，并且在电动机的电枢绕组中产生顺利地旋转的旋转磁场。结果，能够继续进行电动机的驱动。
另外，以上说明的各实施方式、各种变化例只是一个例子，只要不损害发明的特征，则本发明不限于这些内容。本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
符号说明
100 电动机
102a、102b、102c 电枢绕组
110 磁极位置检测器
120 交流输出线
130 电流传感器
200 电动机驱动装置
201 直流电源
201a、201b 直流母线
202 平滑电容器
203 控制器
210 逆变电路
210a、210b、210c 桥接电路
221 IGBT
222 二极管。

Claims (7)

1.一种电动机驱动装置，其对多相电动机的驱动进行控制，该多相电动机相互独立地设置了各相的电枢绕组，所述电动机驱动装置的特征在于，具备：
逆变电路，其将经由直流母线供给的直流电力转换成多相的交流电力后分别向所述各相的电枢绕组输出；以及
控制器，其用于控制所述逆变电路，
当在所述交流电力中任意一相缺相的情况下，所述控制器调整在正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差以使除了所述缺相的相以外的其他的所述正常相的各交流电力相互抵销。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
当在所述交流电力中任意一相缺相的情况下，将所述电动机的相数设为n，将所述缺相的相数设为m，所述控制器调整在所述正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差，以使所述正常相的各交流电力的相位差Dp满足下式，由此使所述正常相的各交流电力相互抵销，
Dp＝360/2(n－m)，
DP的单位为度，n、m为正整数，n≥m+2。
3.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，
当在所述交流电力中任意一相缺相的情况下，所述控制器进行调整以使在所述正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差Di满足下式，
Di＝360/(n－m)－360/n，
Di的单位为度。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，
所述电动机为相互独立地设置了三相的电枢绕组的三相电动机，
当在所述交流电力中任意一相缺相的情况下，所述控制器调整在其他两个正常相的电枢绕组中流过的各电流的相位差，以使除了所述缺相的相以外的所述其他两个正常相的各交流电力相互抵销。
5.根据权利要求2或3所述的电动机驱动装置，其特征在于，n＝3，m＝1。
6.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，
还具备第一开关，该第一开关用于从所述直流母线断开所述逆变电路中的与所述缺相的相对应的部分。
7.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，
还具备第二开关，该第二开关用于从所述逆变电路断开与所述缺相的相对应的电枢绕组。
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