CN109314484B - 马达***、马达驱动装置、制冷循环装置以及空气调节机 - Google Patents

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Abstract

本发明的马达***(101)具备：马达，具备第1绕组部(6)及第2绕组部(7)，第2绕组部(7)的匝数比第1绕组部(6)的匝数多；第1逆变器(3)，与第1绕组部(6)连接；以及第2逆变器(4)，与第2绕组部(7)连接。

Description

马达***、马达驱动装置、制冷循环装置以及空气调节机
技术领域
本发明涉及具备具有多个三相绕组的马达的马达***、驱动该马达的马达驱动装置、制冷循环装置以及空气调节机。
背景技术
有一种马达***，具备具有多个三相绕组的马达，针对三相绕组具备用于控制该三相绕组的三相逆变器。在下述专利文献1中，公开了一种同步电动机驱动***，具有多个三相绕组，针对每个三相绕组具备三相逆变器，三相逆变器使用相互不同的开关频率来生成三相交流电力，分别向对应的三相绕组部供给交流电力，从而能够降低开关损耗，并且抑制电流波纹。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2010/119662号
发明内容
然而，在专利文献1记载的技术中，以使多个三相逆变器所输出的马达电流的波纹相互干扰的方式，将多个三相逆变器中的至少1个的开关频率设定得较低，从而抑制以低的开关频率动作的三相逆变器所输出的马达电流的波纹。因此，只是针对以低的开关频率动作的三相逆变器能够抑制马达电流的波纹以及降低开关损耗，在马达***整体中存在如下问题：对马达电流的波纹进行抑制的效果被限制，损耗的降低也被限制。
本发明是为了解决如上所述的课题而完成的，其目的在于得到一种能够降低马达***整体的损耗的马达驱动装置。
为了解决上述课题并达到目的，本发明的马达***具备：第1逆变器；第2逆变器；以及马达，具备与第1逆变器连接的第1绕组部以及与第2逆变器连接的第2绕组部。第1绕组部具有第1数量的匝数，第2绕组部具有第2数量的匝数，第2数量大于所述第1数量。
本发明的马达驱动装置起到能够降低马达***整体的损耗这样的效果。
附图说明
图1是示出实施方式1的马达***的结构例的图。
图2是示出实施方式1的控制部的结构例的图。
图3是示出实施方式1中的转速-转矩特性的一个例子的图。
图4是示出实施方式1中的转速-转矩特性的一个例子的图。
图5是示出进行基于第2绕组部的马达电流的速度推测时的实施方式1的控制部的结构例的图。
图6是示出去除对第2绕组部的马达电流进行测量的电流检测部和第2三相二相变换部时的实施方式1的控制部的结构例的图。
图7是示出实施方式1的控制电路的结构例的图。
图8是示出实施方式2所涉及的马达***的结构例的图。
图9是示出实施方式2的控制部的结构例的图。
图10是示出实施方式2中的针对转速的第1及第2平滑部的两端电压的一个例子的图。
图11是示出实施方式2中的针对转速的第1及第2平滑部的两端电压的一个例子的图。
图12是示出实施方式3的空气调节机的结构例的图。
(符号说明)
1：第1平滑部；2：第2平滑部；3：第1逆变器；4：第2逆变器；5：马达；6：第1绕组部；7：第2绕组部；8～11：电流检测部；12：控制部；13：第1电流控制部；14：第1电压指令生成部；15：第1PWM生成部；16：第1三相二相变换部；17：速度推测部；18：第2电流控制部；19：第2电压指令生成部；20：第2PWM生成部；21：第2三相二相变换部；22：转矩电流指令生成部；23：转矩电流指令分配部；24：第2速度推测部；25：第2转矩电流指令生成部；26：交流电源；27：整流器；28：第1电抗器；29：升压部；30：第2电抗器；31：开关部；32：反向阻断二极管；81：压缩机；82：四通阀；83：室外热交换器；84：膨胀阀；85：室内热交换器；86：制冷剂配管；87：压缩机构；100、100a：马达驱动装置；101、101a：马达***。
具体实施方式
以下，根据附图，详细说明本发明的实施方式的马达***、马达驱动装置、制冷循环装置以及空气调节机。此外，本发明不限于本实施方式。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的马达***101的结构例的图。如图1所示，实施方式1的马达***101具备马达5以及驱动马达5的马达驱动装置100。
马达5具有第1绕组部6及第2绕组部7。第2绕组部7相比于第1绕组部6，绕组的卷绕数即匝数更多且绝缘等级更高。即，第1绕组部6具有第1数量的匝数，第2绕组部7具有第2数量的匝数，第2数量大于第1数量。第2绕组部7的耐压高于第1绕组部6的耐压。第1绕组部6具有U相绕组部61a、V相绕组部61b以及W相绕组部61c。U相绕组部61a与端子62a连接，V相绕组部61b与端子62b连接，W相绕组部61c与端子62c连接。第2绕组部7具有U相绕组部71a、V相绕组部71b以及W相绕组部71c。U相绕组部71a与端子72a连接，V相绕组部71b与端子72b连接，W相绕组部71c与端子72c连接。
马达驱动装置100具备：第1平滑部1，对输入的直流电力进行平滑化而对第1逆变器3供给直流电力；第2平滑部2，耐压比第1平滑部1高，对输入的直流电力进行平滑化而对第2逆变器4供给直流电力；第1逆变器3，与第1平滑部1并联连接并且与第1绕组部6连接；以及第2逆变器4，与第2平滑部2并联连接并且与第2绕组部7连接。而且，马达驱动装置100具备：控制部12，控制第1逆变器3及第2逆变器4；电流检测部8，检测马达5的第1绕组部6的U相的电流；电流检测部9，检测马达5的第1绕组部6的W相的电流；电流检测部10，检测马达5的第2绕组部7的U相的电流；以及电流检测部11，检测马达5的第2绕组部7的W相的电流。
第1逆变器3具备作为串联连接的开关元件对的开关元件3a、3b、作为串联连接的开关元件对的开关元件3c、3d、以及作为串联连接的开关元件对的开关元件3e、3f。将开关元件3a以及开关元件3b、开关元件3c以及开关元件3d、开关元件3e以及开关元件3f的各开关元件对分别称为支路。第1逆变器3的各支路的中点与第1绕组部6的对应的相的绕组部分别连接。
具体而言，由开关元件3a以及开关元件3b构成的支路与端子62a连接，由开关元件3c以及开关元件3d构成的支路与端子62b连接，由开关元件3e以及开关元件3f构成的支路与端子62c连接。另外，在各支路之中，将与第1平滑部1的两端中的正侧即正的电极连接的各开关元件还称为上侧开关元件，将与第1平滑部1的两端中的负侧即负的电极连接的各开关元件还称为下侧开关元件。
第2逆变器4具备作为串联连接的开关元件对的开关元件4a、4b、作为串联连接的开关元件对的开关元件4c、4d、以及作为串联连接的开关元件对的开关元件4e、4f。将开关元件4a以及开关元件4b、开关元件4c以及开关元件4d、开关元件4e以及开关元件4f的各开关元件对分别称为支路。第2逆变器4的各支路的中点与第2绕组部7的对应的相的绕组部分别连接。
具体而言，由开关元件4a以及开关元件4b构成的支路与端子72a连接，由开关元件4c以及开关元件4d构成的支路与端子72b连接，由开关元件4e以及开关元件4f构成的支路与端子72c连接。另外，在各支路之中，将与第2平滑部2的两端中的正侧连接的各开关元件还称为上侧开关元件，将与负侧连接的各开关元件还称为下侧开关元件。
第1逆变器3的开关元件例如由Si(硅)半导体构成，第2逆变器4的开关元件例如由SiC半导体这样的宽带隙半导体构成。因此，第2逆变器4的耐压比第1逆变器3高。作为宽带隙半导体，能够使用GaN(氮化镓)、SiC(Silicon Carbide，碳化硅)、金刚石等宽带隙半导体。通过使用宽带隙半导体，耐电压性变高且容许电流密度也变高，所以能够实现模块的小型化。宽带隙半导体由于耐热性也高，所以还能够实现散热部的散热片的小型化。另外，第2逆变器4的电流容量小于第1逆变器3。其原因为，第2绕组部7能够以比第1绕组部6小的电流而产生期望的转矩。通过减小第2逆变器4的电流容量，能够削减成本。
图2是示出实施方式1的控制部12的结构例的图。如图2所示，控制部12具备第1电流控制部13、第1电压指令生成部14、第1PWM生成部15、第1三相二相变换部16、速度推测部17、第2电流控制部18、第2电压指令生成部19、第2PWM生成部20、第2三相二相变换部21、转矩电流指令生成部22以及转矩电流指令分配部23。
转矩电流指令生成部22根据速度指令ω*与作为由速度推测部17推测出的马达5的旋转速度的速度推测值ω之间的偏差，生成转矩电流指令Iq*。从外部输入速度指令ω*，或者预先确定速度指令ω*，或者通过内部的运算来计算速度指令ω*。在转矩电流指令生成部22中，作为基于速度指令ω*与作为由速度推测部17推测出的马达5的旋转速度的速度推测值ω之间的偏差来计算转矩电流指令的计算方法，能够使用比例控制、积分控制等任意的计算方法。此外，此时转矩电流指令分配部23将q轴的转矩电流指令Iq*分配为向第1逆变器3的q轴的转矩电流指令Iq1*及向第2逆变器4的q轴的转矩电流指令Iq2*。在后面叙述本实施方式中的转矩电流指令的分配方法。关于速度指令ω*以及后述的d轴的转矩电流指令Id*，从外部输入、或者被预先确定、或者通过内部的运算来计算。
第1三相二相变换部16根据表示由电流检测部8检测出的第1绕组部6的U相的电流的电流信息、表示由电流检测部9检测出的第1绕组部6的W相的电流的电流信息、以及由速度推测部17推测出的马达5的相位，计算与第1逆变器3对应的d轴电流Id1以及q轴电流Iq1。速度推测部17根据d轴电流Id1以及q轴电流Iq1，推测马达5的旋转速度以及相位，输出速度推测值ω以及相位推测值θ。
第1电流控制部13根据由转矩电流指令分配部23分配的转矩电流指令Iq1*、d轴的电流指令Id1*、d轴电流Id1以及q轴电流Iq1，生成与第1逆变器3的d轴、q轴对应的输出电压Vd1、Vq1并输出。第1电压指令生成部14根据Vd1以及Vq1和θ，生成与U相、V相、W相分别对应的第1逆变器3的输出电压Vu1、Vv1、Vw1。第1PWM生成部15根据第1平滑部1的两端电压即第1逆变器的母线电压Vdc1、和输出电压Vu1、Vv1、Vw1，生成用于对第1逆变器3的各开关元件进行控制的PWM信号并输出到第1逆变器3。PWM信号是表示使各开关元件导通或者截止的脉冲状的信号。具体的PWM信号的生成方法可以使用任意的方法，能够使用一般的马达控制中的PWM信号的生成方法。
第2三相二相变换部21根据表示由电流检测部10检测出的第2绕组部7的U相的电流的电流信息、表示由电流检测部11检测出的第2绕组部7的W相的电流的电流信息、以及由速度推测部17推测出的马达5的相位，计算与第2逆变器4对应的d轴电流Id2以及q轴电流Iq2。
第2电流控制部18根据由转矩电流指令分配部23分配的转矩电流指令Iq2*、d轴的转矩电流指令Id2*、d轴电流Id2以及q轴电流Iq2，生成与第2逆变器4的d轴、q轴对应的输出电压Vd2、Vq2并输出。第2电压指令生成部19根据Vd2以及Vq2和θ，生成与U相、V相、W相分别对应的第2逆变器4的输出电压Vu2、Vv2、Vw2。第2PWM生成部20根据第2平滑部2的两端电压即第2逆变器4的母线电压Vdc2、和输出电压Vu2、Vv2、Vw2，生成用于对第2逆变器4的各开关元件进行控制的PWM信号并输出到第2逆变器4。
接下来，说明本实施方式的动作。图3以及图4是分别示出实施方式1中的转速-转矩特性的一个例子的图。在图3以及图4中，横轴表示转速即旋转速度，纵轴表示转矩。在图3以及图4中，在上侧示出第1逆变器3的转矩，在下侧示出第2逆变器4的转矩。
在本实施方式中，转矩电流指令分配部23在如图3的(a)的区间所示马达5的转速即与速度指令ω*对应的转速是预先设定的第1转速以下的情况即低旋转的情况下，对第1逆变器3分配τ2的转矩，并对第2逆变器4分配τ3的转矩。在图3中，将(a)的区间记载为(a)低旋转的情况。但是，在将与转矩电流指令Iq*对应的转矩设为τ时，τ2以及τ3满足τ＝τ2+τ3、τ3>τ2。在马达5的转速是第1转速以下的情况下，使第2逆变器4的转矩大于第1逆变器3的转矩，这是因为由于第2绕组部7的绕组的匝数大于第1绕组部6，所以假设在第1绕组部6和第2绕组部7中发生同一转矩时，第2绕组部7能够以比第1绕组部6小的电流发生上述同一转矩，能够减小马达损耗、逆变器损耗。
转矩电流指令分配部23在如图3的(c)的区间所示与速度指令ω*对应的转速是预先确定的第2转速以上的情况下，对第1逆变器3分配τ1的转矩，并对第2逆变器4分配τ4的转矩。在图3中，将(c)的区间记载为(c)高旋转的情况。但是，第2转速是第1转速以上，τ1以及τ4满足τ＝τ1+τ4、τ1>τ4。这样，使第2逆变器4的转矩小于第1逆变器3的转矩，这是因为由于第2绕组部7的绕组的匝数大于第1绕组部6，所以在高速旋转域中在第2绕组部7中发生的感应电压大于第1绕组部6，需要流过弱励磁电流，所以马达损耗、逆变器损耗变大。但是，即使在高速旋转域中，在第2绕组部7中的马达损耗与第1绕组部6中的马达损耗相比没有变化的情况下，也可以设为如τ1＝τ2＝τ3＝τ4那样而使第1逆变器3和第2逆变器4的转矩相等。
另外，在如图3的(b)的区间所示与速度指令ω*对应的转速大于第1转速并且是第2转速以下的情况下，也可以在第1转速与第2转速之间附加磁滞，在第1转速或者第2转速下阶梯状地变化。即，在旋转速度上升的情况下，在图3的(b)的区间中成为与图3的(a)的区间同样的分配，在旋转速度下降的情况下，在图3的(b)的区间中与图3的(c)的区间同样地分配。在图3中，将(b)的区间记载为(b)转移的情况。
另外，也可以在第1转速与第2转速之间，如图4所示使第1逆变器3、第2逆变器4的转矩逐渐变化。在图4中，在第1转速与第2转速之间，用直线对向各逆变器分配的转矩进行线性补充。在如图4那样切换时，相比于如图3的例子所示阶梯地变化的情况，转矩变动更小，所以能够减小马达的振动以及声音。
转矩电流指令分配部23为了与上述转矩的分配结果对应，将q轴的转矩电流指令Iq*分配为向第1逆变器3的q轴的转矩电流指令Iq1*及向第2逆变器4的q轴的转矩电流指令Iq2*。此外，在上述说明中，在向转矩变换一次之后进行分配并恢复到转矩电流指令，但也可以按照上述转矩的比值，将Iq*直接分配给Iq1*以及Iq2*。
如以上那样，控制部12在马达5的转速小于预先确定的第1转速的情况下，以使与第2逆变器4对应的转矩大于与第1逆变器3对应的转矩的方式，生成与第1逆变器3及第2逆变器4对应的转矩电流指令。另外，控制部12在马达5的转速是第1转速以上的第2转速以上的情况下，以使与第1逆变器3对应的转矩大于与第2逆变器4对应的转矩的方式，生成与第1逆变器3及第2逆变器4对应的转矩电流指令。
接下来，第1电流控制部13根据运算出的第1逆变器3的d轴电流Id1、q轴电流Iq1和向第1逆变器3的转矩电流指令Iq1*、以及d轴电流指令Id1*，求出与第1逆变器3对应的d轴电压Vd1以及q轴电压Vq1。第1电压指令生成部14根据从第1电流控制部13输出的d轴电压Vd1及q轴电压Vq1以及由速度推测部17计算出的相位，计算与第1逆变器3的各相对应的输出电压。第1PWM生成部15根据由第1电压指令生成部14计算出的输出电压、和Vdc1，生成向第1逆变器3的各开关元件输出的PWM信号并输出，从而控制第1逆变器3。
另外同样地，第2电流控制部18根据运算出的第2逆变器4的d轴电流Id2、q轴电流Iq2和向第2逆变器4的转矩电流指令Iq2*、以及d轴电流指令Id2*，求出与第2逆变器4对应的d轴电压Vd2以及q轴电压Vq2。第2电压指令生成部19根据从第2电流控制部18输出的d轴电压Vd2及q轴电压Vq2以及由速度推测部17计算出的相位，计算与第2逆变器4的各相对应的输出电压。第2PWM生成部20根据从第2电压指令生成部19计算出的电压、和Vdc2，生成向第2逆变器4的各开关元件输出的PWM信号并输出，从而控制第2逆变器4。
在此第1PWM生成部15及第2PWM生成部20的载波频率被设定为第2PWM生成部20高于第1PWM生成部15。其原因为，由于由SiC半导体构成第2逆变器4，所以开关损耗小于第1逆变器3。但是，关于载波频率，考虑第1逆变器3及第2逆变器4的开关损耗、由于载波频率而产生的噪音来设定即可，不限于此。通过使第2PWM生成部20的载波频率高于第1PWM生成部15的载波频率，从而第2逆变器4的开关频率高于第1逆变器3的开关频率。
另外，第1PWM生成部15及第2PWM生成部20的载波既可以同步，也可以偏移载波频率的半周期或者载波频率的三分之一周期。即，在生成用于对第1逆变器3进行驱动的信号时使用的载波与在生成用于对第2逆变器4进行驱动的信号时使用的载波既可以同步，也可以偏移载波周期的半周期，或者还可以偏移载波频率的三分之一周期。例如，在使第1PWM生成部15和第2PWM生成部20的载波偏移载波频率的半周期时，第1逆变器3和第2逆变器4的载波频率分量的电流波纹分量被相抵，在马达中发生的高次谐波铁损降低。
此外，在上述例子中，第2绕组部7的绝缘等级高于第1绕组部6，但也可以根据第2绕组部7的绕组的匝数，选定与第1绕组部6相同的等级的绕组部。另外，在上述例子中，使第2平滑部2的耐压高于第1平滑部1的耐压，但考虑来自马达5的再生电压等，如果在电压中没有差，则也可以使第1平滑部1的耐压和第2平滑部2的耐压相同。
另外，在上述例子中，使第2逆变器4相比于第1逆变器3，耐压更高且电流容量更小，但在想要进一步减小第2逆变器4中的损耗的情况下，既可以使第2逆变器4的电流容量与第1逆变器3的电流容量相等，也可以使第2逆变器4的电流容量大于第1逆变器3的电流容量。
另外，在上述例子中，第1逆变器3由Si半导体构成，第2逆变器4由宽带隙半导体构成，但也可以相反地由宽带隙半导体构成第1逆变器3，并由Si半导体构成第2逆变器4，还可以由宽带隙半导体构成第1逆变器3及第2逆变器4。考虑第1绕组部6、第2绕组部7的绕组的匝数、马达驱动装置整体的损耗和成本的平衡，来选定各开关元件即可。
但是，在图2所示的例子中，根据第1绕组部6的马达电流进行马达5的速度推测，但还可以根据第2绕组部7的马达电流进行速度推测。图5是示出根据第2绕组部7的马达电流进行速度推测时的实施方式1的控制部12的结构例的图。在图5所示的结构例中，对图2所示的结构例追加有第2速度推测部24及第2转矩电流指令生成部25。在图5中，对具有与图2所示的结构例同样的功能的构成要素附加与图2相同的符号。以下，关于图5的结构例，说明与图2的结构例不同的部分，省略与图2同样的部分的说明。
第2速度推测部24根据Id2以及Iq2进行马达5的速度推测，将作为速度推测值的ω2输出到第2转矩电流指令生成部25，将马达5的相位θ2输出到第2电压指令生成部19及第2三相二相变换部21。第2转矩电流指令生成部25根据速度指令ω*和速度推测部24推测出的速度推测值ω2的偏差来生成转矩电流指令Iq2*，并输出到转矩电流指令分配部23。第1转矩电流指令生成部22与图2的结构例同样地输出转矩电流指令，但在图5所示的结构例中，将该转矩电流指令设为Iq1*。
此外，在图5的结构例中，速度推测部17与图2的结构例同样地设为速度推测值ω以及相位推测值θ，将它们表示为速度推测值ω1以及相位推测值θ1。另外，在图5的结构例中，第2电压指令生成部19根据Vd2以及Vq2和θ2，生成与U相、V相、W相分别对应的第2逆变器4的输出电压Vu2、Vv2、Vw2。
转矩电流指令分配部23在将与Iq1*对应的转矩设为τ′1、并将与Iq2*对应的转矩设为τ′2时，作为τ＝τ′1+τ′2，与上述图2的结构例同样地对第1逆变器3及第2逆变器4分配转矩。并且，将与分配给第1逆变器3及第2逆变器4的转矩对应的转矩电流指令作为Iq1**以及Iq2**，分别输出到第1电流控制部13及第2电流控制部18。在这样控制时，相比于图2所示的结构例，能够提高第1逆变器3的电流和第2逆变器4的电流的控制的精度，所以相比于图2所示的结构例，即使在第1逆变器3中发生的转矩和在第2逆变器4中发生的转矩中产生失衡的情况下也能够高精度地控制马达5。
另外，也可以构成为从图1以及图2所示的结构例中去除对第2绕组部7的马达电流进行测量的电流检测部10以及电流检测部11和第2三相二相变换部21。图6是示出去除对第2绕组部7的马达电流进行测量的电流检测部10以及电流检测部11和第2三相二相变换部21时的实施方式1的控制部12的结构例的图。在图6中，对具有与图2所示的结构例同样的功能的构成要素附加与图2相同的符号。以下，关于图6的结构例，说明与图2的结构例不同的部分，省略与图2同样的部分的说明。
第2电流控制部18根据由转矩电流指令分配部23分配的转矩电流指令Iq2*以及d轴的转矩电流指令Id2*，生成与第2逆变器4的d轴、q轴对应的输出电压Vd2、Vq2并输出。在图6所示的结构例的情况下，不设置电流检测部10以及电流检测部11也可以，相应地相比于图2所示的结构例能够削减成本。另外，在图6所示的结构例中，能够省略第2电流控制部18的运算，所以相比于图2所示的结构例，能够减轻控制部12的运算负荷。
但是，控制部12中的具体的各控制块不限于图2、图5以及图6所示的例子，只要是能够恰当地实施如上所述的针对第1逆变器3、第2逆变器4的转矩的分配的结构即可。
另外，在图1以及图2中，示出针对每1个绕组部关于2个相测量马达电流的例子，但也可以测量全部相的马达电流。
另外，在图1以及图2所示的例子中，将马达5中的绕组部的数量设为2个，但也可以将马达5中的绕组部的数量设为3个以上。在该情况下，将3个以上的绕组部分别设为第1绕组部或者第2绕组部中的某个。此外，第2绕组部的匝数如上所述大于第1绕组部。但是，在3个以上的绕组部中，设为分别包括至少1个第1绕组部及第2绕组部。另外，在第1绕组部是多个的情况下，第1逆变器也是多个，针对每个第1绕组部设置第1逆变器。另外，在第2绕组部是多个的情况下，第2逆变器也是多个，针对每个第2绕组部设置第2逆变器。
在此，说明本实施方式的控制部12的硬件结构。控制部12通过处理电路来实现。该处理电路既可以是作为专用的硬件的处理电路，也可以是具备处理器的控制电路。在是专用的硬件的情况下，处理电路例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)、或者将它们组合而成的结构。
在实现控制部12的处理电路通过具备处理器的控制电路而被实现的情况下，该控制电路例如是图7所示的结构的控制电路200。图7是示出本实施方式的控制电路200的结构例的图。控制电路200具备处理器201和存储器202。处理器是CPU(Central ProcessingUnit(中央处理单元)，还称为中央处理装置、处理装置、运算装置、微型处理器、微型计算机、处理器、DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器))等。关于存储器，例如相应的是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、闪存存储器、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，电可擦除可编程只读存储器)等非易失性或者易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘、DVD(Digital Versatile Disc，数字多功能盘)等。
在实现控制部12的处理电路是具备处理器的控制电路200的情况下，通过处理器201读出并执行存储于存储器202的记述有控制部12的处理的程序来实现。另外，存储器202还被用作处理器201实施的各处理中的临时存储器。
如以上那样，在本实施方式中，使第2绕组部7的匝数大于第1绕组部6的匝数，所以能够以小的电流发生转矩，如果电流小则能够降低损耗，所以能够在低旋转域中降低第2绕组部7的马达损耗和第2逆变器4的逆变器损耗。
实施方式2.
为了降低马达的损耗，增大马达5的第2绕组部7的匝数而设为高卷绕(highwinding)，从而能够以小的电流发生转矩，所以具有在马达5的转速小的情况即低旋转域中使逆变器以及马达的损耗降低的效果。另一方面，在马达5的转速大的情况即高旋转域中，马达5的感应电压变大，所以需要使弱励磁电流等不对转矩作出贡献的电流流过马达5，逆变器以及马达的损耗变大。在实施方式2中，说明通过实施直流电压的控制而能够扩大使弱励磁电流等不对转矩作出贡献的电流不流过马达5也可以的转速的范围的马达***。
图8是示出实施方式2所涉及的马达***的结构例的图。实施方式2所涉及的马达***101a具备与实施方式1同样的马达5以及驱动马达5的马达驱动装置100a。在马达驱动装置100a中，对实施方式1的马达驱动装置100追加整流器27、电抗器28以及升压部29，代替控制部12而具备控制部12a。
整流器27将从交流电源26供给的交流电力变换为直流电力。电抗器28连接在整流器27与第1平滑部1之间。升压部29连接在整流器27与第2平滑部2之间。即，升压部29配置在整流器27与第2逆变器4之间，与第2逆变器4以及整流器27连接。升压部29具备第2电抗器30、开关部31以及反向阻断二极管32。第2电抗器和反向阻断二极管32被串联地连接。开关部31配置于第2电抗器30与反向阻断二极管32之间的连接点、和与第2平滑部2的负侧即负的电极连接的连接点之间。对具有与实施方式1同样的功能的构成要素，附加与实施方式1相同的符号，省略重复的说明。以下，说明与实施方式1不同的点。此外，在图8中示出作为交流电源26使用单相交流电源的例子，但交流电源26也可以是三相交流电源。
图9是示出实施方式2的控制部12a的结构例的图。如图9所示，控制部12a除了对实施方式1的控制部12追加升压控制部33以外，与实施方式1的控制部12相同。此外，在图9中，示出对图1所示的控制部12追加升压控制部33的例子，但也可以对图5或者图6所示的结构例的控制部12追加升压控制部33。
接下来，说明本实施方式的动作。图10以及图11是分别示出实施方式2中的针对转速的第1及第2平滑部的两端电压的一个例子的图。在图10以及图11中，横轴表示转速即旋转速度，纵轴表示第1及第2平滑部的两端电压。在图10以及图11中，在上侧示出第1平滑部1的两端电压，在下侧示出第2平滑部2的两端电压。
控制部12a的升压控制部33在如图10的(a)的区间所示与速度指令ω*对应的转速小于作为预先确定的转速的第3转速的情况即低旋转的情况下，使升压部29停止，即，使开关部31断开。
控制部12a的升压控制部33在如图10的(c)的区间所示与速度指令ω*对应的转速是预先确定的第4转速以上的情况即高旋转的情况下，使升压部29动作，即，使开关部31成为接通的状态即闭合的状态。
如图10的(c)的区间所示，控制部12a在高旋转的情况下使升压部29动作，从而将第2平滑部2的两端电压控制为比第1平滑部1高的电压。如上所述，第2绕组部7由于匝数大于第1绕组部6，所以在高旋转域中，通过在第2绕组部7中流过弱励磁电流等而在第2逆变器4和第2绕组部7中发生损耗，但通过将第2平滑部2的两端电压设为高于第1平滑部1的电压，不用使弱励磁电流流过而能够对第2逆变器4进行控制的转速的范围扩大，所以相比于实施方式1能够降低马达的损耗和逆变器的损耗。另外，相比于实施方式1，能够将第2绕组部7控制至更高的转速，所以相比于实施方式1能够提高马达5的最大转速下的输出转矩。
控制部12a的升压控制部33在如图10的(b)的区间所示与速度指令ω*对应的转速是第3转速以上且小于第4转速的情况下，使升压部29动作，使第2平滑部2的两端电压逐渐变化，具体而言以成为用直线来线性补充的变化的方式变化。
此外，在与速度指令ω*对应的转速是第3转速以上且小于第4转速的情况下升压控制部33使第2平滑部2的两端电压变化的方法不限于图10所示的例子，例如也可以如图11所示附加磁滞而在预先设定的第3转速及第4转速下阶梯状地变化。即，在速度上升的情况下，在图11的(b)的区间中使升压部29停止，在速度下降的情况下，在图11的(b)的区间中使升压部29动作。
控制部12a既可以与实施方式1同样地根据与速度指令ω*对应的转速对第1逆变器3及第2逆变器4分配转矩，也可以通过其它方法对第1逆变器3及第2逆变器4分配转矩。
在与实施方式1同样地根据与速度指令ω*对应的转速对第1逆变器3及第2逆变器4分配转矩的情况下，在第1平滑部1和第2平滑部2中在两端电压没有差的情况下将需要流过弱励磁电流等的转速的最小值设为n min时，例如在实施方式1中根据n min来确定第1转速及第2转速。在本实施方式中，通过使第4转速成为n min以下，在n min下无需流过弱励磁电流等，无需根据n min来确定第1转速及第2转速，所以能够将第1转速及第2转速设定为比实施方式1高的转速。
另外，在使第1逆变器3及第2逆变器4从动作中停止的情况下，首先降低第2逆变器4的转速，使升压部29停止，使第2逆变器4先停止之后使第1逆变器3停止。其原因为，如果第2绕组部7的匝数大，则在第2逆变器4停止时产生再生电压，所以要对其进行抑制。
如以上那样，在实施方式2中，与实施方式1同样地使第2绕组部7的匝数大于第1绕组部6的匝数，并且在高旋转的情况下将第2平滑部2的两端电压控制为高于第1平滑部1的电压，所以可得到与实施方式1同样的效果，并且相比于实施方式1能够降低马达和逆变器的损耗。
实施方式3.
图12是示出本发明的实施方式3的空气调节机的结构例的图。本实施方式的空气调节机具备在实施方式1中叙述的马达***101或者在实施方式2中叙述的马达***101a。在图12中，示出具备实施方式1的马达***101的例子，但也可以代替实施方式1的马达***101而具备马达***101a。本实施方式的空气调节机具有内置有实施方式1的马达5即马达***101中的马达5的压缩机81、四通阀82、室外热交换器83、膨胀阀84、室内热交换器85经由制冷剂配管86而被安装而成的制冷循环即制冷循环装置，构成分离型空气调节机。通过马达驱动装置100控制马达5。
在压缩机81内部设置有对制冷剂进行压缩的压缩机构87和使其动作的马达5，制冷剂从压缩机81在室外热交换器83与室内热交换器85之间循环从而构成进行制冷制热等的制冷循环。此外，图12所示的结构不仅能够应用于空气调节机，而且还能够应用于冰箱、冰柜等具备制冷循环的设备。
以上的实施方式所示的结构只是本发明的内容的一个例子，既能够与其它公知的技术组合，也能够在不脱离本发明的要旨的范围中省略、变更结构的一部分。

Claims (18)

1.一种马达***，具备：
第1逆变器；
第2逆变器；
马达，具备与所述第1逆变器连接的第1绕组部以及与所述第2逆变器连接的第2绕组部；
整流器，将交流电力变换为直流电力；以及
升压部，配置于所述整流器与所述第2逆变器之间，与所述第2逆变器及所述整流器连接，
所述第1绕组部具有第1数量的匝数，
所述第2绕组部具有第2数量的匝数，
所述第2数量大于所述第1数量。
2.根据权利要求1所述的马达***，其中，
所述第2逆变器的耐压高于所述第1逆变器的耐压。
3.根据权利要求1所述的马达***，其中，
所述第2逆变器的电流容量小于所述第1逆变器的电流容量。
4.根据权利要求2所述的马达***，其中，
所述第2逆变器的电流容量小于所述第1逆变器的电流容量。
5.根据权利要求1所述的马达***，其中，
所述马达***具备：
第1平滑部，与所述第1逆变器连接，对所述第1逆变器供给直流电力；以及
第2平滑部，与所述第2逆变器连接，对所述第2逆变器供给直流电力，
所述第2平滑部的耐压高于所述第1平滑部的耐压。
6.根据权利要求2所述的马达***，其中，
所述马达***具备：
第1平滑部，与所述第1逆变器连接，对所述第1逆变器供给直流电力；以及
第2平滑部，与所述第2逆变器连接，对所述第2逆变器供给直流电力，
所述第2平滑部的耐压高于所述第1平滑部的耐压。
7.根据权利要求3所述的马达***，其中，
所述马达***具备：
第1平滑部，与所述第1逆变器连接，对所述第1逆变器供给直流电力；以及
第2平滑部，与所述第2逆变器连接，对所述第2逆变器供给直流电力，
所述第2平滑部的耐压高于所述第1平滑部的耐压。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达***，其中，
所述第2绕组部的耐压高于所述第1绕组部的耐压。
9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达***，其中，
所述第2绕组部的绝缘等级高于所述第1绕组部。
10.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达***，其中，
所述升压部在所述马达的转速小于预先确定的转速的情况下不动作，在所述马达的转速是所述预先确定的转速以上的情况下动作。
11.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达***，其中，
所述马达***具备控制部，该控制部在所述马达的转速小于预先确定的第1转速的情况下，以使与所述第2逆变器对应的转矩大于与所述第1逆变器对应的转矩的方式生成与所述第1逆变器以及所述第2逆变器对应的转矩电流指令。
12.根据权利要求11所述的马达***，其中，
所述控制部在所述马达的转速是所述第1转速以上的第2转速以上的情况下，以使与所述第1逆变器对应的转矩大于与所述第2逆变器对应的转矩的方式生成与所述第1逆变器以及所述第2逆变器对应的转矩电流指令。
13.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达***，其中，
在生成用于驱动所述第1逆变器的信号时使用的载波与在生成用于驱动所述第2逆变器的信号时使用的载波偏移载波周期的半周期。
14.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达***，其中，
构成所述第1逆变器的开关元件由硅半导体形成，构成所述第2逆变器的开关元件由宽带隙半导体形成。
15.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达***，其中，
所述第2逆变器的开关频率高于所述第1逆变器的开关频率。
16.一种马达驱动装置，被用于马达的驱动，所述马达具备第1绕组部及第2绕组部，所述第2绕组部的匝数比所述第1绕组部的匝数多，所述马达驱动装置具备：
第1逆变器，与所述第1绕组部连接；
第2逆变器，与所述第2绕组部连接；
整流器，将交流电力变换为直流电力；以及
升压部，配置于所述整流器与所述第2逆变器之间，与所述第2逆变器及所述整流器连接。
17.一种制冷循环装置，其中，
所述制冷循环装置具备权利要求1至15中的任意一项所述的马达***，
所述制冷循环装置具备内置有所述马达***中的马达的压缩机。
18.一种空气调节机，具备权利要求17所述的制冷循环装置。
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