CN110915130A - 马达驱动***以及空调机 - Google Patents

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Abstract

本发明以获得能够检测误接线状态的马达驱动***为目的，马达驱动***(100)对具备多个定子绕组(41、42、43)的马达(4)进行驱动，其中具备：逆变器装置(1)，其将从直流电压源(5)供给的直流电压转换为交流电压，并将交流电压施加于马达(4)；接线切换装置(2)，其配置在逆变器装置(1)与马达(4)之间，能够切换定子绕组(41、42、43)的接线状态；以及控制装置(3)，其基于在定子绕组(41、42、43)的各自流动的电流的电流值，进行接线切换装置(2)的接线状态的异常判定。

Description

马达驱动***以及空调机
技术领域
本发明涉及具备能够切换定子绕组的接线状态的接线切换装置的马达驱动***以及具备该马达驱动***的空调机。
背景技术
以往，公知有将由马达驱动***驱动的马达作为无刷DC(Direct Current：直流电)马达并将马达驱动部作为逆变器装置的结构。与具有磨损的换向器的换向器电动机不同，无刷DC马达不具有磨损的换向器，因此能够实现产品的长寿命化。另外，与使电流在定子中流动的感应电动机相比，无刷DC马达能够抑制耗电。因此，无刷DC马达应用于以空调机和洗衣机为代表的各种产品。
另外，公知有具备能够切换无刷DC马达的定子绕组的接线状态的接线切换装置的马达驱动***。若通过接线切换装置使接线状态变化，则马达的感应电压常数发生变化。在马达旋转时，对马达施加“感应电压常数×转速”以上的电压。在能够从逆变器装置输出的电压存在限制的情况下，感应电压常数较低的接线状态能够以更高的转速进行动作。另一方面，在使马达以低转速驱动时，感应电压常数较高的接线状态由于输出电压高，因此电流变小，从而抑制与电流的平方与电压之积成比例的耗电。另外，低转速是指如“能够切换的接线状态中的感应电压常数的最大值×转速”小于能够从逆变器装置输出的最大的电压值的转速那样的阈值以下的转速。
在专利文献1中公开了能够通过接线切换装置切换接线状态的电动机驱动装置。
专利文献1：日本特开2008-228513号公报
然而，根据上述现有技术，无法检测误接线状态。因此存在有可能在误接线状态下驱动马达的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题所做出的，目的在于获得一种能够检测误接线状态的马达驱动***。
为了解决上述的课题并实现目的，本发明的马达驱动***是对具备多个定子绕组的马达进行驱动的马达驱动***。其特征在于，本发明的马达驱动***具备：逆变器装置，其将从直流电压源供给的直流电压转换为交流电压，并将该交流电压施加于马达；接线切换装置，其配置在逆变器装置与马达之间，能够将定子绕组的接线状态切换；以及控制装置，其基于在多个定子绕组的每一个中流动的电流的电流值，进行接线切换装置的接线状态的异常判定。
本发明的马达驱动***发挥能够检测误接线状态的效果。
附图说明
图1是表示实施方式1的马达驱动***的结构的图。
图2是实施方式1的马达驱动***的控制装置的功能框图。
图3是表示能够实现实施方式1的马达驱动***的控制装置的硬件的结构的图。
图4是表示在实施方式1中控制装置的异常判定动作的流程图。
图5是表示在实施方式1中取得电流值Iuv时的逆变器装置的开关元件的接通断开模式和电流值Iuv的时间变化的图。
图6是表示在实施方式1中接线切换装置的接线状态为星形接线时的电流路径的图。
图7是表示在实施方式1中接线切换装置的接线状态为三角形接线时的电流路径的图。
图8是表示在实施方式1中异常接线状态的第一例的图。
图9是表示在实施方式1中异常接线状态的第二例的图。
图10是表示在实施方式1中异常接线状态的第三例的图。
图11是表示在实施方式1中异常接线状态的第四例的图。
图12是表示在实施方式1中异常判定的详细情况的流程图。
图13是表示在实施方式2中异常判定的详细情况的流程图。
图14是表示在实施方式3中示异常判定的详细情况的流程图。
图15是表示在实施方式4中异常判定的详细情况的流程图。
图16是表示在实施方式5中取得电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu时的逆变器装置的开关元件的接通断开模式、和电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu的时间变化的图。
图17是表示在实施方式5中接线切换装置的接线状态为星形接线时的电流路径的图。
图18是表示在实施方式5中接线切换装置的接线状态为三角形接线时的电流路径的图。
图19是表示实施方式7的空调机的结构的功能框图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式的马达驱动***和空调机进行详细地说明。另外，本发明并不限定于以下的实施方式的记载。
实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1的马达驱动***100的结构的图。图1所示的马达驱动***100具备逆变器装置1、接线切换装置2以及控制装置3，驱动作为三相马达的马达4。
图1所示的逆变器装置1是与直流电压源5连接的三相电压型逆变器装置。逆变器装置1具备开关元件11、开关元件12、开关元件13、开关元件14、开关元件15以及开关元件16。开关元件11、开关元件13以及开关元件15与作为正侧的母线的P母线连接，开关元件12、开关元件14以及开关元件16与作为负侧的母线的N母线连接。而且，开关元件11和开关元件12串联连接而构成U相的支线，开关元件13和开关元件14串联连接而构成V相的支线，开关元件15和开关元件16串联连接而构成W相的支线。另外，U相的支线、V相的支线以及W相的支线并联连接。通过开关元件11、开关元件12、开关元件13、开关元件14、开关元件15以及开关元件16的接通断开的控制，逆变器装置1将来自直流电压源5的直流电压转换为交流电压并输出。
另外，在作为U相的支线的开关元件11与开关元件12之间连接有U相的输出线。并且在作为V相的支线的开关元件13与开关元件14之间连接有V相的输出线。并且在作为W相的支线的开关元件15与开关元件16之间连接有W相的输出线。
另外，直流电压源5只要能够输出直流电压即可，也可以是在交流电压源连接有转换器的结构。
图1所示的接线切换装置2配置于逆变器装置1与马达4之间。接线切换装置2具备作为接点切换式机械继电器的继电器21、继电器22以及继电器23。接线切换装置2通过继电器21、继电器22以及继电器23的接点，切换为星形接线或三角形接线。星形接线的感应电压常数高于三角形接线的感应电压常数。
继电器21具备a接点、b接点以及c接点。继电器21的a接点与V相的输出线连接。继电器21的b接点与继电器22的b接点和继电器23的b接点连接。继电器21的c接点与U相的定子绕组41的一端连接。另外，U相的定子绕组41的另一端与U相的输出线连接。
继电器22具备a接点、b接点以及c接点。继电器22的a接点与W相的输出线连接。继电器22的b接点与继电器21的b接点和继电器23的b接点连接。继电器22的c接点与V相的定子绕组42的一端连接。另外，V相的定子绕组42的另一端与V相的输出线连接。
继电器23具备a接点、b接点以及c接点。继电器23的a接点与U相的输出线连接。继电器23的b接点与继电器21的b接点和继电器22的b接点连接。继电器23的c接点与W相的定子绕组43的一端连接。另外，W相的定子绕组43的另一端与W相的输出线连接。
图1所示的控制装置3将由电压检测器6取得的直流电压源5的电压值和由电流检测器7取得的逆变器装置1的N母线的电流值作为输入，将向逆变器装置1的开关元件驱动信号和向接线切换装置2的继电器驱动信号作为输出。
另外，电流检测器7只要是能够取得作为三相马达的马达4的各相的电流的结构，则不限定于特定的结构。另外，对于电流检测器7能够例示交流变流器、直流变流器以及分流电阻方式的电流电路。
图2是控制装置3的功能框图。图2所示的控制装置3具备检测值输入部31、逆变器控制部32、继电器控制部33、异常判定部34、驱动信号输出部35以及异常信号输出部36。
检测值输入部31取得直流电压源5的电压值和逆变器装置1的N母线的电流值。
逆变器控制部32是为了控制逆变器装置1的开关元件11、开关元件12、开关元件13、开关元件14、开关元件15以及开关元件16的接通断开而生成开关元件驱动信号的开关元件驱动信号生成部。
继电器控制部33是为了控制接线切换装置2的继电器21、继电器22以及继电器23的接点的切换而生成继电器驱动信号的继电器驱动信号生成部。
如后述的那样，异常判定部34进行基于接线切换装置2的继电器21、继电器22以及继电器23的开闭的定子绕组41、定子绕组42以及定子绕组43的接线状态的异常判定。
驱动信号输出部35输出由逆变器控制部32生成的向逆变器装置1的开关元件驱动信号，并输出由继电器控制部33生成的向接线切换装置2的继电器驱动信号。
当在异常判定部34中将接线切换装置2的接线状态判定为异常的情况下，异常信号输出部36通过向未图示的信号灯或显示器等视觉手段输出异常信号，从而向用户报告异常。另外，异常的报告不限定于信号灯或显示器等视觉手段，也可以使用其他手段。其他手段的一个例子是声音。
图3是表示能够实现控制装置3的硬件的结构的图。图3所示的控制装置3具备接收电路301、处理器302、存储器303以及发送电路304。
接收电路301实现检测值输入部31，取得直流电压源5的电压值和逆变器装置1的N母线的电流值。输入至接收电路301的电压值和电流值存储于存储器303。
处理器302通过执行存储于存储器303的控制程序和判定程序，从而实现逆变器控制部32、继电器控制部33以及异常判定部34。处理器302基于存储于存储器303的控制程序和判定程序、以及所输入的直流电压源5的电压值和逆变器装置1的N母线的电流值进行运算，生成向逆变器装置1的开关元件驱动信号和向接线切换装置2的继电器驱动信号。
存储器303存储控制程序和判定程序之类的所需要的程序。另外，存储器303提供输入至接收电路301的电压值和电流值、以及处理器302的运算所需要的运算值之类的控制装置3的动作所需要的存储区域。
发送电路304基于处理器302的运算，实现驱动信号输出部35和异常信号输出部36。发送电路304输出向逆变器装置1的开关元件驱动信号、向接线切换装置2的继电器驱动信号以及接线切换装置2的异常信号。
另外，在图3中示出仅具有一个各部的结构，但本发明并不限定于此，也可以具有多个各部。
图4是表示控制装置3的异常判定动作的流程图。另外，图4所示的异常判定动作在马达4的停止过程中进行。
首先，若开始处理，则继电器控制部33进行接线选择(S1)。具体而言，将接线切换装置2设为星形接线或者三角形接线。在此，将接线切换装置2设为星形接线或者设为三角形接线，是基于马达4下次启动时的接线状态选择的。另外，只要马达4下次启动时的接线状态与马达4上次启动时的接线状态是相同的，则不需要接线切换装置2的接线的切换。
接下来，检测值输入部31取得电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu(S2)。在此，对电流值Iuv的取得进行详细地说明，但电流值Ivw和电流值Iwu也能够以同样的方式取得。
另外，电流值Iuv是通过PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)输出从U相流向V相的电流的值。电流值Ivw是通过PWM输出从V相流向W相的电流的值。电流值Iwu是通过PWM输出从W相流向U相的电流的值。
图5是表示取得电流值Iuv时的逆变器装置1的开关元件的接通断开模式和电流值Iuv的时间变化的图。在此，逆变器装置1的开关元件是开关元件11、开关元件12、开关元件13、开关元件14、开关元件15以及开关元件16。另外在图5中，开关元件11记为SW11，开关元件12记为SW12，开关元件13记为SW13，开关元件14记为SW14，开关元件15记为SW15，开关元件16记为SW16。
首先，控制装置3将开关元件12、开关元件13、开关元件15以及开关元件16固定为断开，将开关元件14固定为接通，并将开关元件11仅在第一时间t1设为接通。于是，在U相与V相之间施加直流电压源5的电压。将第一时间t1中的动作记载为第一动作。
接下来，在固定了开关元件12、开关元件13、开关元件14、开关元件15以及开关元件16的接通断开的状态下，控制装置3将开关元件11仅在第二时间t2设为断开。于是，解除直流电压源5的电压的施加。将第二时间t2中的动作记载为第二动作。通过仅在第三时间交替反复进行第一动作和第二动作，从而生成PWM控制的驱动信号。此时，检测值输入部31取得由PWM控制中的驱动信号驱动的期间的电流值Iuv。
在此，如图5所示，电流值Iuv在逐渐地增加后饱和为一定值，因此第三时间需要长于电流值Iuv的饱和所需要的时间。另外，如后述那样，电流值Iuv的饱和值由直流电压源5的电压值、和第一时间t1及第二时间t2决定。因此，需要设定第一时间t1和第二时间t2，以使饱和值为能够由电流检测器7检测的范围。
接下来，检测值输入部31取得电流值Ivw。在取得电流值Ivw时，控制装置3将开关元件11、开关元件12、开关元件14以及开关元件15固定为断开，将开关元件16固定为接通，并将开关元件13仅在第一时间t1设为接通来进行第一动作，在固定了开关元件11、开关元件12、开关元件14、开关元件15以及开关元件16的接通断开的状态下，将开关元件13仅在第二时间t2设为断开来进行第二动作。通过仅在第三时间交替反复进行第一动作和第二动作从而生成PWM控制的驱动信号。此时，检测值输入部31取得由PWM控制中的驱动信号驱动的期间的电流值Ivw。
接下来，检测值输入部31取得电流值Iwu。在取得电流值Iwu时，控制装置3将开关元件11、开关元件13、开关元件14以及开关元件16固定为断开，将开关元件12固定为接通，并将开关元件15仅在第一时间t1设为接通来进行第一动作，在固定了开关元件11、开关元件12、开关元件13、开关元件14以及开关元件16的接通断开的状态下，将开关元件15仅在第二时间t2设为断开来进行第二动作。通过仅在第三时间交替反复进行第一动作和第二动作从而生成PWM控制的驱动信号。此时，检测值输入部31取得由PWM控制中的驱动信号驱动的期间的电流值Iwu。
如上述那样，控制装置3取得电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu。
在此，对与接线切换装置2的接线状态对应的电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu进行说明。首先，计算逆变器装置1的输出电压。如上述那样，在取得电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu时，在逆变器装置1的两相之间反复进行仅在(t1+t2)时间中的t1时间施加直流电压源5的电压的动作。因此，若使用直流电压源5的电压值Vdc，则逆变器装置1的输出电压Vout为Vout＝Vdc×t1/(t1+t2)。
图6是表示接线切换装置2的接线状态为星形接线时的电流路径的图。在图6中示出直流电压源5和定子绕组41、42、43，并省略了其他结构。另外在图6中，与各相的输出线连接的输出线侧端子用黑圆点表示，与继电器的c端子连接的继电器侧端子用白圆点表示。在图6中示出将定子绕组41的继电器侧端子、定子绕组42的继电器侧端子以及定子绕组43的继电器侧端子连接后的状态。图6通过在接线切换装置2中将继电器21的c端子与b端子连接、并将继电器22的c端子与b端子连接来实现。
在图6中，若将作为定子绕组41、定子绕组42以及定子绕组43的各阻抗值的各电阻值设为R，则由于将定子绕组41与定子绕组42串联连接，因此组合电阻为2R。因此，流动的电流的电流值IY为IY＝Vdc×{t1/(t1+t2)}×(1/2R)。
图7是表示接线切换装置2的接线状态为三角形接线时的电流路径的图。在图7中示出直流电压源5和定子绕组41、42、43，并省略了其他结构。另外在图7中，与各相的输出线连接的输出线侧端子用黑圆点表示，与继电器的c端子连接的继电器侧端子用白圆点表示。在图7中示出将定子绕组41的继电器侧端子与定子绕组42的输出线侧端子连接、将定子绕组42的继电器侧端子与定子绕组43的输出线侧端子连接、并将定子绕组43的继电器侧端子与定子绕组41的输出线侧端子连接的状态。图7通过在接线切换装置2中将继电器21的c端子与a端子连接、将继电器22的c端子与a端子连接、并将继电器23的c端子与a端子连接来实现。
在图7中与图6同样，若将作为定子绕组41、定子绕组42以及定子绕组43的各阻抗值的各电阻值设为R，则由于将定子绕组42与定子绕组43串联连接，并相对于串联连接的定子绕组42与定子绕组43将定子绕组41并联连接，因此组合电阻为2R/3。因此，流动的电流的电流值IΔ为IΔ＝Vdc×{t1/(t1+t2)}×(3/2R)。
接下来，参照图8～图11对误接线状态即接线状态为异常的例子进行说明。在图6或图7中示出接线切换装置2的接线状态为正常的星形接线或三角形接线的状态，但在接线切换装置2的异常接线时，组合电阻与图6或图7为不同的值，电流值也为与图6或图7不同的值。
另外，图8～图11示出马达4的定子绕组41、定子绕组42以及定子绕组43的接线状态。另外在图8～图11中，输出线侧端子用黑圆点表示，继电器侧端子用白圆点表示。
图8是表示异常接线状态的第一例的图。在图8中示出直流电压源5和定子绕组41、42、43，并省略了其他结构。在图8中是定子绕组41的继电器侧端子为非连接并且是将定子绕组42的继电器侧端子与定子绕组43的继电器侧端子连接的状态。图8的状态通过在接线切换装置2中使继电器21的c端子为非连接并将继电器22的c端子与b端子连接、将继电器23的c端子与b端子连接来实现。在该结构中，U相与V相之间的阻抗、和W相与U相之间的阻抗为无限大，V相与W相之间的阻抗为各定子绕组的阻抗Z的2倍。
图9是表示异常接线状态的第二例的图。在图9中示出直流电压源5和定子绕组41、42、43，并省略了其他结构。在图9中是定子绕组41的继电器侧端子为非连接并且将定子绕组42的继电器侧端子与定子绕组43的输出侧端子连接、将定子绕组43的继电器侧端子与定子绕组41的输出侧端子连接的状态。图9的状态通过在接线切换装置2中使继电器21的c端子为非连接、将继电器22的c端子与a端子连接、并将继电器23的c端子与a端子连接来实现。在该结构中，U相与V相之间的阻抗为各定子绕组的阻抗Z的2倍，V相与W相之间的阻抗与各定子绕组的阻抗Z相等，W相与U相之间的阻抗也与各定子绕组的阻抗Z相等。
图10是表示异常接线状态的第三例的图。在图10中示出直流电压源5和定子绕组41、42、43，并省略了其他结构。在图10中是将定子绕组41的继电器侧端子与定子绕组42的输出线侧端子连接、并将定子绕组42的继电器侧端子与定子绕组43的继电器侧端子连接的状态。图10的状态通过在接线切换装置2中将继电器21的c端子与a端子连接、将继电器22的c端子与b端子连接、并将继电器23的c端子与b端子连接来实现。在该结构中，U相与V相之间的阻抗与各定子绕组的阻抗Z相等，V相与W相之间的阻抗为各定子绕组的阻抗Z的2倍，W相与U相之间的阻抗也为各定子绕组的阻抗Z的3倍。
图11是表示异常接线状态的第四例的图。在图11中示出直流电压源5和定子绕组41、42、43，并省略了其他结构。在图11中，定子绕组41的继电器侧端子为非连接，将定子绕组42的继电器侧端子与定子绕组43的输出线侧端子连接，并且定子绕组43的继电器侧端子为非连接。图11的状态通过在接线切换装置2中使继电器21的c端子为非连接、将继电器22的c端子与a端子连接、并且使继电器23的c端子为非连接来实现。在该结构中，U相与V相之间的阻抗、和W相与U相之间的阻抗为无限大，V相与W相之间的阻抗与各定子绕组的阻抗Z相等。
可知在图8～图11所示的接线状态下，阻抗与图6和图7不同，因此电流值Iu、电流值Iv以及电流值Iw为与图6和图7不同的值。另外，图8～图11所示的接线状态是异常接线状态的例示，本发明中的异常接线状态并不限定于图8～图11所示的接线状态。
在此，返回图4的流程图进行说明。接下来，异常判定部34使用电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu进行接线状态的异常判定(S3)。
图12是表示图4的S3中的异常判定的详细情况的流程图。在此，将图6所示的正常的星形接线时的电流值的下限设为Iy(min)，将上限设为Iy(Max)。另外，将图7所示的正常的三角形接线时的电流值的下限设为IΔ(min)，将上限设为IΔ(Max)。
首先，若开始处理，则异常判定部34判定基于继电器控制部33的接线切换装置2的接线状态是星形接线还是三角形接线(S11)。在接线切换装置2的接线状态为星形接线的情况下(S11：星形接线)，异常判定部34判定是否为Iy(min)≦Iuv≦Iy(Max)(S12)。在为Iy(min)≦Iuv≦Iy(Max)的情况下(S12：是)，异常判定部34判定是否为Iy(min)≦Ivw≦Iy(Max)(S13)。在为Iy(min)≦Ivw≦Iy(Max)的情况下(S13：是)，异常判定部34判定是否为Iy(min)≦Iwu≦Iy(Max)(S14)。在为Iy(min)≦Iwu≦Iy(Max)的情况下(S14：是)，异常判定部34作为接线正常(S15)而结束处理。
在接线切换装置2的接线状态为三角形接线的情况下(S11：三角形接线)，异常判定部34判定是否为IΔ(min)≦Iuv≦IΔ(Max)(S16)。在为IΔ(min)≦Iuv≦IΔ(Max)的情况下(S16：是)，异常判定部34判定是否为IΔ(min)≦Ivw≦IΔ(Max)(S17)。在为IΔ(min)≦Ivw≦IΔ(Max)的情况下(S17：是)，异常判定部34判定是否为IΔ(min)≦Iwu≦IΔ(Max)(S18)。在为IΔ(min)≦Iwu≦IΔ(Max)的情况下(S18：是)，异常判定部34作为接线正常(S15)而结束处理。
另外，在上述S12、S13、S14、S16、S17、S18中的任一判定中为否的情况下，异常判定部34通过作为接线异常(S19)而结束处理，从而结束图4的S3中的接线状态的异常判定。
另外，在此对于判定为接线状态为正常时的电流值，设定最大值和最小值的双方来设定范围，但这考虑了余量。该余量是为了马达4的绕组电阻或直流电压因动作时的温度或制造偏差进行变化而设定的。
另外，在图12中按照下述顺序进行了电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu的判定，但也可以更换该判定顺序。
另外，对于电流的路径，只要能够取得三种逆变器装置1的端子之间电流即可，不限定于上述的电流路径。
另外，PWM输出的模式只要能够控制输出电压，则不限定于上述的模式。
另外，作为用于上述异常判定的判定值的Iy(min)、Iy(Max)、IΔ(min)以及IΔ(Max)也能够根据动作条件变更设定。例如，由于马达4的绕组电阻R进行温度变化，因此也可以测量马达4的内部或马达4周围的预先设定的部分的温度，并基于测量出的温度变更作为判定值的Iy(min)、Iy(Max)、IΔ(min)以及IΔ(Max)。
如在本实施方式中说明的那样，能够进行接线切换装置2的接线状态的异常判定。
在以往的具备接线切换装置的马达驱动***中，无法检测接线切换装置的接线状态为异常的情况，有可能在接线切换装置的接线状态为异常的状态、即误接线状态下使马达驱动，但若在误接线状态下使马达驱动，则有可能因过电流而导致逆变器装置或马达发生故障。因此，如在本实施方式中说明的那样，通过在控制装置3指示的接线状态与实际的接线状态不同的情况下判定为接线状态为异常，从而能够检测误接线状态，能够防止由误接线状态导致的逆变器装置1或马达4的二次故障。
实施方式2
在实施方式1中对根据星形接线时的电流值的上限值和下限值、或者三角形接线时的电流值的上限值和下限值，来判定接线切换装置2的接线状态是正常还是异常的方式进行了说明。然而，由于马达4的定子绕组41、42、43的温度特性和制造偏差，也有星形接线时的电流值的上限值和三角形接线时的电流值的下限值重叠的情况，从而有可能使异常判定变得困难。因此在本实施方式中，在接线切换装置2的接线状态为异常的情况下，利用电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu不均等的情况检测接线状态的异常。另外，在此均等不仅包含完全相等的情况，还包含大致相等的情况，在值包含于已设定的均等的范围内的情况下则是均等的。
另外，在本实施方式中除了图4的S3中的异常判定的详细情况以外与实施方式1相同，对于与实施方式1相同的点引用实施方式1的说明。即，本实施方式中的马达驱动***100的结构是图1所示的结构，控制装置3的异常判定动作是图4的流程图所示的动作。
图13是表示在本实施方式中图4的S3中的异常判定的详细情况的流程图。
首先，若开始处理，则异常判定部34计算电流值比Iuv/Ivw(S21)，计算电流值比Ivw/Iwu(S22)，并计算电流值比Iwu/Iuv(S23)。
接下来，异常判定部34判定是否为z1≦Iuv/Ivw≦z2(S24)。在为z1≦Iuv/Ivw≦z2的情况下(S24：是)，异常判定部34判定是否为z1≦Ivw/Iwu≦z2(S25)。在为z1≦Ivw/Iwu≦z2的情况下(S25：是)，异常判定部34判定是否为z1≦Iwu/Iuv≦z2(S26)。在为z1≦Iwu/Iuv≦z2的情况下(S26：是)，异常判定部34作为接线正常(S27)而结束处理。
在此，z1和z2是考虑定子绕组41、42、43的温度特性和制造偏差而设定的判定值，设定为均接近1并且为z1＜1＜z2的值。
另外，当在上述的S24、S25、S26中的任一判定中为否的情况下，异常判定部34作为接线异常(S28)而结束处理。
这是因为在接线切换装置2的接线状态为正常的情况下，电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu是均等的，在接线切换装置2的接线状态为异常的情况下，电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu是不均等的。
另外，使用两个判定值z1、z2是因为与实施方式1同样地设定余量。
根据本实施方式，不用取得接线切换装置2的接线状态为星形接线或者为三角形接线的信息，就能够进行接线切换装置2的接线状态的异常判定。
另外，在本实施方式中，计算电流值比Iuv/Ivw、电流值比Ivw/Iwu以及电流值比Iwu/Iuv，但电流值比的组合并不限定于这些。也可以将电流值比Iuv/Iwu、电流值比Ivw/Iuv或电流值比Iwu/Ivw用于电流值比。或者，也可以使用将这些分母和分子颠倒后的电流值比Ivw/Iuv、Iwu/Ivw、Iuv/Iwu、Iwu/Iuv、Iuv/Ivw以及Ivw/Iwu。
实施方式3
在实施方式1中对根据星形接线时的电流值的上限值和下限值、或者三角形接线时的电流值的上限值和下限值，来判定接线切换装置2的接线状态是正常还是异常的方式进行了说明。另外在实施方式2中，对无论是星形接线还是三角形接线，都根据电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu是否均等来判定接线切换装置2的接线状态是正常还是异常的方式进行了说明。在本实施方式中对将实施方式1与实施方式2组合而成的方式进行说明。
另外在本实施方式中，除了图4的S3中的异常判定的详细情况以外，与实施方式1、2相同，对于与实施方式1、2相同的点引用实施方式1、2的说明。即，本实施方式中的马达驱动***100的结构是图1所示的结构，控制装置3的异常判定动作是图4的流程图所示的动作。
图14是表示在本实施方式中图4的S3中的异常判定的详细情况的流程图。
首先，若开始处理，则异常判定部34与实施方式1同样，判定接线切换装置2的接线状态是星形接线还是三角形接线，并判定电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu是否在各接线状态中的允许范围内。在电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu全部在允许范围内的情况下，异常判定部34与实施方式2同样，计算电流值比Iuv/Ivw、电流值比Ivw/Iwu以及电流值比Iwu/Iuv，并判定电流值比Iuv/Ivw、电流值比Ivw/Iwu以及电流值比Iwu/Iuv是否全部为判定值z1以上并且判定值z2以下。在电流值比Iuv/Ivw、电流值比Ivw/Iwu以及电流值比Iwu/Iuv全部为判定值z1以上并且z2以下的情况下，异常判定部34作为接线正常(S31)而结束处理。
另外，在图14中在S12、S13、S14、S16、S17、S18、S24、S25以及S26中的任一判定中为否的情况下，异常判定部34作为接线异常(S32)而结束处理。
根据本实施方式，尽管接线状态异常，但即使在由于马达4的定子绕组41、42、43的温度特性或制造偏差而各电流值收敛于各接线状态中的允许范围内的情况下，也能够在异常接线时利用电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu不均等的情况，以较高的精度检测接线状态的异常。
实施方式4
在实施方式2中对无论是星形接线还是三角形接线，都根据电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu是否为均等，来判定接线切换装置2的接线状态是正常还是异常的方式进行了说明。在本实施方式中，判定星形接线时和三角形接线时的双方的电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu是否为均等，在为均等的情况下，进一步计算星形接线时的电流值的合计值与三角形接线时的电流值的合计值之比，在电流值的合计值之比为关于电流值的合计值之比设定的判定值z3以上并且判定值z4以下的情况下，作为接线状态为正常。
另外，在本实施方式中除了图4的S3中的异常判定的详细情况以外与实施方式1～3相同，对于与实施方式1～3相同的点引用实施方式1～3的说明。即，本实施方式中的马达驱动***100的结构是图1所示的结构，控制装置3的异常判定动作是图4的流程图所示的动作。
图15是表示本实施方式中图4的S3中的异常判定的详细情况的流程图。
首先，若开始处理，则继电器控制部33选择星形接线(S41)。异常判定部34取得作为星形接线时的电流值Iuv的电流值Iuvy、作为星形接线时的电流值Ivw的电流值Ivwy以及作为星形接线时的电流值Iwu的电流值Iwuy(S42)。接下来，继电器控制部33选择三角形接线(S43)。异常判定部34取得作为三角形接线时的电流值Iuv的电流值IuvΔ、作为三角形接线时的电流值Ivw的电流值IvwΔ以及作为三角形接线时的电流值Iwu的电流值IwuΔ(S44)。
接下来，异常判定部34计算电流值比Iuvy/Ivwy(S45)，计算电流值比Ivwy/Iwuy(S46)，计算电流值比Iwuy/Iuvy(S47)，计算电流值比IuvΔ/IvwΔ(S48)，计算电流值比IvwΔ/IwuΔ(S49)，计算电流值比IwuΔ/IuvΔ(S50)。
接下来，异常判定部34判定是否为z1≦Iuvy/Ivwy≦z2(S51)。在为z1≦Iuvy/Ivwy≦z2的情况下(S51：是)，异常判定部34判定是否为z1≦Ivwy/Iwuy≦z2(S52)。在为z1≦Ivwy/Iwuy≦z2的情况下(S52：是)，异常判定部34判定是否为z1≦Iwuy/Iuvy≦z2(S53)。在为z1≦Iwuy/Iuvy≦z2的情况下(S53：是)，异常判定部34判定是否为z1≦IuvΔ/IvwΔ≦z2(S54)。在为z1≦IuvΔ/IvwΔ≦z2的情况下(S54：是)，异常判定部34判定是否为z1≦IvwΔ/IwuΔ≦z2(S55)。在为z1≦IvwΔ/IwuΔ≦z2的情况下(S55：是)，异常判定部34判定是否为z1≦IwuΔ/IuvΔ≦z2(S56)。
在为z1≦IwuΔ/IuvΔ≦z2的情况下(S56：是)，异常判定部34计算(Iuvy+Ivwy+Iwuy)/(IuvΔ+IvwΔ+IwuΔ)(S57)。即，计算星形接线时的电流值的合计值与三角形接线时的电流值的合计值之比。而且，异常判定部34判定电流值的合计值之比(Iuvy+Ivwy+Iwuy)/(IuvΔ+IvwΔ+IwuΔ)是否为判定值z3以上并且判定值z4以下(S58)。在为z3≦(Iuvy+Ivwy+Iwuy)/(IuvΔ+IvwΔ+IwuΔ)≦z4的情况下(S58：是)，异常判定部34作为接线正常(S59)而结束处理。
在此，z3和z4是针对电流值的合计值之比设定的判定值。另外，三角形接线时的电阻值是星形接线时的电阻值的1/3，因此三角形接线时的电流值是星形接线时的电流值的3倍。因此只要接线状态正常，则(Iuvy+Ivwy+Iwuy)/(IuvΔ+IvwΔ+IwuΔ)就为接近3的值。因此z3和z4设定为均接近于3并且为z3＜3＜z4的值。
另外，在上述的S51、S52、S53、S54、S55、S56以及S58中的任一判定中为否的情况下，异常判定部34作为接线异常(S60)而结束处理。
在本实施方式中，在星形接线和三角形接线切换的前后确认接线状态，并进一步比较切换前后的电流值的变化。因此，能够比实施方式1～3更准确地进行接线是正常还是异常的判定，从而能够高精度地检测误接线状态。
另外在图15中，在测量星形接线的电流值之后切换至三角形接线，并测量三角形接线的电流值，但本发明并不限定于此，也可以在测量三角形接线的电流值之后切换至星形接线，并测量星形接线的电流值。
实施方式5
在实施方式1～4中，使电流在两个端子之间流动来取得电流值，但本发明并不限定于此。在本实施方式中，使电流在三个端子之间流动来取得电流值。
另外在本实施方式中，除了使电流流动的端子是三个端子以外与实施方式1～4相同，对于与实施方式1～4相同的点引用实施方式1～4的说明。即，本实施方式中的马达驱动***100的结构是图1所示的结构，控制装置3的异常判定动作是图4的流程图所示的动作。
图16是表示在本实施方式中电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu的取得时的逆变器装置1的开关元件的接通断开模式、和电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu的时间变化的图。另外在图16中，也与图5同样，开关元件11记为SW11，开关元件12记为SW12，开关元件13记为SW13，开关元件14记为SW14，开关元件15记为SW15，开关元件16记为SW16。
首先，控制装置3将开关元件12、开关元件13以及开关元件15固定为断开，将开关元件14和开关元件16固定为接通，并将开关元件11仅在第一时间t1设为接通。于是，在U相与V相之间、和U相与W相之间施加直流电压源5的电压。将第一时间t1中的动作记载为第一动作。
接下来，控制装置3在固定了开关元件12、开关元件13、开关元件14、开关元件15以及开关元件16的接通断开的状态下，将开关元件11仅在第二时间t2设为断开。于是，解除直流电压源5的电压的施加。将第二时间t2中的动作记载为第二动作。通过仅在第三时间交替反复进行第一动作和第二动作从而生成PWM控制的驱动信号。此时，检测值输入部31取得由PWM控制中的驱动信号驱动的期间的电流值Iuv和电流值Iwu。
在此，如图16所示，电流值Iuv、电流值Ivw以及电流值Iwu在逐渐地变化之后饱和为一定值，因此第三时间需要长于各电流值的饱和所需要的时间。另外，如后述那样，各电流值的饱和值由直流电压源5的电压值、和第一时间t1及第二时间t2决定。因此，需要设定第一时间t1和第二时间t2，以使饱和值成为能够由电流检测器7检测的范围。
图17是表示在本实施方式中接线切换装置2的接线状态为星形接线时的电流路径的图。在图17中，若将定子绕组41、定子绕组42以及定子绕组43的各电阻值设为R，则组合电阻为3R/2。
图18是表示在本实施方式中接线切换装置2的接线状态为三角形接线时的电流路径的图。在图18中，若将定子绕组41、定子绕组42以及定子绕组43的各电阻值设为R，则组合电阻为R/2。
如在本实施方式中说明的那样，即使在通过PWM输出向三个端子之间施加了电压的情况下，也能够根据接线状态推测电流值，并通过对推测出的电流值与检测出的电流值进行比较，从而能够判定接线状态是否为异常，能够减少异常判定的工序数。
另外，只要能够通过使电流在三个端子之间流动来取得电流值，开关元件11、开关元件12、开关元件13、开关元件14、开关元件15以及开关元件16的接通断开模式就不限定于图16所示的模式。另外在本实施方式中，使电流在三个端子之间流动而取得了电流值，但本发明并不限定于此，也可以使电流在三个以上的端子流动来取得电流值。
实施方式6
在实施方式1～5中对通过向逆变器装置1进行PWM输出来进行通电的结构进行了说明，但本发明并不限定于此。在本实施方式中，对通过将逆变器装置1的开关元件仅接通一定时间来进行通电的方式进行说明。
另外，在本实施方式中除了通电方法以外与实施方式1～5相同，对于与实施方式1～5相同的点引用实施方式1～5的说明。即，本实施方式中的马达驱动***100的结构是图1所示的结构，控制装置3的异常判定动作是图4的流程图所示的动作。
在本实施方式中，在从U相向V相通电的情况下，控制装置3以使开关元件11和开关元件14双方接通，并使开关元件12、13、15、16全部断开的方式输出开关元件驱动信号。在此流动的电流由马达4的定子绕组41、42、43的阻抗值和电感决定，因此能够推测电流值。
根据本实施方式，能够比实施方式1～5简化异常判定时控制装置3的控制。
另外，在上述的实施方式1～5和本实施方式中，若在马达4的启动前、即电流向定子绕组41、42、43流动之前，进行接线切换装置2的接线状态的异常判定，则能够防止在误接线状态下启动马达4。另外，在判定为接线切换装置2的接线状态为异常的情况下，控制装置3也可以构成为锁定马达4，从而防止在误接线状态下启动。由此，能够自动防止马达4的误动作。
另外，在上述的实施方式1～5和本实施方式中也可以构成为：在若将接线切换装置2设为星形接线，则接线状态被判定为异常，并且在三角形接线中接线状态被判定为正常的情况下，能够不进行基于星形接线的启动而仅进行基于三角形接线的启动，在若将接线切换装置2设为三角形接线，则接线状态被判定为异常，并且在星形接线中接线状态被判定为正常的情况下，能够不进行基于三角形接线的启动而仅进行基于星形接线的启动。这样，在由于接线切换装置2的局部的故障而难以实现特定的接线状态的情况下，也可以根据能够实现的接线状态而使动作继续。由此，能够使接线切换装置2的更换延迟。
另外，在上述的实施方式1～5和本实施方式中，优选逆变器装置1所具备的开关元件11、12、13、14、15、16由宽带隙半导体形成。由此，马达驱动***变为低损失，因此能够提高电力效率。在此，对于宽带隙半导体的材料，能够例示被广泛使用的碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。
另外，上述的实施方式1～5和本实施方式中的接线切换装置2的接线状态的切换可以将U相、V相以及W相全部一并进行，也可以对U相、V相以及W相的各相单独进行。
另外，在上述的实施方式1～5和本实施方式的马达驱动***中，对于马达4例示出三相马达，对于逆变器装置1例示出三相电压型逆变器装置，对于接线切换装置2例示出具备接点切换式机械继电器的装置。但是本发明并不限定于此，只要能够实现上述的结构和动作即可。
另外，在上述的实施方式1～5和本实施方式中，在判定处理中的判定值与被判定的值的比较中，对被判定的值是否在判定值以上或者被判定的值是否在判定值以下进行判定，但本发明并不限定于此，也可以对被判定的值是否大于判定值、或者被判定的值是否小于判定值进行判定。
另外，在上述的实施方式1～5和本实施方式中，也可以向接线切换装置2的接线状态增加星形接线和三角形接线以外的接线状态。在增加了接线状态的情况下，增加与已增加的接线状态对应的判定值。另外，对于星形接线和三角形接线以外的接线状态，能够例示V接线。
实施方式7
上述的实施方式1～6的马达驱动***能够应用于使空调机的压缩机或风扇动作的马达。在本实施方式中对应用了在实施方式1～6中说明的马达驱动***的空调机进行说明。
图19是表示本实施方式的空调机的结构的功能框图。图19所示的空调机200具备马达驱动***100a、100b、由马达驱动***100a驱动的马达4a、通过马达4a进行动作的风扇201、由马达驱动***100b驱动的马达4b、以及通过马达4b进行动作的压缩机202。另外，马达驱动***100a、100b与实施方式1～6中的马达驱动***100相同，马达4a、4b与实施方式1～6中的马达4相同。
风扇201通过马达4a进行动作，由此对空调机200的被空气调节空间进行送风。压缩机202使未图示的制冷剂回路的制冷剂循环。
另外，在图19中示出具备马达驱动***100a和马达驱动***100b的空调机200，但本发明并不限定于此，空调机200也可以是仅具备马达驱动***100a和马达驱动***100b中的任一个的结构。
另外，在本实施方式中，空调机200的未图示的控制部也可以兼作马达驱动***100a和马达驱动***100b的控制装置。
在本实施方式的空调机中，不仅在马达4a或马达4b启动时，当在动作中使压缩机或风扇暂时停止时，也可以进行接线切换装置的接线状态的异常判定。
以上实施方式所示的结构是表示本发明的内容的一个例子的结构，也能够与其他公知技术组合，在不脱离本发明的主旨的范围内，也能够省略、变更结构的一部分。
附图标记说明
1…逆变器装置；2…接线切换装置；3…控制装置；4、4a、4b…马达；5…直流电压源；6…电压检测器；7…电流检测器；11、12、13、14、15、16…开关元件；21、22、23…继电器；31…检测值输入部；32…逆变器控制部；33…继电器控制部；34…异常判定部；35…驱动信号输出部；36…异常信号输出部；301…接收电路；302…处理器；303…存储器；304…发送电路；41、42、43…定子绕组；100、100a、100b…马达驱动***；200…空调机；201…风扇；202…压缩机。

Claims (10)

1.一种马达驱动***，对具备多个定子绕组的马达进行驱动，其特征在于，具备：
逆变器装置，其将从直流电压源供给的直流电压转换为交流电压，并将所述交流电压施加于所述马达；
接线切换装置，其配置在所述逆变器装置与所述马达之间，能够将所述定子绕组的接线状态切换；以及
控制装置，其基于在多个所述定子绕组的每一个中流动的电流的电流值，进行所述接线切换装置的接线状态的异常判定。
2.根据权利要求1所述的马达驱动***，其特征在于，
在对所述马达的多个所述定子绕组的各个端子之间施加电压后的各相的电流值的任一个不在已设定的各相的电流值的允许范围内的情况下，所述控制装置判定为异常。
3.根据权利要求2所述的马达驱动***，其特征在于，
所述允许范围按照所述接线切换装置的接线状态的每一个来设定。
4.根据权利要求1所述的马达驱动***，其特征在于，
在对所述马达的多个所述定子绕组的各个端子之间施加电压而流动的各相的电流值不在已设定的均等的范围内的情况下，所述控制装置判定为异常。
5.根据权利要求1所述的马达驱动***，其特征在于，
在对所述马达的多个所述定子绕组的各个端子之间施加电压而流动的各相的电流值的任一个不在已设定的各相的电流值的允许范围内的情况下、或者在对所述马达的多个所述定子绕组的各个端子之间施加电压而流动的各相的电流值不在已设定的均等的范围内的情况下，所述控制装置判定为异常。
6.根据权利要求1所述的马达驱动***，其特征在于，
在对所述马达的多个所述定子绕组的各个端子之间施加电压而流动的各相的电流值不在已设定的均等的范围内的情况下、或者在将所述接线切换装置中的接线切换前的各相的所述电流值的总和与接线切换后的各相的所述电流值的总和进行比较未反映出所述切换的情况下，所述控制装置判定为异常。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的马达驱动***，其特征在于，
在对所述马达的所述定子绕组的端子之间施加电压时，对三个以上的端子施加电压。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的马达驱动***，其特征在于，
所述逆变器装置的开关元件由宽带隙半导体形成。
9.根据权利要求8所述的马达驱动***，其特征在于，
所述宽带隙半导体的材料是碳化硅或氮化镓。
10.一种空调机，其特征在于，
借助权利要求1～9中的任一项所述的马达驱动***，所述马达驱动压缩机或风扇。
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