CN1404214A - 同步电动机的失步检测装置及失步检测方法,电机的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供用能够简化的失步检测处理高精度地进行同步电动机的失步检测的同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d－q坐标变换装置；求从d－q坐标变换装置得到的d－q轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；把从电流交流成分检测装置得到的上述d－q轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。

Description

同步电动机的失步检测装置 及失步检测方法，电机的驱动装置

技术领域

本发明涉及不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的同步电动机的失步检测装置以及同步电动机的失步检测方法。

背景技术

图9示出一般的现有换流装置的结构。图中，1是直流电源单元，2是换流装置，3是多个开关元件，3a是U相上侧开关元件，3b是V相上侧开关元件，3c是W相上侧开关元件，3d是U相下侧开关元件，3e是V相下侧开关元件，3f是W相下侧开关元件。4是与多个开关元件3并联连接的多个续流二极管，5是由多个开关元件3以及多个续流二极管4构成的换流器主电路，6是直流无电刷电机。

7a是检测流入到直流无电刷电机6的电流中的一相电流的电流检测装置，7b是检测与电流检测装置7a不同相的电流的电流检测装置，8是根据由电流检测装置7a、7b检测出的电流值通·断控制换流器主电路5内的开关元件3的换流器控制装置。

9是发生用于根据在换流器控制装置8内求出的输出电压指令值通断控制开关元件3的PWM信号的PWM信号发生装置，10是从用电流检测装置7a、7b检测出的二相部分的电流值求三相电流值的相电流运算装置，11是把由相电流运算装置求出的三相电流值变换为d-q坐标系的电流值的3相2相变换装置，12是根据由3相2相变换装置11求出的d-q坐标系电流值求用于驱动直流无电刷电机的d-q坐标系的输出电压指令值的电压指令值运算装置，13是根据由电压指令值运算装置12求出的d-q坐标系的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算装置，14是检测直流电源1的直流电压的直流电压检测装置，70是检测相电流的过电流状态的过电流检测装置。

使用图9说明上述那样构成的换流装置以及直流无电刷电机中的动作。图中，换流装置2由电流检测装置7a、7b检测流入到直流无电刷电机6的相电流中的二相部分的电流。使用检测出的二相部分的电流，例如U相电流Iu以及V相电流Iv，换流控制装置8为了驱动直流无电刷电机6，通过运算求换流器主电路5输出的电压值以及电压相位的输出电压指令值，输出用于通·断控制换流器主电路5内的开关元件3的PWM信号。

在换流控制装置8中，通过以下所述的动作输出PWM信号。根据由电流检测装置7a、7b检测出的相电流Iu、Iv，在相电流运算装置10中求三相部分的相电流Iu、Iv、Iw，由3相2相变换装置把三相部分的相电流Iu、Iv、1w变换为d-q坐标系的电流Id、Iq。电压指令值运算装置12从d-q坐标系的电流Id、Iq通过运算求d-q坐标系中的输出电压指令值Vd*、Vq*，输出电压矢量运算装置13从d-q坐标系的输出电压指令值Vd*、Vq*通过运算求输出电压矢量Vx*。PWM信号发生装置9从由直流电压检测装置14得到的直流电压Vdc和输出电压矢量Vx*，求用于通断控制开关元件3的PWM信号并进行输出。

根据PWM信号发生装置9输出的PWM信号，换流器主电路5内的开关元件3进行通·断动作。根据开关元件3的通·断动作，从换流器主电路5向直流无电刷电机6供给电力，驱动直流无电刷电机。

这里，如以下那样进行上述以往的换流装置中的失步检测。在直流无电刷电机6发生了失步时，由于与同步运转时相比较相电流的峰值电平加大，因此从该现象检测失步。例如，由过电流检测装置70把相电流值与过电流电平进行比较，在相电流超过了过电流电平时作为过电流异常，根据过电流异常进行失步检测。这里，过电流检测装置70由硬件或者软件构成。

另外，在特开平11-18499号公报中公开了以往的同步电动机的失步检测装置的其它例子。在特开平11-18499号公报中公开的同步电动机的失步检测装置中，记载了在控制器内，构成在转子上以推断速度ωr旋转那样设定的γ-δ轴，求与转子上的d-q轴的误差θe。通过构成推断把该γ-δ轴中发生的θe作为函数的γ轴感应电压和δ轴感应电压的状态推断器，逐次比较2个推断值检测同步电动机的失步的例子。

进而，在特开2001-25282号公报中公开了以往的同步电动机的失步检测装置的其它例子。在特开2001-25282号公报中公开了同步电动机的失步检测装置中，公开了把换流装置输出的电压的周期与在无传感器无电刷电机中流过的电流的周期进行比较检测失步的例子。另外，还公开了通过把作为励磁电流成分的d轴电流与失步检测电平进行比较检测失步的例子。

以往的同步电动机的失步检测装置如以上那样构成，由于从过电流现象检测失步状态，因此难以高精度地进行失步检测。另外，即使在没有发生失步，持续进行同步运转的情况下，由于负载的增加或者速度过减速等电流增加而成为过电流时，难以从过电流现象分离出失步现象。另外，在过电流检测装置使用的过电流电平是根据在直流无电刷电机的转子中使用的磁铁的去磁屈服点或者在换流装置中使用的元件的临界电流的电平设定的值，因此难以独立地设定在失步检测中使用的检测电平。

另外，由于根据换流装置与直流无电刷电机的组合，有时失步时的电流比同步状态的电流小，因此有可能不能够进行基于过电流的检测。

如以上那样持续失步状态时，存在着发生电动机转子的振动或者噪声的问题。另外，有时还受电动机振动的影响使装置发生故障。另外，存在着在同步电动机中流过的电流增大，引起在换流装置中使用的半导体元件等的破坏的问题。

另外，在特开平11-18499号公报中公开的同步电动机的失步检测装置中，由于为了进行失步检测需要推断电极的感应电压的装置，因此将增加微机等的运算处理负荷。

另外，在特开2001-25282号公报中公开的同步电动机的失步检测装置中，由于把换流装置输出的电压周期与在无传感器无电刷电机中流过的电流周期进行比较检测失步，因此在失步时，在没有换流装置输出的电压周期与在同步电动机中流过的电流周期之差的状态下不能够进行失步检测。另外，在通过比较作为励磁电流成分的d轴电流与失步检测电平检测失步的装置中，由于励磁电流根据转数或者负载转矩的条件变化，因此需要按照每个运行条件设定失步检测电平，使得设定复杂。

发明内容

本发明是为解决以上问题而产生的，目的在于提供能够以简单的失步检测处理高精度地进行同步电动机的失步检测的同步电动机的失步检测装置以及同步电动机的失步检测方法。

另外，目的还在于提供搭载了上述那样的同步电动机的失步检测装置的密闭型压缩机的驱动装置以及风扇电机的驱动装置。

本发明的同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从d-q坐标变换装置得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；把从电流交流成分检测装置得到的上述d-q轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从d-q坐标变换装置得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；求从电流交流成分检测装置得到的d-q轴电流交流成分的有效值或者绝对值的平均值，把d-q轴电流交流成分平均化的交流成分平均装置；把从交流成分平均装置得到的d-q轴电流交流成分的平均值的至少一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从d-q坐标变换装置得到的d-q坐标电流与d-q坐标电流指令值的误差的电流误差运算装置；检测从电流误差运算装置得到的d-q轴电流误差的交流成分的电流误差交流成分检测装置；把从电流误差交流成分检测装置得到的d-q轴电流误差交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置的特征在于在从d-q坐标系电流检测交流成分时，仅检测特定的频率成分。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置的特征在于把特定的频率成分取为换流装置输出的电压频率的2倍频率。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置的特征在于在检测d-q轴电流误差的交流成分时，仅检测特定的频率成分。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置的特征在于与q轴电流交流成分的平均值相比较的失步检测电平取为同步电动机的额定电流的200％左右。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置的特征在于在低速时难以进行失步检测的情况下，在刚刚起动后就加速到恒定动作转数进行失步的检测。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置的特征在于在加减速同步电动机时，在能够引起失步检测的误检测的情况下，在加减速过程以外进行失步检测处理。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；根据从电流检测装置得到的电流信号求加入到同步电动机中的输出电压指令值的输出电压指令值运算装置；根据从输出电压指令运算装置得到的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算装置；把从输出电压矢量运算装置得到的输出电压矢量的大小与失步检测电平相比较的输出电压异常检测装置；根据从输出电压异常检测装置得到的比较结果检测失步的失步检测装置。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；把从电流检测步骤得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换步骤；求从d-q坐标变换步骤得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测步骤；把从电流交流成分检测步骤得到的上述d-q轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测步骤。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；把从电流检测步骤得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换步骤；求从d-q坐标变换步骤得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测步骤；求从电流交流成分检测步骤得到的d-q轴电流交流成分的有效值或者绝对值的平均值，把d-q轴电流交流成分平均化的交流成分平均步骤；把从交流成分平均步骤得到的d-q轴电流交流成分的平均值的至少一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测步骤。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；把从电流检测步骤得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换步骤；求从d-q坐标变换步骤得到的d-q坐标电流与d-q坐标电流指令值的误差的电流误差运算步骤；检测从电流误差运算步骤得到的d-q轴电流误差的交流成分的电流误差交流成分检测步骤；把从电流误差交流成分检测步骤得到的d-q轴电流误差交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测步骤。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法的特征在于在从d-q坐标系电流检测交流成分时，仅检测特定的频率成分。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法的特征在于把特定的频率成分取为换流装置输出的电压频率的2倍频率。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法的特征在于在检测d-q轴电流误差的交流成分时，仅检测特定的频率成分。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法的特征在于与q轴电流交流成分的平均值相比较的失步检测电平取为同步电动机的额定电流的200％左右。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法的特征在于在低速时难以进行失步检测的情况下，在刚刚起动后就加速到恒定动作转数进行失步的检测。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法的特征在于在加减速同步电动机时，在能够引起失步检测的误检测的情况下，在加减速过程以外进行失步检测处理。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；根据从电流检测步骤得到的电流信号求加入到同步电动机中的输出电压指令值的输出电压指令值运算步骤；根据从输出电压指令运算步骤得到的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算步骤；把从输出电压矢量运算步骤得到的输出电压矢量的大小与失步检测电平相比较的输出电压异常检测步骤；根据从输出电压异常检测步骤得到的比较结果检测失步的失步检测步骤。

本发明的密封型压缩机的驱动装置的特征在于搭载了方案1～10的任一项中所述的同步电动机的失步检测装置。

本发明的风扇电机的驱动装置的特征在于搭载了方案1～10的任一项中所述的同步电动机的失步检测装置。

附图说明：

图1示出实施形态1的同步电动机的失步检测装置的结构。

图2说明实施形态1的同步运转时的各种波形。

图3说明实施形态1的失步时的各种波形。

图4是示出实施形态1的失步检测处理的流程的流程图。

图5说明实施形态1的失步时的各种波形。

图6是示出实施形态1的失步检测处理的流程的流程图。

图7示出实施形态2的同步电动机的失步检测装置的结构。

图8是示出实施形态2的失步检测处理的流程的流程图。

图9示出以往的同步电动机的失步检测装置的结构。

发明的具体实施形态

以下根据附图说明本发明的实施形态。

实施形态1

图1～6示出实施形态1，图1示出换流装置的结构，图2说明同步运转时的各种波形，图3说明失步时的各种波形，图4是失步检测处理的流程，图5说明失步时的各种波形，图6是失步检测处理的流程。

图1中，1是直流电源单元，2是换流装置，3是多个开关元件，3a是U相上侧开关元件，3b是V相上侧开关元件，3c是W相上侧开关元件，3d是U相下侧开关元件，3e是V相下侧开关元件，3f是W相下侧开关元件。4是与多个开关元件3并联连接的多个续流二极管，5是由多个开关元件3以及多个续流二极管4构成的换流器主电路，6是直流无电刷电机。

7a是检测流入到直流无电刷电机6的电流中的一相电流的电流检测装置，7b是检测与电流检测装置7a不同的相电流的电流检测装置，8是根据由电流检测装置7a、7b检测出的电阻值通·断控制换流器主电路5内的开关元件3的换流器控制装置。

9是发生用于根据在换流器控制装置8内求出的输出电压指令值通·断控制开关元件3的PWM信号的PWM信号发生装置，10是从用电流检测装置7a、7b检测出的二相部分的电流值求三相电流值的相电流运算装置，11是把由相电流运算装置10求出的三相电流值变换为d-q坐标系的电流值的作为d-q坐标变换装置的3相2相变换装置，12是根据由3相2相变换装置11求出的d-q坐标系电流值求用于驱动直流无电刷电机的d-q坐标系的输出电压指令值的电压指令值运算装置，13是根据由电压指令值运算装置12求出的d-q坐标系的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算装置，14是检测直流电源1的直流电压的直流电压检测装置。

15是检测从3相2相变换装置11得到的d-q坐标系电流的交流成分的交流成分检测装置，16是把从交流成分检测装置15得到的d-q坐标系电流的交流成分与失步电平相比较进行失步检测的失步检测装置。

使用图1说明如上构成的换流装置的动作。图中，换流装置2用电流检测装置7a、7b检测流入到直流无电刷电机6的相电流中的二相部分的电流。换流控制装置8为了驱动直流无电刷电机6，使用检测出的二相部分的电流，例如U相电流Iu以及V相电流Iv，通过运算求换流器主电路5输出的电压值以及电压相位等输出电压指令值，输出用于通·断控制换流器主电路5内的开关元件3的PWM信号。

在换流控制装置8中，通过以下所述的动作输出PWM信号。根据由电流检测装置7a、7b检测出的相电流Iu、Iv，在相电流运算装置10中求三相部分的相电流Iu、Iv、Iw，由3相2相变换装置11把三相部分的相电流Iu、Iv、Iw变换为d-q坐标系的电流Id、Iq。电压指令值运算装置12从d-q坐标系的电流Id、Iq通过运算求d-q坐标系中的输出电压指令值Vd*、Vq*，输出电压矢量运算装置13从d-q坐标系的输出电压指令值Vd*、Vq*通过运算求输出电压矢量Vx*。PWM信号发生装置9从由直流电压检测装置14得到的直流电压Vdc和输出电压矢量Vx*，求用于通·断控制开关元件3的PWM信号并进行输出。

根据PWM信号发生装置9输出的PWM信号，换流器主电路5内的开关元件3进行通·断动作。根据开关元件3的通·断动作，从换流器主电路5向直流无电刷电机6供给电力，驱动直流无电刷电机。

从由3相2相变换装置11提供的d-q坐标系电流Id、Iq，交流成分检测装置15检测d-q坐标系电流Id、Iq的交流成分Id_AC、Iq_AC。失步检测装置16把d-q坐标系电流的交流成分Id_AC、Iq_AC与失步检测电平Error_Level进行比较，在Id_AC或者Iq_AC超过了失步检测电平Error_Level时作为失步输出异常停止信号。

在失步检测装置16输出了异常停止信号时，PWM信号发生装置9输出用于使换流器主电路5内的开关元件3全部断开的信号，停止从换流器主电路5向直流无电刷电机6的供电。同时，还停止换流控制装置8的动作。

其次，使用图2以及图3说明本实施形态的失步检测方法的详细情况。图2所示的波形图示出在无电刷电机6正常地同步运转时的各种波形的一个例子。图2中，波形(a)示出从电流检测装置7a得到的相电流波形Iu，波形(b)示出从3相2相变换装置得到的d轴电流波形Id，波形(c)示出从3相2相变换装置11得到的q轴电流波形Iq，波形(d)示出q轴电流Iq的交流成分波形Iq_AC。

图3所示的波形示出直流无电刷电机失步时的各种波形的一个例子。图3中，波形(a)示出从电流检测装置7a得到的相电流波形Iu，波形(b)示出从3相2相变换装置得到的d轴电流波形Id，波形(c)示出从3相2相变换装置11得到的q轴电流波形Iq，波形(d)示出q轴电流Iq的交流成分波形Iq_AC。

如图2以及图3所示，如果直流无电刷电机是同步运转状态，则d-q坐标系电流Id、Iq几乎为直流，而在失步状态时，在Id、Iq中产生交流成分。如图3的波形(d)那样，把Id、Iq的交流成分Id_AC、Iq_AC与失步检测电平Error_Level进行比较，在超过了该值时作为失步。根据这样的动作能够进行失步的检测。

以下说明在Id、Iq中产生交流成分的现象。特别是在IPMSM(埋入磁铁型同步电动机)那样的d轴q轴的电感不相同的电机中，在同步运转状态下，由于以转子相位与换流器的输出电压相位的关系保持一定的相位差的状态下，即在以换流器的输出电压相位为基准时转子的d轴与q轴的电感为一定的状态下进行动作，因此d轴电流Id和q轴电流Iq几乎成为直流。另一方面，在失步状态下，由于转子相位与换流器的输出电压相位的关系是始终变动力状态，即，在以换流器的输出电压相位为基准时d轴和q轴的电感是始终变动的状态，因此d轴电流以及q轴电流按照每个旋转相位变动，分别产生交流成分。由此，通过检测d-q轴电流的交流成分，能够捕捉到从换流器的输出电压相位观察到的，转子的d轴和q轴的电感的变动(转子的动作状态)，由此能够检测同步电动机的失步。

使用图4，说明作为实施形态1的失步检测装置的一例，特别是使用了与流入到电机中的电流的输出转矩成分中相当的q轴电流Iq的装置。图4是示出失步检测处理的流程的流程图。图4中，STP1是失步检测开始处理，STP2是相电流的检测处理，STP3是相电流运算处理，STP4是3相2相变换处理，STP5是交流成分检测处理，STP6是失步电平比较结果，STP7是PWM停止处理、STP8是异常结束处理，STP9是正常结束处理。

失步检测的流程如下。根据STP1开始的失步检测处理，在STP2的相电流检测处理中用电流检测装置7a以及7b检测流入到直流无电刷电机6的二相部分的电流Iu、Iv。在STP3的相电流运算处理中从在STP2得到的二相部分的电流Iu、Iv求三相部分的电流Iu、Iv、Iw。在STP4的3相2相变换处理中把在STP3得到的三相部分的电流Iu、Iv、Iw变换为d-q坐标系的电流Id、Iq。在STP5的交流成分检测处理中，用高通滤波器检测在STP4得到的q轴电流Iq交流成分Iq_AC。

在STP6的失步电平比较处理中把在STP5得到的q轴电流交流成分Iq_AC与失步电平Error_Level进行比较，在Iq_AC≥Error_Level时作为失步，进入到STP7。在Iq_AC＜Error_Level时作为正在同步运转，进入到STP9。在STP7的PWM停止处理中当在STP6判断为失步时，把PWM信号发生装置9输出的PWM信号全部置为停止状态，进而停止换流控制装置的动作。在STP8的异常结束处理中作为失步异常结束失步检测。在STP9的正常结束处理中作为正在进行正常动作，结束失步检测处理。

如以上那样，由于通过检测正常运转时和失步时所产生的d-q轴电流的变化，能够检测直流无电刷电机的失步，因此与以往的使用过电流现象进行的失步检测相比较，能够高精度地进行失步检测。

另外，由于与流入到电机的电流的输出转矩成分相当的q轴电流Iq与输出转矩成比例，因此如果以q轴电流的电平检测失步则有可能引起误检测。而通过检测Iq的交流成分，即使在输出转矩不同的条件下也能够更高精度地进行失步的检测。

另外，由于在换流控制装置8内使用在输出电压指令值的运算中使用的变量，因此不需要感应电压推断装置等装置，从而能够简化失步检测处理。

其次，使用图5说明本发明的同步电动机的失步检测装置的实施形态1的其它结构。这里，换流装置的结构与图1相同。图5所示的波形图示出直流无电刷电机6失步时的各种波形的一个例子。图5中，波形(a)示出从电流检测装置7a得到的相电流波形Iu，波形(b)示出从3相2相变换装置11得到的d轴电流波形Id，波形(c)示出从3相2相变换装置得到的q轴电流波形Iq，波形(d)示出q轴电流Iq的交流成分波形Iq_AC，波形(e)示出把q轴电流交流成分Iq_AC整流后得到的q轴电流交流成分绝对值波形|Iq_AC|，波形(f)示出使用低阻滤波器把q轴电流交流成分绝对值滤波了的波形Iq_AC_Fil。

如图2以及图5所示，如果直流无电刷电机是同步运转状态，则d-q坐标系电流Id、Iq几乎为直流，失步状态时在Id、Iq中产生交流成分。如图3的波形(f)那样，使用低通滤波器把Id、Iq的交流成分绝对值滤波了的值Id_AC_Fil、Iq_AC_Fil与失步检测电平Error_Level进行比较，在超过了该值时作为失步。通过这样的动作能够进行失步的检测。

使用图6，说明作为失步检测装置的一例，特别是使用了与流入到电机中的电流的输出转矩成分中相当的q轴电流Iq的装置。图6是示出失步检测处理的流程的流程图。图6中，STP1是失步检测开始处理，STP2是相电流的检测处理，STP3是相电流运算处理，STP4是3相2相变换处理，STP5是交流成分检测处理，STP10是整流(绝对值运算)处理，STP11是由低通滤波器进行的滤波处理，STP12是失步电平比较结果，STP7是PWM停止处理、STP8是异常结束处理，STP9是正常结束处理。

失步检测的流程如下。根据STP1开始的失步检测处理，在STP2的相电流检测处理中用电流检测装置7a以及7b检测流入到直流无电刷电机6的二相部分的电流Iu、Iv。在STP3的相电流运算处理中从在STP2得到的二相部分的电流Iu、Iv求三相部分的电流Iu、Iv、Iw。在STP4的3相2相变换处理中把在STP3得到的三相部分的电流Iu、Iv、Iw变换为d-q坐标系的电流Id、Iq。在STP5的交流成分检测处理中，用高通滤波器检测在STP4得到的q轴电流Iq交流成分Iq_AC。

在STP10的整流(绝对值运算)处理中把在STP5得到的q轴电流误差交流成分Iq_AC整流后求Iq_AC的绝对值|Iq_AC|。在STP11的滤波处理中使用低通滤波器把|Iq_AC|进行滤波，求Iq的交流成分的绝对值滤波值Iq_AC_Fil。在STP12的失步电平比较处理中，把Iq_AC_Fil与失步电平Error_Level进行比较，在Iq_AC_Fil≥Error_Level时作为失步，进入到STP7。

在Iq_AC_Fil＜Error_Level时同步运转进入STP9。在STP7的PWM停止处理中，在STP6判断失步时，将PWM信号发生装置9输出的PWM信号全部设成停止状态，而且停止换流控制装置的工作。在STP9的异常结束处理中作为失步异常结束失步检测。在STP9的正常结束处理中作为正常工作中而结束失步检测处理。

如以上那样，由于通过检测正常运转时和失步时所产生的d-q轴电流的变化，能够检测直流无电刷电机的失步，因此与以往的使用过电流现象进行的失步检测相比较，能够高精度地进行失步检测。

另外，由于与流入到电机的电流的输出转矩成分相当的q轴电流Iq与输出转矩成比例，因此在简单的以q轴电流的电平检测失步时，由于需要根据转数或者负载转矩的条件设定失步电平因此成为复杂的结构。但是，如本发明的实施形态1这样通过检测Iq的交流成分，即使在输出转矩不同的条件下也能够更高精度地进行失步的检测。

同样，即使在失步检测中使用d轴电流值的情况下，由于d轴电流值根据转数或者负载转矩这样的同步电动机的运转条件变化，因此像以往那样单纯地以d轴电流的电平检测失步时，由于需要根据转数或者负载转矩的条件设定失步电平，因此成为复杂的结构。但是，如本发明的实施形态1这样通过检测Id的交流成分，即使在同步电动机的运转状态不同的条件下也能够更高精度地进行失步的检测。

另外，由于在换流控制装置8内使用在输出电压指令值的运算中使用的变量，因此不需要感应电压推断装置等装置，从而能够简化失步检测处理。

另外，通过把q轴电流的交流成分Iq_AC的绝对值取出为|Iq_AC|，使用低通滤波器把该值滤波了的值Iq_AC_Fil在失步检测中使用，能够在以下方面提高失步检测精度。虽然有时负载转矩急剧变动或者由于直流电源1的电压变动即使不是失步状态但q轴电流的交流成分Iq_AC也暂时增大，而通过把Iq_AC_Fil在失步检测中使用，能够避免由于上述状态引起的失步状态的误检测。

这里，说明在失步检测时用于比较失步检测电平的设定例。q轴电流值Iq的交流成分Iq_AC在同步运转状态下，由于负载转矩的变动也将发生。但是，通常时所发生的Iq_AC的电平由于与失步时所发生的Iq_AC电平相比较很小，因此设定电平能够设定为比通常时所发生的Iq_AC电平大，比失步时所发生的Iq_AC电平小。由于通常时与失步时的Iq_AC的发生电平存在很大的差，因此能够容易地进行设定。

以下说明失步电平设定值的一个例子。对于额定运转时的电流为0.5A左右的直流无电发电机，失步时所发生的q轴电流Iq的交流成分平均值Iq_AC_Fil的电平在额定运转范围内是额定电流有效值的50％以下，而与此不同，失步时所发生的q轴电流的交流成分平均值Iq_AC_Fil的电平在额定运转范围内是额定电流有效值的250％以上。因此，考虑负载转矩的变动或者直流电压变动的影响，采用把额定电流有效值的200％作为失步检测电平等的方法。

另外，以下说明失步电平设定时的另一个例子。作为同步电动机的负载的例子，对压缩机，特别是单转子型压缩机那样在一次旋转过程中负载变动很大的设备，由负载变动的影响引起的转矩波动在q轴电流Iq中所发生的交流成分Iq_AC也稍增大，但是失步时的Iq_AC并没有增大，与通常相比较，可以较大地设立失步检电平。

在本发明实施形态1示出的失步检测方法中，由于通过换流装置与直流无电刷电机的组合，流入到低速时的直流电机中的电流小，因此具有在低速运转时难以进行失步检测的条件。这样的情况能够通过在刚刚起动后加速到恒定动作转数进行检测。这时，至检测的期间持续失步状态，但是作为时间是数秒钟，另外由于流过的电流比额定运转时小，因此对于换流装置或者同步电动机几乎不带来不良影响。

另外，在把直流无电刷电机加减速时，有时在d-q坐标系电流值Id、Iq中产生交流成分，有可能引起失步检测的误检测。这样的情况通过在加减速过程中不进行失步检测处理，而在加减速过程以外进行检测，从而能够进行失步检测。

这里，在图4或者图6所示的用于失步检测的流程图中，在STP5从d-q坐标系电流检测出交流成分时，通过使用带通滤波器或者FFT(高速付利叶变换)等仅检测特定频率成分的装置，能够提高失步检测精度。作为特定成分的一个例子，可以举出换流装置输出的电压频率的2倍频率。这是由于例如如果是4极的电机则在失步时的d-q坐标系电流中大量地包含换流装置输出的电压的旋转频率的2倍频率成分。在决定特定频率成分时，作为一例，有根据电机的极数等决定的方法。

作为实施形态1中的失步检测方法，说明了使用q轴电流值的方法，而使用d轴电流值或者d轴电流值指令值与d轴电流的误差，q轴电流指令值与q轴电流的误差也能够进行同样的失步检测。这里，所谓d轴电流指令值以及q轴电流指令值是在驱动控制同步电动机时，用于适当地控制同步电动机的指令值，是根据同步电动机的运转条件决定的值。

使用d轴电流指令值与d轴电流的误差，q轴电流指令值与q轴电流的误差进行失步检测时，求使用把从相电流运算装置10求出的三相的电流值变换为d-q坐标系的电流值的作为d-q坐标变换装置的3相2相变换装置11得到的d-q坐标电流与d-q坐标电流指令值的误差，检测所得到的d-q轴电流误差的交流成分，把检测出d-q轴电流误差交流成分中的至少某一个与任意设定的失步电平信号相比较，检测失步。

在失步检测中使用q轴电流值时，q轴电流与在同步电动机中流过的电流的转矩成分相当。因此在q轴电流中产生较大交流成分的情况是电动机的输出转矩变动大的情况，与动作异常情况相当。这里，即使在恒定动作时，由于负载转矩的变动而在q轴电流中发生交流成分，但是与在失步时所发生的交流成分相比较很小。如上述那样，由于q轴电流的变化与电动机的动作将关联，因此很容易区别正常时和失步时。因此在失步检测中使用q轴电流的装置容易进行失步电平的设定。

另外，在失步检测中使用d轴电流时，由于d轴电流与q轴电流相同在失步时产生交流成分，因此能够与q轴电流相同地进行失步检测。

另外，在使用d轴电流和q轴电流两种电流的情况下，由于根据多个信息检测失步因此将提高失步检测精度。把d轴电流值和q轴电流值用坐标变换或者运算式，变换为d轴电流或者q轴电流以外的至少一个检测量进行使用也相同。

另外，d轴电流以及q轴电流一般把电动机转子的磁极方向定义为d轴，把从d轴沿着旋转方向超前90度相位定义为q轴。但是，在以无位置传感器驱动同步电动机时，由于难以正确检测出d-q轴，因此作为控制上的坐标系，有时也把与d轴相当的轴定义为δ轴，把与q轴相当的轴定义为γ轴，在δ-γ轴坐标系中当然也能够用同样的结构实现。

在上述的实施形态中，在把d-q轴电流交流成分平均化时，通过获取d-q轴电流的交流成分的绝对值，把其绝对值滤波，求出d-q轴电流的交流成分平均值，而也可以求d-q轴电流交流成分的有效值，作为d-q轴电流的交流成分平均值。

实施形态2

图7、8示出实施形态2，图7示出换流装置的结构，图8是失步检测处理的流程。图7中，1是直流电源单元，2是换流装置，3是多个开关元件，3a是U相上侧开关元件，3b是V相上侧开关元件，3c是W相上侧开关元件，3d是U相下侧开关元件，3e是V相下侧开关元件，3f是W相下侧开关元件。4是与多个开关元件3并联连接的多个续流二极管，5是由多个开关元件3以及多个续流二极管4构成的换流器主电路，6是直流无电刷电机。

7a是检测流入到直流无电刷电机6的电流中的一相电流的电流检测装置，7b是检测与电流检测装置7a不同的相电流的电流检测装置，8是根据由电流检测装置7a、7b检测出的电流值通·断控制换流器主电路5内的开关元件3的换流器控制装置。

9是发生用于根据在换流器控制装置8内求出的输出电压指令值通·断控制开关元件3的PWM信号的PWM信号发生装置，10是从用电流检测装置7a、7b检测出的二相部分的电流值求三相电流值的相电流运算装置，11是把由相电流运算装置10求出的三相电流值变换为d-q坐标系的电流值的作为d-q坐标变换装置的3相2相变换装置，12是根据由3相2相变换装置11求出的d-q坐标系电流值求用于驱动直流无电刷电机的d-q坐标系的输出电压指令值的电压指令值运算装置，13是根据由电压指令值运算装置12求出的d-q坐标系的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算装置，14是检测直流电源1的直流电压的直流电压检测装置。

17是把从电压矢量运算装置13得到的输出电压矢量Vx*的大小|Vx*|与失步检测电平V_Error_Level进行比较的输出电压异常检测装置，18是根据从电压异常检测装置17得到的比较结果检测失步的失步检测装置。

使用图7说明如上构成的换流装置的动作。图中，换流装置2用电流检测装置7a、7b检测流入到直流无电刷电机6的相电流中的二相部分的电流。换流控制装置8为了驱动直流无电刷电机6，使用检测出的二相部分的电流，例如U相电流Iu以及V相电流Iv，通过运算求换流器主电路5输出的电压值以及电压相位等输出电压指令值，输出用于通·断控制换流器主电路5内的开关元件3的PWM信号。

在换流控制装置8中，通过以下所述的动作输出PWM信号。根据由电流检测装置7a、7b检测出的相电流Iu、Iv，在相电流运算装置10中求三相部分的相电流Iu、Iv、Iw，由3相2相变换装置11把三相部分的相电流Iu、Iv、Iw变换为d-q坐标系的电流Id、Iq。电压指令值运算装置12从d-q坐标系的电流Id、Iq通过运算求d-q坐标系中的输出电压指令值Vd*、Vq*，输出电压矢量运算装置13从d-q坐标系的输出电压指令值Vd*、Vq*通过运算求输出电压矢量Vx*。PWM信号发生装置9从由直流电压检测装置14得到的直流电压Vdc和输出电压矢量Vx*，求用于通·断控制开关元件3的PWM信号并进行输出。

根据PWM信号发生装置9输出的PWM信号，换流器主电路5内的开关元件3进行通·断动作。根据开关元件3的通·断动作，从换流器主电路5向直流无电刷电机6供给电力，驱动直流无电刷电机。

从输出电压矢量运算装置13得到的输出电压矢量Vx*在输出电压异常检测装置17中求出矢量的大小|Vx*|以后，与失步电平V_Error_Level进行比较，在失步电平V_Error_Level下降时作为失步。另一方面，如果超过了失步电平V_Error_Level则正常地进行同步运转。

在失步检测装置18中，当输出电压异常检测装置处理的结果，|Vx*|下降到失步电平V_Error_Level时，作为失步，向PWM信号发生装置9输出异常停止信号。PWM信号发生装置9接收到异常停止信号时，输出使换流器主电路5内的开关元件3全部断开的信号，停止开关元件的动作。另外，与此同时还停止换流控制装置的动作。通过这样的动作能够进行失步检测。

使用图8，说明作为实施形态2的失步检测装置的一例。图8是示出失步检测处理的流程的流程图。图8中，STP1是失步检测开始处理，STP13是输出电压矢量检测处理，STP14是输出电压矢量的大小检测处理，STP15是失步电平比较处理，STP7是PWM停止处理、STP8是异常结束处理，STP9是正常结束处理。

在STP1中开始失步检测处理，在STP13的输出矢量检测处理中检测从输出电压矢量运算装置13得到输出电压矢量Vx*，在STP14的输出矢量的大小检测处理中求在13中检测出的输出电压矢量的大小|Vx*|。在STP15的失步电平比处理中把输出电压矢量的大小|Vx*|与失步电平V_Error_Level进行比较，在|Vx*|＜V_Error_Level时作为失步，进入到STP7。另一方面，在|Vx*|＞V_Error_Level时作为正常地进行同步运转进入到STP9。

在STP7的PWM停止处理中当在STP6判断为失步时，把PWM信号发生装置9输出的PWM信号全部置为停止状态，进而停止换流控制装置的动作。在STP8的异常结束处理中作为失步异常结束失步检测。在STP9的正常结束处理中作为正在进行正常动作，结束失步检测处理。

在驱动直流无电刷电机时，在为了持续同步运转而降低所必需的输出电压时，不能够持续同步运转引起失步。因此能够根据该现象检测失步。该检测在实施形态2所示的动作中能够实现。这里，由于根据运转条件输出电压矢量的大小|Vx*|不同，因此根据运转条件设定失步电平V_Error_Level。

如以上那样，通过检测正常同步运转时和失步时所产生的输出电压矢量|Vx*|的差，检测直流无电刷电机的失步，因此与以往的根据过电流现象进行的失步检测相比较能够更高精度地进行失步检测。

另外，由于在换流控制装置8内使用在输出电压指令值的运算中使用的变量，因此不需要感应电压推断装置等装置，从而能够简化失步检测处理。

这里，作为本发明实施形态1以及实施形态2同步电动机的例子举出了直流无电刷电机，而即使是永久磁铁型同步电动机或者同步磁阻电机，开关磁阻电机等当然也可以得到同样的效果。

作为搭载了本发明的同步电动机的失步检测装置的装置的一个例子，举出了冰箱或者空调机的压缩机驱动装置。通过搭载到压缩机驱动装置中，能够改善在持续失步时所产生的压缩机噪声，由于压缩机的振动引起的制冷剂管的损伤，在电动机的转子中使用的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流装置的半导体元件的破坏等问题。由此，能够实现可靠性高的冰箱或者空调机。

作为搭载了本发明的同步电动机的失步检测装置的装置的一个例子，举出了冰箱或者空调机的风扇驱动装置。通过搭载到风扇驱动装置中，能够改善在持续失步时所产生的风扇电机噪声，风扇的振动，在电动机的转子中使用的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流装置的半导体元件的破坏等问题。由此，能够实现可靠性高的冰箱或者空调机。

本发明的同步电动机的失步检测装置，通过具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从d-q坐标变换装置得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；把从电流交流成分检测装置得到的上述d-q轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置，能够以简化的结构，高精度地检测失步。另外，能够防止持续失步状态所产生的转子内的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流器主电路元件的破坏。另外，还能够防止持续失步状态所产生的同步电动机的噪声或者振动。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置，通过具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从d-q坐标变换装置得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；求从电流交流成分检测装置得到的d-q轴电流交流成分的有效值或者绝对值的平均值，把d-q轴电流交流成分平均化的交流成分平均装置；把从交流成分平均装置得到的d-q轴电流交流成分的平均值的至少一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置，能够以简化的结构，高精度地检测失步。另外，由于在检测所使用的值中使用平均化的值，因此能够防止由于同步电动机的负载转矩变动或者电压变动引起的失步误检测。另外，能够防止持续失步状态所产生的转子内的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流器主电路元件的破坏。另外，还能够防止持续失步状态所产生的同步电动机的噪声或者振动。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置，通过具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从d-q坐标变换装置得到的d-q坐标电流与d-q坐标电流指令值的误差的电流误差运算装置；检测从电流误差运算装置得到的d-q轴电流误差的交流成分的电流误差交流成分检测装置；把从电流误差交流成分检测装置得到的d-q轴电流误差交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置，能够以简化的结构，高精度地检测失步。另外，能够防止持续失步状态所产生的转子内的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流器主电路元件的破坏。另外，还能够防止持续失步状态所产生的同步电动机的噪声或者振动。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置通过在从d-q坐标系电流检测交流成分时，仅检测特定的频率成分，能够提高失步检测精度。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置通过把特定的频率成分取为换流装置输出的电压频率的2倍频率，能够提高失步检测精度。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置通过在检测d-q轴电流误差的交流成分时，仅检测特定的频率成分，能够提高失步检测精度。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置通过与q轴电流交流成分的平均值相比较的失步检测电平取为同步电动机的额定电流的200％左右，能够不受负载转矩或者直流电压变动的影响，可靠地检测失步。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置在低速时难以进行失步检测的情况下，通过在刚刚起动后就加速到恒定动作转数进行失步的检测，能够进行失步的检测。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置在加减速同步电动机时，在能够引起失步检测的误检测的情况下，通过在加减速过程以外进行失步检测处理，能够进行失步的检测。

另外，本发明的同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，通过具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；根据从电流检测装置得到的电流信号求加入到同步电动机中的输出电压指令值的输出电压指令值运算装置；根据从输出电压指令运算装置得到的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算装置；把从输出电压矢量运算装置得到的输出电压矢量的大小与失步检测电平相比较的输出电压异常检测装置；根据从输出电压异常检测装置得到的比较结果检测失步的失步检测装置，能够以简化的结构，高精度地检测失步。另外，能够防止持续失步状态所产生的转子内的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流器主电路元件的破坏。另外，还能够防止持续失步状态所产生的同步电动机的噪声或者振动。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，通过具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；把从电流检测步骤得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换步骤；求从d-q坐标变换步骤得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测步骤；把从电流交流成分检测步骤得到的上述d-q轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测步骤，能够以简化的结构，高精度地检测失步。另外，能够防止持续失步状态所产生的转子内的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流器主电路元件的破坏。另外，还能够防止持续失步状态所产生的同步电动机的噪声或者振动。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，通过具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；把从电流检测步骤得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换步骤；求从d-q坐标变换步骤得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测步骤；求从电流交流成分检测步骤得到的d-q轴电流交流成分的有效值或者绝对值的平均值，把d-q轴电流交流成分平均化的交流成分平均步骤；把从交流成分平均步骤得到的d-q轴电流交流成分的平均值的至少一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测步骤，能够以简化的结构，高精度地检测失步。另外，由于在检测所使用的值中使用平均化的值，因此能够防止由于同步电动机的负载转矩变动或者电压变动引起的失步误检测。另外，能够防止持续失步状态所产生的转子内的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流器主电路元件的破坏。另外，还能够防止持续失步状态所产生的同步电动机的噪声或者振动。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，通过具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；把从电流检测步骤得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换步骤；求从d-q坐标变换步骤得到的d-q坐标电流与d-q坐标电流指令值的误差的电流误差运算步骤；检测从电流误差运算步骤得到的d-q轴电流误差的交流成分的电流误差交流成分检测步骤；把从电流误差交流成分检测步骤得到的d-q轴电流误差交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测步骤，能够以简化的结构，高精度地检测失步。另外，能够防止持续失步状态所产生的转子内的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流器主电路元件的破坏。另外，还能够防止持续失步状态所产生的同步电动机的噪声或者振动。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法通过在从d-q坐标系电流检测交流成分时，仅检测特定的频率成分，能够提高失步检测精度。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法通过把特定的频率成分取为换流装置输出的电压频率的2倍频率，能够提高失步检测精度。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法通过在检测d-q轴电流误差的交流成分时，仅检测特定的频率成分，能够提高失步检测精度。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法通过与q轴电流交流成分的平均值相比较的失步检测电平取为同步电动机的额定电流的200％左右，能够不受负载转矩或者直流电压变动的影响，可靠地检测失步。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法在低速时难以进行失步检测的情况下，通过在刚刚起动后就加速到恒定动作转数进行失步的检测，能够进行失步的检测，能够进行失步的检测。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法在加减速同步电动机时，在能够引起失步检测的误检测的情况下，通过在加减速过程以外进行失步检测处理，能够进行失步的检测。

另外，本发明的同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，通过具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；根据从电流检测步骤得到的电流信号求加入到同步电动机中的输出电压指令值的输出电压指令值运算步骤；根据从输出电压指令运算步骤得到的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算步骤；把从输出电压矢量运算步骤得到的输出电压矢量的大小与失步检测电平相比较的输出电压异常检测步骤；根据从输出电压异常检测步骤得到的比较结果检测失步的失步检测步骤，能够以简化的结构，高精度地检测失步。另外，能够防止持续失步状态所产生的转子内的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流器主电路元件的破坏。另外，还能够防止持续失步状态所产生的同步电动机的噪声或者振动。

本发明的密封型压缩机的驱动装置通过搭载了方案1～10的任一项中所述的同步电动机的失步检测装置，能够改善在持续失步时所产生的压缩机噪声，压缩机的振动引起的制冷管的损伤，在电动机的转子中使用的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流装置的半导体元件的破坏等问题。由此，能够实现可靠性高的冰箱或者空调机。

本发明的风扇电机的驱动装置通过搭载了方案1～10的任一项中所述的同步电动机的失步检测装置，能够改善在持续失步时所产生的风扇电机噪声，风扇的振动，在电动机的转子中使用的磁铁的去磁或者由于电流增加引起的换流装置的半导体元件的破坏等问题。由此，能够实现可靠性高的冰箱或者空调机。

Claims (22)

1.一种同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：

检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测装置；

把从上述电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；

求从上述d-q坐标变换装置得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；

把从上述电流交流成分检测装置得到的上述d-q轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。

2.一种同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：

检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测装置；

把从上述电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；

求从上述d-q坐标变换装置得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；

求从上述电流交流成分检测装置得到的d-q轴电流交流成分的有效值或者绝对值的平均值，把d-q轴电流交流成分平均化的交流成分平均装置；

把从上述交流成分平均装置得到的d-q轴电流交流成分的平均值的至少一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。

3.一种同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：

检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测装置；

把从上述电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；

求从上述d-q坐标变换装置得到的d-q坐标电流与d-q坐标电流指令值的误差的电流误差运算装置；

检测从上述电流误差运算装置得到的d-q轴电流误差的交流成分的电流误差交流成分检测装置；

把从上述电流误差交流成分检测装置得到的d-q轴电流误差交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。

4.根据权利要求1或2所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：

在从上述d-q坐标系电流检测交流成分时，仅检测特定的频率成分。

5.根据权利要求4所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：

把上述特定的频率成分取为上述换流装置输出的电压频率的2倍频率。

6.根据权利要求3所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：

在检测上述d-q轴电流误差的交流成分时，仅检测特定的频率成分。

7.根据权利要求2所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：

与上述q轴电流交流成分的平均值相比较的失步检测电平取为同步电动机的额定电流的200％左右。

8.根据权利要求1～3的任一项所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：

在低速时难以进行失步检测的情况下，在刚刚起动后就加速到恒定动作转数进行失步的检测。

9.根据权利要求1～3的任一项所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：

在加减速同步电动机时，在能够引起失步检测的误检测的情况下，在加减速过程以外进行失步检测处理。

10.一种同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：

检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测装置；

根据从上述电流检测装置得到的电流信号求加入到上述同步电动机中的输出电压指令值的输出电压指令值运算装置；

根据从上述输出电压指令运算装置得到的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算装置；

把从上述输出电压矢量运算装置得到的输出电压矢量的大小与失步检测电平相比较的输出电压异常检测装置；

根据从上述输出电压异常检测装置得到的比较结果检测失步的失步检测装置。

11.一种同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：

检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；

把从上述电流检测步骤得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换步骤；

求从上述d-q坐标变换步骤得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测步骤；

把从上述电流交流成分检测步骤得到的上述d-q轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测步骤。

12.一种同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：

检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；

把从上述电流检测步骤得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换步骤；

求从上述d-q坐标变换步骤得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测步骤；

求从上述电流交流成分检测步骤得到的d-q轴电流交流成分的有效值或者绝对值的平均值，把d-q轴电流交流成分平均化的交流成分平均步骤；

把从上述交流成分平均步骤得到的d-q轴电流交流成分的平均值的至少一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测步骤。

13.一种同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：

检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；

把从上述电流检测步骤得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换步骤；

求从上述d-q坐标变换步骤得到的d-q坐标电流与d-q坐标电流指令值的误差的电流误差运算步骤；

检测从上述电流误差运算步骤得到的d-q轴电流误差的交流成分的电流误差交流成分检测步骤；

把从上述电流误差交流成分检测步骤得到的d-q轴电流误差交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测步骤。

14.根据权利要求11或12所述的同步电动机的失步检测方法，特征在于：

在从上述d-q坐标系电流检测交流成分时，仅检测特定的频率成分。

15.根据权利要求14所述的同步电动机的失步检测方法，特征在于：

把上述特定的频率成分取为上述换流装置输出的电压频率的2倍频率。

16.根据权利要求13所述的同步电动机的失步检测方法，特征在于：

在检测上述d-q轴电流误差的交流成分时，仅检测特定的频率成分。

17.根据权利要求12所述的同步电动机的失步检测方法，特征在于：

与上述q轴电流交流成分的平均值相比较的失步检测电平取为同步电动机的额定电流的200％左右。

18.根据权利要求11～13的任一项所述的同步电动机的失步检测方法，特征在于：

在低速时难以进行失步检测的情况下，在刚刚起动后就加速到恒定动作转数进行失步的检测。

19.根据权利要求11～13的任一项所述的同步电动机的失步检测方法，特征在于：

在加减速同步电动机时，在能够引起失步检测的误检测的情况下，在加减速过程以外进行失步检测处理。

20.一种同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：

检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测步骤；

根据从上述电流检测步骤得到的电流信号求加入到上述同步电动机中的输出电压指令值的输出电压指令值运算步骤；

根据从上述输出电压指令运算步骤得到的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算步骤；

把从上述输出电压矢量运算步骤得到的输出电压矢量的大小与失步检测电平相比较的输出电压异常检测步骤；

根据从上述输出电压异常检测步骤得到的比较结果检测失步的失步检测步骤。

21.一种密封型压缩机的驱动装置，特征在于：

搭载了权利要求1～10的任一项中所述的同步电动机的失步检测装置。

22.一种风扇电机的驱动装置，特征在于：

搭载了权利要求1～10的任一项中所述的同步电动机的失步检测装置。

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