本發(fā)明涉及具備開關(guān)元件的電動機驅(qū)動裝置和空調(diào)機。

背景技術(shù)：

已知有使用開關(guān)元件通過pwm(pulsewidthmodulation，脈沖寬度調(diào)制)控制來驅(qū)動電動機的技術(shù)。在專利文獻1中公開了pwm控制的一個示例。

在將開關(guān)元件以芯片安裝的情況下，如果芯片面積增大則成品率變差。如果芯片面積減小則能夠提高從晶片取出時的成品率，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低價化。

專利文獻1：日本特許第4675902號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在將開關(guān)元件以芯片安裝的情況下，如果芯片面積減小則能夠?qū)崿F(xiàn)低價化。然而，如果芯片面積減小則電流容量降低。因此，在使用開關(guān)元件的電動機驅(qū)動裝置中，存在難以同時實現(xiàn)低價化及大電流化的問題。

本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其目的在于獲得一種能夠同時實現(xiàn)低價化及大電流化的電動機驅(qū)動裝置。

為了解決上述問題，實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種電動機驅(qū)動裝置，其用于驅(qū)動電動機，上述電動機驅(qū)動裝置具備：逆變器模塊，其數(shù)量與電動機的相數(shù)相同；以及控制部，其生成用于對上述逆變器模塊進行pwm驅(qū)動的pwm信號，上述逆變器模塊具備多個由兩個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成的開關(guān)元件對，多個上述開關(guān)元件對并聯(lián)連接。

本發(fā)明涉及的電動機驅(qū)動裝置起到能夠同時實現(xiàn)低價化及大電流化的效果。

附圖說明

圖1是表示實施方式1涉及的電動機驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示例的圖。

圖2是表示實施方式1的脈沖寬度增減后的用于驅(qū)動開關(guān)元件的pwm信號的一個示例的圖。

圖3是表示實施方式1的調(diào)整三個開關(guān)元件的脈沖寬度的情況下脈沖寬度增減后的用于驅(qū)動開關(guān)元件的pwm信號的一個示例的圖。

圖4是表示實施方式2的電流測量部的配置示例的圖。

圖5是表示實施方式3的電流測量部的配置示例的圖。

圖6是表示實施方式4的散熱部的配置示例的圖。

圖7是表示實施方式4的空調(diào)機的結(jié)構(gòu)示例的圖。

符號說明

1交流電源

2整流器

3電抗器

4電容器

5、6、7逆變器模塊

5a、5b、5c、5d、5e、5f開關(guān)元件

8電機

9控制部

10a、10b電流測量部

11電壓檢測部

21至38電流測量部

39、39a、39b驅(qū)動控制部

60散熱部

61基板

62至64突起部

81壓縮機

82四通閥

83室外熱交換器

84膨脹閥

85室內(nèi)熱交換器

86制冷劑配管

87壓縮機構(gòu)

100電動機驅(qū)動裝置

101逆變器部

具體實施方式

下面，基于附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式涉及的電動機驅(qū)動裝置和空調(diào)機。另外，本發(fā)明不限于下述實施方式。

實施方式1

圖1是表示本發(fā)明的實施方式1涉及的電動機驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示例的圖。如圖1所示，本實施方式的電動機驅(qū)動裝置100具備：將從交流電源1輸入的交流電流整流成直流電流的整流器2、電抗器3、電容器4、用于檢測電容器4的兩端電壓的電壓檢測部11、將直流電流轉(zhuǎn)換成三相交流電流來驅(qū)動作為三相電機的電機8即電動機的逆變器部101、生成用于控制逆變器部101的pwm信號的控制部9、電流測量部21至38、以及驅(qū)動控制部39。在逆變器部101與電機8之間設(shè)置有用于測量電機電流的電流測量部10a、10b。

本實施方式的電動機驅(qū)動裝置100能夠在空調(diào)機、制冷機、洗滌烘干機、冷藏柜、除濕器、熱泵式熱水器、陳列柜、吸塵器、風扇電機、換氣扇、烘手器、電磁感應(yīng)加熱烹調(diào)器等設(shè)備中用作驅(qū)動電機的裝置。

逆變器部101具備對應(yīng)于u相的逆變器模塊5、對應(yīng)于v相的逆變器模塊6、以及對應(yīng)于w相的逆變器模塊7。逆變器模塊5、6、7分別具備開關(guān)元件5a、5b、5c、5d、5e、5f。開關(guān)元件5a、5c、5e構(gòu)成上臂，開關(guān)元件5b、5d、5f構(gòu)成下臂。在本實施方式中，在開關(guān)元件5a、5b、5c、5d、5e、5f各自的電流容量較小的情況下，也通過如圖1所示那樣在每相使開關(guān)元件并聯(lián)而能夠?qū)崿F(xiàn)大電流容量。逆變器模塊6、7的結(jié)構(gòu)與逆變器模塊5相同。另外，為了簡化，圖1中省略了逆變器模塊6、7內(nèi)的符號。

電流測量部21、22、23測量逆變器模塊5的下臂的開關(guān)元件5b、5d、5f中流過的電流，電流測量部24、25、26測量逆變器模塊6的下臂的開關(guān)元件5b、5d、5f中流過的電流，電流測量部27、28、29測量逆變器模塊7的下臂的開關(guān)元件5b、5d、5f中流過的電流。電流測量部30、31、32測量逆變器模塊5的上臂的開關(guān)元件5a、5c、5e中流過的電流，電流測量部33、34、35測量逆變器模塊6的上臂的開關(guān)元件5a、5c、5e中流過的電流，電流測量部36、37、38測量逆變器模塊7的上臂的開關(guān)元件5a、5c、5e中流過的電流。

控制部9基于由電壓檢測部11檢測出的電壓和由電流測量部10a、10b測量出的電機電流來控制逆變器部101。具體而言，生成用于控制每相且每個臂的開關(guān)元件的導(dǎo)通、斷開狀態(tài)的pwm信號up、vp、wp、un、vn、wn并輸出到逆變器部101。up、vp、wp是用于控制u、v、w相的上臂的開關(guān)元件的導(dǎo)通、斷開狀態(tài)的pwm信號，un、vn、wn是用于控制u、v、w相的下臂的開關(guān)元件的導(dǎo)通、斷開狀態(tài)的pwm信號。pwm信號是取表示導(dǎo)通即閉合的high(高)和表示斷開即打開的low(低)中的某一值的脈沖狀信號。將脈沖即導(dǎo)通持續(xù)的期間的寬度稱為脈沖寬度。由于同一相的同一臂由三個開關(guān)元件構(gòu)成，所以控制部9基于三個開關(guān)元件導(dǎo)通時流過的電流來決定脈沖寬度。即，將三個開關(guān)元件視為電流容量較大的一個開關(guān)元件來生成pwm信號。

驅(qū)動控制部39針對每相即各逆變器模塊5、6、7，基于由控制部9生成的pwm信號，生成用于對開關(guān)元件5a、5b、5c、5d、5e、5f進行pwm驅(qū)動的pwm信號。具體而言，驅(qū)動控制部39將up、un分別復(fù)制成三個，并將復(fù)制的信號輸出到對應(yīng)于u相的逆變器模塊5。此外，驅(qū)動控制部39將vp、vn分別復(fù)制成三個，并將復(fù)制的信號輸出到對應(yīng)于u相的逆變器模塊6。驅(qū)動控制部39將wp、wn分別復(fù)制成三個，并將復(fù)制的信號輸出到對應(yīng)于w相的逆變器模塊7。此外，在抑制逆變器模塊5、6、7內(nèi)的電流不平衡的情況下，驅(qū)動控制部39對復(fù)制的信號進行后述的脈沖寬度的調(diào)整，并將脈沖寬度調(diào)整后的信號輸出到逆變器模塊5、6、7。

作為開關(guān)元件可以使用任意元件，其能夠使用gan(氮化鎵)、sic(siliconcarbide：碳化硅)、金剛石等寬禁帶半導(dǎo)體。通過使用寬禁帶半導(dǎo)體，耐電壓性提高，允許電流密度也增大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)模塊的小型化。寬禁帶半導(dǎo)體的耐熱性也較高，因此也能夠?qū)崿F(xiàn)散熱部的散熱片的小型化。

這里，作為比較例對通常的驅(qū)動三相電機的逆變器進行說明。通常，在使用逆變器驅(qū)動三相電機的情況下，逆變器在每相都具備由串聯(lián)連接的上臂的一個開關(guān)元件和下臂的一個開關(guān)元件構(gòu)成的開關(guān)元件對。因此，比較例的逆變器在三相中具備合計三對即六個開關(guān)元件。另一方面，在將開關(guān)元件以芯片安裝的情況下，如果芯片面積增大則成品率變差。如果芯片面積減小則能夠提高從晶片取出時的成品率。特別是，在使用sic作為開關(guān)元件的情況下，由于晶片價格較高，所以為了實現(xiàn)低價化而優(yōu)選減小芯片面積。在如用于家庭用空調(diào)機時那樣電流容量可以較小的情況下，使用由芯片面積較小的六個開關(guān)元件來控制三相的逆變器模塊，由此能夠?qū)崿F(xiàn)低價化。

然而，如果芯片面積減小則電流容量減小。因此，在比較例的逆變器模塊即由六個開關(guān)元件驅(qū)動三相電機的逆變器模塊中，難以同時實現(xiàn)低價化及大電流化。與此相對，在本實施方式中，通過并聯(lián)使用電流容量較小的開關(guān)元件，能夠同時實現(xiàn)低價化及大電流化。此外，如圖1所示，比較例中示出的由六個開關(guān)元件構(gòu)成的三相用的一個逆變器模塊、以及本實施方式的由六個開關(guān)元件構(gòu)成的逆變器模塊5、6、7中的基本部分能夠通用化。因此，作為逆變器模塊5、6、7，能夠直接使用由六個開關(guān)元件構(gòu)成的三相用的一個逆變器模塊或者通過對其進行簡單的變更來使用。換言之，能夠?qū)⑷嘤玫囊粋€逆變器模塊和圖1所示的逆變器模塊5、6、7以相同或類似的模塊來制造。因此，能夠廉價地制造大電流容量用的逆變器模塊5、6、7。舉例來說，在家庭用空調(diào)機中能夠使用由六個開關(guān)元件構(gòu)成的三相用的一個模塊，在商業(yè)用空調(diào)機中能夠使用如圖1所示那樣具備三個模塊的逆變器部101。以下，為了區(qū)分于本實施方式的逆變器部101，將如比較例那樣每相使用一對開關(guān)元件的逆變器稱為單一對逆變器，將三相的開關(guān)元件即三對開關(guān)元件作為一個模塊安裝而構(gòu)成的模塊稱為單一逆變器模塊。

如圖1所示，逆變器模塊5具備三對開關(guān)元件。在單一對逆變器中，同一相的上臂的開關(guān)元件為一個，同一相的下臂的開關(guān)元件為一個。與此相對，在本實施方式中，同一相的上臂的開關(guān)元件為三個，同一相的下臂的開關(guān)元件為三個。因此，設(shè)安裝的開關(guān)元件的電流容量為am，則由三個開關(guān)元件并聯(lián)連接而構(gòu)成的逆變器模塊的電流容量理論上是3×am。

另外，在圖1中示出了驅(qū)動控制部39具有基于由控制部9生成的pwm信號來生成用于對開關(guān)元件5a、5b、5c、5d、5e、5f進行pwm驅(qū)動的獨立pwm信號的功能的示例，但也可以是控制部9具有生成獨立pwm信號的功能。此外，也可以在逆變器模塊5、6、7的內(nèi)部設(shè)置具有生成獨立pwm信號的功能的驅(qū)動控制部。另外，在逆變器模塊5、6、7的內(nèi)部設(shè)置具有生成獨立pwm信號的功能的驅(qū)動控制部來進行用于抑制電流不平衡的脈沖寬度調(diào)整的情況下，將由電流測量部21至38測量出的電流值輸入到對應(yīng)的逆變器模塊5、6、7，或者在對應(yīng)的逆變器模塊5、6、7的內(nèi)部設(shè)置電流測量部21至38。在逆變器模塊5、6、7的內(nèi)部設(shè)置驅(qū)動控制部時，能夠削減基板面積。

在本實施方式中，同一相的同一臂的三個開關(guān)元件實施與單一逆變器模塊的一個開關(guān)元件相同的動作。即，同一相的同一臂的三個開關(guān)元件實施相同的動作。因此，同一相的同一臂的三個開關(guān)元件中流過的電流大致相同。然而，實際上由于溫度等條件的差異，即使同一相的同一臂的三個開關(guān)元件進行相同的動作，三個開關(guān)元件中流過的電流也會產(chǎn)生差異。即，在同一相的同一臂的三個開關(guān)元件中產(chǎn)生電流不平衡。

特別是，在使用如由sic形成的開關(guān)元件那樣具有當電流流過而溫度上升時導(dǎo)通電阻下降而導(dǎo)致電流更容易流過的特性即負溫度特性的開關(guān)元件的情況下，如果產(chǎn)生電流不平衡，則流過較多電流的元件的溫度上升而導(dǎo)致流過更多的電流。除了由sic形成的開關(guān)元件以外，在使用由si形成的igbt(insulatedgatebipolartransistor，絕緣柵雙極型晶體管)等具有負溫度特性的開關(guān)元件的情況下也同樣如此。在產(chǎn)生電流不平衡的情況下為了避免各開關(guān)元件超過電流容量，還需要將逆變器模塊整體的電流容量設(shè)定為從上述理想的3×am減去余量(margin)所得的值。然而，為了增大逆變器模塊的電流容量，優(yōu)選上述余量的值較小。因此，在本實施方式中，為了抑制電流不平衡，測量開關(guān)元件的電流，并基于電流控制脈沖寬度。另外，在使用不具有負溫度特性的開關(guān)元件的情況下，也可以進行本實施方式中的基于開關(guān)元件的電流的對脈沖寬度的控制。

接著，作為脈沖寬度的調(diào)整示例，對u相下臂的開關(guān)元件5b、5d、5f的脈沖寬度的調(diào)整進行說明。驅(qū)動控制部39基于流過開關(guān)元件5b、5d、5f的電流值即電流測量部21、22、23的檢測結(jié)果，減小電流值較大的開關(guān)元件的pwm信號的脈沖寬度，擴大電流值較小的開關(guān)元件的pwm信號的脈沖寬度。脈沖寬度的具體的調(diào)整方法只要是減小電流值較大的開關(guān)元件的pwm信號的脈沖寬度而擴大電流值較小的開關(guān)元件的pwm信號的脈沖寬度的方法，就可以按任意步驟進行，以下列舉兩個示例。

第一示例是對電流測量部21、22、23的檢測結(jié)果即流過開關(guān)元件5b、5d、5f的電流值中電流值最大的開關(guān)元件和最小的開關(guān)元件的脈沖寬度進行調(diào)整的方法。驅(qū)動控制部39求取電流測量部21、22、23的檢測結(jié)果中最大電流值與最小電流值的電流差δi。另外，電流差δi是電流值之差的絕對值。然后，驅(qū)動控制部39求取與所求出的電流差δi的1/2相當?shù)拿}沖寬度的增減量pα。驅(qū)動控制部39可以預(yù)先保存有脈沖寬度與電流的關(guān)系，使用該關(guān)系求取與電流差δi的1/2相當?shù)拿}沖寬度的增減量pα，也可以將δi和脈沖寬度的增減量以表的形式保存，參照表來求取脈沖寬度的增減量。驅(qū)動控制部39復(fù)制從控制部9輸出的pwm信號un而生成三個pwm信號，使用脈沖寬度的增減量pα來使三個pwm信號的脈沖寬度增減。

圖2是表示脈沖寬度增減后的用于驅(qū)動開關(guān)元件5b、5d、5f的pwm信號的一個示例的圖。設(shè)脈沖寬度增減前的用于驅(qū)動開關(guān)元件5b、5d、5f的pwm信號即從控制部9輸出的pwm信號的脈沖寬度為p0。在圖2的示例中，開關(guān)元件5b、5d、5f中的開關(guān)元件5b的電流值最大，開關(guān)元件5d的電流值次大，開關(guān)元件5f的電流值最小。即，電流測量部21、22、23的檢測結(jié)果中，電流測量部21的檢測結(jié)果最大，電流測量部22的檢測結(jié)果次大，電流測量部23的檢測結(jié)果最小。驅(qū)動控制部39求取電流測量部21的檢測結(jié)果與電流測量部23的檢測結(jié)果的電流差δi。然后，驅(qū)動控制部39求取與電流差δi對應(yīng)的脈沖寬度的增減量pα，使開關(guān)元件5f的脈沖寬度擴大增減量pα，使開關(guān)元件5b的脈沖寬度減小增減量pα。

第二示例是減小開關(guān)元件5b、5d、5f的電流中電流值最大的開關(guān)元件的pwm信號的脈沖寬度而擴大剩余的兩個開關(guān)元件的pwm信號的脈沖寬度的方法。即，是調(diào)整三個開關(guān)元件的脈沖寬度的方法。首先，與第一示例同樣地，驅(qū)動控制部39求取電流測量部21、22、23的檢測結(jié)果中的最大電流值與最小電流值的電流差δi。然后，驅(qū)動控制部39求取與電流差δi對應(yīng)的脈沖寬度的增減量pα。驅(qū)動控制部39使電流值最高的開關(guān)元件的pwm信號的脈沖寬度減小pα。然后，驅(qū)動控制部39針對電流值最大的開關(guān)元件以外的兩個開關(guān)元件擴大pwm信號的脈沖寬度。此時，如果設(shè)使電流值第二大的開關(guān)元件的脈沖寬度擴大的量為pβ1，使電流值最小的開關(guān)元件的脈沖寬度擴大的量為pβ2，則驅(qū)動控制部39以使pα＝pβ1+pβ2的方式?jīng)Q定pβ1和pβ2。pβ1與pβ2的比率可以任意地決定，作為一個示例，能夠基于與電流值最大的開關(guān)元件的電流值之差的比來決定。

圖3是表示在調(diào)整三個開關(guān)元件的脈沖寬度的情況下脈沖寬度增減后的用于驅(qū)動開關(guān)元件5b、5d、5f的pwm信號的一個示例的圖。在圖3中示出了與圖2的示例同樣的、開關(guān)元件5b、5d、5f中的開關(guān)元件5b的電流值最大、開關(guān)元件5d的電流值次大、開關(guān)元件5f的電流值最小的示例。驅(qū)動控制部39求取電流測量部21、22、23的檢測結(jié)果中的最大電流值與最小電流值的電流差δi，并求取與電流差δi對應(yīng)的脈沖寬度的增減量pα。此外，以使pα＝pβ1+pβ2的方式?jīng)Q定pβ1和pβ2。這里，如果用電流值之差的比決定pβ1與pβ2之比，則設(shè)開關(guān)元件5d與開關(guān)元件5b的電流值之差的絕對值為δi1，開關(guān)元件5f與開關(guān)元件5d的電流值之差的絕對值為δi2時，能夠基于下述式(1)、式(2)決定pβ1、pβ2。

pβ1：pβ2＝δi1：δi2即pβ1＝pα×δi1/δi…(1)

pα＝pβ1+pβ2…(2)

驅(qū)動控制部39使開關(guān)元件5b的脈沖寬度減小增減量pα，使開關(guān)元件5d的脈沖寬度擴大增減量pβ1，使開關(guān)元件5f的脈沖寬度擴大增減量pβ2。

以上說明的脈沖寬度的增減方法僅是示例，在上述示例以外，也可以使用下述等方法：不使用電流值之差，而使用流過開關(guān)元件的電流值本身，在流過開關(guān)元件的電流值為閾值以上的情況下，使該開關(guān)元件的脈沖寬度減小固定值，使其他的開關(guān)元件的脈沖寬度減小固定值。

驅(qū)動控制部39每隔固定時間實施如上所述的脈沖寬度的調(diào)整。該固定時間可以是載波周期，也可以比載波周期長。例如可以實施下述控制：每隔1分種進行10秒鐘的脈沖寬度的調(diào)整，剩余的50秒鐘不進行脈沖寬度的調(diào)整也就是使從控制部9輸出的pwm信號保持狀態(tài)不變。此外，為了簡化處理，也可以在δi小于閾值的情況下不進行調(diào)整，在δi超過閾值時進行下述調(diào)整：使電流最大的開關(guān)元件的脈沖寬度擴大固定值，使電流最小的開關(guān)元件的脈沖寬度減小固定值。

另外，在圖1的示例中，由逆變器模塊5的外部的驅(qū)動控制部39進行脈沖寬度的調(diào)整即脈沖寬度的增減，但是也可以在逆變器模塊5的內(nèi)部進行脈沖寬度的調(diào)整。在這種情況下，向逆變器模塊5輸入表示電流測量部21、22、23的檢測結(jié)果的信號。在這種情況下，也可以不輸入電流測量部21、22、23的檢測結(jié)果本身，而是基于電流測量部21、22、23的檢測結(jié)果，向外部輸出表示開關(guān)元件5b、5d、5f中的電流值最大的開關(guān)元件的信號或表示電流值最大的開關(guān)元件及電流值之差δi的信號。作為一個示例，可以將表示電流值最大的開關(guān)元件的信號的值作如下設(shè)定：在電流值最大的開關(guān)元件是開關(guān)元件5b時為4.5v，在電流值最大的開關(guān)元件是開關(guān)元件5d時為2.5v，在電流值最大的開關(guān)元件是開關(guān)元件5f時為0.5v。此外，在進一步用該信號表示電流值之差的情況下，可以將0.5v與2.5v之間、2.5v與4.5v之間、4.5v以上分成多個階段，用與0.5v、2.5v、4.5v的電壓差來表示電流值之差。

如上述那樣，上臂的開關(guān)元件5a、5c、5e的脈沖寬度的調(diào)整方法也與下臂的開關(guān)元件5b、5d、5f的脈沖寬度的調(diào)整方法相同。此外，v相、w相的脈沖寬度的調(diào)整方法與u相的脈沖寬度的調(diào)整方法相同。

此外，在圖1的示例中，驅(qū)動控制部39進行了pwm信號的復(fù)制和脈沖寬度的調(diào)整，但是也可以由控制部9將pwm信號up、vp、wp、un、vn、wn分別復(fù)制成三個pwm信號，并對pwm信號的脈沖寬度進行調(diào)整。此外，在圖1的示例中，驅(qū)動控制部39進行三相的pwm信號的復(fù)制和脈沖寬度的調(diào)整，但是也可以每相都具備驅(qū)動控制部，由各驅(qū)動控制部進行各自對應(yīng)的相的pwm信號的復(fù)制和脈沖寬度的調(diào)整。

此外，在由電流測量部21至38檢測出的電流中的至少一個超過容許值的情況下，可以停止電動機驅(qū)動裝置的動作。由于能夠基于響應(yīng)速度較快的電流檢測使動作停止，所以在異常時能夠迅速地停止，防止元件的破損。還能夠防止因此而產(chǎn)生的冒煙和起火。此外，在由電流測量部21至38檢測出的電流中的至少一個超過容許值的情況下，也可以僅使對應(yīng)的相的逆變器模塊的動作停止，而使剩余的相繼續(xù)進行運轉(zhuǎn)。由此，不會使設(shè)備的動作停止，不會使用戶感覺不便，又能夠確保設(shè)備的安全性。

如上所述，本實施方式的電動機驅(qū)動裝置中，在每相都具備將多個由上下臂上的各一個開關(guān)元件構(gòu)成的對并聯(lián)連接而成的逆變器模塊。因此，能夠抑制價格且實現(xiàn)大電流化。此外，通過測量開關(guān)元件中流過的電流來抑制電流的不平衡。由此，在決定逆變器模塊的電流容量時，可以不考慮電流不平衡的量，而能夠有效地利用各開關(guān)元件的電流容量。

另外，在圖1的示例中，示出了一相的逆變器模塊由三對開關(guān)元件構(gòu)成的示例，但是不限于圖1的示例，只要是由多對開關(guān)元件構(gòu)成一相的逆變器模塊即可。作為一個示例，也可以使用由兩對四個開關(guān)元件構(gòu)成的一個逆變器模塊作為一相的逆變器模塊。在這種情況下，使該逆變器模塊能夠與兩相用的由四個開關(guān)元件構(gòu)成的低電流容量的逆變器模塊通用。此外，在圖1的結(jié)構(gòu)示例中示出了電機8為三相電機的示例，但是不限于三相電機，通過使用相當于相的數(shù)量的逆變器模塊，能夠與圖1的示例同樣實現(xiàn)低價化及大電流化。

此外，在圖1的結(jié)構(gòu)示例中示出了每相使用一個逆變器模塊的示例，但是也可以每相具備多個逆變器模塊。作為一個示例，也可以在每相將兩個逆變器模塊并聯(lián)連接地使用，共計使用相數(shù)×2個逆變器模塊。此外，在圖1中示出了將來自交流電源1的交流電流通過整流器2進行整流的結(jié)構(gòu)示例，但是不限于圖1的結(jié)構(gòu)示例，只要向逆變器模塊5、6、7輸入直流電流即可，也可以采用從直流電源向逆變器模塊5、6、7輸入直流電流的結(jié)構(gòu)。

實施方式2

接著，對本發(fā)明的實施方式2涉及的電動機驅(qū)動裝置進行說明。在實施方式1中，對每個開關(guān)元件都具備測量電流的電流測量部的示例進行了說明，但是在本實施方式中，對每個臂都具備電流測量部的示例進行說明。

圖4是表示本實施方式的電流測量部40的配置示例的圖。電流測量部40在對應(yīng)于u相的逆變器模塊5的下臂的開關(guān)元件5b、5d、5f的連接線的合流點測量電流。省略了圖示，但在逆變器模塊5的上臂側(cè)也具備在上臂的開關(guān)元件5a、5c、5e的連接線的合流點測量電流的電流測量部。逆變器模塊6、7也與逆變器模塊5同樣地具備：在下臂的開關(guān)元件5b、5d、5f的連接線的合流點測量電流的電流測量部、以及在上臂的開關(guān)元件5a、5c、5e的連接線的合流點測量電流的電流測量部。即，各相的每個臂都具備電流測量部。

本實施方式的電動機驅(qū)動裝置每個臂都具備電流測量部，來替代實施方式1的電動機驅(qū)動裝置的電流測量部21至38，且具備驅(qū)動控制部39a來替代驅(qū)動控制部39，除此以外與實施方式1的電動機驅(qū)動裝置相同。

在開關(guān)元件5b、5d、5f全都為電流流過的狀態(tài)即導(dǎo)通的情況下，圖4所示的電流測量部40能夠檢測流過開關(guān)元件5b、5d、5f的電流之和。另一方面，在開關(guān)元件5b、5d、5f全都為電流流過的狀態(tài)下，電流測量部40無法單獨檢測分別流過開關(guān)元件5b、5d、5f的電流。

因此，在本實施方式中，在電機8不進行通常運轉(zhuǎn)的期間內(nèi)，改變開關(guān)元件5b、5d、5f的開閉組合使電流流過，由此求取開關(guān)元件5b、5d、5f的元件特性即導(dǎo)通電阻的偏差。具體而言，驅(qū)動控制部39a進行使開關(guān)元件5b導(dǎo)通并且使開關(guān)元件5d、5f斷開的控制。在這種狀態(tài)下，驅(qū)動控制部39a獲取并存儲由電流測量部40檢測出的電流值即流過開關(guān)元件5b的電流值。此外，驅(qū)動控制部39a同樣使開關(guān)元件5d導(dǎo)通并且使開關(guān)元件5b、5f斷開，獲取并存儲流過開關(guān)元件5d的電流值，使開關(guān)元件5f導(dǎo)通并且使開關(guān)元件5b、5d斷開，獲取并存儲流過開關(guān)元件5f的電流。驅(qū)動控制部39a通過上述的電流檢測能夠求取開關(guān)元件5b、5d、5f的導(dǎo)通電阻的比率即開關(guān)元件5b、5d、5f的特性的偏差。驅(qū)動控制部39a計算并存儲開關(guān)元件5b、5d、5f的導(dǎo)通電阻的比率r5b：r5d：r5f。

同樣，驅(qū)動控制部39a針對上臂的開關(guān)元件5a、5c、5e，也改變開關(guān)元件5a、5c、5e的開閉組合使電流流過，由此計算并存儲開關(guān)元件5a、5c、5e的導(dǎo)通電阻的比率r5a：r5c：r5e。對于逆變器模塊6、7，也同樣能夠針對每個臂求取開關(guān)元件的導(dǎo)通電阻的比率。

然后，在使電機8進行通常運轉(zhuǎn)的期間內(nèi)，逆變器模塊5的驅(qū)動控制部39a基于由上臂的電流測量部檢測出的電流和所保存的導(dǎo)通電阻的比率r5a：r5c：r5e，計算分別流過開關(guān)元件5a、5c、5e的電流即分流。然后，逆變器模塊5的驅(qū)動控制部39a將從控制部9輸入的pwm信號up復(fù)制成三個，并基于計算出的開關(guān)元件5a、5c、5e中流過的電流來調(diào)整三個信號的脈沖寬度，將脈沖寬度調(diào)整后的pwm信號輸出到對應(yīng)的開關(guān)元件?；诜謩e流過開關(guān)元件5a、5c、5e的電流進行的脈沖寬度的調(diào)整方法與實施方式1相同。

逆變器模塊5的驅(qū)動控制部39a同樣基于由下臂的電流測量部40檢測出的電流和所保存的導(dǎo)通電阻的比率r5b：r5d：r5f，計算分別流過開關(guān)元件5b、5d、5f的電流即分流。然后，逆變器模塊5的驅(qū)動控制部39a將從控制部9輸入的pwm信號un復(fù)制成三個，并基于計算出的開關(guān)元件5b、5d、5f中流過的電流來調(diào)整三個信號的脈沖寬度，將脈沖寬度調(diào)整后的pwm信號輸出到對應(yīng)的開關(guān)元件?；诜謩e流過開關(guān)元件5b、5d、5f的電流進行的脈沖寬度的調(diào)整方法與實施方式1相同。

逆變器模塊6、7與逆變器模塊5同樣地，對v相、w相的每個臂進行從控制部9輸入的pwm信號的復(fù)制、以及與電流對應(yīng)的脈沖寬度的調(diào)整。

另外，在上述示例中，在電機8不進行通常運轉(zhuǎn)的期間內(nèi)改變開關(guān)元件的開閉組合使電流流過來計算導(dǎo)通電阻的比率，但是不限于此，也可以預(yù)先測量導(dǎo)通電阻的比率，將導(dǎo)通電阻的比率以表的形式保存。

此外，也可以在逆變器模塊內(nèi)或逆變器模塊外測量與各開關(guān)元件的溫度等同的溫度，基于溫度的測量結(jié)果來求取每個開關(guān)元件的導(dǎo)通電阻的比率。

此外，在上述示例中，對于上臂和下臂雙方每個臂都具備電流測量部，但是也可以如下述那樣組合實施方式1和本實施方式：對于上臂每個臂都具備電流測量部，對于下臂如實施方式1所述那樣每個開關(guān)元件都具備電流測量部，或者對于下臂每個臂都具備電流測量部，對于上臂如實施方式1所述那樣每個開關(guān)元件都具備電流測量部。

此外，可以如實施方式1所述那樣將驅(qū)動控制部39a分割成每相的功能而設(shè)置在逆變器模塊內(nèi)，也可以使驅(qū)動控制部39a與控制部9一體化。

此外，在本實施方式中列舉了計算導(dǎo)通電阻比率的示例，但是也可以根據(jù)作為產(chǎn)生電流不平衡的其他原因的開關(guān)定時的差異來調(diào)整脈沖。在例如元件的閾值電壓有偏差的情況下，開關(guān)定時產(chǎn)生差異，因此在導(dǎo)通時電流向閾值電壓較低而先導(dǎo)通的元件集中，并且在斷開時電流向閾值電壓較高而最后斷開的元件集中。通過測量從驅(qū)動信號的上升開始經(jīng)過規(guī)定時間后的電流值，能夠判斷開關(guān)定時的差異，并基于該判斷調(diào)整脈沖，由此能夠獲得與計算導(dǎo)通電阻比率的示例相同的效果。

如上所述，在本實施方式中，各逆變器模塊的每個臂都具備電流測量部，基于對每個臂測量出的電流、以及同一臂內(nèi)的開關(guān)元件間的導(dǎo)通電阻的比率，來調(diào)整輸出到開關(guān)元件的pwm信號的脈沖寬度。因此，能夠與實施方式1同樣地抑制電流的不平衡，能夠比實施方式1減少電流測量部的數(shù)量，從而能夠?qū)崿F(xiàn)低成本及小型化。

實施方式3

接著，對本發(fā)明的實施方式3涉及的電動機驅(qū)動裝置進行說明。在實施方式2中對每個臂都具備用于測量電流的電流測量部的示例進行了說明，但是在本實施方式中，對電動機驅(qū)動裝置具備一個電流測量部的示例進行說明。

圖5是表示本實施方式的電流測量部41的配置示例的圖。電流測量部41測量負側(cè)的直流母線的電流。在圖5中，在負側(cè)的直流母線上設(shè)置有電流測量部41，但是也可以在正側(cè)的直流母線上設(shè)置電流測量部來代替該電流測量部41。

本實施方式的電動機驅(qū)動裝置具備電流測量部41來替代實施方式2的電動機驅(qū)動裝置的對于每個臂的電流測量部，具備驅(qū)動控制部39b來替代驅(qū)動控制部39a，除此以外與實施方式2的電動機驅(qū)動裝置相同。另外，也可以使驅(qū)動控制部39b與控制部9一體化。

在本實施方式中，在電機8不進行通常運轉(zhuǎn)的期間內(nèi)，改變逆變器模塊5、6、7的開關(guān)元件的開閉組合使電流流過，由此求取各逆變器模塊5、6、7的各開關(guān)元件的元件特性即導(dǎo)通電阻的偏差。具體而言，在測量u相即逆變器模塊5的上臂的每個開關(guān)元件的導(dǎo)通電阻的偏差時，驅(qū)動控制部39b進行使逆變器模塊6、7的開關(guān)元件斷開并且使逆變器模塊5內(nèi)下臂的開關(guān)元件斷開的控制。在這種狀態(tài)下，通過改變逆變器模塊5的上臂的開關(guān)元件的開閉組合，能夠與實施方式2同樣地求取逆變器模塊5的上臂的開關(guān)元件的導(dǎo)通電阻的比率。同樣地，能夠求取逆變器模塊5的下臂的開關(guān)元件的導(dǎo)通電阻的比率。同樣地，也能夠針對逆變器模塊6、7求取上臂和下臂的開關(guān)元件的導(dǎo)通電阻的比率。驅(qū)動控制部39b與實施方式2同樣保存導(dǎo)通電阻的比率。

然后，在使電機8進行通常運轉(zhuǎn)的期間內(nèi)，驅(qū)動控制部39b基于由電流測量部41檢測出的電流、以及所存儲的導(dǎo)通電阻的比率，計算分別流過開關(guān)元件5a、5c、5e的電流即分流。驅(qū)動控制部39b復(fù)制從控制部9輸入的pwm信號，并調(diào)整復(fù)制的pwm信號的脈沖寬度，將調(diào)整后的pwm信號輸出到開關(guān)元件。另外，在電機8的通常運轉(zhuǎn)時，存在一相的一個臂的開關(guān)元件導(dǎo)通的期間，因此驅(qū)動控制部39b每相且每個臂地測量導(dǎo)通期間的電流，由此能夠測量每個臂的電流。因此，驅(qū)動控制部39b基于由電流測量部41檢測出的每個臂的電流，能夠與實施方式2同樣地調(diào)整脈沖寬度。

另外，在上述示例中，在電機8不進行通常運轉(zhuǎn)的期間內(nèi)，改變開關(guān)元件的開閉組合使電流流過，由此計算導(dǎo)通電阻的比率，但是不限于此，也可以預(yù)先測量導(dǎo)通電阻的比率，將導(dǎo)通電阻的比率以表的形式保存。

如上所述，在本實施方式中，電動機驅(qū)動裝置具備一個電流測量部，基于由電流測量部測量出的電流、以及同一臂的開關(guān)元件間的導(dǎo)通電阻的比率，來調(diào)整輸出到開關(guān)元件的pwm信號的脈沖寬度。因此，能夠與實施方式1同樣地抑制電流的不平衡，能夠比實施方式1減少電流測量部的數(shù)量，從而能夠?qū)崿F(xiàn)低成本及小型化。

實施方式4

接著，對本發(fā)明的實施方式4涉及的電動機驅(qū)動裝置進行說明。本實施方式的電動機驅(qū)動裝置具備實施方式1、2或3中所述的三個逆變器模塊5、6、7。

在本實施方式中，對具備實施方式1、2或3所述的逆變器模塊5、6、7的情況下的模塊配置示例及散熱方法進行說明。在單一逆變器模塊中可使三相在一個模塊，但是在實施方式1或?qū)嵤┓绞?中逆變器模塊的數(shù)量是三個，因此散熱片數(shù)量比使用一個模塊時增加。

圖6是表示具有散熱片的散熱部60的配置示例的圖。圖6示出了逆變器模塊5、6、7安裝在基板61上的狀態(tài)。另外，圖6示出了通過通孔進行安裝的示例，但也可以是表面安裝。在三個逆變器模塊之間架設(shè)散熱部60時，如果每個逆變器模塊的高度存在差異，則其與散熱部60之間產(chǎn)生間隙，散熱效率降低。因此，如圖6所示，以能夠吸收高度差的方式設(shè)置突起部62、63、64。或者，也可以通過在逆變器模塊5、6、7與基板61之間設(shè)置用于使高度一致的輔助部件，而使三個逆變器模塊的高度一致。在設(shè)置輔助部件的情況下，可以在每個模塊配置一個輔助部件，將三個輔助部件以串接形式連接也沒有任何問題。然而，為了不干擾安裝在基板61上的其他部件，更優(yōu)選在比散熱片的高度稍低的高度上將逆變器模塊5、6、7與散熱部60連接。另外，使高度一致的方法不限于上述示例，也可以采用設(shè)置按壓部來使高度一致的方法。

此外，如圖6所示，優(yōu)選配置成：散熱片的長度方向與逆變器模塊的排列方向正交，并且空氣、水等冷卻介質(zhì)的流路方向與逆變器模塊的排列方向正交。由此，能夠減少溫度不均，降低使脈沖寬度增減的量，能夠使可流過逆變器模塊的電流量進一步增大到接近極限。此外，能夠減少逆變器模塊間的溫度差。此外，在空氣、水等冷卻介質(zhì)的流路方向與逆變器模塊的排列方向平行的情況下，也可以通過使散熱片的間距在流路的上游側(cè)增大而在流路的下游側(cè)減小，來減少溫度不均。

此外，如實施方式1、2或3中所述那樣，在每相都使用一個逆變器模塊時，并聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠在模塊內(nèi)部實施，即使并聯(lián)，配線的電感也不會增大，能夠抑制噪聲，并且能夠抑制電壓浪涌。

另外，在圖6中，示出了在基板61上沿著與逆變器模塊5、6、7的端子排列的方向正交的方向排列逆變器模塊5、6、7的示例，但是也可以使逆變器模塊5、6、7的朝向相對于圖6的示例旋轉(zhuǎn)90度，以使三個逆變器模塊5、6、7的端子排成一列的方式安裝。

實施方式5

圖7是表示本發(fā)明的實施方式5的空調(diào)機的結(jié)構(gòu)示例的圖。本實施方式的空調(diào)機具備實施方式1、2或3中所述的電動機驅(qū)動裝置。在圖7中示出了具備實施方式1的電動機驅(qū)動裝置100的示例，但是也可以具備實施方式2、3或4的電動機驅(qū)動裝置來替代實施方式1的電動機驅(qū)動裝置100。本實施方式的空調(diào)機具備將內(nèi)置有實施方式1的電機8的壓縮機81、四通閥82、室外熱交換器83、膨脹閥84、室內(nèi)熱交換器85通過制冷劑配管86安裝而構(gòu)成的制冷循環(huán)，由此構(gòu)成分體式空調(diào)機。

在壓縮機81內(nèi)部設(shè)置有對制冷劑進行壓縮的壓縮機構(gòu)87和使壓縮機構(gòu)87動作的電機8，構(gòu)成通過使制冷劑從壓縮機81起在熱交換器83和室內(nèi)熱交換器85之間循環(huán)來進行制冷制熱等的制冷循環(huán)。另外，圖7所示的結(jié)構(gòu)不限于空調(diào)機，也能夠適用于冷藏柜、冷凍柜等具備制冷循環(huán)的設(shè)備。

在本實施方式的空調(diào)機中具備實施方式1至4中所述的電動機驅(qū)動裝置，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低價格且大電流化。

此外，由于各相都具有多對開關(guān)元件，所以即使開關(guān)元件發(fā)生故障也能夠使用其他開關(guān)元件繼續(xù)進行運轉(zhuǎn)。在開關(guān)元件發(fā)生故障的情況下，能夠以比通常低的能力繼續(xù)運轉(zhuǎn)并進行向用戶發(fā)出警告等動作。

以上的實施方式所示的結(jié)構(gòu)僅表示本發(fā)明的內(nèi)容的一個示例，也能夠與其他公知技術(shù)組合，還能夠在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)省略、變更結(jié)構(gòu)的一部分。