具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式的马达驱动装置以及空调机进行说明。此外，本发明不限于以下所示的实施方式。另外，以下不区分电连接与机械连接而简称为“连接”来说明。

实施方式1.

图1为示出实施方式1的马达驱动装置及其外围电路的结构例的图。实施方式1的马达驱动装置为用1台逆变器驱动多台马达的马达驱动装置。图1中的两台马达41、42为多台马达的示例。

如图1所示，实施方式1的马达驱动装置具备由6个开关元件4a构成的逆变器4和作为用于对逆变器4供给直流电压的直流电源而工作的平滑部3。平滑部3的一例为电容器。逆变器4并联连接于平滑部3的输出侧。在逆变器4中，6个开关元件4a被桥接，构成逆变器4的主电路。

开关元件4a的一例为图示的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor：IGBT)，但也可以使用其它开关元件。开关元件4a的其它例子为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：MOSFET)。在平滑部3的输入侧并联连接有整流器2。整流器2具有桥接的4个二极管。对整流器2供给来自交流电源1的交流电力。来自交流电源1的交流电力在由整流器2整流后被平滑部3平滑，平滑后的直流电力被供给至逆变器4。

此外，虽然在图1中交流电源1及整流器2被记载为单相，但也可以为三相。另外，作为平滑部3的电容器，通常使用电容量大的铝电解电容器，但也可以使用寿命长的薄膜电容器。另外，也可以使用电容量小的电容器。如果使用电容量小的电容器，则能够抑制流过交流电源1的电流的谐波电流。进而，为了抑制谐波电流或改善功率因数，可以在交流电源1与平滑部3之间的电气布线插入电抗器。

逆变器4具备3相、即3个由上支路(arm)的开关元件和下支路的开关元件按照该顺序串联连接而成的分支(leg)。3个分支构成U相分支、V相分支及W相分支。U相分支、V相分支及W相分支并联连接于作为被供给直流电力的直流母线的P线与N线之间。

从上支路的开关元件与下支路的开关元件的连接端引出电力线7。电力线7被分支点(branch point)8分成两路，分别连接于作为第一马达的马达41及作为第二马达的马达42。马达41、42的例子为三相永磁体同步马达。

由平滑部3平滑后的直流电力在被供给至逆变器4之后，被逆变器4变换为任意的三相交流电力。变换后的三相交流电力被供给至马达41和马达42。

此外，图1为逆变器4中的各分支仅具有开关元件的结构，但不限于该结构。为了抑制由开关元件的开关动作产生的浪涌电压，可以设为在开关元件的两端反并联连接有回流二极管的结构。另外，在开关元件为MOSFET的情况下，可以使用MOSFET的寄生二极管作为回流二极管。进而，在开关元件为MOSFET的情况下，通过在回流的定时使MOSFET为接通状态，能够仅用开关元件来实现回流的功能。另外，构成开关元件的材料不仅可以使用硅(Si)，还可以使用作为宽带隙半导体的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga₂O₃)、金刚石等。如果用宽带隙半导体类的材料来形成开关元件，则能够实现低损耗及高速开关。

接下来，对逆变器4的控制所需的传感器类进行说明。在图1中，电流检测部51为检测流过马达41的三相的马达电流的电流传感器，电流检测部52为检测流过马达42的三相的马达电流的电流传感器。另外，输入电压检测部6为检测作为直流母线的P线与N线之间的电压即直流母线电压V_dc的母线电压传感器。

控制装置10基于由电流检测部51检测出的马达电流i_{u_m}、i_{v_m}、i_{w_m}、由电流检测部52检测出的马达电流i_{u_sl}、i_{v_sl}、i_{w_sl}以及由输入电压检测部6检测出的直流母线电压V_dc进行马达控制运算，生成对逆变器4的各开关元件的驱动信号。

此外，电流检测部51、52的一例为电流互感器，但不限于此。可以采用不使用电流互感器而根据电阻的两端电压来检测马达电流的方法。另外，作为电流检测部51、52中的任意一方，可以采用在逆变器4的下支路的开关元件与3个下支路的开关元件的连接点之间设置电流检测用的电阻的结构，或者在3个下支路的开关元件的连接点和电容器所连接的与负侧的直流母线即N线的连接点之间设置电流检测用的电阻的结构。

另外，虽然在图1中示出具有两台马达的结构，但也可以具有3台以上的马达。此外，毋庸赘言，对3台以上的马达分别设置有检测马达电流的电流传感器。

另外，虽然在图1中将逆变器的数量设为1台，但也可以具备多台逆变器。多台逆变器各自将直流母线即P线和N线作为共用母线，且为连接于作为共用母线的P线与N线之间的结构。

图2为示出实现图1的控制装置10的功能的硬件结构的一例的框图。另外，图3为示出实现图1的控制装置10的功能的硬件结构的其它例子的框图。

在实现下述的由控制装置10进行的马达控制的功能的情况下，如图2所示，能够设为包括进行运算的处理器300、保存由处理器300读取的程序的存储器302以及进行信号的输入输出的接口304的结构。

处理器300可以为如运算装置、微处理器、微型计算机、CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)或DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)这样的运算单元。另外，作为存储器302，能够例示RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(注册商标)(Electrically EPROM，电可擦除可编程只读存储器)这样的非易失性或易失性的半导体存储器。

具体而言，在存储器302中保存有执行控制装置10中的马达控制的功能的程序。处理器300经由接口304收发需要的信息，处理器300执行保存于存储器302的程序，处理器300参照保存于存储器302的表格，从而能够执行下述的马达控制。由处理器300得到的运算结果能够存储于存储器302。

另外，图2所示的处理器300及存储器302可以如图3所示被替换为处理电路305。处理电路305对应于单个电路、复合电路、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或将它们组合而成的结构。对处理电路305输入信息以及从处理电路305输出信息能够经由接口304来进行。

接下来，关于作为本发明的要点之一的由控制装置10执行的马达控制，参照图1、图4及图5来说明。图4为示出构建于图1的控制装置10的控制系统的结构例的框图。图5为用于说明图4所示的PWM信号生成部20的工作的图。

控制装置10具备坐标变换部(在图4中记载为“uvw/dq”)11、12、第一马达速度推定部13、第二马达速度推定部14、积分器15、16、第一马达控制部17、脉动补偿控制部18、坐标变换部(在图4中记载为“dq/uvw”)19、PWM信号生成部20和失步控制部30。失步控制部30具备失步检测部22和第二马达控制部24。第一马达控制部17具备电流指令值运算部17a，失步检测部22具备电流方向判定部221，第二马达控制部24具备电流控制器241。

失步检测部22检测作为多台马达的示例的马达41、42中的至少1台是否失步。在此，“至少1台失步”是指设想产生了以下现象(1)～(3)中的至少一个的情况。

(1)逆变器输出频率与马达41的运行频率不一致

(2)逆变器输出频率与马达42的运行频率不一致

(3)马达41的运行频率与马达42的运行频率不一致

在马达为3台以上的情况下，当至少1台马达的运行频率与逆变器输出频率不一致时或至少1台马达的运行频率与另外1台马达的运行频率不一致时，相当于上述所说的“至少1台失步”。

上述所说的“逆变器输出频率”为逆变器4对马达41、42施加的电压的频率。逆变器输出频率相当于将在后说明的马达速度指令值ω_m ^*。马达速度指令值可以改称为“转速指令值”或“转速指令”。另外，上述所说的“运行频率”相当于马达旋转频率。此外，对比较对象是否不一致的检测能够基于比较对象的各频率的差分信息或比较对象彼此之比的信息来进行，但在本实施方式中使用与这些不同的方法。详情将在后说明。

在至少1台马达失步的情况下，第二马达控制部24实施切换逆变器4的通电状态而使马达停止的控制。关于通电状态的切换，在实施方式1中，以切换对PWM信号生成部20输入的电压指令值来进行控制的方法作为一例来说明。

接下来，对构成控制装置10的各部分的工作进行说明。首先，对坐标变换部11输入电流检测部51检测出的作为静止三相坐标系的电流值的马达电流i_{u_m}、i_{v_m}、i_{w_m}。坐标变换部11使用将在后说明的马达相位推定值θ_{m_e}，将马达电流i_{u_m}、i_{v_m}、i_{w_m}变换为马达dq轴电流i_{d_m}、i_{q_m}。在此，马达dq轴电流i_{d_m}、i_{q_m}为马达41中的旋转二相坐标系的电流值。由坐标变换部11变换而得到的马达dq轴电流i_{d_m}、i_{q_m}被输入至第一马达速度推定部13以及第一马达控制部17。

另外，对坐标变换部12输入电流检测部52检测出的作为静止三相坐标系的电流值的马达电流i_{u_sl}、i_{v_sl}、i_{w_sl}。坐标变换部12将马达电流i_{u_sl}、i_{v_sl}、i_{w_sl}变换为马达dq轴电流i_{d_sl}、i_{q_sl}。在此，马达dq轴电流i_{d_sl}、i_{q_sl}为马达42中的旋转二相坐标系的电流值。由坐标变换部12变换而得到的马达dq轴电流i_{d_sl}、i_{q_sl}被输入至第二马达速度推定部14以及脉动补偿控制部18。

第一马达速度推定部13基于马达dq轴电流i_{d_m}、i_{q_m}推定马达速度推定值ω_{m_e}。积分器15通过对马达速度推定值ω_{m_e}进行积分来计算马达相位推定值θ_{m_e}。为了电流值的坐标变换、电压指令值的坐标变换以及将在后说明的脉动补偿控制，计算出的马达相位推定值θ_{m_e}被输入至坐标变换部11、脉动补偿控制部18以及坐标变换部19。

另外，第二马达速度推定部14基于马达dq轴电流i_{d_sl}、i_{q_sl}推定马达速度推定值ω_{sl_e}。积分器16通过对马达速度推定值ω_{sl_e}进行积分来计算马达相位推定值θ_{sl_e}。为了电流值的坐标变换以及将在后说明的脉动补偿控制，计算出的马达相位推定值θ_{sl_e}被输入至坐标变换部12以及脉动补偿控制部18。

此外，马达速度推定值及马达相位推定值的计算方法是公知的，省略在此的详细说明。各推定值的计算方法的详情被记载于例如日本特许第4672236号公报，请参照该记载内容。该记载内容被并入本说明书而构成本说明书的一部分。另外，各推定值的计算方法不限于该公报的记载内容，只要是可以得到马达速度及马达相位的推定值的方法，则可以使用任意方法。另外，运算中使用的信息只要是可以得到马达速度及马达相位的推定值的信息，则可以为任意信息，可以省略在此示出的信息，或者可以使用该信息以外的信息。

在没有脉动补偿控制部18的情况下，第一马达控制部17基于马达dq轴电流i_{d_m}、i_{q_m}以及马达速度推定值ω_{m_e}计算dq轴电压指令值v_d ^*、v_q ^*。然后，坐标变换部19基于根据马达相位推定值θ_{m_e}和dq轴电压指令值v_d ^*、v_q ^*而得到的电压相位θ_v，将马达41中的旋转二相坐标系下的dq轴电压指令值v_d ^*、v_q ^*变换为静止三相坐标系下的电压指令值v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*。电压相位θ_v为电压指令值在旋转二相坐标系下的相位角。在图5的上部示出了马达相位推定值θ_{m_e}、基于相位控制的相位差θ_f与电压相位θ_v的关系。如图5的上部所示，在电压相位θ_v、马达相位推定值θ_{m_e}与相位差θ_f之间具有θ_v＝θ_{m_e}－θ_f的关系。

PWM信号生成部20基于电压指令值v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*以及直流母线电压V_dc生成用于对逆变器4的开关元件进行PWM控制的PWM信号。在图5的下部示出了PWM信号的例子。UP为用于控制逆变器4的U相的上支路的开关元件的PWM信号，UN为用于控制逆变器4的U相的下支路的开关元件的PWM信号。以下同样地，VP、VN分别为用于控制V相的上支路的开关元件以及V相的下支路的开关元件的PWM信号，WP、WN分别为用于控制W相的上支路的开关元件以及W相的下支路的开关元件的PWM信号。如图5的中部所示，这些PWM信号能够基于三相的电压指令值v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*与载波的大小关系来生成。

在此，仅根据上述的控制内容、即没有脉动补偿控制部18时的控制内容，马达42仅随着以马达41为基准而计算出的电压指令值而被驱动。因此，马达41作为主马达工作，马达42作为从马达工作。此时，在马达41的马达dq轴电流i_{d_m}、i_{q_m}与马达42的马达dq轴电流i_{d_sl}、i_{q_sl}之间，有时根据逆变器4的控制状态而产生被称为轴误差的相位差。通过获知轴误差，能够掌握马达相位推定值θ_{m_e}与马达相位推定值θ_{sl_e}之间的相位的延迟或提前。

在此，在马达41的马达dq轴电流i_{d_m}、i_{q_m}与马达42的马达dq轴电流i_{d_sl}、i_{q_sl}之间产生轴误差的控制状态下，特别是在马达速度的低速区域中，有时作为从马达的马达42的马达电流产生脉动。当产生电流脉动时，有可能马达42失步，由于由过大电流引起的发热而马达42中的损耗增加，或者由于由过大电流引起的电路切断而导致不仅马达42而且马达41也不得不停止的状况。为了消除或抑制该电流脉动，设置有脉动补偿控制部18。

脉动补偿控制部18基于马达41中的马达相位推定值θ_{m_e}、马达42中的马达相位推定值θ_{sl_e}和马达42的马达q轴电流i_{q_sl}生成脉动补偿电流指令值i_sl ^*。通过利用马达41的马达相位推定值θ_{m_e}以及马达42的马达相位推定值θ_{sl_e}的信息，能够获知上述的轴误差。然后，基于该轴误差的信息，生成抑制与马达42的转矩电流相当的马达q轴电流i_{q_sl}的脉动的脉动补偿电流指令值i_sl ^*。

由脉动补偿控制部18生成的脉动补偿电流指令值i_sl ^*被提供给第一马达控制部17。在第一马达控制部17中，电流指令值运算部17a通过用比例积分控制等来控制对马达41的马达速度指令值ω_m ^*与马达41的马达速度推定值ω_{m_e}的偏差，从而运算对马达41的q轴电流指令值i_{q_m} ^*。另外，电流指令值运算部17a基于脉动补偿电流指令值i_sl ^*来运算d轴电流指令值i_{d_m} ^*。关于作为对马达41的励磁电流分量的d轴电流指令值i_{d_m} ^*，能够通过使值变化来控制电流相位。因此，通过使用使d轴电流指令值i_{d_m} ^*可变而生成的电压指令值v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*，能够用强化磁通或弱磁通来使马达41被驱动。利用该特性，通过使脉动补偿电流指令值i_sl ^*反映于d轴电流指令值i_{d_m} ^*，能够抑制电流脉动。

在第一马达控制部17中，能够通过对马达dq轴电流i_{d_m}、i_{q_m}与dq轴电流指令值i_{d_m} ^*、i_{q_m} ^*的偏差进行比例积分控制来运算dq轴电压指令值v_d ^*、v_q ^*。此外，只要能够实现同样的功能，则可以使用任意方法。根据以上工作，能够在实现抑制作为从马达的马达42中可能产生的电流脉动的同时用1台逆变器4驱动马达41及马达42。

接下来，对实施方式1的马达驱动装置的主要部分的工作进行说明。在此，首先对马达失步时的马达的动作进行说明。图6为示出在图1所示的各马达当中作为第二马达的马达42失步时的各马达的动作例的图。在图6中，横轴为时间，上部的波形的纵轴表示马达速度，下部的波形的纵轴表示电流。另外，在上部的各波形中，粗实线示出马达41的速度，粗虚线示出马达42的速度。另外，在下部的各波形中，粗实线示出马达41的U相电流，粗虚线示出马达42的U相电流，单点划线示出从逆变器4输出的U相电流。

在图6中，在时刻t0至时刻t1之间，对马达41、42实施适当的控制。因此，马达41、42中的各马达速度、各马达电流的振幅及各马达电流的频率均稳定。另一方面，在图6中，马达42在时刻t1时失步，马达速度下降。在此，当马达42的马达速度下降时，马达42的感应电压下降。由于马达电流与逆变器4的输出电压与马达感应电压之差分成比例，因此失步的马达42的电流振幅变大。另外，在失步的马达42中，产生马达速度及马达感应电压的相位的变化，因此马达42中的马达电流的方向变化。因此，如果检测失步的马达42中的马达电流的方向的变化，则能够检测马达42的失步。承担该功能的是上述失步检测部22的电流方向判定部221。

接下来，对实施方式1的失步检测部22的工作进行说明。图7为用于说明实施方式1的失步检测部22的工作的流程图。图7中的各步骤的处理由电流方向判定部221来实施。另外，在图7中，针对各马达对三相的各相电流分别实施马达电流的判定。为了实施图7的流程图的处理，对失步检测部22输入由电流检测部51检测出的马达电流i_{u_m}、i_{v_m}、i_{w_m}的各个马达电流和由电流检测部52检测出的马达电流i_{u_sl}、i_{v_sl}、i_{w_sl}的各个马达电流。此外，在判定时，在对至少一相的马达电流判定为“是”的情况下，转移至“是”侧的处理。另外，在对全部马达的全部相的马达电流判定为“否”的情况下，转移至“否”侧的处理。此外，以下为了简化说明设为对一个相的马达电流的说明。

在步骤S101中，比较马达电流的上上次值与上次值，如果上上次值小于上次值(步骤S101为是)，则转移至步骤S102。在步骤S102中，比较马达电流的上次值与本次值，如果上次值为本次值以下(步骤S102为否)，则转移至步骤S103。在步骤S103中，判定为电流方向没有变化，经过时间被递增计数，返回至步骤S101。

另外，在步骤S101中，如果马达电流的上上次值为上次值以上(步骤S101为否)，则转移至步骤S104。在步骤S104中，比较马达电流的上次值与本次值，如果上次值为本次值以上(步骤S104为否)，则转移至步骤S105。在步骤S105中，判定为电流方向没有变化，经过时间被递增计数，返回至步骤S101。

接下来，在步骤S102中，如果马达电流的上次值大于本次值(步骤S102为是)，则转移至步骤S106。另外，在步骤S104中，如果马达电流的上次值小于本次值(步骤S104为是)，则转移至步骤S106。

以上的步骤S101、S102、S104的处理为判定1个马达电流是否有从减少方向向增加方向的变化和从增加方向向减少方向的变化这两者的处理。然后，在两个方向上有变化的情况下判定为电流方向有变化。

在步骤S106中，判定为电流方向有变化。另外，在步骤S106中，基于经过时间计算被判定为电流方向有变化的马达电流的频率f_dir。进而，在步骤S106中，经过时间的计数被清零。

在步骤S107中，比较马达电流的频率f_dir与预先设定的阈值f_i。此外，在判定与阈值f_i的大小关系时，为了防止误判定或者为了防止判定的波动，优选为使阈值f_i具有余量。另外，为了抑制由噪声等导致的误判定，可以利用低通滤波器等对电流检测部51、52的各检测值进行滤波处理。

在步骤S107中，如果马达电流的频率f_dir大于阈值(f_i+余量)(步骤S107为是)，则转移至步骤S108。

另外，在步骤S107中，如果马达电流的频率f_dir为阈值(f_i+余量)以下(步骤S107为否)，则转移至步骤S109。然后，在步骤S109中，如果马达电流的频率f_dir小于阈值(f_i－余量)(步骤S109为是)，则转移至步骤S108，如果马达电流的频率f_dir为阈值(f_i－余量)以上(步骤S109为否)，则转移至步骤S110。

在步骤S108中，实施将在后说明的有失步的处理，结束图7的流程图的处理。此外，如图4所示，有无失步的判定结果Sout1被输入至PWM信号生成部20。另外，在步骤S110中，判定为无失步，结束图7的流程图的处理。

对上述步骤S106的处理进行补充。在马达正常工作的情况下，由于马达电流为正弦波，因此电流方向的变化在正弦波的波峰和波谷处产生。因此，在马达正常工作时，电流方向变化的频率以马达电流频率的2倍而变化。另外，如图6的下部的波形所示，正常工作时的电流方向变化的周期通常大于失步时的电流方向变化的周期。因此，设定马达电流频率的2倍频率作为阈值f_i，并且通过将计算出的马达电流的频率f_dir与阈值f_i相比较，能够判定有无失步。

此外，还设想电流方向变化的频率取决于失步的马达的动作而有时低于马达电流频率的2倍频率的情况。因此，在图7的流程图中追加步骤S109的处理。

另外，在上述步骤S101的判定处理中，将马达电流的上上次值与上次值相等的情况判定为“否”，但也可以判定为“是”。即，可以将马达电流的上上次值与上次值相等的情况判定为“是”或“否”中的任意方。

另外，在上述步骤S102的判定处理中，将马达电流的上次值与本次值相等的情况判定为“否”，但也可以判定为“是”。即，可以将马达电流的上次值与本次值相等的情况判定为“是”或“否”中的任意方。

另外，在上述步骤S104的判定处理中，将马达电流的上次值与本次值相等的情况判定为“否”，但也可以判定为“是”。即，可以将马达电流的上次值与本次值相等的情况判定为“是”或“否”中的任意方。

另外，在上述步骤S107的判定处理中，将马达电流的频率f_dir与阈值(f_i+余量)相等的情况判定为“否”，但也可以判定为“是”。即，可以将马达电流的频率f_dir与阈值(f_i+余量)相等的情况判定为“是”或“否”中的任意方。

另外，在上述步骤S109的判定处理中，将马达电流的频率f_dir与阈值(f_i－余量)相等的情况判定为“否”，但也可以判定为“是”。即，可以将马达电流的频率f_dir与阈值(f_i+余量)相等的情况判定为“是”或“否”中的任意方。

接下来，参照图8及图9对实施方式1的第二马达控制部24的工作进行说明。图8为用于说明实施方式1的第二马达控制部24的工作的流程图。图8所示的流程图的处理示出图7的步骤S108的处理的详情。另外，图9为示出实施了实施方式1的失步时控制时的各马达的动作例的图。此外，在图8中对以U相电流为对象的电流控制进行了记载，对V相电流以及W相电流也同样地实施。

为了实施图8的流程图的处理，对第二马达控制部24输入由电流检测部51检测出的马达电流i_{u_m}、i_{v_m}、i_{w_m}的各个马达电流和由电流检测部52检测出的马达电流i_{u_sl}、i_{v_sl}、i_{w_sl}的各个马达电流。

在图8中，在步骤S201中，计算马达41、42的各U相电流的绝对值。在步骤S202中，比较马达41的U相电流的绝对值与马达42的U相电流的绝对值。如果马达41的U相电流的绝对值大于马达42的U相电流的绝对值(步骤S202为是)，则转移至步骤S203。另一方面，如果马达41的U相电流的绝对值为马达42的U相电流的绝对值以下(步骤S202为否)，则转移至步骤S204。

在步骤S203中，对电流的绝对值大的马达41的U相电流实施电流控制。另外，在步骤S204中，对电流的绝对值大的马达42的U相电流实施电流控制。能够用通常的PI控制来实施此处的电流控制。

当发生失步时，在失步的马达中，马达电流的峰值增大。在马达为例如永磁体同步马达的情况下，当流过峰值大的马达电流时，有可能使马达的永磁体消磁。因此，在失步时，优选的控制是在抑制马达电流的峰值的同时使马达停止。

另外，在图8的流程图中对马达为两台的情况进行了记载，但在马达的台数为3台以上的情况下，只要针对各马达中电流的绝对值最大的马达实施电流控制即可。据此，能够在多个马达中对电流大的状态的马达优先进行电流控制，能够用简易的处理抑制马达电流的峰值。

此外，在上述步骤S202的判定处理中，将马达41的U相电流的绝对值与马达42的U相电流的绝对值相等的情况判定为“否”，但也可以判定为“是”。即，可以将马达41的U相电流的绝对值与马达42的U相电流的绝对值相等的情况判定为“是”或“否”中的任意方。

失步时的电流控制的一例为对马达电流叠加谐波分量。

在图8的步骤S203中，由电流控制器241以对马达41的U相电流叠加谐波分量的方式生成U相电压指令值v_u ^*。此时，在图4中，在从失步检测部22输出的判定结果Sout1为示出有失步的信号的情况下，PWM信号生成部20基于从第二马达控制部24输出的U相电压指令值v_u ^*生成PWM信号。即，在判定结果Sout1为示出有失步的信号的情况下，使用从第二马达控制部24输出的电压指令值v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*代替从坐标变换部19输出的电压指令值v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*来生成PWM信号。

此外，在图8的流程图中，即使在步骤S202的判定结果在UVW的各相中不同的情况下，也独立地实施步骤S202及步骤S203的处理。例如，在马达41的U相电流较大、马达42的V相电流及W相电流较大的情况下，针对各个较大的电流实施此处所说的谐波分量的叠加控制。

此外，关于对马达电流叠加谐波分量，只要将谐波分量叠加于提供给电流控制器241的电流指令值即可，也可以使用其它方法。

图9中示出在模拟失步而使马达42的速度下降时，对电流的绝对值大的马达41的U相电流叠加了谐波分量时的动作。此外，在图9中，横轴为时间，上部的波形的纵轴表示马达速度，下部的波形的纵轴表示电流。另外，在上部的各波形中，粗实线示出马达41的速度，粗虚线示出马达42的速度。另外，在下部的各波形中，粗实线示出马达41的U相电流，粗虚线示出马达42的U相电流，单点划线示出从逆变器4输出的U相电流。

通过对马达41的U相电流叠加谐波分量，如图9所示，马达41、42的各U相电流的峰值被降低至约1/2。此外，在电流的峰值降低至能够防止马达的永磁体的消磁的水平后，只要能够使马达41、42根据惯性力矩而逐渐减速即可，最终能够使马达41、42停止。

此外，以上作为失步时的电流控制的一例，对将谐波分量叠加于马达电流的情况进行了说明，但不限于该方法。例如，只要是使提供给电流控制器241的电流指令值为0[A]的控制、即将马达控制中使用的电流指令值控制为零即可。根据该控制也能够抑制马达电流的峰值。此外，在进行叠加谐波分量的控制和将电流指令值设为零的控制时，逆变器4的输出电压被变更。因此，第一控制也能够改称为将失步控制用的电压施加于各马达的控制。

另外，虽然在图4中示出了第二马达控制部24为生成静止三相坐标系下的电压指令值v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*并提供给PWM信号生成部20的控制器的结构，但不限于该结构。可以代替图4的结构而构建生成旋转二相坐标系下的dq轴电压指令值v_d ^*、v_q ^*并提供给坐标变换部19的控制器。此时，可以使用旋转二相坐标系下的dq轴的电流值，或者可以使用向dq轴的坐标变换时得到的二相固定坐标系下的αβ轴的电流值。

如以上说明的那样，实施方式1的马达驱动装置检测至少1台马达的运行频率与逆变器输出频率不一致或至少1台马达的运行频率与另外1台马达的运行频率不一致的失步，在至少1台马达失步的情况下，切换逆变器的通电状态而使多台马达停止。据此，在用1台逆变器驱动多台马达的结构中，能够抑制可能响应于各马达的感应电压差而在多台马达之间流过的过大电流。

另外，根据实施方式1的马达驱动装置，能够抑制在马达之间可能流过的过大电流、即过大的循环电流，因此能够抑制在马达失步时使马达的永磁体消磁的风险。

另外，根据实施方式1的马达驱动装置，在应用于例如将在后说明的空调机的风扇马达的情况下，能够迅速停止惯性力矩大的风扇马达。据此，能够缩短到重启为止的时间，能够改善空调机的性能。

实施方式2.

图10为示出构建于实施方式2的控制装置的控制系统的结构例的框图。在图10中，在实施方式2的控制系统中，在图4所示的实施方式1的控制系统的结构中，失步控制部30被替换为失步控制部30A。在失步控制部30A中，失步检测部22被替换为失步检测部22A，第二马达控制部24被替换为第二马达控制部24A。失步检测部22A具备马达电流判定部222和马达速度判定部223。此外，关于其它结构，与实施方式1的结构相同或等同，对相同或等同的结构部附加相同的附图标记，省略重复的说明。

第二马达控制部24A的功能与第二马达控制部24的功能不同。关于第二马达控制部24A的功能的详情将在后说明。此外，为了区分由第二马达控制部24执行的控制与由第二马达控制部24A执行的控制，有时将前者称为“第一控制”，将后者称为“第二控制”。

接下来，对实施方式2的主要部分的工作进行说明。首先，图11为用于说明实施方式2的马达电流判定部222的工作的流程图。在图11中，步骤S301、S302的处理由马达电流判定部222来实施，步骤S303的处理由PWM信号生成部20及第二马达控制部24A来实施。

在图11中，在步骤S301中，计算马达41、42的各相电流的绝对值。在步骤S302中，比较各相电流的绝对值与用于失步判定的判定阈值。如果至少一个相电流的绝对值大于判定阈值(步骤S302为是)，则判定为有失步(步骤S303)。在判定为有失步的情况下，示出有失步的判定结果Sout2被输入至PWM信号生成部20。在步骤S303中，实施有失步时的控制。

具体而言，在实施方式2中，生成使逆变器4的上支路的开关元件或下支路的开关元件中的任意1个以上为导通状态的PWM信号。该控制是基于由第二马达控制部24A生成的电压指令值v_u ^*、v_v ^*、v_w ^*来实施的。当逆变器4的上支路的开关元件或下支路的开关元件中的任意1个以上被设为导通状态时，经由被设为导通状态的开关元件，各马达的未图示的绕组之间被短路。据此，与各马达的感应电压成比例的电流流到逆变器4，各马达的再生能量被消耗。据此，与使各马达根据惯性力矩而减速的情况相比，能够在更短时间使马达停止。

当完成步骤S303的处理时，结束图11的流程图的处理。另外，在步骤S302中，如果全部相电流的绝对值为判定阈值以下(步骤S302为否)，则判定为无失步(步骤S304)，示出无失步的判定结果Sout2被输入至PWM信号生成部20。在该情况下，不实施由第二马达控制部24A执行的控制，结束图11的流程图的处理。

此外，在上述步骤S302的判定处理中，将相电流的绝对值与判定阈值相等的情况判定为“否”，但也可以判定为“是”。即，可以将相电流的绝对值与判定阈值相等的情况判定为“是”或“否”中的任意方。

另外，图12为用于说明实施方式2的马达速度判定部223的工作的流程图。在图12中，步骤S401、S403的处理由马达速度判定部223来实施，步骤S402、S404的处理由PWM信号生成部20及第二马达控制部24A来实施。

为了实施图12的流程图的处理，对马达速度判定部223输入由第一马达速度推定部13推定出的马达速度推定值ω_{m_e}和由第二马达速度推定部14推定出的马达速度推定值ω_{sl_e}。

在图12中，在步骤S401中，关于马达41、42的各个马达，比较马达速度推定值与马达速度指令值。此外，在判定马达速度推定值与马达速度指令值的大小关系时，为了防止误判定或者为了防止判定的波动，优选为使马达速度指令值具有余量。

在步骤S401中，如果至少一个马达的马达速度推定值大于“马达速度指令值+余量”(步骤S401为是)，则判定为有失步(步骤S402)。在判定为有失步的情况下，示出有失步的判定结果Sout3被输入至PWM信号生成部20。在步骤S402中，实施有失步时的控制。

另外，在步骤S401中，如果全部马达的马达速度推定值为“马达速度指令值+余量”以下(步骤S401为否)，则转移至步骤S403。在步骤S403中，如果任意马达的马达速度推定值小于“马达速度指令值－余量”(步骤S403为是)，则判定为有失步(步骤S404)。在判定为有失步的情况下，示出有失步的判定结果Sout3被输入至PWM信号生成部20。在步骤S404中，实施有失步时的控制。

另外，在步骤S403中，如果全部马达的马达速度推定值为“马达速度指令值－余量”以上(步骤S403为否)，则判定为无失步(步骤S405)，示出无失步的判定结果Sout3被输入至PWM信号生成部20。在该情况下，不实施由第二马达控制部24A执行的控制，结束图12的流程图的处理。

另一方面，在有失步的情况下，实施由上述的第二马达控制部24A执行的控制。具体的处理内容如前所述，省略在此的说明。

此外，在实施方式2中，由第二马达控制部24A执行的控制在判定结果Sout2、Sout3中的至少1个为有失步的情况下被实施，在判定结果Sout2、Sout3这两者为无失步的情况下不实施。

此外，在上述步骤S401的判定处理中，将马达的马达速度推定值与“马达速度指令值+余量”相等的情况判定为“否”，但也可以判定为“是”。即，可以将马达的马达速度推定值与“马达速度指令值+余量”相等的情况判定为“是”或“否”中的任意方。

另外，在上述步骤S403的判定处理中，将马达的马达速度推定值与“马达速度指令值－余量”相等的情况判定为“否”，但也可以判定为“是”。即，可以将马达的马达速度推定值与“马达速度指令值－余量”相等的情况判定为“是”或“否”中的任意方。

如以上说明的那样，根据实施方式2的马达驱动装置，在基于马达电流的失步的判定结果以及基于马达速度的失步的判定结果中的至少一个为有失步的情况下，实施由第二马达控制部24A执行的第二控制。据此，与各马达的感应电压成比例的电流流到逆变器4，各马达的再生能量被消耗。据此，与使各马达根据惯性力矩而减速的情况相比，能够在更短时间使马达停止。

此外，在图10中，在失步检测部22A的内部构成马达电流判定部222和马达速度判定部223，将这些判定部的判定结果Sout2、Sout3独立地输入至PWM信号生成部20，但不限于该结构。具体而言，可以代替图10的结构而如图13那样地构成。图13为示出构建于实施方式2的控制装置的控制系统的第一变形例的框图。

在图13中，在实施方式2的第一变形例的控制装置的控制系统中，在图10所示的控制装置的控制系统的结构中，失步控制部30A被替换为失步控制部30B。在失步控制部30B中，失步检测部22A被替换为失步检测部22B。此外，在图13中省略了马达电流判定部222以及马达速度判定部223的图示。另外，失步检测部22B具备逻辑或电路224，对逻辑或电路224输入图10的例子中说明的判定结果Sout2、Sout3。逻辑或电路224将判定结果Sout2、Sout3的逻辑或作为失步检测部22B的判定结果Sout4输出至PWM信号生成部20。PWM信号生成部20基于判定结果Sout4，实施将逆变器4的上支路的开关元件或下支路的开关元件中的任意1个以上设为导通状态的上述第二控制。

另外，可以代替图10的结构而如图14那样地构成。图14为示出构建于实施方式2的控制装置的控制系统的第二变形例的框图。

在图14中，在实施方式2的第二变形例的控制装置的控制系统中，在图13所示的控制装置的控制系统的结构中，失步控制部30B被替换为失步控制部30C。在失步控制部30C中，第二马达控制部24A被替换为第二马达控制部24。第二马达控制部24与图4所示出的相同。关于其它结构，与图13的结构相同或等同，对相同或等同的结构部附加相同的附图标记，省略重复的说明。

在实施方式2的第二变形例的控制装置的情况下，如实施方式1中所说明的那样，第二马达控制部24实施在抑制马达电流的峰值的同时使马达停止的第一控制。在该第一控制中，如上所述，可以实施对马达电流叠加谐波分量的电流控制，或者可以实施使电流指令值为例如0[A]的电流控制。

实施方式3.

图15为示出构建于实施方式3的控制装置的控制系统的结构例的框图。在图15中，在实施方式3的控制系统的结构中，在图13所示的实施方式2的第一变形例的结构中，失步控制部30B被替换为失步控制部30D。在失步控制部30D中，失步检测部22B被替换为失步检测部22C，逻辑或电路224被替换为逻辑或电路225。失步检测部22C为对图13所示的失步检测部22B的功能附加图4所示的电流方向判定部221的功能而得到的单元。此外，在图15中省略了电流方向判定部221、马达电流判定部222以及马达速度判定部223的图示。此外，关于其它结构，与实施方式1的结构相同或等同，对相同或等同的结构部附加相同的附图标记，省略重复的说明。

对逻辑或电路225输入电流方向判定部221、马达电流判定部222以及马达速度判定部223各自的判定结果Sout1、Sout2、Sout3。逻辑或电路225将判定结果Sout1、Sout2、Sout3的逻辑或作为失步检测部22C的判定结果Sout5输出至PWM信号生成部20。PWM信号生成部20基于判定结果Sout5，实施将逆变器4的上支路的开关元件或下支路的开关元件中的任意1个以上设为导通状态的上述第二控制。

在实施方式3的控制装置的情况下，具备3个判定条件，在至少一个为有失步的情况下实施失步时控制。据此可以得到能够实施准确掌握到失步的预兆的失步时控制的效果。

此外，在图15所示的实施方式3中，构成为在至少一个马达失步的情况下实施第二控制，但不限于此。可以与图14同样地构成为在至少一个马达失步的情况下实施第一控制。另外，可以具备第一控制及第二控制这两者的功能，按时间序列切换并实施这两者。即，可以首先实施第一控制，之后从第一控制切换为第二控制并实施。另外，也可以首先实施第二控制，之后从第二控制切换为第一控制并实施。据此能够在降低失步发生的初始阶段中的各马达电流的峰值的同时实现马达的停止时间的缩短。

实施方式4.

图16为示出构建于实施方式4的控制装置的控制系统的结构例的框图。在图16中，在实施方式4的控制系统的结构中，在图15所示的实施方式3的控制装置的结构中，失步控制部30D被替换为失步控制部30E。在失步控制部30E中，失步检测部22C被替换为失步检测部22D，第二马达控制部24A被替换为第二马达控制部24B。第二马达控制部24B具备第二马达控制部24以及第二马达控制部24A这两者的功能。另外，在图16中构成为判定信息CS从失步检测部22D被输入至第二马达控制部24B。此外，关于其它结构，与实施方式3的结构相同或等同，对相同或等同的结构部附加相同的附图标记，省略重复的说明。

接下来，对实施方式4的主要部分的工作进行说明。图17为用于说明实施方式4的失步检测部22D以及第二马达控制部24B的工作的流程图。在图17中，步骤S501、S502、S505的处理由失步检测部22D来实施，步骤S503、S504、S506的处理由PWM信号生成部20及第二马达控制部24B来实施。

在图17中，在步骤S501中判定有无失步。关于有无失步，使用电流方向判定部221、马达电流判定部222以及马达速度判定部223中的任意单元或者使用这些的判定部中的至少一个。在未检测出失步的情况下(步骤S501为否)，继续步骤S501的判定处理。另一方面，在检测出失步的情况下(步骤S501为是)，转移至步骤S502。

在步骤S502中，判定失步的马达台数与已运行着的马达台数是否相同。在失步的马达台数与已运行着的马达台数相同的情况下(步骤S502为是)，转移至步骤S503。在步骤S503中，选择并实施与该状况相适应的第二控制。如上所述，第二控制为将逆变器4的上支路或下支路的开关元件中的任意1个元件以上设为导通状态的控制。此外，关于有无失步，利用判定信息CS从失步检测部22D传递至第二马达控制部24B。以后的处理也是同样的。

另外，在失步的马达台数与已运行着的马达台数不同的情况下(步骤S502为否)，转移至步骤S504。在步骤S504中，选择并实施与该状况相适应的第一控制。如上所述，第一控制为由图4的第二马达控制部24所具备的电流控制器241来实施的电流控制。

在步骤S503、S504的处理后，转移至步骤S505。在步骤S505中，将各马达电流的峰值与电流阈值进行比较，将各马达速度推定值与速度阈值进行比较，将失步检测后的经过时间与时间阈值进行比较。另外，在该步骤S505中，在各马达电流的峰值小于电流阈值、或各马达速度推定值小于速度阈值、或失步检测后的经过时间大于时间阈值的情况下(步骤S505为是)，转移至步骤S506。即，转移至步骤S506的条件为各马达电流的峰值、各马达速度推定值以及失步检测后的经过时间中的至少一个满足基于各个阈值的判定条件时。

另一方面，在各马达电流的峰值为电流阈值以上、各马达速度推定值为速度阈值以上并且失步检测后的经过时间为时间阈值以下的情况下(步骤S505为否)，返回至步骤S501，重复步骤S501至步骤S504的处理。即，返回至步骤S501的条件为各马达电流的峰值、各马达速度推定值以及失步检测后的经过时间中的全部都未达到基于各个阈值的判定条件时。

在步骤S506中，实施使逆变器4的开关元件全部为非导通状态的控制。以下，为了与前述的第一控制以及第二控制相区分，酌情将该控制称为“第三控制”。通过该第三控制，从逆变器4输出的向各马达的输出电压被切断。另外，逆变器4与各马达之间的电连接被消除，因此与各马达的感应电压成比例地流过的电流在各马达之间作为循环电流而流动。由于该循环电流，能够消耗各马达的再生能量，与使各马达根据惯性力矩而停止的情况相比，能够在更短时间使各马达停止。

如以上说明的那样，根据实施方式4的马达驱动装置，基于失步的马达台数与已运行着的马达台数的差异的信息，选择与该差异的状况相适应的控制。据此，能够在降低失步发生的初始阶段中的各马达电流的峰值的同时安全且可靠地实施用于缩短马达的停止时间的控制。

实施方式5.

在实施方式5中，对实施方式1至实施方式4中说明的马达驱动装置的应用例进行说明。图18为示出实施方式5的马达驱动装置应用至空调机的例子的图。

在图18中，在空调机100的室外机70搭载有逆变器4、多台风扇41a、42a和用于驱动风扇41a、42a的马达41、42。在空调机100中，在驱动两台风扇41a、42a的情况下，通过用1台逆变器4来运行两台马达41、42，能够削减逆变器4的数量。据此能够降低空调机100的成本。

此外，在实施方式5中，对将实施方式1至实施方式4的马达驱动装置应用于空调机的情况进行了说明，但不限于该例子。也可以将实施方式1至实施方式4的马达驱动装置应用于如热泵热水器、冰箱、冰柜这样的制冷环路设备。在任意情况下都能够享受各个实施方式得到的效果。

另外，以上的实施方式所示出的结构示出本发明的内容的一例，还能够与其它公知的技术组合，在不脱离本发明主旨的范围内，也能够省略、变更结构的一部分。

例如，在上述记载中，失步控制部基于流过多台马达的各相的马达电流的方向的变化、马达电流的检测值或多台马达的速度推定值来检测马达的失步，但不限于此。失步控制部也可以使用流过多台马达的各相的马达电流的方向的变化、马达电流的检测值以及多台马达的速度推定值中的至少两个判定要素来检测马达的失步。

另外，在实施方式3中，对在至少一个马达失步的情况下按时间序列切换第一控制及第二控制的情况进行了说明，但不限于此。还可以加上实施方式4中说明的第三控制，按时间序列切换并实施第一控制、第二控制及第三控制。