电动机驱动装置制造方法及图纸

技术编号:20290971 阅读:24 留言:0更新日期:2019-02-10 21:02
在规定控制周期中进行控制的微型计算机的PI占空比计算部根据转速信息部算出的目标转速和实际转速,对施加于电动机的线圈的电压的占空比进行计算。此外,PI占空比计算部生成具有根据一个频率的周期,且表示算出的占空比的方波信号,并向PWM占空比计算部输出,所述一个频率是随着一个控制周期的开始从预先确定的多个频率中被选出的。PWM占空比计算部基于PI占空比计算部输出的方波信号和电角度位置信息部算出的电动机的转子的位置信息,生成用于控制逆变器电路的PWM信号。

Motor Driving Device

According to the target speed and actual speed calculated by the speed information department, the duty ratio of the voltage applied to the coil of the motor is calculated by the PI duty ratio calculation unit of the microcomputer which controls in the specified control period. In addition, the PI duty cycle calculation unit generates a square wave signal with a period according to a frequency, which represents the calculated duty cycle, and outputs the signal to the PWM duty cycle calculation unit, which is selected from a predetermined number of frequencies at the beginning of a control cycle. The PWM duty cycle calculation unit generates the PWM signal for controlling the inverter circuit based on the square wave signal output by the PI duty cycle calculation unit and the position information of the motor rotor calculated by the electric angle position information unit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机驱动装置
本专利技术涉及一种电动机驱动装置。
技术介绍
用于车辆用空调的鼓风机电动机等的无刷DC电动机(以下,简称为“电动机”)的控制装置使逆变器电路生成与目标转速对应的占空比的电压,并将生成的电压向电动机线圈施加。逆变器电路40包含开关元件,通过使开关元件接通或断开以将电源的直流电压调制成脉冲状的波形并进行电压调节的PWM(PulseWidthModulation:脉冲宽度调制),生成向电动机的线圈施加的电压。但是,存在随着PWM的控制而从电动机产生噪声的情况。对于抑制由PWM引起的噪声,依次改变由PWM生成的电压的波形的一个周期的扩频是有效的。为了改变电压的波形的一个周期,对与用于使开关元件接通或断开的PWM信号的生成相关的载波频率进行改变。通过改变载波频率,使起因为PWM的来自电动机的噪声每隔短时间地变化并以相同的方式扩散,从而使来自电动机的噪声降低。即使电压的波形的一个周期改变,只要开关元件接通而产生的一个脉冲时间相对于电压的波形的一个周期的比例即占空比相同,理论上,施加于电动机的线圈的电压的有效值也不会发生变化。图8A、8B分别表示PWM的一个周期较长和较短的情况,但由于占空比均是X%,因此,施加于电动机的线圈的电压的有效值理论上相同。在日本专利特开2013-62933号公报中,公开了一种电动压缩机的专利技术:当根据信号波和载波生成PWM信号时,利用扩频将PWM信号的载波频率随机切换。
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而,在日本专利特开2013-62933号公报记载的技术中,需要另外的扩频专用的集成电路,导致需要安装的零件增加,从而存在产品的制造成本升高这样的问题。此外,为了安装扩频专用的集成电路,需要改变电动机驱动装置的电路,存在为了改变电路而耗费时间、工夫这样的问题。本专利技术的实施方式鉴于上述情况而作,其目的在于提供一种电动机驱动装置,不需要改变现有电路,就能依次改变PWM的载波频率。解决技术问题所采用的技术方案为解决上述技术问题,本专利技术包括:驱动部,上述驱动部包含通过脉冲宽度调制信号分别被接通或断开控制的多个开关元件,利用与上述多个开关元件的接通或断开状态对应的驱动电压来驱动电动机;以及控制部,上述控制部以规定周期反复动作,当动作开始时,基于从各自频率不同的多个预先确定的信号中选出的信号和指令信号,生成脉冲宽度调制信号,使用生成的脉冲宽度调制信号,对上述驱动部的上述多个开关元件的接通或断开状态进行控制。上述电动机驱动装置以按照从预先确定的多个频率的信号中选出的一个频率的周期,生成基于指令信号的脉冲宽度调制信号。通过改变控制部的程序,可以进行从预先确定的频率中选择一个频率的信号的处理,因此,不需要改变现有电路,就能依次改变PWM的载波频率。此外,本专利技术中,上述控制部反复进行以下操作:从上述多个预先确定的信号中,以不重复的方式按顺序选择一个信号,在选出上述多个预先确定的信号的最后一个后,从最初选出的信号开始,以不重复的方式,按顺序选择一个信号。通过改变控制部的程序,从而可以进行避免频率重复地从多个信号中选择一个信号的处理。因此,根据上述电动机驱动装置,不需要改变现有电路,就能依次改变PWM的载波频率。此外,本专利技术中,上述控制部从上述多个预先确定的信号中随机选择一个信号。通过改变控制部的程序,从而可以进行从多个信号中随机选择一个信号的处理。因此,根据上述电动机驱动装置,不需要改变现有电路,就能依次改变PWM的载波频率。此外,本专利技术中,上述控制部将上述多个预先确定的信号中的一个信号确定为基准信号,以使采用基于上述基准信号以外的信号的脉冲宽度调制信号而生成的驱动电压与采用基于上述基准信号的脉冲宽度调制信号而生成的驱动电压相同的方式,对基于上述基准信号以外的信号而生成的脉冲宽度调制信号进行修正。根据上述电动机驱动装置,通过改变PWM的载波频率,即使在施加于电动机的电压的有效值发生变化的情况下,由于可以将与基准频率的PWM相同的电压向电动机施加,因此,能顺畅地控制电动机的旋转。此外,本专利技术中,上述控制部以使基于上述基准信号的脉冲宽度调制信号与基于上述基准信号以外的信号的脉冲宽度调制信号的、将滞后时间的影响排除了的各实际值相同的方式,对基于所述基准信号以外的信号的脉冲宽度调制信号进行修正。根据上述电动机驱动装置,即使在因滞后时间的影响而使当PWM的载波频率改变时施加于电动机的电压的有效值发生变化的情况下,由于可以将与基准频率的PWM相同的电压向电动机施加,因此,能顺畅地控制电动机的旋转。此外,本专利技术中,包括对上述电动机的转速进行检测的转速检测部,上述控制部为了将上述指令信号表示的目标转速与由上述转速检测部检测到的上述电动机的实际转速之间的偏差消除,对上述电动机的驱动电压进行计算。根据上述电动机驱动装置,通过将指令信号表示的转速与电动机的实际转速之间的偏差消除的PI控制(Proportional-IntegralController:比例积分控制器),对驱动电压进行计算,从而能根据电动机的实际转速对电动机的转速进行控制。附图说明图1是表示使用了第一实施方式的电动机驱动装置的电动机单元的结构的示意图。图2是表示第一实施方式的电动机驱动装置的概略的图。图3是第一实施方式的电动机驱动装置的功能框图。图4是表示第一实施方式的电动机驱动装置的PI占空比计算部中的PI占空比计算处理的一个示例的流程图。图5A是表示当载波频率为f1kHz时的PWM信号的说明图。图5B是表示当载波频率为f3kHz时的PWM信号的说明图。图6是第二实施方式的电动机驱动装置的功能框图。图7是表示在第二实施方式中,对载波频率为f1kHz时的PWM信号进行修正的一个示例的示意图。图8A是表示PWM的一个周期较长的情况的说明图。图8B是表示PWM的一个周期较短的情况的说明图。具体实施方式[第一实施方式]图1是表示使用了本实施方式的电动机驱动装置20的电动机单元10的结构的示意图。作为一个示例,图1的本实施方式的电动机单元10是用于车载空调的送风的、所谓的鼓风机电动机单元。本实施方式的电动机单元10是在定子14的外侧设置有转子12的、外转子结构的三相电动机。定子14是在铁芯构件卷绕有导线的电磁体,构成为U相、V相、W相这三相。在定子14的U相、V相、W相中,分别通过后述的电动机驱动装置20的控制来切换电磁体产生的磁场的极性,从而产生所谓的旋转磁场。在转子12的内侧(未图示)设置有转子磁铁,通过使转子磁铁与定子14产生的旋转磁场对应,从而使转子12旋转。在转子12中设置有轴16,与转子12一体旋转。虽在图1中未图示,但在本实施方式中,在轴16上设置有所谓的西洛克风扇等多叶片风扇,使该多叶片风扇与轴16一起旋转,从而可以进行车载空调中的送风。定子14通过上壳体18安装于电动机驱动装置20。电动机驱动装置20包括:电动机驱动装置20的基板22;以及将由基板22上的元件产生的热量散发的散热器24。在构成为包括转子12、定子14及电动机驱动装置20的电动机单元10中,安装有下壳体60。图2是表示本实施方式的电动机驱动装置20的概略的图。逆变器电路40对向电动机52的定子14的线圈供给的电进行转换。例如,逆变器FET44A、44D对向U相的线圈14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机驱动装置,其特征在于,包括:驱动部,所述驱动部包含通过脉冲宽度调制信号分别被接通或断开控制的多个开关元件,利用与所述多个开关元件的接通或断开状态对应的驱动电压来驱动电动机;以及控制部,所述控制部以规定周期反复动作,当动作开始时,基于从各自频率不同的多个预先确定的信号中选出的信号和指令信号,生成脉冲宽度调制信号,使用生成的脉冲宽度调制信号,对所述驱动部的所述多个开关元件的接通或断开状态进行控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.03 JP 2016-0413981.一种电动机驱动装置,其特征在于,包括:驱动部,所述驱动部包含通过脉冲宽度调制信号分别被接通或断开控制的多个开关元件,利用与所述多个开关元件的接通或断开状态对应的驱动电压来驱动电动机;以及控制部,所述控制部以规定周期反复动作,当动作开始时,基于从各自频率不同的多个预先确定的信号中选出的信号和指令信号,生成脉冲宽度调制信号,使用生成的脉冲宽度调制信号,对所述驱动部的所述多个开关元件的接通或断开状态进行控制。2.如权利要求1所述的电动机驱动装置,其特征在于,所述控制部反复进行以下操作:从所述多个预先确定的信号中,以不重复的方式按顺序选择一个信号,在选出所述多个预先确定的信号的最后一个后,从最初选出的信号开始,以不重复的方式,按顺序选择一个信号。3.如权利要求1所述的电动机驱动装置,其特征在于,所述控制部从所述多个预先确定的信...

【专利技术属性】
技术研发人员:大塚光
申请(专利权)人:株式会社电装
类型:发明
国别省市:日本,JP

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