电动机驱动装置以及无刷电动机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电动机驱动装置以及无刷电动机。本发明专利技术的电动机驱动装置是搭载有根据转子的位置来控制对电动机绕组施加的电流的所谓的矢量控制的电动机驱动装置。本电动机驱动装置例如从上级控制器经由指令输入端被输入占空比指令值。本电动机驱动装置求出使所输入的该占空比指令值与从逆变器输出的驱动脉冲的占空比相等的电流指令或速度指令作为指令值。然后，本电动机驱动装置基于求出的指令值来进行矢量控制。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种电动机驱动装置以及无刷电动机。本专利技术的电动机驱动装置是搭载有根据转子的位置来控制对电动机绕组施加的电流的所谓的矢量控制的电动机驱动装置。本电动机驱动装置例如从上级控制器经由指令输入端被输入占空比指令值。本电动机驱动装置求出使所输入的该占空比指令值与从逆变器输出的驱动脉冲的占空比相等的电流指令或速度指令作为指令值。然后，本电动机驱动装置基于求出的指令值来进行矢量控制。【专利说明】电动机驱动装直以及无刷电动机
本专利技术涉及一种用于对无刷电动机进行旋转驱动的电动机驱动装置。
技术介绍
在面向空调用风扇电动机等家电设备的无刷电动机中，近年来，在电动机内部 内置有电动机驱动装置的电动机正得到实际应用。电动机驱动装置构成为包括逆变器 (inverter)、CPU(中央处理单元）、霍尔元件等位置传感器等电路部件。在这种结构中，CPU 生成对逆变器的开关信号，以矩形波电压或正弦波电压向电动机绕组通电。这样，电动机驱 动装置对电动机进行驱动。 另外，用于控制电动机驱动装置的上级侧的控制器根据从电动机驱动装置侧接收 到的表示实际转速的信号等来调整向电动机驱动装置输入的占空比指令，使得速度、风量 等成为期望的值。 图9是表示这种以往的电动机驱动装置98的结构例的框图。通过整流电路21将 交流电源11直流化，经平滑电容器22平滑化之后，该直流电压被提供至电动机驱动装置98 内具备的三相的逆变器23。逆变器23将该直流电压交流化为任意的电压，交流化所得的交 流电压被提供至电动机19。位置传感器32检测电动机19的转子的位置，作为位置检测信 号Ps来输出。位置检测信号Ps被提供至位置检测部34来算出转子的位置，作为电动机位 置信号Pd被提供至FG输出部54。FG输出部54根据电动机位置信号Pd，输出表不电动机 实际速度的FG脉冲信号FG。 另外，从FG输出部54向上级控制器12侧的上级速度控制部51提供FG脉冲信号 FG。上级速度控制部51根据FG脉冲信号FG来调整占空比指令值Ef并输出到电动机驱动 装置98,使得速度、风量等成为期望的值。 电动机驱动装置98将从上级控制器12接收到的占空比指令值1/提供至电压控 制部57。电压控制部57根据所输入的占空比指令值Ef以及电动机位置信号Pd来求出三 相的电压指令值νΛν ν'ν/的值，输出到PWM控制部59。PWM控制部59生成将与电压指令 值Vu' Vv' V/的值相应的占空比的脉冲按时间序列排列所得的开关信号。然后，逆变器23 对电动机绕组施加与该开关信号相应的占空比的驱动脉冲Uo、Vo、Wo。通过像这样进行动 作，基于脉宽调制（PWM)，根据驱动脉冲Uo、Vo、Wo模拟地生成矩形波电压或正弦波电压，对 电动机绕组施加该电压来驱动电动机19。 此外，作为这种电动机驱动装置的结构例，例如在日本专利申请特开2001-292589 号公报中公开了具有以下结构的风扇电动机：以与占空比指令相应的驱动脉冲来驱动逆变 器。 另外，作为比前述的施加矩形波电压的矩形波驱动方式、施加正弦波电压的正弦 波驱动方式性能更高的控制方式，众所周知一种根据转子的位置来控制电动机绕组电流的 所谓的矢量控制方式。在矢量控制中，能够对通过永磁体产生的磁体转矩方向的电流（q轴 电流）和通过永磁体产生的磁通方向的电流（d轴电流）彼此独立地进行控制。因此，与矩 形波驱动方式、正弦波驱动方式相比，能够实现高效率、低噪声、高速响应。 作为使用了这种矢量控制方式的电动机驱动装置的结构例，例如在日本专利申请 特开2004-40906号公报中公开了一种同步电动机的矢量控制装置。 图10是构成为通过这种矢量控制来控制电动机速度的以往的电动机驱动装置99 的框图。图10所示的以往的电动机驱动装置99也是利用逆变器23来驱动电动机19的结 构。在图10中，电动机位置信号Pd被提供至微分器60。微分器60通过对该电动机位置信 号Pd进行微分来算出转子的速度。这样算出的速度作为表示转子的实际速度的电动机速 度信号Sp被提供至速度控制部56。 速度控制部56根据速度指令值Sp#和电动机速度信号Sp来算出电流指令值Γ。 电流控制部53根据电流指令值Γ、由电流检测器31检测出的表示电动机的绕组电流的电 流检测信号Id以及电动机位置信号Pd来求出三相的电压指令值vu' νΛ v/并输出到PWM 控制部59。在此，电流控制部53构成为基于矢量控制方式的结构，在电流控制部53内，将 电流分离成转矩方向的q轴电流和与其正交的d轴电流来进行处理。然后，电流控制部53 接受作为电流指令值Γ的电流的指令，算出用于向电动机绕组供给电力的电压指令值νΛ 氺 氺 νν > vw 〇 图10所示的以往的电动机驱动装置99构成为使用这种矢量控制方式，实现了高 效率、低噪声、高速响应。 然而，在想要直接引入矢量控制的情况下，需要如图10所示的以往的电动机驱动 装置99那样，使用作为电流指令值Γ这样的电流的指令来进行控制。因此，例如，在想要 对如图9所示那样的结构引入矢量控制的情况下，需要将来自上级侧的指令从占空比指令 变更为电流指令，从而存在不仅是电动机驱动装置连上级控制器也必须变更这样的问题。 在国际公开第2007/132889号中，在引入矢量控制时，进行了将位于电动机内部 的逆变器电路移至外部的室内控制基板上、通过室内控制基板上的微型计算机来进行由电 动机内部的CPU进行的开关信号的生成等大幅的变更。
技术实现思路
本专利技术的电动机驱动装置是搭载有根据转子的位置来控制对电动机绕组施加的 电流的所谓的矢量控制的电动机驱动装置。本电动机驱动装置求出使所输入的占空比指令 值与从逆变器输出的驱动脉冲的占空比相等的电流指令或速度指令作为指令值。然后，本 电动机驱动装置基于求出的指令值来进行矢量控制。因此，根据本电动机驱动装置，能够在 进行矢量控制的同时，将逆变器的输出占空比控制为上级控制器所期望的占空比。 由此，能够提供一种不变更上级侧的控制器而仅以电动机控制电路部的变更来搭 载矢量控制的无刷电动机的电动机驱动装置。 【专利附图】【附图说明】 图1是包括本专利技术的实施方式1中的电动机驱动装置的结构的框图。 图2是内置有本专利技术中的电动机驱动装置的无刷电动机的截面图。 图3是表示本专利技术的实施方式1中的电流指令计算部和电流控制部的详细结构的 框图。 图4是包括本专利技术的实施方式2中的电动机驱动装置的结构的框图。 图5是表示本专利技术的实施方式2中的速度指令计算部、速度控制部以及电流控制 部的详细结构的框图。 图6是表示本专利技术的实施方式3中的电流指令计算部和电流控制部的详细结构的 框图。 图7是无刷电动机的等效电路图。 图8是表示本专利技术的实施方式4中的电流指令计算部和电流控制部的详细结构的 框图。 图9是包括以往的电动机驱动装置的结构的框图。 图10是通过矢量控制来控制电动机速度的情况下的以往的电动机驱动装置的框 图。 【具体实施方式】 下面，参照附图来说明本专利技术的实施方式。此外，本专利技术并不限定于这些实施方 式。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动装置，根据转子的位置来控制对电动机绕组施加的电流，该电动机驱动装置的特征在于，生成使所输入的占空比指令值与从逆变器输出的驱动脉冲的占空比相等的指令值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：园田大辅，加藤康司，横内保行，阪本充弘，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP