无刷电机的相位控制电路、无刷电机及无刷电机的相位控制方法技术

无刷电机的相位控制电路包括：信号输出部，根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的M个信号；控制信号生成部，基于至少M个信号生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给N相(N为2以上的整数)线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压。控制信号生成部被构成为能生成：在无刷电机的第1驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压的第1相位控制信号组；和在无刷电机的第2驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压的、相对于第1相位控制信号组相位相差预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无刷电机。
技术介绍
以往，使用电机作为各种装置和产品的驱动源。例如在打印机、复印机等办公设备、各种家电产品、汽车及电动自行车等车辆的助力动力源用途中被采用。特别是作为动作频率高的可动部件的驱动源，基于耐久性和电噪声的考虑，有时使用无刷电机。在高输出的无刷电机中，有所要求的最大转矩增大、感应电压增大的倾向。因此，低转矩区域的电机转速容易不足。因而为加大低转矩区域的电机转速，例如需要减小感应电压。并且，为扩展高输出的无刷电机的输出范围，需要控制无刷电机的相位，转子的位置检测就变得重要。即，需要无刷电机以某种方法检测转子的旋转位置，并控制流向线圈的电流的相位。为此，已研究出一种具备检测磁体转子旋转位置的多个霍尔元件、和基于从霍尔元件输出的检测信号的输出定时(timing)来对励磁线圈供给驱动电流的驱动控制电路的无刷直流电机(参照专利文献1)。日本实开平2-146996号公报
技术实现思路
〔专利技术所要解决的课题〕上述的无刷直流电机考虑到转子高速旋转时产生的相位控制的延迟而在一组(三个)低速用霍尔元件之外另外具备一组(三个)高速用霍尔元件，当磁体转子达到一定旋转速度以上的高速时，从低速用霍尔元件切换到高速用霍尔元件来使驱动控制电路动作。因此，就需要两组霍尔元件，会导致部件个数的増加和配置空间的増大。本专利技术是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种以简易的结构实现扩展输出范围的相位控制的技术。〔用于解决课题的手段〕为解决上述课题，本专利技术一个方案的无刷电机的相位控制电路包括:信号输出部，根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的Μ个信号；控制信号生成部，基于至少Μ个信号生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给Ν相(Ν为2以上的整数)线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压；驱动部，基于相位控制信号组，将驱动电压供给Ν相线圈的各相。控制信号生成部被构成为能生成:第1相位控制信号组，在无刷电机的第1驱动模式下控制要供给Ν相线圈的各相的驱动电压；以及相对于第1相位控制信号组、相位相差预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组，在无刷电机的第2驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压。 通过该方案，能基于Μ个信号生成多个相位控制信号组，故可以不对应于各相位控制信号组地设置不同的信号输出部。即，可以不针对无刷电机的每种驱动模式都设置对应的信号输出部。信号输出部可以具有Ρ个(P = Μ/2)霍尔元件；霍尔元件可以被构成为分别输出与磁场的变化相应的第1波形、和将该第1波形的极性反相了的第2波形。由此，信号输出部能输出比霍尔元件数量多的波形，能减少霍尔元件的数量。 控制信号生成部可以生成要供给三相线圈的各相的、彼此相位相差电角度120度的3个相位控制信号。信号输出部可以具有3个霍尔元件。 控制信号生成部可以包括:比较电路，将从信号输出部输出的多个信号与预定的阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出；生成电路，基于比较输出的脉冲的上升和下降的一者的定时生成第1相位控制信号组，基于比较输出的脉冲的上升和下降的另一者的定时生成第2相位控制信号组。由此，能根据相同的比较输出生成2种相位控制信号组。 控制信号生成部可以包括:比较电路，将从信号输出部输出的多个信号与预定的阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出；生成电路，基于比较输出的脉冲的上升和下降的一者的定时生成第1相位控制信号组；延迟电路，生成相对于第1相位控制信号组延迟了预定相位α度(α >0)的第2相位控制信号组。由此，能够根据相同比较输出生成2种相位控制信号组。预定相位α度可以是电角度〇度<α度〈240度(但α = 60、120、180除外)，脉冲宽度可以是电角度60度〈60度+ α度〈300度(但α =60、120、180除外)。由此，能进行用于驱动无刷电机的转子位置检测。 从信号输出部输出的信号的波形可以是从波形的上升至达到阈值的电角度在40度以下、优选在30度以下。由此，转子的位置检测的精度提。 控制信号生成部可以具有取得表示第1驱动模式和第2驱动模式的哪一者被选为无刷电机的驱动模式的选择信号的模式信息取得部，并输出与所选择的驱动模式相应的相位控制信号组。由此，能以多个驱动模式驱动无刷电机。信号输出部可以具有Ρ个(P = Μ/2)霍尔元件，霍尔元件可以被构成为分别输出与磁场的变化相应的第1波形和不同于该第1波形的第2波形。信号输出部可以具有Ρ个(Ρ = Μ/2)霍尔元件和反相电路，霍尔元件可以被构成为输出与磁场的变化相应的第1波形，反相电路可以被构成为使基于第1波形的输出反相而输出第2波形。由此，信号输出部能输出比霍尔元件数量多的波形，即使是一个输出的霍尔元件，也能减少数量。 控制信号生成部可以包括:第1比较电路，将从信号输出部输出的多个信号与第1阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个第1比较输出；第2比较电路，将从信号输出部输出的多个信号与不同于第1阈值的第2阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个第2比较输出；生成电路，基于第1比较输出生成第1相位控制信号组，基于第2比较输出生成第2相位控制信号组。由此，能根据从信号输出部输出的相同信号生成2种相位控制信号组。本专利技术的另一方案是一种无刷电机。该无刷电机包括:配置有多个绕组的筒状的定子；被设在定子的中心部的圆形的转子芯；被配置于转子的多个板状磁体；无刷电机的相位控制电路；以及为定子的多个绕组供电的供电部。多个板状磁体可以在转子芯的周向上空有间隔地配置，并具有从转子芯的旋转轴方向的端面突出的突出部；相位控制电路可以被配置成信号输出部具有的霍尔元件位于突出部的内侧区域、且位于与突出部相对的位置的方式。本专利技术的再一个方案是一种无刷电机的相位控制方法。该方法包括:信号输出步骤，根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的Μ个信号；控制信号生成步骤，基于至少Μ个信号生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给Ν相(Ν为2以上的整数)线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压；以及驱动步骤，基于相位控制信号组，将驱动电压供给Ν相线圈的各相。控制信号生成步骤选择性地生成:第1相位控制信号组，在无刷电机的第1驱动模式下控制供给Ν相线圈的各相的驱动电压；和相对于第1相位控制信号组、相位相差预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组，在无刷电机的第2驱动模式下控制供给Ν相线圈的各相的驱动电压。根据该方案，能基于Μ个信号生成多个相位控制信号组，故可以不对应于各相位控制信号组地设置不同的信号输出部。即，可以不针对无刷电机的每种驱动模式设置对应的信号输出部。此外，将以上构成要素的任意组合、本专利技术的表现形式在方法、装置、系统等之间变换后的实施方式，作为本专利技术的方案也是有效的。〔专利技术效果〕通过本专利技术，能以简易的构成实现扩大无刷电机的输出范围的相位控制。【附图说明】图1是表不高输出电机的一例的特性的图表。图2是用于说明2极3槽的3相无刷电机的概略构成的示意图。图3的(a)是连续地表示图2所示的无刷电机的转子逆时针旋转的情况的示意图；图3的(b)是表示施加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷电机的相位控制电路，其特征在于，包括：信号输出部，根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的M个信号，控制信号生成部，基于至少所述M个信号，生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给N相线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压，其中N为2以上的整数，以及驱动部，基于所述相位控制信号组，将所述驱动电压供给所述N相线圈的各相；所述控制信号生成部被构成为能生成：第1相位控制信号组，在无刷电机的第1驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压，以及相对于所述第1相位控制信号组、相位相差预定相位α度的第2相位控制信号组，在无刷电机的第2驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压，其中α>0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫内直人，
申请(专利权)人：马渊马达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP