马达控制方法以及马达控制装置制造方法及图纸

在传感器边缘间(电角60°)的经过时间，预测接下来的传感器边缘间(电角60°)的转子位置，进行正弦波电压驱动；还执行速度控制处理，在目标旋转速度与实际旋转速度之间更正差。另外，以成为相电流的相位相对于感应电压超前的形式的方式实施使施加电压相对于转子旋转位置超前的超前角处理。通过速度控制处理，在传感器信号的切换时也以平滑的形式继续控制，相电流波形的失真被抑制。另外，通过超前角处理，相电流的峰值上升，马达的电动势也变大，与供给电压的变化相对的电流变化被缓和，相电流波形的失真被抑制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】马达控制方法以及马达控制装置
本专利技术涉及无刷马达的控制技术，特别涉及马达驱动时的工作声音降低技术。
技术介绍
作为无刷马达的驱动方式，已知使定子线圈电压以正弦波形变化的正弦波驱动、使定子线圈电压以矩形波形变化的矩形波驱动。正弦波驱动相比于矩形波驱动，能够以低噪音及低振动驱动无刷马达，所以在如汽车的车载马达等那样要求静音化的马达中，近年来还大量采用正弦波驱动来代替矩形波驱动。例如，在专利文献1的无刷马达中，通过适当地切换桥电路的接通/断开模式，从而形成虚拟正弦波的电流波形，以低成本实现了马达的低噪音化。另外，在使用了霍尔传感器的无刷马达中，还存在根据当前的旋转速度信息预测直至接下来的传感器脉冲切换定时为止的旋转速度，依照该预测对细分后的每个角度施加电压而供给虚拟正弦波的电压的控制方式等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平9-121583号公报
技术实现思路
然而，在正弦波驱动的无刷马达中，为了降低其磁声，需要将失真少的正弦波形的相电流施加到马达。关于这一点，在引用文献1的马达中虽然进行了虚拟正弦波驱动，但电流路径的电感、电阻值因模式变化而变化。因此，在模式的切换时电流值发生变化，这成为电流波形的失真而出现，有可能会导致马达的振动、声音。另外，在预测旋转速度的控制方式中，也存在当旋转速度急剧地变化时在预测出的旋转速度与实际旋转速度之间产生差的情况。当在传感器脉冲切换时预测速度与实际速度的差大时，存在施加于马达的相电流产生失真这样的问题。因而，为了进行失真少的正弦波驱动，进行使用了旋转变压器(resolvor)、电流传感器等的矢量控制是最有效的。然而，为了进行矢量控制，需要高性能的微机、旋转变压器等昂贵的元件，存在马达的成本变高这样的问题。另外，在汽车的电动窗、天窗等便利类产品中，使用转速高、额定电流低的马达的情况较多。在这样的马达中因为被施加的相电流低、控制频率也变高，所以难以以失真少的正弦波形进行驱动。即，在振幅、周期小的电流波形的情况下，在几何学上难以将其作为理想的正弦波看待，基于波形调整的静音化存在限度。在本专利技术的无刷马达控制方法中，所述无刷马达具有：定子，具备朝向径向内侧突出设置的多个突极以及卷绕于该突极的每一个突极的线圈；转子，配置于该定子的内侧，沿着径向配置有多个磁铁；以及位置传感器，探测所述磁铁的磁通变化而检测所述转子的旋转位置，根据所述位置传感器的检测结果，对所述线圈供给3相的电流而使所述转子旋转，所述无刷马达的控制方法的特征在于：根据伴随磁通变化而从所述位置传感器输出的传感器信号，计算所述转子旋转预定的电角期间的经过时间，将所述经过时间除以预定数，计算所述转子旋转按照所述预定数分割所述预定的电角而得到的角度所需的分割角度旋转时间，分别推测与所述预定数的所述各分割角度旋转时间对应的所述转子的旋转位置，根据该推测旋转位置，针对所述各分割角度旋转时间的每一个设定供给到所述线圈的施加电压，将所述各分割角度旋转时间经过时设为驱动电压切换定时，在每个该驱动电压切换定时将所述施加电压供给到所述线圈，并且针对该施加电压执行如下处理：速度控制处理，根据所述经过时间计算所述转子的实际旋转速度，将该实际旋转速度与根据所述转子的旋转位置预先设定的目标旋转速度进行比较，以使所述转子成为所述目标旋转速度的方式校正所述施加电压；以及超前角处理，以成为所述线圈的相电流的相位相对于伴随所述转子的旋转而产生的感应电压超前的状态的方式，使所述施加电压相对于所述转子的旋转位置超前预定角度。在本专利技术中，在旋转预定电角的经过时间中，预测接下来的经过时间的期间的转子位置来进行电压驱动，另一方面还执行速度控制处理，在目标旋转速度与实际旋转速度之间更正差。其结果，该无刷马达在传感器信号的切换时也以平滑的形式继续控制，相电流的失真率被抑制得低。另外，通过超前角处理，相电流的峰值上升，马达的电动势变大，所以电流相对于供给电压变化的急剧变化被缓和，相电流波形的失真被抑制。在所述无刷马达控制方法中，也可以使用多个霍尔元件作为所述位置传感器，采用切换来自所述各霍尔元件的输出的所述传感器信号的边缘切换时间作为所述经过时间，根据所述经过时间的所述分割角度旋转时间来在每个所述驱动电压切换定时设定所述施加电压，并且在经过接下来的所述经过时间为止的期间，在每个所述驱动电压切换定时切换所述施加电压。另外，也可以在所述经过时间的两倍以下的周期实施所述速度控制处理。进而，也可以在将所述传感器信号的边缘切换角度(电角)设为传感器边缘角时，在(1/马达转速[rps])÷(360°×极对数/传感器边缘角×2)以下的周期实施所述速度控制处理。在本专利技术的无刷马达控制装置中，所述无刷马达具有：定子，具备朝向径向内侧突出设置的多个突极以及卷绕于该突极的每一个突极的线圈；转子，配置于该定子的内侧，沿着径向配置有多个磁铁；以及位置传感器，探测所述磁铁的磁通变化而检测所述转子的旋转位置，根据所述位置传感器的检测结果，对所述线圈供给3相的电流而进行使所述转子旋转的无刷马达的驱动控制，所述无刷马达控制装置的特征在于具有：定时器，用于根据伴随磁通变化而从所述位置传感器输出的传感器信号，对所述转子旋转预定的电角期间的经过时间进行计时；转子位置推测处理部，将所述经过时间除以预定数，计算所述转子旋转按照所述预定数分割所述预定的电角而得到的角度所需的分割角度旋转时间，分别推测与所述预定数的所述各分割角度旋转时间对应的所述转子的旋转位置；速度推测处理部，根据所述经过时间来计算所述转子的实际旋转速度；速度指令部，将所述实际旋转速度与根据所述转子的旋转位置而预先设定的目标旋转速度进行比较，计算所述转子成为所述目标旋转速度那样的所述线圈的施加电压值；以及驱动电压设定部，根据所述转子的推测旋转位置，针对所述各分割角度旋转时间的每一个设定供给到所述线圈的施加电压，将所述各分割角度旋转时间经过时设为驱动电压切换定时，计算每个该驱动电压切换定时的施加电压，并且执行超前角处理和速度控制处理，计算针对所述线圈的施加电压，其中，在所述超前角处理中，以成为所述线圈的相电流的相位相对于伴随所述转子的旋转而产生的感应电压超前的状态的方式，使所述施加电压相对于所述转子的旋转位置超前预定角度，在所述速度控制处理中，根据由所述速度指令部计算出的所述施加电压值，校正对每个所述驱动电压切换定时计算出的所述施加电压。在本专利技术中，在旋转预定电角的经过时间中，预测接下来的经过时间的期间的转子位置来进行电压驱动，还由速度指令部和驱动电压设定部执行速度控制处理，在目标旋转速度与实际旋转速度之间更正差。其结果，该无刷马达在传感器信号的切换时也以平滑的形式继续控制，相电流的失真率被抑制得低。另外，通过由驱动电压设定部进行超前角处理，从而相电流的峰值上升，马达的电动势变大，所以电流相对于供给电压变化的急剧变化被缓和，相电流波形的失真被抑制。在所述无刷马达控制装置中，也可以使用多个霍尔元件作为所述位置传感器，采用切换来自所述各霍尔元件的输出的所述传感器信号的边缘切换时间作为所述经过时间，根据所述经过时间的所述分割角度旋转时间来在每个所述驱动电压切换定时设定所述施加电压，并且在经过接下来的所述经过时间为止的期间，在每个所述驱动电压切换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷马达控制方法，所述无刷马达具有：定子，具备朝向径向内侧突出设置的多个突极以及卷绕于该突极的每一个突极的线圈；转子，配置于该定子的内侧，沿着径向配置有多个磁铁；以及位置传感器，探测所述磁铁的磁通变化而检测所述转子的旋转位置，根据所述位置传感器的检测结果，对所述线圈供给3相的电流而使所述转子旋转，所述无刷马达的控制方法的特征在于：根据伴随磁通变化而从所述位置传感器输出的传感器信号，计算所述转子旋转预定的电角期间的经过时间，将所述经过时间除以预定数，计算所述转子旋转按照所述预定数分割所述预定的电角而得到的角度所需的分割角度旋转时间，分别推测与所述预定数的所述各分割角度旋转时间对应的所述转子的旋转位置，根据该推测旋转位置，针对所述各分割角度旋转时间的每一个设定供给到所述线圈的施加电压，将所述各分割角度旋转时间经过时设为驱动电压切换定时，在每个该驱动电压切换定时将所述施加电压供给到所述线圈，并且针对该施加电压执行如下处理：速度控制处理，根据所述经过时间计算所述转子的实际旋转速度，将该实际旋转速度与根据所述转子的旋转位置预先设定的目标旋转速度进行比较，以使所述转子成为所述目标旋转速度的方式校正所述施加电压；以及超前角处理，以成为所述线圈的相电流的相位相对于伴随所述转子的旋转而产生的感应电压超前的状态的方式，使所述施加电压相对于所述转子的旋转位置超前预定角度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.27 JP 2015-1477111.一种无刷马达控制方法，所述无刷马达具有：定子，具备朝向径向内侧突出设置的多个突极以及卷绕于该突极的每一个突极的线圈；转子，配置于该定子的内侧，沿着径向配置有多个磁铁；以及位置传感器，探测所述磁铁的磁通变化而检测所述转子的旋转位置，根据所述位置传感器的检测结果，对所述线圈供给3相的电流而使所述转子旋转，所述无刷马达的控制方法的特征在于：根据伴随磁通变化而从所述位置传感器输出的传感器信号，计算所述转子旋转预定的电角期间的经过时间，将所述经过时间除以预定数，计算所述转子旋转按照所述预定数分割所述预定的电角而得到的角度所需的分割角度旋转时间，分别推测与所述预定数的所述各分割角度旋转时间对应的所述转子的旋转位置，根据该推测旋转位置，针对所述各分割角度旋转时间的每一个设定供给到所述线圈的施加电压，将所述各分割角度旋转时间经过时设为驱动电压切换定时，在每个该驱动电压切换定时将所述施加电压供给到所述线圈，并且针对该施加电压执行如下处理：速度控制处理，根据所述经过时间计算所述转子的实际旋转速度，将该实际旋转速度与根据所述转子的旋转位置预先设定的目标旋转速度进行比较，以使所述转子成为所述目标旋转速度的方式校正所述施加电压；以及超前角处理，以成为所述线圈的相电流的相位相对于伴随所述转子的旋转而产生的感应电压超前的状态的方式，使所述施加电压相对于所述转子的旋转位置超前预定角度。2.根据权利要求1所述的无刷马达控制方法，其特征在于：使用多个霍尔元件作为所述位置传感器，所述经过时间是切换来自所述各霍尔元件的输出的所述传感器信号的边缘切换时间，根据所述经过时间的所述分割角度旋转时间，在每个所述驱动电压切换定时设定所述施加电压，在经过接下来的所述经过时间为止的期间，在每个所述驱动电压切换定时切换所述施加电压。3.根据权利要求2所述的无刷马达控制方法，其特征在于：在所述经过时间的两倍以下的周期实施所述速度控制处理。4.根据权利要求2或者3所述的无刷马达控制方法，其特征在于：当将所述传感器信号的边缘切换角度即电角设为传感器边缘角时，在(1/马达转速[rps])÷(360°×极对数/传感器边缘角×2)以下的周期实施所述速度控制处理。5.一种无刷马达控制装置，所述无刷马达具有：定子，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：大堀龙，盐田直树，杉山友康，早田圣基，
申请(专利权)人：株式会社美姿把，
类型：发明
国别省市：日本,JP