电机驱动装置制造方法及图纸

一种电机驱动装置可以采用在激励控制器４０中的状态确定信号ＳＪ调节高端激励控制信号ＵＵ、ＶＵ和ＷＵ以及低端激励控制信号ＵＬ、ＶＬ和ＷＬ的激励启动时间，在从启动开始至转子旋转速度达到预定数值时的时间周期中，将设置激励启动时间比正常时间更早，以进行超前相位激励控制，并且在转子旋转速度为预定数值或者大于预定数值时的正常时间内，以高效和最佳相位控制激励启动时间。这里，电机驱动装置可以进行稳定的ＰＷＭ无传感器启动，而没有任何启动故障，例如，振荡、同步丢失和反向旋转，以及缩短启动时间。

【技术实现步骤摘要】
电机驱动装置专利技术背景本专利技术涉及一种电机驱动装置，该装置检测绕组中的非激励相(开相)所产生的反电动势的零交叉来进行电机的位置无传感器PWM驱动，特别是，本专利技术涉及在电机驱动装置中的启动控制方法。近年来，无刷电机已经广泛地应用于驱动记录媒介，例如，硬盘和光盘，或者，驱动空调设备中的风扇压缩机或之类。为了实现宽范围的可变速度控制或减小电消耗，常使用逆变器件通过PWM操作来驱动这类无刷电机。在具有三相绕组的无刷电机中，为了检测转子的磁极位置，通常每间隔120度的电角度排列诸如霍尔器件的位置传感器。与具有这类位置传感器的无刷电机相反，为了减小成本和尺寸，就希望能够开发没有位置传感器的无刷电机以及各种无传感器的驱动技术。实现无传感器驱动的方式包括以电角度120度的激励以及检测在非激励相(开相)中所产生的反电动势的零交叉的方法。120度激励是指具有120度的电角度的激励宽度。图22是进行无传感器驱动的常规电机驱动装置的方框图。在图22中，电机10包括一个转子(未显示)，该转子具有永久磁铁所制成的场部件；和一个定子，其中三相绕组11，12和13采用Y连接。输出部件120设置在电源1和接地(GND)之间，并且通过三个高端功率晶体管和三个低端功率晶体管获得桥式结构以向三相绕组11、12和13提供电源。通过将三相端电压Vu、Vv和Vw与中心抽头电压Vc相比较，位置监测器130就能够检测出转子的位置，并且向包括CPU的激励控制器140输出位置检测信号UN、VN和WN。激励控制器140根据位置检测信号UN、VN和WN输出高端激励控制信号UU、VU和WU以及低端激励控制信号UL、VL和WL，用于控制输出部件的各个功率晶体管，并且进行三相绕组11、12和13的激励时序控制。通过由此所构成的电机驱动装置来进行电机10的无传感器驱动。图23是显示具有图22所示结构的电机驱动装置的各个部件工作的时序图。在图23中，波形Eu、Ev和Ew是三相反电动势的波形，而波形UN、VN和WN表示位置检测信号。位置检测信号UN、VN和WN是通过三相端电压Vu、Vv-->和Vw分别与中心抽头电压Vc相比较最终所产生的，各个分别在三相反电动势Eu、Ev和Ew的零交叉点处具有边缘。波形UU和UL是输出部件120中U相的高端和低端功率晶体管的高端控制信号和低端控制信号。波形Iu是流至U相绕组的驱动电流。激励控制器140从通过位置检测信号UN、VN和WN所检测到转子位置来测量转子的旋转速度以及速度的变化率，并且计算对应于30度电角度的延迟时间。在根据延迟时间的时序来进行激励的控制，以输出高端激励控制信号UU、VU和WU和低端控制信号UL、VL和WL。常规的电机驱动装置可采用这种方式通过控制激励的时序来进行电机驱动控制。电机驱动装置基于位置检测信号UN、VN和WN来计算相对于30度电角的延迟时间以及根据所计算的延迟时间的时序来进行激励控制，上述讨论正如在例如日本专利公告No.2778816中所披露的。图24是另一常规电机驱动装置结构的方框图。CPU所构成的激励控制器140包括控制器140A和操作部件140B。控制器140A和操作部件140B的输出可以通过开关部件150的开关来实现开关并作为激励控制信号发送至输出部件120。输出部件120根据激励控制信号向电机10提供电源。位置监测器130检测转子的位置并且将表示转子位置的位置检测信号输出至操作部件140B。控制器140A和操作部件140B的输出也输入至比较电路160，并检测在两个信号之间的相位差且输出至控制器140A和开关部件150。随后，简要地讨论图24所示结构的电机驱动装置的工作。控制器140A输出用于进行同步操作的同步信号，并因此启动电机10进行同步工作。当电机启动旋转时，位置监测器130通过反电动势来检测转子的位置，并且操作部件140B根据位置检测信号来输出激励控制信号。比较电路160检测在控制器140A的同步信号和操作部件140B的激励控制信号之间的相位差，并且当相位差落在预定数值内时，开关部件150的开关就从端点150A开关至端点150B。也就是说，同步操作开关至位置检测驱动。相位差检测信号反馈至控制器140A，并且校正控制器140A的同步信号，使得相位差可以落在比较电路160的预定数值内。正如以上所讨论的，常规电机驱动装置可以检测在同步信号和根据位置检测信号的激励控制信号之间的相位差，并且在相位差信号落在预定数值内时，同步操作开关至位置检测驱动，正如在日本待审查专利公告No.7-87783中所-->披露的。于是，在所构成的常规电机驱动装置中，可以通过基于使用反电动势的位置检测信号所产生的激励控制信号来进行无传感器驱动。在这类方法中，当转子旋转速度低时，例如，在启动时，位置检测信号包括许多检测误差，因为反电动势很小等等原因。即，由于在所检测到的相位中的位移相对于应该检测到的实际相位而增加，所以就会出现启动故障的问题，例如，根据初始转子的位置会产生振荡、同步丢失和反向旋转，或者即使转子的旋转处于正常的方向，但未能获得足够的启动扭矩，从而使得启动时间过长。特别是，在驱动诸如光盘之类信息设备的电机中，就强烈希望能够减小启动时间并且在无传感器驱动中的稳定无传感器启动是一项绝对的需要。为了能够解决上述问题，本专利技术旨在提供一种电机驱动装置，该电机驱动装置可以在没有任何启动故障(例如，振荡、同步丢失和反向旋转)下进行稳定的PWM无传感器启动以及缩短启动时间。
技术实现思路
根据本专利技术第一方面的一种电机驱动装置具有一个包括多相绕组和一个转子的电机；位置检测部件，用于根据通过非激励相(开相)中的上述绕组的端电压和上述多相绕组的共同势能的中心抽头电压的比较所获得的比较信号来检测上述转子的位置，并且输出位置检测信号；激励控制部件，用于通过在启动时设置相对于上述位置检测信号的相位激励控制信号的超前相位来进行上述绕组的激励控制，并且根据在通常时间中上述位置检测信号来进行上述绕组的激励控制；和，开关控制部件，用于输出适用于根据命令信号对上述激励控制部件进行高频开关控制的驱动信号(PAM信号)。于是，在根据本专利技术所构成的电机驱动装置中，就有可能改善启动扭矩和缩短启动时间。根据本专利技术的第二方面的电机驱动装置可以构成为，在第一方面所构成的结构中进一步提供预定周期OFF部件，用于以预定周期OFF周期对上述多相绕组提供激励，以及上述位置检测部件在上述预定周期OFF周期中进行位置检测。采用这种结构，就有可能进行稳定的PWM无传感器启动，而没有任何启动故障，诸如，振荡，同步丢失和反向旋转。-->根据本专利技术的第三方面的电机驱动装置可以构成为，使得由第一方面所构成的结构中的上述位置检测部件产生通过对上述比较信号的反向所获得的反向比较信号，并且根据在高频开关控制的ON周期中的上述反向比较信号来进行位置检测。采用这种结构，就有可能进行稳定的PWM无传感器启动，而没有任何启动故障，诸如，振荡，同步丢失和反向旋转。此外，由于没有提供预定周期OFF，就有可能改善启动扭矩和缩短启动时间。根据本专利技术的第四方面的电机驱动装置可以构成为，在第一方面所构成的结构中进一步提供状态确定部件，用于确定上述转子的旋转状态，并且上述激励控制部件根据上述状态确定部件的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动装置，其特征在于，包括：电机，它具有多相绕组和转子；位置检测部件，用于根据通过非激励相（开相）中的所述绕组的端电压和所述多相绕组的共同势能的中心抽头电压的比较所获得的比较信号来检测所述转子的位置，并且输出位置检测 信号；激励控制部件，用于通过在启动时设置相对于所述位置检测信号的激励控制信号的超前相位来进行所述绕组的激励控制，并且根据在通常时间中所述位置检测信号来进行所述绕组的激励控制；和，开关控制部件，用于将适用于根据命令信号进行高频 开关控制的驱动信号输出到所述激励控制部件。

【技术特征摘要】
JP 2004-5-18 2004-1472261.一种电机驱动装置，其特征在于，包括：电机，它具有多相绕组和转子；位置检测部件，用于根据通过非激励相(开相)中的所述绕组的端电压和所述多相绕组的共同势能的中心抽头电压的比较所获得的比较信号来检测所述转子的位置，并且输出位置检测信号；激励控制部件，用于通过在启动时设置相对于所述位置检测信号的激励控制信号的超前相位来进行所述绕组的激励控制，并且根据在通常时间中所述位置检测信号来进行所述绕组的激励控制；和，开关控制部件，用于将适用于根据命令信号进行高频开关控制的驱动信号输出到所述激励控制部件。2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，还包括预定周期OFF部件，用于以预定周期OFF周期对所述多相绕组提供激励，其中所述位置检测部件在所述预定周期OFF周期中进行位置检测。3.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述位置检测部件产生通过对所述比较信号的反向所获得的反向比较信号，并且根据在高频开关控制的ON周期中的所述反向比较信号来进行位置检测。4.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，还包括状态确定部件，用于确定所述转子的旋转状态，并且所述激励控制部件根据所述状态确定部件的输出删除超前相位。5.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，还包括状态确定部件，用于确定所述转子的旋转状态，其中所述激励控制部件根据所述状态确定部件的输出删除超前相位和停止所述预定周期OFF部件的预定周期OFF操作，以及所述位置检测部件进行高频开关控制的ON周期或OFF周期中的位置检测。6.根据权利要求3所述的电机驱动装置，其特征在于，还包括状态确定部件，用于确定所述转子的旋转状态，并且所述激励控制部件根据所述状态确定部件的输出删除超前相位，并且所述位置检测部件根据所述位置比较信号进行位置检测。7.根据权利要求4至6中任一所述的电机驱动装置，其特征在于，所述状态确定部件确定基于所述位置检测信号所获得的所述转子旋转速度是否超过预定数值。8.根据权利要求4至6中任一所述的电机驱动装置，其特征在于，所述状态确定部件确定所述激励控制信号的电周期是否输出预定数量的时间或者更多的时间。9.根据权利要求4至6中任一所述的电机驱动装置，其特征在于，所述激励控制部件根据所述状态确定部件的输出线性或逐渐删除超前相位。10.根据权利要求4至6中任一所述的电机驱动装置，其特征在于，所述激励控制部件相对于所述位置检测信号在启动时设置小于所述激励控制信号的超前相位的第二超前相位，并且在根据所述状态确定部件的输出删除超前相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：森英明，黑岛伸一，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]