电动机驱动装置制造方法及图纸

一种电动机驱动装置，其特征是包括 检测在电动机中流动的电流的电流检测装置、 参照所检测出的电流、将电动机中流动的电流控制成给定值的电流控制装置、以及 根据电动机中流动的电流的振幅改变在该电流控制装置中的控制增益的电流控制增益调节装置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【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以任意转速驱动无刷DC电动机等电动机的电动机驱动装置。
技术介绍
近年，在空气调节机中的驱动压缩机等电动机的装置中，从地球环境保护的观点出发降低耗电的必要性已经增大。作为其中的节电技术之一，以任意频率驱动无刷DC电动机那样的高效率电动机的逆变器等已经被广泛使用。作为这样的驱动技术，已经开发出用电流传感器检测在电动机绕组中流动的电流，利用所检测的电流值推测电动机转子的位置(转子位置的推测有利用推测电动机的感应电压的方法(参见特開2000-350489号公报))，的正弦波驱动的技术。在这样的方法中，可以进行高效低噪声驱动。另外，为了高速并可靠控制电动机的输出转矩，具有采用所检测的电流值控制电动机中流动的电流的电流控制环的驱动技术也已经实用化。在利用电流控制环对这样的无刷DC电动机的电动机进行控制的电动机驱动系统中，对于电动机的负载变化，使得在电动机绕组中流动的电流值很大变化，造成埋入在无刷DC电动机的转子中的磁铁特性改变，存在不能稳定进行电流控制的问题。例如，当负载低时虽然稳定，随着负载的增大，会出现电流处于振荡状态的情况，当负载高时虽然稳定，随着负载的减少，会出现电流控制精度变差的情况。这种现象，是由无刷DC电动机的磁力线增大造成磁场饱和，引起电动机的动态特性变化所产生的。图2、图3表示电感值相对于无刷DC电动机的负载电流变化的一例。分别是电感值相对于电动机的磁铁的磁-->力线方向的q轴、和与其垂直的d轴方向上的电流变化的实测值。这样由于负载电流引起无刷DC电动机的特性变化，而且负载电流越大特性量的变化越大。由于该特性量的变化，使得电流控制的特性受到影响。另外，在推测电动机转子位置、进行同步运行的无位置传感器驱动方式中，在启动时如果载波频率太高，输出脉冲幅度变小，存在不能得到足够的启动转矩的问题。特别是，当称为「空载时间」的、旨在避免上下臂上的开关元件同时导通的情况而使上下开关元件均关断的时间越大时，由于载波频率增大而这种影响增大，降低启动转矩。另外，在无传感器的位置推测中，由于脉冲幅度小会出现不能良好进行位置推测的问题。即，如果将载波频率设置得较大，会存在降低启动性能的问题。另外，在无刷DC电动机的驱动中，在控制电流相位角时将该电流相位角设定成使电动机效率最大的最佳相位角上的方式被提出，并且已经实用化。例如，在特開2001-119978号公报所示方式中，对于电动机的绕组电流，计算效率最大化的电流相位角，实现最优化。但是，在启动时由于负载电流变动很大，通过选择最佳电流相位角方式改变电流相位角，会引起启动时的不稳定。另外，在将电流相位角设定成最佳值时如果其电流相位角变化大，转矩变动增大，会出现驱动不稳定的情况。
技术实现思路
本专利技术正是解决上述课题的专利技术，其目的在于提供一种即使在电动机负载变动大的情况下也可以稳定控制电动机的转矩、并且即使想将通常运行时的载波频率设定成比较高或使效率最优化时也可以稳定进行启动的电动机驱动装置。有关本专利技术的第1电动机驱动装置，包括检测在电动机中流动的电流的电流检测装置、参照所检测出的电流、将电动机中流动的电流控制成给定值的电流控制装置、以及根据电动机中流动的电流的振幅改变在该电流控制装置中的控制增益的电流控制增益调节装置。这样，即使在负载电流变动大时，也可以实现稳定的电动机的电流控制。有关本专利技术的第2电动机驱动装置，包括产生用于驱动电动机的电压的多个开关元件、驱动所述多个开关元件的基极驱动器、向基极驱动-->器输出用于驱动所述开关元件的ON/OFF信号的电压输出装置、以及向所述电压输出装置输出用于切换所述开关元件的ON/OFF的载波频率的载波频率切换装置，所述载波频率切换装置，在所述电动机启动后、在给定时间的期间内将载波频率设定成第1频率，在经过给定时间之后，将载波频率设定成不同的第2频率。这样，即使通常运行时的载波频率高的情况下，也可以实现稳定的启动。有关本专利技术的第3电动机驱动装置，包括检测电动机的电流的电流检测装置、输出电动机的电流相位角的设定值的电流相位角设定装置、为了实现对应来自该电流相位角设定装置的设定值的电流相位角而对电动机的电流指令值进行计算并输出的电流指令作成装置、以及参照所检测出的电流、将电动机的电流控制成由所述电流指令作成装置计算的指令值的电流控制装置，所述电流相位角设定装置，在所述电动机启动后、给定时间的期间内将电流相位角固定在给定值上。这样，可以使效率成为最大，并且实现稳定的启动。有关本专利技术的第4电动机驱动装置，包括检测电动机的电流的电流检测装置、输出电动机的电流相位角的设定值的电流相位角设定装置、为了实现对应来自该电流相位角设定装置的设定值的电流相位角而对电动机的电流指令值进行计算并输出的电流指令作成装置、以及参照所检测出的电流、将电动机的电流控制成由所述电流指令作成装置计算的指令值的电流控制装置，所述电流相位角设定装置，根据所述电动机的转速设定电流相位角的设定值，并且相应转速的变化连续平滑地进行变更。这样，即使转速变动时，也可以实现稳定的驱动。有关本专利技术的第5电动机驱动装置，包括检测电动机的电流的电流检测装置、输出电动机的电流相位角的设定值的电流相位角设定装置、为了实现对应来自该电流相位角设定装置的设定值的电流相位角而对电动机的电流指令值进行计算并输出的电流指令作成装置、以及参照所检测出的电流、将电动机的电流控制成由所述电流指令作成装置计算的指令值的电流控制装置，所述电流相位角设定装置，根据所述电动机的负载电流设定电流相位角的设定值，并且相应负载电流的变化连续平滑地进行变更。这样，即使电动机的负载变动时，也可以实现稳定的驱动。-->有关本专利技术的第6电动机驱动装置，包括检测电动机的电流的电流检测装置、输出电动机的电流相位角的设定值的电流相位角设定装置、为了实现对应来自该电流相位角设定装置的设定值的电流相位角而对电动机的电流指令值进行计算并输出的电流指令作成装置、以及将所检测出的电流、控制成由所述电流指令作成装置计算的指令值的电流控制装置，所述电流相位角设定装置，根据经过的时间切换电流相位角的设定值，并且对设定值所进行的变更应使切换直线平滑。这样，即使电动机的转速、负载变动时，也可以实现稳定的驱动。附图说明图1表示本专利技术的电动机驱动装置的一实施例的构成方框图。图2表示电感值(q轴)相对于无刷DC电动机的负载电流的变化的一例。图3表示电感值(d轴)相对于无刷DC电动机的负载电流的变化的一例。图4表示本专利技术的电流控制增益调节装置中电流控制增益的设定方法的一例的特性图。图5表示本专利技术的载波频率切换装置中载波频率的设定方法的一例的特性图。图6表示电动机效率相对于无刷DC电动机的电流相位角的变化的一例。图7表示本专利技术的电流相位角设定装置中电流相位角相对于运行转速的设定方法的一例的特性图。图8表示本专利技术的电流相位角设定装置中电流相位角相对于负载电流的设定方法的一例的特性图。图9表示输出转矩相对于无刷DC电动机的电流相位角的变化的一例。图10表示现有技术的电流相位角相对于转速的设定方法的一例的特性图。图11表示本专利技术的电流相位角设定装置中电流相位角的设定方法-->的一例的特性图。其中：1-交流电源、2-整流电路、3-电动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机驱动装置，其特征是包括检测在电动机中流动的电流的电流检测装置、参照所检测出的电流、将电动机中流动的电流控制成给定值的电流控制装置、以及根据电动机中流动的电流的振幅改变在该电流控制装置中的控制增益的电流控制增益调节装置。2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征是所述电流控制增益调节装置，根据表示增益值相对于电流振幅值的关系的给定近似式来计算控制增益。3.根据权利要求1或2所述的电动机驱动装置，其特征是所述电流控制增益调节装置，是当电流振幅越大时使控制增益越小，而当电流振幅越小时使控制增益越大。4.一种电动机驱动装置，其特征是包括产生用于驱动电动机的电压的多个开关元件、驱动所述多个开关元件的基极驱动器、向基极驱动器输出用于驱动所述开关元件的ON/OFF信号的电压输出装置、以及向所述电压输出装置输出用于切换所述开关元件的ON/OFF的载波频率的载波频率切换装置，所述载波频率切换装置，在所述电动机启动后、在给定时间的期间内将载波频率设定成第1频率，在经过给定时间之后，将载波频率设定成不同的第2频率。5.根据权利要求4所述的电动机驱动装置，其特征是由所述载波频率切换装置设定的载波频率的第1频率比第2频率小。6.一种电动机驱动装置，其特征是包括检测电动机的电流的电流检测装置、输出电动机的电流相位角的设定值的电流相位角设定装置、为了实现对应来自该电流相位角设定装置的设定值的电流相位角而对电动机的电流指令值进行计算并输出的电流指令作成装置、以及参照所检测出的电流、将电动机的电流控制成由所述电流指令作成装置计算的指令值的电流控制装置，所述电流相位角设定装置，在所述电动机启动后、给定时间的期间内将电流相位角固定在给定值上。7.一种电动机驱动装置，其特征是包括检测电动机的电流的电流检测装置、输出电动机的电流相位角的设定值的电流相位角设定装置、为了...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井敬三，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：