无刷电动机的控制设备及使用无刷电动机的机器和设备制造技术

一种相位信号产生电路用一个比较电路１０、一个延迟电路１１、一个门信号准备电路１３和一个选择保持电路１２构成。在该相位信号产生电路９中产生的相位信号在控制电路６中得到图形识别，并且检测转子的位置，并且进一步执行全区ＰＷＭ控制、ＰＡＭ控制和转换ＰＷＭ／ＰＡＭ。能使转子位置检测精度得到提高，并且能获得宽控制范围。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
说明书无刷电动机的控制设备及使用无刷电动机的机器和设备本专利技术涉及一种无刷电动机的控制设备，以及一种使用无刷电动机的机器和设备，并且特别涉及一种把无刷电动机的旋转速度控制为希望旋转速度的控制设备，以及使用这种无刷电动机的控制设备，通过控制用于驱动压缩机和鼓风机的无刷电动机，以执行室内空气调节的空气调节器，通过控制用于驱动压缩机和鼓风机的无刷电动机，以执行致冷的致冷器，以及通过控制用于驱动搅拌器和自旋篮的无刷电动机，以执行洗衣的洗衣机。从维修容易方面来说，对空气调节器、致冷器和洗衣机等，使用一种结合了永久磁铁转子和定子绕组的无刷电动机。在上述无刷电动机的驱动控制中，必须通过紧密地联系转子的磁极位置和用于供电的定子绕组的位置来实行。为了不用转子位置检测传感器，例如霍尔元件，来检测转子的磁极位置，使用一种无传感器位置检测系统，这种系统使用在定子绕组中按照和转子的磁极共同操作而感应的反电动势，于是使转子的磁极位置得到检测。对于其中使用上述转子位置检测系统的无刷驱动设备，例如有日本申请专利延迟公开出版物No.Hei 7-147793所述的无刷电动机驱动设备。在这种无刷电动机驱动设备中，通过一个变换器电路把直流电源输出的直流电压供给无刷电动机的定子绕组。一个端电压检测装置通过对无刷电动机的定子绕组的端电压进行分压，取得检测电压，并且把检测电压输入到一个比较电路。比较电路通过把检测电压与一个标准电压比较，输出一个相位信号。并且，根据一个脉冲宽度调制(PWM)信号产生电路所产生的脉冲宽度调制(PWM)信号PS，一个控制设备按照一个闩锁信号产生电路，产生一个闩锁定时信号LS，以在上述PWM信号PS从“接通”-->状态变为“断开”状态的定时之后，执行闩锁操作。即使当定子绕组的端电压产生振动时，也无振动引起的影响，比较电路95输出的相位信号在闩锁电路中锁定，并且能获得位置检测信号。在上述常规无刷电动机驱动设备中，闩锁电路的输出信号与比较电路输出的相位信号延迟一个时间，因此用上述获得的转子磁极的检测位置变得与转子磁极的实际位置偏离很大。如上所述，当位置检测信号的检测定时偏离很大时，无刷电动机的定子绕组电流的换向流程图(供电)相位延迟，并且电流的上升也延迟，电流紧接绕组电流转换之前突然增加，由于按照效率降低和电流突然增加，引起驱动电路负载增加，所以需要增加电路元件的载流量，因此与费用增加有关。或者，在闩锁定时期间因干扰噪声而使噪声叠加在比较电路的输出信号上，由于和原始位置检测信号的位置偏离很大的相位信号被锁定，所以无刷电动机不能正常地驱动，有一个问题，其中无刷电动机振动或停止。此外，在上述常规无刷电动机驱动设备中，由于闩锁操作是在PWM信号PS从“接通”状态变为“断开”状态的定时之后执行，所以当PWM控制下导电比是100％时，有一个问题，其中不能限定闩锁电路的门信号，或不能限定在PWM控制等的导电比100％下的门信号。本专利技术的一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中对无刷电动机能提高转子的磁极位置检测精度，并且能执行精确控制。本专利技术的另一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中能减小由于噪声引起的位置检测错误。本专利技术的又一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中能减小由于噪声引起的供电错误操作。本专利技术的又一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中能扩展控制范围。本专利技术的又一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中无刷电动机能按效率重要特性来控制操作，或按高速重要特性来控制操-->作。本专利技术的又一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中能实现宽控制范围。本专利技术的又一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中当供电转换之后的回流电流的时限非常长，而不停止无刷电动机时，能执行良好控制。本专利技术的又一个目的是提供一种机器和设备，其中如上述控制的无刷电动机成为动力源，特别例如空气调节器、致冷器和洗衣机。按照本专利技术的一个特征在于用于无刷电动机的控制设备，其中按照各相定子绕组的端电压，通过检测转子磁极的位置，来控制对定子绕组的供电，按照一个比较结果信息信号，来提取PWM信号的“接通”时限和“断开”时限，其中把一个响应端电压的检测电压与一个标准电压比较。按照本专利技术的另一个特征在于，在按照定子绕组的端电压所提取的PWM信号的“接通”时限期间，上述比较结果信息信号按它原样以相位信号输出，并且在“断开”时限期间，通过保持邻接的前一个比较结果信息信号，它以相位信号输出。按照本专利技术的又一个特征在于，按照多相定子绕组的比较结果信息信号的图形，检测转子的位置。按照本专利技术的又一个特征在于，按照多相定子绕组的比较结果信息信号的图形，确定对定子绕组的供电图形。按照本专利技术的又一个特征在于，按照多相定子绕组的比较结果信息信号的图形，检测供电转换之后回流电流流动的时限。按照本专利技术的又一个特征在于，在供电转换之后的回流电流消逝之后，对用于对比位置检测的相位信号图形，执行更新处理。按照本专利技术的又一个特征在于，在供电转换之后并经过预定时间之后，对用于对比位置检测的相位信号图形，执行更新处理。按照本专利技术的又一个特征在于，按照比较结果信息信号的图形，检测转子位置，并且按照存储在存储器中的供电相位信息或来自外部-->的相位控制指令，执行供电相位的转换。按照本专利技术的又一个特征在于，在PWM控制区中，执行具有操作效率重要性的相位控制，并且在高速旋转重要性区中，执行用于产生供电相位的控制。按照本专利技术的又一个特征在于空气调节器、致冷器和洗衣机，其中用上述控制设备所控制的无刷电动机作为动力源。图1是表示按照本专利技术的一个实施例的无刷电动机驱动设备的方框图；图2A是表示在按照图1所示本专利技术的无刷电动机驱动设备中，门信号准备电路的方框图；图2B是表示在按照图1所示本专利技术的无刷电动机驱动设备中，门信号准备电路的方框图；图2C是表示在按照图1所示本专利技术的无刷电动机驱动设备中，门信号准备电路的方框图；图3是在按照图1所示本专利技术的无刷电动机驱动设备中，与位置检测电路有关的各信号波形；图4是在按照图1所示本专利技术的无刷电动机驱动设备中，控制电路中的处理流程图；图5是在按照图1所示本专利技术的无刷电动机驱动设备中，在与位置检测电路有关的具有小于100％导电比的PWM(脉冲宽度调制)控制下，各信号波形；图6是在按照图1所示本专利技术的无刷电动机驱动设备中，在与位置检测电路有关的具有100％导电比的PWM控制及PAM(脉冲幅度调制)控制下，各信号波形；图7是按照本专利技术在供电转换之后，回流电流流动的时限长时各信号波形；图8是按照本专利技术的无刷电动机的操作效率特性；以及图9是按照本专利技术的无刷电动机的速度特性图。在下文，将参考图1至图9，说明用于无刷电动机的控制设备及-->使用由该控制设备驱动和控制的无刷电动机的机器和设备的实施例。图1是表示按照本专利技术的一个实施例的无刷电动机驱动设备的方框图。本无刷电动机驱动设备包括一个交流(AC)电源1，一个整流电路2，一个平滑电路3，一个变换器电路4，一个无刷电动机5，一个控制电路6，一个驱动器7，一个端电压检测装置8，以及一个相位信号产生电路9。整流电路2对交流(AC)电源1输出的交流(AC)整流，平滑电路3平滑该整流输出电压，并产生一个直流(DC)电压。变换器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无刷电动机的控制设备，包括：一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中：所述控制装置按照所述比较结果信息信号，提取ＰＷＭ（ 脉冲宽度调制）信号的“接通”时限或“断开”时限。

【技术特征摘要】
JP 1998-3-23 74277/981.一种用于无刷电动机的控制设备，包括：一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中：所述控制装置按照所述比较结果信息信号，提取PWM(脉冲宽度调制)信号的“接通”时限或“断开”时限。2.一种用于无刷电动机的控制设备，包括：一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个选择保持装置，以选择是否使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出，或是否通过及时保持先前比较结果信息信号，使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中：当PWM(脉冲宽度调制)信号在“接通”状态时，所述选择保持装置输出所述比较装置的所述比较信息信号，按原样作为所述相位信号输出，而当PWM(脉冲宽度调制)信号在“断开”状态时，通过保持紧接“断开”状态之前的比较结果信息信号，所述选择保持装置以相位信号输出。3.一种用于无刷电动机的控制设备，包括：一个整流电路，以把交流电源电压转换成直流电压；一个变换器电路，以把所述直流电压转换成交流电压，并把所述交流电压供给无刷电动机，以及一个控制电路，以控制所述变换器电路，其中：该用于无刷电动机的控制设备包括：一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个选择保持装置，以选择是否使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出，或是否通过及时保持先前比较结果信息信号，使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中：当PWM(脉冲宽度调制)信号在“接通”状态时，所述选择保持装置输出所述比较装置的所述比较信息信号，按原样作为所述相位信号输出，而当PWM(脉冲宽度调制)信号在“断开”状态时，通过保持紧接“断开”状态之前的比较结果信息信号，所述选择保持装置以相位信号输出。4.一种用于无刷电动机的控制设备，包括：一个转换器电路，它具有一个整流电路和一个斩波电路，整流电路用来把交流电源电压转换成直流电压，斩波电路用于控制所述直流电压的大小；一个变换器电路，以把从所述转换器电路接收的所述直流电压转换成交流电压，并把所述交流电压供给无刷电动机；一个转换器控制电路，以控制所述转换器电路的开关操作；一个变换器控制电路，以通过控制所述变换器电路的开关操作，驱动无刷电动机；以及一个控制电路，以控制所述转换器控制电路和所述变换器控制电路，其中：该用于无刷电动机的控制设备包括：一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个选择保持装置，以选择是否使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出，或是否通过及时保持先前比较结果信息信号，使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中：当PWM(脉冲宽度调制)信号在“接通”状态时，所述选择保持装置输出所述比较装置的所述比较信息信号，按原样以所述相位信号输出，而当PWM(脉冲宽度调制)信号在“断开”状态时，通过保持紧接“断开”状态之前的比较结果信息信号，所述选择保持装置以相位信号输出。5.一种用于无刷电动机的控制设备，包括：一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照从所述比较装置输出的所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且输出一个供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中：所述控制装置按照多相比较结果信息信号的图...

【专利技术属性】
技术研发人员：川端幸雄，能登原保夫，田原和雄，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]