無刷電動機的驅動裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術的無刷電動機的驅動裝置包括：電流檢測單元(6)，該電流檢測單元(6)在驅動電路的開關元件(5H，5L)導通的期間內，檢測流過電樞繞組(9)的電流；運算處理單元，該運算處理單元比較目標電流值與檢測電流值，來運算用于施加到電樞繞組的電壓指令值；以及PWM驅動單元(4)，該PWM驅動單元(4)基于該電壓指令值來控制開關元件的導通、斷開，運算處理單元還包括電流檢測可能性判定單元，該電流檢測可能性判定單元根據各相的開關元件的動作狀態，來判定能否檢測出流過電樞繞組(9)的電流，電流檢測可能性判定單元在判定為處于無法檢測出電流的狀態時，使用能檢測出電流時的檢測電流值，來求出電壓指令值，以繼續驅動電動機。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及利用流過無刷電動機的電樞繞組的相電流來控制無刷電動機的驅動的無刷電動機的驅動裝置。
技術介紹
在根據流過電動機的電樞繞組的電樞電流來對無刷電動機的輸出進行反饋控制的電動機驅動裝置中，將流過對電動機驅動用逆變器電路的每相所設置的電流檢測用電阻的電流檢測作為每相的電樞電流。對每相計算出對應于目標電流與檢測電流之間的偏差的占空比，利用PWM控制來對構成該逆變器電路的各相的開關元件進行導通/斷開控制。由此，改變施加到各相的電樞繞組的相電壓，使各相的電樞繞組中流過驅動電流，從而控制電動機輸出。例如圖14是專利文獻I所示那樣的表示現有的無刷電動機的驅動裝置的一個例子的電路結構圖。現有的無刷電動機的驅動裝置如圖14所示，采用以下結構即，對于每個相，上級開關元件5uH、5vH、5wH(以下，簡單地總稱為5H)與電樞繞組9、下級開關元件5uL、5vL、.5wL(以下，簡單地總稱為5L)相連接，在下級開關元件5L與接地之間配置有電流檢測用電阻6u、6v、6w(以下，簡單地總稱為6)。為了檢測出流過電流檢測用電阻6的電流，在利用PWM控制單元即驅動控制電路4、使得開關元件的狀態成為下級的開關元件5L為導通的狀態時，電動機的電樞繞組9的電樞電流流經下級的開關元件5L、電流檢測用電阻6，并流向接地。在該電流檢測用電阻6中流經有電流的狀態下，通過檢測電流檢測用電阻6兩端的電位差，從而來測量電樞電流。所謂下級的開關元件5L為導通的狀態是指，為了使電流流過電樞繞組9，而不使電流通過同相的上、下級的開關元件，而使上級的開關元件5H處于斷開狀態。由此，為了檢測電樞電流，僅在使上級的開關元件5H為斷開狀態、下級的開關元件5L為導通狀態時能進行檢測。相反，在利用驅動控制電路4的PWM控制信號對開關元件5H、5L進行導通/斷開控制的情況下，存在沒有電流流過電流檢測用電阻6的期間。因此，存在無法正確地檢測電流的狀況。因此，需要限制PWM控制信號的占空比，即限制施加到電樞繞組9的電壓，限制占空比會導致需降低電源電壓的利用率來利用電動機，因而，會限制電動機性能。因此，在專利文獻I中，記載有以下方案即，對于由U相、V相、W相構成的無刷電動機，在基于來自PWM控制單元的占空比的指示來分別對U相、V相、W相的開關元件進行導通/斷開控制的情況下，對于U相，在以小于規定值的占空比來對開關元件進行導通/斷開控制的情況下，由于處于不易檢測出U相的電流的狀態，因此，能利用檢測出的V相的電流Iv、W相的電流Iw,使用下式(I)來計算出U相的電流Iu。Iu = — (Iv + Iw).....(I)另外，還記載有對于其他相即V相或W相，同樣地，在以占空比小于規定值的占空比來對開關元件進行導通/斷開的情況下，能利用在其他相中檢測出的電流來進行計算。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利第4140454號公報
技術實現思路
在上述現有技術中，在某相的占空比小于規定值時，例如，在U相的占空比小于規定值的狀態下，由于無法直接檢測出U相電流，因此，通過檢測出其他相即V相及W相電流，來計算U相電流。然而，此時，其他相即V相、W相必須處于必定能檢測出相電流的狀態。即，必須使3相中的2相的占空比為規定值以上。因而，需要將占空比限制在能檢測出電流的范圍內，因此，存在不能自由地控制占空比的問題。 本專利技術是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種無刷電動機的驅動裝置，無論是否為能檢測出電樞電流的狀態，該無刷電動機的驅動裝置都能驅動電動機，而無需限制占空比，因而，能自由地向電動機的電樞繞組施加電壓，從而能提高電動機的輸出。本專利技術所涉及的無刷電動機的驅動裝置包括無刷電動機的驅動電路，該無刷電動機的驅動電路中并聯連接有多個臂部，所述多個臂部包括由配置在電源側的第一(上側的)開關元件和配置在接地側的第二(下側的)開關元件構成的相互串聯連接的開關元件對；電流檢測單元，該電流檢測單元在所述驅動電路的開關元件導通的期間內，對流過無刷電動機的電樞繞組的電流進行檢測；運算處理單元，該運算處理單元比較用于驅動所述無刷電動機的目標電流值與由所述電流檢測單元所檢測出的檢測電流值，基于其偏差來計算用于施加到所述無刷電動機的電樞繞組的電壓指令值；以及PWM驅動單元，該PWM驅動單元基于來自該運算處理單元的電壓指令值來產生驅動信號，對所述驅動電路的開關元件的導通、斷開進行控制，所述運算處理單元還包括電流檢測可能性判定單元，該電流檢測可能性判定單元根據所述驅動電路的各相中的所述開關元件的動作狀態，來判定能否檢測出流過無刷電動機的各相的電樞繞組的電流，在所述電流檢測可能性判定單元判定為處于不能檢測出電流的狀態時，所述運算處理單元使用能檢測出電流時的檢測電流值，并將其與所述目標電流值進行比較，從而求出所述電壓指令值，以繼續進行電動機驅動。根據本專利技術的無刷電動機的驅動裝置，能獲得一種無論是否處于能檢測出電樞電流的狀態、都能驅動電動機、而無需限制占空比、從而能提高電源電壓的利用率并提高電動機的輸出的無刷電動機的驅動裝置。關于本專利技術的上述的和其他的目的、特征、效果，可以從以下實施方式中的詳細說明及附圖的記載來進一步明確。附圖說明圖I是表示本專利技術的實施方式I所涉及的無刷電動機的驅動裝置的結構的簡要結構圖。圖2是用于對本專利技術的實施方式I中的電流檢測單元的動作進行說明的時序圖。圖3是表示本專利技術的實施方式I中的上級FET的驅動的圖。 圖4是表示本專利技術的實施方式I中的下級FET的驅動的圖。圖5表示本專利技術的實施方式I中的坐標變換單元的詳細控制框圖。圖6是表示本專利技術的實施方式I中的電流檢測的處理的流程圖。圖7是表示本專利技術的實施方式I中的電動機驅動裝置異常時的處理的流程圖。圖8是表示本專利技術的實施方式I中的電動機特性和能檢測出的電流的范圍的圖。圖9表示本專利技術的實施方式2中的坐標變換單元的詳細控制框圖。圖10是表示本專利技術的實施方式2中的電流檢測的處理的流程圖。圖11是表示本專利技術的實施方式2中的電動機角度和能檢測出電流的范圍的圖。圖12是表示本專利技術的實施方式2中的電動機驅動裝置異常時的處理的流程圖。 圖13是表示本專利技術的實施方式2中的電動機驅動裝置異常時的處理的其他例子 的流程圖。圖14是表示現有裝置的一個例子的簡要結構圖。具體實施例方式實施方式I.以下，參照附圖說明本專利技術的實施方式I的無刷電動機的驅動裝置。圖I是實施方式I中的無刷電動機的驅動裝置的簡要結構圖。在圖I中，無刷電動機由具有電樞繞組9的三相同步永磁體電動機構成，包括檢測電動機的磁極位置的、例如由旋轉變壓器構成的位置傳感器10，利用位置傳感器10向后述的控制部(控制器)輸出電動機的磁極位置信肩、O眾所周知，驅動無刷電動機的驅動電路采用以下結構即，將配置在電源8側的第一開關元件即FET(場效應晶體管)5H(5uH、5VH、5WH)和配置在接地側的第二開關元件即FET5L(5uL、5vL、5wL)以相互成對的方式進行串聯連接，構成各對的FET5H、5L的連接點分別與電動機的電樞繞組9的各相相連接。然后，根據來自PWM驅動電源4的驅動信號來控制各FET5H、5L的導通、斷開，控制施加到電動機電樞繞組9的施加電壓，來驅動電動機。下級FET5(5uL、5vL、5wL)與接本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：藤本千明，木全政弘，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：
國別省市：