马达驱动控制装置、马达系统、送风装置制造方法及图纸

一种马达驱动控制装置、马达系统、送风装置，马达驱动控制装置对朝马达输出三相交流电压的PWM逆变器的臂开关元件的开启/关闭进行PWM控制，由此控制马达的驱动，并且检测三相交流电压的各相的电流值。马达驱动控制装置在载波信号上升或下降的第一期间的整个期间内，将基于最大相电压指令与载波信号的第一PWM脉冲设为低电平，由此使最大相用的下臂开关元件变成关闭。马达驱动控制装置在载波信号上升或下降的第二期间的整个期间内，将基于最小相电压指令与载波信号的第二PWM脉冲设为高电平，由此使最小相用的下臂开关元件变成开启。

【技术实现步骤摘要】
马达驱动控制装置、马达系统、送风装置
本专利技术涉及一种马达驱动控制装置、马达系统、送风装置。
技术介绍
以前，对通过从逆变器输出的三相交流电压来驱动的马达进行脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)控制的装置已为人所知。例如，日本专利特开平09-261974号公报公开有一种将经串联连接的两个晶体管以三列并联连接的逆变器电路的控制装置。所述控制装置为了修正相电流指令值与实际的相电流值的电流误差，对从逆变器电路朝马达输出的三相交流电压的各相的相电流进行模数(Analog/Digital，A/D)转换后进行检测。控制装置对应于基于相电流的检测结果的电流指令的电流误差，输出被朝马达输出的三相交流电压的各相的相电压指令。在如专利文献1那样的相电流的检测中，可对应于使经并联连接的包含两个晶体管的各列的低电压侧晶体管变成开启的组合，检测不同的相电流。因此，为了在用于PMW控制的载波信号(carriersignal)的每一个周期内获得电流误差，至少检测两个不同的相电流并进行A/D转换。此处，在PWM控制中，在被朝逆变器电路的各晶体管输出的PWM脉冲中，存在上升沿(risingedge)之后的检测信号因检测电路的构成而变得不稳定的情况。因此，当检测不同的相电流时，必须设法使时机对准变成开启的晶体管中的脉冲宽度中的除上升沿以外的短时间，检测相电流并进行A/D转换。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开平09-261974号公报
技术实现思路
<br>[专利技术所要解决的问题]但是，若在变成开启的各晶体管中各上升沿的时间间隔变得接近，则存在无法确保检测相电流的时间的担忧。例如，在正弦波状的三相交流电压中，在U相的电压值变得最大的时间点的前后，V相的电压值与W相的电压值的差变小，因此存在无法确保检测U相以外的相电流的时间的担忧。本专利技术的目的在于确保从PWM逆变器输出的三相交流电压的各相的相电流的检测时间。[解决问题的技术手段]本专利技术的例示性的马达驱动控制装置利用PWM脉冲来控制PWM逆变器的上臂开关元件及下臂开关元件的开启/关闭，由此利用朝马达输出三相交流电压的所述PWM逆变器来控制所述马达的驱动，并且检测所述三相交流电压的各相的电流值。马达驱动控制装置包括：相电压指令部，输出针对所述三相交流电压的各相的相电压指令；以及PWM控制部，根据周期性地重复上升及下降的载波信号与所述相电压指令，生成所述PWM脉冲。所述PWM控制部根据所述相电压指令之中针对相电压指令值最大的最大相的最大相电压指令与所述载波信号，生成第一PWM脉冲。进而，所述PWM控制部在作为所述载波信号的上升期间及下降期间中的一者的第一期间的整个期间内，将所述第一PWM脉冲设为所述最大相用的所述下臂开关元件变成关闭的电平。另外，所述PWM控制部根据所述相电压指令之中针对相电压指令值最小的最小相的最小相电压指令与所述载波信号，生成第二PWM脉冲，在作为所述载波信号的上升期间及下降期间中的一者的第二期间的整个期间内，将所述第二PWM脉冲设为所述最小相用的所述下臂开关元件变成开启的电平。本专利技术的例示性的马达系统包括：马达，由PWM逆变器来施加三相交流电压；以及所述马达驱动控制装置，利用PWM脉冲来控制所述PWM逆变器的上臂开关元件及下臂开关元件的开启/关闭，由此利用所述PWM逆变器来控制所述马达的驱动，并且检测所述三相交流电压的各相的电流值。本专利技术的例示性的送风装置包括：叶轮，具有能够以在上下方向上延长的中心轴为中心进行旋转的叶片；马达，使所述叶片旋转；PWM逆变器，朝所述马达输出三相交流电压；以及所述马达驱动控制装置，利用PWM脉冲来控制所述PWM逆变器的上臂开关元件及下臂开关元件的开启/关闭，由此利用所述PWM逆变器来控制所述马达的驱动，并且检测所述三相交流电压的各相的电流值。[专利技术的效果]根据本专利技术的例示性的马达驱动控制装置、马达系统、送风装置，可确保从PWM逆变器输出的三相交流电压的各相的相电流的检测时间。附图说明图1A是表示送风装置的构成例的框图。图1B是表示送风装置的一部分的构成例的电路图。图2是表示PWM逆变器输出的三相交流电压的波形的一例的说明图。图3是表示相对于各相用的下臂开关元件的开启/关闭的组合从PWM逆变器输出的检测电流的表。图4是表示PWM控制部的第一构成例的框图。图5A是表示第一构成例的图2的相位θ2处的相对于PWM控制的检测电流的图表。图5B是表示第一构成例的图2的相位θ1处的相对于PWM控制的检测电流的图表。图5C是表示第一构成例的图2的相位θ3处的相对于PWM控制的检测电流的图表。图6是表示第一变形例的相对于PWM控制的检测电流的图表。图7是表示第二变形例的相对于PWM控制的检测电流的图表。图8是表示第三变形例的相对于PWM控制的检测电流的图表。图9是表示第四变形例的相对于PWM控制的检测电流的图表。图10是表示第五变形例的相对于PWM控制的检测电流的图表。图11是表示PWM控制部的第二构成例的框图。图12是表示第二构成例的相对于PWM控制的检测电流的图表。[符号的说明]1：送风装置2：马达2a：叶轮20a：叶片21：转子22：定子22u、22v、22w：电枢绕组23：中性点24u、24v、24w：端子3：PWM逆变器31：电源部32u、32v、32w：桥臂33u、33v、33w：上臂开关33x、33y、33z：下臂开关34u、34v、34w：上臂开关元件34x、34y、34z：下臂开关元件35u、35v、35w、35x、35y、35z：二极管4：马达驱动控制装置41：相电压指令部42：载波振荡器43：存储器44：PWM控制部441、446：比较部441u、441v、441w、446u、446v、446w：比较器442、447：脉冲生成部445：相电压指令转换部45：A/D转换器5：直流电源5a：正输出端子5b：负输出端子6：分流电阻CA：中心轴B：总线Idc：检测电流Iu、Iv、Iw：相电流Vu、Vv、Vw：相电压Vu＿ref：U相电压指令Vu＿m1：第一U相电压指令Vu＿m2：第二U相电压指令Vv＿ref：V相电压指令Vv＿m1：第一V相电压指令Vv＿m2：第二V相电压指令Vw＿ref：W相电压指令Vw＿m1：第一W相电压指令Vw＿m2：第二W相电压指令id＿ref：d轴电流指令iq＿ref：q轴电流指令Cs：载波信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马达驱动控制装置，利用脉冲宽度调制脉冲来控制脉冲宽度调制逆变器的上臂开关元件及下臂开关元件的开启/关闭，由此利用朝马达输出三相交流电压的所述脉冲宽度调制逆变器来控制所述马达的驱动，并且检测所述三相交流电压的各相的电流值，所述马达驱动控制装置包括：/n相电压指令部，输出针对所述三相交流电压的各相的相电压指令；以及/n脉冲宽度调制控制部，根据周期性地重复上升及下降的载波信号与所述相电压指令，生成所述脉冲宽度调制脉冲；/n所述脉冲宽度调制控制部根据所述相电压指令之中针对相电压指令值最大的最大相的最大相电压指令与所述载波信号，生成第一脉冲宽度调制脉冲，在作为所述载波信号的上升期间及下降期间中的一者的第一期间的整个期间内，将所述第一脉冲宽度调制脉冲设为所述最大相用的所述下臂开关元件变成关闭的电平，且/n所述脉冲宽度调制控制部根据所述相电压指令之中针对相电压指令值最小的最小相的最小相电压指令与所述载波信号，生成第二脉冲宽度调制脉冲，在作为所述载波信号的上升期间及下降期间中的一者的第二期间的整个期间内，将所述第二脉冲宽度调制脉冲设为所述最小相用的所述下臂开关元件变成开启的电平。/n

【技术特征摘要】
20190322 JP 2019-0553271.一种马达驱动控制装置，利用脉冲宽度调制脉冲来控制脉冲宽度调制逆变器的上臂开关元件及下臂开关元件的开启/关闭，由此利用朝马达输出三相交流电压的所述脉冲宽度调制逆变器来控制所述马达的驱动，并且检测所述三相交流电压的各相的电流值，所述马达驱动控制装置包括：
相电压指令部，输出针对所述三相交流电压的各相的相电压指令；以及
脉冲宽度调制控制部，根据周期性地重复上升及下降的载波信号与所述相电压指令，生成所述脉冲宽度调制脉冲；
所述脉冲宽度调制控制部根据所述相电压指令之中针对相电压指令值最大的最大相的最大相电压指令与所述载波信号，生成第一脉冲宽度调制脉冲，在作为所述载波信号的上升期间及下降期间中的一者的第一期间的整个期间内，将所述第一脉冲宽度调制脉冲设为所述最大相用的所述下臂开关元件变成关闭的电平，且
所述脉冲宽度调制控制部根据所述相电压指令之中针对相电压指令值最小的最小相的最小相电压指令与所述载波信号，生成第二脉冲宽度调制脉冲，在作为所述载波信号的上升期间及下降期间中的一者的第二期间的整个期间内，将所述第二脉冲宽度调制脉冲设为所述最小相用的所述下臂开关元件变成开启的电平。


2.根据权利要求1所述的马达驱动控制装置，其中
所述脉冲宽度调制控制部具有：
比较部，将所述载波信号与所述相电压指令进行比较；以及
脉冲生成部，根据所述比较部的比较结果来生成所述脉冲宽度调制脉冲；
所述脉冲生成部根据由所述比较部将所述最大相电压指令与所述载波信号进行比较的结果，生成所述第一脉冲宽度调制脉冲，在所述载波信号的各周期中，使第一电平期间的时间长度与所述载波信号超越所述最大相电压指令的期间的第一时间长度相同，所述第一电平期间是将所述第一脉冲宽度调制脉冲设为所述最大相用的所述下臂开关元件变成开启的电平的期间，且
所述脉冲生成部根据由所述比较部将所述最小相电压指令与所述载波信号进行比较的结果，生成所述第二脉冲宽度调制脉冲，在所述载波信号的各周期中，使第二电平期间的时间长度与在所述上升期间内所述载波信号超越所述最小相电压指令的期间的第二时间长度的两倍相同，所述第二电平期间是将所述第二脉冲宽度调制脉冲设为所述最小相用的所述下臂开关元件变成开启的电平的期间。


3.根据权利要求1所述的马达驱动控制装置，其中
所述脉冲宽度调制控制部具有：
比较部，将所述载波信号与所述相电压指令进行比较；以及
脉冲生成部，根据所述比较部的比较结果来生成所述脉冲宽度调制脉冲；
所述脉冲生成部根据由所述比较部将所述最大相电压指令与所述载波信号进行比较的结果，生成所述第一脉冲宽度调制脉冲，在所述载波信号的各周期中，使第一电平期间的时间长度与在所述上升期间之前的所述下降期间内，所述载波信号超越所述最大相电压指令的期间的第三时间长度的两倍相同，所述第一电平期间是将所述第一脉冲宽度调制脉冲设为所述最大相用的所述下臂开关元件变成开启的电平的期间，且
所述脉冲生成部根据由所述比较部将所述最小相电压指令与所述载波信号进行比较的结果，生成所述第二脉冲宽度调制脉冲，在所述载波信号的各周期中，使第二电平期间的时间长度与在所述上升期间之前的所述下降期间内，所述载波信号超越所述最小相电压指令的期间的第四时间长度的两倍相同，所述第二电平期间是将所述第二脉冲宽度调制脉冲设为所述最小相用的所述下臂开关元件变成开启的电平的期间。


4.根据权利要求1所述的马达驱动控制装置，其中
所述脉冲宽度调制控制部具有：
比较部，将所述载波信号与所述相电压指令进行比较；以及
脉冲生成部，根据所述比较部的比较结果来生成所述脉冲宽度调制脉冲；
所述脉冲生成部根据由所述比较部将所述最大相电压指令与所述载波信号进行比较的结果，生成所述第一脉冲宽度调制脉冲，在所述载波信号的各周期中，使第一电平期间的时间长度与所述载波信号超越所述最大相电压指令的期间的第一时间长度相同，所述第一电平期间是将所述第一脉冲宽度调制脉冲设为所述最大相用的所述下臂开关元件变成开启的电平的期间，且
所述脉冲生成部根据由所述比较部将所述最小相电压指令与所述载波信号进行比较的结果，生成所述第二脉冲宽度调制脉冲，在所述载波信号的各周期中，使第二电平期间的时间长度与在所述上升期间之前的所述下降期间内，所述载波信号超越所述最小相电压指令的期间的第四时间长度的两倍相同，所述第二电平期间是将所述第二脉冲宽度调制脉冲设为所述最小相用的所述下臂开关元件变成开启的电平的期间。


5.根据权利要求1所述的马达驱动控制装置，其中
所述脉冲宽度调制控制部具有：
比较部，将所述载波信号与所述相电压指令进行比较；以及
脉冲生成部，根据所述比较部的比较结果来生成所述脉冲宽度调制脉冲；
所述脉冲生成部根据由所述比较部将所述最大相电压指令与所述载波信号进行比较的结果，生成所述第一脉冲宽度调制脉冲，在所述载波信号的各周期中，使第一电平期间的时间长度与在所述上升期间之前的所述下降期间内，所述载波信号超越所述最大相电压指令的期间的第三时间长度的两倍相同，所述第一电平期间是将所述第一脉冲宽度调制脉冲设为所述最大相用的所述下臂开关元件变成开启的电平的期间，且
所述脉冲生成部根据由所述比较部将所述最小相电压指令与所述载波信号进行比较的结果，生成所述第二脉冲宽度调制脉冲，在所述载波信号的各周期中，使第二电平期间的时间长度与在所述上升期间内所述载波信号超越所述最小相电压指令的期间的第二时间长度的两倍相同，所述第二电平期间是将所述第二脉冲宽度调制脉冲设为所述最小相用的所述下臂开关元件变成开启的电平的期间。


6.根据权利要求1所述的马达驱动控制装置，其中
所述脉冲宽度调制控制部具有：
相电压指令转换部，使用所述载波信号来将所述相电压指令转换成第一相电压指令及第二相电压指令；
比较部，将所述载波信号与所述第一相电压指令及所述第二相电压指令进行比较；以及
脉冲生成部，根据所述比较部的比较结果来生成所述脉冲宽度调制脉冲；
所述相电压指令转换部将作为所述载波信号的所述上升期间及所述下降期间中的一者的所述第一期间的整个期间内的所述最大相电压指令转换成...

【专利技术属性】
技术研发人员：上和正，松崎和哉，
申请(专利权)人：日本电产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP