电动机驱动器制造技术

根据本发明专利技术的电动机驱动器包括：激励单元（２０），其将驱动电压和驱动电流提供给包含运动体和三相线圈（３１）的电动机（３０）；速度－位置检测器（４０），其检测电动机的驱动速度和运动体的位置，以便作为速度位置信号ＲＳ输出，所述速度位置信号ＲＳ包含驱动－速度信息以及位置信息；参考信号产生器（１２），其输出用于驱动速度的参考信号ＣＬＫ；相位信号产生器（１１），其使用速度－位置信号ＲＳ、参考信号ＣＬＫ、以及指示任选值的设置信号ＰＡ来输出指示提供给线圈（３１）的驱动电压相位的相位信号ＰＳ；以及波形产生器（１４），其使用所述位置信息和相位信号ＰＳ来将控制信号输出至激励单元（２０）。调节提供给线圈（３１）的驱动电压的相位，以使其与驱动速度成比例，并且能够通过设置信号ＰＡ来设置该比例的程度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电动机驱动器，其适于驱动例如在空调设备、其上安装了用于发热(burning)的风扇电动机的热水器、空气净化器、以及诸如复印 机和打印机等的信息处理设备中使用的无刷DC电动机等。具体地，本专利技术 涉及一种用于在能够显著减小电动机驱动时的转矩波动、振动和噪声的正弦 波驱动系统中驱动电动^l的电动;f几驱动器。背景纟支术在很多情况中，在被用于诸如空调设备等的电气设备中的各种驱动电动 机中使用无刷DC电动机(以下称为电动机)，同时充分利用了其优点，例如寿 命长、可靠性高和速度控制容易。传统上，已经广泛地采用矩形波驱动系统作为电动机驱动系统，在所述 矩形波驱动系统中，提供给线圈的驱动电压具有矩形波形状的驱动波形。然 而，近年来，对于以低转矩波动、低振动和低噪声来驱动电动机越来越多地 提出了要求。正弦波驱动系统作为满足这种要求的驱动系统而变得普遍，在 正弦波驱动系统中，提供给电动机的线圈的驱动电压具有正弦波形状的驱动 波形。例如，传统地，在日本专利公报No.3232467中描述了用于电动才几的正弦 波驱动的技术。这一传统的电动机驱动器根据电动机的旋转位置依序读取存 储在存储器中的正弦波形状的波形数据。该电动机驱动器在脉宽上调制所述 波形数据以控制逆变器电路的各个开关元件，所述逆变器电路将电力提供给 电动机的线圏。以这一方式，传统的电动机驱动器正弦波驱动电动机。例如，在日本专利未审公开说明书No.2003-348874中描述了另一技术。 这一传统的电动机驱动器通过半导体集成电路来实现正弦波驱动技术，以便 减少所使用的零件数目和成本。图5是这种传统电动机驱动器的电路结构图。图6是图示图5所示的电 动机驱动器的操作的视图。 在图5中，电动机130包括运动体(未示出)和三相线圈131。通过在激励 单元120上提供的多个开关元件，将驱动电压和驱动电流从dc电源(未示出) 提供给线圈131。电动机驱动器包括具有波形产生器114的控制器110、激励单元120、以 及速度-位置检测器140。速度-位置检测器140检测电动机的运动体的位置和速度的相应信息， 以便将其传送给控制器110中的波形产生器114。波形产生器114基于所传送 的运动体的位置和速度的相应信息输出正弦波形状的控制信号UG、 VG和 WG。激励单元120使用控制信号UG、 VG和WG来使得各个开关元件接通 或断开，从而将驱动电压U、 V和W施加到线圈131上，以向其提供驱动电 流Iu、 Iv和Iw。控制信号UG、VG和WG是相对于彼此具有120度电角度的相位差的控 制信号。为了使激励单元120中的开关元件接通或断开，这样的控制信号不 限于三个信号，而是在某些情况下可以作为六个信号输出。作为这样的控制 信号，在很多情况下使用在脉宽上被调制的信号。图6示出了 U相线圈的状态的波，即，作为速度-位置检测器140的输 出的输出信号RS、作为激励单元120的输出的驱动电压U和驱动电流Iu、 以及该线圈的感生电压Eu。被输入了速度-位置检测器140的输出信号RS的波形产生器114使用 包括在输出信号RS中的运动体的位置信息和驱动速度信息，以输出正弦波 形状的驱动电压U。从激励单元120提供驱动电压U、感生电压Eu、以及由 线圈的阻抗确定的驱动电流Iu。输出信号RS并非必需与驱动电压U和感生电压Eu呈现所示出的相位关 系，取代具有矩形波形状，输出信号是包括驱动速度信息和位置信息的信号 就足够了 。尽管没有示出，但是V相和W相的驱动电压、感生电压、以及驱动电 流之间的关系与上面所述的相同。以上述方式对电动才几130进行正弦波驱动。然而，上述传统电动机驱动器具有以下问题，即不可能高效地驱动电 动才几130。为了高效地驱动电动机，需要使流过线圈的驱动电流的相位和感生电压的相位互相一致。流过线圈的驱动电流呈现通过将电压除以线圈的阻抗获得的值，其中所 述电压是通过从施加到所述线圈的驱动电压中减去感生电压而获得的。线圏 阻抗包括电感分量。因此，驱动电流的相位落后于驱动电压的相位。相应地， 为了高效地驱动电动机，考虑到驱动电流相对于驱动电压的相位延迟，需要 提前驱动电压的相位，使得感生电压的相位和驱动电流的相位彼此一致。图5所示的传统电动机驱动器的驱动电压是正弦波形状的，正弦波在周期上由驱动速度改变，但是在相位上不能提前。因此，如图6所示，传统的 电动;f几驱动器具有以下问题，即不可能^f吏例如感生电压Eu和驱动电流Iu 彼此一致，因而电动机的驱动效率被降低。
技术实现思路
为了解决这样的问题，本专利技术提供了一种电动机驱动器，其包括激励 单元，包含多个开关元件，并且将驱动电压和驱动电流提供给电动机以驱动 该电动机，所述电动机包括运动体和三相线圈；速度-位置检测器，其检测 电动机的驱动速度和运动体的位置，以便作为速度-位置信号输出，所述速 度 - 位置信号包含与驱动速度对应的驱动-速度信息和与运动体的位置相对 应的位置信息；参考信号产生器，其输出参考信号作为驱动速度的参考；相 位信号产生器，其使用速度-位置检测器的速度-位置信号、参考信号产生 器的参考信号、以及指示任选值的设置信号来输出指示提供给线圈的驱动电 压的相位的相位信号；以及波形产生器，其使用在速度-位置检测器的速度 -位置信号中包括的位置信息以及相位信号产生器的相位信号来将控制信号 输出到激励单元的开关元件，并且其中，调节提供给线圈的驱动电压的相位 以使其与驱动速度成比例，并且可以通过所述设置信号来设置该比例的程度 (degree)。利用本专利技术的电动机驱动器，由于调节提供给线圏的驱动电压的相位以 使其与驱动速度成比例、并且可以通过所述设置信号来设置该比例的程度，因此可以高效地驱动各种规格的电动机。当本专利技术的电动机驱动器被内置于包括运动体和三相线圈的电动机内或 者与其集成时，可以容易地构造高效驱动系统，该高效驱动系统易于装配到主设备中并且包括正弦波驱动电动机。附图说明图1是根据本专利技术实施例的电动机驱动器的电路结构图。 图2是图示根据该实施例的电动机驱动器的操作的视图。图3是示出相位测量结果的视图，其中，电动机相对于驱动速度在效率上是最高的。图4是示出根据本专利技术实施例的电动机驱动器的相位控制操作的视图。图5是传统电动机驱动器的电路结构图。图6是示出传统电动机驱动器的操作的视图。具体实施例方式下面将参照附图来描述本专利技术的实施例。图1是根据本专利技术实施例的电动机驱动器的电路结构图，图2是图示图 1所示的电动机驱动器的操作的视图。图3是示出相位测量的视图，其中， 作为风扇电动机安装在空调设备上的电动机每驱动速度在效率上变得最高， 图4是示出根据本专利技术的电动机驱动器的驱动电压的相位和驱动速度的视图。在图1中，电动机30包括运动体(未示出)和三相线圈31。通过在激励单 元20上提供的多个开关元件，将驱动电压和驱动电流从dc电源(未示出)提供 给线圈31。电动机驱动器包括控制器IO,其包含相位信号产生器11、参考信号产 生器12和波形产生器14;激励单元20;以及速度-位置检测器40、速度-位置检测器40检测驱动速度和运动体的位置，以输出包括与驱动 速度相对应的驱动速度信息和与运动体的位置相对应的位置信息的信号作为 速度-位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动器，包括：　激励单元，包含多个开关元件，并且将驱动电压和驱动电流提供给电动机以驱动该电动机，所述电动机包含运动体和三相线圈，　速度－位置检测器，其检测电动机的驱动速度和运动体的位置，以便作为速度－位置信号输出，所述速度－位置信号包含与驱动速度相对应的驱动速度信息以及与运动体的位置相对应的位置信息，　参考信号产生器，其输出参考信号作为驱动速度的参考，　相位信号产生器，其使用速度－位置检测器的速度－位置信号、参考信号产生器的参考信号、以及指示任选值的设置信号来输出指示提供给线圈的驱动电压的相位的相位信号，以及　波形产生器，其使用在速度－位置检测器的速度－位置信号中包括的位置信息和相位信号产生器的相位信号，来将控制信号输出至激励单元的开关元件，并且　其中，调节提供给线圈的驱动电压的相位，以使其与驱动速度成比例，并且能够通过所述设置信号来设置该比例的程度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉浦贤治，八十原正浩，
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]