电动机驱动控制装置制造方法及图纸

用于进行效率良好的稳定的电动机控制的电动机驱动控制装置包括：速度处理部，通过将对应当前速度的第1值进行占空比换算而生成第2值；转矩处理部，通过将对应目标转矩的第3值进行占空比换算而生成第4值；及驱动部，通过对应第2值与第4值的和的平均占空比而控制互补型切换放大器中所含的开关的切换，从而驱动与互补型切换放大器连接的电动机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机驱动控制装置
本专利技术涉及电动机驱动控制。
技术介绍
图1表示用于说明电动机驱动的基本动作的图。通过对这种包括于H电桥电路中的FET(FieldEffectTransistor，场效晶体管)等的开关S1至S4的切换的占空比进行控制而控制电动机的驱动状态。例如，若从电池batt供给比由电动机旋转而产生的反电动势Vmotor大的电压Vout，则电动机成为动力运转状态。例如，在通过PWM(PulseWidthModulation，脉宽调制)而控制开关的占空比的情况下，若例如增加使开关S1及S4为导通的期间，而成为Vout＝Vbatt×Duty(导通的比率)＞Vmotor，则成为动力运转状态(存在转矩输出的状态)。只要为动力运转状态，则如图1的实线箭头所示，电流于电动机侧流通。此外，只要调整使开关S1及S4为导通的期间，则也可以成为Vout＝Vmotor的状态(转矩为零状态)。而且，若缩短使开关S1及S4为导通的期间，则变为Vout＜Vmotor的状态，若电池batt为蓄电池，则如图1的虚线箭头所示，成为于电池batt侧流通电流的电池再生状态。此外，也可以通过调整开关S1至S4的切换、占空比，而成为舍弃电动机的反电动势Vmotor的失电制动等其他制动状态。另外，当然，若将自开关S1及S2将电力供给至电动机的方向设为正转，则也可以向自开关S3及S4将电力供给至电动机的逆转方向。于通过电池驱动电动机的技术中，已知有(1)二极管驱动方式、(2)电流始终反馈方式。(1)二极管驱动方式是如下的技术，即利用如图1所示的H电桥电路中的FET的寄生二极管或专用二极管，仅对动力运转方向或制动方向赋予适当的PWM占空比，通过较大的前馈而施加转矩。无需担忧开环失控，可简单确实地于动力运转或制动方向控制，因此可优选地使用。但是，由于二极管的下降电压而牺牲效率。此外，通过二极管的整流作用，动力运转时仅于施加电压变为反电动势以上的瞬间流通电流，制动时仅于变为反电动势以下的瞬间流通电流。由于反电动势变为与电动机旋转速度成比例的正弦波电压输出，所以存在施加电压与电流及转矩不成比例，转矩控制的线性变得非常差，且该线性根据速度也较大变化的问题。所以，为获得如目标的转矩，必须对应速度与目标转矩的极其复杂的校正限制。(2)电流始终反馈方式是如下的方式，即对电动机电流进行即时检测，以成为与希望转矩相对应的电动机电流的方式，与此时的速度无关而始终反馈进行控制。由于对作为控制结果的电流进行监视控制，所以精度较高，但通过负反馈控制而容易变得不稳定，为进行稳定的反馈控制，对一周响应(电动机电流检测→微计算机计算→输出指令)要求成为充分低的切断频率的控制，存在响应延迟，或必须使一周响应进一步高速高精度化等不利。此外，存在若应于何处反馈的信息中断，则判断控制量不足而过度响应，导致失控的情况。另外，在日本专利特开平10-59262号公报中，揭示了将辅助转矩指令(输入)与电动机转矩(输出)的偏差通过比例电路(Proportional)及积分器(Integral)而进行反馈的方法。一般是被称为PI控制或相位延迟补偿的方法。于该控制系统的情况下，通过积分器于高频区域相位延迟，所以有若作为控制对象的电动机存在延迟要素则会产生振荡的虞。所以，也可以于该高频区域追加推动相位的微分电路(differential)。但是，这样于使控制系统变得复杂的情况下，必须考虑使作为控制对象的反向器或电动机模式化，由于该模式化的错误，或即便不存在错误也存在装置的不均或劣化等，有可能导致特性改变时产生振荡。[
技术介绍
文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开平10-59262号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]所以，本专利技术的目的在于提供一种效率优选的稳定的电动机控制技术。[解决问题的技术手段]本专利技术的第1形态的电动机驱动控制装置是应称为速度追踪、转矩、前馈方式(以下简称为转矩、前馈)，包括：(A)速度处理部，通过将与当前速度相对应的第1值进行占空比换算而生成第2值；(B)转矩处理部，通过将与目标转矩相对应的第3值进行占空比换算而生成第4值；及(C)驱动部，通过对应第2值与第4值的和的平均占空比，控制互补型切换放大器中所含的开关的切换，从而驱动与互补型切换放大器连接的电动机。通过这种运算，可不使用二极管而在通过对应当前速度的反电动势相当电压使其平衡后对目标转矩进行转矩、前馈加算，从而可稳定进行效率良好的电动机驱动控制。另外，第1及第2值均可成为正值或负值。此外，第1形态的电动机驱动控制装置可以更包括修正部，该修正部是在将对应电动机的驱动电流的第5值进行转矩换算的第6值与第3值乖离特定容许量以上的情况下，对应乖离程度修正第3值使驱动电流减少。这样，即便在电动机的驱动电流因某些原因变多或以变多的方式进行检测的情况下，也可以修正第3值(即目标转矩)以使电动机的驱动电流减少，因此安全。此外，第1形态的电动机驱动控制装置也可以更包括进角校正部，该进角校正部是根据第1值及第3值生成进行用于所述切换的信号的相位控制的信号。为了使对应目标转矩的适当的转矩输出至电动机，优选为也考虑对应当前速度的第1值而进行进角校正。而且，第1形态的电动机驱动控制装置的驱动部可将第2值与第4值的和根据电源电压而进行校正。原因是电源电压存在通过其消耗程度而产生变化的情况。此外，第1形态的电动机驱动控制装置的转矩处理部可根据第1值而对第3值进行校正。例如根据当前速度预先准备多种校正曲线，例如在当前速度较快的情况下，可采用如使第3值增加的曲线。而且，第1形态的电动机驱动控制装置的转矩处理部可包括根据当前的占空比及对应电源电压的电流限制而对第3值的范围施加限制的转矩限制部。这样，在转矩、前馈控制中，可以通过电源的制约即电流限制，以适当的电流流通于电动机的方式限制第3值。另外，在所述电源为可充电的电池的情况下，对应电源电压的电流限制有时也根据电池的充满电裕度及残量裕度而设定。由此防止过度放电或过度充电而保护蓄电池。而且，所述转矩限制部也可以进一步根据基于开关的温度的电流限制而对第3值的范围施加限制。由此可保护开关。而且，第1形态的电动机驱动控制装置也可以更包括根据过去的多个速度检测结果而预测所述当前速度的速度预测部。这样，则可获得准确的当前速度，并且可实施适当的转矩、前馈控制。此外，以上所述的转矩处理部可根据制动指示，依据针对第1值及所对应的第3值而预先规定的对应关系，根据当前的第1值而特别规定所对应的第3值。这种情况下，在所述对应关系中，第3值成为与第1值相反极性的值。制动时根据当前速度调整为适当的目标转矩。另外，以上所述的对应关系有时也成为如与第1值相反极性且为第1值的绝对值的一半以下(“一半以下”例如也包括超过“一半”数％左右的情况)的关系。这样，则无论为多大速度也可以以某种程度的效率进行再生。此外，以上所述的制动指示可包括制动量的指示。这种情况下，所述对应关系可包括对应制动量而不同的对应关系。这样，则可对应制动量以高效率进行再生。而且，以上所述的对应关系可包括若第1值的绝对值变大，则所对应的第3值的绝对值变小的部分。虽可设定各种曲线，但在速度较快的部分对制动转矩进行限制，使再生效率提高。而且，以上所述的对应关系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.22 JP 2010-285553;2010.12.22 JP 2010-285661.一种电动机驱动控制装置，包括：速度处理部，通过将对应当前速度的第1值进行占空比换算而生成第2值；转矩处理部，通过将对应目标转矩的第3值进行占空比换算而生成第4值；及驱动部，通过对应所述第2值与所述第4值的和的平均占空比而控制互补型切换放大器中所含的开关的切换，驱动与所述互补型切换放大器连接的电动机。2.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，更包括于将对应所述电动机的驱动电流的第5值进行转矩换算的第6值与所述第3值乖离特定容许量以上的情况下，根据乖离程度修正所述第3值而减少驱动电流的修正部。3.根据权利要求1或2所述的电动机驱动控制装置，其中所述驱动部根据电源电压对所述第2值与所述第4值的和进行校正。4.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，更包括根据所述第1值及所述第3值生成信号的进角校正部，所述信号是进行用于所述切换的信号的相位控制。5.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中所述转矩处理部根据所述第1值对所述第3值进行校正。6.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中所述转矩处理部包括根据当前占空比及对应电源电压的电流限制而对所述第3值的范围施加限制的转矩限制部。7.根据权利要求6所述的电动机驱动控制装置，其中于电源为可充电的电池的情况下，对应所述电源电压的电流限制是根据所述电池的充满电裕度及残量裕度而设定。8.根据权利要求6所述的电动机驱动控制装置，其中所述转矩限制部进一步根据基于所述开关的温度的电流限制而对所述第3值的范围施加限制。9.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，更包括根据过去多个速度检测结果而预测所述当前速度的速度预测部。10.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其中所述转矩处理部根据制动指示，依据针对第1值及所对应的第3值而预先规定的对应关系，根据当前的第1值而特别规定所对应的第3值，于所述对应关系中，所述第4值为与所述第2值相反极性的值。11.根据权利要求10所述的电动机驱动控制装置，其中所述对应关系为与所述第2值相反极性且成为所述第2值的绝对值的一半以下的关系。12.根据权利要求11所述的电动机驱动控制装置，其中所述制动指示包括制动量的指示，所述对应关系包括对应所述制动量而不同的对应关系。13.根据权利要求10所述的电动机驱动控制装置，其中所述对应关系是若所述第1值的绝对值变大，则所对应的所述第3值的绝对值变小。14.根据权利要求10所述的电动机驱动控制装置，其中所述对应关系包括根据对应电源电压的电流限制而决定的对应关系的部分。15.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，更包括以所述第3值为0时所述电动机的驱动电流成为0的方式对...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中正人，浅沼和夫，保坂康夫，
申请(专利权)人：微空间株式会社，太阳诱电株式会社，
类型：
国别省市：