專利名稱：能夠穩(wěn)定起動(dòng)的無電刷直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無電刷DC(直流)電機(jī)，該無電刷DC電機(jī)起動(dòng)時(shí)強(qiáng)制地給轉(zhuǎn)子加上旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，根據(jù)在各電樞繞組中感應(yīng)的感應(yīng)電壓進(jìn)行電樞繞組電壓圖形(voltage pattern)的切換。
背景技術(shù)：
以往，作為無電刷DC電機(jī)，有記載于特公平5-72197號(hào)中的電機(jī)。這種無電刷DC電機(jī)如圖35所示，具有有多個(gè)磁極的永久磁鐵的轉(zhuǎn)子70；有3相Y型連接的電樞繞組71a、71b、71c的定子71；在與上述電樞繞組71a、71b、71c并聯(lián)的狀態(tài)下由3相Y型連接的電阻72a、72b、72c構(gòu)成的電阻電路72；檢測(cè)轉(zhuǎn)子70相對(duì)于上述電樞繞組71a、71b、71c的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器73；接受來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器73的表示轉(zhuǎn)子70的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的位置信號(hào)、輸出對(duì)電樞繞組71a、71b、71c切換電壓圖形的開關(guān)信號(hào)的微機(jī)74；接受來自上述微機(jī)74的開關(guān)信號(hào)、輸出切換控制電樞繞組71a、71b、71c的電壓圖形的整流控制信號(hào)的基極驅(qū)動(dòng)電路75；接受來自上述基極驅(qū)動(dòng)電路75的整流控制信號(hào)、切換電樞繞組71a、71b、71c的電壓圖形的換流單元80。
上述換流單元80由分別經(jīng)由開關(guān)77連接到直流電源76正極側(cè)的3個(gè)晶體管80a、80b、80c和分別連接到直流電源76負(fù)極側(cè)的3個(gè)晶體管80d、80e、80f構(gòu)成。上述晶體管80a和晶體管80d的集電極相互連接，上述晶體管80b和晶體管80e的集電極相互連接，上述晶體管80c和晶體管80f的集電極相互連接。在上述晶體管80a、80d的相互連接的部分上連接U相電樞繞組71a、在晶體管80b、80e的相互連接的部分上連接V相電樞繞組71b、在晶體管80c、80f的相互連接的部分上連接W相電樞繞組71c。而且，把來自上述基極驅(qū)動(dòng)電路75的整流控制信號(hào)分別輸入到換流單元80的各個(gè)晶體管80a～80f的基極。
另外，上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器73具有輸入上述電阻電路72的中性點(diǎn)電壓VM和電樞繞組71a、71b、71c的中性點(diǎn)電壓VN并輸出表示電阻電路72的中性點(diǎn)和電樞繞組71a、71b、71c的中性點(diǎn)的電位差的電位差信號(hào)VMN的差動(dòng)放大器81、接受來自上述差動(dòng)放大器81的電位差信號(hào)VMN并積分該電位差信號(hào)VMN的積分器82以及接受來自上述積分器82的積分了電位差信號(hào)VMN而得到的積分信號(hào)并輸出位置信號(hào)的過零比較器83。還有，比較器84將其輸入端子分別連接到上述電樞繞組71c的兩端，把表示感應(yīng)電壓EN的極性的信號(hào)輸出到微機(jī)74。
在上述結(jié)構(gòu)的無電刷DC電機(jī)中，若把來自換流單元80的各U相、V相、W相的電機(jī)端子電壓記為VU、VV、VW，把電樞繞組71a、71b、71c的U相、V相、W相的感應(yīng)電壓分別記為EU、EV、EW，則電阻電路72的中性點(diǎn)電壓VM和電樞繞組71a、71b、71c的中性點(diǎn)電壓VN分別為VM＝(1/3)(Vu+Vv+Vw)VN＝(1/3)((Vu-Eu)+(Vv-Ev)+(Vw-Ew)}從而，上述電阻電路72的中性點(diǎn)和電樞繞組71a、71b、71c的中性點(diǎn)的電位差信號(hào)VMN為VMN＝VM-VN＝(1/3)(Eu+Ev+Ew)與電樞繞組71a、71b、71c的感應(yīng)電壓EU、EV、EW之和成比例。
上述電樞繞組71a、71b、71c的感應(yīng)電壓EU、EV、EW為每180度相位相異的梯形波，電位差信號(hào)VMN為具有相對(duì)于感應(yīng)電壓EU、EV、EW的3倍基波頻率成分的近似三角波。該電位差信號(hào)VMN的三角波的峰點(diǎn)成為電壓圖形的切換點(diǎn)。上述積分器82積分來自差動(dòng)放大器81的電位差信號(hào)VMN，輸出近似正弦波的積分信號(hào)∫VMNdt。而且，上述過零比較器83檢測(cè)積分信號(hào)∫VMNdt的過零點(diǎn)，向微機(jī)74輸出位置信號(hào)。即，由于該電位差信號(hào)VMN的峰點(diǎn)的振幅隨轉(zhuǎn)動(dòng)速度而變動(dòng)，故積分電位差信號(hào)VMN從而檢測(cè)出過零點(diǎn)。上述位置信號(hào)是表示轉(zhuǎn)子70相對(duì)于上述定子71的電樞繞組71a、71b、71c的相對(duì)位置的信號(hào)。接著，上述微機(jī)74接受來自過零比較器83的位置信號(hào)，向基極驅(qū)動(dòng)電路75輸出開關(guān)信號(hào)，上述基極驅(qū)動(dòng)電路75接受來自微機(jī)74的開關(guān)信號(hào)，向換流單元80的各晶體管80a～80f的基極輸出換流控制信號(hào)。而且，上述換流單元80的各晶體管80a～80f順序通斷，切換對(duì)于電樞繞組71a、71b、71c的電壓圖形。
這樣，上述無電刷DC電機(jī)從電樞繞組71a、71b、71c的感應(yīng)電壓EU、EV、EW檢測(cè)出表示轉(zhuǎn)子70的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的位置信號(hào)，換流單元80根據(jù)該位置信號(hào)進(jìn)行電樞繞組71a、71b、71c的電壓圖形的切換。
另外，該無電刷DC電機(jī)起動(dòng)時(shí)，對(duì)于電樞繞組71a、71b、71c的特定相供給預(yù)定時(shí)間的勵(lì)磁電流，利用轉(zhuǎn)子70的永久磁鐵和定子71之間的吸引力，使轉(zhuǎn)子70產(chǎn)生以穩(wěn)定點(diǎn)為中心的衰減振動(dòng)從而收斂于穩(wěn)定點(diǎn)。這時(shí)，如果振動(dòng)著的轉(zhuǎn)子70具有和想轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同方向的速度，則根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器73的位置信號(hào)切換電樞繞組71a、71b、71c的電壓圖形進(jìn)行使轉(zhuǎn)子70轉(zhuǎn)動(dòng)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
然而，在驅(qū)動(dòng)空調(diào)機(jī)等場(chǎng)合，由于電機(jī)繞組最大為200V電壓，故需要用電阻等進(jìn)行分壓以減小輸入到比較器84的電樞線圈71c的感應(yīng)電壓EW。由此，在起動(dòng)時(shí)的低速轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域，因?yàn)楦袘?yīng)電壓EN的電平很低，因此難于用比較器84判別感應(yīng)電壓EW的極性。而且，因?yàn)樵谪?fù)載為壓縮機(jī)等的情況下起動(dòng)時(shí)由于殘差壓和軸的摩擦而存在負(fù)載轉(zhuǎn)矩，或者因?yàn)橛芍评湟?、?rùn)滑油形成的粘性阻力，故轉(zhuǎn)子70不產(chǎn)生衰減振動(dòng)的可能性較高，有時(shí)不能起動(dòng)，在控制可靠性方面問題非常大。
于是，作為另一種無電刷DC電機(jī)，如圖36所示，在起動(dòng)時(shí)，按預(yù)定的圖形增加換流單元輸出電壓和輸出頻率以便加大感應(yīng)電壓直到能夠進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行同步運(yùn)轉(zhuǎn)，如在圖37中所示，這需要充分地提高換流單元輸出的電壓去進(jìn)行加速，使得即使在壓縮機(jī)的壓差和電源電壓變動(dòng)的情況下也能夠獲得充分的轉(zhuǎn)矩從而可以穩(wěn)定地加速，并且需要電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)(參照特公平1-54960號(hào)公報(bào))。
然而，上述技術(shù)僅在記載于上述特公平1-54960號(hào)公報(bào)的位置檢測(cè)裝置中有效，而在本發(fā)明的新技術(shù)所使用的位置檢測(cè)裝置中有以下所示的課題。
圖38示出在上述按預(yù)定的圖形增加換流單元輸出電壓和輸出頻率而進(jìn)行同步運(yùn)轉(zhuǎn)的無電刷DC電機(jī)中換流單元輸出頻率為12Hz且無負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器73中積分器82的積分信號(hào)相對(duì)于換流單元輸出電壓的特性，圖39示出換流單元輸出頻率為20Hz且無負(fù)載時(shí)積分信號(hào)相對(duì)于換流器輸出電壓的特性。上述積分器82的積分信號(hào)隨換流單元輸出電壓的升高而減小，換流單元輸出電壓的范圍B1、B2成為積分了電位差信號(hào)而得到的積分信號(hào)電平的穩(wěn)定范圍，即，成為能夠根據(jù)該電位差信號(hào)進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍A。另外，圖38、39的積分信號(hào)的電壓示出從峰值點(diǎn)到零點(diǎn)的電壓。還有換流單元輸出電壓分別比上述能夠進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍B1、B2的下限低時(shí)，由于轉(zhuǎn)矩不足而失步。
另外，圖40示出圖38中換流單元輸出電壓10V時(shí)的電機(jī)電流和穩(wěn)定的積分信號(hào)的波形，圖41示出圖38中換流單元輸出電壓20V時(shí)的電機(jī)電流和不穩(wěn)定積分信號(hào)的波形。還有，圖42示出圖39中換流單元輸出電壓15V時(shí)的電機(jī)電流和穩(wěn)定的積分信號(hào)的波形，圖43示出圖39中換流單元輸出電壓27V時(shí)的電機(jī)電流和不穩(wěn)定積分信號(hào)的波形。另外，圖40、圖41、圖42、圖43的橫軸(時(shí)間軸)是20毫秒/格。這樣，上述無電刷DC電機(jī)存在這樣的缺點(diǎn)，即，若起動(dòng)時(shí)為加大轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加速而加大換流單元輸出的電壓，則電樞繞組71a、71b、71c和電阻電路72的中性點(diǎn)的電位差信號(hào)減小，成為不穩(wěn)定狀態(tài)，于是從同步運(yùn)轉(zhuǎn)向位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的切換失敗。
還有，如圖44所示，若負(fù)載從小向大變動(dòng)則表示積分信號(hào)相對(duì)于換流單元輸出電壓的特性的近似直線將大致沿箭頭R的方向平行移動(dòng)。從而，作為積分了電位差信號(hào)而得到的積分信號(hào)電平的穩(wěn)定范圍、即能夠根據(jù)該電位差信號(hào)進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍A的換流單元輸出電壓的范圍從B3整體地變化到換流單元輸出電壓高的一側(cè)的B4，同時(shí)，轉(zhuǎn)矩不足的范圍從N1成為上限的換流單元輸出電壓較寬闊的N2。
還有，如圖45所示，在負(fù)載固定而電源電壓變動(dòng)時(shí)，為得到預(yù)定的換流單元輸出電壓，而需要把整流控制信號(hào)作為PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)并改變其占空比。即，若電源電壓大于標(biāo)準(zhǔn)電壓時(shí)要減小占空比，使換流單元輸出電壓不上升，另一方面，若電源電壓小于標(biāo)準(zhǔn)電壓時(shí)要加大占空比，使換流單元輸出電壓不下降。然而，在不具備用于根據(jù)電流電壓改變換流單元輸出電壓的裝置時(shí)，由于換流單元輸出電壓隨電源電壓的變動(dòng)而變化，故積分信號(hào)的特性亦變化。
這樣，由于電位差信號(hào)隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩、電源電壓變動(dòng)而變化，因此存在必須按照其變化設(shè)定換流單元輸出電壓而不能夠預(yù)先設(shè)定換流單元輸出電壓使電位差信號(hào)成為穩(wěn)定狀態(tài)這樣的問題。
發(fā)明的公開于是，本發(fā)明的目的在于提供不受負(fù)載轉(zhuǎn)矩及電源電壓的變動(dòng)的影響、能夠切實(shí)地從起動(dòng)時(shí)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的無電刷DC電機(jī)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種無電刷DC電機(jī)，它具備有多個(gè)磁極的磁鐵的轉(zhuǎn)子；有3相Y型連接的電樞繞組的定子；相對(duì)上述電樞繞組呈并聯(lián)狀態(tài)的3相Y型連接的電阻電路；根據(jù)上述電樞繞組中性點(diǎn)和上述電阻電路中性點(diǎn)的電位差檢測(cè)上述轉(zhuǎn)子和上述定子的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置并輸出位置信號(hào)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置；根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的上述位置信號(hào)切換上述電樞繞組的電壓圖形的換流單元，其特征在于，該無電刷DC電機(jī)包括起動(dòng)時(shí)根據(jù)預(yù)定的圖形輸出上述換流單元的換流器輸出的電壓及頻率的同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置；根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的上述位置信號(hào)控制上述換流單元的換流器輸出的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置；在上述換流單元由上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置控制為同步運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，判斷能否進(jìn)行使用來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的上述位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的判定裝置；若上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)則把對(duì)上述換流單元的控制從上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置切換為上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)切換裝置。
若根據(jù)該結(jié)構(gòu)，則起動(dòng)開始時(shí)，由上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置根據(jù)預(yù)定的圖形輸出來自上述換流單元的換流器輸出的電壓及頻率，上述預(yù)定的圖形輸出結(jié)束后，在同步運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，上述判定裝置判斷能否進(jìn)行基于來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，若表示上述電樞繞組的中性點(diǎn)和上述電阻電路的中性點(diǎn)的電位差的電位差信號(hào)穩(wěn)定，則基于該電位差信號(hào)的位置信號(hào)也穩(wěn)定，因此，通過判斷上述電位差信號(hào)穩(wěn)定與否，判斷能否進(jìn)行依據(jù)位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。而且，若上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行基于位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，則運(yùn)轉(zhuǎn)切換裝置從同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置。而且，上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置根據(jù)來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)控制換流單元的換流器輸出。
從而，能夠切實(shí)地進(jìn)行從起動(dòng)時(shí)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)向位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的切換，能夠防止起因于上述電位差信號(hào)不穩(wěn)定的失步。
在與一個(gè)實(shí)施例有關(guān)的無電刷DC電機(jī)中，用上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置根據(jù)上述預(yù)定的圖形輸出上述換流單元的換流器輸出的電壓及頻率，在上述預(yù)定的圖形輸出后，若上述判定裝置判斷為不能進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，則上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置降低上述換流單元的換流器輸出的電壓V和頻率F之比V/F直到上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行基于上述位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)為止。
從而，起動(dòng)時(shí)在用上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置進(jìn)行預(yù)定的圖形輸出后，由于到能夠進(jìn)行基于來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)之前，同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置一直降低換流器輸出的電壓V和頻率F之比V/F，因此，即使起動(dòng)時(shí)隨負(fù)載的大小和電源電壓的變動(dòng)，電位差信號(hào)的穩(wěn)定范圍也變動(dòng)，但也能夠切實(shí)地從同步運(yùn)轉(zhuǎn)向位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換。
在與一個(gè)實(shí)施例有關(guān)的無電刷DC電機(jī)中，上述判定裝置具有判斷上述電樞繞組的中性點(diǎn)和上述電阻電路的中性點(diǎn)的上述電位差是否大于預(yù)定值的電平判定裝置，若上述電平判定裝置判斷為上述電位差大于上述預(yù)定值，則判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
從而，把上述預(yù)定值設(shè)定在上述電樞繞組的中性點(diǎn)和上述電阻電路的中性點(diǎn)的電位差信號(hào)穩(wěn)定的值，當(dāng)上述電位差大于上述預(yù)定值時(shí)，能夠判斷上述電位差信號(hào)穩(wěn)定，基于電位差信號(hào)的來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)也穩(wěn)定，由此能夠判斷可以進(jìn)行基于上述位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
在與一個(gè)實(shí)施例有關(guān)的無電刷DC電機(jī)中，上述電平判定裝置具有對(duì)表示上述電樞繞組的中性點(diǎn)和上述電阻電路的中性點(diǎn)之電位差的信號(hào)進(jìn)行整流的整流裝置、把來自上述整流裝置的已整流了的信號(hào)進(jìn)行平滑的平滑裝置以及把來自上述平滑裝置的已平滑了的信號(hào)和預(yù)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較的平滑信號(hào)比較裝置。而且，上述平滑信號(hào)比較裝置比較來自上述平滑裝置的已平滑了的信號(hào)和上述基準(zhǔn)值，若上述已平滑了的信號(hào)超過上述基準(zhǔn)值，則判斷為上述電位差大于上述預(yù)定值。另外，上述整流裝置既可以把表示上述電位差的信號(hào)進(jìn)行全波整流，也可以進(jìn)行半波整流。
從而，應(yīng)用上述電平判定裝置的整流裝置、平滑裝置及平滑信號(hào)比較裝置，在把表示上述電位差的信號(hào)整流平滑后的信號(hào)超過了上述基準(zhǔn)基時(shí)，能夠判定上述電位差大于預(yù)定值，能夠判斷基于表示電位差的信號(hào)的位置信號(hào)穩(wěn)定。
在與一個(gè)實(shí)施例有關(guān)的無電刷DC電機(jī)中，上述電平判定裝置具有把表示上述電樞繞組的中性點(diǎn)和上述電阻電路的中性點(diǎn)的上述電位差的信號(hào)與預(yù)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較的電位差信號(hào)比較裝置。而且，在上述電位差信號(hào)比較裝置比較上述電位差信號(hào)和上述基準(zhǔn)值而得到的上述電位差信號(hào)比較裝置的輸出信號(hào)是預(yù)定的圖形時(shí)，判斷為上述電位差大于上述預(yù)定值。例如，上述電位差信號(hào)比較裝置的輸出信號(hào)的脈沖為以預(yù)定的間隔連續(xù)并大于預(yù)定脈沖數(shù)時(shí)，電平判定裝置判斷為上述電位差大于上述預(yù)定值。
從而，能夠判斷上述電位差大于上述預(yù)定值，能夠判斷基于表示電位差的信號(hào)的位置信號(hào)穩(wěn)定。
在與一個(gè)實(shí)施例有關(guān)的無電刷DC電機(jī)中，上述電平判定裝置在把表示上述電樞繞組的中性點(diǎn)和上述電阻電路的中性點(diǎn)的上述電位差的信號(hào)與基于滯后比較器的滯后特性的預(yù)定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較而得到的上述滯后比較器的輸出信號(hào)是預(yù)定圖形時(shí)，判斷為上述電位差大于上述預(yù)定值。
從而，通過把基于上述滯后比較器的滯后特性的基準(zhǔn)值取為與判定上述電位差的上述預(yù)定值相當(dāng)?shù)闹担鲜鲭娖脚卸ㄑb置在上述滯后比較器的輸出信號(hào)是預(yù)定的圖形時(shí)，能夠判斷上述電位差大于上述預(yù)定值。另外，用上述滯后比較器能夠簡(jiǎn)單地構(gòu)成電平判定裝置而不必使用全波整電路和多個(gè)比較器。
在與一個(gè)實(shí)施例有關(guān)的無電刷DC電機(jī)中，上述判定裝置具有比較來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)與上述換流單元的換流器輸出是否有預(yù)定的關(guān)系的位置信號(hào)模式比較裝置。例如，上述位置信號(hào)模式比較裝置比較換流器輸出的電壓圖形的切換點(diǎn)與位置信號(hào)的H電平、C電平的對(duì)應(yīng)是否多次連續(xù)一致，或者比較上述換流器輸出的電壓圖形的切換點(diǎn)和位置信號(hào)的切換點(diǎn)的相位是否在預(yù)定的范圍內(nèi)。而且，上述位置信號(hào)模式比較裝置比較上述位置信號(hào)和上述換流器輸出，在上述位置信號(hào)和上述換流器輸出有預(yù)定的關(guān)系時(shí)，判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
從而，用上述位置信號(hào)模式比較裝置，在上述位置信號(hào)和上述換流器輸出有預(yù)定的關(guān)系時(shí)，能夠判斷為來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)穩(wěn)定，可以進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
在與一個(gè)實(shí)施例有關(guān)的無電刷DC電機(jī)中，上述判定裝置具有比較上述位置信號(hào)的周期的值與和基于上述換流器輸出的頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值是否小于預(yù)定值的位置信號(hào)周期比較裝置。而且，上述位置信號(hào)周期比較裝置在上述位置信號(hào)的周期的值與和基于上述換流器輸出的頻率的位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值小于上述預(yù)定值時(shí)，判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。另一方面，上述判定裝置在位置信號(hào)的周期的值與和基于換流器輸出的頻率的位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值大于預(yù)定值時(shí)，判斷為不能進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
從而，用上述位置信號(hào)周期比較裝置能夠判斷基于上述電位差信號(hào)的位置信號(hào)是否穩(wěn)定。
在與一個(gè)實(shí)施例有關(guān)的無電刷DC電機(jī)中，上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置具有檢測(cè)上述電樞繞組的中性點(diǎn)和上述電阻電路的中性點(diǎn)的電位差并輸出電位差信號(hào)的電位差檢測(cè)裝置、積分來自上述電位差檢測(cè)裝置的上述電位差信號(hào)并輸出積分信號(hào)的積分裝置和比較來自上述積分裝置的上述積分信號(hào)和預(yù)定的基準(zhǔn)值并輸出上述位置信號(hào)的具有滯后特性的滯后比較器。從而，上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置在檢測(cè)位置信號(hào)的同時(shí)，用滯后比較器能夠判定上述電位差大于預(yù)定值，能夠判斷基于電位差信號(hào)的位置信號(hào)穩(wěn)定。從而，由于在上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置中具有比較電位差是否大于預(yù)定值的裝置而不再需要其它判定電位差信號(hào)電平的裝置，故能夠降低成本。
在與一個(gè)實(shí)施例有關(guān)的無電刷DC電機(jī)中，上述判定裝置至少具有上述實(shí)施例的電平判定裝置、位置信號(hào)模式比較裝置和位置信號(hào)周期比較裝置中的2個(gè)。而且，在滿足上述電平判定裝置中上述電樞繞組的中性點(diǎn)和上述電阻電路的中性點(diǎn)的電位差大于預(yù)定值的條件、上述位置信號(hào)模式比較裝置中來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)和上述換流單元的換流器輸出具有預(yù)定的關(guān)系的條件、上述位置信號(hào)周期比較裝置中上述位置信號(hào)的周期的值與和基于換流器輸出的頻率的位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值小于預(yù)定值的條件之中的至少2個(gè)條件時(shí)，上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行基于位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
從而，在有負(fù)載變動(dòng)和電源電壓變動(dòng)時(shí)，也能夠根據(jù)表示上述電位差的信號(hào)的變動(dòng)，判斷可以進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切實(shí)地切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
附圖的簡(jiǎn)單說明

圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是上述無電刷DC電機(jī)的微機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是上述無電刷DC電機(jī)的電平檢測(cè)器的電路圖。
圖4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G、4H、4I、4J、4K、4L、4M、4N、4O、4P是表示上述無電刷DC電機(jī)各部分的信號(hào)的波形圖。
圖5A、5B、5C、5D是表示上述無電刷DC電機(jī)的僅依據(jù)電平判定進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換的說明圖。
圖6A、6B、6C是表示上述無電刷DC電機(jī)的僅依據(jù)模式比較進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換的說明圖。
圖7A、7B、7C、7D是表示上述無電刷DC電機(jī)的依據(jù)電平判定和模式比較進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換的說明圖。
圖8是表示上述微機(jī)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷處理的流程。
圖9是表示上述微機(jī)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷處理的流程。
圖10是表示上述微機(jī)的基于相位修正定時(shí)的定時(shí)中斷的中斷處理的流程。
圖11是表示上述無電刷DC電機(jī)起動(dòng)時(shí)換流器輸出電壓、換流器頻率的變化的曲線圖。
圖12是表示上述無電刷DC電機(jī)起動(dòng)時(shí)，在加速停止后使換流器輸出電壓降低時(shí)換流器輸出電壓、換流器頻率的變化的曲線圖。
圖13是本發(fā)明第2實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖14是上述無電刷DC電機(jī)的微機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖15是上述無電刷DC電機(jī)的電平判定器的電路圖。
圖16A、16B、16C、16D是表示使用了圖15的電平判定器時(shí)各部分信號(hào)的波形圖。
圖17是表示上述微機(jī)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷處理的流程。
圖18是表示上述微機(jī)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷處理的流程。
圖19是表示上述微機(jī)的由相位修正定時(shí)的中斷進(jìn)行的中斷處理的流程。
圖20是本發(fā)明第3實(shí)施例的元電刷DC電機(jī)的電平檢測(cè)器的電路圖。
圖21A、21B、21C、21D、21E是表示使用了圖20的電平判定器時(shí)各部分信號(hào)的波形圖。
圖22是本發(fā)明第4實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)的電平檢測(cè)器的電路圖。
圖23是上述無電刷DC電機(jī)的微機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖24A、24B、24C、24D、24E、24F是表示上述無電刷DC電機(jī)的電平檢測(cè)器各部分信號(hào)的波形圖。
圖25A、25B、25C、25D、25E、25F、25G、25H是表示由上述無電刷DC電機(jī)的周期比較單元進(jìn)行的位置信號(hào)的周期和波形定時(shí)的周期相比較的波形圖。
圖26是表示上述微機(jī)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷處理的流程。
圖27是表示上述微機(jī)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷處理的流程。
圖28是表示上述微機(jī)的由相位修正定時(shí)的中斷進(jìn)行的中斷處理的流程。
圖29是本發(fā)明第5實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)的位置檢測(cè)電路的電路圖。
圖30是上述無電刷DC電機(jī)的微機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖31A、31B、31C、31D是表示上述位置檢測(cè)電路的各部分信號(hào)的波形圖。
圖32是表示上述微機(jī)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷處理的流程。
圖33是表示上述微機(jī)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的中斷處理的流程。
圖34是表示上述微機(jī)的由相位修正定時(shí)的中斷進(jìn)行的中斷處理的流程。
圖35是以往的無電刷DC電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖36是表示上述無電刷DC電機(jī)起動(dòng)時(shí)的換流器頻率和換流器輸出電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖37是表示上述無電刷DC電機(jī)起動(dòng)時(shí)的換流器輸出電壓、換流器頻率變化的曲線圖。
圖38是表示在上述無電刷DC電機(jī)中，換流器頻率為12Hz情況下積分信號(hào)對(duì)于無負(fù)載時(shí)的換流器輸出電壓的特性的曲線圖。
圖39是表示在上述無電刷DC電機(jī)中，換流器頻率為20Hz情況下積分信號(hào)對(duì)于無負(fù)載時(shí)的換流器輸出電壓的特性的曲線圖。
圖40是表示在上述無電刷DC電機(jī)中，換流器頻率為12Hz情況下，換流器輸出電壓10V時(shí)電機(jī)電流、積分信號(hào)的波形的波形圖。
圖41是表示在上述無電刷DC電機(jī)中，換流器頻率為12Hz情況下，換流器輸出電壓20V時(shí)電機(jī)電流、積分信號(hào)的波形的波形圖。
圖42是表示在上述無電刷DC電機(jī)中，換流器頻率為20Hz情況下，換流器輸出電壓15V時(shí)電機(jī)電流、積分信號(hào)的波形的波形圖。
圖43是表示在上述無電刷DC電機(jī)中，換流器頻率為20Hz情況下，換流器輸出電壓27V時(shí)電機(jī)電流、積分信號(hào)的波形的波形圖。
圖44是表示在上述無電刷DC電機(jī)中，根據(jù)負(fù)載大小，積分信號(hào)對(duì)于換流器輸出電壓的電壓特性之變化的曲線圖。
圖45是表示在上述無電刷DC電機(jī)中，積分信號(hào)對(duì)于換流器輸出電壓的電壓特性和電源電壓對(duì)應(yīng)于該換流器輸出電壓而變動(dòng)時(shí)開關(guān)信號(hào)的PWM的占空比的曲線圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)地說明本發(fā)明的無電刷DC電機(jī)。
〔第一實(shí)施例〕圖1示出本發(fā)明第1實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)的結(jié)構(gòu)，1是把電樞繞組1a、1b、1c Y型連接的、通過旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使具有多個(gè)永久磁鐵的轉(zhuǎn)子10轉(zhuǎn)動(dòng)的定子、2是以并聯(lián)狀態(tài)連接到上述電樞繞組1a、1b、1c上并把電阻2a、2b、2c Y型連接的電阻電路，3是根據(jù)上述電阻電路2的中性點(diǎn)電壓VM和電機(jī)繞組1a、1b、1c的中性點(diǎn)電壓VN檢測(cè)轉(zhuǎn)子10的相對(duì)位置并輸出位置信號(hào)的作為轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器，4是接受來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)并輸出開關(guān)信號(hào)的微機(jī)，5是接受來自上述微機(jī)4的開關(guān)信號(hào)并輸出換流控制信號(hào)的基極驅(qū)動(dòng)電路。來自上述基極驅(qū)動(dòng)電路5的換流控制信號(hào)分別連接換流單元20。另外，用上述定子1和上述轉(zhuǎn)子10構(gòu)成電機(jī)部分11。
上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3具有差動(dòng)放大器31、積分器32和過零比較器33，其中，差動(dòng)放大器31的放大器IC1的同相輸入端子輸入電阻電路2的中性點(diǎn)電壓VM，同時(shí)，放大器IC1的反相輸入端子經(jīng)電阻R1到接地GND點(diǎn)，在放大器IC1的的輸出和反相輸入端子之間的連接電阻R2，積分器32由一端連接上述差動(dòng)放大器31的輸出的電阻R3和連接在該電阻R3的另一端與接地點(diǎn)GND之間的電容C1構(gòu)成，過零比較器33由其同相輸入端子連接上述積分器32的電阻R2的另一端、反相輸入端子連接接地點(diǎn)GND的放大器IC2構(gòu)成。而且，由于上述電樞繞組1a、1b、1c的中性點(diǎn)經(jīng)接地點(diǎn)GND和電阻R1連接到差動(dòng)放大器31的反相輸入端子。因此，差動(dòng)放大器31檢測(cè)出電阻電路2的中性點(diǎn)電壓VM和電樞繞組1a、1b、1c的中性點(diǎn)電壓VN的電位差信號(hào)VMN。另外，上述無電刷DC電機(jī)具有接受來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)并把電平檢測(cè)信號(hào)輸出到微機(jī)4的電平檢測(cè)器。
還有，上述換流單元20由分別連接到直流電源9的正極一端的3個(gè)晶體管20a、20b、20c和分別連接到直流電源9的負(fù)極一端的3個(gè)晶體管20d、20e、20f構(gòu)成，上述晶體管20a的發(fā)射極和晶體管20d的集電極相互連接，晶體管20b的發(fā)射極和晶體管20e的集電極相互連接，晶體管20c的發(fā)射極和晶體管20f的集電極相互連接。還有，在上述晶體管20a、20d相互連接的部分上連接U相電樞繞組1a，晶體管20b、20e相互連接的部分上連接V相電樞繞組1b、晶體管20c、20f相互連接的部分上連接W相電樞繞組1c。而且，上述各晶體管20a～20f的集電極和發(fā)射極之間分別反向并聯(lián)著二極管。
另外，上述微機(jī)4如圖2所示，具有接受來自電平檢測(cè)器34(圖1所示)的電平檢測(cè)信號(hào)并判斷電位差信號(hào)VMN的電平是否大于預(yù)定值的電位差信號(hào)電平判定單元41；接受來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3(圖1所示)的位置信號(hào)并比較位置信號(hào)和后述換流器模式的作為位置信號(hào)模式比較裝置的模式比較單元42；根據(jù)來自上述電位差信號(hào)電平判定單元41的判定結(jié)果和來自模式比較器42的比較結(jié)果輸出位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換信號(hào)的作為運(yùn)轉(zhuǎn)切換裝置的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元43；根據(jù)來自上述電位差信號(hào)電平判定單元41的判定結(jié)果和來自模式比較器42的比較結(jié)果，若從外部輸入運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)則輸出用于起動(dòng)的電壓指令信號(hào)和頻率指令信號(hào)的V/F圖形設(shè)定單元44；接受來自上述V/F圖形設(shè)定單元44的頻率指令信號(hào)并輸出中斷信號(hào)IRQ1的波形定時(shí)器T1。用V/F圖形設(shè)定單元44和波形定時(shí)器T1構(gòu)成作為同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置的同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元51。還有，用上述電位差信號(hào)判定單元41和電平檢測(cè)器34構(gòu)成電平判定裝置。另外，上述模式比較單元42具有計(jì)數(shù)單元42a和計(jì)數(shù)判別單元42b。
另外，上述微機(jī)4具有經(jīng)外部中斷端子連接來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3(圖1所示)的位置信號(hào)；依據(jù)該位置信號(hào)起動(dòng)的相位修正定時(shí)器T2接受上述位置信號(hào)并測(cè)定電樞繞組1a、1b、1c的電壓圖形的周期的周期測(cè)定定時(shí)器T3；接受來自上述周期測(cè)定定時(shí)器T3的已測(cè)定的定時(shí)值、從該定時(shí)值運(yùn)算電樞繞組1a、1b、1c的電壓圖形的周期并輸出表示周期的周期信號(hào)的位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45；接受來自上述位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45的周期信號(hào)和來自外部的相位量指令信號(hào)、從該周期計(jì)算相當(dāng)于相位量的定時(shí)值并向相位修正定時(shí)器T2輸出定時(shí)值設(shè)定信號(hào)的定時(shí)值運(yùn)算單元46；接受來自上述位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45的周期信號(hào)運(yùn)算轉(zhuǎn)動(dòng)速度并輸出當(dāng)前速度信號(hào)的速度運(yùn)算單元47；接受來自上述速度運(yùn)算單元47的當(dāng)前速度信號(hào)和來自外部的速度指令信號(hào)并輸出電壓指令信號(hào)的速度控制單元48。用相位修正定時(shí)器T2、周期測(cè)定定時(shí)器T3、位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45、定時(shí)值運(yùn)算單元46、速度運(yùn)算單元47及速度控制單元48構(gòu)成作為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元52。
進(jìn)而，上述微機(jī)4還具有經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW接受來自波形定時(shí)器T1的中斷信號(hào)IRQ1并輸出電壓圖形信號(hào)的換流器模式選擇單元53、在接收來自上述換流器模式選擇單元53的電壓圖形信號(hào)的同時(shí)經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW接受來自V/F圖形設(shè)定單元44的電壓指令信號(hào)并輸出開關(guān)信號(hào)的PWM單元54。
圖3示出上述電平檢測(cè)器34的電路圖，把來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)經(jīng)電阻R4連接到放大器IC3的反相輸入端子，同時(shí)，放大器IC3的同相輸入端子連接接地點(diǎn)GND。
而且，上述放大器IC3的輸出端子和反相輸入端子之間連接著其陽極接在輸出端子一側(cè)的二極管D1，同時(shí)，從放大器IC3的反相輸入端子側(cè)連接串聯(lián)的電阻R5和二極管D2。另外，上述二極管D2的陰極連接放大器IC3的輸出端子。上述串聯(lián)的電阻R5和二極管D2的連接點(diǎn)經(jīng)電阻R6連接到放大器IC4的反相輸入端子。而且，上述電阻R4的與放大器IC3相連端的另一端和放大器IC4的反相輸入端子之間連接著電阻R7。上述放大器IC4的同相輸入端子連接接地點(diǎn)GND的同時(shí)，反相輸入端子和輸出端子之間連接著電阻R8。經(jīng)電阻R9把上述放大器IC4的輸出端子連接到比較器IC5的反相輸入端子，該電阻R9連接比較器IC5的一端和接地點(diǎn)GND之間連接著電容器C2。而且，上述比較器IC5的同相輸入端經(jīng)電阻R10連接接地點(diǎn)GND，同時(shí)，該同相輸入端經(jīng)電阻R11連接電源+VCC。
用上述電阻R4～R8、二極管D1、D2及放大器IC3、IC4構(gòu)成作為整流裝置一例的全波整流電路15，用電阻R9和電容器C2構(gòu)成作為平滑裝置一例的平滑電路16，同時(shí)，用電阻R10、R11及比較器IC5構(gòu)成作為平滑信號(hào)比較裝置一例的比較電路17。
在上述結(jié)構(gòu)的無電刷DC電機(jī)中，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW被選擇到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)，電機(jī)遵從位置信號(hào)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，電樞繞組1a、1b、1c的U相、V相、W相的感應(yīng)電壓EU、EV、EN如圖4A、4B、4C所示，成為每120°相位相異的梯形波。而且，圖1所示的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的差動(dòng)放大器31檢測(cè)從放大器IC1的同相輸入端子輸入的電阻電路2的中性點(diǎn)電壓VM和經(jīng)電阻R1輸入到放大器IC1的反相輸入端子的電樞繞組1a、1b、1c的中性點(diǎn)電壓VN的電位差信號(hào)VMN。而且，積分器32接受來自上述差動(dòng)放大器31的電位差信號(hào)VMN，積分該電位差信號(hào)VMN并輸出積分信號(hào)∫VMNdt(示于圖4b)。上述積分信號(hào)∫VMNdt是頻率為轉(zhuǎn)動(dòng)頻率3倍的近似正弦波。而且，上述過零比較器33比較輸入到同相輸入端子的積分信號(hào)∫VMNdt和連接到反相輸入端子的接地點(diǎn)GND的基準(zhǔn)電壓，輸出位置信號(hào)(示于圖4E)。
另一方面，上述積分信號(hào)∫VMNdt經(jīng)電阻R4輸入到電平檢測(cè)器34的放大器IC3的反相輸入端子，由電平檢測(cè)器34的全波整流電路15全波整流后，從放大器IC4的輸出端子輸出表示全波整流波形的信號(hào)(示于圖4G)。而且，上述表示全波整流波形的信號(hào)被由電阻R9和電容器C2組成的平滑電路16平滑，表示該平滑波形的平滑信號(hào)(示于圖4H)輸入到比較器IC5的反相輸入端子。而且，與用上述電阻R10、R11設(shè)定的基準(zhǔn)電壓E0比較，當(dāng)上述平滑信號(hào)比基準(zhǔn)電壓E0還高時(shí)，比較器IC5的輸出即電平檢測(cè)信號(hào)(示于圖4I)為L(zhǎng)電平。
接著，來自上述過零比較器33的位置信號(hào)被輸入到周期測(cè)定定時(shí)器T3，周期測(cè)定定時(shí)器T3測(cè)定位置信號(hào)的從上升沿到下降沿的時(shí)間間隔和從下降沿到上升沿的時(shí)間間隔，輸出被測(cè)定的定時(shí)值。位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45接受來自上述周期測(cè)定定時(shí)器T3的表示定時(shí)值的信號(hào)，求位置信號(hào)的周期。即，上述位置信號(hào)從下降沿到上升沿的時(shí)間間隔和從上升沿到下降沿的時(shí)間間隔每60°重復(fù)一次，通過把被測(cè)定的各時(shí)間間隔的定時(shí)值取6倍，計(jì)算上述電壓圖形一個(gè)周期的定時(shí)值。
而且，定時(shí)值運(yùn)算單元46接受來自上述位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45的表示周期的周期信號(hào)和來自外部的相位量指令信號(hào)，輸出定時(shí)值設(shè)定信號(hào)。相位修正定時(shí)器T2接受來自上述定時(shí)值運(yùn)算單元46的定時(shí)值設(shè)定信號(hào)，計(jì)時(shí)從位置信號(hào)到切換電壓圖形的時(shí)間。即，上述相位修正定時(shí)器T2一旦計(jì)數(shù)終止，則向換流器模式選擇單元53輸出中斷信號(hào)IRQ2，換流器模式選擇單元53把相位修正過的電壓圖形信號(hào)(示于圖4J～4O)輸出到PWM單元54。而且，上述PWM單元54把開關(guān)信號(hào)輸出到圖1所示的基極驅(qū)動(dòng)電路5，一旦基極驅(qū)動(dòng)電路5把換流控制信號(hào)輸出到換流單元20，則換流單元20的各晶體管20a～20f就分別通斷。另外，圖4f的位置信號(hào)編號(hào)為易于說明而對(duì)一個(gè)周期劃分為0～5的編號(hào)。還有，示于圖4P的換流器模式為與圖4J～4O所示的電壓圖形信號(hào)相對(duì)應(yīng)，也劃分為0～5的編號(hào)。
接著，上述無電刷DC電機(jī)起動(dòng)時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW被選擇在同步運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)，由同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元51按預(yù)定的圖形增加換流器輸出的電壓和頻率。而且，當(dāng)用上述電平檢測(cè)器34、電位差信號(hào)電平判定單元41及模式比較單元42判斷為來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)大于預(yù)定值并且轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)和換流器模式選擇單元53的換流器模式具有預(yù)定的關(guān)系時(shí)，位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元43把運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW從同步運(yùn)轉(zhuǎn)側(cè)切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)側(cè)。
下面，根據(jù)圖5A～5D、圖6A～6C、圖7A～7D說明上述微機(jī)4的同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元51從同步運(yùn)轉(zhuǎn)向位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的切換動(dòng)作。圖5A～5D示出根據(jù)來自上述電平檢測(cè)器34的電平檢測(cè)信號(hào)由電位差信號(hào)電平判定單元41從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各部分的信號(hào)，圖6A～6C示出根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)和換流器模式選擇單元53的換流器模式由模式比較單元42從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各部分的信號(hào)。圖7A～7D示出根據(jù)來自上述電平檢測(cè)器34的電平檢測(cè)信號(hào)和來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)由電位差信號(hào)電平判定單元41和模式比較單元42從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各部分的信號(hào)。
圖5A～5D中，在上述位置信號(hào)編號(hào)(示于圖5A)為5之點(diǎn)，電平檢測(cè)信號(hào)(示于圖5B)從H電平變?yōu)長(zhǎng)電平，在接著的位置信號(hào)編號(hào)的從5切換到0之點(diǎn)切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。即，由上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元43把運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)，然后，在每個(gè)位置信號(hào)編號(hào)切換點(diǎn)都使相位修正定時(shí)器T2起動(dòng)(示于圖5C)。而且，每次上述相位修正定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)終止時(shí)都輸出中斷信號(hào)IRQ2，把換流器模式選擇單元53的換流器模式(示于圖5D)步進(jìn)1。
還有，在圖6A～6C中，若在由上述換流器模式選擇單元53選擇的換流器模式(示于圖6C)從“2”到“3”的切換點(diǎn)上取位置信號(hào)編號(hào)(示于圖6A)2的位置信號(hào)為H電平，則在下一個(gè)換流器模式從“3”到“4”的切換點(diǎn)上位置信號(hào)編號(hào)3的位置信號(hào)為L(zhǎng)電平。這樣，若換流器模式為奇數(shù)時(shí)位置信號(hào)為H電平的條件和換流器模式為偶數(shù)時(shí)位置信號(hào)為L(zhǎng)電平的條件連續(xù)4次成立，則認(rèn)為切換條件成立，在下一個(gè)位置信號(hào)編號(hào)從5到0的切換點(diǎn)上由上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元43把運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)，在每個(gè)位置信號(hào)編號(hào)的切換點(diǎn)上使相位修正定時(shí)器T2起動(dòng)(示于圖6B)。即，在上述位置信號(hào)和換流器模式具有預(yù)定的關(guān)系以及根據(jù)穩(wěn)定的位置信號(hào)能夠進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。而且，每當(dāng)上述相位修正定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)結(jié)束就輸出中斷信號(hào)IRQ2，使換流器模式選擇單元53的換流器模式(示于圖6C)步進(jìn)1。
另外，圖7A～7D中，在上述位置信號(hào)編號(hào)(示于圖7A)為1的時(shí)點(diǎn)，用電位差信號(hào)電平判定單元41判別電平檢測(cè)信號(hào)(示于圖7B)從H電平變化為L(zhǎng)電平。其次，在上述換流器模式比較單元42中，若設(shè)由換流器模式選擇單元53選擇了的換流器模式(示于圖7D)在從“2”到“3”的切換點(diǎn)上位置信號(hào)編號(hào)(示于圖7A)2的位置信號(hào)為H電平，則在接著的換流器模式從“3”到“4”的切換點(diǎn)上位置信號(hào)編號(hào)3的位置信號(hào)成為L(zhǎng)電平。這樣，如果換流器模式為奇數(shù)時(shí)位置信號(hào)為H電平的條件和換流器模式為偶數(shù)時(shí)位置信號(hào)為L(zhǎng)電平的條件連續(xù)4次成立，則認(rèn)為切換條件成立，在接著的從位置信號(hào)編號(hào)5到0的切換點(diǎn)上上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元43把運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)后，在位置信號(hào)編號(hào)的每個(gè)切換點(diǎn)都使相位修正定時(shí)器T2起動(dòng)(示于圖7C)。而且，每當(dāng)上述相位修正定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)結(jié)束就輸出中斷信號(hào)IRQ2，使換流器模式選擇單元53的換流器模式(示于圖7D)步進(jìn)1。另外，圖6A～6C、圖7A～7D中，若在換流器模式的奇數(shù)、偶數(shù)的切換點(diǎn)位置信號(hào)的H、L電平的條件連續(xù)4次成立，則認(rèn)為切換條件成立，但連續(xù)次數(shù)并不限制為4次，這是不言而喻的。
下面，根據(jù)圖8、圖9、圖10的流程說明示于圖7A～圖7D的該無電刷DC電機(jī)起動(dòng)時(shí)微機(jī)4的動(dòng)作。另外，起動(dòng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW被選擇成在把波形定時(shí)器下的中斷信號(hào)IRQ1連接到換流器模式選擇單元53的同時(shí)把V/F圖形設(shè)定單元44的電壓指令信號(hào)連接到PWM單元54的同步運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)。
首先，若從外部向上述微機(jī)4的V/F圖形設(shè)定單元44輸入運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，則從V/F圖形設(shè)定單元44輸出頻率指令信號(hào)，波形定時(shí)器T1起動(dòng)。而且，若該波形定時(shí)器T1的計(jì)數(shù)結(jié)束，從波形定時(shí)器T1輸出中斷信號(hào)IRQ1，在該波形定時(shí)器T1的中斷信號(hào)IRQ1的每個(gè)發(fā)生間隔，進(jìn)行中斷處理1。
而且，圖8中，在步驟S101判斷換流器輸出的頻率是否增加到了一定的值，若判斷為頻率已增加到一定值，則進(jìn)入步驟S111，另一方面，若判斷為頻率未增加到一定值，則進(jìn)入步驟S113。接著，在步驟S113中讀入預(yù)先存儲(chǔ)在表格中的V/F圖形的數(shù)據(jù)(電壓指令信號(hào)用和頻率指令信號(hào)用)，進(jìn)入到步驟S102。其次，在步驟S111中，判斷是否不允許外部中斷，若判斷為不允許外部中斷，則進(jìn)入步驟S114，在步驟S114中允許外部中斷，進(jìn)入步驟S112。另一方面，在步驟S111中允許外部中斷時(shí)，進(jìn)入步驟S112。另外，若在步驟S114中允許外部中斷，則在位置信號(hào)的每個(gè)上升沿及下降沿進(jìn)行后述的中斷處理2。
接著，在步驟S112中判斷來自電平檢測(cè)器34的電平檢測(cè)信號(hào)是否為L(zhǎng)電平。即，判斷來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)是否穩(wěn)定。而且，若在步驟S112中判斷電平檢測(cè)信號(hào)為L(zhǎng)電平，則進(jìn)入步驟S115，另一方面，若判斷電平檢測(cè)信號(hào)不是L電平，則進(jìn)入步驟S116。接著，在步驟S116是變更電壓指令，降低換流器輸出電壓，進(jìn)入步驟S102。
其次，在步驟S115中判斷位置信號(hào)和換流器模式是否有一定的關(guān)系。即，如圖7A～7D所示，判斷在換流器模式的奇數(shù)切換(如從2到3、從4到5)點(diǎn)上位置信號(hào)是否為H電平，或在換流器模式的偶數(shù)切換(如從3到4，從5到0)點(diǎn)上位置信號(hào)是否為L(zhǎng)電平。而且，在步驟S115中位置信號(hào)和換流器模式存在一定的關(guān)系時(shí)，進(jìn)入步驟S117，另一方面，在位置信號(hào)和換流器模式不存在一定的關(guān)系時(shí)，進(jìn)入步驟S118。而且，在步驟S118中變更電壓指令，降低換流器輸出電壓，進(jìn)入步驟S102。
其次，在步驟S117中，用模式比較單元42的計(jì)數(shù)單元42a計(jì)數(shù)上述換流器模式和位置信號(hào)的H、L電平的對(duì)應(yīng)連續(xù)重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)，用模式比較單元42的計(jì)數(shù)判別單元42b判斷是否計(jì)數(shù)了一定次數(shù)。即，判斷是否如圖7A～7D所示，在換流器模式的奇數(shù)切換(如從2到3、從4到5)點(diǎn)上位置信號(hào)為H電平且在換流器模式的偶數(shù)切換(如從3到4，從5到0)點(diǎn)上位置信號(hào)為L(zhǎng)電平這樣的條件連續(xù)計(jì)數(shù)了一定的次數(shù)(圖7A～7D中4次)。而且，當(dāng)在步驟S117中判斷為計(jì)數(shù)了一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S119，請(qǐng)求位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換，進(jìn)入步驟S102。另一方面，在步驟S117中判斷為未計(jì)數(shù)一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S102。
接著，在步驟S102中，根據(jù)電壓指令輸出電壓指令信號(hào)。然后，進(jìn)入步驟S102，用在V/F圖形設(shè)定單元44中設(shè)定的頻率指令即預(yù)先存在表中的頻率數(shù)據(jù)運(yùn)算波形定時(shí)器T1用的定時(shí)值。接著，進(jìn)入步驟S104，把在步驟S103中求出的定時(shí)值設(shè)置在波形定時(shí)器T1中并起動(dòng)，結(jié)束該中斷處理1。
接著，根據(jù)上述中斷處理1的步驟S119的位置信號(hào)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)，在輸入到微機(jī)4的外部中斷端子的位置信號(hào)的每個(gè)上升沿和下降沿進(jìn)行圖9所示的中斷處理2。
首先，圖9中，在步驟S121判斷有沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，若有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則進(jìn)入步驟S131，另一方面，若沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則進(jìn)入步驟S122。而且，在步驟S131中根據(jù)來自外部的相位量指令信號(hào)，在定時(shí)值運(yùn)算單元46運(yùn)算相位修正定時(shí)器T2用的相位修正定時(shí)值。接著，進(jìn)入步驟S132，把在步驟S131中求出的定時(shí)值設(shè)置在相位修正定時(shí)器T2中。而且，在步驟S133中起動(dòng)相位修正定時(shí)器T2，進(jìn)入步驟S134，停止同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元51的波形定時(shí)器T1。
接著，在步驟S122中停止周期測(cè)定定時(shí)器T3，進(jìn)入步驟S123，讀入周期測(cè)定定時(shí)器T3的定時(shí)值。然后，進(jìn)入步驟S124，使周期測(cè)定定時(shí)器T3起動(dòng)。而且，在步驟S125中，位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45從周期測(cè)定定時(shí)器T3的定時(shí)值運(yùn)算位置信號(hào)的周期。接著，在步驟S126中，速度運(yùn)算單元47根據(jù)在步驟S125中求出的位置信號(hào)的周期運(yùn)算電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
接著，進(jìn)入步驟S127，判斷有沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，在有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求時(shí)，進(jìn)入步驟S128，根據(jù)來自外部的速度指令信號(hào)進(jìn)行速度控制，輸出電壓指令信號(hào)，結(jié)束中斷處理2。另一方面，在步驟S127中沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求時(shí)，結(jié)束中斷處理2。
而且，一旦在上述中斷處理2中起動(dòng)的相位修正定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)結(jié)束，則相位修正定時(shí)器T2輸出中斷信號(hào)IRQ2，在該中斷信號(hào)IRQ2的每個(gè)發(fā)生間隔進(jìn)行圖10所示的中斷處理2。
即，若上述相位修正計(jì)數(shù)器T2的計(jì)數(shù)結(jié)束并輸出中斷信號(hào)IRQ2，則中斷處理3起動(dòng)，在步驟S141中換流器模式選擇單元53把換流器模式步進(jìn)1，在步驟S142中輸出電壓圖形，結(jié)束中斷處理3。
這樣，在起動(dòng)時(shí)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)中，如圖11所示，沿基于預(yù)先存在表中的電壓、頻率數(shù)據(jù)的預(yù)定的近似直線圖形，漸漸增加換流器輸出電壓和換流器頻率，加速轉(zhuǎn)子10。而且，在上述轉(zhuǎn)子10加速到預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)后，用電平檢測(cè)器34、電位差信號(hào)電平判定單元41及模式比較單元42檢測(cè)電位差信號(hào)是否穩(wěn)定，當(dāng)電位差信號(hào)穩(wěn)定時(shí)，位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元43從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
還有，如圖12所示，在起動(dòng)時(shí)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)中，上述轉(zhuǎn)子10加速到預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)后，用電平檢測(cè)器43、電位差信號(hào)電平判定單元41及模式比較單元42檢測(cè)電位差信號(hào)是否穩(wěn)定，在電位差信號(hào)不穩(wěn)定時(shí)，V/F圖形設(shè)定單元44逐漸降低換流器輸出電壓直到電位差信號(hào)穩(wěn)定。而且，一旦上述電位差信號(hào)穩(wěn)定，則位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元43從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，圖12中，加速停止后的換流器輸出取為一定的頻率，然而也可以使之增加或減少。
從而，起動(dòng)時(shí)，在由上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元51加速轉(zhuǎn)子10后，由于同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元51降低換流器輸出的電壓直到能夠進(jìn)行依據(jù)來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，即使起動(dòng)時(shí)由于負(fù)載大小和電源電壓的變動(dòng)電位差信號(hào)穩(wěn)定的范圍變化，也能夠切實(shí)地從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，V/F圖形設(shè)定單元44降低換流器輸出電壓直到上述電位差信號(hào)電平判定單元41判斷為電樞繞組1a、1b、1c的中性點(diǎn)和電阻電路2的中性點(diǎn)的電位差大于預(yù)定值，而且模式比較單元42判斷為位置信號(hào)和換流器輸出具有預(yù)定的關(guān)系，若來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)穩(wěn)定，則位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元43判斷為能夠進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，并切實(shí)地從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。從而，即使在因負(fù)載變動(dòng)及電源電壓變動(dòng)上述電位差信號(hào)的特性發(fā)生變化的情況下，也能夠切實(shí)地從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
進(jìn)而，通過上述電平檢測(cè)器34的全波整流電路15、平滑電路16及比較電路17，當(dāng)來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)的平均值超過與上述預(yù)定值相當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)值E0時(shí)，電位差信號(hào)電平判定單元41能夠判定為上述電位差大于預(yù)定值，能夠判斷基于電位差信號(hào)的位置信號(hào)穩(wěn)定。
〔第2實(shí)施例〕圖13示出本發(fā)明第2實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)的結(jié)構(gòu)，除去電平檢測(cè)器35和微機(jī)14之外，其余部分取與第1實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，省略其說明。
還有，圖14示出上述微機(jī)14的結(jié)構(gòu)，它具有接受來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3(示于圖13)的位置信號(hào)和來自電平檢測(cè)器35(示于圖13)的電平檢測(cè)信號(hào)、輸出復(fù)位信號(hào)的電平檢測(cè)器控制單元60；從上述電平檢測(cè)器控制單元60接受表示電平判定標(biāo)志的信號(hào)判定電位差信號(hào)VMN的電平是否大于預(yù)定值的電位差信號(hào)電平判定單元61；連接上述位置信號(hào)、作為比較該位置信號(hào)和換流器模式的位置信號(hào)模式比較裝置的模式比較單元62；根據(jù)來自上述電位差信號(hào)電平判定單元61的判定結(jié)果和來自模式比較單元62的比較結(jié)果輸出位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換信號(hào)的作為運(yùn)轉(zhuǎn)切換裝置的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元63；根據(jù)來自上述電位差信號(hào)電平判定單元61的判定結(jié)果和來自模式比較單元62的比較結(jié)果、若輸入來自外部的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)則輸出用于起動(dòng)的電壓指令信號(hào)和頻率指令信號(hào)的V/F圖形設(shè)定單元64；接受來自上述V/F圖形設(shè)定單元64的頻率指令信號(hào)輸出中斷信號(hào)IRQ3的波形定時(shí)器T4。用V/F圖形設(shè)定單元64和波形定時(shí)器T4構(gòu)成作為同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置的同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元55。還有，用上述電平檢測(cè)器控制單元60、電位差電平判定單元61和電平檢測(cè)器35構(gòu)成電平判定裝置。還有，上述電位差信號(hào)電平判定單元61中具有作為計(jì)數(shù)裝置的計(jì)數(shù)單元61a和作為計(jì)數(shù)判定裝置的計(jì)數(shù)判斷單元61b，同時(shí)，上述模式比較單元62中具有計(jì)數(shù)單元62a和計(jì)數(shù)判斷單元62b。另外，除上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元55、電平檢測(cè)器控制單元60、電位差信號(hào)電平判定單元61、模式比較單元62及位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元63外，微機(jī)14取和第1實(shí)施例的微機(jī)4相同的結(jié)構(gòu)，相同結(jié)構(gòu)部分標(biāo)注相同參考編號(hào)并省略說明。
圖15示出圖13的電平檢測(cè)器35的電路圖，經(jīng)電阻R21把來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt連接到比較器IC11的同相輸入端子，同時(shí)，經(jīng)電阻R22把電源-VCC連接到比較器IC11的反相輸入端子，經(jīng)電阻R23把電源+VCC連接到比較器IC11的反相輸入端子。另一方面，經(jīng)電阻R24把來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt連接到比較器IC12的反相輸入端子，同時(shí)，經(jīng)電阻R25把電源-VCC連接到比較器IC12的同相輸入端子，經(jīng)電阻R26把電源+VCC連接到比較器IC12的同相輸入端子。而且，把上述比較器IC11、IC12的各輸出端子分別連接到邏輯和電路OR1的輸入端子，把邏輯和電路OR1的輸出端子連接到D觸發(fā)器FF1的時(shí)鐘輸入端子CLK。上述D觸發(fā)器FF1的輸入端子D和輸入端子PR上連接電源VDD，從輸出端子Q輸出電平檢測(cè)信號(hào)。還有，上述D觸發(fā)器FF1的輸入端子R上連接來自圖13所示微機(jī)14的復(fù)位信號(hào)。另外，用上述電阻R21～R26和比較器IC11、IC12構(gòu)成作為電位差信號(hào)比較裝置一例的比較電路18。
在上述無電刷DC電機(jī)遵從位置信號(hào)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，如圖16A～16D所示，來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt(示于圖16A)經(jīng)電阻R21輸入到電平檢測(cè)器35的比較器IC11的同相輸入端子，同時(shí)，經(jīng)電阻R24輸入到電平檢測(cè)器35的比較器IC12的反相輸入端子。而且，上述比較器IC11將其與由電阻R22、R23設(shè)定的基準(zhǔn)值E1進(jìn)行比較，在積分信號(hào)∫VMNdt大于基準(zhǔn)值E1時(shí)，輸出為H電平，另一方面，積分信號(hào)∫VMNdt小于基準(zhǔn)值E1時(shí)，輸出為L(zhǎng)電平。還有，上述比較器IC12將其與由電阻R25、R26設(shè)定的基準(zhǔn)值E2進(jìn)行比較，在積分信號(hào)∫VMNdt小于基準(zhǔn)值E2時(shí)，輸出為H電平，另一方面，在積分信號(hào)∫VMNdt大于基準(zhǔn)值E2時(shí)，輸出為L(zhǎng)電平。而且，若上述比較器IC11、IC12的任一方的輸出為H電平，則邏輯和電路OR1的輸出(示于圖16C)為H電平。若上述邏輯和電路OR1的輸出為H電平，則D觸發(fā)器FF1的時(shí)鐘輸入端子CLK上輸入H電平，用其從L電平到H電平的上升沿置位D觸發(fā)器FF1，從輸出端子Q輸出的電平檢測(cè)信號(hào)(示于圖16D)從L電平變成H電平。
其次，上述微機(jī)14的電平檢測(cè)控制單元60接受來自電平檢測(cè)器35的H電平的電平檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)下一個(gè)位置信號(hào)(示于圖16B)的上升沿或下降沿，輸出復(fù)位信號(hào)(L電平)。而且，接受來自上述電平檢測(cè)器控制單元60的復(fù)位信號(hào)，D觸發(fā)器FF1復(fù)位，從D觸發(fā)器FF1的輸出端子Q輸出的電平檢測(cè)信號(hào)(示于圖16D)成為L(zhǎng)電平。
這樣，上述電平檢測(cè)器35把來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt在其每個(gè)半波與預(yù)定的基準(zhǔn)值E1、E2進(jìn)行比較，輸出電平檢測(cè)信號(hào)。
下面，按照?qǐng)D17、圖18、圖19的流程說明起動(dòng)時(shí)微機(jī)14的動(dòng)作。另外，起動(dòng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW選擇到同步運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)，即把波形定時(shí)器T4的中斷信號(hào)IRQ3連接到換流器模式選擇單元53，同時(shí)，把V/F圖形設(shè)定單元64的電壓指令信號(hào)連接到PWM單元54。
首先，一旦從外部向上述微機(jī)14輸入運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，則從V/F圖形設(shè)定單元64輸出頻率指令信號(hào)，波形定時(shí)器T4起動(dòng)。而且，若該波形定時(shí)器T4的計(jì)數(shù)結(jié)束，則從波形計(jì)數(shù)器T4輸出中斷信號(hào)IRQ3，在該中斷信號(hào)IRQ3的每個(gè)發(fā)生間隔進(jìn)行中斷處理11。
圖17中，在步驟S201判斷頻率是否增加到一定值，若判斷為頻率增加到一定值，則進(jìn)入步驟S211，另一方面，若判斷為頻率未增加到一定值，則進(jìn)入步驟S213。而且，在步驟S213中讀入預(yù)先存在表格中的V/F圖形的數(shù)據(jù)(電壓指令信號(hào)用和頻率指令信號(hào)用)，進(jìn)入步驟S202。其次，在步驟S211中，判斷是否未允許外部中斷，若判斷為未允許外部中斷，則進(jìn)入步驟S214，允許外部中斷。另一方面，若在步驟S211中允許外部中斷，則進(jìn)入步驟S212，另外，若在步驟S214中允許外部中斷，則在位置信號(hào)的每個(gè)上升沿和下降沿進(jìn)行后述的中斷處理12。
接著，在步驟S212中判斷電平判定標(biāo)志的設(shè)置次數(shù)是否大于一定次數(shù)。即，上述電位差電平判定單元61的計(jì)數(shù)單元61a計(jì)數(shù)在電平檢測(cè)器控制單元60中連續(xù)設(shè)置電平判定標(biāo)志的次數(shù)，用計(jì)數(shù)判定單元61b判斷是否計(jì)數(shù)了一定次數(shù)。而且，在步驟S212中電平判定標(biāo)志的設(shè)置次數(shù)大于一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S215，另一方面，電平判定標(biāo)志的設(shè)置次數(shù)不足一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S216。而且，在步驟S216中變更電壓指令，降低換流器輸出電壓，進(jìn)入步驟S202。
其次，在步驟S215中判斷位置信號(hào)和換流器模式是否有一定的關(guān)系。即，判斷是否如上述第1實(shí)施例的圖7A～7D所示，在換流器模式的奇數(shù)切換點(diǎn)上位置信號(hào)是H電平，并且在換流器模式的偶數(shù)切換點(diǎn)上位置信號(hào)是L電平。而且，在步驟S215中位置信號(hào)和換流器模式存在一定關(guān)系時(shí)進(jìn)入步驟S217，另一方面，位置信號(hào)和換流器模式不存在一定關(guān)系時(shí)，進(jìn)入步驟S218。
在步驟S217中，用模式比較單元62的計(jì)數(shù)單元62a計(jì)數(shù)上述換流器模式和位置信號(hào)的H、L電平的連續(xù)重復(fù)對(duì)應(yīng)的次數(shù)，用模式比較單元62的計(jì)數(shù)判斷單元62b判斷是否計(jì)數(shù)了一定次數(shù)。即，判斷是否如第1實(shí)施例的圖7A～7D所示在換流器模式的奇數(shù)切換(如從2到3、從4到5)點(diǎn)上位置信號(hào)為H電平，且換流器模式的偶數(shù)切換(如從3到4，從5到O)點(diǎn)上位置信號(hào)為L(zhǎng)電平的條件連續(xù)計(jì)數(shù)了一定次數(shù)(圖7A～7D為4次)。而且，在步驟S217中判斷為計(jì)數(shù)了一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S219，請(qǐng)求位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換，進(jìn)入步驟S202。另一方面，在步驟S217中判斷為未計(jì)數(shù)一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S202。
接著，在步驟S202中根據(jù)電壓指令輸出電壓指令信號(hào)。然后，進(jìn)入步驟S203，依據(jù)在V/F圖形設(shè)定單元64中設(shè)定的頻率指令，即預(yù)先存在表中的頻率數(shù)據(jù)運(yùn)算波形定時(shí)器T4用的定時(shí)值。而且，進(jìn)入步驟S204，把在步驟S203中求出的定時(shí)值設(shè)置在波形定時(shí)器T4中并起動(dòng)，終止該中斷處理11。
而且，依據(jù)上述中斷處理11的步驟S219的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)請(qǐng)求，運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)，在輸入到上述微機(jī)14的外部中斷端子的位置信號(hào)的每個(gè)上升沿和下降沿進(jìn)行圖18所示的中斷處理12。
首先，圖18中，在步驟S221判斷有無位置檢測(cè)切換請(qǐng)求，沒有位置檢測(cè)切換請(qǐng)求時(shí)，進(jìn)入步驟S231，電平檢測(cè)器控制單元60判定來自電平檢測(cè)器35的電平檢測(cè)信號(hào)的邏輯。而且，如果在步驟S231中電平檢測(cè)信號(hào)為H電平則進(jìn)入步驟S241，設(shè)置電平判定標(biāo)志后進(jìn)入步驟S232。另一方面，如果在步驟S231中電平檢測(cè)信號(hào)不是H電平則進(jìn)入步驟S242，設(shè)置電平判定標(biāo)志后進(jìn)入步驟S232。另外，上述電位差信號(hào)電平判定單元61的計(jì)數(shù)單元61a計(jì)數(shù)電平檢測(cè)器控制單元60的連續(xù)設(shè)置電平判定標(biāo)志的次數(shù)。還有，上述電平判定標(biāo)志的初始狀態(tài)是復(fù)位。
接著，在步驟S232中從電平檢測(cè)器控制單元60輸出復(fù)位信號(hào)。而且，若上述電平檢測(cè)器35的D觸發(fā)器FF1的輸入端子R上輸入了L電平的復(fù)位信號(hào)，則復(fù)位D觸發(fā)器FF1，使從輸出端子Q輸出的電平檢測(cè)信號(hào)變?yōu)長(zhǎng)電平。
接著，在步驟S222中判斷有沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，若判斷為有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則進(jìn)入步驟S233，另一方面，若判斷為沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則進(jìn)入步驟S223。而且，在步驟S233根據(jù)來自外部的相位量指令在定時(shí)值運(yùn)算單元46運(yùn)算相位修正定時(shí)器T2用的相位修正定時(shí)值。接著，進(jìn)入步驟S234，把在步驟S233求出的相位修正定時(shí)值設(shè)置在相位修正定時(shí)器T2中。而且，在步驟S235中起動(dòng)相位修正定時(shí)器T2后進(jìn)入步驟S236，停止波形定時(shí)器T4后進(jìn)入步驟S223。
接著，在步驟S223中停止周期測(cè)定定時(shí)器T3，進(jìn)入步驟S224，讀入周期測(cè)定定時(shí)器T3的定時(shí)值。接著，進(jìn)入步驟S225，使周期測(cè)定定時(shí)器T3起動(dòng)。而且，在步驟S226中位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45從周期測(cè)定定時(shí)器T3的定時(shí)值運(yùn)算位置信號(hào)的周期。接著，在步驟S227中速度運(yùn)算單元47根據(jù)在步驟S226中求出的位置信號(hào)的周期運(yùn)算電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
接著，進(jìn)入步驟S228，判斷有沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，若判斷為有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則進(jìn)入步驟S237，根據(jù)速度指令信號(hào)進(jìn)行速度控制，輸出電壓指令信號(hào)，結(jié)束中斷處理12。另一方面，若在步驟S228中判斷為沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則結(jié)束中斷處理12。
而且，一旦結(jié)束在上述中斷處理12中起動(dòng)的相位修正定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)，則相位修正定時(shí)器T2輸出中斷信號(hào)IRQ2，在該中斷信號(hào)IRQ2的每個(gè)發(fā)生間隔進(jìn)行圖19所示的中斷處理13。
即，如果上述相位修正定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)結(jié)束，輸出中斷信號(hào)IRQ2，則中斷處理13起動(dòng)，在步驟S251中換流器模式選擇單元53把換流器模式步進(jìn)1，在步驟S252中輸出電壓圖形，結(jié)束中斷處理13。
這樣，在起動(dòng)時(shí)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)中，根據(jù)上述電平檢測(cè)器35的電平檢測(cè)信號(hào)，電平檢測(cè)器控制單元60和電位差信號(hào)電平判定單元61判定上述電位差是否大于預(yù)定值，由此能夠判斷基于電位差信號(hào)的位置信號(hào)是否穩(wěn)定。從而，該無電刷DC電機(jī)在起動(dòng)時(shí)能夠判斷能否進(jìn)行依據(jù)位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠切實(shí)地進(jìn)行起動(dòng)時(shí)從同步運(yùn)轉(zhuǎn)向位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的切換。另外，由于在來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)的每個(gè)半波進(jìn)行判定，因此能夠加速?gòu)耐竭\(yùn)轉(zhuǎn)向位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換的響應(yīng)時(shí)間。
〔第3實(shí)施例〕圖20示出本發(fā)明第3實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)的電平檢測(cè)器的電路圖，除該電平檢測(cè)器外和第2實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)結(jié)構(gòu)相同，故省略說明。
如圖20所示，經(jīng)電阻R3把來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt連接到放大器IC13的反相輸入端子，同時(shí)，放大器IC13的同相輸入端子連接接地點(diǎn)GND。而且，在上述放大器IC13的輸出端子和反相輸入端子之間，連接著其陽極位于輸出端子一側(cè)的二極管D3，同時(shí)，連接著從放大器IC13的反相輸入端子側(cè)串連的電阻R32和二極管D4。另外，上述二極管D4的陰極側(cè)連接著放大器IC13的輸出端子。經(jīng)電阻R33把上述串聯(lián)的電阻R32和二極管D4的連接點(diǎn)連接在放大器IC14的反相輸入端子。而且，上述電阻R31的連接放大器IC13的另一端和放大器IC14的反相輸入端子之間連接著電阻R34。上述放大器IC14的同相輸入端子連接接地點(diǎn)GND的同時(shí)，在反相輸入端子和輸出端子之間連接著電阻R35。而且，經(jīng)電阻R36把上述放大器IC14的輸出端子連接到比較器IC15的同相輸入端子。經(jīng)電阻R37把上述比較器IC15的反相輸入端子連接接地點(diǎn)GND的同時(shí)，經(jīng)電阻R38連接電源+VCC。上述比較器IC15的輸出端子連接著D觸發(fā)器FF2的時(shí)鐘輸入端子CLK。上述D觸發(fā)器FF2的輸入端子D和輸入端子PR上連接電源VDD，從輸入端子Q輸出電平檢測(cè)信號(hào)。還有，上述D觸發(fā)器FF2的輸入端子R上連接著來自圖13所示的微機(jī)14的電平檢測(cè)器控制單元60的復(fù)位信號(hào)。另外，用上述電阻R37、R38和比較器IC15構(gòu)成作為電位差信號(hào)比較裝置一例的比較電路19。
在上述無電刷DC電機(jī)根據(jù)位置信號(hào)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，如圖21A～21E所示，來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt(示于圖21A)經(jīng)電阻R31輸入到電平檢測(cè)器36的放大器IC13的反相輸入端子。而且，用由電阻R31～R35、二極管D3、D4及放大器IC13、IC14構(gòu)成的全波整流電路對(duì)上述積分信號(hào)∫VMNdt全波整流，使其成為全波整流波形(示于圖21C)。然后，上述比較器IC15把該全波整流波形與由電阻R37、R38設(shè)定的基準(zhǔn)值E3相比較，在全波整流波形比基準(zhǔn)值E3大時(shí)，比較器IC15的輸出成為H電平，另一方面，在全波整流波形比基準(zhǔn)值E3小時(shí)，比較器IC15的輸出成為L(zhǎng)電平。而且，若上述比較器IC15的輸出信號(hào)(示于圖21D)成為H電平，則D觸發(fā)器FF2的時(shí)鐘輸入端子CLK被輸入H電平，用從其L電平到H電平的上升沿置位D觸發(fā)器FF2，從輸出端子Q輸出H電平的電平檢測(cè)信號(hào)(示于圖21E)。
接著，圖14所示的微機(jī)14的電平檢測(cè)器控制單元60接受來自電平檢測(cè)器36的H電平的電平檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)下一個(gè)位置信號(hào)(示于圖21B)的上升沿或下降沿，輸出復(fù)位信號(hào)(L電平)。而且，接受來自上述電平檢測(cè)器控制單元60的復(fù)位信號(hào)，D觸發(fā)器FF2被復(fù)位，從輸出端子Q輸出的電平檢測(cè)信號(hào)(示于圖21E)成為L(zhǎng)電平。這樣，上述電平檢測(cè)器36把來自圖13所示的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt在其每半波與預(yù)定的基準(zhǔn)值E3進(jìn)行比較，輸出電平檢測(cè)信號(hào)。
這樣，在起動(dòng)時(shí)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)中，根據(jù)上述電平檢測(cè)器36的電平檢測(cè)信號(hào)，電平檢測(cè)器控制單元60和電位差信號(hào)電平判定單元61判定上述電位差是否大于預(yù)定值，由此，能夠判斷基于電位差信號(hào)的位置信號(hào)是否穩(wěn)定。從而，該無電刷DC電機(jī)能夠判斷起動(dòng)時(shí)基于來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)能否進(jìn)行，能夠切實(shí)地進(jìn)行從同步運(yùn)轉(zhuǎn)向位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的切換。另外，由于在上述積分信號(hào)的每個(gè)半波進(jìn)行判定，因此能夠加速?gòu)耐竭\(yùn)轉(zhuǎn)向位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換的響應(yīng)時(shí)間。
〔第4實(shí)施例〕圖22示出本發(fā)明第4實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)的電平檢測(cè)器的電路圖，除去該電平檢測(cè)器和后述的微機(jī)外，其余部分取與第1實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)相同的結(jié)構(gòu)，故省略其說明。
如圖22所示，把來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt連接到放大器IC16的反相輸入端子，同時(shí)，把放大器IC16的同相輸入端子經(jīng)電阻R41連接接地點(diǎn)GND。而且，經(jīng)電阻R42把上述放大器IC16的輸出端子和同相輸入端子連接在一起，用上述電阻R41、R42和放大器IC16構(gòu)成具有滯后特性的作為滯后比較器的電平檢測(cè)器37。
還有，圖23示出微機(jī)24的結(jié)構(gòu)，它具有接受來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)和來自電平檢測(cè)器37(示于圖22)的電平檢測(cè)信號(hào)的電平判定標(biāo)志設(shè)定單元100；從上述電平判定標(biāo)志設(shè)定單元100接受表示電平判定標(biāo)志的信號(hào)、判定電位差信號(hào)VMN的電平是否大于預(yù)定值的電位差信號(hào)電平判定單元101；連接上述位置信號(hào)并比較該位置信號(hào)和換流器模式的作為位置信號(hào)模式比較裝置的模式比較單元102；接受來自位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45的表示位置信號(hào)周期的周期信號(hào)、把位置信號(hào)周期的值和基于換流器輸出頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹颠M(jìn)行比較的作為位置信號(hào)周期比較裝置的周期比較單元103；根據(jù)來自上述電位差信號(hào)電平判定單元101的判定結(jié)果、來自模式比較單元102的比較結(jié)果和來自周期比較單元103的比較結(jié)果輸出位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換信號(hào)的作為運(yùn)轉(zhuǎn)切換裝置的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元104；根據(jù)來自上述電位差信號(hào)電平判定單元101的判定結(jié)果、來自模式比較單元102的比較結(jié)果和來自周期比較單元103的比較結(jié)果、若輸入來自外部的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)則輸出用于起動(dòng)的電壓指令信號(hào)和頻率指令信號(hào)的V/F圖形設(shè)定單元105；接受來自上述V/F圖形設(shè)定單元105的頻率指令信號(hào)、輸出中斷信號(hào)IRQ3的波形定時(shí)器T4。用上述V/F圖形設(shè)定單元105和波形定時(shí)器T4構(gòu)成作為同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置的同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元56。還有，用上述電平檢測(cè)器37、電平判定標(biāo)志設(shè)定單元100和電位差信號(hào)電平判定單元101構(gòu)成電平判定裝置。還有，上述電位差信號(hào)電平判定單元101中，具有計(jì)數(shù)單元101a和計(jì)數(shù)判斷單元101b，同時(shí)，上述模式比較單元102中具有計(jì)數(shù)單元102a和計(jì)數(shù)判斷單元102b。
另外，把來自上述V/F圖形設(shè)定單元105的頻率指令信號(hào)連接到周期比較單元103。該頻率指令信號(hào)是表示在波形定時(shí)器T4中設(shè)定的定時(shí)值的信號(hào)，能夠根據(jù)換流器輸出的頻率求出與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹怠＜?，設(shè)定在上述波形定時(shí)器T4的定時(shí)值是相當(dāng)于換流器輸出頻率的6倍頻率的值，能夠根據(jù)該定時(shí)值求出相當(dāng)于位置信號(hào)的周期的值。另外，從設(shè)定在上述波形定時(shí)器T4的定時(shí)值求出了相當(dāng)于位置信號(hào)的周期的值，但也可以根據(jù)V/F圖形設(shè)定單元105的換流器輸出的頻率求出。
上述無電刷DC電機(jī)根據(jù)位置信號(hào)被驅(qū)動(dòng)，如圖24A～24F所示，在來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt(示于圖24A)穩(wěn)定時(shí)，若輸入到電平檢測(cè)器37的放大器IC16的反相輸入端子的積分信號(hào)∫VMNdt超過基準(zhǔn)值E4，則放大器IC16的輸出端子成為L(zhǎng)電平，若不足基準(zhǔn)值E5，則放大器IC16的輸出端子成為H電平。即，上述電平檢測(cè)器37的電平檢測(cè)信號(hào)(示于圖24C)成為和位置信號(hào)(示于圖24B)的相位相異而周期相同的信號(hào)。相反，在上述積分信號(hào)∫VMNdt如圖24D所示那樣不穩(wěn)定時(shí)，若積分信號(hào)∫VMNdt沒有超過基準(zhǔn)值E4或不足基準(zhǔn)值E5，則電平檢測(cè)信號(hào)(示于圖24F)與位置信號(hào)(示于圖24E)相比頻率降低，占空比相異。即，上述積分信號(hào)的不穩(wěn)定狀態(tài)表現(xiàn)為電平檢測(cè)信號(hào)的頻率和占空比的變化，根據(jù)該變化能夠檢測(cè)基于積分信號(hào)的位置信號(hào)的穩(wěn)定/不穩(wěn)定。
還有，如圖25A～25H所示，在來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt(示于圖25A)穩(wěn)定時(shí)，若周期測(cè)定定時(shí)器T3(示于圖25C)的定時(shí)值和波形定時(shí)器T4(示于圖25D)的定時(shí)值之差的絕對(duì)值小于預(yù)定值，則根據(jù)位置信號(hào)(示于圖25B)能夠進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。與此相反，在上述積分信號(hào)∫VMNdt如圖25E所示那樣不穩(wěn)定時(shí)，若周期測(cè)定定時(shí)器T3(示于圖25G)的定時(shí)值和波形定時(shí)器T4(示于圖25H)的定時(shí)值之差的絕對(duì)值超過預(yù)定值，則不能夠根據(jù)位置信號(hào)(示于圖25F)進(jìn)行位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，上述周期測(cè)定定時(shí)器T3的定時(shí)值，以表示來自位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45的位置信號(hào)的周期的周期信號(hào)表示，波形定時(shí)器T4的定時(shí)值以來自V/F圖形設(shè)定單元105的頻率指令信號(hào)表示。而且，上述周期比較單元103根據(jù)該周期信號(hào)和頻率指令信號(hào)判斷周期測(cè)定定時(shí)器T3的定時(shí)值和波形定時(shí)器T4的定時(shí)值之差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定值。
下面，按照?qǐng)D26、圖27、圖28的流程說明起動(dòng)時(shí)微機(jī)24的動(dòng)作。另外，起動(dòng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW選擇在把波形定時(shí)器T4的中斷信號(hào)IRQ3連接到換流器模式選擇單元53的同時(shí)，把V/F圖形設(shè)定單元105的電壓指令信號(hào)連接到PWM單元54的同步運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)。
首先，若從外部把運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)輸入到上述微機(jī)24，則從V/F圖形設(shè)定單元105輸出頻率指令信號(hào)，波形定時(shí)器T4起動(dòng)。而且，若上述波形計(jì)數(shù)器T4的計(jì)數(shù)結(jié)束，則從波形定時(shí)器T4輸出中斷信號(hào)IRQ3，在該中斷信號(hào)IRQ3的每個(gè)發(fā)生間隔進(jìn)行中斷處理21。
圖26中，在步驟S301中判斷頻率是否增加到一定值，若判斷為頻率已增加到一定值，則進(jìn)入步驟S311，另一方面，若判斷為頻率未增加到一定值，則進(jìn)入步驟S313。而且，在步驟S313中讀入預(yù)先存在表中的V/F圖形的數(shù)據(jù)(電壓指令信號(hào)用和頻率指令信號(hào)用)，進(jìn)入步驟S302。
在步驟S311中判斷是否未允許外部中斷，若判斷為未允許外部中斷，則進(jìn)入步驟S314，在允許外部中斷后，進(jìn)入步驟S312。另一方面，在步驟S311中允許外部中斷時(shí)，進(jìn)入步驟S312。另外，在步驟S314中，若允許外部中斷，則在位置信號(hào)的每個(gè)上升沿及下降沿進(jìn)行后述的中斷處理22。
接著，在步驟312中判斷被設(shè)置在波形定時(shí)器T4中的波形定時(shí)值和位置信號(hào)周期之差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定值。即，在上述周期比較單元103中，判斷作為來自V/F圖形設(shè)定單元105的頻率指令信號(hào)的、與基于換流器輸出頻率的位置信號(hào)周期相當(dāng)?shù)牟ㄐ味〞r(shí)器值和基于來自位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45的周期信號(hào)的位置信號(hào)周期值之差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定值。而且，若判斷為上述波形定時(shí)值和位置信號(hào)周期之差小于預(yù)定值，則進(jìn)入步驟S315，另一方面，若判斷為波形定時(shí)值和位置信號(hào)周期之差超過預(yù)定值，則進(jìn)入步驟S316，變更電壓指令，降低換流器輸出電壓，進(jìn)入步驟S302。
其次，在步驟S315中判斷電平判定標(biāo)志的設(shè)置次數(shù)是否大于一定次數(shù)。即，上述電位差電平判定單元101的計(jì)數(shù)單元101a計(jì)數(shù)在電平判定標(biāo)志設(shè)定單元100中電平判定標(biāo)志被連續(xù)設(shè)置的次數(shù)，用計(jì)數(shù)判定單元101b判斷是否計(jì)數(shù)了一定次數(shù)。而且，在電平判定標(biāo)志的設(shè)置次數(shù)被設(shè)置為一定次數(shù)以上時(shí)，上述電平檢測(cè)信號(hào)作為預(yù)定的圖形，進(jìn)入到步驟S317，另一方面，電平判定標(biāo)志的設(shè)置次數(shù)不足一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S318。而且在步驟S318中變更電壓指令，降低換流器輸出電壓，進(jìn)入步驟S302。
在步驟S317中，判斷位置信號(hào)和換流器模式是否存在一定的關(guān)系。即，判斷是否如圖7A～7D所示，在換流器模式的奇數(shù)切換點(diǎn)上位置信號(hào)為H電平，而且在換流器模式的偶數(shù)切換點(diǎn)上位置信號(hào)為L(zhǎng)電平。而且，在步驟S317中位置信號(hào)和換流器模式存在一定關(guān)系時(shí)，進(jìn)入步驟S319，另一方面，位置信號(hào)和換流器模式不存在一定關(guān)系時(shí)進(jìn)入步驟S320。而且，在步驟S320中變更電壓指令，降低換流器輸出電壓，進(jìn)入步驟S302。
在步驟S319中，用模式比較單元102的計(jì)數(shù)單元102a計(jì)數(shù)上述換流器模式和位置信號(hào)的H、L電平的對(duì)應(yīng)連續(xù)重復(fù)的次數(shù)，用模式比較單元102的計(jì)數(shù)判斷單元102b判斷是否計(jì)數(shù)了一定次數(shù)。即，判斷是否如第1實(shí)施例的圖7A～7D所示那樣，換流器模式的奇數(shù)切換(如從2到3、從4到5)點(diǎn)上位置信號(hào)為H電平，而且換流器模式的偶數(shù)切換(如從3到4，從5到0)點(diǎn)上位置信號(hào)為L(zhǎng)電平這樣的條件連續(xù)計(jì)數(shù)了一定次數(shù)。而且，在步驟S319中判斷為計(jì)數(shù)了一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S321，請(qǐng)求位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換后進(jìn)入步驟S302。另一方面，在步驟S319中判斷為沒有計(jì)數(shù)一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S302。
接著，在步驟S302中根據(jù)電壓指令輸出電壓指令信號(hào)。然后，進(jìn)入步驟S303，依據(jù)在V/F圖形設(shè)定單元105中設(shè)定的頻率指令即預(yù)先存在表中的頻率數(shù)據(jù)運(yùn)算波形定時(shí)器T4用的定時(shí)值。接著，進(jìn)入步驟S304，把在步驟S303中求出的定時(shí)值設(shè)置在波形定時(shí)器T4中并起動(dòng)，結(jié)束該中斷處理21。
而且，依據(jù)上述中斷處理21的步驟S321的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)，在上述微機(jī)24的外部中斷端子上所輸入的位置信號(hào)的每個(gè)上升沿及下降沿進(jìn)行圖27所示的中斷處理22。
首先，圖27中，在步驟S331判斷有沒有位置檢測(cè)切換請(qǐng)求，在沒有位置檢測(cè)切換請(qǐng)求時(shí)，進(jìn)入步驟S341，電平判定標(biāo)志設(shè)定單元100判定來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)是否為上升沿。而且，若在步驟S341中判斷為位置信號(hào)是上升沿，則進(jìn)入步驟S351，另一方面，若判斷為位置信號(hào)不是上升沿，則進(jìn)入步驟S352。而且，在步驟S351中電平判定標(biāo)志設(shè)定單元100判斷來自電平檢測(cè)器37的電平檢測(cè)信號(hào)是否為H電平，若判斷為電平檢測(cè)信號(hào)為H電平，則進(jìn)入步驟S353，設(shè)置電平判定標(biāo)志。另一方面，若在步驟S351中判斷為電平檢測(cè)信號(hào)不是H電平，則進(jìn)入步驟S354，復(fù)位電平判定標(biāo)志。
還有，若進(jìn)入步驟S352，則電平判定標(biāo)志設(shè)定單元100判斷來自電平檢測(cè)器37的電平檢測(cè)信號(hào)是否為L(zhǎng)電平，若判斷為電平檢測(cè)信號(hào)是L電平，則進(jìn)入步驟S355，置位電平判定標(biāo)志。另一方面，若在步驟S352中判斷為電平檢測(cè)信號(hào)不是L電平，則進(jìn)入步驟S356，復(fù)位電平判定標(biāo)志。另外，上述電位差信號(hào)電平判定單元101的計(jì)數(shù)單元101a計(jì)數(shù)在電平判定標(biāo)志設(shè)定單元100中連續(xù)置位電平判定標(biāo)志的次數(shù)。還有，上述電平判定標(biāo)志的初始狀態(tài)復(fù)位。
其次，在步驟S332判斷有沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，若判斷為有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則進(jìn)入步驟S342，另一方面，若判斷為沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換要求，則進(jìn)入步驟S333。而且，在步驟S342中，根據(jù)來自外部的相位量指令，在定時(shí)值運(yùn)算單元46中運(yùn)算相位修正定時(shí)器T2用的相位修正定時(shí)值。接著，進(jìn)入步驟S343，把在步驟S342中求出的相位修正定時(shí)值設(shè)置在相位修正定時(shí)器T2中。而且，在步驟S344中起動(dòng)相位修正定時(shí)器T2后進(jìn)入步驟S345，停止波形定時(shí)器T4后，進(jìn)入步驟S333。
接著，在步驟S333中停止周期測(cè)定定時(shí)器T3，進(jìn)入步驟S334，讀入周期測(cè)定定時(shí)器T3的定時(shí)值。接著，進(jìn)入步驟S335，使周期測(cè)定定時(shí)器T3起動(dòng)。而且，在步驟S336中位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45從周期測(cè)定定時(shí)器T3的定時(shí)值運(yùn)算位置信號(hào)的周期。接著，在步驟S337中速度運(yùn)算單元47根據(jù)在步驟S336中求出的位置信號(hào)的周期，運(yùn)算電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
接著，進(jìn)入步驟S338，判斷有沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，若判斷為有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則進(jìn)入步驟S346，根據(jù)速度指令信號(hào)進(jìn)行速度控制，輸出電壓指令信號(hào)，結(jié)束中斷處理22。另一方面，若在步驟S388中判斷為沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則結(jié)束中斷處理22。
而且，一旦在上述中斷處理22中起動(dòng)的相位修正定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)結(jié)束，則相位修正定時(shí)器T2輸出中斷信號(hào)IRQ2，在該中斷信號(hào)IRQ2的每個(gè)發(fā)生間隔進(jìn)行圖28所示的中斷處理23。
即，若上述相位修正定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)結(jié)束，輸出中斷信號(hào)IRQ2，則起動(dòng)中斷處理23，在步驟S361中換流器模式選擇單元53使換流器模式步進(jìn)1，在步驟S362中輸出電壓圖形，結(jié)束中斷處理23。
這樣，用上述電位差信號(hào)電平判定單元101、模式比較單元102和周期比較單元103，即使起動(dòng)時(shí)因負(fù)載變動(dòng)和電源電壓變動(dòng)，電位差信號(hào)的特性發(fā)生變化，也能夠判斷能否進(jìn)行基于來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠切實(shí)地從同步運(yùn)轉(zhuǎn)切換為位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
還有，當(dāng)用上述電平檢測(cè)器37比較來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt和基于滯后特性的基準(zhǔn)值E4、E5而得到的電平檢測(cè)信號(hào)是預(yù)定的圖形時(shí)，能夠判定為上述電位差是大于上述預(yù)定值。從而，能夠不用全波整流電路和多個(gè)比較器而通過上述電平檢測(cè)器37簡(jiǎn)單地構(gòu)成電平判定裝置。
〔第5實(shí)施例〕圖29示出本發(fā)明第5實(shí)施例的無電刷DC電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器的電路圖，除去該轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器和后述的微機(jī)以外，其余部分與第1實(shí)施例的無電平檢測(cè)器的無電刷DC電機(jī)結(jié)構(gòu)相同，省略其說明。
如圖29所示，轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器110由圖1所示第1實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的作為電位差檢測(cè)裝置的差動(dòng)放大器31、作為積分裝置的積分器32和滯后比較器38構(gòu)成。上述滯后比較器38由把來自積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt連接到反相輸入端子的放大器IC17、把該放大器IC17的同相輸入端子連接到接地點(diǎn)GND的電阻R44、連接放大器IC17的輸出端子和同相輸入端子的電阻R45構(gòu)成，具有滯后特性。
還有，圖30示出上述微機(jī)120的結(jié)構(gòu)，它具有連接來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器110的“位置信號(hào)+電平檢測(cè)信號(hào)”、比較該“位置信號(hào)+電平檢測(cè)信號(hào)”和換流器模式的作為位置信號(hào)模式比較裝置的模式比較單元111；接受來自位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45的表示位置信號(hào)的周期的周期信號(hào)、比較位置信號(hào)的周期值和基于換流器輸出頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹档淖鳛槲恢眯盘?hào)周期比較裝置的周期比較單元112；根據(jù)來自上述模式比較單元111的比較結(jié)果和來自周期比較單元112的比較結(jié)果、輸出位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元113；根據(jù)來自上述模式比較單元111的比較結(jié)果和來自周期比較單元112的比較結(jié)果、若輸入來自外部的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)則輸出用于起動(dòng)的電壓指令信號(hào)和頻率指令信號(hào)的V/F圖形設(shè)定單元114；接受來自上述V/F圖形設(shè)定單元114的頻率指令信號(hào)輸出中斷信號(hào)IRQ3的波形定時(shí)器T4。用上述V/F圖形設(shè)定單元114和波形定時(shí)器T4構(gòu)成作為同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置的同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制單元57。還有，上述模式比較單元111中，具有計(jì)數(shù)單元111a和計(jì)數(shù)判斷單元111b。
另外，把來自上述V/F圖形設(shè)定單元114的頻率指令信號(hào)連接到周期比較單元112。該頻率指令信號(hào)是表示在波形定時(shí)器T4中設(shè)定的定時(shí)值的信號(hào)，能夠求出與基于換流器輸出的頻率的位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹怠?br> 上述無電刷DC電機(jī)按照位置信號(hào)被驅(qū)動(dòng)，如圖31A～31D所示，來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器110的積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt(示于圖31A)穩(wěn)定時(shí)，輸入到滯后比較器38的放大器IC17的反相輸入端子，若超過基準(zhǔn)值E6，則放大器IC17的輸出端子為L(zhǎng)電平，若不足基準(zhǔn)值E7，則放大器IC17的輸出端子為H電平。而且，上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器110根據(jù)基準(zhǔn)值E6、E7輸出“位置信號(hào)+電平檢測(cè)信號(hào)”(示于圖31B)。與此相對(duì)，在上述積分信號(hào)∫VMNdt如圖31C所示那樣不穩(wěn)定、且未超過基準(zhǔn)值E6或不小于基準(zhǔn)值E7時(shí)，“位置信號(hào)+電平檢測(cè)信號(hào)”(示于圖31D)與圖31B相比頻率降低，占空比相異。即，上述積分信號(hào)的不穩(wěn)定狀態(tài)表現(xiàn)為該“位置信號(hào)+電平檢測(cè)信號(hào)”的頻率和占空比的變化，根據(jù)該變化，能夠檢測(cè)基于積分信號(hào)的位置信號(hào)的穩(wěn)定/不穩(wěn)定。
下面，按照?qǐng)D32、圖33、圖34的流程說明起動(dòng)時(shí)微機(jī)120的動(dòng)作。另外，起動(dòng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW選擇到把波形定時(shí)器T4的中斷信號(hào)IRQ3連接到換流器模式選擇單元53的同時(shí)把V/F圖形設(shè)定單元114的電壓指令信號(hào)連接PWM單元54的同步運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)。
首先，若從外部把運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)輸入到上述微機(jī)120，則從V/F圖形設(shè)定單元114輸出頻率指令信號(hào)，波形定時(shí)器T4起動(dòng)。而且，一旦該波形定時(shí)器T4的計(jì)數(shù)結(jié)束，則從波形定時(shí)器T4輸出中斷信號(hào)IRQ3，在該中斷信號(hào)IRQ3的每個(gè)發(fā)生間隔進(jìn)行中斷處理31。
圖32中，在步驟S401中判斷頻率是否增加到一定值，若判斷為頻率增加到一定值，則進(jìn)入步驟S411，另一方面，若判斷為頻率未增加到一定值，則進(jìn)入步驟S413。而且，在步驟S413中讀入預(yù)定存在表中的V/F圖形的數(shù)據(jù)(電壓指令信號(hào)用和頻率指令信號(hào)用)，進(jìn)入步驟S402。其次，在步驟S411中判斷是否不允許外部中斷。若判斷為不允許外部中斷，則進(jìn)入步驟S414，在允許外部中斷后，進(jìn)入步驟S412。另一方面，在步驟S411中允許外部中斷時(shí)，進(jìn)入步驟S412。另外，若在步驟S414允許外部中斷，則在位置信號(hào)的每個(gè)上升沿和下降沿進(jìn)行后述的中斷處理32。
接著，在步驟S412中判斷波形定時(shí)值和位置信號(hào)周期之差是否小于預(yù)定值。即，在上述周期比較單元112中判斷作為來自V/F圖形設(shè)定單元114的頻率指令信號(hào)的、與基于換流器輸出頻率的位置信號(hào)周期相當(dāng)?shù)亩〞r(shí)值和基于來自位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45的周期信號(hào)的位置信號(hào)周期值之差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定值。而且，若判斷為波形定時(shí)值和位置信號(hào)周期之差小于預(yù)定值，則進(jìn)入步驟S416，另一方面，若判斷為波形定時(shí)值和位置信號(hào)周期之差不小于預(yù)定值，則進(jìn)入步驟S415，變更電壓指令，降低換流器輸出電壓，進(jìn)入步驟S402。
其次，在步驟S416中判斷位置信號(hào)和換流器模式是否存在一定關(guān)系。即，判斷是否如上述第1實(shí)施例的圖7A～7D所示那樣，在換流器模式的奇數(shù)切換點(diǎn)上位置信號(hào)為H電平，而且在換流器模式的偶數(shù)切換點(diǎn)上位置信號(hào)為L(zhǎng)電平。而且，在步驟S416中位置信號(hào)和換流器模式存在一定關(guān)系時(shí)，進(jìn)入步驟S417，另一方面，在位置信號(hào)和換流器模式不存在一定關(guān)系時(shí)，進(jìn)入步驟S418，變更電壓指令，降低換流器輸出電壓，進(jìn)入步驟S402。
其次，在步驟S417中，用模式比較單元111的計(jì)數(shù)單元111a計(jì)數(shù)上述換流器模式和位置信號(hào)的H、L電平的對(duì)應(yīng)連續(xù)重復(fù)的次數(shù)，用模式比較單元111的計(jì)數(shù)判斷單元111b判斷是否計(jì)數(shù)了一定次數(shù)。即，判斷是否如第1實(shí)施例的圖7A～7D所示那樣在換流器模式的奇數(shù)切換(如從2到3，從4到5)點(diǎn)上位置信號(hào)為H電平，而且在換流器模式的偶數(shù)切換(如從3到4，從5到0)點(diǎn)上位置信號(hào)為L(zhǎng)電平的條件連續(xù)計(jì)數(shù)了一定次數(shù)。而且，在步驟S417中判斷為計(jì)數(shù)了一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S419，請(qǐng)求位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換后進(jìn)入步驟S402。另一方面，在步驟S417中判斷為沒有計(jì)數(shù)一定次數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S402。
接著，在步驟S402中，根據(jù)電壓指令輸出電壓指令信號(hào)。然后，進(jìn)入步驟S403，依據(jù)在V/F圖形設(shè)定單元114中設(shè)定的頻率指令即預(yù)先存在表中的頻率數(shù)據(jù)運(yùn)算波形定時(shí)器T4用的定時(shí)值。接著，進(jìn)入步驟S304，把在步驟S403中求出的定時(shí)值設(shè)置在波形定時(shí)器T4中并起動(dòng)，結(jié)束該中斷處理31。
而且，根據(jù)上述中斷處理31的步驟S419的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)，在上述微機(jī)120的外部中斷端子上所輸入的位置信號(hào)的每個(gè)上升沿及下降沿進(jìn)行圖33所示的中斷處理32。
首先，圖33中，在步驟S421判斷有沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，若判斷為有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則進(jìn)入步驟S341，另一方面，若判斷為沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則進(jìn)入步驟S422。而且，在步驟S341中根據(jù)來自外部的相位量指令，在定時(shí)值運(yùn)算單元46運(yùn)算相位修正定時(shí)器T2用的相位修正定時(shí)值。然后，進(jìn)入步驟S432，把在步驟S431中求出的相位修正定時(shí)值設(shè)置在相位修正定時(shí)器T2中。而且，在步驟S433中起動(dòng)相位修正定時(shí)器T2后進(jìn)入步驟S434中，停止波形定時(shí)器T4后進(jìn)入步驟S422。
接著，在步驟S422中，停止周期測(cè)定定時(shí)器T3，進(jìn)入步驟S423，讀入周期測(cè)定定時(shí)器T3的定時(shí)值。接著，進(jìn)入步驟S424，使周期測(cè)定定時(shí)器T3起動(dòng)。而且，在步驟S425中位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45從周期測(cè)定定時(shí)器T3的定時(shí)值運(yùn)算位置信號(hào)的周期。接著，在步驟S426中，速度運(yùn)算單元47根據(jù)在步驟S425中求出的位置信號(hào)的周期，運(yùn)算電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
然后，進(jìn)入步驟S427，判斷有沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，若判斷為有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則進(jìn)入步驟S435，根據(jù)速度指令信號(hào)進(jìn)行速度控制，輸出電壓指令信號(hào)，結(jié)束中斷處理。另一方面，若在步驟S427中判斷為沒有位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換請(qǐng)求，則結(jié)束中斷處理32。
而且，若結(jié)束在上述中斷處理32中起動(dòng)的相位修正定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)，則相位修正定時(shí)器T2輸出中斷信號(hào)IRQ2，在該中斷信號(hào)IRQ2的每個(gè)發(fā)生間隔進(jìn)行圖34所示的中斷處理33。
即，若上述相位修正定時(shí)器T2的計(jì)數(shù)結(jié)束并輸出中斷信號(hào)IRQ2，則中斷處理33起動(dòng)，在步驟S441中換流器模式選擇單元53把換流器模式步進(jìn)1，在步驟S442中輸出電壓圖形，結(jié)束中斷處理33。
這樣，用上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器110的滯后比較器38，在檢測(cè)位置信號(hào)的同時(shí)，比較來自積分器32的積分信號(hào)∫VMNdt和基于滯后比較器38的滯后特性的基準(zhǔn)值E6、E7，輸出“位置信號(hào)+電平檢測(cè)信號(hào)”。而且，在“位置信號(hào)+電平檢測(cè)信號(hào)”的周期值(基于來自位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45的周期信號(hào)的值)和與基于換流器輸出的頻率的位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹?波形定時(shí)器T4中設(shè)定的定時(shí)值)之差的絕對(duì)值小于預(yù)定值時(shí)，能夠判定為上述電位差信號(hào)VMN大于預(yù)定值，能夠判斷為基于電位差信號(hào)VMN的位置信號(hào)穩(wěn)定。還有，由于上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器110具有滯后比較器38，而該滯后比較器38具有上述第1、2、3、4實(shí)施例的電平比較器的功能，因此，不必特別地具備電平檢測(cè)器，能夠減少成本。
在上述第1、2、3、4、5實(shí)施例中，把上述電樞繞組1a、1b、1c的電壓圖形切換方式取為180度通電，而電壓圖形的切換方式不限于180度，也可以是120～180度的通電方式。
還有，作為測(cè)定上述位置信號(hào)的周期的裝置，使用周期測(cè)定定時(shí)器T3和位置信號(hào)周期運(yùn)算單元45，計(jì)數(shù)從位置信號(hào)的上升沿到下降沿或從下降沿到上升沿的時(shí)間(相位角60度)，從該定時(shí)值測(cè)定電壓圖形的周期，但不限于此，也可以計(jì)數(shù)從位置信號(hào)的上升沿到下一個(gè)上升沿或從下降沿到下一個(gè)下降沿的時(shí)間(相位角120度)，測(cè)定電壓圖形的周期。
還有，使用了上述微機(jī)4、14、24、120，而也可以用邏輯電路等構(gòu)成去代替微機(jī)。
還有，使起動(dòng)時(shí)的上述換流單元20的換流器輸出的電壓、頻率增加的同步運(yùn)轉(zhuǎn)是使用如圖11、圖12所示的直線圖形進(jìn)行的，但也可以使用曲線圖形使換流器輸出的電壓、頻率增加。還有，換流器輸出的電壓、頻率也可以恒定。進(jìn)而，還可以在換流器輸出的電壓、頻率中使某一方增加，另一方恒定。
還有，上述V/F圖形設(shè)定單元44、64、105、114使用了預(yù)先存在表中的V/F圖形的數(shù)據(jù)，但也可以使用運(yùn)算式運(yùn)算該情況下的V/F圖形的數(shù)據(jù)。
還有，使換流器電壓下降直到判定為電位差信號(hào)穩(wěn)定，但也可以降低換流器輸出的電壓V和頻率F之比V/F，即換流器電壓恒定而使頻率增加。另外，也可以降低電壓，提高頻率。
還有，上述電平檢測(cè)器34、35、36接受來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分器32的積分信號(hào)輸出電平檢測(cè)信號(hào)，但也可以用電平判定裝置判定電樞繞組中性點(diǎn)和電阻電路中性點(diǎn)的電位差是否大于預(yù)定值。
還有，上述第1實(shí)施例中，在比較上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的位置信號(hào)和換流器模式選擇單元53的換流器模式的作為位置信號(hào)模式比較裝置的模式比較單元42中，比較換流器模式的切換點(diǎn)和位置信號(hào)的H、L電平的對(duì)應(yīng)是否連續(xù)一致，但作為位置信號(hào)比較裝置不限于此，也可以比較換流器模式的切換點(diǎn)和位置信號(hào)的切換點(diǎn)的相位是否為預(yù)定的范圍。
還有，上述第1實(shí)施例中，使用了作為整流裝置的全波整流電路15，但整流裝置不限于此，也可以使用半波整流電路。
還有，使用了作為整流裝置的全波整流電路15、作為平滑裝置的平滑電路16和作為平滑信號(hào)比較裝置的比較電路17，然而不限于此，也可以用數(shù)字電路構(gòu)成整流裝置、平滑裝置及平滑信號(hào)比較裝置，在把上述積分信號(hào)A/D變換后，通過數(shù)字運(yùn)算求電平檢測(cè)信號(hào)。
還有，在上述第2、第3實(shí)施例中，在來自轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3的積分信號(hào)∫VMNdt的每個(gè)半波判斷是否超過基準(zhǔn)值E1、E2或E3，但也可以把積分信號(hào)半波整流，判斷該被半波整流了的積分信號(hào)的僅半波部分是否越過了基準(zhǔn)值E3。還有，也可以僅設(shè)置基準(zhǔn)值E1或E2之一，判斷積分信號(hào)∫VMNdt是否越過基準(zhǔn)值E1或E2的某一個(gè)。
還有，上述第2、第3實(shí)施例中，根據(jù)作為電位差信號(hào)比較裝置的比較電路18、19的電平檢測(cè)信號(hào)，在電平檢測(cè)器控制單元60中設(shè)定電平判定標(biāo)志，電位差信號(hào)電平判定單元61的計(jì)數(shù)單元61a計(jì)數(shù)連續(xù)設(shè)置電平判定標(biāo)志的次數(shù)，然而不限于此，電平判定裝置也可以在電位差信號(hào)比較裝置的輸出信號(hào)的脈沖幅度或頻率等是預(yù)定的圖形時(shí)，判定上述電位差是否大于預(yù)定值。
還有，積分器32設(shè)為由電容器和電阻組成的積分器，也可以使用應(yīng)用運(yùn)算放大器構(gòu)成了一階延遲電路的積分器放大積分信號(hào)，這種情況下，由于積分信號(hào)被充分放大，故提高了抗噪聲能力，進(jìn)一步得到改善。
還有，轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)器3在第1級(jí)配設(shè)差動(dòng)放大器31，在第2級(jí)配設(shè)了積分器32，然而，結(jié)構(gòu)不限于此，也可以在第1級(jí)配設(shè)積分器32，第2級(jí)配設(shè)放大器31，若在第1級(jí)的積分器32使用運(yùn)算放大器則也可以不配設(shè)第2級(jí)的放大器31。
還有，差動(dòng)放大器3 1為簡(jiǎn)化電路，故使用同相放大電路，把電樞繞組1a、1b、1c的中性點(diǎn)作為接地點(diǎn)GND，把3相Y型接線的電阻電路2的中性點(diǎn)電位輸入到IC1的同相輸入端子，而也可以把換流器單元20的晶體管20d、20e、20f的發(fā)射極作為接地點(diǎn)GND，把電樞繞組1a、1b、1c的中性點(diǎn)電位VN及3相Y型接線的電阻電路2的中性點(diǎn)電位VM分別輸入到差動(dòng)輸入減法電路的輸入端。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的無電刷DC電機(jī)適用于換流空調(diào)等空調(diào)機(jī)、洗衣機(jī)、吸塵器等家用電器中。
權(quán)利要求
1.一種無電刷DC電機(jī)，具有有多個(gè)磁極的磁鐵的轉(zhuǎn)子(10)；有3相Y型連接的電樞繞組(1a、1b、1c)的定子(1)；相對(duì)上述電樞繞組(1a、1b、1c)呈并聯(lián)狀態(tài)的3相Y型接線的電阻電路(2)；根據(jù)上述電樞繞組(1a、1b、1c)的中性點(diǎn)和上述電阻電路(2)的中性點(diǎn)的電位差檢測(cè)上述轉(zhuǎn)子(10)和上述定子(1)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置并輸出位置信號(hào)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置(3)；根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置(3)的上述位置信號(hào)切換上述電樞繞組(1a、1b、1c)的電壓圖形的換流單元(20)；其特征在于，具有起動(dòng)時(shí)根據(jù)預(yù)定的圖形輸出上述換流單元(20)的換流器輸出的電壓及頻率的同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置(51、55、56、57)；根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置(3)的上述位置信號(hào)控制上述換流單元(20)的換流器輸出的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置(52)；在上述換流單元(20)由上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置(51、55、56、57)控制為同步運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，判斷能否進(jìn)行使用來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置(3)的上述位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的判定裝置；若上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，則把對(duì)上述換流單元(20)的控制從上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置(51、55、56、57)切換為上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置(52)的運(yùn)轉(zhuǎn)切換裝置(43、63、104、113)。
2.權(quán)利要求1中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于用上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置(51、55、56、57)根據(jù)上述預(yù)定的圖形輸出上述換流單元(20)的換流器輸出的電壓及頻率，上述預(yù)定的圖形輸出后，若上述判定裝置判斷為不能進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，則上述同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置(51、55、56、57)降低上述換流單元(20)的換流器輸出的電壓V和頻率F之比V/F直到上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行基于上述位置信號(hào)的位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)為止。
3.權(quán)利要求1中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述判定裝置具有判定上述電樞繞組(1a、1b、1c)的中性點(diǎn)和上述電阻電路(2)的中性點(diǎn)的上述電位差是否大于預(yù)定值的電平判定裝置(34、35、36、37、41、60、61、100、101)，若上述電平判定裝置(34、35、36、37、41、60、61、100、101)判定為上述電位差大于上述預(yù)定值，則判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.權(quán)利要求3中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述電平判定裝置(34、41)具有對(duì)表示上述電樞繞組(1a、1b、1c)的中性點(diǎn)和上述電阻電路(2)的中性點(diǎn)之電位差的信號(hào)進(jìn)行整流的整流裝置(15)、把來自上述整流裝置(15)的已整流過的信號(hào)進(jìn)行平滑的平滑裝置(16)以及把來自上述平滑裝置(16)的已平滑過的信號(hào)和預(yù)定的基準(zhǔn)值(E0)進(jìn)行比較的平滑信號(hào)比較裝置(17)，上述平滑信號(hào)比較裝置(17)比較來自上述平滑裝置(16)的已平滑過的信號(hào)和上述基準(zhǔn)值(E0)，若上述被平滑過的信號(hào)超過上述基準(zhǔn)值(E0)，則判定為上述電位差大于上述預(yù)定值。
5.權(quán)利要求3中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述電平判定裝置(35、36、60、61)具有把表示上述電樞繞組(1a、1b、1c)的中性點(diǎn)和上述電阻電路(2)的中性點(diǎn)之上述電位差的信號(hào)和預(yù)定的基準(zhǔn)值(E1、E2、E3)進(jìn)行比較的電位差信號(hào)比較裝置(18，19)，在上述電位差信號(hào)比較裝置(18，19)比較上述電位差信號(hào)和上述基準(zhǔn)值(E1、E2、E3)而得到的上述電位差信號(hào)比較裝置(18，19)的輸出信號(hào)是預(yù)定的圖形時(shí)，判定為上述電位差大于上述預(yù)定值。
6.權(quán)利要求3中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述電平判定裝置(37，100，101)在把表示上述電樞繞組(1a、1b、1c)的中性點(diǎn)與上述電阻電路(2)的中性點(diǎn)之電位差的信號(hào)和基于滯后比較器(37)的滯后特性的預(yù)定的基準(zhǔn)值(E4、E5)進(jìn)行比較而得到的上述滯后比較器(37)的輸出信號(hào)是預(yù)定的圖形時(shí)，判定為上述電位差大于上述預(yù)定值。
7.權(quán)利要求1中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述判定裝置具有比較來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置(3)的位置信號(hào)和上述換流單元(20)的換流器輸出是否具有預(yù)定關(guān)系的位置信號(hào)模式比較裝置(42、62、102、111)，上述位置信號(hào)模式比較裝置(42、62、102、111)比較上述位置信號(hào)和上述換流器輸出，在上述位置信號(hào)和上述換流器輸出有預(yù)定的關(guān)系時(shí)判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
8.權(quán)利要求1中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述判定裝置具有比較上述位置信號(hào)的周期的值和基于上述換流器輸出的頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值是否小于預(yù)定值的位置信號(hào)周期比較裝置(103、112)，在上述位置信號(hào)周期比較裝置(103、112)比較為上述位置信號(hào)的周期的值和基于上述換流器輸出的頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值小于上述預(yù)定值時(shí)，判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
9.權(quán)利要求8中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置(110)具有檢測(cè)上述電樞繞組(1a、1b、1c)的中性點(diǎn)和電阻電路(2)的中性點(diǎn)之電位差并輸出電位差信號(hào)的電位差檢測(cè)裝置(31)、積分來自上述電位差檢測(cè)裝置(31)的上述電位差信號(hào)并輸出積分信號(hào)的積分裝置(32)和比較來自上述積分裝置(32)的上述積分信號(hào)和預(yù)定的基準(zhǔn)值(E6、E7)并輸出上述位置信號(hào)的具有滯后特性的滯后比較器(38)。
10.權(quán)利要求1中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述判定裝置具有下述裝置之中的至少兩個(gè)裝置，這些裝置是判定上述電樞繞組(1a、1b、1c)的中性點(diǎn)和上述電阻電路(2)的中性點(diǎn)之上述電位差是否大于預(yù)定值、若判定為上述電位差大于上述預(yù)定值則上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的電平判定裝置(34、35、36、37、41、60、61、100、101)；比較來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置(3)的位置信號(hào)和上述換流單元(20)的換流器輸出是否有預(yù)定的關(guān)系、在上述位置信號(hào)和上述換流器輸出有預(yù)定的關(guān)系時(shí)，上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的位置信號(hào)模式比較裝置(42、62、102、111)；比較上述位置信號(hào)的周期的值和基于上述換流器輸出的頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值是否小于預(yù)定值、在上述位置信號(hào)的周期的值和基于上述換流器輸出的頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值小于上述預(yù)定值時(shí)、上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的位置信號(hào)周期比較裝置(103、102)。
11.權(quán)利要求2中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述判定裝置具有判定上述電樞繞組(1a、1b、1c)的中性點(diǎn)和上述電阻電路(2)的中性點(diǎn)的上述電位差是否大于預(yù)定值的電平判定裝置(34、35、36、37、41、60、61、100、101)，若上述電平判定裝置(34、35、36、37、41、60、61、100、101)判定為上述電位差大于上述預(yù)定值，則判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
12.權(quán)利要求2中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述判定裝置具有比較來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置(3)的位置信號(hào)和上述換流單元(20)的換流器輸出是否有預(yù)定的關(guān)系的位置信號(hào)模式比較裝置(42、62、102、111)，上述位置信號(hào)模式比較裝置(42、62、102、111)比較上述位置信號(hào)和上述換流器輸出，在上述位置信號(hào)和上述換流器輸出有預(yù)定的關(guān)系時(shí)，判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
13.權(quán)利要求2中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述判定裝置具有比較上述位置信號(hào)的周期的值和基于上述換流器輸出的頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值是否小于預(yù)定值的位置信號(hào)周期比較裝置(103、112)，在上述位置信號(hào)周期比較裝置(103、112)比較出上述位置信號(hào)的周期的值和基于上述換流器輸出的頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值小于上述預(yù)定值時(shí)，判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)。
14.權(quán)利要求2中記述的無電刷DC電機(jī)，其特征在于上述判定裝置具有下述裝置中的至少兩個(gè)裝置，這些裝置是判定上述電樞繞組(1a、1b、1c)的中性點(diǎn)和上述電阻電路(2)的中性點(diǎn)之上述電位差是否大于預(yù)定值、若判定為上述電位差大于上述預(yù)定值，則上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的電平判定裝置(34、35、36、37、41、60、61、100、101)；比較來自上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置(3)的位置信號(hào)和上述換流單元(20)的換流器輸出是否有預(yù)定的關(guān)系、在上述位置信號(hào)和上述換流器輸出有預(yù)定的關(guān)系時(shí)、上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的位置信號(hào)模式比較裝置(42、62、102、111)；比較上述位置信號(hào)的周期的值和基于上述換流器輸出的頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值是否小于預(yù)定值、在上述位置信號(hào)的周期的值和基于上述換流器輸出的頻率的與位置信號(hào)的周期相當(dāng)?shù)闹抵畹慕^對(duì)值小于上述預(yù)定值時(shí)、上述判定裝置判斷為能夠進(jìn)行上述位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)的位置信號(hào)周期比較裝置(103、112)。
全文摘要
在起動(dòng)時(shí)的使換流器輸出的電壓和頻率增加的同步運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，用電位差信號(hào)電平判定單元(41)判定為電位差信號(hào)不是預(yù)定的電平或模式比較單元(42)的比較結(jié)果為位置信號(hào)和換流器模式不具有一定的關(guān)系時(shí)，V/F圖形設(shè)定單元(44)對(duì)PWM單元(54)輸出電壓指令信號(hào)使換流器輸出電壓下降。另一方面，接受來自上述電位差信號(hào)電平判定單元(41)的判定信號(hào)和來自模式比較單元(42)的表示比較結(jié)果的信號(hào)，位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)切換單元(43)在電位差信號(hào)電平判定單元(41)中判定為電位差信號(hào)是預(yù)定的電平且位置信號(hào)和換流器模式具有一定的關(guān)系時(shí)，把運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)SW從同步運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)切換到位置檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)一側(cè)。
文檔編號(hào)H02P6/20GK1138392SQ9519112
公開日1996年12月18日 申請(qǐng)日期1995年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月20日
發(fā)明者木村泰三 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社