電動機驅(qū)動裝置、具備該電動機驅(qū)動裝置的無刷電動機以及空氣調(diào)節(jié)機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動機驅(qū)動裝置，特別涉及一種具有向無刷電動機的繞組施加的施加電壓的超前相位控制功能的電動機驅(qū)動裝置、具備該電動機驅(qū)動裝置的無刷電動機以及空氣調(diào)節(jié)機。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使無刷電動機高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，需要使驅(qū)動繞組的感應(yīng)電壓相位與繞組電流相位很好地一致。但是，存在以下問題:如果使驅(qū)動繞組的感應(yīng)電壓相位與向繞組施加的施加電壓的相位一致，則由于電樞反應(yīng)而繞組電流的相位滯后于感應(yīng)電壓相位，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩降低。
[0003]為了解決該問題，需要使向繞組施加的施加電壓的相位超前于感應(yīng)電壓相位，以往提出了各種方法。作為其例，已知以下方法:檢測或估計繞組電流的相位，以使繞組的電流相位與感應(yīng)電壓相位一致的方式控制向繞組施加的施加電壓的相位的超前相位量(例如參照專利文獻I)。
[0004]然而，檢測繞組電流相位并使向繞組施加的施加電流的相位與感應(yīng)電壓相位一致的方法雖然對于高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩是理想的，但是需要用于檢測繞組電流的電流傳感器。另夕卜，在取代電流傳感器而利用分流電阻來檢測電源電流以估計繞組電流相位的方法中，存在以下問題等:根據(jù)無刷電動機的負載、電感、電源電壓不同，繞組電流相位的估計誤差大或無法估計。
[0005]專利文獻1:日本特開2004-48951號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的電動機驅(qū)動裝置用于在送風(fēng)風(fēng)扇負載等能夠預(yù)先判明或預(yù)測出表示電動機的速度與負載轉(zhuǎn)矩的變化的負載特性曲線這樣的用途中解決上述以往的問題。為了解決該問題，本電動機驅(qū)動裝置預(yù)先基于負載特性曲線來求出向繞組施加的施加電壓的相位的超前相位量，以該超前相位量來施加電壓。本電動機驅(qū)動裝置通過像這樣進行動作，能夠使向繞組施加的施加電流的相位與感應(yīng)電壓相位一致，從而能夠高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
[0007]本發(fā)明是一種電動機驅(qū)動裝置，該電動機驅(qū)動裝置包括對電動機的多個相的繞組供給電力的電源開關(guān)部以及對電源開關(guān)部進行接通/斷開控制的控制部?？刂撇堪?速度信號產(chǎn)生器，其產(chǎn)生表示轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速信號；PWM信號產(chǎn)生器，其作用于電源開關(guān)部，控制電源開關(guān)部使得產(chǎn)生繞組施加電壓；以及超前相位信息產(chǎn)生器，其基于電動機的負載特性而預(yù)先設(shè)定有相對于規(guī)定速度的繞組施加電壓的超前相位量。而且，構(gòu)成為根據(jù)超前相位信息產(chǎn)生器的超前相位信號對多個相的繞組施加電壓。并且，以使繞組的感應(yīng)電壓與繞組電流相位一致的方式設(shè)定該超前相位量。
[0008]通過這種結(jié)構(gòu)，感應(yīng)電壓相位與繞組電流相位很好地一致，能夠高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
[0009]另外，負載特性是用多個直線來近似曲線以設(shè)定超前相位量的結(jié)構(gòu)。通過構(gòu)成為這種結(jié)構(gòu)，在利用半導(dǎo)體元件來具體實現(xiàn)超前相位信息產(chǎn)生器的情況下，能夠簡化相位信息產(chǎn)生器。特別是，通過用2條直線進行近似，在利用半導(dǎo)體元件來具體實現(xiàn)作為結(jié)構(gòu)要素的超前相位信息產(chǎn)生器的情況下，能夠使相位信息產(chǎn)生器簡化為最小。
[0010]另外，通過根據(jù)來自外部的設(shè)定信號來使超前相位信息產(chǎn)生器的超前相位量乘以固定比率，能夠在各種送風(fēng)風(fēng)扇驅(qū)動中設(shè)定最優(yōu)的超前角增大比率。
[0011]另外，構(gòu)成為使超前相位信息產(chǎn)生器的超前相位量預(yù)先乘以與經(jīng)常使用的送風(fēng)風(fēng)扇用途相應(yīng)的固定比率，在存在來自外部的設(shè)定信號的情況下，使該外部設(shè)定信號所表示的比率優(yōu)先，由此能夠使來自外部的設(shè)定信號不必要。
[0012]這樣，根據(jù)本發(fā)明的無刷電動機的驅(qū)動裝置，預(yù)先基于負載特性曲線來求出向繞組施加的施加電壓相位的超前相位量，以該超前相位量來施加電壓，由此能夠使向繞組施加的施加電流相位與感應(yīng)電壓相位一致，從而能夠高效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示具備本發(fā)明的實施方式I中的電動機驅(qū)動裝置的無刷電動機的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0014]圖2是該無刷電動機的電動機驅(qū)動裝置的相位說明圖。
[0015]圖3A是該無刷電動機的電動機驅(qū)動裝置的動作說明圖。
[0016]圖3B是該無刷電動機的電動機驅(qū)動裝置的動作說明圖。
[0017]圖3C是該無刷電動機的電動機驅(qū)動裝置的動作說明圖。
[0018]圖4是該無刷電動機的電動機驅(qū)動裝置的其它動作說明圖。
[0019]圖5是該無刷電動機的電動機驅(qū)動裝置的其它動作說明圖。
[0020]圖6是表示具備本發(fā)明的實施方式2中的電動機驅(qū)動裝置的無刷電動機的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0021 ]圖7是該無刷電動機的電動機驅(qū)動裝置的動作說明圖。
[0022]圖8是表示具備本發(fā)明的實施方式3中的電動機驅(qū)動裝置的無刷電動機的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0023]圖9是該無刷電動機的電動機驅(qū)動裝置的動作說明圖。
[0024]圖10是表示具備本發(fā)明的實施方式4中的電動機驅(qū)動裝置的無刷電動機的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0025]圖11是該無刷電動機的電動機驅(qū)動裝置的動作說明圖。
[0026]圖12是內(nèi)置有本發(fā)明的電動機驅(qū)動裝置的無刷電動機的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖13是使用了具備本發(fā)明的電動機驅(qū)動裝置的無刷電動機的空氣調(diào)節(jié)機的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖14是該空氣調(diào)節(jié)機的室內(nèi)機的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖15是該室內(nèi)機的電裝基板的連接圖。
【具體實施方式】
[0030](實施方式I)
[0031]圖1是表示具備本發(fā)明的實施方式I中的電動機驅(qū)動裝置91的無刷電動機101的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中，無刷電動機101包括電動機驅(qū)動裝置91和電動機60，該電動機60具備卷繞了繞組la、IbUc的定子、轉(zhuǎn)子。另外，電動機驅(qū)動裝置91是包括電源開關(guān)部2、PWM信號產(chǎn)生器3、分流電阻4、速度信號產(chǎn)生器5、超前相位信息產(chǎn)生器6的結(jié)構(gòu)。另外，由PWM信號產(chǎn)生器3、速度信號產(chǎn)生器5以及超前相位信息產(chǎn)生器6構(gòu)成對電源開關(guān)部2進行接通/斷開控制的控制部。
[0032]并且，電動機驅(qū)動裝置91具備MU、MV、MW、VDC、Vcc, GND端子作為輸入輸出端子。而且，在MU、MV、MW端子上分別連接有第一繞組la、第二繞組lb、第三繞組lc。另外，在VDC端子上連接有直流電源8的正側(cè)輸出，在Vcc端子上連接有控制電源11的正側(cè)輸出，在GND端子上連接有直流電源8、控制電源11的負側(cè)輸出。
[0033]在這種結(jié)構(gòu)中，電源開關(guān)部2具備開關(guān)元件Ql?Q6，對電動機60的多個相的繞組la、lb、lc供給電力。PWM信號產(chǎn)生器3作用于電源開關(guān)部2，對開關(guān)元件Ql?Q6進行接通/斷開控制。即，來自外部的電動機施加電壓指令信號經(jīng)由VSP端子輸入到PWM信號產(chǎn)生器3。于是，通過PWM信號產(chǎn)生器3的控制，電源開關(guān)部2產(chǎn)生繞組施加電壓，并將所產(chǎn)生的電壓施加到第一繞組la、第二繞組lb、第三繞組lc，由此供給電力來使轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生。
[0034]并且，速度信號產(chǎn)生器5基于從未圖示的磁傳感器、光學(xué)傳感器得到的表示無刷電動機101的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號，來產(chǎn)生表示無刷電動機101的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速信號，并提供給超前相位信息產(chǎn)生器6。在此，轉(zhuǎn)速信號是表示電動機60的轉(zhuǎn)子實際旋轉(zhuǎn)的速度的信號。
[0035]另外，在超前相位信息產(chǎn)生器6中，基于無刷電動機101的負載特性而預(yù)先設(shè)定有相對于規(guī)定速度的繞組施加電壓的超前相位量來作為超前角值。從速度信號產(chǎn)生器5向該超前相位信息產(chǎn)生器6提供轉(zhuǎn)速信號。于是，超前相位信息產(chǎn)生器6求出與所接收到的轉(zhuǎn)速信號對應(yīng)的超前角值，并將求出的超前角值輸出到PWM信號產(chǎn)生器3。