馬達(dá)的控制方法及馬達(dá)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種馬達(dá)的控制方法及馬達(dá)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，用于驅(qū)動無刷直流馬達(dá)的馬達(dá)控制裝置，通過進(jìn)行使逆變器所具有的多個開關(guān)元件接通或斷開的脈寬調(diào)制(PWM:Pulse Width Modulat1n)控制，向馬達(dá)供給驅(qū)動電流。
[0003]以往的馬達(dá)控制裝置例如有日本特開平10-248262號公報所記載的。在日本特開平10-248262號公報所記載的馬達(dá)控制裝置中，通過進(jìn)行使三相電壓型逆變器所具有的三對開關(guān)元件接通或斷開的脈寬調(diào)制控制，向馬達(dá)供給三相驅(qū)動電流。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-248262號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的課題
[0006]在此類馬達(dá)控制裝置中，作為逆變器的調(diào)制方式，公知三相調(diào)制方式和兩相調(diào)制方式這兩種調(diào)制方式。在三相調(diào)制方式中，分別使與馬達(dá)的三相中的各相對應(yīng)的三對開關(guān)元件接通或斷開。并且，在兩相調(diào)制方式中，在按照規(guī)定的每個期間，將三對當(dāng)中的一對開關(guān)元件固定接通或斷開的同時，接通或斷開其他兩對開關(guān)元件。
[0007]由于兩相調(diào)制方式與三相調(diào)制方式相比，轉(zhuǎn)換次數(shù)較少，能夠降低由轉(zhuǎn)換造成的電力損失和開關(guān)元件的溫度上升。但是，在兩相調(diào)制方式中，向馬達(dá)供給的驅(qū)動電流較小時，容易受到外部干擾等影響。由此，驅(qū)動電流的波形容易紊亂，有發(fā)生過電壓或諧波的危險。
[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠提升電力效率而不會降低啟動特性及旋轉(zhuǎn)速度較小時的驅(qū)動特性的馬達(dá)驅(qū)動方法及馬達(dá)控制裝置。
[0009]解決課題的手段
[0010]本申請例示的第一發(fā)明是馬達(dá)的控制方法，該馬達(dá)是通過三相電壓型逆變器來驅(qū)動的，所述馬達(dá)的控制方法包括:a)步驟，獲取表示所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)；b)步驟，在所述a)步驟之后，基于所述旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)所表示的所述馬達(dá)的所述旋轉(zhuǎn)速度與規(guī)定的基準(zhǔn)速度之間的比較結(jié)果，從第一方式和第二方式中選擇開關(guān)信號生成方式；c)步驟，在所述a)步驟之后，基于目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度與所述旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)，計算相電壓指令值；d)步驟，在所述b)步驟及所述c)步驟之后，基于所述相電壓指令值，采用所選擇的所述開關(guān)信號生成方式，生成開關(guān)信號；以及e)步驟，在所述d)步驟之后，將所述開關(guān)信號輸出至所述逆變器，所述第一方式是三相調(diào)制方式，在該三相調(diào)制方式中，基于所述馬達(dá)的三相中的各相的所述相電壓指令值的電壓值與載波信號的電壓值，計算出與所述三相中的各相對應(yīng)的所述開關(guān)信號的占空比，所述第二方式是兩相調(diào)制方式，在該兩相調(diào)制方式中，基于所述三相中的各相的所述相電壓指令值的電壓值與所述載波信號的電壓值，選擇所述開關(guān)信號當(dāng)中的一相，將對應(yīng)的所述開關(guān)信號的占空比固定為接通或斷開，并且計算出與其他兩相對應(yīng)的所述開關(guān)信號的占空比，在所述b)步驟中，所述旋轉(zhuǎn)速度大于所述基準(zhǔn)速度時，選擇所述第二方式。
[0011]本申請例示的第二發(fā)明是馬達(dá)的控制裝置，該控制裝置向馬達(dá)提供驅(qū)動電流，所述馬達(dá)的控制裝置包括:旋轉(zhuǎn)速度檢測部，其獲得表示所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)；開關(guān)信號生成方式?jīng)Q定部，其決定開關(guān)信號生成方式；相電壓指令值計算部，其基于目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度和所述旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)，計算出相電壓指令值；開關(guān)信號生成部，其基于所述開關(guān)信號生成方式，生成開關(guān)信號；以及逆變器，其基于所述開關(guān)信號，向所述馬達(dá)輸出驅(qū)動電流，所述開關(guān)信號生成方式?jīng)Q定部基于所述旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)所表示的所述馬達(dá)的所述旋轉(zhuǎn)速度與規(guī)定的基準(zhǔn)速度之間的比較結(jié)果，從第一方式和第二方式中選擇所述開關(guān)信號生成方式，所述第一方式是三相調(diào)制方式，在該三相調(diào)制方式中，基于所述馬達(dá)的三相中的各相的所述相電壓指令值的電壓值和載波信號的電壓值，計算出與所述三相中的各相對應(yīng)的所述開關(guān)信號的占空比，所述第二方式是兩相調(diào)制方式，在該兩相調(diào)制方式中，基于所述三相中的各相的所述相電壓指令值的電壓值和所述載波信號的電壓值，選擇所述開關(guān)信號當(dāng)中的一相，將對應(yīng)的所述開關(guān)信號的占空比固定為接通或斷開，且計算出與其他兩相對應(yīng)的所述開關(guān)信號的占空比，所述開關(guān)信號生成方式?jīng)Q定部在所述旋轉(zhuǎn)速度大于所述基準(zhǔn)速度時，選擇所述第二方式。
[0012]發(fā)明效果
[0013]在本申請例示的第一發(fā)明及第二發(fā)明中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度小于基準(zhǔn)速度時，采用三相調(diào)制方式。另外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度大于基準(zhǔn)速度且很難受到外界干擾的影響時，采用兩相調(diào)制方式。由此，能夠提升電力效率而不會降低啟動特性及旋轉(zhuǎn)速度較小時的驅(qū)動特性。
【附圖說明】
[0014]圖1是示出第一實施方式的馬達(dá)控制裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。
[0015]圖2是示出第一實施方式的逆變器結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0016]圖3是示出第一實施方式的馬達(dá)控制裝置的動作的流程圖。
[0017]圖4是示出第一實施方式的馬達(dá)控制裝置的電壓指令值波形的圖。
[0018]圖5是示出第一實施方式的馬達(dá)控制裝置的開關(guān)信號的示例圖。
[0019]圖6是示出第一實施方式的馬達(dá)控制裝置的電壓指令值波形的圖。
[0020]圖7是示出第一實施方式的馬達(dá)控制裝置的開關(guān)信號的示例圖。
[0021]圖8是示出第一實施方式的馬達(dá)控制裝置的電流修正的示例圖。
[0022]圖9是示出變形例的馬達(dá)控制裝置的電壓指令值的波形的圖。
[0023]圖10是示出變形例的馬達(dá)控制裝置的開關(guān)信號的示例圖。
[0024]圖11是示出變形例的馬達(dá)控制裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
[0025]圖12是示出變形例的馬達(dá)控制裝置的動作流程圖。
[0026]符號說明
[0027]1，1A馬達(dá)控制裝置；
[0028]2，2A 逆變器；
[0029]3交流直流轉(zhuǎn)換器；
[0030]4，4A微型控制器；
[0031]41相電流推定部；
[0032]42克拉克變換部；
[0033]43帕克變換部；
[0034]46，46A速度控制部；
[0035]47，47A電壓指令部；
[0036]48，48A帕克逆變換部；
[0037]49，49A克拉克逆變換部；
[0038]50電流修正控制部；
[0039]51，51A相電壓修正部；
[0040]52，52A脈寬調(diào)制信號生成部
[0041]53載波信號生成部
[0042]54A轉(zhuǎn)子位置推定部
[0043]55A調(diào)制方式選擇部
[0044]61，61A旋轉(zhuǎn)速度檢測部
[0045]62，62A開關(guān)信號生成方式?jīng)Q定部
[0046]63，63A相電壓指令值計算部
[0047]64, 64A開關(guān)信號生成部
[0048]9, 9A 馬達(dá)
[0049]91A位置傳感器
[0050]Rs分流電阻
[0051]S2驅(qū)動電流
[0052]S4, S4A開關(guān)信號
[0053]S21推定相電流
[0054]S21相電流
[0055]S40, S40A目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度
[0056]S45旋轉(zhuǎn)速度
[0057]S49，S49A第一相電壓指令值
[0058]S50, S53A 通斷信號
[0059]S51第二相電壓指令值
[0060]S54A轉(zhuǎn)子信息
[0061]S442轉(zhuǎn)子速度
【具體實施方式】
[0062]以下，關(guān)于本發(fā)明例示的實施方式，參照圖進(jìn)行說明。
[0063]<1.第一實施方式>
[0064]<1-1.裝置的結(jié)構(gòu)>
[0065]首先，參照圖1及圖2對馬達(dá)控制裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是示出馬達(dá)控制裝置1的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2是示出本實施方式所涉及的馬達(dá)控制裝置1的逆變器2的結(jié)構(gòu)不意的電路圖。
[0066]馬達(dá)控制裝置1是通過向馬達(dá)9提供驅(qū)動電流而控制馬達(dá)9的驅(qū)動的裝置。如圖1所示，馬達(dá)控制裝置1包括逆變器2、交流直流轉(zhuǎn)換器3以及微型控制器4 (以下稱為“微控制器4”)。
[0067]逆變器2按照開關(guān)信號S4，向馬達(dá)9提供驅(qū)動電流S2。逆變器2如圖2所示，包括電壓源Vdc、六個開關(guān)元件T、分流電阻Rs以及三個馬達(dá)接線端子21至23。該逆變器2是所謂的三相電壓型逆變器。
[0068]六個開關(guān)元件T包括對應(yīng)于U相的Tu+、Tu_、對應(yīng)于V相的Tv+、Tv_以及對應(yīng)于W相的Tw+、Tw-這三對開關(guān)元件。開關(guān)元件T分別由晶體管和二極管構(gòu)成。本實施方式的開關(guān)元件T例如可使用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT:1nsulated Gate Bipolar Transistor) o另外，開關(guān)元件T也可使用金屬半場效晶體管(MOSFET:Metal-Oxide_SemiconductorField-Effect Transistor)等其他種類的開關(guān)元件。
[0069]開關(guān)元件Tu+、Tu-串聯(lián)連接在電壓源Vdc與接地點之間。開關(guān)元件Tv+、Tv-也串聯(lián)連接在電壓源Vdc與接地點之間。而開關(guān)元件Tw+、Tw_也串聯(lián)連接在電壓源Vdc與接地點之間。并且，開關(guān)元件Tu+、Tu-、開關(guān)元件Tv+、Tv-以及開關(guān)元件Tw+、Tw-相互并聯(lián)連接。
[0070]以下，將三對開關(guān)元件T當(dāng)中的連接至電壓源Vdc側(cè)的開關(guān)元件Tu+、Tv+以及Tw+稱為上側(cè)開關(guān)元件。另外，將三對開關(guān)元件T當(dāng)中的連接至接地側(cè)的開關(guān)元件Tu-、Tv-以及Tw-稱為下側(cè)開關(guān)元件。
[0071]開關(guān)元件Tu+、Tu-、開關(guān)元件Tv+、Tv-以及開關(guān)元件Tw+、Tw-的接地點側(cè)的連接點與接地點之間連接有三相所共用的分流電阻Rs。即，分流電阻Rs串聯(lián)連接在逆變器2的三相所共用的接地線上。
[0072]馬達(dá)接線端子21至23分別連接在上側(cè)開關(guān)元件Tu+與下側(cè)開關(guān)元件Tu_之間、上側(cè)開關(guān)元件Tv+與下側(cè)開關(guān)元件Tv-之間以及上側(cè)開關(guān)元件Tw+與下側(cè)開關(guān)元件Tw-之間。
[0073]在驅(qū)動馬達(dá)9時，由后述的微控制器4的脈寬調(diào)制信號生成部52輸出的開關(guān)信號S4被輸入至六個開關(guān)元件T。具體地說，關(guān)于U相、V相以及W相中的各相，由微控制器4分別將一對開關(guān)信號SWu+、SWu-、一對開關(guān)信號SWv+、Sffv-以及一對開關(guān)信號SWw+、Sffw-輸入至一對開關(guān)元件Tu+、Tu-、一對開關(guān)元件Tv+、Tv-以及一對開關(guān)元件Tw+、Tw-。由此，各開關(guān)元件Tu+、Tu-、Tv+、Tv-以及Tw+、Tw-的驅(qū)動