[发明专利]电动机驱动装置、具备该电动机驱动装置的无刷电动机以及空气调节机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机驱动装置，特别涉及一种具有向无刷电动机的绕组施加的施加电压的超前相位控制功能的电动机驱动装置、具备该电动机驱动装置的无刷电动机以及空气调节机。

背景技术

为了使无刷电动机高效地产生转矩，需要使驱动绕组的感应电压相位与绕组电流相位很好地一致。但是，存在以下问题：如果使驱动绕组的感应电压相位与向绕组施加的施加电压的相位一致，则由于电枢反应而绕组电流的相位滞后于感应电压相位，导致转矩降低。

为了解决该问题，需要使向绕组施加的施加电压的相位超前于感应电压相位，以往提出了各种方法。作为其例，已知以下方法：检测或估计绕组电流的相位，以使绕组的电流相位与感应电压相位一致的方式控制向绕组施加的施加电压的相位的超前相位量(例如参照专利文献1)。

然而，检测绕组电流相位并使向绕组施加的施加电流的相位与感应电压相位一致的方法虽然对于高效地产生转矩是理想的，但是需要用于检测绕组电流的电流传感器。另外，在取代电流传感器而利用分流电阻来检测电源电流以估计绕组电流相位的方法中，存在以下问题等：根据无刷电动机的负载、电感、电源电压不同，绕组电流相位的估计误差大或无法估计。

专利文献1：日本特开2004-48951号公报

发明内容

本发明的电动机驱动装置用于在送风风扇负载等能够预先判明或预测出表示电动机的速度与负载转矩的变化的负载特性曲线这样的用途中解决上述以往的问题。为了解决该问题，本电动机驱动装置预先基于负载特性曲线来求出向绕组施加的施加电压的相位的超前相位量，以该超前相位量来施加电压。本电动机驱动装置通过像这样进行动作，能够使向绕组施加的施加电流的相位与感应电压相位一致，从而能够高效地产生转矩。

本发明是一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置包括对电动机的多个相的绕组供给电力的电源开关部以及对电源开关部进行接通/断开控制的控制部。控制部包括：速度信号产生器，其产生表示转速的转速信号；PWM信号产生器，其作用于电源开关部，控制电源开关部使得产生绕组施加电压；以及超前相位信息产生器，其基于电动机的负载特性而预先设定有相对于规定速度的绕组施加电压的超前相位量。而且，构成为根据超前相位信息产生器的超前相位信号对多个相的绕组施加电压。并且，以使绕组的感应电压与绕组电流相位一致的方式设定该超前相位量。

通过这种结构，感应电压相位与绕组电流相位很好地一致，能够高效地产生转矩。

另外，负载特性是用多个直线来近似曲线以设定超前相位量的结构。通过构成为这种结构，在利用半导体元件来具体实现超前相位信息产生器的情况下，能够简化相位信息产生器。特别是，通过用2条直线进行近似，在利用半导体元件来具体实现作为结构要素的超前相位信息产生器的情况下，能够使相位信息产生器简化为最小。

另外，通过根据来自外部的设定信号来使超前相位信息产生器的超前相位量乘以固定比率，能够在各种送风风扇驱动中设定最优的超前角增大比率。

另外，构成为使超前相位信息产生器的超前相位量预先乘以与经常使用的送风风扇用途相应的固定比率，在存在来自外部的设定信号的情况下，使该外部设定信号所表示的比率优先，由此能够使来自外部的设定信号不必要。

这样，根据本发明的无刷电动机的驱动装置，预先基于负载特性曲线来求出向绕组施加的施加电压相位的超前相位量，以该超前相位量来施加电压，由此能够使向绕组施加的施加电流相位与感应电压相位一致，从而能够高效地产生转矩。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施方式1中的电动机驱动装置的无刷电动机的结构的框图。

图2是该无刷电动机的电动机驱动装置的相位说明图。

图3A是该无刷电动机的电动机驱动装置的动作说明图。

图3B是该无刷电动机的电动机驱动装置的动作说明图。

图3C是该无刷电动机的电动机驱动装置的动作说明图。

图4是该无刷电动机的电动机驱动装置的其它动作说明图。

图5是该无刷电动机的电动机驱动装置的其它动作说明图。

图6是表示具备本发明的实施方式2中的电动机驱动装置的无刷电动机的结构的框图。

图7是该无刷电动机的电动机驱动装置的动作说明图。

图8是表示具备本发明的实施方式3中的电动机驱动装置的无刷电动机的结构的框图。

图9是该无刷电动机的电动机驱动装置的动作说明图。

图10是表示具备本发明的实施方式4中的电动机驱动装置的无刷电动机的结构的框图。