CN106887978B - 马达驱动控制装置 - Google Patents

马达驱动控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106887978B
CN106887978B CN201611036595.1A CN201611036595A CN106887978B CN 106887978 B CN106887978 B CN 106887978B CN 201611036595 A CN201611036595 A CN 201611036595A CN 106887978 B CN106887978 B CN 106887978B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
voltage
signal
motor
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611036595.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106887978A (zh
Inventor
海津浩之
大村祐司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minebea Co Ltd filed Critical Minebea Co Ltd
Publication of CN106887978A publication Critical patent/CN106887978A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106887978B publication Critical patent/CN106887978B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/15—Controlling commutation time
    • H02P6/157—Controlling commutation time wherein the commutation is function of electro-magnetic force [EMF]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明提供马达驱动控制装置，在高速旋转下也不易失调，并且实现低速旋转。马达(20)的驱动控制装置(1)具备：具有各相的分压比(R1/R2、R3/R4、R5/R6)互不相同的电阻分压电路的反向电压检测部(7)；控制为基于检测到的转子旋转位置进行无传感器驱动并且根据旋转速度与形成最佳的提前角的相取得同步的控制部(4)。

Description

马达驱动控制装置
技术领域
本发明涉及马达驱动控制装置。
背景技术
作为在DC无刷马达中使用的马达的驱动控制方式，使用霍尔传感器等的位置传感器的传感器驱动方式和依据在马达线圈产生的感应电压生成转子位置信息的无传感器驱动方式这两种方式被广泛使用。无位置传感器的马达驱动控制装置通过比较器比较在断开区间(非通电相)出现于马达端子的感应电压与基准电压(等价中性点电位)，并生成相位信号(脉冲信号)，进而基于该相位信号检测转子的旋转位置。
在专利文献1中记载了如下的马达驱动装置，其中，在启动马达时通过传感器驱动使转速升高，在转速升高后输出向无传感器驱动切换的驱动选择信号，驱动切换单元在无传感器驱动被选择后仍继续进行传感器驱动，避开由传感器信号沿和取而代之成为基准的过零信号沿之间定义的变换期间将励磁次序切换为无传感器驱动。
专利文献1：日本特开2008-301550号公报
然而，专利文献1所记载的马达控制装置在三相无传感器驱动中，存在如果过零基准电压与相电压处于不交叉的状态会导致失调的问题。例如，极有可能在每分钟3万转左右的高速旋转时产生。
该问题有时可通过降低过零基准电压而形成提前角来规避。然而，如果降低过零基准电压，会存在本次难以启动、无法维持低速旋转的问题。
发明内容
因此，本发明的课题在于提供即便在高速旋转中也不易产生失调，并且实现低速旋转的马达驱动控制装置。
为了解决上述的课题，提供一种马达驱动控制装置，对具备多相的线圈和被支承为能够相对于上述多相的线圈旋转的转子的马达进行驱动，其中，上述马达驱动控制装置具备：控制部，生成驱动控制信号；马达驱动部，基于驱动控制信号向上述马达的各相线圈输出驱动信号；以及反向电压检测部，连接于上述各相线圈，包括分压比互不相同的电阻分压电路，并通过该电阻分压电路检测用于无传感器驱动的转子旋转位置。
对于其他的手段，在用于实施发明的实施方式中进行说明。
根据本发明，能够提供即便在高速旋转中也不易产生失调，并且实现低速旋转的马达驱动控制装置。
附图说明
图1是表示本实施方式中的马达的驱动控制装置的电路结构的框图。
图2是本实施方式中的马达驱动控制装置的控制部的选择电路的电路结构图。
图3是表示用于对本实施方式中的马达驱动控制装置的分压后的绕线电压波形(相电压)与提前角·滞后角的关系进行说明的相电压的波形的时序图。
图4是表示本实施方式中的马达驱动控制装置的各部的动作波形的时序图。
图5是表示根据本实施方式中的马达驱动控制装置的旋转速度与形成最佳的提前角的相取得同步的控制的流程图。
具体实施方式
以下，参照各图对用于实施本发明的方式进行详细说明。
图1是表示本实施方式中的马达20的驱动控制装置1的电路结构的框图。
在图1中，本实施方式的马达20为3相的无刷DC马达，具备各相的线圈Lu、Lv、Lw与转子(未图示)。这些线圈Lu、Lv、Lw的一端被进行Y形接线。线圈Lu的另一端与U相连接，线圈Lv的另一端与V相连接，线圈Lw的另一端与W相连接。马达20通过从逆变电路2向U相、V相、W相流入3相交流而旋转驱动。
马达20的驱动控制装置1(马达驱动控制装置的一例)具备驱动马达20的逆变电路2以及前置驱动电路3(马达驱动部的一例)。驱动控制装置1还具备反向电压检测部7、将驱动控制信号Sc(后述)向马达驱动部输出的控制部4。
驱动控制装置1连接于直流电源Vd，通过U相布线、V相布线、W相布线的3相与马达20连接。驱动控制装置1向马达20施加驱动电压，对马达20的旋转进行控制。在U相施加端子间电压Vu。在V相施加端子间电压Vv。在W相施加端子间电压Vw。
马达驱动部由逆变电路2以及前置驱动电路3构成。直流电源Vd在马达驱动部施加电源电压Vcc，从而供给电力。马达驱动部接受来自直流电源Vd的电力供给，基于来自控制部4的驱动控制信号Sc，向马达20的U相、V相、W相的线圈Lu、Lv、Lw供给驱动电流，使得转子旋转。马达驱动部以正弦波驱动方式驱动马达20。
逆变电路2(马达驱动部的一部分)与直流电源Vd连接从而接受电力的供给。逆变电路2被连接于前置驱动电路3(马达驱动部的一部分)与马达20所具备的各相的线圈Lu、Lv、Lw。逆变电路2基于前置驱动电路3的驱动信号Vuu～Vwl对马达20的各相的线圈Lu、Lv、Lw通电。
逆变电路2具有：开关元件Q1、Q2串联连接的U相的开关桥臂(switching leg)、开关元件Q3、Q4串联连接的V相的开关桥臂、开关元件Q5、Q6串联连接的W相的开关桥臂。这些开关元件Q1～Q6例如为FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)。逆变电路2连接于直流电源Vd，进而连接于电阻R0。
U相的开关桥臂具备上臂侧的开关元件Q1、下臂侧的开关元件Q2。开关元件Q1的漏极端子连接于直流电源Vd的正极。开关元件Q1的源极端子输出U相的交流信号，并且连接于开关元件Q2的漏极端子。开关元件Q2的源极端子经由电阻R0被接地连接(连接于直流电源Vd的负极)。开关元件Q1的栅极端子以及开关元件Q2的栅极端子分别连接于前置驱动电路3。
V相的开关桥臂具备上臂侧的开关元件Q3、下臂侧的开关元件Q4。开关元件Q3的漏极端子连接于直流电源Vd的正极。开关元件Q3的源极端子输出V相的交流信号，并且连接于开关元件Q4的漏极端子。开关元件Q4的源极端子经由电阻R0被接地连接(连接于直流电源Vd的负极)。开关元件Q3的栅极端子以及开关元件Q4的栅极端子分别连接于前置驱动电路3。
W相的开关桥臂具备上臂侧的开关元件Q5、下臂侧的开关元件Q6。开关元件Q5的漏极端子连接于直流电源Vd的正极。开关元件Q5的源极端子输出W相的交流信号，并且连接于开关元件Q6的漏极端子。开关元件Q6的源极端子经由电阻R0被接地连接(连接于直流电源Vd的负极)。开关元件Q5的栅极端子以及开关元件Q6的栅极端子分别连接于前置驱动电路3。
即，逆变电路2具有连接于马达20的各线圈Lu、Lv、Lw的各相与直流电源Vd的一方的端子(正极端子)间的上臂侧开关元件Q1、Q3、Q5、以及经由电阻R0连接于各线圈Lu、Lv、Lw的各相与直流电源Vd的另一方的端子(负极端子)间的下臂侧开关元件Q2、Q4、Q6。
逆变电路2从直流电源Vd接受电力的供给，在被从前置驱动电路3输入驱动信号Vuu～Vwl后，使3相交流流过马达20的U相布线、V相布线、W相布线。
前置驱动电路3(马达驱动部的一部分)通过与连接的逆变电路2的组合构成马达驱动部，并连接于控制部4。前置驱动电路3例如具备6个栅极驱动电路，生成用于驱动逆变电路2的驱动信号Vuu～Vwl。
反向电压检测部7连接于各相线圈，由分压比彼此不同的电阻分压电路构成，并且检测用于无传感器驱动的转子旋转位置。反向电压检测部7构成为作为U相的电阻分压电路的电阻R1、R2的分压比R1/R2、作为V相的电阻分压电路的电阻R3、R4的分压比R3/R4、作为W相的电阻分压电路的电阻R5、R6的分压比R5/R6彼此不同。作为分压比(R1/R2、R3/R4、R5/R6)不同的结构的一例，电阻R1、R3、R5具有互不相同的电阻值，并且电阻R2、R4、R6也具有互不相同的电阻值。由此，各相的分压比互不相同。例如，对于反向电压检测部7而言，相对于U相的电阻R1、R2的分压比R1/R2，V相的电阻R3、R4的分压比R3/R4较之偏高，而W相的电阻R5、R6的分压比R5/R6较之偏低。
控制部4控制为基于由反向电压检测部7检测出的转子旋转位置进行无传感器驱动，并且根据旋转速度与成为最佳的提前角的相取得同步。具体地说，控制部4随着旋转速度升高，将取得同步的相切换为形成更早提前角的相。在这种情况下，旋转速度以绕线电压、绕线电流中的至少任一个值为基础求出。
控制部4具备：生成过零基准电压Vzs的提前角基准电压生成部6、通过过零基准电压Vzs与各相线圈的反向电压的交叉正时生成各相的相位信号S21～S23的反向电压比较部5、输入各相的相位信号从而输出旋转速度信息S4的旋转速度判定部41、基于从选择电路43输出的选择信号S5生成驱动控制信号Sc的通电信号生成部42、根据旋转速度信息S4选择并输出各相的相位信号S21～S23的任一个的选择电路43，控制部4被包含于微型计算机中。此外，各部可通过软件实现，是表示虚拟功能的部分。
反向电压比较部5通过过零基准电压Vzs与各相线圈的反向电压的交叉正时生成各相的相位信号。
反向电压比较部5具备各相的比较器51、52、53。U相的节点由反向电压检测部7的电阻R1、R2分压，并连接于比较器51的一方的输入端子。V相的节点由反向电压检测部7的电阻R3、R4分压，并连接于比较器52的一方的输入端子。W相的节点由反向电压检测部7的电阻R5、R6分压，并连接于比较器53的一方的输入端子。如上所述，反向电压检测部7中，U相的电阻R1、R2的分压比R1/R2、V相的电阻R3、R4的分压比R3/R4、W相的电阻R5、R6的分压比R5/R6互不相同。比较器51、52、53的另一方的输入端子连接于提前角基准电压生成部6。
反向电压比较部5的比较器51具备非反转输入端子以及反转输入端子、输出端子。比较器51在非反转输入端子的施加电压低于反转输入端子的施加电压时，向输出端子输出低电平的电压。比较器51在非反转输入端子的施加电压超过反转输入端子的施加电压时，向输出端子输出高电平的电压。
在比较器51的非反转输入端子输入与线圈Lu的感应电压相当的端子间电压Vu被分压后的相电压V1。在比较器51的非反转输入端子输入过零基准电压Vzs。比较器51比较相电压V1与过零基准电压Vzs，生成相位信号S21。如果相电压V1与过零基准电压Vzs相比为负，则相位信号S21为低电平。如果相电压V1与过零基准电压Vzs相比为正，则相位信号S21为高电平。
在比较器52的非反转输入端子输入与线圈Lv的感应电压相当的端子间电压Vv被分压后的相电压V2。在比较器52的非反转输入端子输入过零基准电压Vzs。比较器52比较相电压V2与过零基准电压Vzs，生成相位信号S22。如果相电压V2与过零基准电压Vzs相比为负，则相位信号S22为低电平。如果相电压V2与过零基准电压Vzs相比为正，则相位信号S22为高电平。
在比较器53的非反转输入端子输入与线圈Lw的感应电压相当的端子间电压Vw被分压后的相电压V3。在比较器53的非反转输入端子输入过零基准电压Vzs。比较器53比较相电压V3与过零基准电压Vzs，生成相位信号S23。如果相电压V3与过零基准电压Vzs相比为负，则相位信号S23为低电平。如果相电压V3与过零基准电压Vzs相比为正，则相位信号S23为高电平。
如此设置，反向电压比较部5的比较器51～53能够将相电压V1～V3对应的端子间电压Vu、Vv、Vw与过零基准电压Vzs做比较。反向电压比较部5将生成的相位信号S21～S23向选择电路43输出。
提前角基准电压生成部6生成作为规定的恒定电压的过零基准电压Vzs。旋转速度判定部41输入各相的相位信号，输出旋转速度信息S4。旋转速度判定部41在任一相的相电压V1～V3与过零基准电压Vzs过零时，判定马达20的旋转速度。
通电信号生成部42基于从外部输入的旋转速度指令信号Sin、来自旋转速度判定部41的旋转速度判定信号S1、来自选择电路43的选择信号S5(相位信号S21～S23的任一个)生成驱动控制信号Sc。选择电路43根据旋转速度信息S4，选择并输出各相的相位信号(S21～S23)的任一个。
图2为选择电路43的电路结构图。
如图2所示，选择电路43具备通电切换控制电路431、位置检测电路432。
通电切换控制电路431将来自位置检测电路432的位置检测信号Sp(各相的相位信号S21～S23)作为检测信号S3向旋转速度判定部41输出，从旋转速度判定部41取得旋转速度信息S4。通电切换控制电路431基于取得的旋转速度信息S4选择来自位置检测电路432的位置检测信号Sp(各相的相位信号S21～S23)，并作为选择信号S5输出。
位置检测电路432基于来自反向电压比较部5的各相的相位信号S21～S23生成转子的旋转位置的位置检测信号Sp，并向通电切换控制电路431输出。
以下，对于如上所述构成的马达20的驱动控制装置1的动作进行说明。
首先，对于本发明的基本的想法进行叙述。
在比较例中，在三相无传感器驱动中，如果处于过零基准电压与相电压不交叉的状态，则担心在高速旋转时发生失调。如果为了避免失调的发生而使过零基准电压下降而形成提前角，则将难以起动或者无法维持低速旋转。
本发明人发现了无需改变过零基准电压，通过简单的方法进行提前角·滞后角控制的方法。即，本发明在三相无传感器驱动中，为了正常起动且无论在高速旋转还是在低速旋转中都不会产生失调，而使各相的分压电阻互不相同。通过如此设置，能够形成3种分压后的绕线电压波形。即，通过形成3种分压后的绕线电压波形，能够择一地使用3种绕线电压波形中的任意的波形，不会改变过零基准电压，分别加速过零的检测或者减慢过零的检测。结果，能够对现行的无传感器驱动控制进行应用，进行提前角的通电切换、滞后角的通电切换。例如，形成为在起动时，按照形成最适于起动的提前角的相的相电压取得同步，在高速旋转时按照形成适于高速旋转的提前角的相的相电压取得同步，在低速旋转时按照形成适于低速旋转的提前角的相的相电压取得同步。由此，在三相无传感器驱动中，能够正常启动，即便在高速或低速的情况下也不易产生失调。此外，取得同步的相的切换被形成为根据转速、电压、电流等在最佳的时机进行切换。以下，具体进行说明。
图3为用于对分压后的绕线电压波形(相电压)与提前角·滞后角的关系进行说明的相电压的波形的时序图。图3的纵轴表示相电压(V)。图3的横轴表示时刻。
时刻t11为断开期间60°的开始正时。在相电压产生正方向的峰值电压。
时刻t12表示相电压V1的正方向的峰值电压的结束正时。峰值电压期间ts为从时刻t11到时刻t12的时间。之后，相电压上升。
时刻t13为在峰值电压期间ts后，相电压V1最初与过零基准电压Vzs交叉的正时。
时刻t14为断开期间60°的结束正时，并且是相通电期间(SV-接通)的开始正时。
如图3所示，分压后的绕线电压波形与规定的过零基准电压Vzs交叉的点为过零点(zero cross point)Tvz。在图3的情况下，通过将相通电期间(SV-接通)在断开期间60°断开，使得在下个相通电期间(SV-接通)开始之前，绕线电压波形形成各相的换相峰值大体与正弦波形重叠的波形(图3中，在断开期间60°看到正弦波形形状的上升的一部分)。特别是，在断开期间中的由图3的椭圆虚线A包围的部分为换相峰值重叠期间DV+接通。另外，断开期间中的分压后的绕线电压波形与过零基准电压Vzs交叉的点为过零点Tvz。
对于将分压后的绕线电压波形形成为在U相、V相、W相的各相中互不相同的情况下，提前角如何变化进行说明。
(1)U相的分压后的绕线电压波形在与图3所示的波形相同的情况如下所述。在将图3的绕线电压波形在过零检测正时使用的情况下，由于过零点(图3的过零点Tvz)不变，因此提前角不变。
(2)V相的分压后的绕线电压在电压的值比图3所示的波形大的(例如，图3的1.1倍的电压)情况下，如下所述。在将图3的绕线电压波形作为1.1倍的电压在过零检测正时使用的情况下，过零点比图3快(即绕线电压波形形成为1.1倍，因此该绕线电压波形更早与过零基准电压Vzs交叉)，因此相比图3的情况形成提前角。因此，如果将图3的绕线电压波形作为1.1倍的电压在过零检测正时使用，则无需改变过零基准电压便可实现提前角控制。
(3)W相的分压后的绕线电压在电压的值比图3所示的波形小的(例如，图3的0.9倍的电压)情况下，如下所述。当将图3的绕线电压波形作为0.9倍的电压在过零检测正时使用的情况下，过零检测点比图3慢(即绕线电压波形形成为0.9倍，因此该绕线电压波形更晚与过零基准电压Vzs交叉)，因此相比图3的情况形成滞后角。因此，如果将图3的绕线电压波形作为0.9倍的电压在过零检测正时使用，则无需改变过零基准电压，便可实现滞后角控制。
因此，通过在无传感器驱动控制中应用，能够进行提前角的通电切换、滞后角的通电切换。例如，在起动时，使用上述(1)的过零点。另外，在高速时使用上述(2)的过零点。进而在低速时使用上述(3)的过零点。
图4为表示驱动控制装置1的各部的动作波形的时序图。此外，图4示出未进行提前角调整的过零基准电压Vzs时的动作以便进行说明。
图4的各曲线图由上开始分别示出驱动信号Vuu～Vwl、相电压V1～V3、相位信号S21～S23、位置检测信号Sp的各波形。
<驱动信号>
驱动信号Vuu将开关元件Q1在约30°接通(turn on)，在约150°关断(turn off)。
驱动信号Vul将开关元件Q2在约-30°关断，在约210°接通，在约330°关断。
通过约-30°的驱动信号Vul的关断，U相从地极断开。在相电压V1产生正方向的峰值电压。之后，相电压V1在电压上升且约0°时与过零基准电压Vzs一致，在约30°时饱和。
通过约30°的驱动信号Vuu的接通，在U相通电直流电源Vd的电源电压Vcc。相电压V1与电源电压Vcc一致。
通过约150°的驱动信号Vuu的关断，U相从直流电源Vd的正极断开。相电压V1产生负方向的峰值电压。以下，相电压V1在电压下降约为180°时与过零基准电压Vzs一致，在约210°时达到0V。
通过约210°的驱动信号Vul的接通，U相与地极导通。相电压V1为0[V]。
<相电压>
在本实施方式中，分压后的绕线电压波形被设为在U相、V相、W相互不相同。具体地说，图1所示的U相的电阻R1、R2的分压比R1/R2、V相的电阻R3、R4的分压比R3/R4、W相的电阻R5、R6的分压比R5/R6互不相同。
如果改变分压比，则在正弦波形状的绕线电压波形中，其振幅·波高值将变化。如果绕线电压波形的振幅等改变，则断开期间的过零的检测受到影响，例如调整为使相电压上升的分压比过零正时处于提前角侧。另外，调整为使相电压下降的分压比过零正时处于滞后角侧。
图4的实线所示的U相的相电压V1如平时一样。
V相的相电压V2如图4的实线所示，例如形成为U相的相电压V1的电压的1.1倍。因此，相电压V2超过过零基准电压Vzs的正时前提(处于提前角侧)。
W相的相电压V3如图4的实线所示，例如形成为U相的相电压V1的电压的0.9倍。因此，相电压V3超过过零基准电压Vzs的正时滞后(处于滞后角侧)。
<相位信号>
相位信号S21通过相电压V1与过零基准电压Vzs的比较生成。
相位信号S21在约-30°时产生正方向的峰值电压的高电平的脉冲，在约0°时由低电平变化至高电平。相位信号S21进而在约150°时通过负方向的峰值电压在该期间形成低电平，随后在约180°时由高电平变化为低电平。
驱动信号Vvu将开关元件Q3在约150°接通，在约270°关断。
驱动信号Vvl将开关元件Q4在约90°关断，在约330°接通。
通过约90°的驱动信号Vvl的关断，V相被从地极断开。在相电压V2产生正方向的峰值电压。之后，相电压V2在电压上升且约为120°时与过零基准电压Vzs一致，在约150°时饱和。
通过约150°的驱动信号Vvu的接通，在V相通电直流电源Vd的电源电压Vcc。相电压V2成为电源电压Vcc。
通过约270°的驱动信号Vvu的关断，V相从直流电源Vd的正极断开。相电压V2产生负方向的峰值电压。之后，相电压V2在电压下降且为约300°时与过零基准电压Vzs一致，在约330°时达到0V。
通过约330°的驱动信号Vvl的接通，V相与地极导通。相电压V2成为0[V]。
相位信号S22通过相电压V2与过零基准电压Vzs的比较而生成。
相位信号S22在约90°时产生正方向的峰值电压的高电平的脉冲，在约120°时从低电平变化至高电平。相位信号S22进而在约270°时通过负方向的峰值电压在该期间成为低电平，随后，在约300°时由高电平变化至低电平。
驱动信号Vwu将开关元件Q5在约30°关断，在约270°接通。
驱动信号Vwl将开关元件Q5在约90°接通，在约210°关断。
通过约30°的驱动信号Vwu的关断，W相被从直流电源Vd的正极断开。相电压V3产生负方向的峰值电压。之后，相电压V3在电压下降且为约60°时与过零基准电压Vzs一致，在约90°时达到0V。通过约90°的驱动信号Vwl的接通，W相与地极导通。相电压V3为0[V]。
通过约210°的驱动信号Vwl的关断，W相被从地极断开。在相电压V3产生正方向的峰值电压。之后，相电压V3在电压上升且为约240°时与过零基准电压Vzs一致，在约270°时饱和。
通过约270°的驱动信号Vwu的接通，在W相通电直流电源Vd的电源电压Vcc。相电压V3与电源电压Vcc一致。
相位信号S23通过相电压V3与过零基准电压Vzs的比较生成。
相位信号S23在约30°时产生负方向的峰值电压的低电平的脉冲，在约60°时从高电平变化至低电平。相位信号S23进而在约210°时通过正方向的峰值电压使该期间成为高电平，随后，在约240°时从低电平变化至高电平。
<位置检测信号>
如图4所示，位置检测信号Sp在约0°时、约120°时、约240°时、约360°时，产生正方向的高电平的脉冲。当在相电压V1、V2、V3产生正方向的峰值电压后，如果电压上升并超过过零基准电压Vzs，则在位置检测信号Sp产生正方向的高电平的脉冲。
<位置检测信号的选择>
在本实施方式中，通过使U相的电阻R1、R2的分压比R1/R2、V相的电阻R3、R4的分压比R3/R4、W相的电阻R5、R6的分压比R5/R6互不相同，生成3种分压后的绕线电压波形。在图4的情况下，U相、V相、W相的相电压V1、V2、V3的电压互不相同，因此过零的检测分别加快或减慢。由此，能够进行提前角的通电切换、滞后角的通电切换。
例如，图4的实线所示的位置检测信号Sp是通过相电压V1与过零基准电压Vzs的比较生成的位置检测信号。该相电压V1可以作为起动时的过零点使用。在这种情况下，在其他相(V相与W相)中无需基于相电压V2、V3检测位置检测信号Sp，能够挪用由上述相电压V1检测到的位置检测信号Sp。图4的虚线所示的位置检测信号Sp成为V相与W相的位置检测信号Sp的估算位置。
图5为表示根据旋转速度，与成为最佳的提前角的相取得同步的控制的流程图。
图5所示的提前角控制由驱动控制装置1的控制部4执行。
在步骤S30中，控制部4的旋转速度判定部41(参照图1)基于相电压检测转子的旋转速度。
在步骤S31中，旋转速度判定部41判定检测出的旋转速度。旋转速度判定部41在检测到的旋转速度为第1判定速度阈值Vth0以下时(Vth0以下)，前进至步骤S32。如果检测到的旋转速度比第1判定速度阈值Vth0大，且在第2判定速度阈值Vth1(其中Vth0＜Vth1)以下(Vth0～Vth1)，则前进至步骤S33。如果检测到的旋转速度比第2判定速度阈值Vth1大(超过Vth1)，则前进至步骤S34。
检测到的旋转速度为第1判定速度阈值Vth0以下的情况是规定的低速时。在这种情况下，在步骤S32中，控制部4与相比U相形成滞后角的W相取得同步，结束图5的处理。具体地说，为了取得与相比U相形成滞后角的W相间的同步，控制部4的选择电路43基于W相的相电压V3选择由过零点生成的相位信号S23，并将该相位信号S23作为选择信号S5向通电信号生成部42输出。
检测到的旋转速度比第1判定速度阈值Vth0大且为第2判定速度阈值Vth1以下的情况是通常运转时。在这种情况下，在步骤S33中，控制部4与未进行提前角或者滞后角调整的U相取得同步，结束图5的处理。具体地说，控制部4的选择电路43基于U相的相电压V1，选择由过零点生成的相位信号S21，将该相位信号S21作为选择信号S5向通电信号生成部42输出。
检测到的旋转速度比第2判定速度阈值Vth1大的情况是规定的高速时。在这种情况下，在步骤S33中，控制部4与相比U相形成提前角的V相取得同步，结束图5的处理。具体地说，为了取得与相比U相形成提前角的V相间的同步，控制部4的选择电路43基于V相的相电压V2选择由过零点生成的相位信号S22，并将该相位信号S22作为选择信号S5向通电信号生成部42输出。
通过如此控制，马达20的驱动控制装置1能够控制为根据旋转速度与形成最佳的提前角的相取得同步，因此能够不产生失调地实行低速旋转。
如上所述，本实施方式的马达20的驱动控制装置1具备：具有各相的分压比(R1/R2、R3/R4、R5/R6)互不相同的电阻分压电路的反向电压检测部7、控制为基于检测到的转子旋转位置进行无传感器驱动并且根据旋转速度与形成最佳的提前角的相取得同步的控制部4。控制部4具备：通过过零基准电压Vzs与各相线圈的反向电压的交叉正时生成各相的相位信号的反向电压比较部5、输入各相的相位信号并输出旋转速度信息S4的旋转速度判定部41、根据旋转速度信息S4选择各相的相位信号的任一个信号并输出的选择电路43、基于从选择电路43输出的选择信号S5生成驱动控制信号Sc的通电信号生成部42。
根据该结构，驱动控制装置1能够生成3种各相的分压后的反向电压波形。例如，如果是3相马达，则能够形成3种各相的分压后的反向电压波形。因此，反向电压比较部5能够分别在提前角侧或者滞后角侧进行过零的检测，能够不改变过零基准电压Vzs地进行提前角的通电切换、滞后角的通电切换。例如，在起动时，按照形成最适于起动的提前角的相取得同步，在高速旋转时，按照形成适于高速旋转的提前角的相取得同步，在低速旋转时按照形成滞后角的相取得同步。通过如此设置，能够正常起动，并且即便相比以往的无传感器驱动处于高速或低速，也不易失调。其结果，能够实现可正常起动并且无论在高速旋转还是低速旋转中都不失调的驱动控制装置1。
根据本实施方式，能够得到下述的效果。
(1)能够控制为根据旋转速度与形成最佳提前角的相取得同步，因此不易失调。即，通过按照适于高速旋转的相(BEMF)取得同步，即便为高速旋转，也不易产生失调。另外，一如既往，起动稳定，因此无弊端。
(2)能够准备多个(3相的情况下为3个形式)形式的提前角，因此能够按照与旋转速度相应的适当的相取得同步，能够改善效率。在本实施方式的情况下，由于将提前角分为3个阶段，因此通过根据转速按照适当的相(BEMF)取得同步，使得效率提高。
(3)将特定的相的电阻分压电路设定为适于低速旋转的分压比，在低速旋转时按照该相进行同步，由此能够实现低速旋转。换言之，通过按照适于低速旋转的相(BEMF)取得同步，能够实现低速的旋转。
(变形例)
本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够实施各种变更，例如，可实施下述的(a)～(h)的变更。
(a)在上述实施方式中取得同步的相的切换并不局限于实际旋转速度，也可以是基于绕线电压、绕线电流、或者它们的组合等的判定。由此，能够在最佳的正时切换。
(b)驱动控制装置1的各结构要素的至少一部分可以不是基于硬件的处理，而是基于软件的处理。
(c)马达20可以不局限于3相的无刷马达，也可以是其他种类的马达。另外，马达20的相数并不局限于3相。
(d)马达20的驱动方式并不局限于正弦波驱动方式，例如，也可以是矩形波驱动方式。
(e)驱动控制装置1可以将至少一部分形成为集成电路(IC：IntegratedCircuit)。
(f)图2所示的选择电路43的电路结构框图为具体例，并不局限于此。
(g)图5所示的控制次序为一例，并不局限于这些步骤的处理，例如，也可以在各步骤间***其他处理。
(h)与马达20的各旋转速度对应的规定的过零基准电压Vzs可以基于理论以及实测结果等设定适当的值，并存储于存储部(省略图示)。另外，也可以将与马达20的各旋转速度对应的过零基准电压Vzs的值存储于存储部。
其中，附图标记说明如下：
1：驱动控制装置(马达驱动控制装置的一例)；2：逆变电路(马达驱动部的一部分)；3：前置驱动电路(马达驱动部的一部分)；4：控制部；41：旋转速度判定部；42：通电信号生成部；43：选择电路；431：通电切换控制电路；432：位置检测电路：5：反向电压比较部；51～53：比较器；6：提前角基准电压生成部；7：反向电压检测部；20：马达(3相无刷DC马达)；S1：旋转速度判定信号；S3：检测信号；S4：旋转速度信息；S5：选择信号；S21、S22、S23：相位信号；Sin：旋转速度指令信号；Sp：位置检测信号；Sc：驱动控制信号；Lu、Lv、Lw：电机子线圈；V1、V2、V3：相电压(与逆起电力对应)；Vcc：电源电压；Vd：直流电源；Vu、Vv、Vw：端子间电压；Vuu、Vul、Vvu、Vvl、Vwu、Vwl：驱动信号；Vzs：过零基准电压；Tvz：过零点；Q1～Q6：开关元件。

Claims (5)

1.一种马达驱动控制装置，对具备多相的线圈和被支承为能够相对于所述多相的线圈旋转的转子的马达进行驱动，其中，
所述马达驱动控制装置具备：
控制部，生成驱动控制信号；
马达驱动部，基于驱动控制信号向所述马达的各相线圈输出驱动信号；以及
反向电压检测部，连接于所述各相线圈，包括分压比互不相同的电阻分压电路，并通过该电阻分压电路检测用于无传感器驱动的转子旋转位置，
所述控制部控制为基于由所述反向电压检测部检测到的转子旋转位置进行无传感器驱动，并且根据所述马达的旋转速度与形成最佳的提前角的相取得同步。
2.根据权利要求1所述的马达驱动控制装置，其中，
所述控制部随着所述旋转速度升高，将取得同步的相切换为形成更早提前角的相。
3.根据权利要求1或2所述的马达驱动控制装置，其中，
所述控制部基于所述各相线圈的绕线电压和绕线电流中的至少任一个的值求出所述旋转速度。
4.根据权利要求1或2所述的马达驱动控制装置，其中，
所述控制部具备：
反向电压比较部，通过提前角基准电压与所述各相线圈的反向电压的交叉正时生成各相的相位信号；
旋转速度判定部，输入各相的所述相位信号，并输出旋转速度信息；
选择电路，根据所述旋转速度信息选择各相的所述相位信号中的任一个并输出；以及
通电信号生成部，基于从所述选择电路输出的相位信号生成所述驱动控制信号。
5.根据权利要求3所述的马达驱动控制装置，其中，
所述控制部具备：
反向电压比较部，通过提前角基准电压与所述各相线圈的反向电压的交叉正时生成各相的相位信号；
旋转速度判定部，输入各相的所述相位信号，并输出旋转速度信息；
选择电路，根据所述旋转速度信息选择各相的所述相位信号中的任一个并输出；以及
通电信号生成部，基于从所述选择电路输出的相位信号生成所述驱动控制信号。
CN201611036595.1A 2015-11-27 2016-11-22 马达驱动控制装置 Active CN106887978B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015231983A JP6374857B2 (ja) 2015-11-27 2015-11-27 モータ駆動制御装置
JP2015-231983 2015-11-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106887978A CN106887978A (zh) 2017-06-23
CN106887978B true CN106887978B (zh) 2019-06-11

Family

ID=58778298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611036595.1A Active CN106887978B (zh) 2015-11-27 2016-11-22 马达驱动控制装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9941826B2 (zh)
JP (1) JP6374857B2 (zh)
CN (1) CN106887978B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108448955B (zh) * 2018-04-24 2020-07-03 常州信息职业技术学院 一种无刷直流电机转子位置检测电路及检测方法
JP2020022219A (ja) * 2018-07-30 2020-02-06 日本電産株式会社 モータ駆動制御装置、モータ、及び送風装置
WO2022153544A1 (ja) * 2021-01-18 2022-07-21 株式会社日立産機システム 電力変換装置
CN113437909A (zh) * 2021-05-19 2021-09-24 深圳市旭顺电子有限公司 一种基于霍尔传感器的无刷电机霍尔位置矫正方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08191589A (ja) * 1995-01-09 1996-07-23 Daikin Ind Ltd ブラシレスｄｃモータ
JP4194204B2 (ja) * 2000-02-16 2008-12-10 三洋電機株式会社 Ｄｃブラシレスモータ装置
CN101459402A (zh) * 2007-12-14 2009-06-17 株式会社瑞萨科技 电动机驱动装置
CN103973181A (zh) * 2013-01-28 2014-08-06 株式会社牧田 电动工具

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4698241B2 (ja) * 2005-02-01 2011-06-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 モータ駆動装置
JP2007159353A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Mitsubishi Electric Corp 界磁巻線式同期発電電動機
JP4877764B2 (ja) * 2006-08-01 2012-02-15 ローム株式会社 モータ駆動回路、方法およびそれらを用いたディスク装置
JP4990683B2 (ja) 2007-05-29 2012-08-01 北斗制御株式会社 モータ駆動装置
CN104054258B (zh) * 2012-01-27 2016-09-28 三菱电机株式会社 电动机驱动电路及永久磁铁同步电动机
JP6064207B2 (ja) * 2012-12-17 2017-01-25 株式会社ミツバ ブラシレスモータ制御方法及びブラシレスモータ制御装置並びに電動パワーステアリング装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08191589A (ja) * 1995-01-09 1996-07-23 Daikin Ind Ltd ブラシレスｄｃモータ
JP4194204B2 (ja) * 2000-02-16 2008-12-10 三洋電機株式会社 Ｄｃブラシレスモータ装置
CN101459402A (zh) * 2007-12-14 2009-06-17 株式会社瑞萨科技 电动机驱动装置
CN103973181A (zh) * 2013-01-28 2014-08-06 株式会社牧田 电动工具

Also Published As

Publication number Publication date
US9941826B2 (en) 2018-04-10
JP6374857B2 (ja) 2018-08-15
US20170155348A1 (en) 2017-06-01
CN106887978A (zh) 2017-06-23
JP2017099225A (ja) 2017-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106887978B (zh) 马达驱动控制装置
KR101437716B1 (ko) 동기식 전기 모터를 위한 위치 센서가 없는 제어 시스템
CN106877752B (zh) 马达驱动控制装置
CN102577086B (zh) 无传感器无刷直流马达中用于减少零交叉粒度的可变脉宽调制
Shao et al. Improved direct back EMF detection for sensorless brushless DC (BLDC) motor drives
TWI316785B (en) Apparatus for controlling an electric motor
CN101682284B (zh) 伪电流型120度导通逆变器
CN105656364A (zh) 马达驱动控制装置以及旋转状态检测方法
CN103036503A (zh) 电机驱动控制装置和空调设备
MXPA06006551A (es) Motor de corrriente directa sin escobillas de percepcion de contra emf de arrollamiento sencillo.
CN105991072B (zh) 电机驱动控制装置及其控制方法
CN102611371A (zh) 无传感器无刷电机的驱动装置
CN103684140B (zh) 无刷直流电机及其转子位置定位方法、启动方法
JP2015109792A (ja) Ｂｌｄｃモータにおける相電流調整
CN105471334A (zh) 半导体装置和电动设备
CN108667358A (zh) 一种无刷直流电机全范围调速控制***及其控制方法
JP5405224B2 (ja) モータ駆動装置、及びモータに備えられたロータの相対位置の判別方法
CN101635548A (zh) 无刷直流电机无位置传感器控制的平滑切换方法
TWI691160B (zh) 直流無刷馬達之控制器及其控制方法
JP4269921B2 (ja) ブラシレスモータの駆動装置
CN112400274B (zh) 控制无刷永磁电机的方法
JPWO2012147197A1 (ja) ブラシレスモータ制御装置、およびブラシレスモータ制御方法
JP2012090429A (ja) モータ駆動装置
CN106208862B (zh) 电机的控制方法、控制装置和风机
TWM581333U (zh) 直流無刷馬達之控制器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant