CN1893255A - 电机控制设备 - Google Patents

Abstract

一种用来控制具有降低的噪音和振动的电机(60)的电机控制设备，包括：用来检测电机(60)的旋转速度的检测装置(4)；产生指令信号的指令信号处理装置(6)，用于使电机(60)在预定的旋转速度旋转；驱动装置(7)，所述驱动装置(7)基于指令信号产生驱动信号并将所述驱动信号供给至电机(60)；控制信号发生装置(8，88)，所述控制信号发生装置(8，88)产生用来使电机(60)产生控制扭矩的控制信号，所述控制扭矩具有等于由电机(60)而致的噪音和振动的频率中的至少一个的频率。控制扭矩的频率与由检测装置(4)检测到的旋转速度的次数的至少一个对应。指令信号处理装置(6)基于控制信号产生指令信号。

Description

电机控制设备

技术领域

本发明涉及一种用来控制具有减小的噪音和振动的电机的电机控制设备。

背景技术

在JP-A-H11-275885和JP-A-2004-19461中公开了用来驱动无刷直流电机的电机控制设备。所述电机控制设备包括逆变器电路，所述逆变器电路在预定的时间用来转换提供到电机的电枢绕组上的驱动电流，从而电机可以旋转。电机控制设备减少了由电机产生的噪音和振动。

在JP-A-H11-275885公开的电机控制设备中，电机的旋转速度范围分成多个速度区，并且对应于各速度区的多个转换时间预存储在储存器装置中。例如，当电机在第一速度区被驱动时，对应于第一速度区的第一转换时间从存储器装置中读取并且逆变器电路在第一转换时间转换驱动电流。设定所述转换时间，以尽可能多地减小电机或电机组件或在电机周围的结构的振动。振动归因于由转换驱动电流引起的扭矩波动。从而，在旋转速度范围内的每一个速度区内，归因于扭矩波动的噪音和振动减小。

在JP-A-2004-19461公开的电机控制设备中，对应于电机的旋转速度的平均电压由对应于电机的旋转角(负荷扭矩)的控制值放大。在这种方法中，在每一个旋转角处产生的驱动扭矩可以跟踪负荷扭矩以减少因为驱动扭矩和负荷扭矩之间的差异而导致的振动。

众所周知，当电机、电机组件或电机周围的结构的谐振频率等于电机旋转速度的次数(order)即电机旋转速度的谐波时，次数成分可能引起噪音和振动。

JP-A-H11-275885中公开的电机控制设备用来减小因扭矩波动而致的噪音和波动，而JP-A-2004-19461中公开的电机控制设备用来减小因驱动扭矩和负荷扭矩之间的不同而致的噪音和振动。因此，在JP-A-H11-275885和JP-A-2004-19461中公开的电机控制设备难于减小因电机的旋转速度的次数而致的噪音和振动。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的目的是提出一种控制电机的电机控制设备以减小因电机的旋转速度的谐振次数而致的噪音和振动。

一种电机控制设备，包括：检测装置，所述检测装置用来检测电机的旋转速度；指令信号处理装置，所述指令信号处理装置产生指令信号，用于允许电机在预定的旋转速度上旋转；驱动装置，所述驱动装置基于指令信号产生驱动信号并将所述驱动信号供给至电机；控制信号发生装置，所述控制信号发生装置产生用来使电机产生控制扭矩的控制信号，所述控制扭矩具有等于噪音和振动的频率中的一个的频率，并且控制信号发生装置将控制信号输出到指令信号处理装置。控制扭矩的频率与由检测装置检测到的旋转速度的次数(orders)中的至少一个对应。所述控制信号是正弦的。

指令信号处理装置基于控制信号产生指令信号并将指令信号输出到驱动装置。从而，驱动装置可以产生驱动信号，所述驱动信号能够驱动电机以减小因电机的旋转速度的次数而致的噪音和振动。

附图说明

通过下面的参考附图所作的详细说明，本发明的上述和其他目的、特征和优点会更加显而易见。在图中：

图1是根据本发明的第一实施例的电机控制设备的方框图；

图2是包括在图1的电机控制设备中的映射表(Map)的示意图；

图3是说明当电机运行时观察到的声压级的图表；

图4A是说明振幅和旋转速度之间的关系的图表，图4B是说明相角和旋转速度之间的关系的图表；

图5A是显示图1的压缩机的负荷扭矩的图表，图5B是显示供给到图1的电机上的驱动电流的图表，图5C是显示供给到图1的电机上的驱动电流和正弦电流的合成电流的图表；

图6是说明当图1的电机控制设备驱动电机时观察到的声压级的图表；

图7是根据本发明的第二个实施例的电机控制设备的方框图；

图8A是显示图7的压缩机的负荷扭矩的图表，图8B是显示供给到图7的电机上的驱动电压的图表，图8C是显示供给到图1的电机上的驱动电压和正弦电压的合成电压的图表；

图9是根据本发明的第三个实施例的电机控制设备的方框图；

图10是包含在根据本发明的第四个实施例的电机控制设备中的映射表(map)；

图11是包含在根据本发明的第五个实施例的电机控制设备中的映射表；

图12是根据本发明的第六个实施例的电机控制设备的方框图；

图13是显示作用在图12的压缩机上的力的视图；

图14A是包含在图12的电机控制设备中的X方向映射表(X-directionmap)，图14B是包含在图12的电机控制设备中的Y方向映射表；

图15是根据本发明的第七个实施例的电机控制设备的方框图；以及

图16是根据本发明的第八个实施例的电机控制设备的方框图。

具体实施方式

下面将参考图1-6描述根据本发明的第一个实施例的电机控制设备100。

电机控制设备100用来控制驱动压缩机50的电机60。压缩机50是使用制冷循环的车辆空气调节器单元的一个部件。在制冷循环中，压缩机50将制冷剂从蒸发器(未示出)中抽出、压缩制冷剂到高温和高压，并把压缩的制冷剂供给到冷凝器(未示出)中。例如，压缩机50安装到在车辆的发动机室内的、作为安装结构的发动机组上。

电机60是三相(A-C相)无刷直流(DC)电机，并具有对应于A-C相中的每一个的定子线圈。电压在各定时施加到定子线圈上，从而电机60可以旋转。

如图1所示，电机控制设备100包括直流电源1、逆变器电路2、旋转角度检测器3、旋转速度检测器4、目标速度设定器5、处理单元6、驱动电路7和正弦扭矩发生器8。

直流电源1供应有来自交流电源(未示出)的交流电，将交流电转换为直流电，然后直流电源1将直流电供给至逆变器电路2。逆变器电路2包括对应于A-C各相的转换元件，并且转换元件基于在各定时上从驱动电路7输出的PWM信号进行转换。从而逆变器电路2将是单相电的直流电转变为三相电并且将三相电供给至电机60。

旋转角度检测器3测量从逆变器电路2输出的三相电流中的至少一个，并基于测量到的电流和预定的估计算法估计电机60的旋转角θ_d，然后将旋转角θd输出到旋转速度检测器4。

旋转速度检测器4基于旋转角θ_D检测电机60的旋转速度ω。目标速度设定器5设定电机60的所需的旋转速度ω0。在旋转速度ω和所需的旋转速度ω0之间的偏差信号输入到处理单元6。

处理单元6基于偏差信号产生q轴电流信号IQ。q轴电流信号IQ是用来驱动电机60的基本信号。处理单元6将q轴电流信号IQ和正弦电流信号IS合成(combine)，所述正弦电流信号IS从正弦扭矩发生器8输出，因此产生了合成电流信号IQ+IS。合成电流信号IQ+IS从处理单元6输出到驱动电路7。驱动电路7基于合成电流信号IQ+IS产生所述PWM信号，并且将PWM信号输出到逆变器电路2。

正弦扭矩发生器8包括具有映射表M1的存储器81并从映射表M1读取对应于由旋转速度检测器4检测到的旋转速度ω的数据。然后，正弦扭矩发生器8基于所述数据产生正弦电流信号IS，并且将正弦电流信号IS输出到处理单元6。正弦电流信号IS使电机60产生由下面的等式表示的正弦扭矩T_S：

T_S＝K_N·sin(N·θ_D-θ_N)    …(1)

在等式(1)中，N表示旋转次数，即电机60的旋转速度ω的谐波(harmonic)，K_N表示对应于次数N的振幅，且θ_N表示对应于次数N的相角。

第一次数(N＝1)指电机60的旋转速度ω。此后的各次数对应旋转速度ω的倍数。第二次数(N＝2)是两倍的电机60的旋转速度ω，第三次数(N＝3)是三倍的电机60的旋转速度ω，等等。例如，当电机60以4000rpm(转/分)即4000/60转/秒(rps)的旋转速度旋转时，第三次数在频率为200赫兹处发生。

如图2所示，映射表M1包括一组表，所述表中的每一张对应于电机60的每一个旋转速度ω。每一张表具有三列和至少一行。在每一张表中，第一列包含次数N，第二列包含振幅K_N，并且第三列包含相角θ_N。当正弦扭矩T_S具有振幅K_N和相角θ_N时，电机60的噪音和振动有效地减少。

振幅K_N和相角θ_N均在电机60安装在车辆上并在实际的条件下运行的试验中确定。

图3显示了电机60以4000rpm的旋转速度旋转的试验的结果。从图3可以看出，声压级超出预定的阈值等级L_T，并且在第十八次数处即1200赫兹的频率处达到最高。因此，在对应于4000rpm的旋转速度ω的表中，设定了对应于第十八次数的振幅K₁₈和相角θ₁₈。确定振幅K₁₈和相角θ₁₈的数值从而峰值声压级可以尽可能地减小。

从而，电机60的噪音和振动可以有效地减小。可选地，因为在第十二次数即800赫兹的频率处声压级也超出了预定的阈值等级L_T，所以所述表可以具有两行，其中一行对应于第十二次数，另一行对应于第十八次数。在这种方法中，电机60的噪音和振动可以更有效地减少。

在电机60的各旋转速度ω中，测量了声压级超出预定的阈值等级L_T或者达到峰值处的次数N。然后，在对应于每一个旋转速度ω的每一张表中设定了对应于所述次数N的振幅K_N和相角θ_N。从而，每一张表完成，这样可以完成映射表M1。映射表M1储存在储存器81中。可选地，设定在映射表M1的每一张表中的次数N可以对应于发动机组、电机60或在制冷循环中循环的冷冻剂的谐振频率，所述发动机组安装有压缩机50。

在这种情况下，当正弦电流信号IS具有大于q轴电流信号IQ的振幅的振幅时，电机60不能旋转。换言之，当由正弦电流信号IS产生的正弦扭矩T_S的振幅K_N大于由q轴电流信号IQ产生的驱动扭矩的振幅时，电机60不能旋转。因此，在映射表M1内，振幅K_N设定在驱动扭矩的振幅大于正弦扭矩T_S的范围内。

除了使用映射表M1，振幅K_N和相角θ_N中的每一个可以计算为电机60的旋转速度ω、电机60的旋转角θ_D或者例如在后面第五实施例中描述的排放压力P_N的函数。如图4A所示，第一函数f_k(ω，θ_D)给出了振幅K_N。第一函数f_k(ω，θ_D)可以用在试验中确定的各振幅K_N之间的非线性插值获得。同样，如图4B所示，第二函数f_θ(ω，θ_D)给出了相角θ_N。第二函数f_θ(ω，θ_D)可以在试验中确定的各相角θ_N之间用非线性插值获得。在这样的方法中，存储器81没有必要存储映射表M1从而可以减小存储器81所需的存储容量。

现在将描述电机控制设备100的运行。电机控制设备100起动电机60并控制电机60从而电机60在所需的旋转速度ω0旋转。特别地，正弦扭矩产生器8从旋转速度检测器4接收电机60的旋转速度ω。然后，正弦扭矩发生器8从表读取对应于次数N的振幅K_N，所述表包括在存储器81的映射表M1中并对应旋转速度ω。基于振幅K_N和相角θ_N，正弦扭矩发生器8产生正弦电流信号IS，所述正弦电流信号IS用来使电机60产生由等式(1)代表的正弦扭矩T_S。所述正弦电流信号IS输出到处理单元6。

处理单元6产生q轴电流信号IQ，用来使电机60产生驱动扭矩，所述驱动扭矩跟随驱动压缩机50所需要的负荷扭矩中的脉动(ripple)。然后，在处理单元6中，q轴电流信号IQ和正弦电流信号IS组合为合成电流信号IQ+IS。所述合成电流信号IQ+IS输出到驱动电路7。

因为负荷扭矩在如图5A所示的T1的时间段内变化，电机60的旋转速度ω相应地变化。由处理单元6产生q轴电流信号IQ使电机60供应对应于驱动扭矩的驱动电流。如图5B所示，驱动电流变化从而电机60的驱动扭矩跟随负荷扭矩中的变化。从而电机60的旋转速度ω可以被降低。正弦电流信号IS使电机60供应有对应于正弦扭矩T_s、并在T2时间段内变化的正弦电流。因此，合成电流信号IQ+IS使电机60供应有如图5C所示的合成电流。

图6是显示当电机60在4000rpm的旋转速度ω旋转时观察到的声压级的图表。在图6中，虚线表示第一种情形：电机60没有供应有正弦电流；实线表示第二种情形：电机60供应有正弦电流，所述正弦电流具有800赫兹和1200赫兹的频率成分。从所述图表可以看出，在第十二和第十八次数处即在800赫兹和1200赫兹的频率处，声压级减小。在这种情况下，基于对应于第十二次数的正弦电流信号IS和对应于第十八次数的正弦电流信号IS的合成信号，可以产生具有800赫兹和1200赫兹的频率成分的正弦电流。

从而，可以通过供应对应于谐振次数N的频率、振幅和相角的正弦电流可以减少归因于次数N的噪音和振动。

下面将参照图7和图8描述根据本发明的第二实施例的电机控制设备200。

在电机控制设备200中，处理单元6产生用来使电机60产生驱动扭矩的q轴电压信号VQ，所述驱动扭矩跟随驱动压缩机50所需要的负荷扭矩中的脉动。正弦扭矩产生器8从旋转速度检测器4接收电机60的旋转速度ω。然后，正弦扭矩发生器8从表读取对应次数N的振幅K_N和相角θ_N，所述表包括在存储器81的映射表M1中并对应旋转速度ω。基于振幅K_N和相角θ_N，正弦扭矩发生器8产生正弦电压信号VS，用来使电机60产生由等式(1)表示的正弦扭矩T_S。所述正弦电压信号VS输出到处理单元6。

在处理单元6中，q轴电压信号VQ和正弦电压信号VS组合为合成电压信号VQ+VS。所述合成电压信号VQ+VS输出到驱动电路7。

因为负荷扭矩在如图8A所示的T3的时间段内变化，电机60的旋转速度ω相应地变化。由处理单元6产生q轴电压信号VQ使电机60供应有对应于驱动扭矩的驱动电压。如图8B所示，驱动电压变化从而电机60的驱动扭矩跟随负荷扭矩中的变化。从而电机60的旋转速度ω可以降低。正弦电压信号VS使电机60供应有对应于正弦扭矩T_s的、并在T4时间段内变化的正弦电压。因此，合成电压信号VQ+VS使电机60供应有如图8C所示的合成电压。

现在将参照图9描述根据本发明的第二实施例的电机控制设备300。

在电机控制设备300中，正弦扭矩产生器8产生用于允许电机60产生由等式(1)代表的正弦扭矩T_S的正弦旋转速度信号ωS。正弦旋转速度信号ωS和用于指示所需的旋转速度ω0的信号组合成合成速度信号ω0+ωS。如图9所示，在合成速度信号ω0+ωS和指示旋转速度ω的信号之间的偏差信号输入到处理单元6。控制操作信号6基于偏差信号产生q轴电流信号IQ，并将q轴电流信号IQ输出到驱动电路7。驱动电路7基于q轴电流信号IQ产生PWM信号，并将PWM信号输出到逆变器电路2。

在根据本发明的第四个实施例中，存储器81包括图10所示的映射表M2、代替图2所示的映射表M1。在映射表M2的每一张表中，第一列包含频率F_N而不是次数N，第二列包含对应于频率F_N的振幅KF_N，并且第三列包含对应于频率F_N的相角θF_N，其中，N是正整数。例如，在对应于4000rpm的旋转速度ω的表中，频率F₁可以是800赫兹且频率F₂可以是1200赫兹。可选地，在映射表M2的每一张表中设定的频率F_N可以对应于发动机组、电机60或在制冷循环中循环的冷冻剂的谐振频率，所述发动机组安装有压缩机50。

正弦扭矩发生器8从映射表M2读取频率F_N、振幅KF_N和相角θF_N。然后，正弦扭矩发生器8产生正弦电流信号IS，所述正弦电流信号IS用来使电机60产生具有频率F_N、振幅KF_N和相角θF_N的正弦扭矩T_S。可选地，正弦扭矩发生器8可以产生正弦电压信号VS，所述正弦电压信号VS可以输入到处理单元6。可选地，正弦扭矩产生器8可以产生正弦旋转速度信号ωS，并且在合成速度信号ω0+ωS和指示旋转速度ω的信号之间的偏差信号输入到处理单元6。

在根据本发明的第五个实施例中，存储器81包括图11所示的映射表M3、代替图2所示的映射表M1。所述映射表M3具有一组表，所述表中的每一个也对应于压缩机50的排放压力P_N。例如，压力感应器(未示出)检测排放压力P_N。可选地，排放压力P_N可以通过例如流经电机60的电流或电机60的驱动扭矩来估计。

正弦扭矩发生器8从映射表M3读取对应于排放压力P_N的振幅KP_N和相角θP_N。然后，正弦扭矩发生器8产生正弦电流信号IS，所述正弦电流信号IS用来使电机60产生具有振幅KP_N和相角θP_N的正弦扭矩T_S。可选地，正弦扭矩发生器8可以产生正弦电压信号VS，所述正弦电压信号VS可以输入到处理单元6。可选地，正弦扭矩产生器8可以产生正弦旋转速度信号ωS，并且在合成速度信号ω0+ωS和表示旋转速度ω的信号之间的偏差信号输入到处理单元6。

即使当电机60的旋转速度ω是不变的时候，排放压力P_N也可以变化。通过使用映射表M3，归因于排放压力P_N变化的噪音和振动可以有效地减小。

现在将参照图12-14B描述根据本发明的第六实施例的电机控制设备400。电机控制设备400包括控制信号发生器88而不是正弦扭矩发生器8。

当压缩机50是涡旋式压缩机时，在点A处作用在压缩机50的压缩部分(即轨道运动卷轴(orbiting scroll))上的力F可以如图13所示表示。在图13中，T_D代表电机60的驱动扭矩，并且R代表偏心半径即在点A和电机60的驱动轴的中心之间的距离。在这种情况下，驱动扭矩T_D由下面等式给出：

T_D＝F·R    …(2)

如图13所示，力F分解为X轴向分力F_X和Y轴向分力F_Y。X轴向分力F_X和Y轴向分力F_Y分别是作用在图14的X轴方向和Y轴方向的力。在电机60或包括电机60的安装支架(即发动机组)内，噪音和振动易于发生在X轴方向和Y轴方向。特别地，X轴向分力F_X和Y轴向分力F_Y的至少一个频率成分产生具有对应于所述频率成分的频率的噪音和振动。

控制信号发生器88产生电流控制信号ISS，所述电流控制信号ISS用来使电机60产生控制扭矩T_C，所述控制扭矩T_C用来产生正弦力。所述正弦力具有与X轴向分力F_X和Y轴向分力F_Y的频率成分相反的相。从而，由频率成分产生的噪音和振动可以减小。

控制信号发生器88具有存储映射表M4的存储器81，包括图14A所示的映射表MX和图14B所示的映射表MY。所述映射表MX用于在X轴方向噪音和振动的减小，所述映射表MY用于在Y轴方向噪音和振动的减小。映射表MX和映射表MY中的每一个具有一组表，所述表中的每一张对应于电机60的每一个旋转速度ω。映射表MX和映射表MY的每一张表具有三列和至少一行。

在映射表MX的每一张表中，第一列包含次数N，第二列包含对应于次数N的振幅KX_N，并且第三列包含对应于次数N的相角θX_N，其中N是正整数。同样，在映射表MY的每一张表中，第一列包含次数M，第二列包含对应于次数M的振幅KY_M，并且第三列包含对应于次数M的相角θY_M，其中M是正整数。

当由控制信号发生器88产生的电流控制信号ISS具有振幅KX_N和KY_N与相角θX_N和θY_N时，电机60的噪音和振动减小。振幅KX_N和KY_N与相角θX_N和θY_N均在试验中决定，所述试验中，电机60安装在车辆上并在实际的条件下运行。

例如，如图14A所示，当电机60以ω1的旋转速度ω旋转且在X轴向的声压级超出在第一次数处的预定阈值等级时，对应于第一次数的振幅KX₁和相角θX₁设定在包含在映射表MX中的表中，并且对应于ω1的旋转速度ω。在这种情况下，如果在Y轴向的声压级超出在第一和第三次数处的预定阈值等级时，对应于第一和第三次数的振幅KY₁和KY₃与相角θY₁和θY₃分别设定在包含在映射表MY中的表中并且对应于ω1的旋转速度ω。

在这样的方法中，减小在X轴向和Y轴向的每一个方向上的声压级从而电机60的噪音和振动可以有效地减小。可选地，所述次数N和M可以对应于与压缩机50结合的电机60或包括与压缩机50连接的电机60的安装结构或在制冷循环中循环的冷冻剂的谐振频率。通过使用映射表M4，可以容易地在短的时间内计算出电流控制信号ISS。

控制信号发生器88从旋转速度检测器4接收电机60的旋转速度ω。然后控制信号发生器88从表读取对应于次数N的振幅KX_N和相角θX_N，所述表包括在存储器81的映射表MX中并对应于旋转速度ω。基于振幅KX_N和相角θX_N，控制信号发生器88产生电流控制信号ISS的X轴向分信号ISS_X，所述X轴向分信号ISS_X用下述等式表示：

${\mathrm{ISS}}_X=\frac{{-\mathrm{KX}}_N\·\sin (N\·{\mathrm{\θ}}_D+{\mathrm{\θX}}_N)}{{\sin \mathrm{\θ}}_D}---\left(3\right)$

同样，控制信号发生器88也从表读取对应于次数M的振幅KY_M和相角θY_M，所述表包含在存储器81的映射表MY内并与所述旋转速度ω相对应。基于振幅KY_M和相角θY_M，控制信号发生器88产生电流控制信号ISS的Y轴向分信号ISS_Y，所述Y轴向分信号ISS_Y用下述等式代表：

${\mathrm{ISS}}_Y=\frac{{\mathrm{KY}}_M\·\sin (M\·{\mathrm{\θ}}_D+{\mathrm{\θY}}_M)}{{\cos \mathrm{\θ}}_D}---\left(4\right)$

所述X轴向分信号ISS_X和Y轴向分信号ISS_Y组合成电流控制信号ISS。

现在将描述电机控制设备400的运行。电机控制设备400启动电机60并控制电机60从而电机60在所需的旋转速度ω0旋转。特别地，处理单元6产生q轴电流信号IQ并从控制信号发生器88接收电流控制信号ISS。在处理单元6中，q轴电流信号IQ和电流控制信号ISS组合成合成信号IQ+ISS。处理单元6将合成信号IQ+ISS输出到驱动电路7。驱动电路7基于合成信号IQ+ISS产生PWM信号并将PWM信号输出到逆变器电路2。从而电机60产生用来产生正弦力的控制扭矩T_C。所述正弦力具有与X轴向分力F_X和Y轴向分力F_Y的频率成分相反的相。从而，由频率成分产生的噪音和振动可以减小。

在这种情况下，当电流控制信号ISS的振幅大于q轴电流信号IQ的振幅时，电机60不能旋转。因此，电流控制信号ISS的振幅设定成电流控制信号ISS的振幅比q轴电流信号IQ的振幅小。

现在将参照图15描述根据本发明的第六实施例的电机控制设备500。

在电机控制设备500中，控制信号发生器88产生q轴电压信号VQ。控制信号发生器88从旋转速度检测器4接收电机60的旋转速度ω。然后，控制信号发生器88从表读取对应于次数N的振幅KX_N和相角θX_N，所述表包含在存储器81的映射表MX中并对应旋转速度ω。更进一步，控制信号发生器88也从表读取对应于次数M的振幅KY_M和相角θY_M，所述表包含在存储器81的映射表MY内并对应旋转速度ω。基于振幅KX_N和振幅KY_M和相角θX_N和θY_M，控制信号发生器88产生电压控制信号VSS，所述电压控制信号VSS用来使电机60产生所述控制扭矩T_C。所述电压控制信号VSS输出到处理单元6。

在处理单元6中，q轴电压信号VQ和电压控制信号VSS组合为合成电压信号VQ+VSS。所述合成电压信号VQ+VSS输出到驱动电路7。驱动电路7基于合成电压信号VQ+VSS产生PWM信号，并将PWM信号输出到逆变器电路2。从而电机60产生用来产生正弦力的控制扭矩T_C。所述正弦力具有与X轴向分力F_X和Y轴向分力F_Y的频率成分相反的相。从而，由频率成分产生的噪音和振动可以减小。

下面将参照图16描述根据本发明的第八实施例的电机控制设备600。

在电机控制设备600中，控制信号发生器88产生旋转速度控制信号ωSS，旋转速度控制信号ωSS用来使电机60产生控制扭矩T_C。旋转速度控制信号ωSS和指示所需的旋转速度ω0的信号组合成合成速度信号ω0+ωSS。如图16所示，在合成速度信号ω0+ωSS和指示电机60的旋转速度信号ω的信号之间的偏差信号输入到处理单元6。处理单元6基于偏差信号产生q轴电流信号IQ，并将q轴电流信号IQ输出到驱动电路7。驱动电路7基于q轴电流信号IQ产生PWM信号，并将PWM信号输出到逆变器电路2。从而电机60产生用来产生正弦力的控制扭矩T_C。所述正弦力具有与X轴向分力F_X和Y轴向分力F_Y的频率成分相反的相。从而，由频率成分产生的噪音和振动可以减小。

上面描述的实施例可以以不同的方式修改。例如，所述次数可以用对应于所述次数的频率代替。

除了使用映射表2-4，如图4A和4B所示，振幅和相角中的每一个可以设置为电机60的旋转角θ_D或旋转速度ω的函数。在这样的方法中，存储器81所需的存储容量可以减小。

对应于次数的振幅和相角可以基于当电机60驱动压缩机50时从压缩机50获得的物理量进行设置。例如，对应于次数的振幅和相角可以基于在制冷循环中循环的制冷剂的压力或温度进行设置。在这样的方法中，归因于物理量的变化导致的噪音和振动可以减小。

电机60可以驱动多种类型的流体机械诸如在兰金循环中用来泵出制冷剂的液压泵。压缩机50也可以是家用空调单元的一个构件。

控制扭矩T_C可以产生作用在一个方向的力，在所述方向上，电机60或者包括电机60的安装结构的谐振模式的谐振振幅超出预定的阈值等级。

信号IS、ISS、VS、VSS、ωS和ωSS中的每一个可以随着时间减小振幅。信号IS、ISS、VS、VSS、ωS和ωSS中的每一个可以是由多个正弦信号复合成的矩形波信号。

这样的变化和修改将可以理解在由所附的权利要求书限定的本发明的范围内。

Claims (25)

1、一种电机控制设备，所述电机控制设备将驱动信号供给至用来驱动负载(50)的电机(60)并且控制电机(60)以减小因电机(60)的运行而致的噪音或振动，所述电机控制设备包括：

检测装置(4)，所述检测装置(4)用来检测电机(60)的旋转速度；

指令信号处理装置(6)，所述指令信号处理装置(6)产生指令信号，用来使电机(60)在预定的旋转速度旋转；

驱动装置(7)，所述驱动装置(7)基于指令信号产生驱动信号并将所述驱动信号供给至电机(60)；以及

控制信号发生装置(8，88)，所述控制信号发生装置(8，88)产生用来使电机(60)产生控制扭矩的控制信号，所述控制扭矩具有等于噪音和振动的频率中的一个的频率，并且将控制信号输出到指令信号处理装置(6)，其中：

所述控制信号是正弦的；和

指令信号处理装置(6)基于控制信号产生指令信号并将指令信号输出到驱动装置(7)。

2、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述控制扭矩的频率对应于由检测装置(4)检测到的旋转速度的次数。

3、根据权利要求1或2所述的电机控制设备，其中：

所述控制扭矩产生在预定的方向上作用在负载(50)上的力。

4、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述控制信号发生装置(8，88)基于电机(60)的旋转速度、电机(60)的旋转角或者当电机(60)驱动负载(50)时从负载(50)获得的物理量设定控制信号的振幅和相角和频率，并且基于所述振幅、相角和所述频率产生控制信号。

5、根据权利要求4所述的电机控制设备，其中：

所述控制信号使电机(60)产生控制扭矩，所述控制扭矩尽可能多地减小噪音或振动。

6、根据权利要求4所述的电机控制设备，其中：

所述指令信号的振幅大于控制信号的振幅。

7、根据权利要求4所述的电机控制设备，其中：

所述控制信号发生装置(8，88)包括具有多张表的映射表(M1-M4)；

所述每一张表对应于电机(60)的各旋转速度、电机(60)的各旋转角度或者各物理量，并包括所述振幅、所述相角和所述频率；和

所述控制信号发生装置(8，88)从映射表(M1-M4)中读取振幅、相角和所述频率以产生控制信号。

8、根据权利要求4所述的电机控制设备，其中：

所述振幅设定为电机(60)的旋转速度、电机(60)的旋转角或者物理量的第一函数。

9、根据权利要求4所述的电机控制设备，其中：

所述相角设定为电机(60)的旋转速度、电机(60)的旋转角或者物理量的第二函数。

10、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述频率是具有在预定的位置比预定压级大的声压级的噪音的频率。

11、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述频率是与负载(50)接合的电机(60)的谐振频率。

12、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述频率是包括与负载(50)接合的电机(60)的安装结构的谐振频率。

13、根据权利要求3所述的电机控制设备，其中：

所述噪音或振动的声压级在预定的方向上在预定的位置超出预定压级。

14、根据权利要求3所述的电机控制设备，其中：

所述电机(60)具有其中沿着预定的方向发生谐振的第一谐振模式；和

所述谐振的振幅超出预定振幅等级。

15、根据权利要求3所述的电机控制设备，其中：

包括电机(60)的安装结构具有其中沿着所述预定方向发生谐振的第二谐振模式；和

所述谐振的振幅超出预定振幅等级。

16、根据权利要求3所述的电机控制设备，其中：

所述因电机(60)的运行而致的振动的振幅在预定的方向上超出预定振幅等级。

17、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述控制信号包含与用来驱动所述电机(60)的电流相关的信息。

18、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述控制信号包含与用来驱动所述电机(60)的电压相关的信息。

19、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述控制信号包含与电机(60)的旋转速度相关的信息。

20、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述控制信号随时间振幅减小。

21、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述负载(50)是用来压缩工作流体的流体机械(50)。

22、根据权利要求21所述的电机控制设备，其中：

所述流体机械(50)是用在制冷循环中的压缩机(50)，并且所述工作流体是制冷剂。

23、根据权利要求22所述的电机控制设备，其中：

所述频率为制冷剂的谐振频率。

24、根据权利要求4所述的电机控制设备，还包括：

用来检测压力的压力检测装置；其中，

所述负载(50)是使用在制冷循环中的压缩机(50)；

所述压力检测装置(4)检测压缩机(50)的排放压力；和

所述物理量是被检测的压力。

25、根据权利要求1所述的电机控制设备，其中：

所述负载(50)安装在车辆内。

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