051]图30是表示现有例中的通电模式与转子位置的关系以及模式1中的直流通电的图。
[0052]图31是表示现有例中的通电模式切换时的非通电相电动势、转子位置的变化的图。
【具体实施方式】
[0053]首先，使用附图对作为本发明的前提的、不使用速度电动势的无位置传感器方式进行说明。
[0054]在专利文献1中，如图27(a)、(b)所示，当对PM马达的两个相施加脉冲电压时，与PM马达的转子的位置相应的电动势在未通电的非通电相产生。在图27中，U相为非通电相。该电动势是根据安装于PM马达的转子的永久磁铁磁通与通电电流的关系，因马达内的电感发生微小变化而产生的电压，在停止状态下也能够观测。由此，通过观测该磁饱和电动势，观测到如图28所示那样的对转子的位置(角度)的依赖性，能够进行低速范围内的无位置传感器驱动。为了将该电动势与由于转子旋转而产生的速度电动势进行区分，将其称为磁饱和电动势。磁饱和电动势是在非通电相产生的电压，因此需要在控制侧选择检测相，读取电压。
[0055]图29表不相对于转子的位置9d的通电相、非通电相、磁饱和电动势的关系。通电相根据9d选择扭力成为最大的两个相。该通电相的切换只要观测非通电相的磁饱和电动势的大小并且在达到预先设定的阈值、即图29中的Vshpl?Vshp6的时刻进行，就能够实现无位置传感器的驱动。
[0056]例如，在图29中，在转子的位置处于模式1的情况下(210[deg]< 0d < 270[deg]，进行从U相向V相的通电，在PM马达产生朝向正转方向的扭力。随着转子旋转，模式1下的作为非通电相的W相的电动势开始减少，不久在0d = 270 [deg]与阈值Vshpl—致。根据该一致，产生通电模式的切换触发，对通电相进行切换。如此处能够明了的那样，在通电相的切换中，“阈值”的设定精度很重要。
[0057]在专利文献2中，公开有关于该阈值的自动调整功能。阈值基本上是根据马达的磁路特性确定的，还依赖于磁性材料的偏差、制作误差或电压检测电路的精度而发生变化。因此，期望用于对PM马达和驱动它的逆变器的个体偏差进行修正的自动调整功能。
[0058]在专利文献2中，按以下的步骤进行阈值的自动调整。
[0059]首先，例如在模式1下流过直流电流，将转子引至该通电模式的位置。接着，前进一个模式，同样进行直流通电。此时，刚切换模式后的非通电相的电压与阈值电压一致。
[0060]图30(a)表示模式1?6的通电矢量VI?V6。例如，VI是选择模式1时的电压矢量(即，从U相向V相通电时的电压矢量)。选择模式1是在该图(b)中的“Ml”区域存在转子磁通Φπι的情况，通过使直流流入，在马达内部产生该图(c)那样的电流磁通，从而转子被引导并停止。通过VI的直流而被固定的状态是该图(d)。
[0061]该图30(d)的Φπι的位置正好处于模式2与模式3的边界上。即，只要观测在该位置的非通电相的电动势，就能够获得用于从模式2向模式3转换的阈值。
[0062]如图31所示，在模式1的状态下进行直流通电，如果将转子固定，则此时的转子相位是-30[deg]。此处，将通电相切换为模式2，如果在刚切换非通电相V相的电动势后进行取样，则其即成为从模式2向模式3切换的阈值。
[0063]通过状态不变地继续进行对模式2的直流通电，转子移动至+30[deg]的位置。此次，通过向模式3切换而获得从模式3向模式4的切换阈值。通过将其反复进行能够从实际设备获取在专利文献1中重要的阈值的值。
[0064]在以上的专利文献2中，如上所述，存在在采取刚切换之后的电动势时转子移动而无法采取精确的阈值、需要根据PM马达的旋转扭矩和/或电流值将阈值自身设定为最佳值等方面的问题，以下，使用附图对用于解决这些问题的本发明的实施例进行说明。
[0065]实施例1
[0066]使用图1?图4，对本发明的实施例1的交流电动机的控制装置进行说明。
[0067]该控制装置用于三相交流电动机4的驱动，如图1所示那样大致具有控制器1、电压检测器2、逆变器3、电流传感器5，其中该逆变器3包括直流电源31、逆变器主电路32和栅极.驱动器33。此外，由作为驱动对象的三相交流电动机(PM马达)4和该控制装置构成交流电动机系统。
[0068]另外，作为驱动对象，在本实施例中列举PM马达为例，只要能够获得针对转子位置的磁饱和特性的电动机即可，也能够应用其它种类的交流电动机。
[0069]在图1中，控制器1包括从三相选择非通电相的电动势的多路转接器11、作为用于检测阈值的控制块的阈值检测器12、在通常驱动时发挥作用的速度.电流控制器13、切换通常驱动时和阈值检测模式的切换器14、对电压指令进行脉冲宽度调制的PWM (Pu 1 s eWidth Modular1n:脉冲宽度调制)产生器15。
[0070]在通常驱动的情况下，切换器14切换至“A”一侧，对预先设定的阈值与每次取样检测的非通电相的电动势进行比较，并且进行通电相的切换。此时，在本块内实施PM马达的转速控制和扭矩控制。速度.电流控制器13的动作基本上直接使用公知技术。
[0071]此外，在阈值检测模式下，切换器14切换至“B”一侧，按照预先设定的流程实施向PM马达的通电，高精度地获取通常驱动时所需的“阈值”。
[0072]使用图2、3说明该流程的详细情况。首先，如图2所示那样进行从U相向V相的直流电流的通电。此时，在PM马达4的内部，产生直流电流引起的磁通，转子以被其引导的方式移动而被固定。在图2的通电模式下，因为U相为正、V相为负，所以成为模式1的通电，施加图30(a)的VI的电压矢量。转子被暂时固定在该位置(0d = -3O[deg])。接着，切换通电相，如图3所示那样进行从U相至W相的通电。不过，在这种情况下，施加平均为零的交流。从U相至W相的通电成为模式2，此时被固定的转子位置0d = -3O[deg]处于从模式2至模式3的边界上。由此，此处的非通电电动势与从模式2切换至模式3时的阈值一致，因此能够通过该交流电流的通电来获取阈值。
[0073]因为施加的电流为交流，所以产生扭矩的平均为零，转子不旋转，在模式1保持位置固定不变的状态。这一点是与专利文献2较大的差异。由此，因为转子不移动，所以能够精度良好地获取阈值。
[0074]为了进行阈值测量而流过的交流的频率，通常认为相当于进行PWM时的载波频率是适当的，只要是能够获得足够的电动势的频率就没有问题。不过，如果交流的频率过低，则在转子产生振动，因此不优选。虽然还取决于转子结构，但是如果考虑到机械的时间常数，则只要为几百Hz以上的频率就没有问题。
[0075]此外，在阈值的固有值(Properva 1 ue)根据PM马达的驱动条件(特别是电流的大小)发生变化的情况下，能够通过使这些交流电流的振幅变化、流过与实际的驱动电流相当的交流而使条件一致。
[0076]在图4以流程图表示这些动作。首先，实施直流通电(A01)，将转子固定，之后，切换通电模式，进行交流通电(A02)。在该状态下获得的非通电相(W相)的电动势成为从模式2向模式3的切换阈值。如图29所示，PM马达的阈值原理上全部成为对象，因此通过1个阈值获得6个模式各自的切换阈值。
[0077]S卩，通过直流通电将三相交流电动机的转子暂时固定之后，在两相间进行交流电流通电来获取阈值。
[0078]如以上说明的那样，使用本实施例的交流电动机的控制装置，能够精度良好地获取无传感器驱动所需的阈值。通过使用这样获得的阈值依次切换通电相，能够实现能够进行高扭矩驱动的从低速起的无位置传感器驱动系统。
[0079]S卩，根据本实施例，对三相中的两相间通电，基于剩余的非通电相的电动势决定通电相的切换时刻的无传感器控制中，能够根据PM马达的负载扭矩和负载电流进行适当的通电相的切换，并且能够实现能够自动地采取用于该切换的阈值的值的算法。
[0080]其结果是，能够对各种类的PM马达提供在从停止状态至高速度范围为止的大范围内高扭矩且稳定的交流电动机驱动系统。
[0081 ] 实施例2
[0082]接着，使用图5，对本发明的实施例2的交流电动机的控制装置进行说明。
[0083]在上述的图4中，仅实施1次阈值获取，基于该值设定6个模式各自的阈值。但是，在实际的PM马达中