直流无刷马达控制装置的制作方法

文档序号:13542203阅读:102来源:国知局

本发明涉及直流无刷马达控制装置。



背景技术:

一直以来,已知有利用pwm(脉冲宽度调制)来控制马达的方法(例如,专利文献1)。在专利文献1中记载的马达公开了如下方法:在马达加速运行时或稳态运行时,利用pwm只对逆变电路的上级或下级进行控制,在马达减速运行时,利用pwm同时对逆变电路的上级以及下级进行控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本公开公报:特开2003-189667号



技术实现要素:

发明要解决的课题

然而,pwm原本就需要频繁地进行逆变电路的上级以及下级的切换。即,需要频繁地进行臂的h状态以及l状态的切换,因此存在产生切换损耗这一问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于降低直流无刷马达的切换损耗。

用于解决课题的手段

本发明的实施方式的直流无刷马达控制装置对三相直流无刷马达的定子的绕组供给电流,所述直流无刷马达控制装置具备:三相桥式逆变器部,其在各相具备臂,在所述臂中,开关元件彼此串联连接且所述开关元件彼此的连接点与所述绕组的一端连接;以及控制部,其根据磁极位置检测部所检测的所述磁极位置,分别控制所述臂所具备的所述开关元件中的位于所述连接点的一侧的第1开关元件的通电状态和位于另一侧的第2开关元件的通电状态,其中,所述磁极位置检测部检测所述三相直流无刷马达的转子的磁极位置,所述控制部从所述磁极位置检测部所检测的所述磁极位置到达基准位置的时刻开始,依次通过多个状态来控制所述开关元件的通电状态,所述多个状态包含:所述第1开关元件和所述第2开关元件均为断开状态的第1状态;所述第1开关元件维持接通状态且所述第2开关元件维持断开状态的第2状态;所述第1开关元件和所述第2开关元件均为断开状态的第3状态;以及所述第1开关元件维持断开状态且所述第2开关元件维持接通状态的第4状态。

发明效果

根据本实施方式,在电角的一个周期期间,各相的臂只有一次被控制成h状态。即,无需频繁的切换,从而能够降低切换损耗。

附图说明

图1是示出本实施方式所涉及的吸引装置的外观的一例的图。

图2是示出本实施方式所涉及的吸引装置的功能结构的一例的图。

图3是示出本实施方式所涉及的吸引装置所具备的三相桥式逆变器部以及三相直流无刷马达的结构的一例的图。

图4是示出三相直流无刷马达的结构的一例的图。

图5是示出三相桥式逆变器部的电压波形的一例的图。

图6是示出mcu所控制的转子的转速与目标转速之间的关系的一例的图。

图7是示出磁极位置检测部所检测的磁极位置的移动周期的一例的图。

图8是例示mcu的两个动作模式的图。

图9是示出通过直流无刷马达控制装置进行的单脉冲控制的波形的一例的波形图。

图10是示出通过直流无刷马达控制装置进行的臂的控制状态的一例的表。

图11是示出通过直流无刷马达控制装置进行的单脉冲控制的波形的另一例的波形图。

图12是示出通过直流无刷马达控制装置进行的臂的控制状态的另一例的表。

具体实施方式

以下,参照附图对本实施方式所涉及的吸引装置1进行说明。

图1是示出本实施方式所涉及的吸引装置1的外观的一例的图。吸引装置1具备操作开关13。

图2是示出本实施方式所涉及的吸引装置1的功能结构的一例的图。

吸引装置1具备操作开关13、直流无刷马达控制装置15、三相直流无刷马达20、整流部29、升压部30、第1dc-dc转换器31以及第2dc-dc转换器32。直流无刷马达控制装置15具备控制部16和三相桥式逆变器部40。控制部16具备mcu(microcontrollerunit,微控制单元)17和驱动器18。mcu17具备检测对操作开关13的操作的未图示的操作检测部。三相直流无刷马达20具备磁极位置检测部25。

图3是示出本实施方式所涉及的吸引装置1所具备的三相桥式逆变器部40以及三相直流无刷马达20的结构的一例的图。

三相桥式逆变器部40具备臂41、臂42以及臂43。臂41具备场效应晶体管411和场效应晶体管412。臂42具备场效应晶体管421和场效应晶体管422。臂43具备场效应晶体管431和场效应晶体管432。更详细地说,三相桥式逆变器部40具备作为各相的臂的第1相臂41、第2相臂42以及第3相臂43,其中,在所述臂中,开关元件彼此串联连接且开关元件彼此的连接点与绕组21、22、23的一端连接。

三相直流无刷马达20具备绕组21、绕组22、绕组23、转子24、磁极位置检测部25-1、磁极位置检测部25-2、磁极位置检测部25-3以及永磁铁241。另外,前述的磁极位置检测部25是磁极位置检测部25-1、磁极位置检测部25-2以及磁极位置检测部25-3的总称。以下,在不需要区别磁极位置检测部25-1、磁极位置检测部25-2以及磁极位置检测部25-3的前提下,统称为磁极位置检测部25来进行说明。

图4是示出三相直流无刷马达20的结构的一例的图。

图5是示出由三相桥式逆变器部40控制场效应晶体管411、场效应晶体管421以及场效应晶体管431的电压波形的一例的图。另外,场效应晶体管411、场效应晶体管421以及场效应晶体管431分别为第1开关元件的一例。并且,场效应晶体管412、场效应晶体管422以及场效应晶体管432分别为第2开关元件的一例。

以下,在不需要区别场效应晶体管411、场效应晶体管421以及场效应晶体管431的前提下,统称为第1开关元件来进行说明。以下,在不需要区别场效应晶体管412、场效应晶体管422以及场效应晶体管432的前提下,统称为第2开关元件来进行说明。

图5(a)是在三相直流无刷马达20所具备的转子24的转速为规定的转速以上的情况下三相桥式逆变器部40控制第1开关元件的电压波形的一例。另外,由mcu17根据磁极位置检测部25所检测的磁极位置来计算出转子24的转速。在转子24的转速为规定的转速以上的情况下,三相桥式逆变器部40从磁极位置检测部25所检测的磁极位置到达基准位置的时刻开始,依次通过多个状态来控制第1开关元件的通电状态,该多个状态包含第1状态s1、第2状态s2、第3-1状态s3-1、第3状态s3以及第4状态s4。

在第1状态s1下,第1开关元件和第2开关元件均为断开状态。在第2状态s2下,第1开关元件维持接通状态,第2开关元件维持断开状态。在第3-1状态s3-1下,第1开关元件维持断开状态,第2开关元件维持接通状态。在第3状态s3下,第1开关元件和第2开关元件均为断开状态。在第4状态s4下,第1开关元件维持断开状态,第2开关元件维持接通状态。以下,将基于图5(a)所示的电压波形对第1开关元件进行的控制称作单脉冲控制。直流无刷马达控制装置15能够通过单脉冲控制来降低开关损耗。

图5(b)是在三相直流无刷马达20所具备的转子24的转速小于规定的转速的情况下三相桥式逆变器部40控制第1开关元件的电压波形的一例。在该一例中,规定的转速是20000[r/m](revolutionperminutes)。在转子24的转速小于规定的转速的情况下,三相桥式逆变器部40从磁极位置检测部25所检测的磁极位置到达基准位置的时刻开始,依次通过多个状态来控制第1开关元件的通电状态,该多个状态包含第1状态s1、第5状态s5、第3状态s3以及第4状态s4。在第5状态s5下,第2开关元件维持断开状态,并且第1开关元件交替切换接通状态和断开状态。以下,将通过图5(b)所示的电压波形对第1开关元件进行的控制称作pwm(pulsewidthmodulation)控制。

图6是示出mcu17通过三相桥式逆变器部40进行控制的转子24的转速与目标转速之间的关系的一例的图。在计算出的转子24的转速小于规定的转速的期间,mcu17通过三相桥式逆变器部40基于图5(b)所示的电压波形来控制第1开关元件。另一方面,在计算出的转子24的转速为规定的转速以上的情况下,mcu17通过三相桥式逆变器部40基于图5(a)所示的电压波形来控制第1开关元件。由此,直流无刷马达控制装置15能够通过进行在低速域控制性良好的pwm控制和在高速域效率良好的单脉冲控制来兼顾控制性和效率。

mcu17根据通过操作开关13接受的操作,从存储部12中读出表示与该操作相应的级别的目标转速的信息。目标转速的级别例如为级别1~级别5这五级。这些目标转速的级别分别与和各目标转速相应的吸引装置1的吸入功率相关联。mcu17使三相桥式逆变器部40控制第1开关元件,以使读出的目标转速与计算出的转子24的转速一致。由此,直流无刷马达控制装置15能够以适合于吸引装置1的使用状况的级别的转速来控制三相直流无刷马达20。例如,在吸引装置1为吸尘器的情况下,直流无刷马达控制装置15能够以分别适合于地板或榻榻米、地毯等地面状况的级别的转速来控制三相直流无刷马达20。

mcu17在按照目标转速的级别而改变转子24的转速时,按照转子24的目标转速而改变单脉冲控制下的第2状态的持续时间。由此,直流无刷马达控制装置15能够在单脉冲控制下控制转子的转速。另外,在此所说的持续时间为按照转子24的转速发生变化的时间,而不是指绝对时间。并且,mcu17在改变第2状态的持续时间时,以改变第1开关元件而不改变第2开关元件的方式进行控制。

另外,在吸引装置1通过二次电池驱动的情况且二次电池的剩余电量为规定的阈值以下的情况下,mcu17将目标转速降低规定值的量。规定的阈值可以是表示特定的剩余电量的值,也可以是规定的比例。在该一例中,规定的阈值是规定的比例。规定的比例例如是20%。由此,直流无刷马达控制装置15能够在二次电池的剩余电量较少的情况下延长吸引装置1的可使用时间。并且,在吸引装置1通过二次电池驱动的情况且二次电池的剩余电量为规定的阈值以下的情况下,mcu17也可以进行将目标转速保持为规定值等其他处理。由此,直流无刷马达控制装置15能够在二次电池的剩余电量较少的情况下变更吸引装置1的可使用时间或吸引装置1的吸引力。

图7是示出磁极位置检测部25所检测的磁极位置的移动周期的一例的图。mcu17根据磁极位置检测部25所检测的磁极位置的移动周期来判定是否取得表示从磁极位置检测部25供给的磁极位置的信号作为用于判定磁极位置的信号。在该图中,电角的一个周期所需的时间按照转子24的转速的变化而发生变化。具体而言,在转子24高速旋转的情况下,电角的一个周期所需的时间比低速旋转的情况短。并且,只要转子24的转速的变化速度在规定范围内,则电角的一个周期所需的时间的变化也在规定范围内。即,作为一例,只要在以20000[r/m]左右以上高速旋转的转子24旋转数圈程度的极短的时间内,则电角的一个周期所需的时间的变化就会极小。因此,mcu17能够通过计算电角的一个周期所需的时间来推断从计算出的时刻经过极短的时间之后的电角的一个周期所需的时间长度。即,mcu17能够推断在哪一时刻产生表示磁极位置的信号。mcu17将表示磁极位置的信号中的在推断出的电角的一个周期所需的时间幅度内的时刻产生的表示磁极位置的信号判定为非噪声。mcu17判定取得被判定为非噪声的表示磁极位置的信号作为用于判定磁极位置的信号。并且,mcu17将表示磁极位置的信号中的在推断出的电角的一个周期所需的时间长度外的时刻产生的表示磁极位置的信号判定为噪声。mcu17判定不将被判定为噪声的表示磁极位置的信号取得为用于判定磁极位置的信号。

并且,mcu17还能够根据磁极位置检测部25所检测的磁极位置的移动周期和转子24的目标转速,对转子24的转速进行反馈控制。例如,mcu17通过图8所示的两个动作模式中的任一动作模式进行动作。图8是例示mcu17的两个动作模式的图。两个动作模式例如是电流保持模式和转速保持模式。在mcu17的动作模式为电流保持模式的情况下,mcu17通过分别供给至绕组21、绕组22、绕组23的电流值的反馈而控制转子24的转速。具体而言,通过电流传感器(未图示)检测出供给至绕组21、绕组22、绕组23的电流值。在该情况下,mcu17根据电流传感器所检测的绕组21、绕组22、绕组23的电流值与目标电流值之间的差分而计算出供给至绕组21、绕组22、绕组23的电流值。并且,mcu17将计算出的电流值的电流供给至绕组21、绕组22、绕组23。

并且,在mcu17的动作模式为转速保持模式的情况下,mcu17通过转子24的转速的反馈而控制转子24的转速。具体而言,mcu17根据通过磁极位置检测部25检测出的磁极位置的变化周期而计算转子24的转速。并且,mcu17根据计算出的转子24的转速与目标转速之间的差分而计算出供给至绕组21、绕组22、绕组23的电压波形。并且,mcu17将计算出的电压波形的电流供给至绕组21、绕组22、绕组23。在磁极位置检测部25所检测的磁极位置的移动周期所表示的转子24的转速超过与操作检测部所检测的操作对应的目标转速的情况下,mcu17进行这些转速的控制。由此,直流无刷马达控制装置15能够通过反馈而抑制因转子24的转速意外地从作为目标上限值的目标转速上升而引起的发热。

在此,在该一例中,操作检测部所检测的操作是选择吸引装置的吸引力的等级的操作。如图6所示,在存储部中划分成多个等级的转速而存储表示转子24的目标转速的信息,该多个等级与操作检测部所检测的操作表示的吸引装置1的吸引力的等级对应。mcu17从存储部12中读出表示与按照操作检测部检测出的操作而选择出的吸引力的等级对应的等级的目标转速的信息。mcu17使转子24的转速与读出的目标转速一致。由此,直流无刷马达控制装置15能够将吸引装置1利用吸引力进行的操作提供给用户。另外,吸引装置1是吸引装置的一例。

[单脉冲控制的详细内容]接下来,参照图9至图12对本实施方式的直流无刷马达控制装置15所进行的单脉冲控制的详细内容进行说明。

图9是示出通过本实施方式的直流无刷马达控制装置15进行的单脉冲控制的波形的一例的波形图。图10是示出通过本实施方式的直流无刷马达控制装置15进行的臂的控制状态的一例的表。另外,该两个图9以及图10示出三相直流无刷马达20基于直流无刷马达控制装置15的驱动占空比为约50%的情况的一例。

控制部16根据磁极位置检测部25所检测的磁极位置来分别控制各相的臂41、42、43所具备的开关元件中的位于连接点的一侧的第1开关元件的通电状态和位于另一侧的第2开关元件的通电状态,其中,所述磁极位置检测部25检测三相直流无刷马达20的转子24的磁极位置。即,直流无刷马达控制装置15的控制部16通过将三相桥式逆变器部40所具备的各相的臂41、臂42以及臂43分别切换成h状态、l状态或hi-z状态来控制各相的输出电位。在此,h状态是指各相的臂的第1开关元件为接通状态且第2开关元件为断开状态的情况。并且,l状态是指各相的臂的第1开关元件为断开状态且第2开关元件为接通状态的情况。并且,hi-z状态是指各相的臂的第1开关元件以及第2开关元件均为断开状态的情况。并且,在此,u相的输出电位是指场效应晶体管411与场效应晶体管412之间的连接部、即臂41的中点相对于基准电位的电位。并且,v相的输出电位是指场效应晶体管421与场效应晶体管422之间的连接部、即臂42的中点相对于基准电位的电位。并且,w相的输出电位是指场效应晶体管431与场效应晶体管432之间的连接部、即臂43的中点相对于基准电位的电位。

按图9以及图10所示的每一个区间对基于控制部16的控制动作的更具体的一例进行说明。另外,在此所说的区间p101至区间p112相当于三相直流无刷马达20的电角的一个周期。并且,区间p201至区间p212相当于三相直流无刷马达20的电角的一个周期。另外,在该一例中说明在时间轴上对各区间进行平均分割的情况,但是各区间也可以不必在时间轴上进行平均分割。

控制部16在电角为第一周期的区间、即区间p101至区间p112的各区间内如下控制各相的臂。

在区间p101内,控制部16将u相的臂41设为hi-z状态,将v相的臂42设为l状态,将w相的臂43设为h状态。在区间p101内,控制部16使驱动电流从w相的臂43经由绕组23以及绕组22向v相的臂42流动。

在区间p102以及区间p103内,控制部16将u相的臂41设为hi-z状态,将v相的臂42设为l状态,将w相的臂43设为hi-z状态。在区间p102以及区间p103内,控制部16不向任何绕组供给驱动电流。

在区间p104内,控制部16将u相的臂41设为h状态,将v相的臂42设为l状态,将w相的臂43设为hi-z状态。在区间p104内,控制部16使驱动电流从u相的臂41经由绕组21以及绕组22向v相的臂42流动。

在区间p105内,控制部16将u相的臂41设为h状态,将v相的臂42设为hi-z状态,将w相的臂43设为l状态。在区间p105内,控制部16使驱动电流从u相的臂41经由绕组21以及绕组23向w相的臂43流动。

在区间p106以及区间p107内,控制部16将u相的臂41设为hi-z状态,将v相的臂42设为hi-z状态,将w相的臂43设为l状态。在区间p106以及区间p107内,控制部16不向任何绕组供给驱动电流。

在区间p108内,控制部16将u相的臂41设为hi-z状态,将v相的臂42设为h状态,将w相的臂43设为l状态。在区间p108内,控制部16使驱动电流从v相的臂42经由绕组22以及绕组23向w相的臂43流动。

在区间p109内,控制部16将u相的臂41设为l状态,将v相的臂42设为h状态,将w相的臂43设为hi-z状态。在区间p109内,控制部16使驱动电流从v相的臂42经由绕组22以及绕组21向u相的臂41流动。

在区间p110以及区间p111内,控制部16将u相的臂41设为l状态,将v相的臂42设为hi-z状态,将w相的臂43设为hi-z状态。在区间p110以及区间p111内,控制部16不向任何绕组供给驱动电流。

在区间p112内,控制部16将u相的臂41设为l状态,将v相的臂42设为hi-z状态,将w相的臂43设为h状态。在区间p112内,控制部16使驱动电流从w相的臂43经由绕组23以及绕组21向u相的臂41流动。

控制部16关于电角为第二周期的区间、即区间p201至区间p212的各区间也以与区间p101至区间p112相同的方法来控制各相的臂。

另外,图9所示的区间p101至区间p103与图5所示的第1状态s1对应。并且,图9所示的区间p104以及区间p105与图5所示的第2状态s2对应。并且,图9所示的区间p106至区间p108与图5所示的第3状态s3对应。并且,图9所示的区间p109至区间p112与图5所示的第4状态s4对应。

另外,由于图5所示的第3-1状态s3-1的时间比其他状态的时间短,因此在图9中省略了图示。

[单脉冲控制下的各相的臂的控制时刻]

接下来,对磁极位置检测部25所检测的磁极位置与通过控制部16进行的各相的臂的控制时刻之间的关系进行说明。作为一例,控制部16按照从各相的磁极位置检测部25输出的磁极位置检测信号的上升沿时序将该相的臂改变为h状态。

具体而言,控制部16按照从u相的磁极位置检测部25-1输出的磁极位置检测信号的上升沿时序而将u相的臂41改变为h状态。即,控制部16使从u相的磁极位置检测部25-1输出的磁极位置检测信号的上升沿时序与图9所示的区间p104的开始时刻一致来控制各相的臂。

并且,控制部16按照从v相的磁极位置检测部25-2输出的磁极位置检测信号的上升沿时序而将v相的臂42改变为h状态。即,控制部16使从v相的磁极位置检测部25-2输出的磁极位置检测信号的上升沿时序与图9所示的区间p108的开始时刻一致来控制各相的臂。

并且,控制部16按照从w相的磁极位置检测部25-3输出的磁极位置检测信号的上升沿时序而将w相的臂43改变为h状态。即,控制部16使从w相的磁极位置检测部25-3输出的磁极位置检测信号的上升沿时序与图9所示的区间p112的开始时刻一致来控制各相的臂。

即,控制部16以磁极位置检测部25所检测的磁极位置到达基准位置的时刻为基准而将臂依次改变为hi-z状态、h状态、hi-z状态以及l状态。

如上所述,控制部16按三相直流无刷马达20的电角的每一个周期将臂依次改变为hi-z状态、h状态、hi-z状态以及l状态。即,控制部16按三相直流无刷马达20的电角的每一个周期,从磁极位置检测部25所检测的磁极位置到达基准位置的时刻开始将臂依次改变为hi-z状态、h状态、hi-z状态以及l状态。换言之,控制部16按三相直流无刷马达20的电角的每一个周期,从磁极位置检测部25所检测的磁极位置到达基准位置的时刻开始依次通过第1状态、第2状态、第3状态以及第4状态来控制臂的开关元件的通电状态。

[单脉冲控制下的脉冲宽度可变控制的概要]

接下来,参照图9对控制部16通过单脉冲控制来对三相直流无刷马达20的转速进行可变控制的情况的一例进行说明。在该图9所示的一例中,控制部16在区间p104以及区间p105内将u相的臂41设为h状态。另外,在以下说明中,将u相的臂41为h状态的期间记载为期间uton。并且,将v相的臂42为h状态的期间记载为期间vton,将w相的臂43为h状态的期间记载为期间wton。另外,在不区别各相的情况下,将臂为h状态的期间还记载为期间ton。

控制部16通过改变期间ton的持续时间来控制三相直流无刷马达20的转速。具体而言,控制部16在使三相直流无刷马达20的转速上升的情况下,增加期间uton的持续时间。并且,控制部16在使三相直流无刷马达20的转速降低的情况下,减少期间uton的持续时间。并且,控制部16关于期间vton的持续时间以及期间wton的持续时间也通过与期间uton的持续时间相同地改变来控制三相直流无刷马达20的转速。

[脉冲宽度最大(驱动占空比为100%)的情况的例]

在此,作为一例,参照图11以及图12对控制部16在使期间ton的持续时间最长的情况、即将驱动占空比设为100%的情况的具体例进行说明。

图11是示出通过本实施方式的直流无刷马达控制装置15进行的单脉冲控制的波形的另一例的波形图。图12是示出通过本实施方式的直流无刷马达控制装置15进行的臂的控制状态的另一例的表。另外,该两个图11以及图12示出三相直流无刷马达20基于直流无刷马达控制装置15的驱动占空比为约100%的情况的一例。并且,图11以及图12所示的各区间与图9以及图10所示的同一符号的区间对应。

控制部16在电角为第一周期的区间、即区间p101至区间p112的各区间内如下控制各相的臂。

在此,控制部16在使期间ton的持续时间最长的情况下,关于u相,将u相的臂41维持h状态的时间增加至最长,将u相的臂41维持hi-z状态的时间减少至最短。在该情况下,控制部16关于v相也与u相相同地,将v相的臂42维持h状态的时间增加至最长,将v相的臂42维持hi-z状态的时间减少至最短。在该情况下,控制部16关于w相也与u相以及v相相同地,将w相的臂43维持h状态的时间增加至最长,将w相的臂43维持hi-z状态的时间减少至最短。

另外,在各区间内通过控制部16进行的臂的控制状态与上述图9以及图10的情况相同。即,控制部16从磁极位置检测部25所检测的磁极位置到达基准位置的时刻开始,依次通过多个状态来控制开关元件的通电状态,该多个状态包含第一第1相驱动状态、第二第1相驱动状态、第一第2相驱动状态、第二第2相驱动状态、第一第3相驱动状态以及第二第3相驱动状态。在此,在第一第1相驱动状态下,第1相臂41的第1开关元件为接通状态且第2开关元件为断开状态,第2相臂42的第1开关元件为断开状态且第2开关元件为接通状态,第3相臂43的第1开关元件和第2开关元件均为断开状态。在第二第1相驱动状态下,第1相臂41的第1开关元件为接通状态且第2开关元件为断开状态,第2相臂42的第1开关元件和第2开关元件均为断开状态,第3相臂43的第1开关元件为断开状态且第2开关元件为接通状态。在第一第2相驱动状态下,第1相臂41的第1开关元件和第2开关元件均为断开状态,第2相臂42的第1开关元件为接通状态且第2开关元件为断开状态,第3相臂43的第1开关元件为断开状态且第2开关元件为接通状态。在第二第2相驱动状态下,第1相臂41的第1开关元件为断开状态且第2开关元件为接通状态,第2相臂42的第1开关元件为接通状态且第2开关元件为断开状态,第3相臂43的第1开关元件和第2开关元件均为断开状态。

在第一第3相驱动状态下,第1相臂41的第1开关元件为断开状态且第2开关元件为接通状态,第2相臂42的第1开关元件和第2开关元件均为断开状态,第3相臂43的第1开关元件为接通状态且第2开关元件为断开状态。

在第二第3相驱动状态下,第1相臂41的第1开关元件和第2开关元件均为断开状态,第2相臂42的第1开关元件为断开状态且第2开关元件为接通状态,第3相臂43的第1开关元件为接通状态且第2开关元件为断开状态。

如以上说明,控制部16在单脉冲控制下通过改变脉冲宽度来控制三相直流无刷马达20的转速。即,关于各相的臂,控制部16通过改变期间ton的持续时间与臂为hi-z状态的区间的持续时间的比例来控制三相直流无刷马达20的转速。

如上所述,控制部16在期间ton内通过将臂维持成h状态,由此向三相直流无刷马达20的绕组持续供给驱动电流。

另一方面,在作为以往技术的pwm控制的情况下,在相当于期间ton的期间内,通过与规定的pwm频率相应的切换速度将臂交替切换成h状态和l状态或hi-z状态。即,在作为以往技术的pwm控制的情况下,在相当于期间ton的期间内,臂不维持成h状态。即,本实施方式的控制部16所进行的单脉冲控制在期间ton内将臂维持成h状态,这一点与作为以往技术的pwm控制不同。

[单脉冲控制下的脉冲宽度可变控制的详细内容]

接下来,对通过控制部16进行的脉冲宽度可变控制的详细内容进行说明。在此,期间ton分为前半部分和后半部分。具体而言,期间uton以从区间p104切换成区间p105的时刻t1为界,分为区间p104侧的期间uton1和区间p105侧的期间uton2。期间vton以从区间p108切换成区间p109的时刻t2为界,分为区间p108侧的期间vton1和区间p109侧的期间vton2。期间wton以从区间p112切换成区间p201的时刻t3为界,分为区间p112侧的期间wton1和区间p201侧的期间wton2。

在改变脉冲宽度的情况下,控制部16使期间ton的前半部分和后半部分相对应而增减脉冲宽度。具体而言,在增加脉冲宽度的情况下,控制部16使期间ton的前半部分的增加幅度与期间ton的后半部分的增加幅度一致地增加脉冲宽度。并且,在减少脉冲宽度的情况下,控制部16使期间ton的前半部分的减少幅度与期间ton的后半部分的减少幅度一致地减少脉冲宽度。更具体而言,关于u相,控制部16使期间uton1的长度与期间uton2的长度一致地增减脉冲宽度。并且,关于v相,控制部16使期间vton1的长度与期间vton2的长度一致地增减脉冲宽度。并且,关于w相,控制部16使期间wton1的长度与期间wton2的长度一致地增减脉冲宽度。即,控制部16关于u相以时刻t1为中心而改变脉冲宽度,关于v相以时刻t2为中心而改变脉冲宽度,关于w相以时刻t3为中心而改变脉冲宽度。

符号说明

1…吸引装置、12…存储部、13…操作开关、15…直流无刷马达控制装置、16…控制部、17…mcu、18…驱动器、20…三相直流无刷马达、21、22、23…绕组、24…转子、25、25-1、25-2、25-3…磁極位置检测部、29…整流部、30…升压部、31…第1dc-dc转换器、32…第2dc-dc转换器、40…三相桥式逆变器部、241…永磁铁、411、412、421、422、431、432…场效应晶体管。

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