专利名称：无刷电动机的控制设备及使用无刷电动机的机器和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无刷电动机的控制设备，以及一种使用无刷电动机的机器和设备，并且特别涉及一种把无刷电动机的旋转速度控制为希望旋转速度的控制设备，以及使用这种无刷电动机的控制设备，通过控制用于驱动压缩机和鼓风机的无刷电动机，以执行室内空气调节的空气调节器，通过控制用于驱动压缩机和鼓风机的无刷电动机，以执行致冷的致冷器，以及通过控制用于驱动搅拌器和自旋篮的无刷电动机，以执行洗衣的洗衣机。
从维修容易方面来说，对空气调节器、致冷器和洗衣机等，使用一种结合了永久磁铁转子和定子绕组的无刷电动机。
在上述无刷电动机的驱动控制中，必须通过紧密地联系转子的磁极位置和用于供电的定子绕组的位置来实行。为了不用转子位置检测传感器，例如霍尔元件，来检测转子的磁极位置，使用一种无传感器位置检测系统，这种系统使用在定子绕组中按照和转子的磁极共同操作而感应的反电动势，于是使转子的磁极位置得到检测。
对于其中使用上述转子位置检测系统的无刷驱动设备，例如有日本申请专利延迟公开出版物No.Hei 7-147793所述的无刷电动机驱动设备。在这种无刷电动机驱动设备中，通过一个变换器电路把直流电源输出的直流电压供给无刷电动机的定子绕组。一个端电压检测装置通过对无刷电动机的定子绕组的端电压进行分压，取得检测电压，并且把检测电压输入到一个比较电路。比较电路通过把检测电压与一个标准电压比较，输出一个相位信号。
并且，根据一个脉冲宽度调制(PWM)信号产生电路所产生的脉冲宽度调制(PWM)信号PS，一个控制设备按照一个闩锁信号产生电路，产生一个闩锁定时信号LS，以在上述PWM信号PS从“接通”状态变为“断开”状态的定时之后，执行闩锁操作。即使当定子绕组的端电压产生振动时，也无振动引起的影响，比较电路95输出的相位信号在闩锁电路中锁定，并且能获得位置检测信号。
在上述常规无刷电动机驱动设备中，闩锁电路的输出信号与比较电路输出的相位信号延迟一个时间，因此用上述获得的转子磁极的检测位置变得与转子磁极的实际位置偏离很大。
如上所述，当位置检测信号的检测定时偏离很大时，无刷电动机的定子绕组电流的换向流程图(供电)相位延迟，并且电流的上升也延迟，电流紧接绕组电流转换之前突然增加，由于按照效率降低和电流突然增加，引起驱动电路负载增加，所以需要增加电路元件的载流量，因此与费用增加有关。或者，在闩锁定时期间因干扰噪声而使噪声叠加在比较电路的输出信号上，由于和原始位置检测信号的位置偏离很大的相位信号被锁定，所以无刷电动机不能正常地驱动，有一个问题，其中无刷电动机振动或停止。
此外，在上述常规无刷电动机驱动设备中，由于闩锁操作是在PWM信号PS从“接通”状态变为“断开”状态的定时之后执行，所以当PWM控制下导电比是100％时，有一个问题，其中不能限定闩锁电路的门信号，或不能限定在PWM控制等的导电比100％下的门信号。
本发明的一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中对无刷电动机能提高转子的磁极位置检测精度，并且能执行精确控制。
本发明的另一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中能减小由于噪声引起的位置检测错误。
本发明的又一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中能减小由于噪声引起的供电错误操作。
本发明的又一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中能扩展控制范围。
本发明的又一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中无刷电动机能按效率重要特性来控制操作，或按高速重要特性来控制操作。
本发明的又一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中能实现宽控制范围。
本发明的又一个目的是提供一种无刷电动机的控制设备，其中当供电转换之后的回流电流的时限非常长，而不停止无刷电动机时，能执行良好控制。
本发明的又一个目的是提供一种机器和设备，其中如上述控制的无刷电动机成为动力源，特别例如空气调节器、致冷器和洗衣机。
按照本发明的一个特征在于用于无刷电动机的控制设备，其中按照各相定子绕组的端电压，通过检测转子磁极的位置，来控制对定子绕组的供电，按照一个比较结果信息信号，来提取PWM信号的“接通”时限和“断开”时限，其中把一个响应端电压的检测电压与一个标准电压比较。
按照本发明的另一个特征在于，在按照定子绕组的端电压所提取的PWM信号的“接通”时限期间，上述比较结果信息信号按它原样以相位信号输出，并且在“断开”时限期间，通过保持邻接的前一个比较结果信息信号，它以相位信号输出。
按照本发明的又一个特征在于，按照多相定子绕组的比较结果信息信号的图形，检测转子的位置。
按照本发明的又一个特征在于，按照多相定子绕组的比较结果信息信号的图形，确定对定子绕组的供电图形。
按照本发明的又一个特征在于，按照多相定子绕组的比较结果信息信号的图形，检测供电转换之后回流电流流动的时限。
按照本发明的又一个特征在于，在供电转换之后的回流电流消逝之后，对用于对比位置检测的相位信号图形，执行更新处理。
按照本发明的又一个特征在于，在供电转换之后并经过预定时间之后，对用于对比位置检测的相位信号图形，执行更新处理。
按照本发明的又一个特征在于，按照比较结果信息信号的图形，检测转子位置，并且按照存储在存储器中的供电相位信息或来自外部的相位控制指令，执行供电相位的转换。
按照本发明的又一个特征在于，在PWM控制区中，执行具有操作效率重要性的相位控制，并且在高速旋转重要性区中，执行用于产生供电相位的控制。
按照本发明的又一个特征在于空气调节器、致冷器和洗衣机，其中用上述控制设备所控制的无刷电动机作为动力源。
图1是表示按照本发明的一个实施例的无刷电动机驱动设备的方框图；图2A是表示在按照图1所示本发明的无刷电动机驱动设备中，门信号准备电路的方框图；图2B是表示在按照图1所示本发明的无刷电动机驱动设备中，门信号准备电路的方框图；图2C是表示在按照图1所示本发明的无刷电动机驱动设备中，门信号准备电路的方框图；图3是在按照图1所示本发明的无刷电动机驱动设备中，与位置检测电路有关的各信号波形；图4是在按照图1所示本发明的无刷电动机驱动设备中，控制电路中的处理流程图；图5是在按照图1所示本发明的无刷电动机驱动设备中，在与位置检测电路有关的具有小于100％导电比的PWM(脉冲宽度调制)控制下，各信号波形；图6是在按照图1所示本发明的无刷电动机驱动设备中，在与位置检测电路有关的具有100％导电比的PWM控制及PAM(脉冲幅度调制)控制下，各信号波形；图7是按照本发明在供电转换之后，回流电流流动的时限长时各信号波形；图8是按照本发明的无刷电动机的操作效率特性；以及图9是按照本发明的无刷电动机的速度特性图。
在下文，将参考图1至图9，说明用于无刷电动机的控制设备及使用由该控制设备驱动和控制的无刷电动机的机器和设备的实施例。
图1是表示按照本发明的一个实施例的无刷电动机驱动设备的方框图。本无刷电动机驱动设备包括一个交流(AC)电源1，一个整流电路2，一个平滑电路3，一个变换器电路4，一个无刷电动机5，一个控制电路6，一个驱动器7，一个端电压检测装置8，以及一个相位信号产生电路9。
整流电路2对交流(AC)电源1输出的交流(AC)整流，平滑电路3平滑该整流输出电压，并产生一个直流(DC)电压。变换器电路4把直流(DC)电压转换成具有最佳脉冲宽度的交流(AC)电压，并把它供给无刷电动机5的定子绕组，于是使无刷电动机5旋转。控制电路6(单片微处理器或混合IC)响应一个速度指令信号SV，执行上述无刷电动机5的控制处理，并且驱动器7按照控制电路6来驱动变换器电路4。
按照端电压检测装置8响应无刷电动机5的定子绕组的各相的端电压(＝反电动势)所获得的检测电压8a，相位信号产生电路9产生一个相位信号9a，并把它供给上述控制电路6，该相位信号9a是无刷电动机5的转子磁极的位置信息。
上述相位信号产生电路9基本上是一个电路装置，当PWM信号在“接通”状态时，对照与无刷电动机5的各相端电压相对应的检测电压8a，使比较电路10输出的比较结果信息信号10b以相位信号9a输出，并且当PWM信号在“断开”状态时，保持比较结果信息信号10b，并以相位信号9a输出。
相位信号产生电路9包括一个比较电路10，以把与无刷电动机5的定子绕组的各相端电压相对应的检测电压8a与一个标准电压比较，一个延迟电路11，以使比较电路10输出的各相的比较结果信息信号10b延迟，一个选择保持电路12，以按照延迟电路11的输出信号11a，对上述控制电路6输出产生的相位信号9a，以及一个门信号准备电路13，以按照上述比较电路10输出的比较结果信息信号10a，准备一个用于控制选择保持电路12的操作特性的门信号13a。
上述比较电路10是一个电路，其中把响应无刷电动机5的定子绕组各相的端电压的检测电压8a与标准电压比较，并且输出各相端电压的比较结果信息信号10a和10b。这里，用于比较的标准电压是无刷电动机5的定子绕组的中性点电压的1/2电压，或平滑电路3输出的直流(DC)电压。
按照上述比较电路10输出的比较结果信息信号10a，上述门信号比较电路13按照逻辑处理来提取PWM控制的“接通”时限或“断开”时限。并且在选择保持电路12中，门信号准备电路13还有一个功能，以准备和输出门信号13a，以用于选择是输出反映当时的检测电压8a的相位信号，还是通过保持PWM信号变为“断开”状态之前的信号电平，输出相位信号。当检测电压8a的电压电平是一个用一般逻辑电路加以处理的电平时，能从这个检测电压8a直接准备门信号13a。
上述延迟电路11是一个功能装置，以使上述比较电路10输出的各相的比较结果信息信号10b延迟，以调节选择信号并使信号保持在上述选择保持电路12中的操作定时。由于这个延迟电路11具体地调节输入到选择保持电路12的信号11a的定时和选择保持电路12的操作(门信号13a)，并且考虑到比较电路10和门信号准备电路13的电路常数，所以通过调节比较结果信息信号10b和门信号13a，能省略它。
按照上述门信号准备电路13供给的门信号13a，上述选择保持电路12是这样一个功能装置，其中它选择输出来自上述延迟电路11的各输出信号11a，以按原样把各输出信号11a作为相位信号9a输出，或通过保持门信号13b改变之前的信号电平，以把门信号13a作为相位信号9a输出。
图2A、图2B和图2C的各图是方框图，其中说明上述门信号准备电路3的具体结构。所说明的门信号准备电路13由逻辑元件的组合构成，并且比较结果信息信号10a以Vu、Vv和Vw输入，逻辑式(式1)的逻辑处理结果(输出X)以门信号13a输出。因此，当逻辑电路满足式1时，即使它是另一种结构，也能类似地使用它。输出X＝(Vu×Vv×Vw)+(Vu‾×Vv‾×Vw‾)‾]]>…式1图3表示上述控制电路6和相位信号产生电路9中的信号波形。在图3中，(a)表示上述控制电路6输出的PWM信号。与此对照，图3的(b)是无刷电动机5的定子绕组的端电压的检测电压波形，其中反映了按照驱动器7和变换器电路4的影响，在tdON延迟期间的各上升和tdOFF延迟期间的各下降。图3的(c)是比较电路10输出的比较结果信息信号10a和10b。图3的(d)是由门信号准备电路13按照比较结果信息信号10a所准备的门信号13a。
如图3的(e)所示，按照上述门信号13a，当门信号13a为高电平时，选择保持电路12反映延迟电路11的输出信号11a，并且当门信号13a为低电平时，输出具有紧接信号电平保持之前的波形的相位信号9a。
图4表示上述控制电路6对上述相位信号9a的内部处理的一例。处理41是包括无刷电动机5的速度控制等的电动机控制的主处理。处理42是关于转子位置检测的信号处理，处理43是按照上述处理42确定的转子位置，用于确定变换器电路4的开关操作的驱动处理，处理44是根据位置检测处理，对与驱动处理有关的准备标记的清除处理，以及处理45是对判断相位信号图形的两次符合的符合标记的清除处理。这里，处理43的驱动处理是一个处理，其中在经过预定时间之后，通过相位校正使它调节为能够起动供电转换。
上述处理42是一个处理，其中通过周期地读出上述相位信号9a，并且根据这个相位信号9a，来检测(确定)转子位置。在该转子位置检测中，由于相位信号9a表现预定信号图形，所以通过对比预定信号图形来实行相位信号9a的图形。
处理42a是一个计数处理，以管理与转子位置检测有关的信号处理，其中在电角度30度期间，在电角度60度期间，在电角度120度期间，在电角度360度期间，以及在机械角度360度期间等，执行了多少次处理。此外，处理42a是一个计数处理，其中在经过预定时间之后能执行管理。
处理42b是用于读入各相的相位信号9a的读入处理。此时，为了知道相位信号9a读入的定时，控制电路6的信号输出，例如高电平或低电平为有效，以确认控制设备的操作。
处理42c是一个处理，其中在供电转换之后，它判断是否经过了预定时间，该判断是按照一个内部计时器或上述处理42a等所获得的计数值来判断的。
处理42d是一个分支处理，其中它判断是否设置了下次供电控制处理所需的预定信号图形。
处理42e是一个处理，以在上述处理42d中，当判断下次供电处理所需的预定信号图形没有设置时，更新并设置下次供电处理所需的预定信号图形。处理42f是用于设置一个准备标记的处理，其中表示预定信号图形被更新。处理42g是对用作判断的标记的清除处理，其中它判断定位信号图形是否是第一次。
在处理42h中，把处理42b读入的各相位信号9a的图形与按照转子位置所确定的预定信号图形对比。
在处理42i中，当信号图形符合时，它转到处理42k，但是当信号图形不符合时，它跳到处理42j。
处理42j执行一个处理，其中清除在判断符合信号图形是否符合两次情况下所使用的标记。
处理42k是一个分支处理，它判断符合信号图形是否符合两次。处理42l是一个处理，其中当符合标记在“断开”状态时，并且信号图形符合时，那么使符合标记为“设置”状态。处理42m使一个分支处理，其中它判断是否设置了下次供电控制处理所需的预定信号图形。
处理42n是一个处理，其中在上述处理42m中，当判断下次供电控制处理所需的预定信号图形没有设置时，更新并设置下次供电控制处理所需的预定信号图形。处理42o是一个处理，其中设置一个用于表示预定信号图形被更新的准备标记，以及处理42p是对在判断符合信号图形是否是第一次时所使用的标记的清除处理。换句话说，在上述处理42e或上述处理42n中，在预定信号图形被更新之后，当在上述处理42b中读入的相位信号9a的信号图形符合两次时，在这个旋转位置下确定适当的供电图形，然后执行驱动处理43。
这里，由于从处理42d到处理42g与从处理42n到处理42p并列，所以通过形成子程序，能使程序数的增加限制在最小，并且同时当供电转换之后的回流时限长时，能有效地控制无刷电动机5。
图5表示定子绕组的各相(U、V、W相)的端电压的检测信号8a，PWM信号，从比较电路输出的各相的比较结果信息信号，在“接通”状态期间读入控制电路6的PWM信息信号图形，以及在小于100％导电比的PWM控制下，无刷电动机5的控制电路6的内部所识别的位置检测信息。
参考图5，在使用图4所示算法执行控制处理情况下，如图5所示t1和t3所示，紧接供电图形转换之后，当出现等于t2和t4的相位信号时，能防止错误判断，并且没有紧接供电图形转换之后流动的回流电流的影响，能有效地获得良好的相位信号，因此能有效地执行供电转换。
此外，在参考图4说明的处理42e和处理42n中，在信号图形更新之后，如图3的(b)所示，当信号在标准点附近振动时，如图3的(c)所示，输出振动信号，处理从上述处理41转到周期处理42，处理42以图3的(d)所示定时执行，并且处理42b以图3的(e)所示的定时执行，在处理42h中执行信号图形的对比，按照处理42i中的图形符合，转到处理42k。此时，在本供电时限时间，由于有第一次图形符合，并且符合标记为“清除”状态，所以从处理42k分支到处理42l。之后，处理42b以图3的(g)所示定时td再次执行，并且在执行本处理42h之后，在处理42i中，由于信号图形不符合，所以它分支到处理42j，并且使符合标记清除，然后返回到处理41。
此外，当处理从上述处理41转到周期处理42时，如上类似，在图3的(c)所示定时tc执行处理42b，直到执行处理42l。在图3的(c)所示定时td，执行从处理42b到处理42k的处理，由于符合标记为“设置”状态，所以通过处理42m转到处理43，因此执行适合于转子位置的驱动处理。
当使用上述相位信号产生电路9和上述位置检测算法时，即使进入脉冲形噪声，也能适当地检测转子位置，因此，有可能执行良好的电动机控制。此外，在按照本发明的这个实施例中，对于进行到驱动处理的条件，使用相位信号9a的两次图形符合，然而使用除两次外的多次符合有效，并且通过抑制无刷电动机5的定子绕组的端电压所出现的噪声和振动而省略也有效。
图6表示在导电比为100％的PWM控制下，或在PAM(脉冲幅度调制)控制下，无刷电动机5的定子绕组的端电压的检测电压8a的一相部分，从比较电路10输出的比较结果信息信号10a和10b，从门信号准备电路13输出的门信号13a，以及从选择保持电路12输出的相位信号9a。
在使用本相位产生电路9的情况下，当PWM信号在“接通”状态时，比较结果信息信号10b按原样反映到相位信号9a，并且当PWM信号在“断开”状态时，通过保持紧接“断开”状态之前的信号，而不管是否执行PWM控制下的斩波操作，能获得类似的相位信号9a，因此有可能执行PAM控制下的良好电动机控制。
此外，在按照本发明的这个实施例中，即使在使用输出电压可变型整流电路2的结构下，由于比较电路10的标准电压响应此时的输出电压、PWM控制和PAM控制，或PWM/PAM的转换控制而变化，所以能获得相等的相位信号，并且能实现良好的电动机控制。
图7表示在导电比为100％的PWM控制下，或PAM控制下，当供电转换之后的回流电流流动的时限长时，无刷电动机5的定子绕组的端电压的检测电压8a，从比较电路输出的比较结果信息信号，以及控制电路6内部的位置检测信息的一相部分。
由于处理42c设置为判断在供电转换之后经过了预定时间，所以当供电转换之后回流电流流动的时限长，并且信息信号不在如图6所示的标准点附近变化时，信号图形改变，因此无刷电动机5不停止，并且能获得良好的电动机控制。
并且当使用上述相位信号产生电路9时，由于从实际施加在无刷电动机5的定子绕组上的电压(端电压)提取PWM信号的“接通”时限和“断开”时限，所以即使用于确定延迟时间的电路常数等变化时，也无须执行进行定时调整的操作和来自外部的校正，有可能产生用于执行优良旋转位置检测处理的相位信号。
顺便地说，在控制电路6产生的PWM信号与实际施加在无刷电动机5的定子绕组的电压之间，由于操作延迟引起延迟时间产生，所以在控制电路6中，当响应PWM信号从电动机端电压精确地检测转子位置时，必须执行它们之间的定时调整。
由于控制电路6按照在某个时间(定时)，响应定子绕组的各相定子绕组的端电压的相位信号图形，来检测(判断)转子位置，所以它能减小由于噪声引起的错误检测。
此外，在本控制电路6中，按照这个转子位置和当前定子绕组的供电图形，确定下一个供电图形，所以能减小由于噪声引起的错误操作。
在按照常规控制设备所示的边沿中断处理所检测的转子位置下，为了避免由于紧接换向之后产生的尖峰电压所引起的错误操作，必须设置相位信号读出居存部分。然而，按照本发明，通过测量尖峰电压的时限，无须设置这样的相位信号读出居存部分，由于它能假定回流电压流动的时间(回流电流消逝的定时)，通过把这个时间用于相位控制，因此能实现大范围控制。
如图8所示，由于无刷电动机5的操作效率随反电动势的供电相位改变，所以供电相位是一个非常重要的因素。因此，为了在电动机起动期间实现最高效率，使用预先存储在RAM和ROM中的信息，控制供电，控制供电相位，因此能高效率地操作无刷电动机5。
此外，当从外部控制供电相位时，在用户侧能用适合于电动机的供电相位来操作无刷电动机5。用于外部控制的控制端能使用A/D转换端、通信用端和输入口等。
在无刷电动机5的速度控制中，在用脉冲宽度控制来控制供给定子绕组的端电压的PWM控制下，当导电比达到最大值(100％)时，它不能执行超过最大值来提高旋转速度的控制。此外，在通过控制供给定子绕组的端电压的大小，以执行速度控制的PAM控制下，当端电压达到最大值时，它不能执行超过最大值来提高旋转速度的控制。然而，如图9所示，在把供给定子绕组的端电压保持在相同值的条件下，供电相位改变，因此能改变旋转速度。并且，通过使用相位信号，能实现供电相位的控制。
因此，除无刷电动机的定子绕组电流的PWM控制和/或PAM控制外，还执行供电相位控制，能大范围地控制无刷电动机的旋转速度。例如，在PWM控制下，当导电比没有达到最大值的条件下，或在PAM控制下，当供电电压没有达到最大值的条件下，在供电相位下的控制下，其中电动机的效率变为最大，并且导电比或供电电压达到最大值之后，执行控制，以从最大效率点产生供电相位，并且以效率重要性来执行操作控制特性，而且在高旋转速度为必要的条件下，它能产生供电相位，并且能执行具有高速特性重要性的操作控制特性。
在上述控制设备中，该控制设备由合并了控制电路6和相位信号产生电路9的混合IC，及合并了控制电路6和相位信号产生电路9的智能型电源组件构成，能使元件数减小，因此能获得易于操纵的控制设备。
在热泵系统空气调节器中，由于冷却和加热输出随压缩机的旋转速度而变化，所以如上所述，除PWM控制和/或PAM控制外，通过使用在供电相位下控制的无刷电动机作为上述压缩机和/或鼓风机的驱动源，于是能实现具有高冷却和加热能力的空气调节器。此外，在正常操作区中，执行具有效率重要性的操作控制，因此能获得节能型空气调节器。
如上类似，由于把使用本控制设备所控制的无刷电动机用作致冷器的压缩机和/或鼓风机的驱动源，所以能实现具有优良致冷能力的致冷器。
此外，当构成用于旋转搅拌器和自旋篮的洗衣机时，使用本控制设备所控制的无刷电动机作为动力源，类似地能获得具有优良控制特性的洗衣机。特别是，有效地实现节能和高速自旋。
除上述外，当按照本发明的相位信号产生电路时，除上述外，由于使用具有大容量的电解电容器变得不必要，并且由于该设备具有保持信号电平的功能，所以即使在控制设备中使用具有慢处理速度的低费用微型计算机，也有可能执行无刷电动机的转子的位置检测处理。此外，由于整体地形成变换器控制电路和驱动电路，因此能实现紧凑尺寸和低费用的变换器控制电路。由于构成其上安装了上述控制设备的空气调节器、致冷器和洗衣机，所以能实现紧凑尺寸、低费用和优良控制特性的空气调节器，紧凑尺寸、低费用和优良控制特性的致冷器，以及紧凑尺寸、低费用和优良控制特性的洗衣机。
按照本发明，在无刷电动机中，转子的磁极位置检测精度高，并且能实现精确控制。
此外，能减小由于噪声引起的位置检测错误和供电错误操作，因此能扩大控制范围。
此外，由于按效率重要特性来控制操作无刷电动机，或按高速重要特性执行操作控制，所以能在大范围内控制无刷电动机。
此外，通过把上述控制设备所控制的无刷电动机用作动力源，能实现具有高性能的空气调节器，具有高性能的致冷器，以及具有高性能的洗衣机。
总之，按照本发明的特征之一，使用比较电路10、延迟电路11、门信号准备电路13和选择信号保持电路12，来构成相位信号产生电路9，并且由这个相位信号产生电路9产生的相位信号由控制电路6图形识别，使转子位置得到检测，因此能执行全区PWM控制，PAM控制，以及转换PWM/PAM控制。
权利要求
1.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中所述控制装置按照所述比较结果信息信号，提取PWM(脉冲宽度调制)信号的“接通”时限或“断开”时限。
2.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个选择保持装置，以选择是否使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出，或是否通过及时保持先前比较结果信息信号，使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中当PWM(脉冲宽度调制)信号在“接通”状态时，所述选择保持装置输出所述比较装置的所述比较信息信号，按原样作为所述相位信号输出，而当PWM(脉冲宽度调制)信号在“断开”状态时，通过保持紧接“断开”状态之前的比较结果信息信号，所述选择保持装置以相位信号输出。
3.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个整流电路，以把交流电源电压转换成直流电压；一个变换器电路，以把所述直流电压转换成交流电压，并把所述交流电压供给无刷电动机，以及一个控制电路，以控制所述变换器电路，其中该用于无刷电动机的控制设备包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个选择保持装置，以选择是否使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出，或是否通过及时保持先前比较结果信息信号，使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中当PWM(脉冲宽度调制)信号在“接通”状态时，所述选择保持装置输出所述比较装置的所述比较信息信号，按原样作为所述相位信号输出，而当PWM(脉冲宽度调制)信号在“断开”状态时，通过保持紧接“断开”状态之前的比较结果信息信号，所述选择保持装置以相位信号输出。
4.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个转换器电路，它具有一个整流电路和一个斩波电路，整流电路用来把交流电源电压转换成直流电压，斩波电路用于控制所述直流电压的大小；一个变换器电路，以把从所述转换器电路接收的所述直流电压转换成交流电压，并把所述交流电压供给无刷电动机；一个转换器控制电路，以控制所述转换器电路的开关操作；一个变换器控制电路，以通过控制所述变换器电路的开关操作，驱动无刷电动机；以及一个控制电路，以控制所述转换器控制电路和所述变换器控制电路，其中该用于无刷电动机的控制设备包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个选择保持装置，以选择是否使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出，或是否通过及时保持先前比较结果信息信号，使所述比较装置的所述比较结果信息信号以相位信号输出；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中当PWM(脉冲宽度调制)信号在“接通”状态时，所述选择保持装置输出所述比较装置的所述比较信息信号，按原样以所述相位信号输出，而当PWM(脉冲宽度调制)信号在“断开”状态时，通过保持紧接“断开”状态之前的比较结果信息信号，所述选择保持装置以相位信号输出。
5.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照从所述比较装置输出的所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且输出一个供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中所述控制装置按照多相比较结果信息信号的图形，检测所述转子的位置。
6.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照从所述比较装置输出的所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且输出一个供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中所述控制装置按照多相比较结果信息信号，确定对所述定子绕组的供电图形。
7.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中所述控制装置按照所述比较结果信息信号的图形，检测在供电转换之后回流流动的时限。
8.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照从所述比较装置输出的所述比较结果信息信号，获得相位信号，按照所述相位信号的图形，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且输出一个供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中在供电转换之后的回流电流消逝之后，一个用于更新经对比的相位信号图形的处理执行位置检测。
9.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中所述控制装置按照所述比较结果信息信号的图形，检测转子位置，并且按照存储在存储器中的供电信息，转换供电相位。
10.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中所述控制装置按照所述比较结果信息信号的图形，检测转子位置，并且按照来自外部的相位控制指令，转换供电相位。
11.按照权利要求10的用于无刷电动机的控制设备，其中所述控制装置使用A/D(模拟/数字)转换端，通信用端或输入口，作为输入来自所述外部的所述相位控制指令的端。
12.一种用于无刷电动机的控制设备，包括一个电压检测装置，以响应无刷电动机的多相定子绕组的端电压，产生一个检测电压；一个标准电压产生装置，以产生一个标准电压；一个比较装置，以通过比较所述检测电压和所述标准电压，输出一个比较结果信息信号；一个控制装置，以按照所述比较结果信息信号，检测无刷电动机的转子的旋转位置，并且响应所述旋转位置，产生一个对所述定子绕组的供电信号；以及一个输出装置，以按照所述供电信号，对所述定子绕组供电，其中所述控制装置在PWM(脉冲宽度调制)控制区中以操作效率重要性执行相位控制，并且在高速旋转重要性控制区中执行用于进行电气相位的控制。
13.按照权利要求1至12中任何一项的用于无刷电动机的控制设备，其中所述控制装置由一个具有多个输入和输出口的微处理器构成。
14.按照权利要求1至12中任何一项的用于无刷电动机的控制设备，其中所述控制装置由一个具有多个输入和输出口的混合IC构成。
15.一种空气调节器，其中该空气调节器用一个压缩机和/或一个鼓风机构成，其中由权利要求1至14中任何一项所限定的用于无刷电动机的控制设备所操作和控制的无刷电动机构成一个动力源。
16.一种致冷机，其中该致冷机用一个压缩机和/或一个鼓风机构成，其中由权利要求1至14中任何一项所限定的用于无刷电动机的控制设备所操作和控制的无刷电动机构成一个动力源。
17.一种洗衣机，其中该洗衣机用一个压缩机和/或一个鼓风机构成，其中由权利要求1至14中任何一项所限定的用于无刷电动机的控制设备所操作和控制的无刷电动机构成一个动力源。
18.一种具有一个无刷电动机和一个用于控制该无刷电动机的控制设备的无刷电动机系统，其中所述控制设备响应所述无刷电动机的定子绕组的电压，检测所述无刷电动机的转子位置。
全文摘要
一种相位信号产生电路用一个比较电路10、一个延迟电路11、一个门信号准备电路13和一个选择保持电路12构成。在该相位信号产生电路9中产生的相位信号在控制电路6中得到图形识别,并且检测转子的位置,并且进一步执行全区PWM控制、PAM控制和转换PWM/PAM。能使转子位置检测精度得到提高,并且能获得宽控制范围。
文档编号H02P6/18GK1230047SQ9910409
公开日1999年9月29日 申请日期1999年3月23日 优先权日1998年3月23日
发明者川端幸雄, 能登原保夫, 田原和雄 申请人:株式会社日立制作所