马达的控制方法及马达的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种马达的控制方法及马达的控制装置。
【背景技术】
[0002]以往，用于驱动无刷直流马达的马达控制装置，通过进行使逆变器所具有的多个开关元件接通或断开的脉宽调制(PWM:Pulse Width Modulat1n)控制，向马达供给驱动电流。
[0003]以往的马达控制装置例如有日本特开平10-248262号公报所记载的。在日本特开平10-248262号公报所记载的马达控制装置中，通过进行使三相电压型逆变器所具有的三对开关元件接通或断开的脉宽调制控制，向马达供给三相驱动电流。
[0004]专利文献1:日本特开平10-248262号公报
【发明内容】
[0005]发明要解决的课题
[0006]在此类马达控制装置中，作为逆变器的调制方式，公知三相调制方式和两相调制方式这两种调制方式。在三相调制方式中，分别使与马达的三相中的各相对应的三对开关元件接通或断开。并且，在两相调制方式中，在按照规定的每个期间，将三对当中的一对开关元件固定接通或断开的同时，接通或断开其他两对开关元件。
[0007]由于两相调制方式与三相调制方式相比，转换次数较少，能够降低由转换造成的电力损失和开关元件的温度上升。但是，在两相调制方式中，向马达供给的驱动电流较小时，容易受到外部干扰等影响。由此，驱动电流的波形容易紊乱，有发生过电压或谐波的危险。
[0008]本发明的目的在于，提供一种能够提升电力效率而不会降低启动特性及旋转速度较小时的驱动特性的马达驱动方法及马达控制装置。
[0009]解决课题的手段
[0010]本申请例示的第一发明是马达的控制方法，该马达是通过三相电压型逆变器来驱动的，所述马达的控制方法包括:a)步骤，获取表示所述马达的旋转速度的旋转速度参数；b)步骤，在所述a)步骤之后，基于所述旋转速度参数所表示的所述马达的所述旋转速度与规定的基准速度之间的比较结果，从第一方式和第二方式中选择开关信号生成方式；c)步骤，在所述a)步骤之后，基于目标旋转速度与所述旋转速度参数，计算相电压指令值；d)步骤，在所述b)步骤及所述c)步骤之后，基于所述相电压指令值，采用所选择的所述开关信号生成方式，生成开关信号；以及e)步骤，在所述d)步骤之后，将所述开关信号输出至所述逆变器，所述第一方式是三相调制方式，在该三相调制方式中，基于所述马达的三相中的各相的所述相电压指令值的电压值与载波信号的电压值，计算出与所述三相中的各相对应的所述开关信号的占空比，所述第二方式是两相调制方式，在该两相调制方式中，基于所述三相中的各相的所述相电压指令值的电压值与所述载波信号的电压值，选择所述开关信号当中的一相，将对应的所述开关信号的占空比固定为接通或断开，并且计算出与其他两相对应的所述开关信号的占空比，在所述b)步骤中，所述旋转速度大于所述基准速度时，选择所述第二方式。
[0011]本申请例示的第二发明是马达的控制装置，该控制装置向马达提供驱动电流，所述马达的控制装置包括:旋转速度检测部，其获得表示所述马达的旋转速度的旋转速度参数；开关信号生成方式决定部，其决定开关信号生成方式；相电压指令值计算部，其基于目标旋转速度和所述旋转速度参数，计算出相电压指令值；开关信号生成部，其基于所述开关信号生成方式，生成开关信号；以及逆变器，其基于所述开关信号，向所述马达输出驱动电流，所述开关信号生成方式决定部基于所述旋转速度参数所表示的所述马达的所述旋转速度与规定的基准速度之间的比较结果，从第一方式和第二方式中选择所述开关信号生成方式，所述第一方式是三相调制方式，在该三相调制方式中，基于所述马达的三相中的各相的所述相电压指令值的电压值和载波信号的电压值，计算出与所述三相中的各相对应的所述开关信号的占空比，所述第二方式是两相调制方式，在该两相调制方式中，基于所述三相中的各相的所述相电压指令值的电压值和所述载波信号的电压值，选择所述开关信号当中的一相，将对应的所述开关信号的占空比固定为接通或断开，且计算出与其他两相对应的所述开关信号的占空比，所述开关信号生成方式决定部在所述旋转速度大于所述基准速度时，选择所述第二方式。
[0012]发明效果
[0013]在本申请例示的第一发明及第二发明中，当旋转速度小于基准速度时，采用三相调制方式。另外，当旋转速度大于基准速度且很难受到外界干扰的影响时，采用两相调制方式。由此，能够提升电力效率而不会降低启动特性及旋转速度较小时的驱动特性。
【附图说明】
[0014]图1是示出第一实施方式的马达控制装置结构的方框图。
[0015]图2是示出第一实施方式的逆变器结构的电路图。
[0016]图3是示出第一实施方式的马达控制装置的动作的流程图。
[0017]图4是示出第一实施方式的马达控制装置的电压指令值波形的图。
[0018]图5是示出第一实施方式的马达控制装置的开关信号的示例图。
[0019]图6是示出第一实施方式的马达控制装置的电压指令值波形的图。
[0020]图7是示出第一实施方式的马达控制装置的开关信号的示例图。
[0021]图8是示出第一实施方式的马达控制装置的电流修正的示例图。
[0022]图9是示出变形例的马达控制装置的电压指令值的波形的图。
[0023]图10是示出变形例的马达控制装置的开关信号的示例图。
[0024]图11是示出变形例的马达控制装置的结构的方框图。
[0025]图12是示出变形例的马达控制装置的动作流程图。
[0026]符号说明
[0027]1，1A马达控制装置；
[0028]2，2A 逆变器；
[0029]3交流直流转换器；
[0030]4，4A微型控制器；
[0031]41相电流推定部；
[0032]42克拉克变换部；
[0033]43帕克变换部；
[0034]46，46A速度控制部；
[0035]47，47A电压指令部；
[0036]48，48A帕克逆变换部；
[0037]49，49A克拉克逆变换部；
[0038]50电流修正控制部；
[0039]51，51A相电压修正部；
[0040]52，52A脉宽调制信号生成部
[0041]53载波信号生成部
[0042]54A转子位置推定部
[0043]55A调制方式选择部
[0044]61，61A旋转速度检测部
[0045]62，62A开关信号生成方式决定部
[0046]63，63A相电压指令值计算部
[0047]64, 64A开关信号生成部
[0048]9, 9A 马达
[0049]91A位置传感器
[0050]Rs分流电阻
[0051]S2驱动电流
[0052]S4, S4A开关信号
[0053]S21推定相电流
[0054]S21相电流
[0055]S40, S40A目标旋转速度
[0056]S45旋转速度
[0057]S49，S49A第一相电压指令值
[0058]S50, S53A 通断信号
[0059]S51第二相电压指令值
[0060]S54A转子信息
[0061]S442转子速度
【具体实施方式】
[0062]以下，关于本发明例示的实施方式，参照图进行说明。
[0063]<1.第一实施方式>
[0064]<1-1.装置的结构>
[0065]首先，参照图1及图2对马达控制装置的结构进行说明。图1是示出马达控制装置1的结构的方框图。图2是示出本实施方式所涉及的马达控制装置1的逆变器2的结构不意的电路图。
[0066]马达控制装置1是通过向马达9提供驱动电流而控制马达9的驱动的装置。如图1所示，马达控制装置1包括逆变器2、交流直流转换器3以及微型控制器4 (以下称为“微控制器4”)。
[0067]逆变器2按照开关信号S4，向马达9提供驱动电流S2。逆变器2如图2所示，包括电压源Vdc、六个开关元件T、分流电阻Rs以及三个马达接线端子21至23。该逆变器2是所谓的三相电压型逆变器。
[0068]六个开关元件T包括对应于U相的Tu+、Tu_、对应于V相的Tv+、Tv_以及对应于W相的Tw+、Tw-这三对开关元件。开关元件T分别由晶体管和二极管构成。本实施方式的开关元件T例如可使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT:1nsulated Gate Bipolar Transistor) o另外，开关元件T也可使用金属半场效晶体管(MOSFET:Metal-Oxide_SemiconductorField-Effect Transistor)等其他种类的开关元件。
[0069]开关元件Tu+、Tu-串联连接在电压源Vdc与接地点之间。开关元件Tv+、Tv-也串联连接在电压源Vdc与接地点之间。而开关元件Tw+、Tw_也串联连接在电压源Vdc与接地点之间。并且，开关元件Tu+、Tu-、开关元件Tv+、Tv-以及开关元件Tw+、Tw-相互并联连接。
[0070]以下，将三对开关元件T当中的连接至电压源Vdc侧的开关元件Tu+、Tv+以及Tw+称为上侧开关元件。另外，将三对开关元件T当中的连接至接地侧的开关元件Tu-、Tv-以及Tw-称为下侧开关元件。
[0071]开关元件Tu+、Tu-、开关元件Tv+、Tv-以及开关元件Tw+、Tw-的接地点侧的连接点与接地点之间连接有三相所共用的分流电阻Rs。即，分流电阻Rs串联连接在逆变器2的三相所共用的接地线上。
[0072]马达接线端子21至23分别连接在上侧开关元件Tu+与下侧开关元件Tu_之间、上侧开关元件Tv+与下侧开关元件Tv-之间以及上侧开关元件Tw+与下侧开关元件Tw-之间。
[0073]在驱动马达9时，由后述的微控制器4的脉宽调制信号生成部52输出的开关信号S4被输入至六个开关元件T。具体地说，关于U相、V相以及W相中的各相，由微控制器4分别将一对开关信号SWu+、SWu-、一对开关信号SWv+、Sffv-以及一对开关信号SWw+、Sffw-输入至一对开关元件Tu+、Tu-、一对开关元件Tv+、Tv-以及一对开关元件Tw+、Tw-。由此，各开关元件Tu+、Tu-、Tv+、Tv-以及Tw+、Tw-的驱动