專利名稱：電動(dòng)機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)空調(diào)機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)及電風(fēng)扇等具有的無刷電動(dòng)機(jī)采用逆變器電路進(jìn)行控制用的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
圖33所示為以往驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。在以下的說明中，將圖33所示的以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置作為第一以往技術(shù)。在圖33中，標(biāo)號(hào)101表示交流電源，標(biāo)號(hào)102表示電感器，標(biāo)號(hào)103表示整流二極管，標(biāo)號(hào)104表示濾波電容器，標(biāo)號(hào)106表示逆變器電路，標(biāo)號(hào)107表示無刷電動(dòng)機(jī)，標(biāo)號(hào)108表示位置傳感器。為了對(duì)逆變器電路106輸入直流功率，在將來自交流電源101的交流電壓使用整流二極管103及濾波電容器104變換為直流電壓時(shí)，來自交流電源101的電流僅在濾波電容器104的電壓小于輸入交流電壓時(shí)才流過。因此，來自交流電源101的電流成為帶有高次諧波分量的電流。因而，在第一以往技術(shù)中，為了減小高次諧波分量，改善功率因素，在交流電源101與整流二極管103之間設(shè)置電感器102。這樣，在第一以往技術(shù)中，整流電路105除了采用整流二極管103以外，還要采用電感器102及濾波電容器104。另外，在對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)107進(jìn)行逆變器驅(qū)動(dòng)時(shí)，需要轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角信息。為此，在第一以往技術(shù)中，要使用位置傳感器108檢測轉(zhuǎn)角。作為該第一以往技術(shù)，有日本的特開平9-74790號(hào)公報(bào)所揭示的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在第一以往技術(shù)中所使用的整流電路105的電感器102及濾波電容器104，由于多是電感量或電容量大的大型元器件，因此以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置多是大型的價(jià)格昂貴的裝置。在電動(dòng)機(jī)控制裝置的領(lǐng)域中，根據(jù)裝置的小型化及降低價(jià)格的觀點(diǎn)，希望構(gòu)筑使用電感量小的電感器或電容量小的電容器這樣的小型元器件或不使用這些元器件的整流電路。
因此，作為第二以往技術(shù)，提出了圖34所示的不使用電感器及濾波電容器的電動(dòng)機(jī)控制裝置。作為該第二以往技術(shù)，有日本的特開平10-150795號(hào)公報(bào)所揭示的電動(dòng)機(jī)控制裝置。在第二以往技術(shù)中，由于不采用濾波電容器，因此輸入逆變器電路106的輸入電壓不是直流，而成為具有脈動(dòng)的電壓波形。若具有這樣的脈動(dòng)的電壓輸入至逆變器電路106，則在輸入逆變器電路106的輸入電壓輸?shù)蜁r(shí)，有時(shí)在逆變器電路106中不能形成想要加在無刷電動(dòng)機(jī)107上所希望的電壓。在第二以往技術(shù)中是這樣構(gòu)成的，即在不能得到那樣的所希望的電壓時(shí)，使加在無刷電動(dòng)機(jī)107上的電壓相位超前。這樣，通過使無刷電動(dòng)機(jī)107所加的電壓的相位超前，由于能夠處于所謂的削弱勵(lì)磁狀態(tài)，因此能夠減小無刷電動(dòng)機(jī)107所需要的外加電壓。所以，第二以往技術(shù)是即使輸入逆變器電路106的輸入電壓較低時(shí)也能夠繼續(xù)驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)107的技術(shù)。但是，在第二以往技術(shù)中，在輸入逆變器電路106的輸入電壓處于預(yù)先規(guī)定值以下時(shí)，其構(gòu)成將停止逆變器電路106的開關(guān)動(dòng)作。這是由于以削弱勵(lì)磁狀態(tài)下的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)也有極限。這樣，第二以往技術(shù)是在輸入逆變器電路106的輸入電壓處于預(yù)先規(guī)定值以下時(shí)不對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)107加上電壓而這樣構(gòu)成的技術(shù)。
另外，在電動(dòng)機(jī)控制裝置中，根據(jù)不用布線及降低成本的觀點(diǎn)，希望是不使用位置傳感器的裝置。因此，作為第三以往技術(shù)，提出了檢測電動(dòng)機(jī)電流來推算無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置的方法。第三以往技術(shù)是根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流、這時(shí)加在無刷電動(dòng)機(jī)上的電壓值、以及無刷電動(dòng)機(jī)的電阻值及電感等的電動(dòng)機(jī)常數(shù)，利用由電壓方程推導(dǎo)出的推算相位的計(jì)算式，來推算電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置。作為該第三以往技術(shù)，有日本的平成9年(1997年)發(fā)行的電氣學(xué)會(huì)論文志D、117卷1號(hào)、第98-104頁、竹下、市川、李、松井等人發(fā)表的“基于速度電動(dòng)勢推算的無傳感器凸極型無刷直流電動(dòng)機(jī)控制”。
如前所述，第一以往技術(shù)是使用位置傳感器檢測無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，使用電感器及濾波電容器使輸入逆變器電路的輸入電壓為直流電壓。因而，由于電感器及濾波電容器是電感量或電容量大的大型元器件，因此采用這些元器件的電動(dòng)機(jī)控制裝置難以實(shí)現(xiàn)小型化。
另外，第二以往技術(shù)是使用位置傳感器檢測無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置的電動(dòng)機(jī)控制裝置，是不使用電感器及濾波電容器等大型元器件而構(gòu)成的。因而，第二以往技術(shù)根據(jù)小型化及低成本的觀點(diǎn)是有效的技術(shù)。但是，在第二以往技術(shù)中，由于輸入逆變器電路的輸入逆變器是脈動(dòng)的，因此存在的問題是，在該輸入電壓是規(guī)定值以下的的電壓時(shí)，將對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)停止施加電壓。
因而，在將不使用電感器及濾波電容器而構(gòu)成的第二以往技術(shù)及以無位置傳感器方式來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)而構(gòu)成的第三以往技術(shù)組合起來，想要構(gòu)筑力圖實(shí)現(xiàn)小型化及低成本的無位置傳感器的電動(dòng)機(jī)機(jī)控制裝置時(shí)，存在下述的問題。在這樣構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，在對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)停止施加電壓期間，由于不能推算轉(zhuǎn)子位置，因此不能以無位置傳感器的方式來驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)。即，不可能簡單的將第二以往技術(shù)與第三以往技術(shù)進(jìn)行組合、以無位置傳感器的方式來構(gòu)筑輸入逆變器電路的輸入電壓是脈動(dòng)的電動(dòng)機(jī)控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能夠使整流電路部分小型化、同時(shí)能夠適應(yīng)采用位置傳感器的構(gòu)成及無位置傳感器的構(gòu)成之任何一種構(gòu)成的小型電動(dòng)機(jī)控制裝置。另外，本發(fā)明的其它目的還在于提供即使逆變器電路的輸入電壓是有較大脈動(dòng)的電壓也能夠?qū)o刷電動(dòng)機(jī)不停止施加電壓、而以無位置傳感器的方式來驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其構(gòu)成包括將變動(dòng)的電壓作為輸入、并將所述電壓變換為所希望的電壓后輸出給無刷電動(dòng)機(jī)的逆變器電路，以及將輸入所述逆變器電路的輸入電壓及流過所述無刷電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流及表示應(yīng)該流過所述無刷電動(dòng)機(jī)的電流值的電動(dòng)機(jī)電流指令作為輸入、而在輸入所述逆變器電流的輸入電壓值小于應(yīng)該加在所述無刷電動(dòng)機(jī)上的電壓值時(shí)保持對(duì)所述無刷電動(dòng)機(jī)所加電壓的電壓相位來控制所述逆變器電路的控制單元。
這樣構(gòu)成的本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，即使在逆變器電路的直流側(cè)電壓較低時(shí)，也能夠?qū)o刷電動(dòng)機(jī)不停止施加電壓而連續(xù)地加上電壓。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中也可以這樣構(gòu)成控制單元，使其根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流來推無刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位。通過這樣構(gòu)成，由于即使在不能根據(jù)位置傳感器得到無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相位信息的進(jìn)行無傳感器驅(qū)動(dòng)時(shí)，也能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)不停止施加電壓而連續(xù)地加上電壓，因此能夠推算電動(dòng)機(jī)的相位，能夠不使用位置傳感器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中也可以這樣構(gòu)成控制單元，使其在逆變器電路的兩端電壓值小于加在無刷電動(dòng)機(jī)上的電壓指令值時(shí)，停止所述控制單元的積分控制。通過這樣構(gòu)成，由于對(duì)進(jìn)行電流控制的控制器也可以不疊加不需要的誤差，因此能夠不流過不需要的電動(dòng)機(jī)電流，提高無位置傳感器的推算精度，提供能夠穩(wěn)定進(jìn)行良好控制的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中也可以這樣構(gòu)成控制單元，使其利用具有非干擾項(xiàng)的計(jì)算式來計(jì)算電壓指令值。這樣，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置由于反饋控制中具有非干擾項(xiàng)，因此能提高電流控制系統(tǒng)的獨(dú)立性，更進(jìn)一步提高無位置傳感器的推算精度，使動(dòng)作更穩(wěn)定。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中也可以這樣構(gòu)成控制單元，使其檢測逆變器電路的電壓，推算下一個(gè)控制周期所加的所述逆變器電路的電壓，來控制所述逆變器電路。在逆變器電路的輸入電壓有很大脈動(dòng)時(shí)，特別是逆變器電路的控制周期較長時(shí)，檢測結(jié)果與實(shí)際電壓之間將產(chǎn)生誤差。但是，由于控制單元是這樣構(gòu)成的，即根據(jù)檢測的逆變器電路的電壓，推算下一個(gè)控制周期所加的逆變器電路的電壓，來進(jìn)行控制，因此能夠以高精度推算逆變器電路的輸入電壓。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)o刷電動(dòng)機(jī)加上更高精度的電壓，能夠提供更好的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中也可以這樣構(gòu)成，使其在逆變器電路的輸入側(cè)具有電容量小的電容器。這樣構(gòu)成的本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，由于來自電動(dòng)機(jī)一側(cè)的再生電流將流入電容器，因此能夠防止因該再生電流而引起的逆變器主電路輸入側(cè)電壓的異常上升，構(gòu)成具有過電壓保護(hù)功能的安全的裝置。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中也可以這樣構(gòu)成，使其在逆變器電路的輸入側(cè)具有電感量小的電感器。這樣構(gòu)成的本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，由于電流波形變得光滑，因此能除去高頻諧波分量，構(gòu)成電源利用率更高的裝置。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，還包括具有電感器及二極管及開關(guān)元件及電容器的升壓電路，以及控制所述升壓電路的升壓電路控制單元，所述升壓電路控制單元也可以這樣構(gòu)成，使其根據(jù)來自所述控制單元的信號(hào)，決定所述開關(guān)元件的占空比值。這樣構(gòu)成的本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，由于其構(gòu)成中能夠通過升壓電路將逆變器電路的輸入側(cè)電壓升壓，因此構(gòu)成無刷電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速上升、能夠在更大的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，升壓電路控制單元將檢測的交流電源相位及交流電流值作為輸入而構(gòu)成，也可以這樣構(gòu)成，即包括根據(jù)檢測的相位及來自控制單元的控制信號(hào)來輸出交流電流指令值的交流電流指令單元，以及根據(jù)所述交流電流指令值及檢測的交流電源的交流電流來形成驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)元件的PWM指令值后輸出的PWM指令生成單元。這樣構(gòu)成的本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置構(gòu)成對(duì)電源系統(tǒng)不產(chǎn)生惡劣影響的裝置。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中也可以這樣構(gòu)成，即包括具有將變動(dòng)的電壓作為輸入的電感器、構(gòu)成整流電路的多個(gè)二極管、與所述整流電路連接的進(jìn)行開關(guān)的動(dòng)作的開關(guān)元件、及輸出升壓后的電壓的電容器的升壓電路，以及控制所述升壓電路的升壓電路控制單元。這樣構(gòu)成的本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置能夠以簡單的構(gòu)成大幅度地?cái)U(kuò)大運(yùn)轉(zhuǎn)范圍。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中最好這樣構(gòu)成，即設(shè)電容器的電容量為C[F]、電動(dòng)機(jī)最大輸出功率為P[W]，則C≤2×10-7×P在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中最好這樣構(gòu)成，即逆變器電路中具有電感量小的電感器而構(gòu)成，設(shè)電感器的電感量為L[H]、電容器的電容量為C[F]，則L≤9×10-9/C在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中最好這樣構(gòu)成，即設(shè)電感器的電感量為L[H]、電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為P[W]，則L≤P×10-6如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置能夠用于壓縮機(jī)、空調(diào)機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)、電熱干燥機(jī)、電風(fēng)扇、吸塵器及熱泵型熱水器，即使在逆變器電路的直流側(cè)電壓較低時(shí)，也能夠?qū)︱?qū)動(dòng)源不停止施加電壓，連續(xù)地加上所希望的電壓，能夠以高效率驅(qū)動(dòng)各設(shè)備。
發(fā)明的創(chuàng)新性特征不外乎是所附的權(quán)利要求書中所特別敘述的內(nèi)容，但關(guān)于構(gòu)成及內(nèi)容這兩方面，通過與其它的目的及特征一起并參照附圖和閱讀以下的詳細(xì)說明，將能夠更好的理解并評(píng)價(jià)本發(fā)明。


圖1所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖2所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1中的PWM生成單元的構(gòu)成方框圖。
圖3所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1中Vpn生成單元的動(dòng)作流程圖。
圖4A所示為測量利用以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置的電動(dòng)機(jī)電流等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。
圖4B所示為測量利用實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置的電動(dòng)機(jī)電流等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。
圖5所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的PWM生成單元方框圖。
圖6所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2中的比例單元的動(dòng)作流程圖。
圖7所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖8A所示為測量利用以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置的電動(dòng)機(jī)電流等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。
圖8B所示為測量利用實(shí)施形態(tài)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置的電動(dòng)機(jī)電流等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。
圖9所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖10所示為測量利用實(shí)施形態(tài)4的電動(dòng)機(jī)控制裝置的電動(dòng)機(jī)電流等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。
圖11所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖12所示為測量利用實(shí)施形態(tài)5的電動(dòng)機(jī)控制裝置的電動(dòng)機(jī)電流等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。
圖13所示為表示利用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置及以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置的電動(dòng)機(jī)極限轉(zhuǎn)矩的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。
圖14所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)7的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖15所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)8的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖16A所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖16B所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置中升壓電路其它構(gòu)成的電路圖。
圖17所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置中輸入升壓電路的輸入波形的波形圖。
圖18所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的動(dòng)作波形圖。
圖19所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)10的電動(dòng)機(jī)控制裝置方框圖。
圖20所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)10的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的升壓電路控制單元的構(gòu)成方框圖。
圖21所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)10的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的動(dòng)作波形圖。
圖22所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)10的電動(dòng)機(jī)機(jī)控制裝置中的升壓電路控制單元的其它構(gòu)成方框圖。
圖23A所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)11的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖23B所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)11的電動(dòng)機(jī)控制裝置中其它構(gòu)成的倍壓整流升壓電路的電路圖。
圖24所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)11的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的動(dòng)作波形圖。
圖25所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)12的壓縮機(jī)的構(gòu)成方框圖。
圖26所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)劑的構(gòu)成方框圖。
圖27所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)14的冰箱的構(gòu)成方框圖。
圖28所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)15的洗衣機(jī)的構(gòu)成方框圖。
圖29所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)16的電熱干燥機(jī)的構(gòu)成方框圖。
圖30所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)17的電風(fēng)扇的構(gòu)成方框圖。
圖31所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)18的吸塵器的構(gòu)成方框圖。
圖32所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器的構(gòu)成方框圖。
圖33所示為第一以往技術(shù)的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖34所示為第二以往技術(shù)的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。
附圖的一部分或全部是以圖示為目的，利用簡要的表現(xiàn)方法描繪的，務(wù)請(qǐng)考慮到不一定忠實(shí)地描繪出圖中所示要素的實(shí)際相對(duì)的大小及位置。
具體實(shí)施例方式
下面利用附圖1至圖32，說明本發(fā)明的理想實(shí)施形態(tài)的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
(實(shí)施形態(tài)1)圖1所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。在圖1中，從單相交流電源5輸出的交流電，在整流電路1中進(jìn)行整流，形成具有脈動(dòng)的直流電，加在逆變器電路2上。逆變器電路2將整流的直流電變換為交流電，對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3加上所希望的電壓?？刂茊卧?檢測流過無刷電動(dòng)機(jī)3的電流，驅(qū)動(dòng)并控制逆變器電路2。控制單元4具有dq變換單元6、d軸PI控制器7、q軸PI控制器8、PWM生成單元9及減法器等。
下面說明實(shí)施形態(tài)1的控制單元4的工作情況。
dq變換單元6利用流過無刷電動(dòng)機(jī)3的三相繞組的電流檢測值Iu、Iv、Iw，按照下式(1)計(jì)算d軸電流檢測值Id及q軸電流檢測值Iq。作為該計(jì)算中所用的旋轉(zhuǎn)相位θ，在無刷電動(dòng)機(jī)3具有位置傳感器時(shí)，采用來自該位置傳感器的位置信號(hào)，在不具有位置傳感器時(shí)，則采用作為推算轉(zhuǎn)子位置的結(jié)果所得到的推算相位。
IdIq=23cos(θ)cos(θ-23π)cos(θ+23π)sin(θ)sin(θ-23π)sin(θ+23π)IuIvIw······(1)]]>對(duì)d軸PI控制器7輸入根據(jù)來自外部的轉(zhuǎn)速指令及轉(zhuǎn)矩指令等計(jì)算的d軸電流指令值Id*與dq變換單元6的輸出的d軸電流檢測Id之誤差。對(duì)該誤差在d軸PI控制器7中進(jìn)行PI控制，生成d軸電壓指令值Vd。對(duì)于q軸PI控制器8與d軸PI控制器7相同，輸入根據(jù)來自外部的轉(zhuǎn)速指令及轉(zhuǎn)矩指令等計(jì)算的q軸電流指令值Iq*與dq變換單元6的輸出的q軸電流檢測值Iq之誤差。對(duì)該誤差在q軸PI控制器8中進(jìn)行PI控制，生成q軸電壓指令值Vq。
PWM生成單元9根據(jù)d軸電壓指令值Vd、q軸電壓指令值Vq、以及輸入逆變器電路2的輸入電壓檢測值Vpn，輸出驅(qū)動(dòng)逆變器電路2的PWM信號(hào)。
圖2所示為PWM生成單元9的構(gòu)成及工作方框圖。如圖2所示，PWM生成單元9具有逆dq變換單元10、線間調(diào)制單元11及Vpn校正單元12。
逆dq變換單元10根據(jù)d軸電壓指令值Vd及q軸電壓指令值Vq，按照下式(2)計(jì)算三相正弦電壓指令值Vu、Vv、Vw。該計(jì)算中所用的旋轉(zhuǎn)相位θ，在無刷電動(dòng)機(jī)3具有位置傳感器時(shí)，采用它的位置信號(hào)，另外在不具有位置傳感器時(shí)，則采用推算轉(zhuǎn)子位置的結(jié)果中所得到的推算相位。
VuVvVw=23cos(θ)sin(θ)cos(θ-23π)sin(θ-23π)cos(θ+23π)sin(θ+23π)VdVq······(2)]]>線間調(diào)制單元11檢測輸入的三相正弦電壓指令值Vu、Vv、Vw中最小值，將從三相正弦電壓指令值減去檢測的最小值的結(jié)果作為Vu’、Vv’、Vw’輸出。這樣，至少一相正弦電壓指令值為0，剩下的兩相為正值。
Vpn校正單元12將來自線間調(diào)制單元11的輸出Vu’、Vv’、Vw’及輸入電壓檢測值Vpn作為輸入，生成PWM輸出占空比的值Du、Dv、Dw。這里，PWM輸出占空比的值Du、Dv、Dw利用后述的式(3)或(4)求出。
圖3所示為Vpn校正單元12中的計(jì)算方法的流程圖。
首先檢測來自線間調(diào)制單元11的各相輸出值Vu’、Vv’、Vw’的最大值，將該值作為施加電壓最大值Vmax(步驟31)。然后，比較施加電壓最大值Vmax與輸入電壓檢測值Vpn的大小(步驟32)。在步驟32中，在輸入電壓檢測值Vpn大于施加電壓最大值Vmax時(shí)，進(jìn)行通常的計(jì)算，對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)加上所希望的施加電壓指令值。因而，利用下式(3)來決定V相及W相的PWM輸出占空比的值(步驟33)。
Du=Vu′Vpn,DvVv′Vpn=,Dw=Vw′Vpn······(3)]]>另外，在輸入電壓檢測值Vpn小于施加電壓最大值Vmax時(shí)，對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)不能加上所希望的施加電壓指令值，而不改變施加電壓的相位，加上這時(shí)能夠形成的最大電壓。為此，利用下式(4)來決定V相及W相的PWM輸出占空比的值(步驟34)。
Du=Vu′Vmax,DvVv′Vmax=,Dw=Vw′Vmax······(4)]]>若進(jìn)行上式(4)的計(jì)算，則由于U相、V相及W相的比例與式(4)計(jì)算前的比例相同，因此在保持施加電壓的相位的狀態(tài)下，對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3加上電壓。
圖4A所示為利用以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置的電動(dòng)機(jī)電流實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。圖4B所示為Vpn校正單元12使用式(4)時(shí)利用實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)電流實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。在圖4A及圖4B中，從上面起依次所示為輸入電壓檢測值Vpn、電動(dòng)機(jī)電流、電動(dòng)機(jī)電流指令值及電動(dòng)機(jī)施加電壓相位。在得到圖4A的結(jié)果的實(shí)驗(yàn)中，是使用前述的第一以往技術(shù)構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)控制裝置作為以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，輸入逆變器電路的輸入側(cè)電壓即輸入電壓檢測值Vpn較小時(shí)，無刷電動(dòng)機(jī)中流過大大偏離目標(biāo)電流的電流。這樣的電流導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率下降及噪聲增大。另外，若流過電流，將使電動(dòng)機(jī)永磁體去磁，成為產(chǎn)生故障的原因。再有，由于對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)所加的負(fù)載越大時(shí)，電流的最大值越大，因此在規(guī)定負(fù)載之下為了驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)，必須增大逆變器電路的額定電流，必須使用由昂貴的元器件構(gòu)成的逆變器電路。另外，在圖4A中，采用以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置，在輸入逆變器電路輸入電壓檢測值Vpn較小時(shí)發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)施加電壓的相位混亂，另外電動(dòng)機(jī)電流產(chǎn)生很大波動(dòng)。
而在使用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置時(shí)，由于保持電動(dòng)機(jī)施加電壓的相位，因此即使輸入電壓檢測值Vpn較小時(shí)，對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3也加上正確的電壓相位。而且，由于這時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流的波動(dòng)也變小，因此將提高電動(dòng)機(jī)功率，而且減少噪聲。
根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，由于電動(dòng)機(jī)電流較大，超過所需要的電流，因此導(dǎo)致逆變器電路大型化，并導(dǎo)致成本增加，與此相反，在使用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，電動(dòng)機(jī)電流的波動(dòng)較小，能夠利用電流容量等較小的逆變器電路構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置，能夠使整流電路部分小型化，同時(shí)能夠適應(yīng)采用位置傳感器的構(gòu)成及無位置傳感器的構(gòu)成之任何一種構(gòu)成。另外，實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置，即使逆變器電路的輸入電壓是有較大脈動(dòng)的電壓，也能夠?qū)o刷電動(dòng)機(jī)不停止施加電壓、而以無位置傳感器的方式來驅(qū)動(dòng)。
(實(shí)施形態(tài)2)下面說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的電動(dòng)機(jī)控制裝置。圖5所示為實(shí)施形態(tài)2的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的PWM生成單元90的工作方框圖。實(shí)施形態(tài)2的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成，除了前述實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的PWM生成單元9以外，與實(shí)施形態(tài)1的構(gòu)成本質(zhì)上相同，因此說明其PWM生成單元90。
如圖5所示，實(shí)施形態(tài)2的PWM生成單元90具有比例校正單元13、逆dq變換單元10、線間調(diào)制單元11及比例生成單元14。在圖5中，逆dq變換單元10及線間調(diào)制單元11的作用與前述實(shí)施形態(tài)1相同。
圖6的流程圖所所示威比例校正單元13中的計(jì)算方法。首先根據(jù)d軸電壓指令值Vd及q軸電壓指令值Vq，利用下式(5)的計(jì)算式來計(jì)算V1(步驟35)。然后，比較V1與輸入電壓檢測值Vpn的大小(步驟36)。
V1=2(Vd2+Vg2)·······(5)]]>在步驟36中，在輸入電壓檢測值Vpn較小時(shí)，利用下式(6)，將d軸電壓指令值Vd及將軸電壓指令值Vq的值分別變?yōu)閂d’及Vq’后輸出(步驟37)。在輸入電壓檢測值Vpn較大時(shí)，將d軸電壓指令值Vd及q軸電壓指令值Vq照原樣輸出。
比例生成單元14進(jìn)行前述式(3)的運(yùn)算，生成PWM輸出占空比的值Du、Dv、Dw。
Vd,=VpnV1Vd,Vq,=VpnV1Vq······(6)]]>若如前所述，在比例校正單元13中進(jìn)行式(6)的計(jì)算，將d軸電壓指令值Vd及q軸電壓指令值Vq的值變?yōu)閂d’及Vq’，則對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3雖沒有加上所希望的施加電壓，但將保持施加電壓的相位。
前述實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的PWM生成單元9與實(shí)施形態(tài)2的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的PWM生成單元90僅僅是中間的計(jì)算方法不同，若條件相同，則計(jì)算出的PWM輸出占空比的值Du、Dv、Dw相同。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的電動(dòng)機(jī)控制裝置，即使逆變器電路的直流側(cè)電壓較低時(shí)，也能夠?qū)o刷電動(dòng)機(jī)3不停止施加電壓而連續(xù)地施加電壓。另外，在實(shí)施形態(tài)2中，即使在無刷電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)子相位信息不能從位置傳感器得到的狀態(tài)下進(jìn)行無傳感器驅(qū)動(dòng)時(shí)，也能夠?qū)o刷電動(dòng)機(jī)3不停止施加電壓而連續(xù)地施加電壓。因而，根據(jù)實(shí)施形態(tài)2的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成，由于能夠始終推算無刷電動(dòng)機(jī)3的相位，因此能夠提供不使用位置傳感器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
<實(shí)施形態(tài)3>
下面說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置。圖7所示為實(shí)施形態(tài)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。在圖7中，整流電路1、逆變器電路2、無刷電動(dòng)機(jī)3及單相交流電源5具有與前述實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。在實(shí)施形態(tài)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置的控制單元4a中，設(shè)置相位推算單元15。相位推算單元15根據(jù)dq變換單元6中計(jì)算的d軸電流檢測值Id及q軸電流檢測值Iq、以及由PWM生成單元9a輸出的d軸電壓指令值Vd’及q軸電壓指令值Vq’，輸出推算相位θ。由于推算相位的運(yùn)算方法在前述的平成9年(1997年)發(fā)行的電氣學(xué)會(huì)論文志D、117卷1號(hào)、第98-104頁、竹下、市川、李、松井等人發(fā)表的“基于速度電動(dòng)勢推算的無傳感器凸極型無刷直流電動(dòng)機(jī)控制”中詳細(xì)敘述，因此這里省略。計(jì)算出的推算相位θ送出給dq變換單元6及PWM生成單元9a使用。
這里，用圖7簡單說明上述文獻(xiàn)“基于速度電動(dòng)勢推算的無傳感器凸極型無刷直流電動(dòng)機(jī)控制”中所述的推算相位θ的運(yùn)算方法。相位推算單元15設(shè)定無刷電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)子相位的推算值，設(shè)定與無刷電動(dòng)機(jī)3的實(shí)際轉(zhuǎn)子相位的誤差。根據(jù)一般的無刷電動(dòng)機(jī)的電壓方程式，利用上述設(shè)定的誤差，生成將轉(zhuǎn)子相位的推算值作為基準(zhǔn)的電壓方程式。根據(jù)該式，計(jì)算無刷電動(dòng)機(jī)的推算轉(zhuǎn)速。進(jìn)行反饋控制，使得該運(yùn)算結(jié)果與實(shí)際的無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相等。通過繼續(xù)進(jìn)行該反饋控制，能夠使上述誤差收斂為0，使推算相位θ與實(shí)際轉(zhuǎn)子相位一致。在生成上述電壓方程式時(shí)，使用無刷電動(dòng)機(jī)3的繞組電阻值及電感值等電動(dòng)機(jī)常數(shù)。另外，在上述電壓方程式中，還使用這時(shí)加在無刷電動(dòng)機(jī)3上的電壓值及流過的電流值。這樣，通過使用無刷電動(dòng)機(jī)3的施加電壓、電流及電動(dòng)機(jī)常數(shù)，能夠推算無刷電動(dòng)機(jī)3的相位。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)。另外，若將推算相位θ進(jìn)行微分，還能夠計(jì)算無刷電動(dòng)機(jī)3的推算轉(zhuǎn)速ω。
在實(shí)施形態(tài)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，通過輸入相位推算單元15的d軸電壓指令值Vd’及q軸電壓指令值Vq’在PWM生成單元9a中作為與實(shí)際加在無刷電動(dòng)機(jī)3上的d軸電壓指令值Vd及q軸電壓指令值Vq相等的值，即使在逆變器電路2的直流側(cè)電壓是脈動(dòng)電壓的情況下，也能夠正確進(jìn)行相位推算，能夠?qū)崿F(xiàn)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)。在例如根據(jù)前述的實(shí)施形態(tài)2構(gòu)成實(shí)施形態(tài)3的PWM生成單元9a時(shí)，只要將圖5的比例校正單元13的輸出即d軸電壓指令值Vd’及q軸電壓指令值Vq’輸出給相位推算單元15即可。或者，在根據(jù)前述的實(shí)施形態(tài)1構(gòu)成PWM生成單元9a時(shí)，只要根據(jù)來自圖2的Vpn校正單元12的PWM輸出占空比的值Du、Dv、Dw及輸入電壓檢測值Vpn再次計(jì)算三相正弦電壓Vu、Vv、Vw，將作為進(jìn)行dq變換的結(jié)果所得到的d軸電壓指令值及q軸電壓指令值輸出給相位推定單元即可。
決定占空比的值時(shí)的輸入電壓檢測值Vpn與實(shí)際逆變器電路2進(jìn)行PWM動(dòng)作時(shí)的輸入電壓，由于輸入電壓脈動(dòng)而不相同。因而，與將指令時(shí)的電壓指令值Vd’及Vq’輸出給相位推算單元15相比，也可以采用實(shí)際上逆變器電路2進(jìn)行PWM動(dòng)作時(shí)的輸入電壓檢測值Vpn的值，再次計(jì)算d軸及q軸電壓指令值后輸出給相位推算單元15。當(dāng)然，這樣再次計(jì)算的相位推算精度將提高。
圖8A所示為利用以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置的相位推定實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。圖8B所示為利用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置的相位推算實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。在圖8A及圖8B中，上方的波形所示為輸入電壓檢測值Vpn，下方的波形所示為推算相位的波形。在圖8A的實(shí)驗(yàn)中，是使用僅將前述第二以往技術(shù)與第三以往技術(shù)組合構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)控制裝置作為以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
如圖8A所示，在以往的電動(dòng)機(jī)裝置中，在逆變器電路的輸入電壓檢測值Vpn較小時(shí)，推算相位產(chǎn)生失真，推算結(jié)果與實(shí)際相位產(chǎn)生偏離。其結(jié)果，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率下降及噪聲增大。另外，在負(fù)載較大時(shí)，相位的偏離將變得更大，存在電動(dòng)機(jī)失真以至完全停止的嚴(yán)重問題。作為解決這樣問題的裝置，可以提供實(shí)施形態(tài)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置。如圖8B所示，實(shí)施形態(tài)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置的推算相位與實(shí)際相位相同，構(gòu)成線性關(guān)系。因而，實(shí)施形態(tài)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置即使是無位置傳感器的構(gòu)成，也能夠進(jìn)行不導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率下降及噪聲增大的理想的電動(dòng)機(jī)控制。
<實(shí)施形態(tài)4>
下面說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的電動(dòng)機(jī)控制裝置，圖9所示為實(shí)施形態(tài)4的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。在圖9中，整流電路1、逆變器電路2、無刷電動(dòng)機(jī)3及單相交流電源5具有與前述實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。實(shí)施形態(tài)4中的控制單元4b具有d軸PI控制器7a、q軸PI控制器8a、PWM生成單元9b、dq變換單元6及減法器等。
實(shí)施形態(tài)4中的PWM生成單元9b是這樣構(gòu)成，使得在實(shí)施形態(tài)1所示的Vpn校正單元(圖2)的運(yùn)算過程中，在根據(jù)步驟32(圖3)的條件判斷結(jié)果而進(jìn)行步驟34(式(4)的運(yùn)算)時(shí)，將信號(hào)S送至d軸PI控制器7a及q軸PI控制器8a。
接受來自PWM生成單元9b的信號(hào)S的d軸PI控制器7a，在PWM生成單元9b進(jìn)行步驟34時(shí)，即在步驟34中根據(jù)d軸電流指令值Id*與d軸電流檢測值Id之誤差生成d軸電壓指令值時(shí)，進(jìn)行P(比例)控制，而不進(jìn)行I(積分)控制。另外，在q軸PI控制器8a中也進(jìn)行與上述d軸PI控制器7a相同的動(dòng)作。
圖10所示為利用實(shí)施形態(tài)4的電動(dòng)機(jī)電流實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。在圖10中，從上面起依次所示為輸入電壓檢測值Vpn、電動(dòng)機(jī)電流、電動(dòng)機(jī)電流指令值及電動(dòng)機(jī)施加電壓相位。
若比較圖10的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前述實(shí)施形態(tài)1的圖4B所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則可知特別是電動(dòng)機(jī)電流比電動(dòng)機(jī)電流指令值要大幅度增大的頻次下降，而且誤差減小。圖10中圓圈包圍的電動(dòng)機(jī)電流波形與圖4B中圓圈包圍的電動(dòng)機(jī)電流波形相比，可知更接近于電動(dòng)機(jī)電流指令值。這樣通過實(shí)驗(yàn)可以確認(rèn)，實(shí)施形態(tài)4的電動(dòng)機(jī)控制裝置能夠提高電動(dòng)機(jī)電流的控制性，減少過電流的發(fā)生，提高電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的最大值。
<實(shí)施形態(tài)5>
下面說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的電動(dòng)機(jī)控制裝置，圖11所示為實(shí)施形態(tài)5的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。在圖11中，整流電路1、逆變器電路2、無刷電動(dòng)機(jī)3及單相交流電源與具有與前述實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。實(shí)施形態(tài)5中的控制單元4c具有dq變換單元6、d軸PI控制器7、q軸PI控制器8、PWM生成單元9、d軸乘法單元18、q軸乘法單元19及q軸加法單元20。Dq變換單元6、d軸PI控制器7、q軸PI控制器8及PWM生成單元9具有與實(shí)施形態(tài)1相同的功能。D軸乘法單元18將q軸電流檢測值Iq與無刷電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速ω與無刷電動(dòng)機(jī)3的q軸電感量Lq的乘法運(yùn)算結(jié)果輸出，將與d軸PI擴(kuò)展器7的加法結(jié)果作為d軸施加電壓指令值Vd。Q軸乘法單元19將d軸電流檢測值Id與轉(zhuǎn)速ω與無刷電動(dòng)機(jī)3的d軸電感量Ld的乘法運(yùn)算結(jié)果輸出。Q軸加法單元20將轉(zhuǎn)速ω與無刷電動(dòng)機(jī)3的感應(yīng)電壓Ke的乘法運(yùn)算結(jié)果輸出。將q軸乘法單元19與q軸加法單元20與q軸PI控制器8的各自的輸出相加的結(jié)果作為q軸施加電壓指令值Vq。這些作用用下述式(7)的計(jì)算式表示 在實(shí)施形態(tài)5中，通過追加式(7)右邊第一項(xiàng)的非干擾項(xiàng)，能夠提高d軸及q軸的獨(dú)立性。圖12所示為利用實(shí)施形態(tài)5的電動(dòng)機(jī)電流實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。
如圖12所示，與圖10所示的實(shí)施形態(tài)4的電動(dòng)機(jī)控制裝置相比，電動(dòng)機(jī)電流的跟蹤性進(jìn)一步提高。圖12中圓圈包圍的電動(dòng)機(jī)電流波形與圖10中圓圈包圍的電動(dòng)機(jī)電流波形相比，可知更進(jìn)一步接近電動(dòng)機(jī)電流指令值。通過實(shí)驗(yàn)可以確認(rèn)，在實(shí)施形態(tài)5的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，與采用實(shí)施形態(tài)4的電動(dòng)機(jī)控制裝置的情況相比，過電流的發(fā)生進(jìn)一步減少，更能夠提高電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的最大值。
圖13所示為采用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與極限轉(zhuǎn)矩的關(guān)系和采用以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置時(shí)進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外，在圖13所示的實(shí)驗(yàn)中采用的本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置是將前述的實(shí)施形態(tài)1、實(shí)施形態(tài)3、實(shí)施形態(tài)4與實(shí)施形態(tài)5的構(gòu)成組合而構(gòu)成的裝置。另外，這時(shí)作為比較例采用的以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置是僅將第二以往技術(shù)與第三以往技術(shù)組合而構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)控制裝置。在該實(shí)驗(yàn)中，即使采用實(shí)施形態(tài)2的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成來代替實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成，也得到了同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
根據(jù)圖13的曲線圖可知，在采用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置時(shí)，與采用以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置的情況相比，其極性轉(zhuǎn)矩大幅度增大。因而，通過采用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，能夠充分滿足空調(diào)機(jī)及冰箱等使用的壓縮機(jī)所需要的轉(zhuǎn)矩。另外，通過采用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，也能夠滿足作為驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)、電熱干燥機(jī)、除塵器、電風(fēng)扇等所用電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置所要求的技術(shù)性能。
<實(shí)施形態(tài)6>
下面說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6的電動(dòng)機(jī)控制裝置。實(shí)施形態(tài)6的電動(dòng)機(jī)控制裝置是這樣構(gòu)成，使其根據(jù)過去的數(shù)據(jù)來推算輸入至逆變器電路的輸入電壓檢測值Vpn。
在實(shí)施形態(tài)6的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，由于輸入電壓檢測值Vpn的變動(dòng)較大，因此每個(gè)控制周期要進(jìn)行檢測。若設(shè)在前一個(gè)控制周期檢測的輸入電壓檢測值為Vpn[n-1]，在再前一個(gè)控制周期檢測的輸入電壓檢測值為Vpn[n-2]，則作為這一次的控制周期中使用的輸入電壓檢測值，與使用Vpn[n-1]相比，還要計(jì)算Vpn[n-1]與Vpn[n-2]的變化量，來推算這一次的控制周期中的輸入電壓檢測值Vpn[n]。下述式(8)所示為其計(jì)算式Vpn[n]＝Vpn[n-1]+(Vpn[n-1]-Vpn[n-2])……(8)式(8)是在假定前一次的輸入電壓檢測值Vpn[n-1]與再一次的輸入電壓檢測值Vpn[n-2]之變化量和這一次與前一次之變化量相等時(shí)成立的。在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，通過使用根據(jù)式(8)推算的輸入電壓檢測值Vpn[n]，能夠輸出精度高的占空比的值。
實(shí)施形態(tài)6中的所謂推算輸入電壓檢測值Vpn[n]的構(gòu)成，可以包含在前述的實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)5的構(gòu)成中，能夠輸出精度更高的占空比的值，進(jìn)行高效率的電動(dòng)機(jī)控制。
<實(shí)施形態(tài)7>
下面說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)7的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在電動(dòng)機(jī)停止時(shí)或逆變器電路的開關(guān)動(dòng)作停止時(shí)，流過電動(dòng)機(jī)的電流在逆變器電路的輸入側(cè)產(chǎn)生再生電流。在該再生電流較大時(shí)，逆變器電路的輸入側(cè)電壓將增大，有時(shí)形成過電壓，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)控制裝置損壞。實(shí)施形態(tài)7的電動(dòng)機(jī)控制裝置具有防止因這樣的再生電流而導(dǎo)致?lián)p壞的環(huán)節(jié)。
圖1 4所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)7的電動(dòng)機(jī)控制裝置中除控制單元以外的整流電路1、逆變器電路2、無刷電動(dòng)機(jī)3及單相交流電源5等的電路圖，控制單元省略。如圖14所示，在整流電路1與逆變器電路2之間設(shè)置電容量小的電容器16。通過這樣在整流電路1與逆變器電路2之間設(shè)置電容器16，能夠防止因再生電流而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)控制裝置的損壞，能夠?qū)崿F(xiàn)更安全的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
電容器16的電容量的值按照電動(dòng)機(jī)控制裝置不因再生電流而導(dǎo)致?lián)p壞來決定。例如，在家用空調(diào)機(jī)及熱泵供熱水器的壓縮機(jī)所使用的電動(dòng)機(jī)控制裝置的情況下，可以采用0.1μF～50μF左右。在冰箱、洗衣機(jī)、電熱干燥機(jī)及吸塵器的情況下，由于與空調(diào)機(jī)相比的再生電流大小較小，因此可以采用0.1μF～20μF左右。
另外，在實(shí)施形態(tài)7中，說明的是電容器16設(shè)置在整流電路1與逆變器電路2之間的結(jié)構(gòu)，但該電容器16只要與逆變器電路2的輸入側(cè)連接即可。
這里，所謂再生電流是表示，在無刷電動(dòng)機(jī)3要停止之前，由無刷電動(dòng)機(jī)3的繞組電感量L[H]及流過該繞組的電流所決定的存儲(chǔ)能量在對(duì)電容器16形成電壓而再生時(shí)，從無刷電動(dòng)機(jī)3流入電容器16的電流。無刷電動(dòng)機(jī)3的最大輸出功率P[W]取決于無刷電動(dòng)機(jī)3的允許電流值及無刷電動(dòng)機(jī)3的電感量L等。在實(shí)施形態(tài)7中，無刷電動(dòng)機(jī)3的最大輸出功率P[W]，若綜合考慮前述的電容量C[F]與使用的無刷電動(dòng)機(jī)3的輸出功率的關(guān)系、以及電動(dòng)機(jī)控制裝置不損壞的值等，則具有下式(9)所示的關(guān)系。
C≤2×10-7×P……(9)實(shí)施形態(tài)7中的所謂防止因再生電流而損壞電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成，可以包含在前述的實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)6的構(gòu)成中，能夠提供可靠性更高的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
<實(shí)施形態(tài)8>
下面說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)8的電動(dòng)機(jī)控制裝置。圖15所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)8的電動(dòng)機(jī)控制裝置中除控制單元以外的整流電路1、逆變器電路2、無刷電動(dòng)機(jī)3及單相交流電源5等的電路圖，控制單元省略。
整流電路1的輸入電流受到逆變器電路2中的開關(guān)動(dòng)作的影響。特別是開關(guān)動(dòng)作的載波頻率較低時(shí)，存在其波形失真的問題。在實(shí)施形態(tài)8的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，如圖15所示，在單相交流電源5與整流電路1之間設(shè)置具有電感量L的電感器17。實(shí)施形態(tài)8的電動(dòng)機(jī)控制裝置，通過在單相交流電源5與整流電路1之間設(shè)置電感器17，能夠提高輸入電流的功率因數(shù)，改善電流波形。電感器17的電感量L的值按照減小電流失真來設(shè)定。例如，在家用空調(diào)機(jī)及熱泵供熱水器的壓縮機(jī)所使用的電動(dòng)機(jī)控制裝置的情況下，電感量L可以是0.1mH～2.0mH左右。在冰箱、洗衣機(jī)、電熱干燥機(jī)及吸塵器的情況下，由于與空調(diào)機(jī)相比的電流大小較小，因此電感量L可以采用0.1mH～1.0mH左右。
另外，在實(shí)施形態(tài)8中，說明的是電感器17設(shè)置在單相交流電源5與整流電路1之間的結(jié)構(gòu)，但電感器17只要與整流電路1的輸入側(cè)連接即可。
電感器17的電感量L與電流大小及逆變器電路2的開關(guān)頻率有關(guān)。在前述的空調(diào)機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)等家用電氣產(chǎn)品的情況下，開關(guān)頻率沒有太大的不同，實(shí)際上為幾千赫到十幾千赫。因而，實(shí)施形態(tài)8中的適當(dāng)?shù)碾姼辛縇可以認(rèn)為基本上由電流大小來決定。單相交流電源5的電壓由于200～230V是世界通用的電壓，因此無刷電動(dòng)機(jī)3的最大輸出功率P[W]與適當(dāng)?shù)碾姼辛縇之間有相關(guān)關(guān)系，實(shí)際上具有下式(10)所示的關(guān)系。
L≤P×10-6……(10)另外，在設(shè)置了電感器17及電容器16這兩種元器件的電動(dòng)機(jī)控制裝置的情況下，將產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。為了使得該諧振現(xiàn)象對(duì)交流電源系統(tǒng)不產(chǎn)生惡劣影響，在電感器17的電感量L與電容器16的電容量C之間具有下式(11)所示的關(guān)系。
L≤9×10-9/C ……(11)另外，在設(shè)置電感器的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，如前述的實(shí)施形態(tài)7中說明的那樣，以防止因再生電流而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)控制裝置的損壞為目的，還可以設(shè)置具有電容量C的電容量。但是，這種情況下，電感器與電容器成為串聯(lián)連接，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。該諧振頻率如一般所知道的那樣，是1/2π(LC),]]>由電感器及電容器的值所決定。因而，作為一個(gè)例子，若設(shè)計(jì)電感器及電容器的值，以提高諧振頻率，使其高于電源高次諧波限止的頻率，則能夠提高產(chǎn)生噪聲更少的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
<實(shí)施形態(tài)9>
下面說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置。圖16A所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。在圖16A中，逆變器電路2、無刷電動(dòng)機(jī)3、控制單元4及單相交流電源5具有與前述實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。在實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置中是這樣構(gòu)成，即在逆變器電路2的輸入側(cè)設(shè)置升壓電路21，將來自單相交流電源5的交流電壓(例如AC100V)進(jìn)行升壓(例如AC200V)，然后輸入至逆變器電路2。
升壓電路21具有加上單相交流電源5的輸入電壓V的電感器200、串聯(lián)連接的二個(gè)開關(guān)元件201及202、串聯(lián)連接的二個(gè)二極管203及204、以及電容器205。單相交流電源5的一端通過電感器200與二個(gè)開關(guān)元件201及202的連接點(diǎn)相連，單相交流電源5的另一端與二個(gè)二極管203及204的連接點(diǎn)相連。然后，開關(guān)元件201及202的串聯(lián)連接電路、二個(gè)二極管203及204的串聯(lián)連接電路、以及電容器205分別并聯(lián)連接。從電容器205的兩端的輸出，將輸入逆變器電路2。
另外，在實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，設(shè)置控制升壓電路21中的開關(guān)元件201及202的開關(guān)動(dòng)作用的升壓電路控制單元22。在以下的說明中，將圖16A所示的電動(dòng)機(jī)控制裝置的處于上方的開關(guān)元件201稱為上臂開關(guān)元件201，將處于下方的開關(guān)元件202稱為下臂開關(guān)元件202。
下面說明實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的升壓電路控制單元22的一個(gè)動(dòng)作例子。
升壓電路控制單元22輸出對(duì)升壓電路21中設(shè)置的上臂開關(guān)元件201及下臂開關(guān)元件202進(jìn)行控制的PWM指令。對(duì)一個(gè)開關(guān)元件的PWM指令交替存在兩個(gè)期間，一個(gè)是以規(guī)定時(shí)間重復(fù)開關(guān)動(dòng)作的開關(guān)期間，另一個(gè)是持續(xù)斷開狀態(tài)的斷開期間。另外，在一個(gè)開關(guān)元件以規(guī)定時(shí)間重復(fù)開關(guān)動(dòng)作的開關(guān)期間中，另一個(gè)開關(guān)元件處于持續(xù)斷開狀態(tài)的斷開期間。
在圖17中，(a)的信號(hào)是升壓電路控制單元22輸出的對(duì)上臂開關(guān)元件201的控制信號(hào)V1，(b)的信號(hào)是升壓電路控制單元22輸出的對(duì)下臂開關(guān)元件202的控制信號(hào)V2，(c)的信號(hào)是單相交流電源5的輸出電壓V。圖17所示的信號(hào)表示它們的一個(gè)例子。如圖17所示，例如在期間A中，設(shè)上臂開關(guān)元件201進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，下臂開關(guān)元件202處于持續(xù)斷開狀態(tài)，而在期間B中，設(shè)下臂開關(guān)元件202進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，上臂開關(guān)元件201處于持續(xù)開關(guān)狀態(tài)。
期間A所示的狀態(tài)是單相交流電源5的輸出電壓V的不與電感器200連接的一側(cè)為高電壓的期間。而期間B所示的狀態(tài)是單相交流電源5的輸出電壓的與電感器200連接的一側(cè)為高電壓的期間。即，期間A及期間B與單相交流電源5的電源頻率同步交替產(chǎn)生。升壓電路控制單元22對(duì)升壓電路21輸出PWM指令，使得升壓電路21中設(shè)置的上臂開關(guān)元件201及下臂開關(guān)元件202如前所述那樣進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。
下面說明實(shí)施形態(tài)9中PWM指令的PWM輸出占空比的值的決定方法。
控制單元4在每次逆變器電路2的輸入電壓成為最大的時(shí)刻，判斷是否執(zhí)行了前述的實(shí)施形態(tài)3的中所示的圖3的步驟34。即，控制單元4在輸入電壓檢測值Vpn小于施加電壓最大值Vmax時(shí)，判斷是否U、V、W相的PWM輸出占空比的值已根據(jù)式(4)來決定。
在判斷為執(zhí)行了步驟34時(shí)，控制單元4對(duì)升壓電路控制單元22輸出表示執(zhí)行了步驟34的控制信號(hào)。升壓電路控制單元22在來自控制單元4的控制信號(hào)控制時(shí)，使輸出給升壓電路21的PWM指令的PWM輸出占空比的值增大。另外，在沒有控制信號(hào)輸入時(shí)，升壓電路控制單元22使PWM指令的PWM輸出占空比的值減少。因而，改變升壓電路控制單元22的PWM指令的PWM輸出占空比的值變成是在每次逆變器電路2的最入嗲按壓成為最大的時(shí)刻。該時(shí)刻是單相交流電源5的輸出電壓成為最大的時(shí)刻。
下面說明判斷是圖17所示的期間A還是期間B的動(dòng)作狀態(tài)的方法若起動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)3，則由于升壓電路21中設(shè)置的電容器205的容量小，因此逆變器電路2的輸入電壓與不設(shè)置電容器205時(shí)的波形類似(例如，圖4A及圖4B中用Vpn表示的輸入電壓檢測信號(hào))。這時(shí)，使下臂開關(guān)元件202與來自控制單元4的控制信號(hào)無關(guān)，按照預(yù)先規(guī)定的PWM指令的PWM輸出占空比的值進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。這時(shí)，在單相交流電源5的輸出電壓的電感器200連接一側(cè)的電壓較高時(shí)，與不進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作時(shí)相比，電容器205的電壓升壓。因而，這時(shí)的狀態(tài)可以判斷為單相交流電源5的電壓相位是期間B。反之，在單相交流電源5的輸出電壓的不與電感器200連接一側(cè)的電壓較高時(shí)，電容器205的電壓不升壓。因而，這時(shí)的狀態(tài)可以判斷為單相交流電源5的電壓相位是期間A。
如上所述，由于通過檢測電容器205的電壓是否升壓，能夠檢測單相交流電源5的電壓相位，因此在實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，能夠不用電壓相位檢測電路而可判斷是期間A還是期間B。
圖18所示為實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的單相交流電源5的輸出電壓V的波形及根據(jù)計(jì)算出的PWM輸出占空比的值而改變的脈沖信號(hào)波形。
另外，在上述實(shí)施形態(tài)9中，說明的是使下臂開關(guān)元件202按照預(yù)先規(guī)定的PWM指令的PWM輸出占空比的值進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作的構(gòu)成，但這時(shí)進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作的開關(guān)元件也可以是上臂開關(guān)元件201。在這種情況下，當(dāng)然電容器205升壓時(shí)成為期間A，不升壓時(shí)成為期間B。
圖16B所示為實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的其它升壓電路21a的構(gòu)成電路圖。如圖16B所示，實(shí)施形態(tài)9中的升壓電路21a也可以用一個(gè)開關(guān)元件、多個(gè)二極管及一個(gè)電容器構(gòu)成。在這樣構(gòu)成的情況下，不需要區(qū)別上臂開關(guān)元件及下臂開關(guān)元件，只要使一個(gè)開關(guān)元件根據(jù)PWM指令進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作即可。
以上在實(shí)施形態(tài)9中說明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，是在單相交流電源5的輸出電壓較低、例如使得對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3的施加電壓不足那樣的情況下具有能夠?qū)⒛孀兤麟娐?的輸入電壓的結(jié)構(gòu)。因此，實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置能夠使無損電動(dòng)機(jī)3的最大轉(zhuǎn)速上升，大幅度擴(kuò)大運(yùn)轉(zhuǎn)范圍。特別是在空調(diào)機(jī)的情況下，由于最大轉(zhuǎn)速能夠上升，因此制冷制熱的能力變化范圍大，將更進(jìn)一步提高舒適性。另外，在采用實(shí)施形態(tài)9的電動(dòng)機(jī)控制裝置的設(shè)備中，特別是制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中最大能力提高，將能夠提供制熱效果更大的空調(diào)機(jī)。
<實(shí)施形態(tài)10>
下面說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)10的電動(dòng)機(jī)控制裝置。圖19所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)10的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。在圖19所示的實(shí)施形態(tài)10的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，逆變器電路2、無刷電動(dòng)機(jī)3、控制單元4及單相交流電源5具有與前述實(shí)施形態(tài)9相同的功能及構(gòu)成。
在實(shí)施形態(tài)10的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，升壓電路控制單元22a具有交流指令生成單元23及PWM指令生成單元24。
在升壓電路控制單元22a的交流電流指令生成單元23中，檢測單相交流電源5的電壓相位，并生成與該檢測的電壓相位相同相位的交流電流指令值，輸出給PWM指令生成單元24。交流電流指令值的振幅值是根據(jù)來自控制單元4的控制信號(hào)生成的。
從控制單元4輸入至交流電流指令生成單元23的控制信號(hào)與前述實(shí)施形態(tài)9中說明的控制信號(hào)相同。交流電流指令生成單元23在從控制單元4輸入控制信號(hào)時(shí)，使交流電流指令值的振幅值增大。另外，在從控制單元4不輸入控制信號(hào)時(shí)，使交流電流指令值的振幅值減少。
對(duì)PWM指令生成單元24輸入來自交流電流指令生成單元23的交流電流指令值及單相交流電源5的交流電流檢測值。PWM指令生成單元24為了使得升壓電路21的輸出電流達(dá)到交流電流指令值，將誤差放大，生成驅(qū)動(dòng)升壓電路21的開關(guān)元件用的PWM信號(hào)，并將該P(yáng)WM信號(hào)輸出給升壓電路21。在實(shí)施形態(tài)10的PWM指令生成單元24中，采用PI控制作為誤差放大所使用的反饋控制。圖20所示為升壓電路控制單元22a的具體構(gòu)成電路圖。但是，在本發(fā)明中，不限定于這樣的PI控制的結(jié)構(gòu)，可以采用其它的一般使用的反饋控制。
圖2 1所示為實(shí)施形態(tài)10的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的單相交流電源5的輸出電壓V的波形、計(jì)算出的PWM輸出占空比的值、以及根據(jù)該P(yáng)WM輸出占空比的值而變化的脈沖信號(hào)波形。
另外，是驅(qū)動(dòng)控制升壓電路21中的上下哪一個(gè)開關(guān)元件，可以根據(jù)交流電流指令值是正還是負(fù)來判斷。例如，若交流電流指令值是負(fù)，則輸出PWM指令，使得下臂開關(guān)元件進(jìn)行PWM動(dòng)作，而下臂開關(guān)元件處于斷開狀態(tài)。另外，若交流電流指令值是負(fù)，則輸出PWM指令，使得上臂開關(guān)元件進(jìn)行PWM動(dòng)作，而下臂開關(guān)元件處于判斷狀態(tài)。
或者，也可以這樣決定，即在升壓電路控制單元22a中由于檢測電壓相位，因此將該檢測的電壓相位輸入至PWM指令生成單元24，然后根據(jù)該檢測的電壓相位，對(duì)上下某一個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)。圖22所示為這樣構(gòu)成的升壓電路控制單元22b的具體構(gòu)成電路圖。
另外，升壓電路21當(dāng)然也可以是前述實(shí)施形態(tài)9中圖16B所示的用一個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成的升壓電路21a。
如上所述，通過使升壓電路21及升壓電路控制單元22a及22b動(dòng)作，由于流過單相交流電源5的電流波形近似于正弦波形狀，因此電源功率因數(shù)近似為1，能夠提供對(duì)電源系統(tǒng)不產(chǎn)生惡劣影響的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
<實(shí)施形態(tài)11>
下面說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)11的電動(dòng)機(jī)控制裝置。圖23A所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)11的電動(dòng)機(jī)控制裝置的構(gòu)成方框圖。在圖23A所示的實(shí)施形態(tài)11的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，逆變器電路2、無刷電動(dòng)機(jī)3、控制單元4及單相交流電源5具有與前述實(shí)施形態(tài)9及實(shí)施形態(tài)10相同的功能及構(gòu)成。
在實(shí)施形態(tài)11的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，與前述實(shí)施形態(tài)10的不同點(diǎn)在于，設(shè)置倍壓整流升壓電路25以代替升壓電路21。該倍壓整流升壓電路25具有電感器300、開關(guān)元件301、二極管302、303、304、305、電容量大的電容器306及電容量小的電容器307。升壓電路控制單元22c具有交流電流指令生成單元23及PWM指令生成單元24b。交流電流指令生成單元23的動(dòng)作實(shí)質(zhì)上與前述實(shí)施形態(tài)9及實(shí)施形態(tài)10中說明的動(dòng)作相同。
下面參照?qǐng)D24說明PWM指令生成單元24b的動(dòng)作及倍壓整流升壓電路25的動(dòng)作。
在單相交流電源5的輸出電壓中，在與電感器300連接的一側(cè)高于不與電感器300連接的一側(cè)的期間(下面稱為期間C)，電流流入電容器306。反之，在單相交流電流電源5的輸出電壓中，在不與電感器300連接的一側(cè)較高的期間(下面稱為期間D)，電流流入電容器307。
因而，在期間C中，由于與輸入以往倍壓整流電路的電流相同的電流從單相交流電源5流入，因此在該狀態(tài)下，若使電感器300小型化，則電源功率因數(shù)降低。因此，在實(shí)施形態(tài)11中這樣構(gòu)成，使得PWM指令生成單元24b在期間C中，輸出對(duì)倍壓整流升壓電路25的開關(guān)元件進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)的PWM信號(hào)，使電源功率因數(shù)不降低。
另外，在期間D中，由于形成與前述實(shí)施形態(tài)7中說明的電路相同的結(jié)構(gòu)，因此電源功率因數(shù)不降低。
實(shí)施形態(tài)11中的PWM指令生成單元24b與前述實(shí)施形態(tài)10的PWM指令生成單元24的不同點(diǎn)在于，在期間D中不向倍壓整流升壓電路25輸出PWM信號(hào)。
在以往的倍壓整流電路中，二個(gè)電容器的電容量是近似相同的數(shù)值，而且采用鋁電解帶你容器等電容量大的電容器。在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)11的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，將二個(gè)電容器中的某一個(gè)電容器的電容量設(shè)定為較小的數(shù)值。這樣，在實(shí)施形態(tài)11的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，由于能夠減小一個(gè)電容器的電容量，因此與以往的倍壓整流電路相比，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
圖23B所示為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的其它結(jié)構(gòu)的倍壓整流升壓電路25a的電路圖。
采用圖23B所示的倍壓整流升壓電路25a以代替圖23A所示的倍壓整流升壓電路25，也具有與上述實(shí)施形態(tài)11相同的效果。
<實(shí)施形態(tài)12>
下面參照?qǐng)D25說明使用實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11所示的電動(dòng)機(jī)控制裝置的壓縮機(jī)。圖25所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)12的壓縮機(jī)的構(gòu)成方框圖。
在圖25中，與單相交流電源5連接的壓縮機(jī)41具有電動(dòng)機(jī)控制裝置40、以及利用無刷電動(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)構(gòu)42。在實(shí)施形態(tài)12中，無刷電動(dòng)機(jī)3及單相交流電源5具有與前述實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。另外，電動(dòng)機(jī)控制裝置40采用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11所示的電動(dòng)機(jī)控制裝置。該電動(dòng)機(jī)控制裝置40的輸出與壓縮機(jī)構(gòu)42的內(nèi)部配置的無刷電動(dòng)機(jī)3連接，利用電動(dòng)機(jī)控制裝置40驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)3旋轉(zhuǎn)。利用無刷電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，壓縮機(jī)構(gòu)42將吸入的制冷劑氣體壓縮，排出高壓氣體。
如前所述，實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11所示的本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置40與以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置相比，由于體積小而且重量輕，因此根據(jù)本發(fā)明，如實(shí)施形態(tài)12所示，能夠提供將壓縮機(jī)構(gòu)42與電動(dòng)機(jī)控制裝置40形成一體化的小型壓縮機(jī)41。
<實(shí)施形態(tài)13>
圖2b所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)的構(gòu)成方框圖。
實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43具有室內(nèi)機(jī)44及室外機(jī)45，進(jìn)行室內(nèi)的制冷制熱。在空調(diào)機(jī)43中，壓縮機(jī)構(gòu)42使制冷劑在室內(nèi)機(jī)44與室外機(jī)45之間循環(huán)。與單相交流電源5連接的電動(dòng)機(jī)控制裝置40驅(qū)動(dòng)控制配置在壓縮機(jī)構(gòu)42的內(nèi)部的無刷電動(dòng)機(jī)。在實(shí)施形態(tài)13中，無刷電動(dòng)機(jī)及單單相交流電源5具有與前述實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。另外，電動(dòng)機(jī)控制裝置40采用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11所示的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43中，室內(nèi)機(jī)44具有室內(nèi)側(cè)熱交換器48，室外機(jī)45具有形成制冷劑循環(huán)通路的四通閥46、節(jié)流裝置47及室外側(cè)熱交換器49。
室內(nèi)側(cè)熱的交換器48具有提高熱交換能力用的風(fēng)扇48a、以及測量該室內(nèi)側(cè)熱交換器48的溫度或其周圍溫度的溫度傳感器48b。室外側(cè)熱交換器49具有提高熱交換能力用的風(fēng)扇49a、以及測量該室外側(cè)熱交換器49的溫度或其周圍溫度的溫度傳感器49b。
在實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43中，在連接室內(nèi)側(cè)熱交換器48與室外側(cè)熱交換器49之間的制冷劑循環(huán)通路中配置壓縮機(jī)構(gòu)42及四通閥46。在實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43中，利用四通閥46的切換動(dòng)作，來切換制冷劑循環(huán)通路內(nèi)流動(dòng)的制冷劑的方向。例如，在空調(diào)機(jī)43的制冷劑循環(huán)通路中，制冷劑沿箭頭A方向流動(dòng)，流過室外側(cè)熱交換器49的制冷劑通過四通閥46被吸入壓縮機(jī)構(gòu)42，從該壓縮機(jī)構(gòu)42排出的制冷劑供給室內(nèi)側(cè)熱交換器48。另外，利用四通閥46的切換動(dòng)作，制冷劑沿箭頭B方向流動(dòng)，流過室內(nèi)側(cè)熱交換器48的制冷劑通過四通閥46被吸入壓縮機(jī)構(gòu)42，從壓縮機(jī)構(gòu)42排出的制冷劑供給室外側(cè)熱交換器49。這樣，利用四通閥46的切換動(dòng)作，可以切換制冷劑的流動(dòng)方向。
在連接室內(nèi)側(cè)熱交換器48與室外側(cè)熱交換器49的制冷劑循環(huán)通路中設(shè)置的節(jié)流裝置47同時(shí)具有節(jié)制循環(huán)的制冷劑流量的節(jié)流作用及自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷劑流量的閥的作用。該節(jié)流裝置47以制冷劑的制冷制循環(huán)通路中循環(huán)的狀態(tài)，將從冷凝器送出給蒸發(fā)器的液體制冷劑的流量進(jìn)行節(jié)流，緊接在其后使液體制冷劑膨脹，同時(shí)適當(dāng)供給蒸發(fā)器所需要量的制冷劑。
在空調(diào)機(jī)43中，室內(nèi)側(cè)熱交換器48在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為冷凝器工作，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為蒸發(fā)器工作。另外，室外側(cè)熱交換器49在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為蒸發(fā)器工作，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為冷凝器工作。在冷凝器中，流過內(nèi)部的高溫度壓的制冷劑氣體利用送入的空氣吸收其熱量，而慢慢液化，在冷凝器的出口附近成為液體或液體與氣體的混合狀態(tài)。這與制冷劑在大氣中散發(fā)熱量而液化是相同的。另外，在蒸發(fā)器中流入利用節(jié)流裝置而成為低溫低壓的液體或液體與氣體的混合狀態(tài)的制冷劑。在這種狀態(tài)下，若室內(nèi)空氣送入蒸發(fā)器，則制冷劑從空氣吸收大量的熱量而蒸發(fā)，變成氣體量增大的制冷劑。用蒸發(fā)器吸收了大量熱量的空氣形成冷風(fēng)從空調(diào)機(jī)43的排出口排出。
在空調(diào)機(jī)43中，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)即對(duì)空調(diào)機(jī)43設(shè)定的目標(biāo)溫度、實(shí)際的室溫及外部氣溫，設(shè)定無刷電動(dòng)機(jī)的指令轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)控制裝置40與前述實(shí)施形態(tài)1的電動(dòng)機(jī)控制裝置相同，根據(jù)設(shè)定的指令轉(zhuǎn)速，控制壓縮機(jī)構(gòu)42的無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
下面說明進(jìn)行控制使得無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成為設(shè)定的指令轉(zhuǎn)速的方法。設(shè)指令轉(zhuǎn)速為ω*，無刷電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速為ω，這里在具有位置傳感器的無刷電動(dòng)機(jī)的情況下，ω可將位置傳感器的信號(hào)進(jìn)行微分求得。在沒有位置傳感器的無刷電動(dòng)機(jī)的情況下，如實(shí)施形態(tài)3所示，只要將推算相位θ進(jìn)行微分后得到的推孫轉(zhuǎn)速看作為實(shí)際轉(zhuǎn)速ω即可。然后計(jì)算指令轉(zhuǎn)速ω*與實(shí)際轉(zhuǎn)速ω之誤差，將對(duì)該誤差進(jìn)行PI控制后得到的值作為綜合電流指令值I*輸出。用控制單元4的內(nèi)部所保存的電流相位指令值β*，根據(jù)以下的式(12)及(13)，計(jì)算d軸電流指令值Id*及q軸電流指令值Iq*。
Id*＝I*×sinβ* ……(12)
Iq*＝I*×cosβ* …… (13)另外，電流相位指令值β*是決定無刷電動(dòng)機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的值。該值可以是預(yù)先決定的值，也可以根據(jù)無刷電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而改變。通過對(duì)控制單元4附加上述的功能，則在實(shí)際轉(zhuǎn)速小于指令轉(zhuǎn)速時(shí)，由于利用PI控制使d軸電流指令值及q軸電流指令值增大，因此無刷電動(dòng)機(jī)3的輸出轉(zhuǎn)速增大而加速。由于控制單元4這樣工作，因此電動(dòng)機(jī)控制裝置動(dòng)作，使得達(dá)到設(shè)定的指令轉(zhuǎn)速，無刷電動(dòng)機(jī)以指令轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面說明實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43的動(dòng)作。
在實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43中，若從電動(dòng)機(jī)控制裝置40對(duì)壓縮機(jī)構(gòu)42加上驅(qū)動(dòng)電壓，則制冷劑在制冷劑循環(huán)通路內(nèi)循環(huán)。這時(shí)，在室內(nèi)機(jī)44的熱交換器48及室外機(jī)45的熱交換器49中進(jìn)行若交換。即，在空調(diào)機(jī)43中，使封入制冷劑循環(huán)封閉回路的制冷劑利用壓縮機(jī)構(gòu)42進(jìn)行循環(huán)，通過這樣在制冷劑的循環(huán)封閉回路內(nèi)形成眾所周知的熱泵循環(huán)。通過這樣，進(jìn)行室內(nèi)的制熱或制冷。
例如，在空調(diào)機(jī)43進(jìn)行制熱運(yùn)轉(zhuǎn)是根據(jù)用戶的操作，設(shè)定四通閥46，使得制冷劑沿箭頭A所示的方向流動(dòng)。，在這種情況下，室內(nèi)側(cè)熱交換器48作為冷凝器工作，利用制冷劑循環(huán)通路中的制冷劑循環(huán)，放出熱量。通過這樣，使室內(nèi)溫暖。
反之，在空調(diào)機(jī)43進(jìn)行制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)用戶的操作，設(shè)定四通閥46，使得制冷劑沿箭頭B所示的方向流動(dòng)。在這種情況下，室內(nèi)側(cè)熱交換器48作為蒸發(fā)器工作，利用制冷劑循環(huán)通路中的制冷劑循環(huán)，吸收周圍空氣的熱量。通過這樣，使室內(nèi)涼爽。
在實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43中，根據(jù)對(duì)該空調(diào)機(jī)43設(shè)定的目標(biāo)溫度、實(shí)際的室溫及室外的氣體溫度，決定指令轉(zhuǎn)速，與前述實(shí)施形態(tài)1相同，根據(jù)決定的指令轉(zhuǎn)速，利用電動(dòng)機(jī)控制裝置40，對(duì)壓縮機(jī)構(gòu)42的無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。結(jié)果，實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43能夠進(jìn)行舒適的制冷及制熱。
實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43的電動(dòng)機(jī)控制裝置40與以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置相比，由于體積小、重量輕，因此室外機(jī)45內(nèi)的電動(dòng)機(jī)控制裝置40的配置自由度大，制造者容易設(shè)計(jì)。另外，由于使電動(dòng)機(jī)控制裝置小型化，因而能夠提供體積小、重量輕的室外機(jī)45，所以具有消費(fèi)者還容易安裝等很好的效果。
另外，在實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)中，在對(duì)室內(nèi)側(cè)熱交換器48的風(fēng)扇48a及室外側(cè)熱交換器49的風(fēng)扇49a的驅(qū)動(dòng)使用無刷電動(dòng)機(jī)時(shí)，也可以用實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11中說明的任何一種電動(dòng)機(jī)控制裝置構(gòu)成對(duì)這些無刷電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制用的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
另外，在實(shí)施形態(tài)13中，說明的是能夠進(jìn)行制冷及制熱兩種運(yùn)轉(zhuǎn)的空調(diào)器，但在制冷專用的空調(diào)器的情況下，只要是省略四通閥46使得制冷劑沿箭頭B的方向流動(dòng)的空調(diào)器即可。
<實(shí)施形態(tài)14>
圖27所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)14的冰箱的構(gòu)成方框圖。
實(shí)施形態(tài)14的冰箱51具有電動(dòng)機(jī)控制裝置40、壓縮機(jī)構(gòu)42、冷凝器52、冷藏室蒸發(fā)器53及節(jié)流裝置54。
在實(shí)施形態(tài)14的冰箱51中，在制冷劑循環(huán)通路內(nèi)設(shè)置壓縮機(jī)構(gòu)42、冷凝器52、節(jié)流裝置54及冷藏室蒸發(fā)器53。電動(dòng)機(jī)控制裝置40與作為輸入電源的單相交流電源5連接，驅(qū)動(dòng)控制壓縮機(jī)構(gòu)42的驅(qū)動(dòng)源即無刷電動(dòng)機(jī)。
在實(shí)施形態(tài)14中，配置在壓縮機(jī)構(gòu)42的內(nèi)部的無刷電動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)控制裝置40的輸入源即單相交流電源5，具有與前述的實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。另外，電動(dòng)機(jī)控制裝置40采用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11所示的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
實(shí)施形態(tài)14的冰箱51中的節(jié)流裝置54與前述實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43的節(jié)流裝置47相同，在制冷劑沿制冷劑循環(huán)通路循環(huán)的狀態(tài)下，節(jié)制從冷凝器52送出的制冷劑的流量，使制冷劑膨脹，同時(shí)適當(dāng)供給冰藏室蒸發(fā)器53所需要量的制冷劑。
冷凝器52使流過內(nèi)部的高溫高壓的制冷劑氣體冷凝，將制冷劑的熱量向大氣放出。送入該冷凝器52的制冷氣氣體，因熱量被大氣吸收而慢慢液化，在冷凝器52的出口附近成為高壓液體或液體與氣體的混合狀態(tài)。
冷藏室蒸發(fā)器53正是使低溫的制冷劑蒸發(fā)，使冰箱內(nèi)進(jìn)行冷卻。該冷藏室蒸發(fā)器53具有提高熱交換效率用的風(fēng)扇53a及檢測箱體內(nèi)溫度的溫度傳感器53b。
下面說明實(shí)施形態(tài)14的冰箱51的動(dòng)作。
在實(shí)施形態(tài)14的冰箱51中，若從電動(dòng)機(jī)控制裝置40對(duì)壓縮機(jī)構(gòu)42的無刷電動(dòng)機(jī)加上驅(qū)動(dòng)電壓，則壓縮機(jī)構(gòu)42進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，制冷劑在制冷劑循環(huán)通路內(nèi)沿箭頭C的方向循環(huán)。這時(shí)，用冷凝器52及冷藏室蒸發(fā)器53進(jìn)行熱交換，使冰箱內(nèi)冷卻。
換句話說，用冷凝器52冷凝的制冷劑，利用節(jié)流裝置54節(jié)制其流量，通過這樣膨脹，形成低溫的制冷劑。然后，低溫的制冷劑一旦送入冷藏室蒸發(fā)器53，則在冷藏室蒸發(fā)器53，低溫的制冷劑蒸發(fā)，進(jìn)行冰箱內(nèi)的冷卻。這時(shí)，利用風(fēng)扇53a強(qiáng)制性地將冷藏室的空氣送入冷藏室蒸發(fā)器53，在冷藏室蒸發(fā)器53高效率地進(jìn)行熱交換。
另外，在實(shí)施形態(tài)14的冰箱51中，根據(jù)對(duì)該冰箱51設(shè)定的目標(biāo)溫度及冰箱內(nèi)的室溫，設(shè)定指令轉(zhuǎn)速，該電動(dòng)機(jī)控制裝置40與實(shí)施形態(tài)13相同，根據(jù)設(shè)定的指令轉(zhuǎn)速，控制壓縮機(jī)構(gòu)42的無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。結(jié)果，在冰箱51中，將冰箱內(nèi)的溫度維持在目標(biāo)溫度。
如上所述，在實(shí)施形態(tài)14的冰箱51中，由于構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)控制裝置40體積小、重量輕，因此與以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置相比，電動(dòng)機(jī)控制裝置在冰箱內(nèi)的配置自由度大。另外，由于電動(dòng)機(jī)控制裝置的配置自由度大，因此具有能夠增大冰箱51的箱體內(nèi)容積的效果。另外，由于能夠提供重量輕的電動(dòng)機(jī)控制裝置，因此能夠減輕冰箱51的重量。
另外，在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)14的冰箱51中，在對(duì)風(fēng)扇53a的驅(qū)動(dòng)使用無刷電動(dòng)機(jī)3時(shí)，也可以用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11在說明的任何一種電動(dòng)機(jī)控制裝置構(gòu)成對(duì)該無刷電動(dòng)機(jī)3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制用的電動(dòng)機(jī)控制裝置40。
<實(shí)施形態(tài)15>
圖28所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)15的洗衣機(jī)的構(gòu)成方框圖。
實(shí)施形態(tài)15的洗衣機(jī)55具有洗衣機(jī)箱體56，外桶57利用吊桿58懸掛在該洗衣機(jī)箱體56內(nèi)。在外桶57內(nèi)設(shè)置可自由旋轉(zhuǎn)的洗滌兼脫水桶59。在洗滌兼脫水桶59的底部安裝可自由旋轉(zhuǎn)的攪拌波輪60。
在洗衣機(jī)箱體56內(nèi)的外桶57下側(cè)的空間，配置使洗滌兼脫水桶59及攪拌波輪60旋轉(zhuǎn)的無刷電動(dòng)機(jī)3。另外，在洗衣機(jī)箱體56內(nèi)，安裝將單相交流電源5作為輸入的、驅(qū)動(dòng)控制無刷電動(dòng)機(jī)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置40。
在實(shí)施形態(tài)15中，配置在洗衣機(jī)箱體56的內(nèi)部的無刷電動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)控制裝置40的輸入源即單相交流電源5，具有與前述的實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。另外，電動(dòng)機(jī)控制裝置40采用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11所示的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在實(shí)施形態(tài)15的洗衣機(jī)55中，從控制洗衣機(jī)55的動(dòng)作的微型計(jì)算機(jī)(未圖示)對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置40，輸入表示與用戶的操作相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)速的指令信號(hào)。
下面說明實(shí)施形態(tài)15的洗衣機(jī)55的動(dòng)作。
在實(shí)施形態(tài)15的洗衣機(jī)55中，若用戶進(jìn)行規(guī)定的操作，則從微型計(jì)算機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置40輸入指令信號(hào)，對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3加上驅(qū)動(dòng)電壓。通過這樣，驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)3，使攪拌波輪60或洗滌兼脫水桶59旋轉(zhuǎn)，對(duì)洗滌兼脫水桶59內(nèi)的衣服等進(jìn)行洗滌或脫水。這時(shí)，在實(shí)施形態(tài)15的洗衣機(jī)55中，根據(jù)來自微型計(jì)算機(jī)的指令信號(hào)表示的指令轉(zhuǎn)速，與前述的實(shí)施形態(tài)13相同，利用電動(dòng)機(jī)控制裝置40來控制無刷電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速。結(jié)果，在洗衣機(jī)55中進(jìn)行與洗滌物的量及污垢程度相應(yīng)的適當(dāng)?shù)膭?dòng)作。
如上所述，在實(shí)施形態(tài)15的洗衣機(jī)55中，由于采用小型化的電動(dòng)機(jī)控制裝置40，因此具有用與以往的洗衣機(jī)相同的外形尺寸能夠達(dá)到洗滌兼脫水桶實(shí)現(xiàn)大容量的效果。另外，在本發(fā)明的洗衣機(jī)55中，由于采用重量輕的電動(dòng)機(jī)控制裝置40，因此具有能夠力圖減輕整個(gè)洗衣機(jī)重量的很好的效果。
另外，在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)15的洗衣機(jī)55中，也可以用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11中說明的任何一種電動(dòng)機(jī)控制裝置構(gòu)成對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制用的電動(dòng)機(jī)控制裝置40。
<實(shí)施形態(tài)16>
圖29所示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)16的電熱干燥機(jī)的構(gòu)成方框圖。
實(shí)施形態(tài)16的電熱干燥機(jī)61具有干燥機(jī)箱體62，在該干燥機(jī)箱體62內(nèi)設(shè)置可自由旋轉(zhuǎn)的滾筒63。無刷電動(dòng)機(jī)3與該滾筒63連接，其構(gòu)成是利用無刷電動(dòng)機(jī)3使?jié)L筒63旋轉(zhuǎn)。
在實(shí)施形態(tài)16中，配置在干燥機(jī)箱體62的內(nèi)部的無刷電動(dòng)機(jī)3、電動(dòng)機(jī)控制裝置40及單相交流電源5，具有與前述的實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。另外，電動(dòng)機(jī)控制裝置40采用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11所示的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在實(shí)施形態(tài)16的電熱干燥機(jī)61中，從控制電熱干燥機(jī)61的動(dòng)作的微型計(jì)算機(jī)(未圖示)對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置40，輸入表示與用戶的操作相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)速的指令信號(hào)。
下面說明實(shí)施形態(tài)16的電熱干燥機(jī)61的動(dòng)作。
在實(shí)施形態(tài)16的電熱干燥機(jī)61中，若用戶進(jìn)行規(guī)定的操作，則從微型計(jì)算機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置40輸入指令信號(hào)。通過這樣，對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3加上驅(qū)動(dòng)電壓。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)3，使?jié)L筒63旋轉(zhuǎn)，將滾筒63內(nèi)的衣服等干燥。
這時(shí)，在實(shí)施形態(tài)16的電熱干燥機(jī)61中，根據(jù)來自微型計(jì)算機(jī)的指令信號(hào)表示的指令轉(zhuǎn)速，與前述的實(shí)施形態(tài)13相同，利用電動(dòng)機(jī)控制裝置40來控制無刷電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速。結(jié)果，在實(shí)施形態(tài)16的電熱干燥機(jī)61中，進(jìn)行與干燥物的量及污垢程度相應(yīng)的適當(dāng)?shù)膭?dòng)作。
如上所述，在實(shí)施形態(tài)16的電熱干燥機(jī)61中，由于采用小型化的電動(dòng)機(jī)控制裝置40，因此具有用與以往的電熱干燥機(jī)相同的外形尺寸能夠達(dá)到滾筒實(shí)現(xiàn)大容量的效果。另外，在本發(fā)明的電熱干燥機(jī)中，由于采用重量輕的電動(dòng)機(jī)控制裝置40，因此具有能夠力圖減輕整個(gè)干燥機(jī)重量的很好的效果。
另外，在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)16的電熱干燥機(jī)61中，也可以用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11中說明的任何一種電動(dòng)機(jī)控制裝置構(gòu)成對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制用的電動(dòng)機(jī)控制裝置40。
<實(shí)施形態(tài)17>
圖30所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)17的電風(fēng)扇的構(gòu)成方框圖。
實(shí)施形態(tài)17的電風(fēng)扇64具有扇葉65、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該是你也65的無刷電動(dòng)機(jī)3、以及驅(qū)動(dòng)控制該無刷電動(dòng)機(jī)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置40。電動(dòng)機(jī)控制裝置40與單相交流電源5連接，加上單相交流電壓而構(gòu)成。
在實(shí)施形態(tài)17中，配置在電風(fēng)扇64的內(nèi)部的無刷電動(dòng)機(jī)3、電動(dòng)機(jī)控制裝置40及單相交流電源5，具有與前述的實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。另外，電動(dòng)機(jī)控制裝置40采用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11所示的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在實(shí)施形態(tài)17的電風(fēng)扇64中，從控制電風(fēng)扇64的動(dòng)作的微型計(jì)算機(jī)(未圖示)對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置40，輸入表示與用戶的操作相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)速的指令信號(hào)。
下面說明實(shí)施形態(tài)17的電風(fēng)扇64的動(dòng)作。
在實(shí)施形態(tài)17的電風(fēng)扇64中，若用戶進(jìn)行規(guī)定的操作，則從微型計(jì)算機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置40輸入指令信號(hào)。若對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置40輸入指令信號(hào)，則從電動(dòng)機(jī)控制裝置40對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3加上驅(qū)動(dòng)電壓。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)3，扇葉65旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行送風(fēng)。這時(shí)，在實(shí)施形態(tài)17的電風(fēng)扇64中，根據(jù)來自微型計(jì)算機(jī)的指令信號(hào)，與前述的實(shí)施形態(tài)13相同，利用電動(dòng)機(jī)控制裝置40來控制無刷電動(dòng)機(jī)3的輸出。結(jié)果，在電風(fēng)扇64中進(jìn)行送風(fēng)量及風(fēng)的強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。
如上所述，在實(shí)施形態(tài)17的電風(fēng)扇64中，由于采用體積小、重量輕的電動(dòng)機(jī)控制裝置，因此將電風(fēng)扇本體與以往的電風(fēng)扇相比，能夠達(dá)到小型化，并減輕重量。因而，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供便于搬動(dòng)的電風(fēng)扇。
另外，在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)17的電風(fēng)扇64中，也可以用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11中說明的任何一種電動(dòng)機(jī)控制裝置構(gòu)成對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制用的電動(dòng)機(jī)控制裝置40。
<實(shí)施形態(tài)18>
圖31所示的本發(fā)明實(shí)施形態(tài)18的吸塵器的構(gòu)成方框圖。
實(shí)施形態(tài)18的吸塵器66具有吸塵器本體69、在底面形成吸口的地面用吸嘴67、以及一端與地面用吸嘴67連接而另一端與吸塵器本體69連接的吸塵軟管68。
實(shí)施形態(tài)18的吸塵器本體69由與吸塵軟管68的吸塵器本體側(cè)端部連接的集塵室71、以及配置在該集塵室71的吹出一側(cè)的電風(fēng)扇70構(gòu)成。電風(fēng)扇70具有與集塵室71的吹出一側(cè)相對(duì)配置的扇葉72、使該扇葉72旋轉(zhuǎn)的無刷電動(dòng)機(jī)3、以及驅(qū)動(dòng)控制無刷電動(dòng)機(jī)3的電動(dòng)機(jī)控制裝置40。電動(dòng)機(jī)控制裝置40與單相交流電源5連接，加上單相交流電壓而構(gòu)成。扇葉72利用其旋轉(zhuǎn)，從地面用吸嘴67的位于底面的吸口，通過吸塵軟管68及集塵室71吸入空氣。
在實(shí)施形態(tài)18中，無刷電動(dòng)機(jī)3、電動(dòng)機(jī)控制裝置40及單相交流電源5具有與前述的實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。另外，電動(dòng)機(jī)控制裝置40采用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11所示的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在實(shí)施形態(tài)18的吸塵器66中，從控制扇葉72的動(dòng)作的微型計(jì)算機(jī)(未圖示)對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置40，輸入表示與用戶的操作相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)速的指令信號(hào)。
下面說明實(shí)施形態(tài)18的吸塵器66的動(dòng)作。
在實(shí)施形態(tài)18的吸塵器66中，通過用戶進(jìn)行規(guī)定的操作，則從微型計(jì)算機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置40輸入指令信號(hào)。若對(duì)電動(dòng)機(jī)控制裝置40輸入指令信號(hào)，則從電動(dòng)機(jī)控制裝置40對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3加上驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)3旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，扇葉旋轉(zhuǎn)，在吸塵器本體69內(nèi)產(chǎn)生吸力。用吸塵器本體69產(chǎn)生的吸力，從通過吸塵軟管68連接的地面用吸嘴67的底面設(shè)置的吸口吸入空氣。通過這樣，從地面用吸嘴67的吸口將被掃除地面的塵埃與空氣一起吸入，將塵埃收集在吸塵器本體69的集塵室71中。這時(shí)，在實(shí)施形態(tài)18的吸塵器66中，根據(jù)來自微型計(jì)算機(jī)的指令信號(hào)，與前述的實(shí)施形態(tài)13相同，利用電動(dòng)機(jī)控制裝置40來控制無刷電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速。因而，在實(shí)施形態(tài)18的吸塵器66中，通過控制無刷電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行吸力大小的調(diào)節(jié)。
如上所述，在實(shí)施形態(tài)18的吸塵器66中，由于采用體積小、重量輕的電動(dòng)機(jī)控制裝置，因此將吸塵器本體69與以往的吸塵器相比，能夠達(dá)到小型化，并減輕重量。因而，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供便于搬動(dòng)、用戶容易操作的吸塵器。
另外，在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)18的吸塵器66中，也可以用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11中說明的任何一種電動(dòng)機(jī)控制裝置構(gòu)成對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制用的電動(dòng)機(jī)控制裝置40。
<實(shí)施形態(tài)19>
圖32所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器的構(gòu)成方框圖。
實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱時(shí)期72具有將供給的水加熱后排出熱水的冷凍循環(huán)裝置73、貯存從該冷凍循環(huán)裝置73排出的熱水的貯熱水槽、以及將它連接的水管74a、74b、75a及75b。
冷凍循環(huán)裝置73具有形成制冷劑循環(huán)通路的壓縮機(jī)構(gòu)42、空氣熱交換器76、節(jié)流裝置77及水熱交換器78。另外，在冷凍循環(huán)裝置73中設(shè)置與單相交流電源5連接、加上單相交流電壓的電動(dòng)機(jī)控制裝置40。
在實(shí)施形態(tài)19中，無刷電動(dòng)機(jī)3、電動(dòng)機(jī)控制裝置40及單相交流電源5具有與前述的實(shí)施形態(tài)1相同的功能及構(gòu)成。另外，電動(dòng)機(jī)控制裝置40采用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11所示的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
節(jié)流裝置77與圖26所示的前述實(shí)施形態(tài)13的空調(diào)機(jī)43的節(jié)流裝置47相同，節(jié)制從水熱交換器78送出給空氣熱交換器76的液體制冷劑的流量，緊接在其后使液體制冷劑膨脹。
水熱交換器78是對(duì)供給冷凍循環(huán)裝置73的水進(jìn)行加熱的冷凝器，具有檢測加熱的水的溫度的溫度傳感器78a?？諝鉄峤粨Q器76是從周圍氣體吸收熱量的蒸發(fā)器，具有提高熱交換能力的風(fēng)扇76a及檢測其周圍溫度的溫度傳感器75b。
制冷劑管道79將壓縮機(jī)構(gòu)42、水熱交換器78、節(jié)流裝置77及空氣熱交換器76連接起來，形成制冷劑循環(huán)通路。制冷劑沿著利用壓縮機(jī)構(gòu)42、水熱交換器78、節(jié)流裝置77及空氣熱交換器76形成的制冷劑循環(huán)通路進(jìn)行循環(huán)。在該制冷劑管道79中，連接有使壓縮機(jī)構(gòu)42排出的制冷劑對(duì)水熱交換器78及節(jié)流裝置77旁路并供給空氣熱交換器76的除霜旁路管80。在該除霜旁路管80的一部分設(shè)置除霜旁路閥81。
熱水槽74具有貯存水或熱水的熱水箱82。從外部向該熱水箱82內(nèi)供水的給水管83與該熱水箱82的進(jìn)水口82c連接。另外，從熱水箱82向浴缸供給熱水用的浴缸熱水管84與熱水箱82的熱水出口82d連接。另外，將熱水箱82中貯存的熱水向外部供水的熱水管85與熱水箱82的出水入水口82a連接。
冷凍循環(huán)裝置73的水熱交換器78與熱水箱82通過水管74a、74b、75a及75b連接，在熱水箱82與水熱交換器78之間形成水的循環(huán)通路。
水管74b是從熱水箱82向水熱交換器78供水用的熱水箱一側(cè)的管道。水管74b的一端與熱水箱82的出水口82b連接，另一端通過接頭部分87b與水熱交換器78的入水側(cè)的水管75b連接。另外，在水管74b的一端，安裝將熱水箱82內(nèi)的水或熱水排出用的排出閥86。
水管74a是從水熱交換器78使水返回?zé)崴?2的熱水箱一側(cè)的管道。水管74a的一端與熱水箱82的出水口82a連接，另一端通過接頭部分87a與水熱交換器78的排出側(cè)的水管75a連接。
在連接水熱交換器78與接頭部分87b的入水側(cè)的水管75b中，設(shè)置使水在水循環(huán)通路內(nèi)循環(huán)用的泵88。
在實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器72中，根據(jù)熱泵型熱水器72的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)即對(duì)熱泵型熱水器72設(shè)定的熱水的目標(biāo)溫度、從熱水槽74供給冷凍循環(huán)裝置73的水熱交換器78的水的溫度、以及大氣溫度，決定無刷電動(dòng)機(jī)3的指令轉(zhuǎn)速。然后，實(shí)施形態(tài)19中的電動(dòng)機(jī)控制裝置40根據(jù)指令轉(zhuǎn)速，決定要求壓縮機(jī)構(gòu)4的無刷電動(dòng)機(jī)3的電動(dòng)機(jī)輸出。
下面說明實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器72的動(dòng)作。
在實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器72中，若從電動(dòng)機(jī)控制裝置40對(duì)壓縮機(jī)構(gòu)42的無刷電動(dòng)機(jī)加上驅(qū)動(dòng)電壓Cd，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)42，則利用壓縮機(jī)構(gòu)42壓縮的高溫制冷劑沿箭頭D的方向循環(huán)。因而，高溫制冷劑從壓縮機(jī)構(gòu)42通過制冷劑管道79，供給水熱交換器78。另外，若驅(qū)動(dòng)水循環(huán)通路的泵88，則從熱水箱82向水熱交換器78供水。
這時(shí)，在水熱交換器78中，在高溫制冷劑與由熱水箱82供給的水之間進(jìn)行熱交換，熱量從制冷劑向水移動(dòng)。因而，供給水熱交換器78的水被加熱，加熱后的水供給熱水箱82。這時(shí)，加熱后的水的溫度利用冷凝溫度傳感器78a進(jìn)行監(jiān)視。
另外，在水熱交換器78中，制冷劑通過熱交換而冷凝。冷凝后的液體制冷劑的流量利用節(jié)流裝置77進(jìn)行節(jié)流，然后膨脹，送入空氣熱交換器76。
在實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器72中，空氣熱交換器76作為蒸發(fā)器工作?？諝鉄峤粨Q器76從利用風(fēng)扇76a送入的大氣吸收熱量，使低溫的制冷劑液體蒸發(fā)。這時(shí)，空氣熱交換器76的周圍大氣溫度利用溫度傳感器76b進(jìn)行監(jiān)視。
另外，在冷凍循環(huán)裝置73中，在空氣熱交換器76上結(jié)霜的情況下，打開除霜旁路閥81，高溫的制冷劑通過除霜旁路80供給空氣熱交換器76。通過這樣，對(duì)空氣熱交換器76進(jìn)行除霜。
另一方面，從冷凍循環(huán)裝置73的水熱交換器78將熱水通過水管74a及75a供給熱水槽74。供給熱水槽74的熱水貯存在熱水箱82中。熱水箱82內(nèi)的熱水，根據(jù)需要通過熱水管85供給外部。特別是在向浴缸供給熱水時(shí)，熱水箱82內(nèi)的熱水通過浴缸用熱水管84供給浴缸。
另外，在熱水箱內(nèi)的水或熱水的貯水量達(dá)到一定量以下時(shí)，從外部通過給水管83來補(bǔ)充水。
在實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器72中，利用電動(dòng)機(jī)控制裝置40，根據(jù)對(duì)熱泵型熱水器72設(shè)定的熱水的目標(biāo)溫度、供給水熱交換器78的水的溫度、以及大氣溫度，決定無刷電動(dòng)機(jī)3的指令轉(zhuǎn)速。在實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器72中，與前述的實(shí)施形態(tài)13相同，根據(jù)指令轉(zhuǎn)速，利用電動(dòng)機(jī)控制裝置40來控制壓縮機(jī)構(gòu)42的無刷電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速。通過這樣，在實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器72中，能夠確實(shí)供給目標(biāo)溫度的熱水。
如上所述，在實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器72中，由于采用體積小、重量輕的電動(dòng)機(jī)控制裝置40，因此將熱泵型熱水器72與以往的熱水器相比，能夠力圖實(shí)現(xiàn)小型化，并減輕重量。因而，在本發(fā)明的熱泵型熱水器中，因小型化而容易安裝，同時(shí)因重量輕也更容易安裝。再有，根據(jù)本發(fā)明，與以往的熱水器相比，由于能夠大幅度降低成本，因此對(duì)于用戶來說有更多的優(yōu)點(diǎn)。
另外，在本發(fā)明實(shí)施形態(tài)19的熱泵型熱水器72中，也可以用前述實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)11中說明的任何一種電動(dòng)機(jī)控制裝置構(gòu)成對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制用的電動(dòng)機(jī)控制裝置40。
另外，在實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)19中說明的本發(fā)明不限定于安裝在前述實(shí)施形態(tài)所列舉的產(chǎn)品上，當(dāng)然也能夠適用于使用逆變器電路驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)的其他電動(dòng)機(jī)控制裝置。無論在什么產(chǎn)品中，通過使電動(dòng)機(jī)控制裝置小型化，并減輕重量，都能夠提高該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)自由度，提供廉價(jià)的產(chǎn)品等，其效果無法估計(jì)。
下面特別對(duì)于空調(diào)機(jī)及空調(diào)機(jī)使用的壓縮機(jī)，來說明其效果的程度。
在日本銷售的家用空調(diào)機(jī)基本上都實(shí)現(xiàn)逆變器化，與沒有逆變器化的空調(diào)機(jī)相比，是節(jié)能效果極其高的裝置。因而，日本的空調(diào)機(jī)的消耗功率與10年前的空調(diào)機(jī)相比，大約為一半，逆變器化已深入人心。但是，若從全世界來看，沒有逆變器化的空調(diào)機(jī)還很多，從促進(jìn)節(jié)能及全球環(huán)保的觀點(diǎn)，希望世界上的空調(diào)機(jī)實(shí)現(xiàn)逆變器化。
在日本基本上是以空調(diào)機(jī)作為商品形態(tài)的，但在日本以外的國家的情況下，還有很多是將壓縮機(jī)單件作為商品進(jìn)行流通的，在這樣的壓縮機(jī)單件的市場中，要求與以往壓縮機(jī)大小相同的大小或更小型的壓縮機(jī)。因而，附加了逆變器電路的結(jié)果，其大小比以往的壓縮機(jī)要大型化，因而不能被市場接受，難以促進(jìn)世界的壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)逆變器化，難以促進(jìn)節(jié)能。因此，需要壓縮機(jī)的性能相同、形狀相同或小型的包括逆變器裝置的壓縮機(jī)。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供不采用在以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置中也是大型元器件的改善功率因數(shù)用的電感器及大電容量的濾波用電容器而構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)控制裝置。因而，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供與以往的壓縮機(jī)相同或更小型的包括電動(dòng)機(jī)控制裝置的壓縮機(jī)，對(duì)于促進(jìn)世界性的節(jié)能及全球環(huán)保，具有很大的作用。
另外，在前述各實(shí)施形態(tài)中，說明的構(gòu)成例子是將交流電源作為輸入，將它整流后輸入逆變器電路，但本發(fā)明不限定于這樣的構(gòu)成。在本發(fā)明中是這樣構(gòu)成的，它即使是變動(dòng)的電壓輸入逆變器電路，逆變器電路也變換為所希望的電壓輸入無刷電動(dòng)機(jī)。例如，車再用無刷電動(dòng)機(jī)所看到的那種多個(gè)負(fù)載與一個(gè)直流電源連接的情況，根據(jù)這些負(fù)載的動(dòng)作條件，直流電源的輸出電壓將變動(dòng)。即使這樣變動(dòng)的直流電源輸入本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，逆變器電路也能夠變換為所希望的電壓，能夠以高精度驅(qū)動(dòng)該無刷電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置也能夠適用于由無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車載用空調(diào)機(jī)的壓縮機(jī)。在車輛停車的期間使發(fā)動(dòng)機(jī)停止、在起動(dòng)時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作的車輛中，例如停車時(shí)停止發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)的停止空轉(zhuǎn)車等中，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置是有作用的。在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，電源電壓將發(fā)生瞬時(shí)降低。但是，在車載用空調(diào)機(jī)的壓縮機(jī)安裝了本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置的情況下，在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)而產(chǎn)生電源電壓電壓的瞬時(shí)降低時(shí)，由于能夠調(diào)節(jié)對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)所加的電壓，因此無刷電動(dòng)機(jī)也不會(huì)暫時(shí)停止，而能夠繼續(xù)使車載用空調(diào)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣，將本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置特別是用于停止空轉(zhuǎn)車等那樣的車輛停止期間使發(fā)動(dòng)機(jī)停止、在起動(dòng)時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作的車輛等，將發(fā)揮特別好的效果。
另外，在前述各實(shí)施形態(tài)中，作為不用位置傳感器而根據(jù)供給無刷電動(dòng)機(jī)電流來檢測相位的方法，是采用前述的1997年(平成9年)發(fā)行的電氣學(xué)會(huì)論文志D、117卷1號(hào)、第98-104頁、竹下、市川、李、松井等人發(fā)表的“基于速度電動(dòng)勢推算的無傳感器凸極型無刷整流電動(dòng)機(jī)控制”所述的方法進(jìn)行說明的，但本發(fā)明不限定于該方法，只要是根據(jù)電流檢測相位的方法，則任何方法都能夠適用于本發(fā)明。
根據(jù)以上對(duì)實(shí)施形態(tài)詳細(xì)進(jìn)行的說明可知，本發(fā)明具有下述的效果。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可使整流電路部分小型化、同時(shí)可適應(yīng)采用位置傳感器的構(gòu)成及無位置傳感器的構(gòu)成之任何一種構(gòu)成的小型電動(dòng)機(jī)控制裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供即使逆變器電路的輸入電壓是有較大脈動(dòng)的電壓也能夠?qū)o刷電動(dòng)機(jī)不停止施加電壓、而以無位置傳感器的方式來驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供即使逆變器電路的直流側(cè)電壓較低時(shí)也能夠?qū)o刷電動(dòng)機(jī)不停止施加電壓而連續(xù)地加上電壓的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于即使在無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相位信息不能通過位置傳感器得到的進(jìn)行無傳感器驅(qū)動(dòng)時(shí)，也能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)不停止施加電壓而連續(xù)地加上電壓，因此能夠提供可推算電動(dòng)機(jī)的相位且不使用位置傳感器來驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于對(duì)進(jìn)行電流控制的控制器可以不疊加不需要的誤差，因此能夠不流過不需要的電動(dòng)機(jī)電流，提高無位置傳感器的推算精度，提供高精度、穩(wěn)定的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在整流電路不具有大電容量的濾波電容器的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，能夠提供可大幅度提高輸出轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)控制裝置。在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，由于在逆變器電路的輸入電壓脈動(dòng)、對(duì)電動(dòng)機(jī)不能加上所希望的電壓時(shí)，能夠保持電動(dòng)機(jī)施加電壓的相位，因此能夠減少無用的電動(dòng)機(jī)電流，減少因過電路而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)停止。
另外，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，由于能夠以高精度進(jìn)行相位推算，因此能夠以無位置傳感器的方式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，能夠適用于空調(diào)機(jī)及冰箱等所用的壓縮機(jī)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠提高電動(dòng)機(jī)電流的跟蹤性，因此能夠提供效率高、噪聲小、而且輸出轉(zhuǎn)矩提高的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
再有，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠提供可不采用即使以往的電動(dòng)機(jī)控制裝置中也是大型元器件的功率因數(shù)該是你用電感器及大電容量的濾波電容器而構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)控制裝置，因此能夠提供與以往的壓縮機(jī)相同或更小型的包括電動(dòng)機(jī)控制裝置的壓縮機(jī)，對(duì)于促進(jìn)世界性的節(jié)能及全球環(huán)保，具有很大的作用。
另外，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置在對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)的施加電壓不足那樣的單相交流電源的輸出電壓較低時(shí)，其構(gòu)成是能夠使逆變器電路的輸入電壓升壓。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可使無刷電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速上升、大幅度擴(kuò)大運(yùn)轉(zhuǎn)范圍的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于通過使升壓電路及升壓電路控制單元工作，則流過單相交流電源的電流波形變成近似正弦波，因此能夠提供電源功率因數(shù)近似為1、對(duì)電源系統(tǒng)不產(chǎn)生惡劣影響的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，由于能夠減小倍壓整流升壓電路中的一個(gè)電容器的電容量，因此與以往的倍壓整流電路相比，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
上述以比較詳細(xì)的程度就理想的形態(tài)說明了本發(fā)明，但該理想形體現(xiàn)在所揭示的內(nèi)容在構(gòu)成的細(xì)節(jié)部分理所當(dāng)然有變化，在不超出權(quán)利要求的發(fā)明范圍及思想的條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)各要素的組合及順序的變化。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，其構(gòu)成包括將變動(dòng)的電壓作為輸入、并將所述電壓變換為所希望的電壓后輸出給無刷電動(dòng)機(jī)的逆變器電路，以及將輸入所述逆變器電路的輸入電壓及流過所述無刷電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流及表示應(yīng)該流過所述無刷電動(dòng)機(jī)的電流值的電動(dòng)機(jī)電流指令值作為輸入，而在輸入所述逆變器電路的輸入電壓值小于應(yīng)該加在所述無刷電動(dòng)機(jī)上的電壓值時(shí)、保持對(duì)所述無刷電動(dòng)機(jī)所加電壓的電壓相位來控制所述逆變器電路的控制單元。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，控制單元這樣構(gòu)成，使其根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流來推算無刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位。
3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，控制單元這樣構(gòu)成，使其在逆變器電路的兩端電壓值小于加在無刷電動(dòng)機(jī)上的電壓指令值時(shí)，停止所述控制單元的積分控制。
4.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，控制單元這樣構(gòu)成，使其利用具有非干擾項(xiàng)的計(jì)算式來計(jì)算電壓指令值。
5.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，控制單元這樣構(gòu)成，使其檢測逆變器電路的電壓，推算下一個(gè)控制周期所加的所述逆變器電路的的電壓，來控制所述逆變器電路。
6.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，其構(gòu)成包括在逆變器電路的輸入側(cè)具有電容量小的電容器。
7.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，其構(gòu)成包括在逆變器電路的輸入側(cè)具有電感量小的電感器。
8.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，還包括具有電感器及二極管及開關(guān)以及及電容器的升壓電路，以及控制所述升壓電路的升壓電路控制單元，所述升壓電路控制單元根據(jù)來自所述控制單元的信號(hào)，決定所述開關(guān)以及的占空比值。
9.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，升壓電路控制單元將檢測的交流電源相位及交流電流值作為輸入而構(gòu)成，包括根據(jù)檢測的相位及來自控制單元的控制信號(hào)來輸出交流電流指令值的交流電流指令單元，以及根據(jù)所述交流指令值及檢測的交流電源的交流電流來形成驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)元件的PWM指令值后輸出的PWM指令生成單元。
10.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，還包括具有將變動(dòng)的電壓作為輸入的電感器、構(gòu)成整流電路的多個(gè)二極管、與所述整流電路連接的進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作的開關(guān)元件、及輸出升壓后的電壓的電容器的升壓電路，以及控制所述升壓電路的升壓電路控制單元。
11.如權(quán)利要求6所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，其構(gòu)成為設(shè)電容器的電容量為C[F]、電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為P[W]，則C≤2×10-7×P
12.如權(quán)利要求6所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，其構(gòu)成為在逆變器電路的輸入側(cè)具有電感量小的電感器，設(shè)電感器的電感量為L[H]、電容器的電容量為C[F]，則L≤9×10-9/C
13.如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，其構(gòu)成為設(shè)電感器的電感量為L[H]、電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為P[W]，則L≤P×10-6
14.一種壓縮機(jī)，其特征在于，具有權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
15.一種空調(diào)機(jī)，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
16.一種空調(diào)機(jī)，其特征在于，具有權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
17.一種冰箱，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
18.一種冰箱，其特征在于，具有權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
19.一種洗衣機(jī)，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
20.一種洗衣機(jī)，其特征在于，具有權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
21.一種電熱干燥機(jī)，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
22.一種電熱干燥機(jī)，其特征在于，具有權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
23.一種電風(fēng)扇，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
24.一種吸塵器，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
25.一種熱泵型熱水器，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
26.一種熱泵型熱水器，其特征在于，具有權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，在這種電動(dòng)機(jī)控制裝置中控制單元的構(gòu)成包括將逆變器電路的輸入電壓、流過無刷電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流、及表示應(yīng)該流過無刷電動(dòng)機(jī)的電流值的電動(dòng)機(jī)電流指令值作為輸入，在逆變器電路的輸入電壓值小于應(yīng)加在無刷電動(dòng)機(jī)上的電壓值時(shí)，保持對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)施加的電壓的電壓相位，控制逆變器電路。因此，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置能夠使整流電路部分小型化，同時(shí)能夠適應(yīng)采用位置傳感器的構(gòu)成及無位置傳感器的構(gòu)成之任何一種構(gòu)成。
文檔編號(hào)H02P21/00GK1507145SQ20031012259
公開日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者中田秀樹, 植田光男, 松城英夫, 小川正則, 河地光夫, 杉本智弘, 則, 夫, 弘, 男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社