專利名稱：無刷電動機的驅(qū)動方法及電路、旋轉(zhuǎn)位置檢測方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無刷電動機的驅(qū)動方法及驅(qū)動電路、無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測方法及檢測電路。
背景技術(shù)：
近年來，無刷電動機作為結(jié)構(gòu)簡單且高效率的電動機備受關(guān)注。例如，凸極式無刷電動機具有層積形成的U相、V相、W相的環(huán)狀定子部件和卷繞在這些定子部件之間的U相繞組、V相繞組、W相繞組。通過將這些繞組三角形連接(Δ連接)或星形連接(Y連接)而形成3相凸極式無刷電動機。U相、V相、W相的定子部件分別具有與轉(zhuǎn)子對置的多個凸極，各相的多個凸極在圓周方向上按預(yù)定順序排列配置。而且，通過3相逆變電路對流入到3相繞組的3相平衡電流進行控制，從而在各相凸極上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子被該旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。另外，近年來，在無刷電動機方面提出了一種以進一步簡化結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)小型化及低成本為目的的無刷電動機(例如，日本特開2007-215305號公報)。該無刷電動機具有2相繞組，該2相繞組是通過將U相繞組、V相繞組、W相繞組之中的某1相繞組省略而構(gòu)成的。 由于省略了 1相繞組，所以相應(yīng)地結(jié)構(gòu)得到簡化，生產(chǎn)效率得到改善，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、低成本化。另外，在具有通過省略1相繞組而得到的2相繞組的無刷電動機方面，還提出了使用4個電力元件和2個直流電源來控制流入到2相繞組的電流，使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動轉(zhuǎn)子(例如，國際公開第2007/010934號公報)。然而，在日本特開2007-215305號公報中記載的無刷電動機中，在從3相逆變電路向2相繞組的端子供給3相平衡電流的情況下，在各相凸極上產(chǎn)生磁場大小根據(jù)電角而不同的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，而不是圓形旋轉(zhuǎn)磁場。其結(jié)果，在具有通過省略1相繞組而得到的2相繞組的無刷電動機中，由于不能產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，所以不能抑制根據(jù)電角而產(chǎn)生2次轉(zhuǎn)矩脈動、以及伴隨2次轉(zhuǎn)矩脈動的產(chǎn)生而出現(xiàn)的聲響及振動。加之，在國際公開第2007/010934號公報中，為了實現(xiàn)具有通過省略1相繞組而得到的2相繞組無刷電動機，需要2個直流電源，所以電路復(fù)雜，實際應(yīng)用困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種無刷電動機的驅(qū)動方法及驅(qū)動電路、以及、無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測方法及檢測電路，無刷電動機是包括將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組的無刷電動機，在這種無刷電動機中也能夠通過3相逆變電路產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。為了達到上述目的，在本發(fā)明的第1方式中，提供一種無刷電動機的驅(qū)動方法，該無刷電動機包括將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組，即第1繞組和第2繞組。在所述第1繞組和所述第2繞組上連接3相逆變電路。使相位差為60°電角的電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組，從而產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠在具有將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組、即第1繞組和第2繞組的定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。其結(jié)果，在具有2相繞組的無刷電動機中，能夠消除與各個電角對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩脈動，能夠防止電動機伴隨轉(zhuǎn)矩脈動的發(fā)生而產(chǎn)生聲響及振動。優(yōu)選所述無刷電動機為凸極式3相無刷電動機。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠在具有將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組、即第1繞組和第2繞組的定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選所述第1繞組和所述第2繞組通過將三角形連接的3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠在具有通過將三角形連接的繞組內(nèi)的1相繞組省略而構(gòu)成的 2相繞組、即第1繞組和第2繞組的定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選以120°的相位差分別向作為所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的連接部的共用端子、作為所述第1繞組的另一端的第1端子、以及作為所述第2繞組的另一端的第2端子施加180°矩形波電壓。由此，能夠使相位差為60°電角的電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，以120°的相位差分別對第1繞組和第2繞組的3個端子施加 180°矩形波電壓。由此，能夠使相位差為60°電角的電流分別流入所述第1繞組和所述第 2繞組，能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選以120°的相位差分別向作為所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的連接部的共用端子、作為所述第1繞組的另一端的第1端子、以及作為所述第2繞組的另一端的第2端子施加正弦波電壓。由此，能夠使相位差為60°電角的電流分別流入所述第1 繞組和所述第2繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，以120°的相位差向2相繞組、即第1繞組及第2繞組的3個端子施加正弦波電壓，從而能夠使相位差為60°電角的2相電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。其結(jié)果，能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選始終對所述共用端子施加正弦波電壓，該正弦波電壓的大小為施加到所述第 1端子和第2端子上的正弦波電壓的最大值的2分之1。分別向所述第1端子和第2端子施加相位差為60°電角的正弦波電壓。由此，使相位差為60°電角的2相電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，以120°的相位差向3個端子施加正弦波電壓，從而能夠使相位差為60°電角的2相電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。其結(jié)果，在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選計算向?qū)⑹÷粤?1相繞組的無刷電動機等價轉(zhuǎn)換成沒有省略1相繞組時的3 相無刷電動機的情況下的虛擬3端子分別流入的3相交流電流。根據(jù)求出的3相交流電流， 求取在與施加到所述第1繞組和所述第2繞組上的各個端子電壓的頻率同步旋轉(zhuǎn)的雙軸旋轉(zhuǎn)坐標系上的d軸實際電流值和q軸實際電流值。分別求取所述d軸實際電流值與d軸電流指令值的偏差、以及所述q軸實際電流值與q軸電流指令值的偏差。根據(jù)這兩個偏差，計算d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，以便按照所述d軸電流指令值和所述q軸電流指令值流入電流。根據(jù)d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，向所述共用端子、第1端子以及第2 端子施加電壓。由此，使相位差為60°電角的2相電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，檢測在第1繞組和第2繞組的3個端子上流過的電流。由此，以 120°的相位差向3個端子施加正弦波電壓，能夠?qū)σ韵辔徊顬?0°電角流入的2相電流進行矢量控制，能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選分別檢測在作為所述第1繞組的一端的第1端子上流過的第1相電流、在作為第2繞組的一端的第2端子上流過的第2相電流、以及在作為所述第1繞組的另一端與所述第2繞組的另一端的連接部的共用端子上流過的第3相電流。根據(jù)所述第1相電流、 第2相電流以及第3相電流，計算分別在所述虛擬3端子的各個端子上流過的3相交流電流。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過檢測在設(shè)置于2相繞組、即第1繞組和第2繞組上的3個端子上流過的電流，從而以120°的相位差對3個端子施加正弦波電壓，能夠?qū)σ韵辔徊顬?0° 電角流入的2相電流進行矢量控制，能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選在將所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的連接部作為共用端子的情況下，檢測在作為所述第1繞組的另一端的第1端子上流過的第1相電流、以及在作為所述第2繞組的另一端的第2端子上流過的第2相電流。根據(jù)所述第1相電流和所述第2相電流，計算分別在所述虛擬3端子的各個端子上流過的3相交流電流。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過檢測第1相電流和第2相電流，能夠計算分別在虛擬3端子上流過的3相交流電流。在本發(fā)明的第2方式中，提供一種刷電動機的驅(qū)動方法，該無刷電動機與3相逆變電路連接，被供給3相平衡電流的3相繞組之中的某1相繞組斷線。通過所述3相逆變電路使相位差為60°電角的2相電流分別流入剩余2相繞組。由此生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使3相繞組之中的某1相繞組斷線，仍能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場，消除轉(zhuǎn)矩脈動，抑制伴隨于此的聲響及振動，對電動機進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。優(yōu)選所述無刷電動機是所述3相繞組成三角形連接或星形連接的3相無刷電動機。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在3相無刷電動機中，即使3相繞組之中的某1相繞組斷線，仍能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選當(dāng)所述三角形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，以120°的相位差分別向所述3相繞組的3個端子施加180°矩形波電壓。由此，使相位差為60°電角的電流分別流入剩余2相繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使三角形連接的3相繞組之中的1相繞組斷線，仍能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選當(dāng)所述三角形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，以120°的相位差分別向未斷線的2相繞組彼此連接的共用端子、已斷線的繞組與未斷線的2相繞組之中的一個繞組連接的端子、以及已斷線的繞組與未斷線的2相繞組之中的另一個繞組連接的端子施加正弦波電壓。由此，使相位差為60°電角的電流分別流入所述未斷線的2相繞組。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使三角形連接的3相繞組之中的1相繞組斷線，仍能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選所述三角形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，始終向所述共用端子施加正弦波電壓，該正弦波電壓的大小為施加到剩余2個端子上的正弦波電壓的最大值的 2分之1。分別向所述剩余2個端子施加相位差為60°電角的正弦波電壓。由此使相位差為60°電角的電流分別流入所述未斷線的繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使三角形連接的3相繞組之中的1相繞組斷線，仍能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選所述無刷電動機是3相繞組成三角形連接的3相無刷電動機。計算在所述三角形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時分別在所述3相繞組的3個端子上流過的3 相交流電流。根據(jù)求出的3相交流電流，求取在與施加到所述未斷線的第1繞組和第2繞組上的各個端子電壓的頻率同步旋轉(zhuǎn)的雙軸旋轉(zhuǎn)坐標系上的d軸實際電流值和q軸實際電流值。分別求取所述d軸實際電流值與d軸電流指令值的偏差、以及所述q軸實際電流值與q軸電流指令值的偏差。根據(jù)這兩個偏差，計算d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，以便按照所述d軸電流指令值和所述q軸電流指令值流入電流。根據(jù)d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，向所述第1繞組和第2繞組施加電壓，從而使相位差為60°電角的2相電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過檢測在設(shè)置于未斷線的2相繞組、即第1繞組和第2繞組上的 3個端子上流過的電流，從而能夠以120°的相位差向3個端子施加正弦波電壓，能夠?qū)σ韵辔徊顬?0°電角流入的2相電流進行矢量控制，能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選分別檢測在作為所述第1繞組的一端的第1端子上流過的第1相電流、在作為第2繞組的一端的第2端子上流過的第2相電流、以及在作為所述第1繞組的另一端與所述第2繞組的另一端的連接部的共用端子上流過的第3相電流。根據(jù)所述第1相電流、 第2相電流以及第3相電流，計算分別在所述3相繞組的3個端子上流過的3相交流電流。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，檢測在設(shè)置于未斷線的2相繞組、即第1繞組和第2繞組上的3個端子上流過的電流。由此，以120°的相位差向3個端子施加正弦波電壓，能夠?qū)ο辔徊顬?60°電角的2相電流進行矢量控制，能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選在將所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的連接部作為共用端子的情況下，檢測在作為所述第1繞組的另一端的第1端子上流過的第1相電流、以及在作為所述第2繞組的另一端的第2端子上流過的第2相電流。根據(jù)所述第1相電流和所述第2相電流，計算在向?qū)?相繞組已斷線的無刷電動機等價轉(zhuǎn)換成1相繞組沒有斷線時的3相無刷電動機的情況下的虛擬3端子的各個端子上分別流過的3相交流電流。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，檢測第1相電流和第2相電流，從而能夠計算分別在虛擬3端子的各個端子上流過的3相交流電流。優(yōu)選在星形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，以120°的相位差分別向中性點端子、以及未斷線的2相繞組的端子施加180°矩形波電壓。由此分別使相位差為 60°電角的電流分別流入所述未斷線的繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，以120°的相位差分別向設(shè)置于2相繞組的3個端子施加180°矩形波電壓，能夠流入相位差為60°電角的2相電流。其結(jié)果，即使星形連接的3相繞組之中的1相繞組斷線，仍能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選在所述星形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，以120°的相位差分別向中性點端子、以及未斷線的2相繞組的端子施加正弦波電壓。由此分別使相位差為60° 電角的2相電流分別流入所述未斷線的繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使星形連接的3相繞組之中的1相繞組斷線，仍能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選在所述星形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，始終向所述中性點端子施加正弦波電壓，該正弦波電壓的大小為施加到未斷線的2相繞組的端子上的正弦波電壓的最大值的2分之1。分別向所述未斷線的2相繞組的端子施加相位差為60°電角的正弦波電壓。由此使相位差為60°電角的電流分別流入所述未斷線的繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使星形連接的3相繞組之中的1相繞組斷線，仍能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選所述無刷電動機是3相繞組成星形連接的3相無刷電動機。在所述星形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，計算分別在中性點端子以及未斷線的2相繞組的端子上流過的3相交流電流。根據(jù)求出的3相交流電流，求取與施加到所述未斷線的2相繞組的端子上的各個端子電壓的頻率同步旋轉(zhuǎn)的雙軸旋轉(zhuǎn)坐標系上的d軸實際電流值和q軸實際電流值。分別求取所述d軸實際電流值與d軸電流指令值的偏差、以及所述q軸實際電流值與q軸電流指令值的偏差。根據(jù)這兩個偏差，計算d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，以便按照所述d軸電流指令值和所述q軸電流指令值流入電流。根據(jù)d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，向未斷線的2相繞組的端子施加電壓。由此使相位差為60°電角的2 相電流分別流入未斷線的2相繞組。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過檢測分別在中性點端子、未斷線的2相繞組的端子上流過的電流，從而能夠以120°的相位差向3個端子施加正弦波電壓，能夠?qū)σ韵辔徊顬?0°電角流入的2相電流進行矢量控制，能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選分別檢測在中性點端子以及未斷線的2相繞組的端子上流過的第1 第3相電流。根據(jù)所述第1相電流、第2相電流以及第3相電流，計算分別在所述各個端子上流過的3相交流電流。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過檢測在設(shè)置于未斷線的2相繞組上的2個端子和設(shè)置于中性點的中性點端子上流過的電流，從而以120°的相位差向3個端子施加正弦波電壓，能夠?qū)σ韵辔徊顬?0°電角流入的2相電流進行矢量控制，能夠在定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。優(yōu)選檢測在所述未斷線的2相繞組之中的一個端子上流過的第1相電流、以及在未斷線的2相繞組之中的另一個端子上流過的第2相電流。根據(jù)所述第1相電流和所述第 2相電流，計算在將1相繞組已斷線的無刷電動機等價轉(zhuǎn)換成未斷線狀態(tài)下的3相無刷電動機時的虛擬3端子上分別流過的3相交流電流。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過檢測在設(shè)置于未斷線的2相繞組上的2個端子上流過的電流， 從而能夠計算在虛擬3端子的各個端子上流過的3相交流電流。在本發(fā)明的第3方式中，提供一種無刷電動機的驅(qū)動電路，無刷電動機包括將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組，即第1繞組和第2繞組。驅(qū)動電路包括3相逆變電路和控制電路。所述3相逆變電路分別與作為所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的連接部的共用端子、作為所述第1繞組的另一端的第1端子、以及作為所述第2繞組的另一端的第2端子連接。所述3相逆變電路使所述共用端子、所述第1端子以及所述第2端子分別以120°的相位差在一個180°區(qū)間與直流電源的正極端子連接，并在另一個 180°區(qū)間與負極端子連續(xù)連接或斷續(xù)連接。由此將所述第1繞組和所述第2繞組通電，向所述第1繞組和所述第2繞組供給相位差為60°電角的電流。所述控制電路生成用于控制所述3相逆變電路的控制信號，將控制信號輸出到所述3相逆變電路。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠在具有將3相繞組之中的1相繞組省略的2相繞組、即第1繞組和第2繞組的定子上生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。其結(jié)果，能夠消除與電角對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩脈動，防止伴隨于此產(chǎn)生聲響、振動。在本發(fā)明的第4方式中，提供一種無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測方法，無刷電動機包括將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組，即第1繞組和第2繞組。在所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的共用端子、作為所述共用端子的另一端的第1 端子、以及作為所述第2繞組的另一端的第2端子上連接3相逆變電路。使所述共用端子、 所述第1端子以及所述第2端子分別以120°的相位差在一個180°區(qū)間與直流電源的正極端子連接，在另一個180°區(qū)間與所述直流電源的負極端子連續(xù)連接或斷續(xù)連接，將所述共用端子、所述第1端子以及所述第2端子設(shè)為通電狀態(tài)，從而使相位差為60°電角的電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。在所述第1端子及所述第2端子之中的一個端子的電位與所述共用端子的電位相同的通電區(qū)間，使所述第1端子及所述第2端子之中的電位與所述共用端子相同的端子斷開。由被斷開的端子的電位變化推測電角。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在具有通過將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組、即第1繞組和第2繞組的無刷電動機中，能夠利用共用端子與所述第1端子及所述第2端子的一方之間的電位差檢測電動機的旋轉(zhuǎn)位置。優(yōu)選在所述第1端子及所述第2端子的電位分別不同于所述共用端子的電位的通電區(qū)間，根據(jù)在其他通電區(qū)間推測出的通電正時，檢測電角。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在所述第1端子及所述第2端子的一個端子的電位不同于所述共用端子的電位的通電區(qū)間，不使用共用端子與所述第1端子及所述第2端子的一個端子之間的電位差，也能夠檢測電動機的旋轉(zhuǎn)位置。本發(fā)明的第5方式中，提供一種無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測電路，該無刷電動機包括將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組，即第1繞組和第2繞組。所述無刷電動機包括所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的共用端子、作為所述第1繞組的另一端的第1端子、作為所述第2繞組的另一端的第2端子、以及與所述共用端子、所述第1端子及所述第2端子連接的3相逆變電路。所述3相逆變電路使所述共用端子、所述第1端子以及所述第2端子分別以120°的相位差在一個180°區(qū)間與直流電源的正極端子連接，并在另一個180°區(qū)間與所述直流電源的負極端子連續(xù)連接或斷續(xù)連接，使所述共用端子、所述第1端子以及所述第2端子處于通電狀態(tài)，從而分別向所述第1繞組和所述第2繞組供給相位差為60°電角的電流。無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測電路包括控制電路、電位差檢測電路、及推測電路。所述控制電路在所述第1端子和所述第2端子之中的一個電位與所述共用端子的電位相同的通電區(qū)間，向所述3相逆變電路輸出將所述第1端子和所述第2端子之中的電位與所述共用端子相同的端子設(shè)為斷開狀態(tài)的控制信號。所述電位差檢測電路在所述第1端子或第2端子被斷開時，檢測所述第1端子與所述共用端子的電位差、或所述第2端子與所述共用端子的電位差。所述推測電路在所述電位差檢測電路檢測到的電位差達到預(yù)先決定的電位差時，推測轉(zhuǎn)子的電角。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在具有通過將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組、即第1繞組和第2繞組的無刷電動機中，能夠利用共用端子與所述第1端子及所述第2端子的一方之間的電位差檢測電動機的旋轉(zhuǎn)位置。優(yōu)選還包括計時電路，對從所述第1端子或所述第2端子被斷開時起到所述電位差檢測電路檢測到預(yù)先決定的電位差時為止的時間進行計時，在所述第1端子及所述第2 端子的電位分別不同于所述共用端子的電位的通電區(qū)間，所述推測電路根據(jù)由所述計時電路計時的時間，推測轉(zhuǎn)子的電角。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在所述第1端子及所述第2端子的一個端子的電位不同于所述共用端子的電位的通電區(qū)間，不使用共用端子與所述第1端子及所述第2端子的一個端子之間的電位差，也能夠檢測電動機的旋轉(zhuǎn)位置。


本發(fā)明的具有新穎性的特征將通過添付的權(quán)利要求書加以明確。本發(fā)明的目的及有益效果可以通過參照下面記載的優(yōu)選實施方式的說明及附圖而加以理解。圖IA和IB是本發(fā)明的第1實施方式所涉及的凸極式3相無刷電動機的剖視圖。圖2是圖IA的電動機的要部立體圖。圖3是圖2的定子的要部立體圖。圖4是示出圖IA的電動機和3相逆變電路的電路圖。圖5是向圖4的3相逆變電路輸出的各柵極信號的波形圖。圖6是用于說明圖IA的電動機上的旋轉(zhuǎn)磁場的圖。圖7是第1實施方式的其他例中的、施加到電動機上的正弦波電壓的波形圖。圖8是第1實施方式的又一其他例中的、施加到電動機上的正弦波電壓的波形圖。圖9是圖8的其他例中的、流入到電動機的正弦波電流的波形圖。圖10是本發(fā)明的第2實施方式所涉及的電動機的電路圖。圖11是向圖10的3相逆變電路輸出的各種控制信號的波形圖。圖12是本發(fā)明的第3實施方式所涉及的電動機的電路圖。圖13是示出圖12的控制電路的電氣結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖14是示出本發(fā)明的第4實施方式所涉及的電氣結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖15是示出本發(fā)明的第5實施方式所涉及的電氣結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖16是向圖15的3相逆變電路輸出的各柵極信號的波形圖。圖17是用于說明圖15的電動機上的旋轉(zhuǎn)磁場的圖。圖18是第5實施方式的其他例中的、施加到電動機上的正弦波電壓的波形圖。圖19是第5實施方式的又一其他例中的、施加到電動機上的正弦波電壓的波形圖。圖20是圖19的其他例中的、流入到電動機的正弦波電流的波形圖。圖21是本發(fā)明的第6實施方式的電動機的電路圖。
圖22是用于說明圖21的電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測的圖。
具體實施例方式(第1實施方式)下面，參照附圖，說明將本發(fā)明具體化為凸極式3相無刷電動機的第1實施方式。圖IA和IB是示出第1實施方式所涉及的電動機1的概要結(jié)構(gòu)的剖視圖。電動機1具備電動機殼體2，電動機殼體2包括圓盤形狀的底殼加和將該底殼加的一側(cè)覆蓋的有蓋圓筒狀的蓋殼2b。在底殼加的內(nèi)側(cè)中心位置上形成有圓柱狀的隆起部 3。在底殼加的包括隆起部3的中心位置上貫穿形成有貫通孔4，在該貫通孔4中固定設(shè)置軸承5。另外，在蓋殼2b的蓋部中心位置上形成有貫通孔6，在該貫通孔6中固定設(shè)置有軸承7。而且，軸承5、7將貫穿電動機殼體2的旋轉(zhuǎn)軸8可旋轉(zhuǎn)地支承。在隆起部3的外周面固定設(shè)置有圖2所示的定子10。如圖3所示，定子10具有 U相芯11、第IV相芯12、第2V相芯13以及W相芯14，在隆起部3上依次貫穿插入有W相芯14、第2V相芯13、第IV相芯12、U相芯11。另外，定子10具有第1繞組Cl和第2繞組 C2。而且，第1繞組Cl被配設(shè)在第IV相芯12與U相芯11之間。另外，第2繞組C2被配設(shè)在第2V相芯13與W相芯14之間。如圖3所示，U相芯11具有圓板狀的基板21，在該基板21的中心位置上形成有用于貫插隆起部3的插通孔22。而且，在該插通孔22的開口端上形成有朝向靠近底殼加的方向延伸的圓筒狀的凸緣部23。另一方面，在基板21的外周面上形成有以60°的等間隔位置向徑向外側(cè)延伸的多個(本實施方式中為6個)齒M。而且，各個齒M的前端具備極桿(pole) 25，該極桿25以與旋轉(zhuǎn)軸8的中心軸線C平行且向靠近底殼加的方向延伸的方式呈L字狀彎曲。W相芯14具有圓板狀的基板31，在該基板31的中心位置上形成有用于貫插隆起部3的插通孔32。而且，在該插通孔32的開口端上形成有朝向離開底殼加的方向延伸的圓筒狀的凸緣部33。另一方面，在基板31的外周面上形成有以60°的等間隔位置向徑向外側(cè)延伸的多個(在本實施方式中為6個)齒34。而且，各個齒34的前端具備極桿35，該極桿35以與旋轉(zhuǎn)軸8的中心軸線C平行且向離開底殼加的方向延伸的方式呈L字狀彎曲。也就是說，W相芯14和U相芯11是形狀相同的芯部件，只是相對于隆起部3的安裝固定方向不同。因此，W相芯14能夠作為U相芯11使用。第IV相芯12具有圓板狀的基板41，在該基板41的中心位置上形成有用于貫插隆起部3的插通孔42。而且，在該插通孔42的開口端上形成有朝向離開底殼加的方向延伸的圓筒狀的凸緣部43。另一方面，在基板41的外周面上形成有以60°的等間隔位置向徑向外側(cè)延伸的多個(在本實施方式中為6個)齒44。而且，各個齒44的前端具備極桿45， 該極桿45以與旋轉(zhuǎn)軸8的中心軸線C平行且向離開底殼加的方向延伸的方式呈L字狀彎曲。被彎曲的各個極桿45的沿中心軸線C方向的長度為形成在U相芯11(W相芯14)上的極桿25(3 的沿中心軸線C的長度的2分之1。第2V相芯13具有圓板狀的基板51，在該基板51的中心位置上形成有用于貫插隆起部3的插通孔52。而且，在該插通孔52的開口端上形成有朝向靠近底殼加的方向延伸的圓筒狀的凸緣部53。另一方面，在基板51的外周面上形成有以60°的等間隔位置向徑
14向外側(cè)延伸的多個(在本實施方式中為6個)齒M。而且，各個齒M的前端具備極桿55， 該極桿陽以與旋轉(zhuǎn)軸8的中心軸線C平行且向靠近底殼加的方向延伸的方式呈L字狀彎曲。被彎曲的各個極桿陽的沿中心軸線C方向的長度為形成在W相芯14(U相芯11)上的極桿35 的沿中心軸線C的長度的2分之1。也就是說，第2V相芯13和第IV相芯12是形狀相同的芯部件，只是相對于隆起部 3的安裝固定方向不同。因此，第2V相芯13能夠作為第IV相芯12使用。在第1實施方式中，將第IV相芯12和第2V相芯13重疊來形成1個V相芯15。然后，在U相芯11與W相芯14之間，以第IV相芯12朝向U相芯11、第2V相芯 13朝向W相芯14的方式配置V相芯15。由此，U相芯11的凸緣部23與V相芯15 (第IV 相芯12)的凸緣部43抵接，V相芯15 (第2V相芯13)的凸緣部53與W相芯14的凸緣部 33抵接。另外，U相芯11的極桿25、W相芯14的極桿35、V相芯15 (第IV相芯12及第2V 相芯13)的極桿45(55)沿著以中心軸線C為中心的圓的外周交替配置。因此，各個極桿 25、35、45(55)在圓周方向以20°間隔配置。在由U相芯11和V相芯15 (第IV相芯12)形成的空間中，以卷繞相互抵接的凸緣部23和凸緣部43的方式配設(shè)有第1繞組Cl。另外，在由V相芯15(第2V相芯13)和 W相芯14形成的空間中，以卷繞相互抵接的凸緣部53和凸緣部33的方式配設(shè)有第2繞組 C2。另外，第1繞組Cl和第2繞組C2的卷繞方向相同。在第1實施方式中，如圖4所示，將第1繞組Cl和第2繞組C2串聯(lián)連接。另外，第1繞組Cl和第2繞組C2的卷繞圈數(shù)及繞組阻抗被設(shè)定為相同。在此，將第1繞組Cl與第2繞組C2的連接部、即共用端子稱為 V端子TV，將第1繞組Cl上的、V端子TV相反側(cè)的端子稱為U端子TU，將第2繞組C2的、 V端子TV相反側(cè)的端子稱為W端子TW。定子10包括第1繞組Cl、第2繞組C2、U相芯11、V相芯15以及W相芯14，定子 10被固定在形成于底殼加的隆起部3上。S卩，第1實施方式的定子10包括2相繞組(第 1繞組Cl和第2繞組以)，該2相繞組是通過將三角形連接的3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的。而且，通過對供給U端子TU、V端子TV、W端子TW的電流進行控制，從而在定子10的各個極桿25、35、45(5幻上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。如圖IA和IB所示，在電動機殼體2內(nèi)，在定子10的徑向外側(cè)以能夠旋轉(zhuǎn)的方式配置有轉(zhuǎn)子60。轉(zhuǎn)子60具有磁軛61，磁軛61具有圓形的蓋部62和圓筒壁63。在蓋部62 的中心位置上貫穿安裝有旋轉(zhuǎn)軸8。圓筒壁63具有將定子10內(nèi)包的大小。在圓筒壁63的內(nèi)側(cè)面上，沿圓周方向固定安裝有多個(在第1實施方式中為16個)磁石64。16個磁石 64以磁極(N極和S極)在圓周方向上交替的方式配置。于是，通過在定子10的各個極桿25、35、45(5幻上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子60以旋轉(zhuǎn)軸8為旋轉(zhuǎn)中心，與該旋轉(zhuǎn)軸8—體旋轉(zhuǎn)。S卩，第1實施方式的電動機1為外轉(zhuǎn)子型電動機。接著，依照圖4，說明在各個極桿25、35、45(55)上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的電氣結(jié)構(gòu)。在圖4中，第1繞組Cl及第2繞組C2與包括3相電橋電路的3相逆變電路70連接。3相逆變電路70具有將第1上臂晶體管Qll和第1下臂晶體管Q12串聯(lián)連接而成的串聯(lián)電路。另外，3相逆變電路70具有將第2上臂晶體管Q21和第2下臂晶體管Q22串聯(lián)連接而成的串聯(lián)電路。此外，3相逆變電路70還具有將第3上臂晶體管Q31和第3下臂晶體管Q32串聯(lián)連接而成的串聯(lián)電路。而且，各個串聯(lián)電路彼此相互并聯(lián)連接，由此形成的并聯(lián)電路被連接在直流電源的正極端子與負極端子之間。第1上臂晶體管Qll和第1下臂晶體管Q12是N溝道功率MOS晶體管。第1上臂晶體管Qll的源極與第1下臂晶體管Q12的漏極的連接點(節(jié)點Ni)與U端子TU連接。第1上臂晶體管Qll的柵極端子被輸入第1上柵極信號US1，第1下臂晶體管Q12 的柵極端子被輸入第1下柵極信號US2。如圖5所示，第1上柵極信號USl和第1下柵極信號US2為互補信號，當(dāng)?shù)?上柵極信號USl為H電平時，第1下柵極信號US2為L電平，相反地，當(dāng)?shù)?上柵極信號USl為L電平時，第1下柵極信號US2為H電平。因此，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Qll導(dǎo)通時，第1下臂晶體管Q12截止，相反地，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Qll截止時，第1下臂晶體管Q12導(dǎo)通。其結(jié)果，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Qll導(dǎo)通、第1 下臂晶體管Q12截止時，第1繞組Cl的U端子TU被供給電流，相反地，當(dāng)?shù)?上臂晶體管 Qll截止、第1下臂晶體管Q12導(dǎo)通時，U端子TU不被供給電流。第2上臂晶體管Q21和第2下臂晶體管Q22是N溝道功率MOS晶體管。第2上臂晶體管Q21的源極與第2下臂晶體管Q22的漏極的連接點(節(jié)點N2)與V端子TV連接。第2上臂晶體管Q21的柵極端子被輸入第2上柵極信號VS1，第2下臂晶體管Q22 的柵極端子被輸入第2下柵極信號VS2。如圖5所示，第2上柵極信號VSl和第2下柵極信號VS2是互補信號，當(dāng)?shù)?上柵極信號VSl為H電平時，第2下柵極信號VS2為L電平，相反地，當(dāng)?shù)?上柵極信號VSl為L電平時，第2下柵極信號VS2為H電平。因此，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Q21導(dǎo)通時，第2下臂晶體管Q22截止，相反地，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Q21截止時，第2下臂晶體管Q22導(dǎo)通。其結(jié)果，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Q21導(dǎo)通、第 2下臂晶體管Q22截止時，V端子TV被供給電流，相反地，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Q21截止、第2 下臂晶體管Q22導(dǎo)通時，V端子TV不被供給電流。第3上臂晶體管Q31和第3下臂晶體管Q32是N溝道功率MOS晶體管。第3上臂晶體管Q31的源極與第3下臂晶體管Q32的漏極的連接點(節(jié)點N3)與W端子TW連接。第3上臂晶體管Q31的柵極端子被輸入第3上柵極信號WS1，第3下臂晶體管Q32 的柵極端子被輸入第3下柵極信號WS2。如圖5所示，第3上柵極信號WSl和第3下柵極信號WS2是互補信號，當(dāng)?shù)?上柵極信號WSl為H電平時，第3下柵極信號WS2為L電平，相反地，當(dāng)?shù)?上柵極信號WSl為L電平時，第3下柵極信號WS2為H電平。因此，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Q31導(dǎo)通時，第3下臂晶體管Q32截止，相反地，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Q31截止時，第3下臂晶體管Q32導(dǎo)通。其結(jié)果，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Q31導(dǎo)通、第 3下臂晶體管Q32截止時，W端子TW被供給電流，相反地，當(dāng)?shù)?上臂晶體管Q31截止、第3 下臂晶體管Q32導(dǎo)通時，W端子TW不被供給電流。各個臂晶體管QlU Q21、Q31、Q12、Q22、Q32的柵極端子分別與微機MC連接。微機MC分別向各個晶體管Q 11、Q21、Q31、Q12、Q22、Q32的柵極端子輸出柵極信號USl、VSl、 WS1、US2、VS2、WS2，從而通過3相逆變電路70對電動機1進行旋轉(zhuǎn)控制。另外，微機MC與3個位置傳感器Pl、P2、P3連接，位置傳感器由檢測轉(zhuǎn)子60 (旋轉(zhuǎn)軸8)的旋轉(zhuǎn)位置的霍爾IC構(gòu)成。第1 第3位置傳感器PI、P2、P3分別以120°的間隔配置在電動機1上，微機MC分別從第1 第3位置傳感器P1、P2、P3接受第1 第3位置信號S1、S2、S3的輸入。而且，微機MC根據(jù)第1 第3位置信號Si、S2、S3，運算取得轉(zhuǎn)子 60的旋轉(zhuǎn)位置、旋轉(zhuǎn)數(shù)、旋轉(zhuǎn)方向等。微機MC根據(jù)由第1 第3位置信號Sl S3運算出的轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置，分別以圖5所示的時序生成第1 第3上柵極信號US1、VSU WSl以及第1 第3下柵極信號 US2、VS2、WS2，這些上柵極信號是180°矩形波信號。詳細地說，第1上柵極信號USl在電角0°處從L電平(低電平)上升為H電平 (高電平)，第2上柵極信號VSl在電角60°處從H電平下降為L電平，第3上柵極號WSl 在電角120°處從L電平上升為H電平。而且，當(dāng)?shù)?上柵極信號USl在電角180°處從H電平下降為L電平時，第2上柵極信號VSl在電角處從L電平上升為H電平，第3上柵極信號WSl在電角300°處從 H電平下降為L電平。由此，在各個上柵極信號USl、VS1、WSl處于H電平的時刻，來自直流電源的電壓 +V作為U端子電壓VI、V端子電壓V2、W端子電壓V3分別施加到U端子TU、V端子TV以及 W端子TW上。而且，微機MC以圖5所示的時序?qū)⑸蠔艠O信號USl、VS1、WS1以及下柵極信號US2、 VS2、WS2輸出到3相逆變電路70，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，能夠使電動機1旋轉(zhuǎn)。下面，依照圖6，說明旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生。(電角為0° 60° )在此期間，來自直流電源的電壓+V作為U端子電壓Vl和V端子電壓V2分別施加到U端子TU和V端子TV上，W端子TW處于接地狀態(tài)。因此，在第1繞組Cl上不流過繞組電流Il。另一方面，在第2繞組C2上，從V端子TV向W端子TW流過第2繞組電流12。此時，不會流過經(jīng)由U端子TU —第1繞組Cl — V端子TV —第2繞組C2 — W端子TW的電流。也就是說，由流過第2繞組C2的第2繞組電流12所產(chǎn)生的磁場決定此時的磁場的大小和磁場的旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為30° (示相)。(電角為 60° 120° )在此期間，來自直流電源的電壓+V作為U端子電壓Vl施加到U端子TU上，V端子TV和W端子TW處于接地狀態(tài)。因此，在第1繞組Cl上，從U端子TU向V端子TV流過第1繞組電流II。另一方面，在第2繞組C2上不流過第2繞組電流12。此時，不會流過經(jīng)由U端子TU —第1繞組Cl — V端子TV —第2繞組C2 — W端子TW的電流。也就是說，由流過第1繞組Cl的第1繞組電流Il所產(chǎn)生的磁場決定此時的磁場的大小和磁場的旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的大小與電角為0° 60°時相同，并且旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為90° (U相)。(電角為 120° 180° )在此期間，來自直流電源的電壓+V作為U端子電壓Vl和W端子電壓V3分別施加到U端子TU和W端子TW上，V端子TV處于接地狀態(tài)。因此，在第1繞組Cl中，從U端子 TU向V端子TV流過第1繞組電流11。另一方面，在第2繞組C2中，從W端子TW向V端子 TV流過第2繞組電流12。也就是說，由流過第1繞組Cl的第1繞組電流Il所產(chǎn)生的磁場和流過第2繞組C2的第2繞組電流12所產(chǎn)生的磁場的合成磁場決定此時的磁場的大小和旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果， 旋轉(zhuǎn)磁場的大小與電角為0° 60°時相同，并且旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為150° (P相)。(電角為 180° )在此期間，來自直流電源的電壓+V作為W端子電壓V3施加到W端子TW上，U端子TU和V端子TV處于接地狀態(tài)。因此，在第1繞組Cl上不流過第1繞組電流II。另一方面，在第2繞組C2上，從W端子TW向V端子TV流過第2繞組電流12。此時，不會流過經(jīng)由W端子TW —第2繞組C2 — V端子TV —第1繞組Cl — U端子TU的電流。也就是說，由流過第2繞組C2的第2繞組電流12所產(chǎn)生的磁場決定此時的磁場的大小和磁場的旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的大小與電角為0° 60°時相同，并且旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為210° (W相)。(電角為 300° )在此期間，來自直流電源的電壓+V作為V端子電壓V2和W端子電壓V3分別施加到V端子TVW端子TW上，U端子TU處于接地狀態(tài)。因此，在第1繞組Cl上，從V端子TV向 U端子TU流過第1繞組電流II。另一方面，在第2繞組C2上不流過第2繞組電流12。此時，不會流過經(jīng)由W端子TW —第2繞組C2 — V端子TV —第1繞組Cl — U端子TU的電流。也就是說，由流過第1繞組Cl的第1繞組電流Il所產(chǎn)生的磁場決定此時的磁場的大小和磁場的旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的大小與電角為0° 60°時相同，并且旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為270° (&相)。(電角為 300° 360° )在此期間，來自直流電源的電壓+V作為V端子電壓V2施加到V端子TV上，U端子TU和W端子TW處于接地狀態(tài)。因此，在第1繞組Cl上，從V端子TV向U端子TU流過第1繞組電流Il。另一方面，在第2繞組C2上，從V端子TV向W端子TW流過第2繞組電流12。也就是說，由流過第1繞組Cl的第1繞組電流Il所產(chǎn)生的磁場和流過第2繞組 C2的第2繞組電流12所產(chǎn)生的磁場的合成磁場決定此時的磁場的大小和磁場的旋轉(zhuǎn)角。 其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的大小與電角為0° 60°時相同，并且旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為330° (V 相)。像這樣，如圖6所示，按照預(yù)定的時序，分別向繞組C1、C2的各個端子TU、TV、TW施加U端子電壓VI、V端子電壓V2、W端子電壓V3，分別向繞組Cl、C2流過相位差為60°的第1繞組電流Il和第2繞組電流12，從而能夠使旋轉(zhuǎn)磁場成圓形。也就是說，能夠以60° 的間隔，沿圓周方向上的一個方向，依次生成繞組Cl、C2的磁場，且無論在哪個電角位置， 都能夠產(chǎn)生大小相同的磁場。其結(jié)果，能夠防止根據(jù)電角而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動，以及能夠防止伴隨轉(zhuǎn)矩脈動的發(fā)生而產(chǎn)生聲響及振動。接著，在下面記載采用上述方式構(gòu)成的電動機1的優(yōu)點。(1)根據(jù)第1實施方式，配置U相芯11、V相芯15、W相芯14，在這些芯之間分別配置卷繞方向相同的第1繞組Cl和第2繞組C2，并且將第1繞組Cl和第2繞組C2串聯(lián)連接，由此形成定子10。而且，通過V端子TV、U端子TU以及W端子TW，分別向第1繞組Cl和第2繞組C2供給相位差為60°的第1繞組電流Il和第2繞組電流12。由此，能夠使定子10生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場，能夠消除與電動機1的電角對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩脈動，能夠防止電動機1伴隨轉(zhuǎn)矩脈動的發(fā)生而產(chǎn)生聲響及振動。也就是說，雖然是具有通過省略1相繞組而得到的2相繞組(第1繞組Cl和第2 繞組C2)的電動機1，但通過經(jīng)由3相逆變電路70分別向2相繞組供給相位差為60°的第 1繞組電流Il和第2繞組電流12，從而能夠制作圓形旋轉(zhuǎn)磁場。其結(jié)果，雖然是通過省略 1相繞組而形成的2相繞組式電動機1，仍能夠消除與電角對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩脈動，能夠防止電動機1伴隨轉(zhuǎn)矩脈動的發(fā)生而產(chǎn)生聲響及振動。(2)由于第1實施方式所涉及的電動機1是將1相繞組省略而具有2相繞組的凸極式3相無刷電動機，所以能夠?qū)崿F(xiàn)電動機1的部件數(shù)量的減少，并且能夠?qū)崿F(xiàn)電動機1的小型化。另外，在第1實施方式中，向各個端子TU、TV、TW施加了矩形波電壓，然而如圖7 所示，也可分別以向U端子TU、V端子TV、以及W端子TW以120°的相位差施加正弦波電壓(VI，V2，V3)，如圖7所示，向U端子TU和W端子TW供給具有60°相位差的正弦波電流 (第1繞組電流II、第2繞組電流12)。在這種情況下，雖然電壓利用率變低，但是能夠產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。另外，圖中，13是在V端子TV與節(jié)點N2之間流過的電流。另外，如圖8所示，也可以向V端子TV時間來自直流電源的電壓+V的2分之1的 V端子電壓V2，向U端子TU和W端子TW施加具有60°相位差的正弦波電壓，如圖9所示， 向U端子TU和W端子TW供給具有60°相位差的正弦波電流(第1繞組電流II、第2繞組電流1 。在這種情況下，雖然電壓利用率進一步變低，但能夠生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場，能夠得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。(第2實施方式)接著，依照圖10，說明本發(fā)明的第2實施方式。在第1實施方式中，當(dāng)3相逆變電路70的第1 第3上臂晶體管Q11、Q21、Q31截止時，分別使相應(yīng)的第1 第3下臂晶體管Q12、Q22、Q32導(dǎo)通。相對于此，在第2實施方式中，當(dāng)3相逆變電路70的第1 第2上臂晶體管Q11、 Q2UQ31截止時，使相應(yīng)的第1 第3下臂晶體管Q12、Q22、Q32斷續(xù)地導(dǎo)通、截止。因此，在第2實施方式中，為了便于說明，對與第1實施方式共同的部分，賦予相同的符號，省略詳細說明。在圖10中，第1 第3上臂晶體管Q11、Q21、Q31的各個柵極端子分別通過第1 第3緩沖電路71a、71b、71c分別與第1 第3位置傳感器Pl P3連接。第1 第3位置傳感器Pl P3以120°的間隔配置在電動機1內(nèi)，檢測轉(zhuǎn)子60 的旋轉(zhuǎn)位置。如圖11所示，第1 第3位置傳感器Pl P3的第1 第3位置信號S1、S2、 S3是180°的矩形波信號，由于第1 第3位置傳感器Pl P3以120°的間隔配置，所以分別以120°的相位差輸出第1 第3位置信號Si、S2、S3。第1緩沖電路71a被輸入來自第1位置傳感器Pl的第1位置信號Si，并將第1位置信號Sl作為第1上柵極信號USl輸出到第1上臂晶體管Qll的柵極端子。第2緩沖電路71b被輸入來自第2位置傳感器P2的第2位置信號S2，將第2位置信號S2作為第2上柵極信號VSl輸出到第2上臂晶體管Q21的柵極端子。第3緩沖電路71c被輸入來自第3 位置傳感器P3的第3位置信號S3，并將第3位置信號S3作為第3上柵極信號WSl輸出到第3上臂晶體管Q31的柵極端子。第1 第3下臂晶體管Q12、Q22、Q32的各個柵極端子分別與第1 第3與電路 72a.72b.72c的輸出端子連接。第1 第3與電路7 72c分別是具有第1輸入端子和第2輸入端子的與電路，第1輸入端子分別與第1 第3逆變電路73a 73c的輸出端子連接，第2輸入端子從微機MC接受PWM信號SX (脈沖寬度調(diào)制信號)的輸入。詳細地說，第1位置信號Sl輸入到第1逆變電路73a，該第1逆變電路73a將第1 位置信號Sl反轉(zhuǎn)，輸出到第1與電路72a。第2位置信號S2輸入到第2逆變電路73b，該第 2逆變電路7 將第2位置信號S2反轉(zhuǎn)，輸出到第2與電路72b。第3位置信號S3輸入到第3逆變電路73c，該第3逆變電路73c將第3位置信號S3反轉(zhuǎn)，輸出到第3與電路72c。因此，如圖11所示，當(dāng)?shù)?位置信號Sl為L電平時，第1與電路7 將來自微機 MC的PWM信號SX作為第1下柵極信號US2輸出到第1下臂晶體管Q12的柵極端子。另外，當(dāng)?shù)?位置信號S2為L電平時，第2與電路72b將來自微機MC的PWM信號 SX作為第2下柵極信號VS2輸出到第2下臂晶體管Q22的柵極端子。另外，當(dāng)?shù)?位置信號S3為L電平時，第3與電路72c將來自微機MC的PWM信號 SX作為第3下柵極信號WS2輸出到第3下臂晶體管Q32的柵極端子。接著，在下面記載采用上述方式構(gòu)成的電動機1的優(yōu)點。(3)根據(jù)第2實施方式，當(dāng)3相逆變電路70的第1 第3上臂晶體管Q11、Q21、Q31 截止時，通過來自微機MC的PWM信號SX，使相應(yīng)的第1 第3下臂晶體管Q12、Q22、Q32斷續(xù)地導(dǎo)通、截止。因此，除了第1實施方式的優(yōu)點之外，還能夠以更高的精度進行轉(zhuǎn)矩控制。(第3實施方式)接著，依照圖12，說明本發(fā)明的第3實施方式。在第3實施方式中，說明用于對以第1實施方式構(gòu)成的、省略了 1相繞組的凸極式 3相無刷電動機1進行電流矢量控制的控制電路。更詳細地說，對生成向3相逆變電路70 的各個晶體管Ql 1、Q12、Q21、Q22、Q31、Q32輸出的各個柵極信號US1、US2、VSl、VS2、WSl、 WS2的控制電路進行說明。因此，為了便于說明，對與第1實施方式共同的部分，賦予相同的符號，省略詳細的說明。在圖12中，第1 第3上臂晶體管Q11、Q21、Q31的各個柵極端子分別與控制電路 80連接。另外，第1 第3下臂晶體管Q12、Q22、Q32的各個柵極端子分別與控制電路80。詳細地說，控制電路80分別向第1 第3上臂晶體管Q11、Q21、Q31的各個柵極端子輸出第1 第3上柵極信號US1、VS1、WS1。另外，控制電路80分別向第1 第3下臂晶體管Q12、Q22、Q32的各個柵極端子輸出第1 第3下柵極信號US2、VS2、WS2。另外，控制電路80與設(shè)置在凸極式3相無刷電動機1上的第1 第3電流檢測器 76a.76b.76c連接。第1電流檢測器76a檢測在U端子TU與節(jié)點附之間流過的U相電流 IU( = II)，將該檢測信號輸出到控制電路80。第2電流檢測器76b檢測在V端子TV與節(jié)點N2之間流過的V相電流IV( = 13)，將該檢測信號輸出到控制電路80。第3電流檢測器76c檢測在W端子TW與節(jié)點N3之間流過的W相電流IW( = 12)，將該檢測信號輸出到控制電路80。S卩，分別從第1 第3電流檢測器76a、76b、76c向控制電路80輸入U相電流IU、 V相電流IV以及W相電流IW的檢測值。此外，分別從檢測設(shè)置在電動機1上的轉(zhuǎn)子60 (旋轉(zhuǎn)軸8)的旋轉(zhuǎn)位置的第1 第 3位置傳感器Pl P3向控制電路80輸入第1 第3位置信號Sl S3?？刂齐娐?0為了進行電流矢量控制，如圖13所示，具備位置運算器81、2相-3相電流轉(zhuǎn)換器82、3相-2相電流轉(zhuǎn)換器83、d軸減法器84、q軸減法器85、電流控制器86、以及2相-3相電壓轉(zhuǎn)換器87。位置運算器81被輸入來自第1 第3位置傳感器Pl P3的第1 第3位置信號Sl S3，運算被輸入了信號時的轉(zhuǎn)子60 (旋轉(zhuǎn)軸8)的電角和電角速度。該電角表示從使α相軸與3相的U相軸一致的α-β軸坐標系觀看時的d_q軸坐標系的旋轉(zhuǎn)角度。另外，從未予圖示的外部裝置向位置運算器81輸入電角指令值Φ。2相-3相電流轉(zhuǎn)換器82與第1 第3電流檢測器76a、76b、76c連接。2相_3相電流轉(zhuǎn)換器82被輸入時時的U相電流IU、V相電流IV以及W相電流IW的檢測信號。2相-3相電流轉(zhuǎn)換器82將U相電流IU、V相電流IV、W相電流IW的檢測值轉(zhuǎn)換成3相電動機的3相電流。也就是說，第3實施方式的電動機1是將1相繞組省略的電動機，相當(dāng)于2相電動機。因此，2相-3相電流轉(zhuǎn)換器82假設(shè)將2相電動機等價轉(zhuǎn)換成3相電動機時的虛擬3端子，首先計算出在各個端子上流過的3相交流電流IX、IY、IZ并輸出。2相-3相電流轉(zhuǎn)換器82按照以下的式1 式3，計算3相交流電流IX、IY、IZ。數(shù)學(xué)式1IX = IU+IV/3…(式 1)數(shù)學(xué)式2IY = IV/3…(式2)數(shù)學(xué)式3IZ = IW+IV/3…(式 3)2相-3相電流轉(zhuǎn)換器82計算出的3相交流電流IX、IY、IZ被輸出到3相_2相電流轉(zhuǎn)換器83。3相-2相電流轉(zhuǎn)換器83將3相交流電流IX、IY、IZ轉(zhuǎn)換成與施加到第1繞組Cl 和第2繞組C2上的各個端子電壓Vl V3的頻率同步旋轉(zhuǎn)的雙軸旋轉(zhuǎn)坐標系(d-q軸坐標系)上的d軸實際電流值Id和q軸實際電流值Iq。轉(zhuǎn)換式為以下的式4、式5。數(shù)學(xué)式4
Id=J- χ χ cos (0+0) + 1 Y Xcos (0+0-I" ττ) + IZ Xcos (0+0+-數(shù)學(xué)式5
···(式 4)
Iq = -^jix Xsin (e+0) + IYXsin (0+0-魯 π)+IZ Xs i η (θ+0+|-π)}…(式5)在此，“ θ+φ”是將位置運算器81計算出的被輸入了信號時的電角θ和來自未予圖示的外部裝置的電角指令值Φ相加的值，由位置運算器81輸入。3相-2相電流轉(zhuǎn)換器83將轉(zhuǎn)換后的d軸實際電流值Id輸出到d軸減法器84，將 q軸實際電流值Iq輸出到q軸減法器85。d軸減法器84將從來自未予圖示的外部裝置的d軸電流指令值Idc減去d軸實際電流值Id，將其差值輸出到電流控制器86。另一方面，q軸減法器85將從來自未予圖示的外部裝置的q軸電流指令值Iqc減去q軸實際電流值Iq，將其差值輸出到電流控制器86。電流控制器86根據(jù)來自d軸減法器84及q軸減法器85的差值，計算d軸電壓指令值Vdc及q軸電壓指令值Vqc，以便供給與d軸電流指令值Idc及q軸電流指令值Iqc對應(yīng)的電流。電流控制器86將計算出的d軸電壓指令值Vdc和q軸電壓指令值Vqc輸出到 2相-3相電壓轉(zhuǎn)換器87。2相-3相電壓轉(zhuǎn)換器87根據(jù)來自d_q坐標系的d軸電壓指令值Vdc、q軸電壓指令值Vqc、以及來自位置運算器81的電角θ和電角指令值Φ，輸出用于電動機1的3相電壓指令值，即圖11所示的各個柵極信號USl、VSl、WSl、US2、VS2.WS2。詳細地說，如圖11所示，2相-3相電壓轉(zhuǎn)換器87生成能夠以120°電角的相位差分別向U端子TU、V端子TV、W端子TW施加U端子電壓VI、V端子電壓V2、W端子電壓V3 的各個柵極信號 USl、VSl、WSl、US2、VS2、WS2。由此，能夠向與3相逆變電路70連接的第1繞組Cl及第2繞組C2供給相位差為 60°電角的U相電流IU(第1繞組電流II)及W相電流IW(第2繞組電流12)。然后，由2相-3相電壓轉(zhuǎn)換器87生成的第1 第3上柵極信號US1、VS1、WS1分別被輸出到相應(yīng)的第ι 第3緩沖電路71a、71b、71c以及第1 第3逆變電路73a、73b、 73c0接著，在下面記載采用上述方式構(gòu)成的省略了 1相繞組的凸極式3相無刷電動機 1的優(yōu)點。(4)根據(jù)第3實施方式，在具有通過將3相繞組中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組(第1繞組C 1和第2繞組C2)的電動機1中，即使將該2相繞組(第1繞組C 1和第 2繞組以)連接到3相逆變電路70上，也能夠維持旋轉(zhuǎn)磁場，進行電流矢量控制。(5)另外，第3實施方式能夠應(yīng)用于具有3相繞組的公知的凸極式3相無刷電動機 1。例如，在圖IA及IB所示的凸極式3相無刷電動機1中，在U相芯11與V相芯 15 (第IV相芯12)之間，靠近U相芯11配設(shè)U相繞組(相當(dāng)于第1繞組Cl)，靠近第IV相芯12配設(shè)V相繞組，并且在V相芯15(第2V相芯13)與W相芯14之間，靠近第2V相芯13 配設(shè)V相繞組，靠近W相芯14配設(shè)W相繞組(相當(dāng)于第2繞組C2)。于是，可以看作是將這些U相繞組、V相繞組、W相繞組三角形連接的凸極式3相無刷電動機。
在這種具有3相繞組的電動機中，當(dāng)其中的1相繞組因某種原因而斷線時，控制電路80檢測已斷線的繞組，通過3相逆變電路70向剩余2相繞組供給具有60°相位差的2 相電流，從而能夠制作圓形旋轉(zhuǎn)磁場。其結(jié)果，即使1相繞組因某種原因斷線，仍能夠像省略了 1相繞組的電動機那樣， 驅(qū)動電動機1，而不會發(fā)生與電角對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩脈動，不會伴隨轉(zhuǎn)矩脈動的發(fā)生而產(chǎn)生聲響及振動。另外，繞組的斷線檢測可以采用如下方式進行，例如，在各相繞組上設(shè)置電流檢測器，由電流檢測器檢測有無電流，輸出到控制電路80。然后，控制電路80判斷哪個相的繞組斷線，控制成向未斷線的2相繞組供給具有60°相位差的電流。(第4實施方式)接著，依照圖14，說明本發(fā)明的第4實施方式。上述第3實施方式使用了第1 第3電流檢測器76a、76b、76c。并且，根據(jù)由第 1 第3電流檢測器76a、76b、76c檢測到的U相電流IU、V相電流IV以及W相電流IW，計算出在虛擬3端子的各個端子上流過的3相交流電流IX、IY、IZ。相對于此，第4實施方式具有如下特點將檢測V相電流IV的第2電流檢測器76b 省略，而使用了第1及第3電流檢測器76a、76c。因此，在第4實施方式中，為了便于說明，對與第3實施方式共同的部分，賦予相同的符號，省略詳細的說明。如圖14所示，在第4實施方式的控制電路80中，具備將第3實施方式的2相_3相電流轉(zhuǎn)換器82和3相-2相電流轉(zhuǎn)換器83 —體化的2相-2相電流轉(zhuǎn)換器88。2相-2相電流轉(zhuǎn)換器88與第1及第3電流檢測器76a、76c連接。2相-2相電流轉(zhuǎn)換器88分別被輸入U相電流IU和W相電流IW的檢測信號，使用U相電流IU和W相電流IW的值，根據(jù)以下的式6 式8，計算在虛擬3端子的各個端子上流過的3相交流電流IX、IY、IZ。數(shù)學(xué)式6IX = IU-(IU+Iff)/3...(式 6)數(shù)學(xué)式7IY = - (IU+IW) /3...(式 7)數(shù)學(xué)式8IZ = Iff-(IU+Iff)/3…(式 8)2相-2相電流轉(zhuǎn)換器88將由式6 式8求出的3相交流電流IX、IY、IZ代入到上述4、式5，能夠求出如式9、式10所示的、由U相電流IU和W相電流IW表示的d軸實際電流值Id和q軸實際電流值Iq。 Id = j-|- jiu X cos (θ+0) + 1 W Xcos (θ+0+昏 7Γ)}…(式 9)數(shù)學(xué)式10: Iq二 - | υ χ S i η {0+0) + 1 W XS i η (θ+0+昏 π)}...(式 ο)
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其結(jié)果，在第3實施方式中，將由式1 式3求出的3相交流電流IX、IY、IZ代入到上述式4、式5，得到相同的結(jié)果。也就是說，即使不檢測V相電流IV，也能夠求出d軸實際電流值Id和q軸實際電流值Iq。因此，由上述式9、式10可知，無需先將由第1及第3電流檢測器76a、76c檢測到的U相電流IU及W相電流IW的值轉(zhuǎn)換成在虛擬3端子中流過的3相交流電流IX、IY、IZ， 只要代入到式9、式10，就能夠直接求出d軸實際電流值Id及q軸實際電流值Iq。2相-2相電流轉(zhuǎn)換器88將轉(zhuǎn)換后的d軸實際電流值Id輸出到d軸減法器84，將 q軸實際電流值Iq輸出到q軸減法器85。之后，像上述第3實施方式那樣，通過d軸減法器84、q軸減法器85、電流控制器 86、2相-3相電壓轉(zhuǎn)換器87生成柵極信號舊1、￥51、151、舊2、￥52、152，對電動機1進行電流矢量控制。接著，在下面記載采用上述方式構(gòu)成的電動機1的優(yōu)點。(6)根據(jù)第4實施方式，只用U相電流IU及W相電流IW這2個值就能夠求出d軸實際電流值Id及q軸實際電流值Iq。因此，即使沒有檢測V相電流IV的第2電流檢測器76b，也能夠維持旋轉(zhuǎn)磁場，并進行電流矢量控制。而且，由于省略了 1個電流檢測器，所以相應(yīng)地能夠?qū)⑼箻O式3相無刷電動機1小型化。(7)另外，第4實施方式與第3實施方式相同能夠應(yīng)用于具有3相繞組的電動機 1。也就是說，在具有3相繞組的凸極式3相無刷電動機1中，即使其中的1相繞組因某種原因斷線，通過向2相繞組供給相位差為60°的2相電流，從而能夠生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。由此，能夠消除與電角對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩脈動，能夠防止電動機1伴隨轉(zhuǎn)矩脈沖的發(fā)生而產(chǎn)生聲響及振動。(第5實施方式)接著，依照圖15，說明本發(fā)明的第5實施方式。在上述第3實施方式和第4實施方式中，說明了在3相繞組成三角形連接的的凸極式3相無刷電動機中某一相繞組斷線時的應(yīng)用技術(shù)。第5實施方式的特征在于，在3相繞組成星形連接的凸極式3相無刷電動機中某一相繞組斷線時生成的旋轉(zhuǎn)磁場。因此，在第5實施方式中，為了便于說明，對與第3實施方式共同的部分，賦予相同的符號，省略詳細的說明。在此，作為3相繞組成星形連接的凸極式3相無刷電動機91，例如，在圖IA和IB 中示出的電動機1中，在U相芯11與V相芯15 (第IV相芯12)之間，靠近U相芯11配設(shè) U相繞組(相當(dāng)于第1繞組Cl)，靠近第IV相芯12配設(shè)V相繞組，并且在V相芯15 (第2V 相芯13)與W相芯14之間，靠近第2V相芯13配設(shè)V相繞組，靠近W相芯14配設(shè)W相繞組 (相當(dāng)于第2繞組以)。于是，可以看作是將這些U相繞組、V相繞組、W相繞組星形連接的凸極式3相無刷電動機。 圖15示出電動機91的驅(qū)動電路。在圖15中，U相繞組Cu、V相繞組Cv及W相繞組Cw成星形連接。而且，作為U相繞組Cu、V相繞組Cv及W相繞組Cw相互連接的中性點端子的N端子TN、U相繞組Cu的U端子TU、V相繞組Cv的V端子TV、W相繞組Cw的W端子TW分別與3相逆變電路92連接。3相逆變電路92除了具備已在第1實施方式中說明的3相逆變電路70的結(jié)構(gòu)之外，還具備將第4上臂晶體管Q41和第4下臂晶體管Q42相互串聯(lián)連接而構(gòu)成的串聯(lián)電路。 該串聯(lián)電路與其他串聯(lián)電路并聯(lián)連接。而且，第1上臂晶體管Qll的源極與第1下臂晶體管Q12的漏極的連接點(節(jié)點 Ni)與U端子TU連接。并且，第2上臂晶體管Q21的源極與第2下臂晶體管Q22的漏極的連接點(節(jié)點N2)與V端子TV連接。而且，第3上臂晶體管Q31的源極與第3下臂晶體管 Q32的漏極的連接點(節(jié)點N3)與W端子TW連接。另外，第4上臂晶體管Q41的源極與第 4下臂晶體管Q42的漏極的連接點(節(jié)點N4)與N端子TN連接。而且，第4上臂晶體管Q41的柵極端子被輸入第4上柵極信號NS1，第4下臂晶體管Q42的柵極端子被輸入第4下柵極信號NS2。各個晶體管Qll Q41、Q12 Q42的柵極端子與微機MC連接。微機MC分別向各個晶體管Qll Q41、Q12 Q42的柵極端子輸出柵極信號USl NSl、US2 NS2，從而經(jīng)由3相逆變電路92對電動機91進行旋轉(zhuǎn)控制。然后，在正常時，微機MC始終向第4上臂晶體管Q41的柵極端子輸出L電平的第4 上柵極信號NS1，始終向第4下臂晶體管Q42的柵極端子輸出H電平的第4下柵極信號NS2。 也就是說，在正常時，3相逆變電路92使N端子TN保持接地狀態(tài)。另外，從微機MC分別向各個晶體管Qll、Q21、Q31、Q12、Q22、Q32的柵極端子輸出分別使臂晶體管QlU Q21、Q31、Q12、Q22、Q32導(dǎo)通或截止的柵極信號USU VSU WS1、US2、 VS2、WS2。由此，以120°電角的相位差向U相繞組Cu、V相繞組Cv及W相繞組Cw施加電壓。由此，在定子上產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，電動機91旋轉(zhuǎn)。接著，在U相繞組Cu、V相繞組Cv及W相繞組Cw之中的任意一個、例如V相繞組 Cv因某種原因斷線時，微機MC輸出以下的柵極信號US1、VS1、WS1、NS1、US2、VS2、WS2、NS2。微機MC在檢測到V相繞組Cv斷線時，生成第1上柵極信號US1、第3上柵極信號 WS1、第4上柵極信號NS1、第1下柵極信號US2、第3下柵極信號WS2、第4下柵極信號NS2， 這些柵極信號是180°矩形波信號，微機MC按照圖16所示的時序，將這些柵極信號輸出到 3相逆變電路92。詳細地說，當(dāng)?shù)?上柵極信號USl在電角0°處從L電平上升為H電平時，第4上柵極信號NS 1在電角60°處從H電平下降為L電平，第3上柵極信號WSl在電角120°處從L電平上升為H電平。而且，當(dāng)?shù)?上柵極信號US 1在電角180°處從H電平下降為L電平時，第4上柵極信號NSl在電角處從L電平上升為H電平，第3上柵極信號WSl在電角300°處從 H電平下降為L電平。由此，按照各個上柵極信號US1、NS1、WS1的時序，來自直流電源的電壓+V分別通過U端子TU、V端子TV及W端子TW施加到U相繞組Cu、W相繞組Cw上。而且，微機MC按照圖16所示的時序分別將這些上柵極信號USl、WSl、NSl以及下柵極信號US2、WS2、NS2輸出到3相逆變電路92，從而生成旋轉(zhuǎn)磁場，能夠在V相繞組Cv已斷線的狀態(tài)下，使電動機91旋轉(zhuǎn)。下面，依照圖17來說明旋轉(zhuǎn)磁場的生成。(電角為 0° 60° )在此期間，來自直流電源的電壓+V分別作為U端子電壓Vl及N端子電壓V4施加到U端子TU及N端子TN上，W端子TW處于接地狀態(tài)。因此，在U相繞組Cu上不流過線圈電流(U相電流IU)。另一方面，在W相繞組Cw上，從N端子TN向W端子TW流過線圈電流 (W相電流IW)。此時，不流過經(jīng)由U端子TU — U相繞組Cu — N端子TN — W相繞組Cw — W端子 Tff的電流。也就是說，由流過W相繞組Cw的W相電流IW所產(chǎn)生的磁場決定此時的磁場的大小和旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為30° (示相)。(電角為 60° 120° )在此期間，來自直流電源的電壓+V作為U端子電壓Vl施加到U端子TU上，N端子TN和W端子TW處于接地狀態(tài)。因此，在U相繞組Cu上，從U端子TU向N端子TN流過線圈電流(U相電流IU)。另一方面，在W相繞組Cw上不流過線圈電流(W相電流加。
此時，不流過經(jīng)由U端子TU — U相繞組Cu — N端子TN — W相繞組Cw — W端子 Tff的電流。也就是說，由流過U相繞組Cu的U相電流IU所產(chǎn)生的磁場決定此時的磁場的大小和磁場的旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的大小與電角為0° 60°時相同，并且旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為90° (U相)。(電角為 120° 180° )在此期間，來自直流電源的電壓+V分別作為U端子電壓Vl和W端子電壓V3施加到U端子TU和W端子TW上，N端子TN處于接地狀態(tài)。因此，在U相繞組Cu上，從U端子 TU向N端子TN流過線圈電流(U相電流IU)。另一方面，在W相繞組Cw上，從W端子TW向 N端子TN流過線圈電流(W相電流IW)。也就是說，由流過U相繞組Cu的U相電流IU所產(chǎn)生的磁場和流過W相繞組Cw的 W相電流IW所產(chǎn)生的磁場的合成磁場決定此時的磁場的大小和磁場的旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的大小與電角為0° 60°時相同，并且旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為150° (P相)。(電角為 180° M0° )在此期間，來自直流電源的電壓+V作為W端子電壓V3施加到W端子TW上，U端子TU和N端子TN處于接地狀態(tài)。因此，在U相繞組Cu上不流過線圈電流(U相電流IU)。 另一方面，在W相繞組Cw上，從W端子TW向N端子TN流過線圈電流(W相電流IW)。此時，不流過經(jīng)由W端子TW — W相繞組Cw — N端子TN — U相繞組Cu — U端子 TU的電流。也就是說，由流過W相繞組Cw的W相電流IW所產(chǎn)生的磁場決定此時的磁場的大小和磁場的旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的大小與電角為0° 60°時相同，并且旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為210° (W相)。(電角為對0° 300° )在此期間，來自直流電源的電壓+V分別作為N端子電壓V4和W端子電壓V3施加到N端子TN和W端子TW上，U端子TU處于接地狀態(tài)。因此，在U相繞組Cu上，從N端子 TN向U端子TU流過線圈電流(U相電流IU)。另一方面，在W相繞組Cw上不流過線圈電流(W相電流IW) ο此時，不流過經(jīng)由W端子TW — W相繞組Cw — N端子TN — U相繞組Cu — U端子 TU的電流。也就是說，由流過U相繞組Cu的U相電流IU所產(chǎn)生的磁場決定此時的磁場的大小和旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的大小與電角為0° 60°時相同，并且旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為270° (歹相)。(電角為 300° 360° )在此期間，來自直流電源的電壓+V作為N端子電壓V4施加到N端子TN上，U端子TU和W端子TW處于接地狀態(tài)。因此，在U相繞組Cu上，從N端子TN向U端子TU流過線圈電流(U相電流IU)。另一方面，在W相繞組Cw上，從N端子TN向W端子TW流過線圈電流(W相電流Iff) ο也就是說，由流過U相繞組Cu的U相電流IU所產(chǎn)生的磁場和流過W相繞組Cw的 W相電流IW所產(chǎn)生的磁場的合成磁場決定此時的磁場的大小和磁場的旋轉(zhuǎn)角。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)磁場的大小與電角為0° 60°時相同，并且旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)角為330° (V相)。像這樣，如圖17所示，來自直流電源的電壓+V分別作為U端子電壓VI、N端子電壓V4、W端子電壓V3按照預(yù)定的時序分別施加到繞組Cu、Cw的各個端子TU、TN、Tff上，分別在繞組Cu、Cw上流過具有60°相位差的U相電流IU和W相電流IW，從而能夠使旋轉(zhuǎn)磁場為圓形。也就是說，能夠在繞組Cu、Cw上，沿圓周方向的一個方向以60°間隔依次產(chǎn)生磁場。而且無論在哪個電角位置，都能夠產(chǎn)生大小相同的磁場。其結(jié)果，在V相繞組Cv處于斷線狀態(tài)的電動機91上，不產(chǎn)生與電角對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩脈動，能夠?qū)崿F(xiàn)不產(chǎn)生伴隨于轉(zhuǎn)矩脈動的聲響及振動的旋轉(zhuǎn)。另外，在該情況下，以V相繞組Cv斷線的情況為例進行了說明，然而即使在U相繞組Cu或W相繞組Cw斷線的情況下，也能夠通過同樣的控制，實現(xiàn)沒有轉(zhuǎn)矩脈動、沒有伴隨于轉(zhuǎn)矩脈沖的聲響及振動的旋轉(zhuǎn)。接著，在下面記載采用上述方式構(gòu)成的、3相繞組成星形連接的電動機91的優(yōu)點。(8)根據(jù)第5實施方式，在3相繞組成星形連接的電動機91中，即使在某1相繞組斷線的情況下，也能夠生成旋轉(zhuǎn)磁場，能夠?qū)崿F(xiàn)沒有轉(zhuǎn)矩脈動、沒有伴隨于轉(zhuǎn)矩脈沖的聲響及振動的旋轉(zhuǎn)。另外，在第5實施方式中，在3相繞組成星形連接的凸極式3相無刷電動機91中， 在某1相繞組斷線的情況下，也可以按照如下方式實施。如圖18所示，以120°的相位差對U端子TU、W端子TW、及N端子TN施加正弦波電壓(V1、V4、V2)，如圖18所示，向U端子TU及W端子TW供給具有60°相位差的正弦波電流(U相電流IU、W相電流IW)。在這種情況下，雖然電壓利用率變低，然而能夠生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場，得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。另外，圖中，IN表示在N端子TN與節(jié)點N4之間流過的電流。另外，如圖19所示，也可以對N端子TN施加來自直流電源的電壓+V的2分之1的 N端子電壓V4，對U端子TU及W端子TW施加具有60°相位差的正弦波電壓，如圖20所示， 向U端子TU及W端子TW供給具有60°相位差的正弦波電流(U相電流IU、W相電流IW)。 在這種情況下，雖然電壓利用率變低，然而能夠生成圓形旋轉(zhuǎn)磁場，得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。(第6實施方式)
接著，依照圖21，說明第6實施方式。在上述第1 第5實施方式中，通過設(shè)置在凸極式3相無刷電動機上的第1 第 3位置傳感器Pl P3來檢測轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)檢測出的旋轉(zhuǎn)位置，決定對U端子 TU、V端子TV及W端子TW施加直流電源的電壓+V的正時。第6實施方式的特征在于，使用無傳感器的無刷電動機，也就是說，能夠在不使用第1 第3位置傳感器Pl P3的情況下，檢測轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置。因此，在第6實施方式中，為了便于說明，對與第1實施方式共同的部分，賦予相同的符號，省略詳細的說明。在圖21中，與第1實施方式相同，電動機1的定子具有將三角形連接的3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組(第1繞組Cl和第2繞組C2)，第1繞組Cl與第 2繞組C2串聯(lián)連接。而且，在第6實施方式的電動機1上沒有設(shè)置第1 第3位置傳感器 Pl P3。第1繞組Cl及第2繞組C2與具有3相電橋電路的3相逆變電路70連接。第1繞組Cl的U端子TU與第1上臂晶體管Qll的源極和第1下臂晶體管Q12的漏極的連接點(節(jié)點Ni)連接。將第1繞組Cl和第2繞組C2連接的V端子TV與第2上臂晶體管Q21的源極和第2下臂晶體管Q22的漏極的連接點(節(jié)點N2)連接。第2繞組C2的W端子TW與第3上臂晶體管Q31的源極和第3下臂晶體管Q32的漏極的連接點(節(jié)點N3)連接。各個臂晶體管Qll、Q21、Q31、Q12、Q22、Q32的柵極端子與包括電位差檢測電路和推測電路的微機MC連接。微機MC向各個晶體管Qll、Q21、Q31、Q12、Q22、Q32的柵極端子輸出柵極信號US1、VS1、WS1、US2、VS2、WS2，從而通過3相逆變電路70對電動機1進行旋轉(zhuǎn)控制。也就是說，與第1實施方式相同，微機MC以120°的相位差對無刷電動機1的U端子TU、V端子TV及W端子TW施加180°矩形波電壓。其結(jié)果，分別在第1繞組Cl和第2繞組C2中流過相位差為60°電角的第1繞組電流II、第2繞組電流12。微機MC與3相逆變電路70的節(jié)點附連接，檢測第1繞組Cl兩端的電位差Vuv。 另外，微機MC與節(jié)點N3連接，檢測第2繞組C2兩端的電位差Vwv。然后，微機MC根據(jù)檢測到的電位差Vuv和Vwv，運算取得轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置。因此，微機MC在旋轉(zhuǎn)控制電動機1時，使用U端子電壓Vl與V端子電壓V2的電位相同的期間、以及W端子電壓V3與V端子電壓V2的電位相同的期間，檢測轉(zhuǎn)子60的旋
轉(zhuǎn)位置。在此，U端子電壓Vl與V端子電壓V2的電位相同的期間是電角為0° 60°的期間和180° M0°的期間。另外，W端子電壓V3與V端子電壓V2的電位相同的期間是電角為60° 120°的期間和 300°的期間。于是，在U端子電壓Vl與V端子電壓V2的電位相同的期間，微機MC使U端子TU 斷開，檢測轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置(電角60°、M0° )。另外，在W端子電壓V3與V端子電壓V2的電位相同的期間，微機MC使W端子TW 斷開，檢測轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置(電角120°、300° )。以下，依照圖22，說明旋轉(zhuǎn)位置的檢測方法。
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(電角為 0° 60° ) 當(dāng)處于該期間時，對U端子TU施加來自直流電源的電壓+V，U端子TU及V端子TV 與電壓+V的電位相同，W端子TW處于接地狀態(tài)。在此期間，微機MC使U端子TU斷開。具體地講，使第1上臂晶體管Qll截止，使U端子TU斷開。由該U端子TU的斷開而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，在U端子TU上出現(xiàn)的U端子電壓Vl因感應(yīng)電壓而慢慢地朝向電壓+V上升。通過該感應(yīng)電壓，U端子電壓VI、即第1繞組Cl兩端的電位差Vuv( = -V)經(jīng)由節(jié)點m輸入到微機MC。此時，在第1繞組Cl上不流過第1繞組電流II。而且，與感應(yīng)電壓的產(chǎn)生對應(yīng)地，電位差Vuv在轉(zhuǎn)子60旋轉(zhuǎn)到電角60°時收斂為0伏。微機MC在檢測到電位差Vuv變?yōu)?伏時，判斷為轉(zhuǎn)子6處于電角為60°的旋轉(zhuǎn)位置。而且，微機MC為了進行電角為60° 120°時的控制，將自直流電源的電壓+V作為U 端子電壓Vl施加到U端子TU上，將V端子TV及W端子TW接地。(電角為 60° 120° )當(dāng)處于該期間時，V端子TV接地，V端子TV的電位與先接地的W端子TW相同，U 端子電壓Vl為電壓+V。在此期間，微機MC使W端子TW斷開。具體地講，使第3上臂晶體管Q31截止，使W端子TW斷開。由該W端子TW的斷開而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，在W端子TW上顯現(xiàn)的W端子電壓V3因感應(yīng)電壓而慢慢朝向電壓+V上升。通過該感應(yīng)電壓，W端子電壓V3、即第2繞組C2兩端的電位差Vwv ( = -V)經(jīng)由節(jié)點N3輸入到微機MC。此時，在第2繞組C2上不流過第2繞組電流 12。而且，與感應(yīng)電壓的產(chǎn)生對應(yīng)地，電位差Vwv在轉(zhuǎn)子60旋轉(zhuǎn)到電角120°時，收斂為0伏。微機MC在檢測到電位差Vwv變?yōu)?伏時，判斷為轉(zhuǎn)子60處于電角為120°的旋轉(zhuǎn)位置。而且，機MC為了進行電角為120° 180°的控制，將來自直流電源的電壓+V作為 W端子電壓V3施加到W端子TW上。(電角為 180° M0° )當(dāng)處于該期間時，U端子TU接地，處于與先接地的V端子TV相同的電位狀態(tài)，處于對W端子TW施加來自直流電源的電壓+V的狀態(tài)。在此期間，微機MC使U端子TU斷開。 具體地講，使第1上臂晶體管Qll截止，使U端子TU斷開。由該U端子TU的斷開而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，在U端子TU上顯現(xiàn)的U端子電壓Vl因感應(yīng)電壓而慢慢地朝向0伏下降。通過該感應(yīng)電壓，在U端子TU上顯現(xiàn)的U端子電壓VI、即第1繞組Cl兩端的電位差Vuv ( = +V)通過節(jié)點m輸入到微機MC。此時，在第1繞組Cl 上不流過第1繞組電流II。而且，電位差Vuv在轉(zhuǎn)子60旋轉(zhuǎn)到240°電角時收斂為0伏。微機MC在檢測到電位差Vuv變?yōu)?伏時，判斷為轉(zhuǎn)子60處于電角為的旋轉(zhuǎn)位置。而且，微機MC為了進行電角為對0° 300°的控制，將來自直流電源的電壓+V作為V端子電壓V2施加到V端子TV上。(電角為對0° 300° )
當(dāng)處于該期間時，對V端子TV施加來自直流電源的電壓+V，W端子TW及V端子TV 的電位與電壓+V相同，U端子TU為接地狀態(tài)。在此期間，微機MC使W端子TW斷開。具體地講，使第3上臂晶體管Q31截止，使W端子TW斷開。由該W端子TW的斷開而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，在W端子TW上顯現(xiàn)的W端子電壓V3因感應(yīng)電壓而慢慢地朝向O伏下降。通過該感應(yīng)電壓，在W端子TW上顯現(xiàn)的W端子電壓V3、即第2繞組C2兩端的電位差Vwv( = +V)經(jīng)由節(jié)點N3輸入到微機MC。此時，在第2繞組C2 上不流過第2繞組電流12。而且，電位差Vwv在轉(zhuǎn)子60旋轉(zhuǎn)到300°電角時收斂為0伏。微機MC在檢測到該第2繞組C2間的電位差Vwv變?yōu)?伏時，判斷為轉(zhuǎn)子60處于電角為300°的旋轉(zhuǎn)位置。然后，微機MC為了進行電角為300° 0°時的控制，將W端子 TW接地。另外，在此，采用上述方法不能檢測到轉(zhuǎn)子60處于電角180°及360° (0° )的旋轉(zhuǎn)位置的情況。于是，微機MC使用內(nèi)設(shè)于微機MC的作為計時電路的第1計時器TMl和第 2計時器TM2，推算出轉(zhuǎn)子60處于電角180°和360°的旋轉(zhuǎn)位置的情況。(轉(zhuǎn)子60位于180°電角的旋轉(zhuǎn)位置的檢測)在0° 60°的電角范圍中，當(dāng)微機MC檢測到轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置位于60°電角時，使內(nèi)置的第1計時器TMl進行計時動作。在60° 120°的電角范圍中，微機MC檢測到轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置位于120°電角時，使內(nèi)置的第2計時器TM2開始進行計時動作，并使第1計時器TMl停止計時動作，對轉(zhuǎn)子60從60°電角旋轉(zhuǎn)到120°電角所需的計時結(jié)束時間進行計時。然后，微機MC在正在進行計時動作的第2計時器TM2的時間達到第1計時器TMl 先前計時的計時結(jié)束時間時，推測為轉(zhuǎn)子60位于180°電角的旋轉(zhuǎn)位置。(轉(zhuǎn)子60位于360°電角的旋轉(zhuǎn)位置的檢測)在180° M0°的電角范圍中，當(dāng)微機MC檢測到轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置位于對0° 電角時，使內(nèi)置的第1計時器TMl進行計時動作。在 300°的電角范圍中，微機MC檢測到轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)位置位于300°電角時，使內(nèi)置的第2計時器TM2進行計時動作，并停止第1計時器TMl的計時動作，對轉(zhuǎn)子 60從對0°電角旋轉(zhuǎn)到300°電角所需的計時結(jié)束時間進行計時。然后，微機MC在正在進行計時動作的第2計時器TM2的時間達到第1計時器TMl 先前計時的計時結(jié)束時間時，推測為轉(zhuǎn)子60位于360°電角的旋轉(zhuǎn)位置。接著，在下面記載采用上述方式構(gòu)成的3相繞組成星形連接的凸極式3相無刷電動機1的優(yōu)點。(9)根據(jù)第6實施方式，雖然是具有通過將1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組(第1 繞組Cl和第2繞組C2)的凸極式3相無刷電動機1，仍能夠在不使用第1 第3位置傳感器P1、P2、P3的狀態(tài)下，檢測轉(zhuǎn)子60的轉(zhuǎn)動位置。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)更加小型的電動機，能夠在高溫等使用環(huán)境嚴峻的情況下使用。
權(quán)利要求
1.一種無刷電動機的驅(qū)動方法，無刷電動機包括將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組，即第1繞組和第2繞組，所述驅(qū)動方法的特征在于，在所述第1繞組和所述第2繞組上連接3相逆變電路，使相位差為60°電角的電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組，從而產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，所述無刷電動機是凸極式3相無刷電動機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，所述第1繞組和所述第2繞組是通過將三角形連接的3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，通過以120°的相位差分別向作為所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的連接部的共用端子、作為所述第1繞組的另一端的第1端子、以及作為所述第2繞組的另一端的第2端子施加180°矩形波電壓，從而使相位差為60°電角的電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，通過以120°的相位差分別向作為所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的連接部的共用端子、作為所述第1繞組的另一端的第1端子、以及作為所述第2繞組的另一端的第2端子施加正弦波電壓，從而使相位差為60°電角的電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，始終對所述共用端子施加正弦波電壓，該正弦電壓的大小為施加到所述第1端子和第 2端子上的正弦波電壓的最大值的2分之1，通過分別向所述第1端子和第2端子施加相位差為60°電角的正弦波電壓，從而使相位差為60°電角的2相電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，計算向?qū)⑹÷粤?1相繞組的無刷電動機等價轉(zhuǎn)換成沒有省略1相繞組時的3相無刷電動機的情況下的虛擬3端子分別流入的3相交流電流，根據(jù)求出的3相交流電流，求取在與施加到所述第1繞組和所述第2繞組上的各個端子電壓的頻率同步旋轉(zhuǎn)的雙軸旋轉(zhuǎn)坐標系上的d軸實際電流值和q軸實際電流值，分別求取所述d軸實際電流值與d軸電流指令值的偏差、以及所述q軸實際電流值與 q軸電流指令值的偏差，根據(jù)這兩個偏差，計算d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，以便按照所述d軸電流指令值和所述q軸電流指令值流入電流，根據(jù)d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，向所述共用端子、第1端子以及第2端子施加電壓，從而使相位差為60°電角的2相電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，分別檢測在作為所述第1繞組的一端的第1端子上流過的第1相電流、在作為第2繞組的一端的第2端子上流過的第2相電流、以及在作為所述第1繞組的另一端與所述第2繞組的另一端的連接部的共用端子上流過的第3相電流，根據(jù)所述第1相電流、第2相電流以及第3相電流，計算分別在所述虛擬3端子的各個端子上流過的3相交流電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，在將所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的連接部作為共用端子的情況下，檢測在作為所述第1繞組的另一端的第1端子上流過的第1相電流、以及在作為所述第2繞組的另一端的第2端子上流過的第2相電流，根據(jù)所述第1相電流和所述第2相電流，計算分別在所述虛擬3端子的各個端子上流過的3相交流電流。
10.一種無刷電動機的驅(qū)動方法，該無刷電動機與3相逆變電路連接，被供給3相平衡電流的3相繞組之中的某1相繞組斷線，所述驅(qū)動方法的特征在于，通過所述3相逆變電路使相位差為60°電角的2相電流分別流入剩余2相繞組，從而產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，所述無刷電動機是所述3相繞組成三角形連接或星形連接的3相無刷電動機。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，當(dāng)所述三角形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，通過以120°的相位差分別向所述3相繞組的3個端子施加180°矩形波電壓，從而使相位差為60°電角的電流分別流入剩余2相繞組。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，當(dāng)所述三角形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，以120°的相位差分別向未斷線的2相繞組彼此連接的共用端子、已斷線的繞組與未斷線的2相繞組之中的一個繞組連接的端子、以及已斷線的繞組與未斷線的2相繞組之中的另一個繞組連接的端子施加正弦波電壓，從而使相位差為60°電角的電流分別流入所述未斷線的2相繞組。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，所述三角形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，始終向所述共用端子施加正弦波電壓，該正弦波電壓的大小為施加到剩余2個端子上的正弦波電壓的最大值的2分之1， 分別向所述剩余2個端子施加相位差為60°電角的正弦波電壓，從而使相位差為60° 電角的電流分別流入所述未斷線的繞組。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，所述無刷電動機是3相繞組成三角形連接的3相無刷電動機， 計算在所述三角形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時分別在所述3相繞組的3 個端子上流過的3相交流電流，根據(jù)求出的3相交流電流，求取在與施加到所述未斷線的第1繞組和第2繞組上的各個端子電壓的頻率同步旋轉(zhuǎn)的雙軸旋轉(zhuǎn)坐標系上的d軸實際電流值和q軸實際電流值，分別求取所述d軸實際電流值與d軸電流指令值的偏差、以及所述q軸實際電流值與 q軸電流指令值的偏差，根據(jù)這兩個偏差，計算d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，以便按照所述d軸電流指令值和所述q軸電流指令值流入電流，根據(jù)d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，向所述第1繞組和第2繞組施加電壓，從而使相位差為60°電角的2相電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，分別檢測在作為所述第1繞組的一端的第1端子上流過的第1相電流、在作為第2繞組的一端的第2端子上流過的第2相電流、以及在作為所述第1繞組的另一端與所述第2 繞組的另一端的連接部的共用端子上流過的第3相電流，根據(jù)所述第1相電流、第2相電流以及第3相電流，計算分別在所述3相繞組的3個端子上流過的3相交流電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，在將所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的連接部作為共用端子的情況下，檢測在作為所述第1繞組的另一端的第1端子上流過的第1相電流、以及在作為所述第2繞組的另一端的第2端子上流過的第2相電流，根據(jù)所述第1相電流和所述第2相電流，計算在向?qū)?相繞組已斷線的無刷電動機等價轉(zhuǎn)換成1相繞組沒有斷線時的3相無刷電動機的情況下的虛擬3端子的各個端子上分別流過的3相交流電流。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，在星形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，以120°的相位差分別向中性點端子、以及未斷線的2相繞組的端子施加180°矩形波電壓，從而使相位差為60°電角的電流分別流入所述未斷線的繞組。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，在所述星形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，以120°的相位差分別向中性點端子、以及未斷線的2相繞組的端子施加正弦波電壓，從而使相位差為60°電角的2相電流分別流入所述未斷線的繞組。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，在所述星形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，始終向所述中性點端子施加正弦波電壓，該正弦波電壓的大小為施加到未斷線的2相繞組的端子上的正弦波電壓的最大值的2分之1，分別向所述未斷線的2相繞組的端子施加相位差為60°電角的正弦波電壓，從而使相位差為60°電角的電流分別流入所述未斷線的繞組。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，所述無刷電動機是3相繞組成星形連接的3相無刷電動機，在所述星形連接的3相繞組之中的1相繞組已斷線時，計算分別在中性點端子以及未斷線的2相繞組的端子上流過的3相交流電流，根據(jù)求出的3相交流電流，求取與施加到所述未斷線的2相繞組的端子上的各個端子電壓的頻率同步旋轉(zhuǎn)的雙軸旋轉(zhuǎn)坐標系上的d軸實際電流值和q軸實際電流值，分別求取所述d軸實際電流值與d軸電流指令值的偏差、以及所述q軸實際電流值與 q軸電流指令值的偏差，根據(jù)這兩個偏差，計算d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，以便按照所述d軸電流指令值和所述q軸電流指令值流入電流，根據(jù)d軸電壓指令值和q軸電壓指令值，向未斷線的2相繞組的端子施加電壓，從而使相位差為60°電角的2相電流分別流入未斷線的2相繞組。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，分別檢測在中性點端子以及未斷線的2相繞組的端子上流過的第1 第3相電流，根據(jù)所述第1相電流、第2相電流以及第3相電流，計算分別在所述各個端子上流過的 3相交流電流。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的無刷電動機的驅(qū)動方法，檢測在所述未斷線的2相繞組之中的一個端子上流過的第1相電流、以及在未斷線的 2相繞組之中的另一個端子上流過的第2相電流，根據(jù)所述第1相電流和所述第2相電流，計算在將1相繞組已斷線的無刷電動機等價轉(zhuǎn)換成未斷線狀態(tài)下的3相無刷電動機時的虛擬3端子上分別流過的3相交流電流。
24.一種無刷電動機的驅(qū)動電路，無刷電動機包括將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組，即第1繞組和第2繞組，其特征在于，具備3相逆變電路，該3相逆變電路分別與作為所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的連接部的共用端子、作為所述第1繞組的另一端的第1端子、以及作為所述第2繞組的另一端的第2端子連接，所述3相逆變電路使所述共用端子、所述第1端子以及所述第2端子分別以120°的相位差在一個180°區(qū)間與直流電源的正極端子連接，并在另一個180°區(qū)間與負極端子連續(xù)連接或斷續(xù)連接，從而將所述第1繞組和所述第2繞組通電，向所述第1 繞組和所述第2繞組供給相位差為60°電角的電流；以及控制電路，生成用于控制所述3相逆變電路的控制信號，將控制信號輸出到所述3相逆變電路。
25.一種無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測方法，無刷電動機包括將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組，即第1繞組和第2繞組，所述檢測方法的特征在于，在所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的共用端子、作為所述共用端子的另一端的第1端子、以及作為所述第2繞組的另一端的第2端子上連接3相逆變電路，使所述共用端子、所述第1端子以及所述第2端子分別以120°的相位差在一個180° 區(qū)間與直流電源的正極端子連接，在另一個180°區(qū)間與所述直流電源的負極端子連續(xù)連接或斷續(xù)連接，將所述共用端子、所述第1端子以及所述第2端子設(shè)為通電狀態(tài)，從而使相位差為60°電角的電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組，在所述第1端子及所述第2端子之中的一個端子的電位與所述共用端子的電位相同的通電區(qū)間，使所述第1端子及所述第2端子之中的電位與所述共用端子相同的端子斷開，由被斷開的端子的電位變化推測電角。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測方法，在所述第1端子及所述第2端子的電位分別不同于所述共用端子的電位的通電區(qū)間， 根據(jù)在其他通電區(qū)間推測出的通電正時，檢測電角。
27.一種無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測電路，該無刷電動機包括將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組，即第1繞組和第2繞組，所述無刷電動機包括所述第1繞組的一端與所述第2繞組的一端的共用端子、作為所述第1繞組的另一端的第1端子、作為所述第2繞組的另一端的第2端子、以及與所述共用端子、所述第1端子及所述第2端子連接的3相逆變電路，所述3相逆變電路使所述共用端子、所述第1端子以及所述第2端子分別以120°的相位差在一個180°區(qū)間與直流電源的正極端子連接，并在另一個180°區(qū)間與所述直流電源的負極端子連續(xù)連接或斷續(xù)連接，使所述共用端子、所述第1端子以及所述第2端子處于通電狀態(tài)，從而分別向所述第1繞組和所述第2繞組供給相位差為60°電角的電流， 無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測電路具備控制電路，在所述第1端子和所述第2端子之中的一個電位與所述共用端子的電位相同的通電區(qū)間，向所述3相逆變電路輸出將所述第1端子和所述第2端子之中的電位與所述共用端子相同的端子設(shè)為斷開狀態(tài)的控制信號；電位差檢測電路，在所述第1端子或第2端子被斷開時，檢測所述第1端子與所述共用端子的電位差、或所述第2端子與所述共用端子的電位差；以及推測電路，當(dāng)所述電位差檢測電路檢測到的電位差達到預(yù)先決定的電位差時，推測轉(zhuǎn)子的電角。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測電路， 還具備計時電路，對從所述第1端子或所述第2端子被斷開時起到所述電位差檢測電路檢測到預(yù)先決定的電位差時為止的時間進行計時，在所述第1端子及所述第2端子的電位分別不同于所述共用端子的電位的通電區(qū)間， 所述推測電路根據(jù)由所述計時電路計時的時間，推測轉(zhuǎn)子的電角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無刷電動機的驅(qū)動方法，該無刷電動機包括將3相繞組之中的1相繞組省略而構(gòu)成的2相繞組，即第1繞組和第2繞組。在第1繞組和第2繞組上連接3相逆變電路，使相位差為60°電角的電流分別流入所述第1繞組和所述第2繞組，從而產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。本發(fā)明還包括無刷電動機的驅(qū)動電路、無刷電動機的旋轉(zhuǎn)位置的檢測方法及檢測電路。
文檔編號H02P21/14GK102377386SQ20111026591
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者森崎誠, 鈴木秀俊 申請人:阿斯莫有限公司