马达装置的制造方法
【专利摘要】【课题】与以往的相比较，进一步降低马达的振动、噪音。【解决方法】具有：逆变器(5)，其通过来自驱动元件(7U、7V、7W、8U、8V、8W)的输出电压驱动马达(2)；整流电路(3)，其对交流电源(4)整流并生成施加于驱动元件(7U、7V、7W、8U、8V、8W)的直流电源；测量部(10A)，其测量直流电源的电压(VBUS)；以及控制电路(9)，根据测量部(10A)的测量结果来控制逆变器(5)。控制电路(9)使施加于驱动元件(7U、7V、7W、8U、8V、8W)的基极或者栅极的驱动信号的振幅值与直流电源的电压(VBUS)的变动互补地变化。
【专利说明】
马达装置
技术领域
[0001] 本发明设及无刷直流马达，目的是与W往的相比较进一步降低振动、噪音。
【背景技术】
[0002] W往，无刷直流马达被广泛用于各种领域。关于运类马达中用于驱动风扇的马达 的驱动，在专利文献1、2中公开有W下的结构:通过由马达的旋转速度W及驱动电流来计算 风量从而控制马达的驱动，来减小因负荷的变化引起的流量(风量）的变化。并且在专利文 献3等中，公开有通过所谓的矢量控制来控制马达的结构。并且近年来，在运种马达的驱动 中，采用有W下的方法:通过根据正弦波信号来驱动驱动元件，来降低马达的振动、噪音，该 驱动元件将各相的驱动电压输出给马达。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:国际公开第2007/040180号
[0006] 专利文献2:国际公开第2009/110219号
[0007] 专利文献3:日本专利3653670号公报
【发明内容】
[000引发明所要解决的课题
[0009] 但是，一般希望马达的振动、噪音进一步减小。
[0010] 本发明是考虑W上内容而完成的发明，目的是与W往相比进一步降低马达的振 动、噪音。
[0011] 为了解决课题的方法
[0012] 本发明人的想法是：W抵消因用于驱动的电源变动而引起的驱动电流的变动的方 式，来使用于驱动元件的驱动的驱动电压的振幅与电压变动互补地变化，由此完成了本发 明。
[0013] 在本发明设及的一实施方式中，
[0014] (1)具有:逆变器，其通过来自驱动元件的输出电压驱动马达;整流电路，其对交流 电源整流并生成施加于所述驱动元件的直流电源;测量部，其测量所述直流电源的电压；W 及控制电路，其根据所述测量部的测量结果来控制所述逆变器，所述控制电路使施加于所 述驱动元件的基极或者栅极的驱动信号的振幅值与所述直流电源的电压的变动互补地变 化。
[0015] 若根据（1)，则在对交流电源整流而得到的直流电源的电压变动的情况下，能够W 抵消因该电压变动而引起的驱动电流的变动的方式，来驱动驱动元件，由此能够进一步降 低马达的振动、噪音。
[0016] (2)在（1)中，所述控制电路具有:克拉克变换部，其将所述马达的驱动电流进行克 拉克变换;派克变换部，其将所述克拉克变换部的输出进行派克变换并输出；计算部，其处 理所述派克变换部的输出并计算出控制值;修正部，其修正所述控制值;派克逆变换部，其 将通过所述修正部修正了的控制值进行派克逆变换；W及克拉克逆变换部，其将所述派克 逆变换部的输出进行克拉克逆变换，通过所述克拉克逆变换部的输出控制所述逆变器，在 所述修正部，通过根据所述测量部的测量结果来修正所述控制值，使施加于所述驱动元件 的基极或者栅极的驱动信号的振幅值与所述直流电源的电压的变动互补地变化。
[0017] 若根据(2)，则在通过矢量控制进行的马达的控制中，能够通过更具体的结构，W 抵消因外加电压的变动而变动的驱动电流的变动的方式驱动驱动元件，由此能够进一步降 低马达的振动、噪音。
[0018] (3)在(2)中，所述控制电路具有限制部，其通过上限值W及下限值来限制由所述 修正部修正了的所述控制值。
[0019] 若根据(3)，则能够通过设定上限值W及下限值，W驱动电压不超过驱动元件的能 够控制范围的方式来设定。
[0020] (4)在(2)或者(3)中，所述控制电路具有旋转速度的检测部，其检测出所述马达的 旋转速度并输出旋转速度检测结果，所述计算部具有:乘法运算部，其通过流量系数乘W所 述旋转速度检测结果来计算目标驱动电流;减法运算部，其计算所述目标驱动电流与所述 派克变换部的输出的差值;W及控制器，其根据所述减法运算部的输出生成所述控制值。
[0021] 若根据(4)，则在例如通过风量恒定的条件来驱动马达的结构中，与W往相比能够 降低马达的振动、噪音。
[0022] 发明效果
[0023] 根据本发明，与W往相比能够降低马达的振动、噪音。
【附图说明】
[0024] 图1是示出本发明的第一实施方式设及的马达装置的框图。
[0025] 图2是详细地示出图1的马达装置的框图。
[0026] 图3用于说明电压指令修正部的图。
[0027] 图4是示出轻负荷时的电压变动的影响的信号波形图。
[0028] 图5是示出重负荷时的电压变动的影响的信号波形图。
[0029] 图6是用于说明减小电压变动的影响的信号波形图。
[0030] 图7是用于说明驱动电压波形的信号波形图。
【具体实施方式】
[0031] W下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0032] [马达装置的基本结构]
[0033] 图1是示出本发明的第一实施方式设及的马达装置的基本结构的框图。马达装置1 适用于通过Ξ相的无刷直流马达巧区动风扇来送风的送风装置。例如，该送风装置作为室内 的换气装置来使用。在马达装置1中，由交流电源4提供的电流通过整流电路3整流，整流电 路3包括使用了二极管D1~D4的全波整流电路。整流之后的电流被平滑电容器C平滑化。由 此，由交流电源4提供的电流的电压作为直流电压Vbus施加于逆变器5。在此逆变器5包括由 晶体管、FET(Field effect transistor)等驱动元件711、7￥、7胖、81]、8￥、8胖构成的^组串联 电路。各串联电路配置于直流电源与地线之间。各串联电路的连接中点分别与马达2的U相、 V相、W相的绕组连接。并且，逆变器5的各驱动元件711、7￥、7￥、81]、8￥、8￥的基极(栅极)通过未 图示的驱动电路进行开关。由此，逆变器5通过驱动元件7U、7V、7W、洲、8V、8W的输出电压驱 动马达2。另外，各驱动元件7U、7V、7W、8U、8V、8W分别设置有保护用的二极管。
[0034] 并且，在马达装置1中，控制电路9是微型计算机(微机）。通过未图示的电源电路， 将由交流电源变换为低电压的直流电源的直流电源输入控制电路9。测量部10A测量施加于 驱动元件711、7￥、7胖、81]、8￥、8胖的直流电压（外加电压八6115。在该优选实施方式中，使用分压 电路10A来作为测量部10A。分压电路10A包含电阻R1W及R2。分压电路10A将施加于驱动元 件711、7￥、7胖、81]、8￥、8胖的直流电压分压。控制电路則尋该被分压了的直流电压输入内置的模 拟数字变换电路。由此测量施加于驱动元件711、7￥、7胖、81]、8￥、8胖的直流电压（施加电压） Vbus。并且，电流检测电路10B包括电流检测用电阻RI，并被设置于地线。由此，马达装置 能够检测出各相的驱动电流的相加电流的方式而构成。电流检测电路10B的检测结果通过 内置的模拟数字变换电路输入控制电路9。由此，控制电路9检测出各相的驱动电流。
[0035] 控制电路9通过规定的处理步骤的实施，基于运些通过模拟数字变换电路得到的 直流电源的电压Vbus，W及各相的驱动电流的检测结果，来控制逆变器5的动作。
[0036] 图2是将通过该控制电路9的处理步骤的实施而构成的功能框，与周边结构一起示 出的框图。控制电路9通过该功能框的构成，应用矢量控制的手法来驱动马达2。
[0037] 在马达装置1中，电流传感器11(电流检测电路10B)检测出各相的驱动电流iuv。克 拉克变换部12将作为该电流传感器11的检测结果的各相的驱动电流iuv进行克拉克变换，并 输出两相固定坐标系的驱动电流矢量lap。位置速度推断部13从该两相固定坐标系的驱动电 流矢量lae W及与驱动电流矢量lae对应的两相固定坐标系的驱动电压Vae，计算出转子的旋 转角度Θ。、电角速度ω e并进行输出。
[0038] 运算部15计算出通过该位置速度推断部13计算出的旋转角度Θ。的正弦值W及余 弦值并进行输出。派克变换部14使用该运算部15的计算结果，将两相固定坐标系的驱动电 流矢量lae进行派克变换。
[0039] 派克变换部14将该两相固定坐标系的驱动电流lap变化为旋转坐标系的q轴驱动电 流iqW及d轴驱动电流id并进行输出。
[0040] 在马达装置1中，从上位的控制器等向控制电路部9输入流量系数K'Q作为风量的 控制目标值。乘法运算部16通过将该流量系数K'Q与由位置速度推断部13推断出的电角速 度ω e相乘，来计算出风量恒定目标驱动电流。在控制电路部9中，W使q轴驱动电流iq与风量 恒定目标驱动电流一致的方式来进行反馈控制。由此，控制电路部9 W风量为与流量系数 K'Q对应的恒定值的方式来驱动马达2。
[0041] 在此，若将送风设及的风量（流量）设为Q、将用于送风的马达的转速设为N[r/ min]、将该马达的输出设为P[W]，则风量QW及转速N，与输出P通过比例关系来表示，并通过 下式的关系式来表示。
[00创【数式1】
[0043] QN^cxp......(1)
[0044] 由此，可W得出如下结论:为了将风量Q保持为恒定，只要WP/N2为恒定值的方式 进行控制即可。在此，若定义与风量Q成比例的系数化QKQ)，则能够将数式(1)变形为下式。
[0045] 【数式2】
[0046] Kq · N^ = P......(2)
[0047] 将该转速NW及输出P变换为矢量控制软件所使用的物理量。另外，也可W结合软 件的种类、单位制，来恰当地进行物理量的单位换算。也可W将其他的值进行单位换算，来 计算物理量。
[004引在此，转速N能够使用电角速度ω e[rad/sec]、马达的极对数Pp来通过下式表示。
[0049]【数式3】
[0 化 0]
(3)
[0051] 并且，马达输出P能够由马达产生的转矩τΚ及机械角速度〇m[rad/sec]，来通过 下式表示。
[0052] 【数式4】
[。化引 Ρ = τω"......(4)
[0054]并且，在一般的无刷DC马达(例如，表面磁铁型的永久磁铁型同步马达）中，该转矩 τ能够通过极对数PP、转子磁通密度Φ [ Vs/rad]、q轴驱动电流iq的积，来通过下式表示。
[005引【数式5】
[0056] τ =化· Φ · iq......巧）
[0057] 并且，机械角速度COm与电角速度We的关系能够通过下式表示。
[0化引【数式6】
[0059]
…（6)
[0060]在此，若将数式(5) W及数式(6)代入数式(4)，则能够得到下式的关系式。
[006U【数式7】
[0062] P二巫· iq · c〇e......(7)
[0063] 若将该数式(7) W及数式(3)代入数式(2)，则能够得到下式的关系式。数式(8)表 示为了将风量Q保持为恒定的电角速度We与q轴驱动电流iq的关系式。
[0064] 【数式引 闺
---------(8)
[0066] 在此，数式(8)能够使用流量系数K ' Q来通过下式表示。
[0067] 【数式9】
[006引 K' Q · t0e=iq......(9)
[0069] 但是，流量系数K ' Q通过下式表示。
[0070] 【数式10】
[0071]
….（丄 0)
[0072] 由此，在马达装置1中，若电角速度Qe与q轴驱动电流iqW维持比例关系的方式而 被保持，则能够W风量为恒定的方式驱动马达。由此，控制电路則尋流量系数K'Q作为风量的 控制目标值来输入。乘法运算部16通过将该流量系数K'Q与由位置速度推断部13检测出的 电角速度ω e相乘，来对数式(9)的左边的乘法运算值进行运算处理，并计算作为控制目标 的驱动电流的风量恒定目标驱动电流值，且通过开关部17将风量恒定目标驱动电流值输出 至减法运算电路18。减法运算电路18将由派克变换部14计算出的q轴驱动电流iq从开关部 17的输出值减去并输出。PI控制器(PI) 19将该减法运算电路18的输出值通过规定增益来增 幅，且将该减法运算电路18的输出值的转移积分值计算出之后，通过规定增益增幅进行加 法运算。由此，PI控制器(PIH9计算比例积分控制所设及的控制值。减法运算电路20计算出 由派克变换部14计算出的d轴驱动电流id与对应的控制目标值(在该实施例中值为0)的减 法运算值并输出。PI控制器(Ρ?21计算出该减法运算电路20设及的比例积分控制的控制值 并输出。另外，控制目标值也可W设定为零W外的值。并且，也可W使用PI控制器W外的目 标值跟随型的控制器。
[0073] 派克逆变换部22利用运算器15的计算结果，将通过电压指令修正部30由PI控制器 19、21输出的q轴驱动电压VqW及d轴驱动电压Vd进行派克逆变换处理，并输出两相固定坐 标系的驱动电压矢量Vae。克拉克逆变换部23将从该派克逆变换部22输出的两相固定坐标系 的驱动电压矢量Vae进行克拉克逆变换处理并输出。逆变器5对由克拉克逆变换部23输出的 Ξ相固定坐标系的驱动电压矢量Vu?进行脉冲宽度调制。基于得到脉冲宽度调制的结果的 脉冲宽度调制信号，对马达2的线圈施加驱动电压，从而马达2进行驱动。
[0074] 由此，在马达装置1中，数式(9)设及的流量系数K'Q与电角速度We的乘法运算值成 为风量恒定q轴目标驱动电流ilq。另外，在马达装置1中，W目标驱动电流ilq与驱动电流iq 一致的方式进行反馈控制，并通过将风量保持为恒定的风量恒定控制来驱动马达。
[0075] 但是，在马达2的驱动中，希望分别设定马达2的旋转速度的下限值W及上限值。 良P、在马达2中，当低速旋转时、并轻负荷时，马达2的驱动电流W及驱动电压降低。因此，存 在马达2的转子的位置、速度的推断精度下降，从而马达2的稳定驱动变得困难的可能性。因 此，希望对马达2的旋转速度设定下限值。并且在马达2高速旋转的情况下，需要从发热、振 动中保护马达。因此，希望对马达2设定旋转速度的上限值。
[0076] 于是，在马达装置1中，速度上限值ω max与速度下限值ω min进行切换，且速度控制 目标值被输入减法运算电路26。减法运算电路26计算被输入的速度控制目标值与由位置速 度推断部13推断的电角速度We的减法运算值。并且，该计算出的减法运算值被输入PI控制 器27"PI控制器27计算比例积分控制设及的速度恒定q轴目标驱动电流ilq，并将作为计算 结果的速度恒定q轴目标驱动电流ilq输出至开关部17。在马达装置1中，通过判断部(省略 图示)对由位置速度推断部13推断的电角速度《6与速度上限值WmaxW及速度下限值Wmin 进行比较并判断。根据判断部的判断结果，来切换开关部17的动作与速度控制目标值。由 此，马达2的控制在风量恒定控制与速度恒定控制之间切换，并W旋转速度不分别超过上限 值W及下限值的方式，来驱动马达2。
[0077] 更具体地说，在通过开关部17将乘法运算部16的乘法运算值输出至减法运算电路 18,并通过风量恒定控制驱动马达2的状态下，在通过位置速度推断部13推断的电角速度 ω e超过上限值ω max的情况下，判断部将速度控制目标值设定为上限值ω max，并切换开关部 17的动作从而将PI控制器27的输出值输出至减法运算电路18。由此，马达2的控制从风量恒 定控制切换至速度恒定控制，从而使马达2的旋转速度保持为上限值《max。
[0078] 并且，在像运样通过速度恒定控制使马达2的旋转速度保持在上限值《max来使马 达2驱动的状态下，在从PI控制器27输出的速度恒定q轴电流目标值ilq上升至由位置速度 推断部13推断的电角速度We与流量系数K'Q的乘法运算值K'Q · WeW上的情况下，通过开 关部17使来自乘法运算部16的乘法运算值输出至减法运算电路18,并通过风量恒定控制驱 动马达2。即、通过开关部17将马达2的控制从速度恒定控制切换至风量恒定控制。
[0079] 并且，在通过风量恒定控制使马达巧E动的状态下，若由位置速度推断部13推断的 电角速度ω e比下限值ω min小，则判断部将速度控制目标值设定为下限值ω min，并切换开关 部17的动作从而将PI控制器27的输出值输出至减法运算电路18。
[0080] 由此，马达2的控制从风量恒定控制切换至速度恒定控制，并使马达2的旋转速度 保持在下限值W min。
[0081] 并且，在像运样通过速度恒定控制使马达2的旋转速度保持在下限值Wmin来使马 达巧区动的状态下，，若从PI控制器27输出的速度恒定q轴电流目标值ilq下降至小于由位置 速度推断部13推断的电角速度《6与流量系数K'Q的乘法运算值K'Q · ?6,则通过开关部17 将来自乘法运算部16的乘法运算值输出至减法运算电路18,并通过风量恒定控制驱动马达 2。即、通过开关部17将马达2的控制从速度恒定控制切换至风量恒定控制。
[0082] 另外，在像运样W风量恒定控制进行的驱动，W及W旋转速度的上限值W及下限 值的速度恒定控制进行的驱动中，也可W分别具有滞后特性。并且，关于跟随性也可W不立 即跟随。
[0083] 例如，因负荷的急剧的变化而使风量急剧变化的情况下，包括马达2的驱动不立即 跟随该风量变化的情况。由此，能够减小因急剧的转速的变化引起的由风扇产生的噪音的 急剧的变化。
[0084] [电压指令值的修正]
[0085] 在马达装置1中，向驱动元件711、7￥、7胖、81]、8￥、8胖的基极(栅极)提供由正弦波信号 形成的驱动信号来驱动马达2。并且，根据克拉克逆变换部23的输出值，占空比能够改变并 生成脉冲宽度调制信号。通过该脉冲宽度调制信号的占空比，驱动信号的振幅能够改变。由 此，通过所希望的条件(风量恒定的条件），驱动马达2。像运样在通过由正弦波信号形成的 驱动信号而使驱动元件711、7￥、7￥、洲、8￥、8￥进行开关，从而马达巧区动的情况下，能够减小 由马达2产生的振动、噪音。
[0086] 但是，施加于驱动元件711、7￥、7胖、洲、8￥、8胖的直流电压￥6115是，交流电压被二极管 D1~D4整流并通过平滑电容器C平滑了的电压。因此，若因马达的负荷增大而驱动电流增 大，则直流电压Vbus的变动变大。若像运样电压变动的直流电压Vbus提供给逆变器5，则本来 通过正弦波电压驱动的各驱动元件711、7￥、7胖、81]、8￥、8胖的输出电压失真，从而马达2的驱动 电流也变得失真。其结果是，在高负荷时，存在马达噪音、振动变大的可能性。因此，在该实 施方式中，通过修正直流电压的变动，来减小马达2的噪音、振动。
[0087] 在该实施方式中，在电压指令修正部30中，被输入派克逆变换部22的控制值W与 电源电压的变动互补地变化的方式被修正。由此，防止驱动电流的波形失真。另外，通过该 修正，与W往相比能够进一步减小马达2的振动、噪音。更具体地说，在该实施方式中，将直 流电压Vbus的基准值VBUS(nominal)作为基准，根据直流电压的电压变动来增减驱动元件7U、7V、 7W、洲、8V、8W的驱动所设及的控制值。由此，提供给驱动元件71]、7￥、7胖、洲、8￥、8胖的驱动信 号的振幅值相对于电源电压的变动能够增补地变化。其结果是，防止马达2的驱动电流的波 形失真。
[0088] 在电压指令修正部30中，除法运算电路31通过将直流电源（Vbus)的瞬时电压 VBUS(actiml)除！?Α作为该瞬时电压VBUS(actiml)的基准值的基准电压VbUS(nominal),来计算出修正系 数。乘法运算部32将通过除法运算电路31计算出的修正系数，乘W从PI控制器21输出的修 正前控制值(q轴电流控制值vlq)，来计算出修正后控制值v2q。乘法运算部33将通过除法运 算电路31计算出的修正系数，乘W从PI控制器19输出的修正前控制值（d轴电流控制值 vld)，来计算出修正后控制值v2d。修正后控制值v2qW及v2d的值与直流电压Vbus的变动互补 地增减。另外，设及的修正处理能够通过下式来表示。
[00例【数式11】
[0090]
( 1 ])
[0091] 另外，电压指令修正部30通过限制部34W及35来限制像运样计算出的控制值v2q W及v2d。由此，计算出的控制值v2qW及v2d被限制为不超过能够控制的上限值W及下限值。
[0092] 良P、在d轴电流控制值v2d设及的限制部35中，预先设定能够控制的上限值viimitW 及下限值-Vlimit。如下式所示，在控制值V2d超过上限值VlimitW及下限值-Vlimit的情况下，限 审IJ部35将控制值V3d分别设定为上限值VlimitW及下限值-Vlimit。
[0093] 【数式12】
[0094]
[00M] q轴电流限制计算部36根据在d轴电流控制值V2d设及的限制部35设定的控制值 V3d，实施下式的运算处理，来计算出q轴电流的限制值Vqlimit。
[0096] 【数式13】
[0097]
[0098] q轴电流控制值v2q设及的限制部34根据由该q轴电流限制计算部36计算出的限制 值Vqlimit来设定上限值Vqlimit W及下限值-Vqlimit。如下式所示，限制部34判断q轴电流设及的 控制值V2q，当控制值V2q超过上限值VqlimitW及下限值-Vqlimit的情况下，将控制值V3q分别设 定为上限值Vqlimit W及下限值-Vqlimit。
[0099] 【数式14】
[0100]
[0101]由此，控制电路9W修正电源电压Vbus的变动的方式修正控制值Vd、vq并计算出控制 值v3d、v3q，并基于该计算出的控制值v3d、v3q来驱动马达2。
[0102] 派克逆变换部22通过下式的运算处理对控制值v3d、v3q进行派克逆变换处理，并计 算出α、β固定坐标系的电压控制值να、ve。
[0103] 【数式15】
[0104]
[0105] 关于作为该派克逆变换部22的输出的电压控制值va、ve，克拉克逆变换部23实施下 式的运算处理，并计算出各相的电压指令值vu、vv、w。
[0106] 【数式16】
[0107]
[010引逆变器2通过由该各相的电压指令值vu、vv、w实施下式的运算处理，将各相的驱动 元件711、7￥、7胖、81]、8￥、8胖的栅极的控制设及的脉冲宽度调制信号的占空比〇11、0巾、前从0.5进 行增减。更详细地说，在施加于驱动元件711、7￥、7胖、洲、8￥、8胖的直流电压￥6115比平均值电压 VBUS(nominal)低的情况下，占空比Du、Dv、Dw通过数式（17)计算出。更详细地说，在数式（17)中， 各相的电压指令值VU、VV、W除W基准电压VBUS(nominal)后，加上作为占空比的补偿值的0.5。由 此，占空比Du、Dv、Dw优选为0~1的范围的值。在此，由于进行了数式（17)的修正，因此例如因 脉动而瞬时电压VBUS(actual)比基准电压VBUS(nominal)大时，占至比减小，反之当瞬时电压 VBUS(actual)比基准电压VBUS(nominal)小时，占空比增加。由此在马达装置1中，降低了各相的驱动 电流的波形失真，从而振动、噪音被进一步降低。
[0109] 【数式17】
[0110]
[0111] 图4是示出在施加于马达2的负荷轻的情况下的直流电压VbusW及马达2的各相的 驱动信号波形的信号波形图。图5示出在施加于马达2的负荷重的情况下的直流电压VbusW 及马达2的各相的驱动信号波形的信号波形图。在图4W及图5中，各相的驱动信号波形是逆 变器5的输出信号波形，并由符号L1示出。并且，在图4W及图5中，示出不通过电压指令修正 部30修正控制值的情况下的波形。若根据该图4W及图5,则因施加于马达2的负荷增大，使 直流电源的电压的脉动增大，与此相对应，向马达2输出的输出信号波形的振幅值变动，由 此驱动电压的波形发生失真。
[0112] 图6是示出通过与图5的比较而由电压指令修正部30修正控制值的情况下的图。在 图6中，各相的驱动信号波形由符号L2示出。若根据该图6,则即使在直流电压Vbu泼生变化 的情况下，各相的驱动信号波形L2的峰值也保持为恒定值。即、得出能够防止驱动电压波形 发生失真的结论。
[0113] 另外，图7是分别示出在不通过电压指令修正部30修正控制值的情况W及通过电 压指令修正部30修正控制值的情况下U相占空比化的图。如由符号L1G所示的那样，在不通 过电压指令修正部30修正控制值的情况下，U相占空比化的振幅保持为恒定的振幅值。与此 相对地，在通过电压指令修正部30修正控制值的情况下，如由符号L2G所示的那样，財目占空 比化的振幅值被设定为结合直流电压Vbus的变动的修正来增减。即、U相占空比化的振幅值被 设定为在直流电压Vbus减少的情况下增大。并且，U相占空比化的振幅值被设定为在直流电 压Vbus增大的情况下减少。
[0114] 若根据该实施方式，则根据将来自交流电源的电压整流而得到的直流电源的电压 来使驱动元件的驱动信号振幅增减。由此，因该直流电源的电压变动引起的驱动电流的变 动被抑制，并开关驱动元件。其结果是，能够进一步降低马达的振动、噪音。
[0115] 并且，在由矢量控制进行的马达的控制中，通过使该控制值根据直流电源的电压 进行增减，来抑制因外加电压的变动而变动的驱动电流的变动，从而能够驱动驱动元件。其 结果是，能够进一步地降低马达的振动、噪音。
[0116] 并且，该被修正的所述控制值通过由上限值W及下限值来限制，由此能够W不超 过驱动元件的能够控制的范围的方式来稳定地驱动马达2。
[0117] [其他的实施方式]
[0118] W上，虽然详细说明了本发明的实施方式的优选的具体结构的一个例子，但是本 发明在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够将上述的实施方式的结构进行各种的变更。
[0119] 目P、在上述的实施方式中，虽然对将本发明应用于驱动风扇来搬运气体的送风装 置的情况进行了说明，但是本发明并不限定于此，也能够广泛应用于驱动风扇来搬运液体 的情况W流量恒定的条件来驱动。
[0120] 并且，在上述的实施方式中，虽然对通过风量恒定控制来驱动马达的情况进行了 说明，但本发明并不限定于此，也能够广泛应用于根据来自上位的控制器的指令来通过所 希望的旋转速度、转矩等来驱动马达的情况。另外，在该优选实施方式中，马达2不具有霍尔 元件等位置传感器、速度传感器，从而马达2的转子的位置、旋转速度需要根据驱动电流等 来推断。即、马达2通过所谓的无传感器矢量控制来被控制。但是，马达2也可W具有旋变器、 霍尔IC等位置传感器、速度传感器。
[0121] 在该情况下，在控制电路9中使用位置传感器、速度传感器检测出的值。
[0122] 并且，在上述的实施方式中，虽然对驱动基于Ξ相的无刷马达的风扇马达的情况 进行了说明，但是本发明并不限定于此，也能够广泛应用于驱动各种马达的情况。本发明不 仅能够应用于表面磁铁型永久磁铁同步马达，也能够应用于内置型永久磁铁同步马达。并 且，本发明不仅能够应用于外转子型马达，也能够应用于内转子型马达，并且不做特别地限 定。
[0123] 符号说明
[0124] 1马达装置
[0125] 2 马达
[0126] 3整流电路
[0127] 4商用电源 [012引 5逆变器
[0129] 7U、7V、7W、8U、8V、8W 驱动元件
[0130] 9控制电路
[0131] lOA分压电路
[0132] lOB电流检测电路
[0133] 11电流传感器
[0134] 12克拉克变换部
[0135] 13位置速度推断部
[0136] 14派克变换部
[0137] 15运算部
[0138] 16、32、33乘法运算部
[0139] 17开关部
[0140] 18、20、26减法运算电路
[0141] 19、21、27 PI控制器
[0142] 22派克逆变换部
[0143] 23克拉克逆变换部
[0144] 30电压指令修正部
[0145] 31除法运算电路
[0146] 34、35 限制部
[0147] 36 q轴电流限制计算部
[014引 C平滑电容器
[0149] D1 ~D4 二极管
[0150] R1、R2、RI 电阻
【主权项】
1. 一种马达装置，具有： 逆变器，其通过来自驱动元件的输出电压驱动马达； 整流电路，其对交流电源整流并生成施加于所述驱动元件的直流电源； 测量部，其测量所述直流电源的电压；以及 控制电路，其根据所述测量部的测量结果来控制所述逆变器， 所述控制电路使施加于所述驱动元件的基极或者栅极的驱动信号的振幅值与所述直 流电源的电压的变动互补地变化。2. 根据权利要求1所述的马达装置， 所述控制电路具有： 克拉克变换部，其将所述马达的驱动电流进行克拉克变换； 派克变换部，其将所述克拉克变换部的输出进行派克变换并输出； 计算部，其处理所述派克变换部的输出并计算出控制值； 修正部，其修正所述控制值； 派克逆变换部，其将通过所述修正部修正了的控制值进行派克逆变换；以及 克拉克逆变换部，其将所述派克逆变换部的输出进行克拉克逆变换， 通过所述克拉克逆变换部的输出来控制所述逆变器， 在所述修正部，通过根据所述测量部的测量结果来修正所述控制值，使施加于所述驱 动元件的基极或者栅极的驱动信号的振幅值与所述直流电源的电压的变动互补地变化。3. 根据权利要求2所述的马达装置， 所述控制电路具有限制部，其通过上限值以及下限值来限制由所述修正部修正了的所 述控制值。4. 根据权利要求2或者3所述的马达装置， 所述控制电路具有旋转速度的检测部，其检测出所述马达的旋转速度并输出旋转速度 检测结果， 所述计算部具有： 乘法运算部，其通过流量系数乘以所述旋转速度检测结果来计算目标驱动电流； 减法运算部，其计算所述目标驱动电流与所述派克变换部的输出的差值；以及 控制器，其根据所述减法运算部的输出生成所述控制值。
【文档编号】H02P6/10GK106063113SQ201580011725
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年3月4日 公开号201580011725.3, CN 106063113 A, CN 106063113A, CN 201580011725, CN-A-106063113, CN106063113 A, CN106063113A, CN201580011725, CN201580011725.3, PCT/2015/56350, PCT/JP/15/056350, PCT/JP/15/56350, PCT/JP/2015/056350, PCT/JP/2015/56350, PCT/JP15/056350, PCT/JP15/56350, PCT/JP15056350, PCT/JP1556350, PCT/JP2015/056350, PCT/JP2015/56350, PCT/JP2015056350, PCT/JP201556350
【发明人】石川理朋
【申请人】日本电产伺服有限公司