电动机控制装置、无刷电动机以及电动机控制系统转让专利

申请号 : CN201380002851.3

文献号 : CN103782508B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 佐藤大资

申请人 : 松下电器产业株式会社

摘要 :

本电动机控制装置具备:PWM解调处理部,其从PWM指令信号(Si)解调出速度指令值(Vr);旋转控制部,其根据速度指令值(Vr)来生成电动机的驱动值(Dd);通电驱动部,其基于驱动值(Dd)来生成对绕组进行通电驱动的驱动电压(Uo、Vo、Wo);转速计算部,其生成作为用于向外部通知的通知信号的速度检测值(Vd);以及PWM调制处理部,其生成根据速度检测值(Vd)进行脉宽调制所得的PWM通知信号(Fp)。而且,PWM调制处理部生成与PWM指令信号(Si)同步的PWM通知信号(Fp)并送出。

权利要求 :

1.一种电动机控制装置,经由第一信号传输线从上级控制器接收对转速指令进行脉宽调制所得的PWM指令信号,对电动机进行旋转控制使得成为与上述转速指令相应的转速,该电动机控制装置的特征在于,具备:PWM解调处理部,其对上述PWM指令信号进行解调,将上述转速指令复原为速度指令值;

旋转控制部,其根据上述速度指令值来生成上述电动机的驱动值;

通电驱动部,其基于上述驱动值来生成对上述电动机的绕组进行通电驱动的驱动电压;

通知信号生成部,其生成用于向上述上级控制器通知的通知信号,该通知信号是表示基于上述电动机的实际旋转而检测出的速度的信号;以及PWM调制处理部,其生成根据上述通知信号进行脉宽调制所得的PWM通知信号,其中,上述PWM调制处理部生成与上述PWM指令信号同步的上述PWM通知信号并经由第二信号传输线向上述上级控制器送出,从上述第一信号传输线辐射的磁场与从上述第二信号传输线辐射的磁场反向。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置,其特征在于,上述PWM解调处理部具备:

边沿定时检测部,其检测上述PWM指令信号的向规定方向变化的边沿的定时;以及边沿周期检测部,其检测上述边沿的周期,上述PWM调制处理部具备:

脉宽计算部,其基于上述通知信号以及由上述边沿周期检测部检测出的上述边沿的周期,来计算上述PWM通知信号的脉宽;以及PWM通知信号生成部,其基于由上述脉宽计算部计算出的脉宽以及由上述边沿定时检测部检测出的定时,来生成上述PWM通知信号并输出。

3.一种无刷电动机,其特征在于,具备:转子;具有三相的绕组的定子;以及对上述绕组进行通电驱动的根据权利要求1所述的电动机控制装置。

4.一种电动机控制系统,其特征在于,具备:

根据权利要求3所述的无刷电动机;以及

上级控制器,其对上述无刷电动机输出上述PWM指令信号,并且从上述无刷电动机接收上述PWM通知信号,进行上述无刷电动机的旋转控制。

说明书 :

电动机控制装置、无刷电动机以及电动机控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种按照来自上级控制器等的指令来控制电动机的转速等的电动机控制装置、具备该电动机控制装置的无刷电动机、以及包括上级控制器和该无刷电动机的电动机控制系统,特别涉及一种利用进行PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)所得的速度指令信号来控制电动机转速的电动机控制装置、无刷电动机以及电动机控制系统。

背景技术

[0002] 以往,作为包括这种电动机控制装置的电动机控制系统的一例,例如在专利文献1中公开了如下一种技术:利用ECU(Electric Control Unit:电子控制单元)等上级控制器来控制搭载于车辆的风扇电动机。该文献的上级控制器对具备驱动控制电路的无刷电动机提供作为PWM信号的风扇的转速指令。然后,驱动控制电路使风扇以与PWM信号的占空比相应的转速旋转。另外,例如,在专利文献2中,公开了如下结构:除了基于PWM信号的转速指令以外,还从电动机控制部对上级控制器输出旋转检测信号。
[0003] 另外,在这种电动机控制系统中,近年来以利用脉冲信号的数字信号来进行控制的情况多。根据这种数字处理,能够进行灵活的处理,但另一方面,电磁辐射出基于脉冲信号的噪声而对其它设备产生影响的可能性变高。例如,在车辆所装备的如上所述的电动机控制系统的情况下,存在以下担忧:从电动机主体、电源或者控制线路等电磁辐射出噪声,对车辆搭载的收音机等产生坏影响。
[0004] 为了抑制这种噪声的影响,使用了如下等手段:设置使用电容器、电感元件的噪声防止电路;屏蔽噪声产生源;或者设为使供电线、控制线尽可能短这样的配置结构。另外,在专利文献3中,公开了如下一种手法:在车辆中,使用具有双绞线结构的线缆来传输信号,抵消由于传播的信号而产生的磁场,从而降低电磁波的不必要辐射。
[0005] 然而,作为降低电磁辐射的手法,如上所述的噪声防止电路、屏蔽手段、双绞线结构的线缆等手法存在以下的问题等:会招致增加用于应对噪声的电路部件、屏蔽构件等,或者需要如双绞线线缆这样的特殊的线缆构件。另外,在使供电线、控制线短的结构的情况下,存在电源、电动机等的配置受限这样的问题。
[0006] 专利文献1:日本特开2008-148542号公报
[0007] 专利文献2:日本特开2011-130532号公报
[0008] 专利文献3:日本特开2009-104907号公报

发明内容

[0009] 本发明的电动机控制装置接收对转速指令进行脉宽调制所得的PWM指令信号,对电动机进行旋转控制使得成为与转速指令相应的转速。本电动机控制装置具备:PWM解调处理部,其对PWM指令信号进行解调,将转速指令复原为速度指令值;旋转控制部,其根据速度指令值来生成电动机的驱动值;通电驱动部,其基于驱动值来生成对电动机的绕组进行通电驱动的驱动电压;通知信号生成部,其生成用于向外部通知的通知信号;以及PWM调制处理部,其生成根据通知信号进行脉宽调制所得的PWM通知信号。而且,PWM调制处理部是生成与PWM指令信号同步的PWM通知信号并送出的结构。
[0010] 另外,本发明的无刷电动机构成为具备:转子;具有三相的绕组的定子;以及对绕组进行通电驱动的本发明的电动机控制装置。
[0011] 另外,本发明的电动机控制系统构成为具备:本发明的无刷电动机;以及上级控制器,其对无刷电动机输出PWM指令信号,并且从无刷电动机接收PWM通知信号,进行无刷电动机的旋转控制。
[0012] 通过这种结构,PWM指令信号与PWM通知信号同步,由此两个信号的脉冲周期变得相等,从PWM指令信号的传输线辐射的磁场与从PWM通知信号的传输线辐射的磁场始终为大致反向的磁场。因此,从两个传输线辐射的不必要辐射会被抵消,从而能够降低不必要辐射。
[0013] 这样,根据本发明的电动机控制装置、无刷电动机以及电动机控制系统,仅通过使在电动机侧接收的PWM指令信号与从电动机侧送出的PWM通知信号的脉冲周期相互同步,就能够降低不必要辐射。因此,根据本发明,能够提供一种不需要用于应对噪声的特别部件、构件而能够以简易的结构降低不必要辐射的电动机控制装置、无刷电动机以及电动机控制系统。

附图说明

[0014] 图1是本发明的实施方式中的电动机控制系统的框图。
[0015] 图2是本发明的实施方式中的电动机控制装置的PWM解调处理部和PWM调制处理部的框图。
[0016] 图3A是表示该电动机控制装置中的PWM指令信号Si的信号波形的图。
[0017] 图3B是表示该电动机控制装置中的脉冲开始信号Ps的定时的图。
[0018] 图3C是表示该电动机控制装置中的PWM通知信号Fp的信号波形的图。
[0019] 图4是本发明的实施方式中的无刷电动机的截面图。

具体实施方式

[0020] 下面,参照附图来说明本发明的实施方式中的电动机控制装置、无刷电动机以及电动机控制系统。
[0021] (实施方式)
[0022] 图1是本发明的实施方式中的电动机控制系统100的框图。在本实施方式中,列举包括具备本发明的电动机控制装置10的无刷电动机50的电动机控制系统100的结构来进行说明。
[0023] 如图1所示,本实施方式的电动机控制系统100是包括无刷电动机50以及对该无刷电动机50进行控制的上级控制器11的结构。另外,在本实施方式中,无刷电动机50构成为安装有构成电动机控制装置10的电路部件的结构,详情在下面说明。即,如图1所示,在无刷电动机50中,由电动机控制装置10对电动机40进行旋转控制。
[0024] 电动机40具备转子以及具有绕组56的定子,通过对绕组56进行通电驱动而转子旋转。在本实施方式中,列举以三相驱动电动机40的无刷电动机50的一例来进行说明,该三相为相位相差120度的U相、V相、W相。为了进行这种三相驱动,电动机40具有驱动U相的绕组56U、驱动V相的绕组56V以及驱动W相的绕组56W作为绕组56。
[0025] 电动机控制装置10按每个相对绕组56施加规定的波形的驱动电压。由此,转子以按照来自电动机控制装置10的旋转控制的转速进行旋转。另外,为了进行这种旋转控制,在电动机40中配置有用于检测转子的旋转位置、转速的传感器。在本实施方式中,为了检测转子的旋转位置而与各相对应地在电动机40中配置了三个位置检测传感器49,该位置检测传感器49是霍尔元件等。而且,来自位置检测传感器49的传感器信号Det被提供至电动机控制装置10。
[0026] 另外,如图1所示,电动机控制装置10经由信号传输线19与上级控制器11进行信号连接。
[0027] 上级控制器11例如由搭载无刷电动机50的设备等所具备,由微机(微型计算机)或者DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)等构成。另外,在无刷电动机50是搭载于车辆的电装用电动机的情况下,该上级控制器11是ECU这样的控制器。从这种上级控制器11经由信号传输线19向电动机控制装置10通知用于对电动机40进行旋转控制的指令。另外,反之,从电动机控制装置10经由信号传输线19向上级控制器11通知无刷电动机50中的信息。
[0028] 在本实施方式中,作为来自上级控制器11的指令,指示电动机40的转速的转速指令被通知给电动机控制装置10。另外,将由转速指令所指示的转速作为脉宽调制后的PWM指令信号Si来经由信号传输线19s通知给电动机控制装置10。
[0029] 并且,从电动机控制装置10对上级控制器11通知规定的信息。在本实施方式中,作为所通知的信息,列举通知检测转速的信息这样的一例来进行说明。即,电动机控制装置10将表示检测转速的信息作为通知信号通知给上级控制器11。在此,检测转速是由电动机控制装置10检测出的电动机40的转速,相当于实际转速。另外,与PWM指令信号Si同样地,将这种通知信号作为脉宽调制后的PWM通知信号Fp来经由信号传输线19f通知给上级控制器11。另外,作为转速指令、检测转速,例如使用每分钟的转数(rpm)。
[0030] 接着,说明电动机控制装置10的结构。电动机控制装置10具备旋转控制部12、PWM驱动电路14、逆变器15、位置检测部16、转速计算部17、PWM解调处理部20以及PWM调制处理部30。而且,如上所述,从配置于电动机40的三个位置检测传感器49向电动机控制装置10提供传感器信号Det。并且,电动机控制装置10经由传输PWM信号的信号传输线19与上级控制器11相连接。
[0031] 首先,来自位置检测传感器49的传感器信号Det被提供至位置检测部16。位置检测部16基于根据伴随转子的旋转所产生的磁极变化而变化的传感器信号Det来检测各相的位置信息。例如,位置检测部16检测在磁极变化时传感器信号Det过零的定时,输出基于所检测出的该定时的位置检测信号Pd。即,进行旋转的转子的旋转位置与这种检测定时对应,能够利用检测定时来检测旋转位置。另外,具体地说,位置检测信号Pd只要为例如表示这种检测定时的脉冲信号即可。位置检测部16将与各个相对应的位置检测信号Pd提供至转速计算部17。
[0032] 转速计算部17基于位置检测信号Pd所表示的旋转位置,例如通过微分运算等来计算转子的转速。转速计算部17将计算出的转速作为速度检测值Vd按时间序列提供至旋转控制部12和PWM调制处理部30。此外,在本实施方式中,列举了基于来自位置检测传感器49的传感器信号Det生成速度检测值Vd这样的一例来进行说明,但是也可以是如下结构:通过速度检测单元来检测转子速度,基于该检测结果来生成速度检测值Vd。即,速度检测值Vd只要是表示基于电动机的实际旋转而检测出的速度的时间序列的值、信号即可。另外,在本实施方式中,转速计算部17作为生成用于向外部通知的通知信号的通知信号生成部而发挥功能。
[0033] 另一方面,PWM解调处理部20接收从上级控制器11送出的PWM指令信号Si,进行对脉宽调制后的信号进行解调的动作。PWM解调处理部20通过该解调动作,从所接收到的PWM指令信号Si按时间序列复原出速度指令值Vr。PWM指令信号Si是由与上级控制器11所指示的转速、即转速指令相应的脉宽的脉冲构成的脉冲信号。PWM解调处理部20通过检测PWM指令信号Si的各脉冲的脉宽、或者与脉宽对应的占空比,来对PWM指令信号Si进行解调。然后,PWM解调处理部20按时间序列输出通过解调动作而复原出的速度指令值Vr。PWM解调处理部20通过这样进行动作,将上级控制器11的转速指令复原为速度指令值Vr。
[0034] 速度指令值Vr被提供至旋转控制部12。另外,由转速计算部17计算出的速度检测值Vd被提供至旋转控制部12。旋转控制部12基于速度指令值Vr和速度检测值Vd,来生成表示对绕组56的驱动量的驱动值Dd。具体地说,旋转控制部12求出表示速度指令的速度指令值Vr与表示对应于实际速度的检测速度的速度检测值Vd之间的速度偏差。然后,旋转控制部12生成表示与速度偏差相应的转矩量的驱动值Dd,以使实际速度遵循速度指令。旋转控制部12将这种驱动值Dd提供至PWM驱动电路14。
[0035] PWM驱动电路14按每个相生成用于驱动绕组56的驱动波形,对所生成的驱动波形分别进行脉宽调制,并作为驱动脉冲信号Dp来输出。在对绕组56进行正弦波驱动的情况下驱动波形为正弦波波形,在进行矩形波驱动的情况下驱动波形为矩形波波形。另外,驱动波形的振幅是根据驱动值Dd而决定的。PWM驱动电路14将按每个相生成的驱动波形作为调制信号来分别进行脉宽调制,将利用驱动波形进行脉宽调制所得的脉冲列的驱动脉冲信号Dp提供至逆变器15。
[0036] 逆变器15基于驱动脉冲信号Dp来按每个相进行对绕组56的通电,以对绕组56进行通电驱动。逆变器15按U相、V相、W相分别具备连接于电源的正极侧的开关元件和连接于负极侧的开关元件。U相的驱动输出Uo连接于绕组56U,V相的驱动输出Vo连接于绕组56V,而且,W相的驱动输出Wo连接于绕组56W。而且,在各个相,开关元件根据驱动脉冲信号Dp接通/断开(ON/OFF)。于是,从电源经由接通的开关元件再从驱动输出对绕组56提供驱动电压。通过该驱动电压的提供,绕组56中流过驱动电流。在此,驱动脉冲信号Dp是对驱动波形进行脉宽调制所得的信号,因此以与驱动波形相应的驱动电流对各个绕组56通电。
[0037] 另外,由PWM驱动电路14和逆变器15构成通电驱动部13。通电驱动部13如上所述那样基于驱动值Dd来按每个相对电动机40的绕组56进行通电驱动。
[0038] 根据如上的结构,形成对转子的转速进行控制以使其追随速度指令值Vr的反馈控制环。
[0039] 并且,在本实施方式中,具备PWM调制处理部30。PWM调制处理部30根据作为通知信号而按时间序列提供的速度检测值Vd来进行脉宽调制,生成PWM通知信号Fp。为了进行这种脉宽调制,从PWM解调处理部20对PWM调制处理部30提供表示要送出的各脉冲的开始定时的脉冲开始信号Ps以及表示各脉冲的周期的脉冲周期信号Pw。PWM调制处理部30基于速度检测值Vd和脉冲周期信号Pw来决定要送出的脉冲的脉宽。然后,依次生成从脉冲开始信号Ps起仅在该脉宽的期间为ON的脉冲。将这样生成的脉冲列作为PWM通知信号Fp经由信号传输线19f送出到上级控制器11。
[0040] 特别是,在本实施方式中,构成为PWM通知信号Fp的脉冲周期和相位与PWM指令信号Si的脉冲周期和相位同步。即,利用脉冲周期信号Pw来使PWM指令信号Si与PWM通知信号Fp的周期同步,并且利用脉冲开始信号Ps的定时来使PWM指令信号Si与PWM通知信号Fp的相位同步。在本实施方式中,通过构成为这种结构,从PWM通知信号Fp的信号传输线19f辐射的磁场始终为与从PWM指令信号Si的信号传输线19s辐射的磁场大致反向的磁场。由此,本实施方式将从两个信号传输线19辐射的不必要辐射抵消,从而降低不必要辐射。
[0041] 接着,说明PWM解调处理部20和PWM调制处理部30的详细结构。
[0042] 图2是表示本发明的实施方式中的电动机控制装置10的PWM解调处理部20和PWM调制处理部30的结构例的框图。另外,图3A至图3C是表示电动机控制装置10中的重要部分的信号波形等的图。图3A以实线示出了PWM指令信号Si的信号波形,图3B以实线示出了脉冲开始信号Ps的定时,图3C以实线示出了PWM通知信号Fp的信号波形。
[0043] 如图2所示,对PWM解调处理部20和PWM调制处理部30提供时钟信号Ck。时钟信号Ck是固定周期的脉冲信号,其频率充分高于PWM指令信号Si、PWM通知信号Fp的频率。例如,将PWM指令信号Si、PWM通知信号Fp的频率设为500Hz,将时钟信号Ck的频率设为1MHz。另外,在图2所示的结构中,列举了如下结构例:利用对时钟信号Ck进行计数的计数器来生成PWM信号。
[0044] 首先,如图2所示,PWM解调处理部20具备上升沿检测部21、边沿周期检测部22、占空比计算部23以及速度指令计算部24。
[0045] 在PWM解调处理部20中,从上级控制器11送出的PWM指令信号Si被提供至上升沿检测部21和占空比计算部23。如图3A所示,PWM指令信号Si是周期为Tp的脉冲列,各周期Tp期间由水平高的ON期间Ton和水平低的OFF期间Toff构成。根据转速指令的值对脉宽进行调制,该脉宽为该ON期间Ton。即,通过检测ON期间Ton相对于周期Tp期间的比率即占空比,能够复原转速指令。在图3A中,示出了如下的一例:随着时间经过而转速指令变大,随之各脉冲的ON期间Ton、即占空比也变大。
[0046] 上升沿检测部21针对PWM指令信号Si的各脉冲检测从OFF上升到ON的边沿的定时,基于该定时来生成边沿检测信号Pe。如图3B所示,该边沿检测信号Pe的定时与构成PWM指令信号Si的各脉冲的开始定时对应。所生成的边沿检测信号Pe被提供至边沿周期检测部22和占空比计算部23。并且,该边沿检测信号Pe还作为脉冲开始信号Ps被提供至PWM调制处理部30。另外,在本实施方式中,作为检测向规定方向变化的边沿的定时的边沿定时检测部的一例,列举了进行这种动作的上升沿检测部21。
[0047] 边沿周期检测部22检测从上升沿检测部21依次提供的边沿检测信号Pe的周期。在本结构例中,边沿周期检测部22具有对时钟信号Ck的数量进行计数的计数器。而且,通过由计数器对边沿检测信号Pe间的时钟数进行计数来检测边沿检测信号Pe的周期。边沿周期检测部22的计数器进行这种动作,如图3B所示那样检测出周期Tp的期间的计数值Ntp。检测出的该计数值Ntp与构成PWM指令信号Si的各脉冲的周期Tp对应。计数值Ntp被提供至占空比计算部23,并且还作为脉冲周期信号Pw被提供至PWM调制处理部30。
[0048] 在本结构例中,占空比计算部23具有对时钟信号Ck的数量进行计数的计数器。如图3B所示,占空比计算部23的计数器在边沿检测信号Pe的定时开始计数,在PWM指令信号Si的ON期间Ton的期间内持续计数,检测ON期间Ton的计数值Non。并且,占空比计算部23计算计数值Non相对于计数值Ntp的比率。该比率与PWM指令信号Si的占空比对应。由此,通过计算该比率,来解调出PWM指令信号Si。并且,速度指令计算部24基于由占空比计算部23计算出的比率,将转速指令复原为速度指令值Vr。
[0049] 例如,当计数值Ntp为2000、计数值Non为1000时,其比率为0.5,占空比为50%。速度指令计算部24例如基于50%的占空比复原出转速指令为1000(rpm),在25%的占空比的情况下复原出转速指令为500(rpm)。
[0050] 接着,如图2所示,PWM调制处理部30具备占空比计算部31、调制计数值计算部32以及计时器输出部33。
[0051] 占空比计算部31基于所提供的速度检测值Vd来计算用于进行脉宽调制的占空比。例如,如下那样计算与速度检测值Vd所表示的转速相应的占空比:在速度检测值Vd为1000(rpm)的情况下将占空比计算为50%,在500(rpm)的情况下将占空比计算为25%。
[0052] 调制计数值计算部32基于所提供的脉冲周期信号Pw所表示的脉冲的周期以及来自占空比计算部31的占空比,计算PWM通知信号Fp的ON期间的脉宽。具体地说,将脉冲周期信号Pw所表示的计数值Ntp与占空比相乘,来计算生成PWM通知信号Fp时的计数值Mon。
[0053] 另外,由占空比计算部31和调制计数值计算部32构成了脉宽计算部34。即,脉宽计算部34基于速度检测值Vd以及由边沿周期检测部22检测出的边沿的周期来计算PWM通知信号Fp的ON期间的脉宽。
[0054] 如图3C所示,计时器输出部33生成以脉冲周期信号Pw的周期从脉冲开始信号Ps的定时起仅在与计数值Mon对应的期间为ON的脉冲列的信号。具体地说,在本结构例中,计时器输出部33具有对时钟信号Ck的数量进行计数的计数器。计时器输出部33的计数器在脉冲开始信号Ps的定时开始计数,持续计数直到计数到计数值Mon为止。计时器输出部33在像这样持续计数的期间内输出ON,从计数结束的时间点起输出OFF,将这种输出作为PWM通知信号Fp。另外,计时器输出部33作为PWM通知信号生成部而发挥功能,其基于由脉宽计算部34计算出的脉宽以及从上升沿检测部21提供的脉冲开始信号Ps来生成PWM通知信号Fp并输出。
[0055] 本实施方式中的PWM解调处理部20和PWM调制处理部30如上那样构成。即,PWM通知信号Fp的各脉冲的上升定时基于从PWM指令信号Si复原出的脉冲开始信号Ps。由此,PWM通知信号Fp的各脉冲的相位与PWM指令信号Si的脉冲的相位同步。另外,PWM通知信号Fp的各脉冲的周期也基于从PWM指令信号Si复原的周期Tp。由此,PWM通知信号Fp的各脉冲的周期也与PWM指令信号Si的脉冲的周期同步。通过像这样使PWM通知信号Fp与PWM指令信号Si同步,从PWM通知信号Fp的信号传输线19f辐射的磁场始终为与从PWM指令信号Si的信号传输线19s辐射的磁场大致反向的磁场。因此,能够将从两个信号传输线19辐射的不必要辐射抵消,从而降低不必要辐射。
[0056] 另外,在本实施方式中,将通过PWM通知信号Fp送出的通知信号设为速度检测值Vd。在此,当按照来自上级控制器11的转速指令而转子的转速变为该转速指令的速度时,速度检测值Vd变得与速度指令值Vr大致相等。即,在变为所指示的转速的时间点,PWM通知信号Fp的波形变得与PWM指令信号Si的波形大致相等。这种波形相等的信号彼此在信号传输线19s和信号传输线19f这双方中传输。因此,从两个信号线辐射的磁场也为近似于反向的磁场,不必要辐射会更有效地被抵消,从而能够进一步提高不必要辐射的降低效果。
[0057] 另外,也能够构成为如下结构:在上升沿检测部21未检测出边沿的期间不输出脉冲开始信号Ps,与此相应地计时器输出部33也在该期间不输出PWM通知信号Fp。通过构成为这种结构,仅在接收到PWM指令信号Si时送出PWM通知信号Fp,因此能够抑制不必要地送出PWM通知信号Fp的频度,从而能够进一步提高不必要辐射的降低效果。
[0058] 此外,在以上的说明中,列举了利用计数器等来构成PWM解调处理部20和PWM调制处理部30的一例来进行了说明,但是也能够利用微机等来构成。即,只要构成为将如上所述的PWM解调处理部20和PWM调制处理部30的功能作为程序来嵌入并执行如上所述的处理的结构即可。另外,在上述的结构例中,列举了以脉冲的上升为基准来调制ON期间的脉宽这样的一例进行了说明,但是也可以是以脉冲的下降为基准、或调制OFF期间的脉宽这样的结构。总之,只要构成为如下的结构即可:在电动机控制装置10中,生成与接收到的PWM指令信号Si同步的PWM通知信号Fp并送出。
[0059] 接着说明无刷电动机50的详细结构。
[0060] 图4是本发明的实施方式中的无刷电动机50的截面图。在本实施方式中,列举了转子旋转自如地配置于定子的内周侧的内转子(inner-rotor)型的无刷电动机50的例子来进行说明。
[0061] 如图4所示,无刷电动机50具备定子51、转子52、电路基板53以及电动机壳体54。电动机壳体54由密封的圆筒形状的金属形成,无刷电动机50是将定子51、转子52以及电路基板53收纳在这种电动机壳体54内的结构。
[0062] 在图4中,通过将每相的绕组56缠绕在定子铁芯55上来构成定子51。定子铁芯55具有向内周侧突出的多个突极。另外,定子铁芯55的外周侧大致呈圆筒形状,其外周固定于电动机壳体54。定子51的内侧隔开空隙地插入有转子52。转子52将圆筒形状的永磁体58保持于转子架57的外周,配置成以由轴承59支承的旋转轴60为中心旋转自如。即,以定子铁芯55的突极的顶端面与永磁体58的外周面相对置的方式进行配置。由这种定子
51和通过轴承59支承的转子52来构成电动机40。
[0063] 并且,在该无刷电动机50中,安装有各种电路部件41的电路基板53内置于电动机壳体54的内部。利用这些电路部件41,来具体构成用于控制、驱动电动机40的电动机控制装置10。另外,电路基板53上还安装有利用霍尔元件等的位置检测传感器49以检测转子52的旋转位置。定子铁芯55上安装有支承构件61,电路基板53通过该支承构件61固定于电动机壳体54内。而且,将U相、V相、W相各自的绕组56U、56V、56W的端部作为引出线56a从定子51引出,将各个引出线56a连接于电路基板53。
[0064] 另外,从无刷电动机50引出用于与上级控制器11连接的信号传输线19。
[0065] 通过从外部对如上那样构成的无刷电动机50提供电源电压、PWM指令信号Si,通过在电路基板53上构成的电动机控制装置10向绕组56流通驱动电流,从定子铁芯55产生磁场。然后,通过来自定子铁芯55的磁场和来自永磁体58的磁场,与这些磁场的极性相应地产生吸引力和排斥力,转子52通过这些力以旋转轴60为中心进行旋转。
[0066] 如以上说明所说明的那样,本发明的电动机控制装置具备:PWM解调处理部,其对PWM指令信号进行解调,将转速指令复原为速度指令值;旋转控制部,其根据速度指令值来生成电动机的驱动值;通电驱动部,其基于驱动值来生成对电动机的绕组进行通电驱动的驱动电压;通知信号生成部,其生成用于向外部通知的通知信号;以及PWM调制处理部,其生成根据通知信号进行脉宽调制所得的PWM通知信号。而且,PWM调制处理部构成为生成与PWM指令信号同步的PWM通知信号并送出。
[0067] 另外,本发明的无刷电动机具备:转子;具有三相的绕组的定子;以及对绕组进行通电驱动的本发明的电动机控制装置。
[0068] 另外,本发明的电动机控制系统具备:本发明的无刷电动机;以及上级控制器,其对无刷电动机输出PWM指令信号,并且从无刷电动机接收PWM通知信号,进行无刷电动机的旋转控制。
[0069] 通过这种结构,PWM指令信号与PWM通知信号的脉冲周期相等,从PWM指令信号的传输线辐射的磁场与从PWM通知信号的传输线辐射的磁场始终为大致反向的磁场。因此,从两个传输线辐射的不必要辐射会被抵消,从而能够降低不必要辐射。因而,根据本发明,能够提供一种不需要用于应对噪声的特别部件、构件而能够以简易的结构降低不必要辐射的电动机控制装置、无刷电动机以及电动机控制系统。
[0070] 产业上的可利用性
[0071] 本发明的电动机控制装置、无刷电动机以及电动机控制系统能够降低不必要辐射,因此尤其适用于要求抑制不必要辐射的电装用的电动机,还对于电气设备中使用的电动机也有用。
[0072] 附图标记说明
[0073] 10:电动机控制装置;11:上级控制器;12:旋转控制部;13:通电驱动部;14:PWM驱动电路;15:逆变器;16:位置检测部;17:转速计算部;19、19f、19s:信号传输线;20:PWM解调处理部;21:上升沿检测部;22:边沿周期检测部;23、31:占空比计算部;24:速度指令计算部;30:PWM调制处理部;32:调制计数值计算部;33:计时器输出部;34:脉宽计算部;40:电动机;41:电路部件;49:位置检测传感器;50:无刷电动机;51:定子;52:转子;
53:电路基板;54:电动机壳体;55:定子铁芯;56、56U、56V、56W:绕组;56a:引出线;57:转子架;58:永磁体;59:轴承;60:旋转轴;61:支承构件;100:电动机控制系统。