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电机驱动控制装置

阅读：1052发布：2020-08-19

IPRDB可以提供电机驱动控制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供电机驱动控制装置。能够以价格低廉的结构避免规定转速范围内产生的与电机固有频率的共振。电机驱动控制装置(1)包括：电机驱动部，其对电机(20)的各相施加电压而驱动电机；旋转位置检测电路(5)，其检测转子的旋转位置，并生成旋转位置信息；以及控制部(4)，其基于检测出的旋转位置信息，向电机驱动部输出用来按规定模式反复进行通电切换时的交迭通电动作的驱动控制信号(S4)。，下面是电机驱动控制装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电机驱动控制装置，其特征在于，

该电机驱动控制装置包括：

电机驱动部，其对电机的各相施加电压而驱动电机；

旋转位置检测电路，其检测转子的旋转位置，并生成旋转位置信息；以及控制部，其基于检测出的所述旋转位置信息，向所述电机驱动部输出驱动控制信号，该驱动控制信号用来以按规定模式反复进行通电切换时的交迭通电动作的方式进行控制。

2.根据权利要求1所述的电机驱动控制装置，其特征在于，所述控制部在所述电机处于规定转速范围时，输出用来以按所述规定模式反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的方式进行控制的所述驱动控制信号。

3.根据权利要求2所述的电机驱动控制装置，其特征在于，所述控制部在所述电机处于规定转速范围时，输出用来以交替反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的方式进行控制的所述驱动控制信号。

4.根据权利要求1所述的电机驱动控制装置，其特征在于，所述控制部在所述电机处于规定转速范围时，输出用来在通电切换时的交迭通电中以按规定模式反复进行不同的规定动作的方式进行控制的所述驱动控制信号。

5.根据权利要求4所述的电机驱动控制装置，其特征在于，所述不同的规定动作包括交迭通电期间互不相同的动作，和/或交迭通电中有无转换的动作。

6.根据权利要求4所述的电机驱动控制装置，其特征在于，所述控制部在所述电机处于规定转速范围时，输出用来在通电切换时的交迭通电中以交替反复进行不同的规定动作的方式进行控制的所述驱动控制信号。

7.根据权利要求2～6中任一项所述的电机驱动控制装置，其特征在于，所述规定转速范围包括所述转子每旋转1圈的通电切换次数n所对应的n次成分和所述电机的固有共振频率产生共振现象的范围。

8.根据权利要求7所述的电机驱动控制装置，其特征在于，所述控制部输出所述驱动控制信号，以使所述n次成分的电源电流减小。

9.根据权利要求7或8所述的电机驱动控制装置，其特征在于，所述控制部使n/2次成分的电源电流增大，而使所述n次成分的电源电流减小。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的电机驱动控制装置，其特征在于，所述控制部包括：转速计算部，其基于所述旋转位置信息所对应的信号计算转速；

通电方式指令部，其基于自所述转速计算部输出的转速信息，生成发出进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的指令的通电指令信号；以及通电信号生成部，其被输入所述旋转位置信息所对应的信号和所述通电指令信号，并生成所述驱动控制信号。

说明书全文

电机驱动控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电机驱动控制装置。

背景技术

[0002] 在通过切换向线圈的通电来进行驱动的普通电机中，因通电切换而产生的电磁振动成分是导致振动恶化的主要原因之一，需要加以应对。

[0003] 在使用转速确定的电机中，可以通过避免使用转速下的共振的方法来进行避免，但在例如像轴流风扇电机那样必须将从停止到最高转速之间的所有转速下的振动峰值抑制在一定值以下的电机中，无法使用上述避免共振的方法，苦于没有对策。

[0004] 专利文献1中记载了一种电机控制装置，该装置抑制了基于定子振动而产生噪声，这里的定子振动是由于与电机的固有频率发生共振而导致的。专利文献1所记载的电机控制装置包括计算转子转速的转速计算部，以及基于转速计算部所计算出的转速和定子的固有频率来调整对逆变器的调制系数的调制系数调整部。该电机控制装置意在防止高次谐波成分的频率和定子所具有的固有频率F发生共振现象，从而抑制基于定子振动而产生噪声。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开2011－55651号公报

发明内容

[0008] 专利文献1所记载的电机控制装置需要像180度通电那样针对每个PWM(Pulse Width Modulation)信号的频率调整对逆变器的调制系数。因此，需要处理能力高的微机，存在高成本的问题。

[0009] 因此，本发明的课题在于，提供一种电机驱动控制装置，结构价格低廉，且能够避免在规定转速范围内产生的与电机固有频率的共振。

[0010] 为了解决所述课题，本发明的电机驱动控制装置如下这样构成。

[0011] 即，本发明的电机驱动控制装置包括：电机驱动部，其对电机的各相施加电压而驱动电机；旋转位置检测电路，其检测转子的旋转位置，并生成旋转位置信息；以及控制部，其基于检测出的旋转位置信息，向电机驱动部输出驱动控制信号，该驱动控制信号用来以按规定模式反复进行通电切换时的交迭通电动作的方式进行控制。

[0012] 对于其他方案，在用于实施实施方式的方式中进行说明。

[0013] 根据本发明，能够提供一种虽然结构价格低廉，却能够避免在规定转速范围内产生的与电机固有频率的共振的电机驱动控制装置。

附图说明

[0014] 图1是表示本实施方式的电机驱动控制装置的电路结构的框图。

[0015] 图2是表示比较例的驱动波形的图。

[0016] 图3是表示本实施方式的驱动波形的图。

[0017] 图4是本实施方式的无刷电机的电源电流波形图。

[0018] 图5是表示本实施方式的电机驱动控制装置的通电控制的流程图，(a)是主流程图，(b)、(c)是通电切换的子程序(例程)。

[0019] 图6是电机驱动控制装置的相对于频率的电流值特性的概念图。

[0020] 图7是表示变形例的驱动波形的图。

[0021] 图8是表示变形例的电机驱动控制装置的通电控制的流程图，(a)、(b)是通电切换的子程序。

[0022] 附图标记说明

[0023] 1：驱动控制装置；2：逆变器电路(电机驱动部的一部分)；3：预驱动电路(电机驱动部的一部分)；4：控制部；41：旋转位置检测部；42：转速计算部；43：通电方式指令部；44：通电信号生成部；5：旋转位置检测电路；20：电机；S1：位置检测信号；S2：转速信息；S3：通电指令信号；S4：驱动控制信号；Lu、Lv、Lw：线圈；V1、V2、V3：相电压(旋转位置信息的一个例子)。

具体实施方式

[0024] 以下，参照各附图详细说明用于实施本发明的方式。

[0025] 图1是表示本实施方式的电机驱动控制装置的电路结构的框图。

[0026] 在图1中，本实施方式的电机20为3相无刷DC电机，包括各相的线圈Lu、Lv、Lw和转子(未图示)。这些线圈Lu、Lv、Lw的一端呈Y形连接。线圈Lu、Lv、Lw的另一端分别连接于逆变器电路2的U相输出、V相输出、W相输出，通过自逆变器电路2供给3相交流电来驱动电机20旋转。

[0027] 电机20的驱动控制装置1(电机驱动控制装置的一个例子)包括驱动电机20的逆变器电路2和预驱动电路3(电机驱动部的一个例子)，以及检测转子的旋转位置并生成旋转位置信息的旋转位置检测电路5。驱动控制装置1还包括向电机驱动部输出驱动控制信号S4(后述)的控制部4。

[0028] 驱动控制装置1连接于直流电源Vd，并通过U相布线、V相布线、W相布线这3相连接于电机20。驱动控制装置1通过对电机20施加驱动电压而控制电机20的旋转。U相、V相、W相分别被施加端子电压Vu、Vv、Vw。

[0029] 电机驱动部由逆变器电路2和预驱动电路3构成。直流电源Vd对电机驱动部施加电源电压Vcc而供给电力。从直流电源Vd到逆变器电路2中，流有电源电流I。电机驱动部接受来自直流电源Vd的电力供给，基于来自控制部4的驱动控制信号S4，使驱动电流流过电机20的U相、V相、W相的线圈Lu、Lv、Lw而使转子旋转。电机驱动部以正弦波驱动方式驱动电机20。

[0030] 逆变器电路2和预驱动电路3(电机驱动部的一部分)与电机20所具备的各相的线圈Lu、Lv、Lw连接。逆变器电路2基于预驱动电路3的驱动信号Vuu～Vwl，向电机20的各相的线圈Lu、Lv、Lw通电。

[0031] 逆变器电路2包括串联连接有开关元件Q1、Q2的U相的开关脚、串联连接有开关元件Q3、Q4的V相的开关脚以及串联连接有开关元件Q5、Q6的W相的开关脚。这些开关元件Q1～Q6例如为FET(Field Effect Transistor)，但也可以使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)。逆变器电路2连接于直流电源Vd，此外还连接于电阻元件R0。

[0032] U相、V相、W相的开关脚分别包括上臂侧的开关元件Q1、Q3、Q5和下臂侧的开关元件Q2、Q4、Q6。开关元件Q1、Q3、Q5的漏极端子分别连接于直流电源Vd的正极。开关元件Q1、Q3、Q5的源极端子分别连接于开关元件Q2、Q4、Q6的漏极端子，自这些连接点分别输出U相、V相、W相的交流信号。开关元件Q2、Q4、Q6的源极端子分别经电阻元件R0连接于地线(直流电源Vd的负极)。开关元件Q1～Q6的栅极端子分别连接于预驱动电路3。

[0033] 逆变器电路2在自直流电源Vd接受电力供给，且自预驱动电路3被输入了驱动信号Vuu～Vwl时，使3相交流电流流过电机20的U相布线、V相布线、W相布线。

[0034] 预驱动电路3(电机驱动部的一部分)和其所连接的逆变器电路2组合起来形成电机驱动部，然后连接于控制部4。预驱动电路3例如包括6个栅极驱动电路，生成用于驱动逆变器电路2的驱动信号Vuu～Vwl。

[0035] 控制部4包括旋转位置检测部41、转速计算部42、通电方式指令部43以及通电信号生成部44，控制部4包含在微型计算机中。另外，各部也可以通过软件来实现，从而虚拟性地体现功能。

[0036] 旋转位置检测部41接收由包括电阻元件R1～R6的旋转位置检测电路5检测出的转子的旋转位置信息(相电压V1、V2、V3)，并生成与旋转位置信息对应的位置检测信号S1。在本实施方式中，旋转位置检测电路5检测各相的感应电动势，从而检测旋转位置。另外，旋转位置的检测方法不限定于像本实施方式那样检测感应电动势的结构，例如也可以是利用霍尔传感器等各种传感器进行检测的结构。

[0037] 转速计算部42基于位置检测信号S1计算转速，生成转速信息S2。

[0038] 通电方式指令部43基于转速计算部42所输出的转速信息S2生成通电指令信号S3，通电指令信号S3在规定转速范围时指令按规定模式反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止。具体而言，在本实施方式中，通电方式指令部43在每个通电切换时刻，生成发出交替反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的指令的通电指令信号S3。

[0039] 通电信号生成部44接收位置检测信号S1和通电指令信号S3，生成驱动控制信号S4。

[0040] 控制部4基于旋转位置检测电路5所检测出的旋转位置信息(相电压V1、V2、V3)，向预驱动电路3(电机驱动部的一部分)输出用来以交替反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的方式进行控制的驱动控制信号S4。另外，对于控制部4在交迭通电期间是将电压固定在High(高)电平还是进行转换(switch)，并没有特别限定。

[0041] 具体而言，控制部4进行下述的通电切换设定。

[0042] 控制部4在电机20处于规定转速范围时，向预驱动电路3(电机驱动部的一部分)输出用来以交替反复进行通电切换时的交迭(overlap)通电的实施和停止的方式进行控制的驱动控制信号S4。在本发明中，将每旋转1圈时作为1个周期发生1次的现象记作1次成分，将转子每旋转1圈的通电切换次数n所对应的周期定义为n次成分，规定转速范围包括该n次成分和电机的固有共振频率发生共振现象的范围。

[0043] 控制部4输出用来以交替反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的方式进行控制的驱动控制信号S4，以减小转子每旋转1圈的通电切换次数n所对应的n次成分的电源电流I。其结果是，在驱动控制装置1中，(n/2)次成分的电源电流I增大，但n次成分的电源电流I减小。

[0044] 以下，说明如上述那样构成的电机驱动控制装置的动作。首先，说明本发明的基本思想。

[0045] 通常，为了有效驱动电机，期望使电源电流I的波形稳定均匀地统一。但是，当使电源电流I的波形稳定均匀地统一时，会使通电时刻严格一致，结果，会生出一定的某种旋转次数成分。

[0046] 例如，如果是4极6槽的无刷电机，则旋转1圈产生12次通电切换。因此，利用FFT(Fast Fourier Transform)分析电源电流I的波形时，理想的情况是仅产生12次成分。该12次成分会因与电机的固有值(固有频率)发生共振而成为较大的电磁振动成分。

[0047] 在此，每旋转1圈的通电切换次数通过用极数的二分之一乘以每一极的通电切换次数(例如，在3相的情况下为6次)来求得。

[0048] 本发明的电机驱动控制装置的控制部4在规定转速范围向电机驱动部输出用来以交替反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的方式进行控制的驱动控制信号S4。由此，将成为电磁振动成分的产生要因的、转子每旋转1圈的通电切换次数n所对应的n次成分转变成其他次数的成分，从而能够抑制电磁振动成分。

[0049] 例如，如果是4极6槽的无刷电机，则控制部4在12次成分与电机的固有值发生共振的特定的转速范围向电机驱动部输出用来在每次通电切换时刻以交替反复进行交迭通电的方式进行控制的驱动控制信号S4，由此来控制通电波形。由此，12次成分的一半的频率即6次成分的电源电流I增大。6次成分的电源电流I增大，而12次成分的电源电流I得到了抑制。由此，能够避免与电机的固有频率发生共振。

[0050] 《比较例》

[0051] 图2的(a)、(b)是表示比较例的驱动波形的图。

[0052] 图2的(a)表示无交迭的驱动波形。

[0053] 波形UH表示驱动信号Vuu，波形VH表示驱动信号Vvu，波形WH表示驱动信号Vwu。上述3个驱动信号的波形UH、VH、WH无重叠地依次反复成为H电平。

[0054] 此外，波形UL表示驱动信号Vul，波形VL表示驱动信号Vvl，波形WL表示驱动信号Vwl。上述3个驱动信号的波形UL、VL、WL无重叠地依次反复成为H电平。

[0055] 起初，波形UH、VL成为H电平，电源电流I(参照图1)自直流电源Vd经开关元件Q1、线圈Lu、Lv、开关元件Q4流向地线。

[0056] 接着，波形VL成为L电平，波形WL成为H电平，电源电流I自直流电源Vd经开关元件Q1、线圈Lu、Lw、开关元件Q6流向地线。

[0057] 接着，波形UH成为L电平，波形WH成为H电平，电源电流I自直流电源Vd经开关元件Q3、线圈Lv、Lw、开关元件Q6流向地线。

[0058] 接着，波形WL成为L电平，波形UL成为H电平，电源电流I自直流电源Vd经开关元件Q3、线圈Lv、Lu、开关元件Q2流向地线。

[0059] 接着，波形VH成为L电平，波形WH成为H电平，电源电流I自直流电源Vd经开关元件Q5、线圈Lw、Lu、开关元件Q2流向地线。

[0060] 接着，波形UL成为L电平，波形VL成为H电平，电源电流I自直流电源Vd经开关元件Q5、线圈Lw、Lv、开关元件Q4流向地线。

[0061] 以下，同样通过使开关元件Q1～Q6反复接通(ON)和切断(OFF)而使电机20旋转。这样的开关元件Q1～Q6的接通和切断会使电机20的12次成分的电源电流I增大。

[0062] 图2的(b)是表示交迭通电方式的驱动波形。

[0063] 波形UH、VH、WH带有重叠地依次反复成为H电平。波形UL、VL、WHL带有重叠地依次反复成为H电平。

[0064] 起初，波形UH、VL成为H电平，电源电流I自直流电源Vd经开关元件Q1、线圈Lu、Lv、开关元件Q4流向地线。

[0065] 接着，波形WL成为H电平，电源电流I也自直流电源Vd从新经开关元件Q1、线圈Lu、Lw、开关元件Q6流向地线。这样，在线圈Lu、Lv和线圈Lu、Lw这2个系统中，电源电流I交迭地流过，因此，称为交迭通电方式。然后，经过期间t1时，波形VL成为L电平，开关元件Q4切断。由此，电源电流I自直流电源Vd仅经开关元件Q1、线圈Lu、Lw、开关元件Q6流向地线。

[0066] 接着，波形VH成为H电平，电源电流I也自直流电源Vd从新经开关元件Q3、线圈Lv、Lw、开关元件Q6流向地线。即，在线圈Lu、Lw和线圈Lv、Lw这2个系统中，电源电流I交迭地流过。然后，经过期间t1时，波形UH成为L电平，开关元件Q1切断。由此，电源电流I自直流电源Vd仅经开关元件Q3、线圈Lv、Lw、开关元件Q6流向地线。

[0067] 接着，波形UL成为H电平，电源电流I也自直流电源Vd从新经开关元件Q3、线圈Lv、Lu、开关元件Q2流向地线。即，在线圈Lv、Lw和线圈Lv、Lu这2个系统中，电源电流I交迭地流过。然后，经过期间t1时，波形WL成为L电平，开关元件Q6切断。由此，电源电流I自直流电源Vd仅经开关元件Q3、线圈Lv、Lu、开关元件Q2流向地线。

[0068] 接着，波形WH成为H电平，电源电流I也自直流电源Vd从新经开关元件Q5、线圈Lw、Lu、开关元件Q2流向地线。即，在线圈Lv、Lu和线圈Lw、Lu这2个系统中，电源电流I交迭地流过。然后，经过期间t1时，波形VH成为L电平，开关元件Q3切断。由此，电源电流I自直流电源Vd仅经开关元件Q5、线圈Lw、Lu、开关元件Q2流向地线。

[0069] 接着，波形VL成为H电平，电源电流I也自直流电源Vd从新经开关元件Q5、线圈Lw、Lv、开关元件Q4流向地线。即，在线圈Lw、Lu和线圈Lw、Lv这2个系统中，电源电流I交迭地流过。然后，经过期间t1时，波形UL成为L电平，开关元件Q2切断。由此，电源电流I自直流电源Vd仅经开关元件Q5、线圈Lw、Lv、开关元件Q4流向地线。

[0070] 以下，同样通过使开关元件Q1～Q6反复接通和切断而使电机20旋转。这样，电机驱动控制装置1通过与开关元件Q1～Q6的接通和切断同步地进行交迭通电，会使电机20的12次成分的电源电流I增大。

[0071] 《本实施方式》

[0072] 接下来，说明本实施方式的电机驱动控制装置的动作。

[0073] 图3的(a)、(b)是表示本实施方式的驱动波形的图。

[0074] 图3的(a)所示的驱动波形仅在波形UL、VL、WL下降时(换言之，下臂侧的开关元件Q2、Q4、Q6的通电期间结束时)进行持续期间t1的交迭通电。也就是说，控制部4向预驱动电路3(电机驱动部的一部分)输出用来以交替反复进行通电切换时的交迭通电动作的实施和停止的方式进行控制的驱动控制信号S4。通过这样的交迭通电动作，能够使电机20的6次成分的电源电流I增大，并相应地使12次成分的电源电流I减小。

[0075] 图3的(b)所示的驱动波形仅在波形UH、VH、WH下降时(换言之，上臂侧的开关元件Q1、Q3、Q5的通电期间结束时)进行持续期间t1的交迭通电。也就是说，控制部4向预驱动电路3(电机驱动部的一部分)输出用来以交替反复进行通电切换时的交迭通电动作的实施和停止的方式进行控制的驱动控制信号S4。通过这样的交迭通电动作，能够使电机20的6次成分的电源电流I增大，并相应地使12次成分的电源电流I减小。

[0076] 图4是本实施方式的无刷电机的电源电流波形图。波形图的纵轴表示电源电流I，横轴表示时间。

[0077] 该电源电流I交替出现了小振幅和大振幅。时刻ta的小振幅是交迭通电时的电流值。时刻tb的大振幅是停止交迭通电时的电流值。这样，控制部4通过在每2次通电切换时使电机驱动部停止1次交迭通电，从而在交迭通电停止时使电源电流I的振幅增大。也就是说，进行交迭通电时，具有抑制通电切换时的电源电流I的振幅的效果，但通过在每2次通电切换中停止1次交迭通电，使电源电流I的振幅在每2次通电切换时增大1次。通过这样控制通电切换时的电源电流I的波形，能够增大6次成分，而减小12次成分。

[0078] 图5的(a)～(c)是表示本实施方式的电机驱动控制装置1的通电控制的流程图。图5的(a)是主流程，图5的(b)是步骤S102的通电切换的本实施方式的子程序，图5的(c)是第1变形例的子程序。

[0079] 图5的(a)的流程在控制部4(参照图1)中于每个规定时刻反复执行。

[0080] 如图5的(a)所示，在步骤S101中，控制部4判断电机20(参照图1)是否处于规定转速范围。规定转速范围包括转子每旋转1圈的通电切换次数n所对应的n次成分和电机20的固有共振频率产生共振现象的范围。电机20的转速这样来计算，由旋转位置检测部41(参照图1)生成与来自旋转位置检测电路5的旋转位置信息(相电压V1、V2、V3)对应的位置检测信号S1，再由转速计算部42基于位置检测信号S1计算转速，并生成转速信息S2。

[0081] 当电机20处于规定转速范围(在步骤S101中判断为“是”)时，为了抑制与电机20的固有频率发生共振的电磁振动成分，在步骤S102中，控制部4进行交迭通电控制。具体而言，在通电方式指令部43中，基于自转速计算部42输出的转速信息S2，在规定转速范围时生成通电指令信号S3，通电指令信号S3发出交替或按规定模式反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的指令。通电信号生成部44接收位置检测信号S1和通电指令信号S3，生成用来以交替或按规定模式反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的方式进行控制的驱动控制信号S4。上述步骤S102的交迭通电控制在规定转速范围内强制性地按规定模式反复进行交迭通电的实施和停止。详细情况通过后述的图5的(b)、(c)进行说明。

[0082] 控制部4在进行交迭通电控制之后返回步骤S101。在电机20处于规定转速范围期间(在步骤S101中判断为“是”)，控制部4继续进行步骤S102的交迭通电控制的处理。

[0083] 另一方面，在上述步骤S101中判断为电机20不在规定转速范围内时(判断为“否”)，控制部4跳过步骤S102的交迭通电控制而进入步骤S103。

[0084] 在步骤S103中，控制部4进行常规通电控制，然后结束本流程。

[0085] 接下来，说明交迭通电控制。

[0086] 交迭通电控制是通过按规定模式反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止来调整电源电流I的控制，以下举例说明。

[0087] 《本实施方式》

[0088] 如图5的(b)所示，在步骤S11中，旋转位置检测部41计算转子的旋转位置。

[0089] 在步骤S12中，通电方式指令部43基于转子的旋转位置，交替反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止。具体而言，控制部4中的通电信号生成部44接收自旋转位置检测部41输出的位置检测信号S1和自通电方式指令部43输出的通电指令信号S3，生成用来以交替反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的方式进行控制的驱动控制信号S4，并向预驱动电路3(电机驱动部的一部分)输出该驱动控制信号S4。

[0090] 由此，电机驱动控制装置1能够使(n/2)次成分的电源电流I增大，而使n次成分的电源电流I减小。例如，使6次成分的电源电流I增大，而使12次成分的电源电流I减小。

[0091] 《第1变形例》

[0092] 如图5的(c)所示，在步骤S21中，旋转位置检测部41计算转子的旋转位置。

[0093] 在步骤S22中，通电方式指令部43基于转子的旋转位置，以按规定模式反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的方式进行控制。具体而言，控制部4中的通电信号生成部44接收自旋转位置检测部41输出的位置检测信号S1和自通电方式指令部43输出的通电指令信号S3，生成用来以按规定模式反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止的方式进行控制的驱动控制信号S4，并向预驱动电路3(电机驱动部的一部分)输出该驱动控制信号S4。所谓规定模式，例如是指反复进行1次实施和3次停止的模式、反复进行3次实施和1次停止的模式等，但不限定于这些模式。

[0094] 由此，也能使设转子每旋转1圈的通电切换次数为n时的n次成分的电源电流I减小。

[0095] 图6是电机驱动控制装置1的相对于频率的电流值特性的概念图。

[0096] 图6表示在4极6槽的无刷电机中改变转速而得到的电源电流I的波形的FFT曲线的概念。图6的纵轴表示图1的电源电流I的电流值，横轴表示频率。图6的实线表示本实施方式的电流波形的FFT曲线，虚线表示比较例的电流波形的FFT曲线。

[0097] 如图6的FFT曲线所示，在比较例中，转子旋转1圈时，伴随12次通电切换产生12次成分的电源电流I。如上所述，该12次成分的电源电流I会因为与电机20的固有值(固有频率)发生共振而成为较大的电磁振动成分。

[0098] 在本实施方式中，通过交替反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止，使得6次成分的电源电流I增大，使得12次成分的电源电流I减小。

[0099] 当使电机20的转速逐渐变化时，在规定转速范围中，在与通电切换次数n所对应的n次成分相当的频率范围中，会产生与电机20的固有频率发生共振的现象。在本实施方式中，通过在该频率范围中抑制电源电流I，能够避免n次成分下的共振。

[0100] 如图6的虚线所圈出的区域所示，在本实施方式的电机驱动控制装置1中，抑制了与12次成分相当的频率范围内的电流值。在图6中，在规定转速范围的区间，通过交替反复进行通电切换时的交迭通电的实施和停止，避免了电机20的固有值和12次成分之间的共振。

[0101] 但是，如图6所示，在本实施方式的电机驱动控制装置1中，6次成分增大。然而，该6次成分不会与电机20的固有值(固有频率)发生共振，因此，不会产生电磁振动成分。此外，6次成分附近的频率范围电流值也较小，因此，不会对系统产生影响。

[0102] 在此，说明本实施方式中计算12次成分所对应的转速范围的计算方法。

[0103] 假设电机20的固有值(固有频率)通过测定已知。通过与该固有频率发生共振，会产生较大的电磁振动成分。在图5的情况下，共振点(电磁振动成分)在f1[Hz]到f2[Hz]之间。将它们分别换算为转速，则有f1[Hz]×60÷12＝5×f1[rpm]、f2[Hz]×60÷12＝5×f2[rpm]。

[0104] 即，n次成分的f1[Hz]～f2[Hz]的频率范围所对应的转速范围的下限Rmin[rpm]和上限Rmax[rpm]分别为(f1×60÷n)[rpm]、(f2×60÷n)[rpm]。

[0105] 而且，规定转速范围被设定为至少包括n次成分所对应的转速范围，即，包括n次成分和电机20的固有共振频率产生共振现象的范围。

[0106] 图7的(a)、(b)是表示变形例的驱动波形的图。

[0107] 图7的(a)所示的第2变形例的驱动波形表示在波形UH、VH、WH下降时进行持续期间t2的交迭通电，在波形UL、VL、WL下降时进行持续期间t1的交迭通电。

[0108] 也就是说，控制部4在通电切换时以交替反复进行期间t2的交迭通电和期间t1的交迭通电的方式进行控制。控制部4通过使期间t2比期间t1短，使得期间t2时的电源电流I的振幅比期间t1时的电源电流I的振幅大。通过适当设定期间t1和期间t2的比率，能够在每2次通电切换时增大1次电源电流I的振幅。通过这样的按规定模式反复进行通电期间不同的动作的交迭通电动作，电机驱动控制装置1能够增大电机20的6次成分的电源电流I，并相应地减小12次成分的电源电流I。

[0109] 图7的(b)所示的第3变形例的驱动波形表示在波形UH、VH、WH下降时(换言之，上臂侧的开关元件Q1、Q3、Q5的通电期间结束时)一边进行通断转换(switching)一边进行交迭通电，在波形UL、VL、WL下降时(换言之，下臂侧的开关元件Q2、Q4、Q6的通电期间结束时)无转换地进行交迭通电。也就是说，控制部4在通电切换时的交迭通电动作中交替反复进行有无转换的动作(有转换和无转换的动作)地进行控制。

[0110] 在有转换的交迭通电期间，转换脉冲的保持时间(on duty)和转换频率可以适当设定。其结果是，控制部4能够使有转换的期间的电源电流I的振幅小于无转换期间的电源电流I的振幅，从而在每2次通电切换时增大1次电源电流I的振幅。

[0111] 通过这样的交迭通电动作，电机驱动控制装置1能够增大电机20的6次成分的电源电流I，并相应地减小12次成分的电源电流I。

[0112] 图8的(a)、(b)是表示变形例的电机驱动控制装置1的通电控制的流程图。图8的(a)是第2变形例的通电切换的子程序，图8的(b)是第3变形例的通电切换的子程序。在第2、第3变形例中，也是进行图5(a)所示的主流程中的通电切换，并调用图8的(a)、(b)所示的子程序。

[0113] 如图8的(a)所示，在步骤S31中，旋转位置检测部41计算转子的旋转位置。

[0114] 在步骤S32中，通电方式指令部43基于转子的旋转位置，在通电切换时以交替反复进行第1期间(期间t1)的交迭通电和第2期间(期间t2)的交迭通电的方式进行控制。具体而言，控制部4中的通电信号生成部44接收自旋转位置检测部41输出的位置检测信号S1和自通电方式指令部43输出的通电指令信号S3，生成用来在通电切换时以交替反复进行第1期间(期间t1)的交迭通电和第2期间(期间t2)的交迭通电的方式进行控制的驱动控制信号S4，并向预驱动电路3(电机驱动部的一部分)输出该驱动控制信号S4。于是，生成了图7的(a)所示的波形。

[0115] 由此，电机驱动控制装置1能够增大(n/2)次成分的电源电流I，而减小n次成分的电源电流I。电机驱动控制装置1例如增大6次成分的电源电流I，而减小12次成分的电源电流I。

[0116] 如图8的(b)所示，在步骤S41中，旋转位置检测部41计算转子的旋转位置。

[0117] 在步骤S42中，通电方式指令部43基于转子的旋转位置，在通电切换时的交迭通电动作中交替反复进行转换的有无地进行控制。具体而言，控制部4中的通电信号生成部44接收自旋转位置检测部41输出的位置检测信号S1和自通电方式指令部43输出的通电指令信号S3，生成用来在通电切换时的交迭通电动作中以交替反复进行转换的有无的方式进行控制的驱动控制信号S4，并向预驱动电路3(电机驱动部的一部分)输出该驱动控制信号S4。于是，生成了图7的(b)所示的波形。

[0118] 由此，电机驱动控制装置1能够减小设转子每旋转1圈的通电切换次数为n时的n次成分的电源电流I。

[0119] (变形例)

[0120] 本发明不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行变更实施，例如有如下(a)～(k)这样的方案。

[0121] (a)规定转速范围应根据与所用电机的固有频率发生的共振点而适宜、适当设定，没有唯一性限定。本发明特征在于，在通电切换时按规定模式反复进行交迭通电动作。因此，任何转速范围都可以适用。

[0122] (b)驱动控制装置的各构成要素的至少一部分可以不是通过硬件实现的处理，而是通过软件来实现的处理。

[0123] (c)在本实施方式中，以4极6槽的无刷电机为例说明了电机20，但磁极数、槽数、电机的种类没有特别限定。此外，电机20的相数也没有特别限定。

[0124] (d)旋转位置检测电路不限定于本实施方式(感应电压的检测电路)，例如也可以是霍尔传感器等。旋转位置信息也不限定于相电压。

[0125] (e)驱动控制装置的至少一部分可以做成集成电路(IC：Integrated Circuit)。

[0126] (f)图1所示的驱动控制装置的电路框结构是具体例子，本实施方式不限定于该例子。

[0127] (g)图5、图8所示的控制流程为一个例子，本实施方式不限定于这些步骤的处理，例如也可以在各步骤之间插入其他处理。

[0128] (h)交迭量(时间)可以任意调整成合适的值。

[0129] (i)本发明不限定于120度通电动作。

[0130] (j)可以将交迭时间的变更和转换的有无组合起来。

[0131] (k)在图7所示的变形例中，上臂侧和下臂侧的动作也可以对调。

标题	发布/更新时间	阅读量
电机驱动器-专利编号CN107395092B	2020-05-12	959
电机驱动器-专利编号CN110291715A	2020-05-12	606
驱动电机-专利编号CN102414962B	2020-05-11	570
驱动电机-专利编号CN102414962A	2020-05-11	963
电机驱动锁-专利编号CN101076645A	2020-05-12	258
电机驱动器-专利编号CN107395092A	2020-05-13	639
电机驱动器-专利编号CN103728966B	2020-05-13	919
驱动电机-专利编号CN102067410A	2020-05-11	514
驱动电机-专利编号CN101268601A	2020-05-11	147
电机驱动器-专利编号CN107872188A	2020-05-13	95

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