專利名稱：變頻裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可以以任意的頻率驅動用于空調等的馬達的變頻裝置。
背景技術：
近年來，從保護地球環(huán)境的角度出發(fā)，對降低空調機消耗功率的要求越來越高。其中，作為節(jié)電技術的一種，采用以任意的頻率驅動壓縮機的馬達的變頻裝置的空調機受到廣泛的使用。
作為用于空調機的馬達，一般采用效率高的直流無刷馬達，它由線圈組成的定子和裝有磁石的旋轉部的轉子組成。另一方面，作為驅動這種直流無刷馬達的變頻裝置，一般采用將通過整流電路對交流電源進行整流所得到的直流，通過使與整流電路連接的開關元件接通與斷開變換成所希望的交流，再將其輸出輸入馬達的三相繞組從而驅動馬達的方式。圖15示出了一般的變頻裝置的構成。
在圖15中，通過整流電路2對來自交流電源1的電壓整流后所得到的直流電壓，分別經并聯(lián)有環(huán)流二極管6a-6f的開關元件5a-5f開關控制的PWM(pulse width modulation脈寬調制)等調制方式的調制，形成三相交流電壓。
三相交流輸入馬達4，馬達4以開關元件5a-5f所指定的所希望的交流頻率旋轉。使直流無刷馬達旋轉時，因需要生成與無刷馬達的轉子的磁極位置同步的交流電壓，所以從馬達的端子電壓中檢測出馬達感應電壓的零交叉位置，并根據該零交叉位置進行定時處理達到所定的相位角，從而切換通電模式。圖16示出了進行一般的三相直流無刷馬達的驅動時，各相感應電壓、感應電壓的零交叉檢測信號、用于相位控制的定時信號、以及6個開關元件的導通時刻。這樣，檢測出各相感應電壓的零交叉點，并根據該時刻起動的定時信號進行延遲，從而以所希望的相位進行6個開關元件的導通與截至控制。
這樣，可以實現(xiàn)每相的通電幅度為具有120度電角區(qū)間的驅動的120度通電驅動。
在上述現(xiàn)有的變頻裝置中，流經馬達的電流波形，是通電角為120度的矩形波。因此，電流以60度電角大幅度變動，因此，由此引起的噪音，也就是轉矩變動成分的噪音相當大。另外，要想使馬達效率達到最大，必須通過與馬達的感應電壓具有相同波形的電流進行驅動，但由于是矩形波電流所以無法實現(xiàn)效率的最大化。
圖17A-圖17C是表示通過現(xiàn)有的方法進行驅動時的電流一例的波形圖。其中，圖17A為端子電壓，圖17B為馬達電流，圖17C為變頻裝置的直流部的電流。這樣，電流波形為矩形波。另外，作為該電流波形為矩形波的的主要原因，是變頻裝置的直流部的逆向電流。圖18A-圖18D表示流經圖16中所示的120度通電方式時的開關元件及馬達的電流路徑。圖18A、圖18B、圖18C、圖18D中的各路徑，分別對應圖16中的(a)、(b)、(c)、(d)的開關區(qū)間。在該圖中，實線表示斬波·開時的路徑，細的虛線表示斬波·斷時的電流路徑。另外，粗實線是前一模式的電流中馬達感應所引起的連續(xù)電流。從這里可以看出，在圖16(b)及(d)的期間，流經馬達繞組的電流的一部分，從與開關元件并聯(lián)的二極管中流過，以與通常的方向相反的方向反向流向整流電路內的電容器。在該期間，由于流經馬達繞組的電流急速衰減，所以使電流波形進一步接近矩形的形狀。
這樣，在現(xiàn)有的驅動方式中，由于電流波形為矩形形狀，所以造成效率低且噪音大。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，提供一種在對馬達進行三相交流可變頻率的驅動時，可以提高馬達的效率、降低轉矩波動、并抑制噪音及振動的同時，還能實現(xiàn)穩(wěn)定的馬達運轉的變頻裝置。
本發(fā)明的變頻裝置，是通過所希望頻率的交流電流驅動馬達的變頻裝置，包括由多個開關元件和與該開關元件并聯(lián)連接的多個二極管組成的開關裝置；為了以所希望的頻率驅動馬達，通過控制所述開關裝置的動作而控制馬達繞組的通電的通電控制裝置；檢測馬達的端子電壓的電壓檢測裝置；對該所檢測出的電壓與基準電壓進行比較推測馬達轉子的磁極位置和速度的位置速度推測裝置；以及將用于將馬達速度控制到所給定的目標速度的電壓輸出到通電控制裝置的速度控制裝置。其特征在于，所述通電控制裝置，相應所述位置速度推測裝置所推測的轉子的磁極位置控制通電，并且，將通電幅度設定在120度以上180度以下的范圍內，在一個通電區(qū)間的最出的部分設置PWM控制開關元件的第1區(qū)間，在該第1區(qū)間之后設置使所定的開關元件始終導通的第2區(qū)間，在該第2區(qū)間之后設置PWM控制開關元件的第3區(qū)間。
所述變頻裝置，還可以包括相應所述速度控制裝置輸出的輸出電壓值移動所述第2通電區(qū)間的開始位置的PWM位置設定裝置。
最好使PWM位置設定裝置，相應所述速度控制裝置輸出的輸出電壓值的增大，使所述第2通電區(qū)間的開始位置向通電區(qū)間的前方移動。
另外，所述相裝置，還可以包括相應所述速度控制裝置輸出的輸出電壓值改變所述通電區(qū)間的通電幅度的通電幅度設定裝置。
最好使所述通電幅度設定裝置，相應所述速度控制裝置輸出的輸出電壓值的增大縮小通電區(qū)間的通電幅度。
另外，所述變頻裝置，還可以包括檢測流經馬達的電流從二極管環(huán)流的期間即環(huán)流期間的環(huán)流期間檢測裝置；相應環(huán)流期間檢測裝置輸出的環(huán)流期間長度，確定通電區(qū)間的通電幅度的通電幅度設定裝置。
另外，所述變頻裝置，還可以包括檢測流經馬達的電流從二極管環(huán)流的期間即環(huán)流期間的環(huán)流期間檢測裝置；相應環(huán)流期間檢測裝置輸出的環(huán)流期間長度，確定所述通電區(qū)間的第2區(qū)間的開始位置的PWM位置設定裝置。
根據本發(fā)明的變頻裝置，在通電角為120度至180度的范圍內實施通電，并且在進行馬達電流的切換時，不進行不發(fā)生切換的相的開關元件的脈寬調制，因而，使電流波形變的平滑從而實現(xiàn)了高效率、低振動、低噪音電平。
另外，通過相應速度控制部輸出的輸出電壓值來改變不進行脈寬調制的區(qū)間的位置，這樣，在無論什么樣的負載運轉時，也可以實現(xiàn)穩(wěn)定的馬達驅動。
另外，相應對應控制速度的電壓值改變通電區(qū)間的通電幅度。這樣，在無論什么樣的負載運轉時，也可以實現(xiàn)穩(wěn)定的高效率、低振動、低噪音的馬達驅動。
另外，通過檢測馬達電流的環(huán)流期間，并相應該環(huán)流期間長，確定通電區(qū)間的通電幅度，這樣，在無論什么樣的負載運轉時，也可以實現(xiàn)穩(wěn)定的高效率、低振動、低噪音的馬達驅動。
另外，通過檢測馬達電流的環(huán)流期間，并相應該環(huán)流期間長，確定不進行脈寬控制的區(qū)間位置，這樣，在無論什么樣的負載運轉時，也可以實現(xiàn)穩(wěn)定的馬達驅動。


圖1是表示本發(fā)明的變頻裝置實施例1構成的方框圖。
圖2A是說明現(xiàn)有的變頻裝置的通電方式的圖，圖2B是說明實施例1的變頻裝置的通電方式的圖。
圖3A是表示現(xiàn)有的轉換裝的控制的電流波形，圖3B是表示本發(fā)明的轉換裝的控制的電流波形圖。
圖4是表示本發(fā)明的變頻裝置的馬達驅動時的感應電壓、開關元件的導通時刻等的時序圖。
圖5A-圖5D是表示流經本發(fā)明變頻裝置的實施例的開關元件及馬達的電流的路徑的圖。
圖6A-圖6C是表示流經本發(fā)明變頻裝置的實施例的開關元件及馬達的電流的路徑的圖。
圖7A是表示本發(fā)明變頻裝置的端子電壓的波形的一例，圖7B是表示馬達電流波形的一例，圖7C是表示變頻裝置直流部的電流波形的一例的圖。
圖8是說明在不同的PWM位置移動量的對各負載力矩的感應電壓檢測可能范圍的圖。
圖9是實施例1中的變頻裝置的PWM位置設定部的動作特性圖。
圖10是實施例1中的變頻裝置通電幅度設定部的動作特性圖。
圖11是表示本發(fā)明的變頻裝置實施例2構成的方框圖。
圖12是用于說明馬達端子電壓的環(huán)流期間的檢測原理的圖。
圖13是本發(fā)明變頻裝置的一個實施例中的PWM位置設定部的動作特性圖。
圖14是實施例2中的變頻裝置通電幅度設定部的動作特性圖。
圖15是表示現(xiàn)有的變頻裝置構成的方框圖。
圖16是表示現(xiàn)有的變頻裝置的馬達驅動時的感應電壓、開關元件的導通時刻等的時序圖。
圖17A是表示本發(fā)明變頻裝置的端子電壓的波形的一例，圖17B是表示馬達電流波形的一例，圖17C是表示變頻裝置直流部的電流波形的一例的圖。
圖18A-圖18D是表示流經現(xiàn)有的變頻裝置的開關元件及馬達的電流的路徑的圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的變頻裝置的實施例進行詳細說明。
(實施例1)圖1表示本發(fā)明變頻裝置的實施例的構成圖。在圖1中，變頻裝置3包括開關元件5a-5f、和由與各開關元件5a-5f反向并聯(lián)連接的環(huán)流二極管6a-6f組成的開關部6。并且，變頻裝置3，為了控制開關部6的各開關元件5a-5f的開關動作，具有電壓檢測部7、轉子位置檢測部8、通電控制部9、速度控制部10、通電幅度設定部11、以及PWM位置設定部12。
變頻裝置3，將通過整流電路2對來自交流電源1的輸入進行整流變成直流后的直流電壓，通過開關部6的開關元件5a-5f的開關動作變換成三相交流電壓并輸出，這樣，以所希望的頻率驅動無刷DC馬達(以下稱為“馬達”)4。
電壓檢測部7檢測馬達4的繞組的各端子電壓。轉子位置速度檢測部8，根據該檢測電壓推測并檢測馬達4的轉子的磁極位置、速度。
通電控制部9，根據轉子位置速度檢測部8所推測的轉子的磁極位置信息，按照用于驅動馬達4的驅動信號，向開關部6輸出用于驅動開關元件5a-5f的基準信號。速度控制部10，根據轉子位置速度檢測部8所推測的轉子的速度與從外部輸入的目標速度之間的偏差，通過運算控制使馬達4的轉子的速度成為目標速度。
通電幅度設定部11，根據速度控制部10的輸出電壓信息，選擇最佳通電幅度，并輸出到通電控制部9。另外，PWM位置設定部12，同樣根據速度控制部10的輸出電壓信息，確定開始進行PWM控制的開關元件的驅動的位置(以下稱為“PWM開始位置”，詳細內容將在后面敘述)，并輸出到通電控制部9。通電控制部9，根據所輸入的通電幅度及PWM開始位置，控制開關元件5a-5f，從而驅動馬達4。
圖2A既是表示一般的120度通電方式的基準信號波形，也是在一相的輸出電壓中以其一個通電區(qū)間為中心進行表示的圖。圖2B表示本實施例的變頻裝置通電方式的基準信號波形。
如圖2A所示，在現(xiàn)有的通電方式中，在電角為120度的通電區(qū)間內，其前半60度，進行使開關元件始終導通的驅動，而后半60度，根據PWM控制驅動開關元件5a-5f。這樣，通過對各相通電區(qū)間每個120度進行切換，始終使某一相處于通電狀態(tài)，可以對馬達4進行連續(xù)的通電，提供旋轉力。
然而，在本實施例的通電方式中，如圖2B所示，將通電區(qū)間的一相設定為120度以上((120+α)度，α≥0)。這樣，在各相間就會產生通電狀態(tài)相互重疊的區(qū)間。并且，在(120+α)度的通電區(qū)間，最初的所定時間內通過PWM控制進行通電驅動，當經過該所定時間后不進行PWM控制而設置為始終導通的通電狀態(tài)，在這之后，再次進行通過PWM控制的通電驅動。這樣，使不進行PWM控制始終導通的區(qū)間，在由通電區(qū)間的開始起經過所定時間后也就是在僅移動所定的電角(以下稱為“PWM位置移動角”)Φ后開始。這時，本實施例不進行PWM控制始終導通的區(qū)間的開始，與現(xiàn)有的不進行PWM控制始終導通的區(qū)間的開始相比，僅移動了所定的移動角Φ’。這時的通電區(qū)間長由通電幅度設定部11而設定，而PWM開始位置(也就是PWM位置移動角)由PWM位置設定部12而設定。
這樣，在本發(fā)明的變頻裝置中，將通電幅度加大設定為120度以上，并且，在其通電區(qū)間內，最初通過PWM控制的通電驅動后，進行始終導通的通電控制。這樣，再發(fā)生馬達電流的通電相的切換時，對于不發(fā)生切換的相，由于變成不進行開關元件的脈寬調制的通電驅動，所以使電流波形變得圓滑，使馬達效率提高。并且，可以降低力矩波動并抑制噪音和振動，同時可以實現(xiàn)穩(wěn)定的馬達運轉。
參照圖3A、圖3B，對現(xiàn)有的及本發(fā)明的變頻裝置的馬達電流波形的差異進行說明。圖3A表示現(xiàn)有的120度通電方式的驅動時的電流波形的情況。如該圖所示，在現(xiàn)有的情況下，在比通電區(qū)間120度稍大的區(qū)間內電流幾乎以矩形波狀地繞過馬達繞組。馬達電流，就成為在通電區(qū)間的基礎上再加上由馬達的電感所引起的電流上升沿和下降沿的延遲部分的區(qū)間內流過。圖3B表示本發(fā)明通電方式的電流波形。這樣的馬達電流，在超過120度的較長區(qū)間內流動。這時，還由于通過不進行脈寬調制地驅動不發(fā)生通電相切換的相的開關元件，增加了因電感成分流動的電流(以下將其稱為“環(huán)流成分”)，因而使電流波形變得更加平滑。
圖4是表示本實施例變頻裝置的通電方式一例的圖。示出了在本實施例變頻裝置的通電時，各相的感應電壓、感應電壓的零交叉檢測信號(在圖中參照“U、V、W相的比較”)、用于相位控制的定時動作、6個開關元件的導通時刻(圖中標記為U、V、W相驅動)。這樣，檢測各相的感應電壓的零交叉點，并根據這一時刻，多次使用定時切換6個開關元件的導通與截至。
在圖4中，例如，當觀察上臂的U相開關元件5a時，從相位為0度的稍前開始PWM控制開始(區(qū)間(a)、(b))，之后，進入始終導通的區(qū)間(區(qū)間(c)、(d))，然后，再次進入PWM控制區(qū)間(區(qū)間(e)、(f))。另外，由于將通電區(qū)間設定為120度以上，所以，例如在相位從120度稍過之處，不僅V相、W相，U相也將進入通電狀態(tài)。
圖5A-圖5D及圖6A-圖6C是按各通電區(qū)間表示的流經以圖4所示的通電方式驅動時的變頻裝置的開關元件及馬達繞組的電流。相應各區(qū)間的開關元件的導通狀態(tài)，切換流向馬達繞組的電流的路徑(也就是通電相)。圖5A-圖5D的各路徑分別與圖4所示的開關區(qū)間(a)-(d)對應，圖6A-圖6C的各路徑分別與圖4所示的開關區(qū)間(e)-(g)對應。在圖5A-圖5D及圖6A-圖6C中，實線表示斬波·開時的路徑，細的虛線表示斬波·斷時的電流路徑。另外，粗的虛線是在其之前的電流的感應引起的連續(xù)電流。在這種方式的情況下可以看出，通過不進行沒有發(fā)生切換的相的開關元件的脈寬調制，從而使在現(xiàn)有的120通電角中發(fā)生的、流入變頻裝置的直流部的逆向電流不會發(fā)生，順利地完成電流的轉換。由此，可以實現(xiàn)如圖3B所示的平滑的電流波形。
圖7A-圖7C是本實施例的變頻裝置所驅動的馬達電流、端子電壓及變頻裝置直流部電流(I)的波形。在圖17A-圖17C所示的現(xiàn)有的120度通電時，產生了幾乎與120度通電幅度相同幅度的矩形波電流，并且，直流部的電流，作為三相之和在PWM的導通期間幾乎有恒定的電流流動，還每隔60度產生逆向的大電流(在圖17C中偶爾出現(xiàn)的向下的峰值電流)。但是，根據本實施例的變頻裝置，通電幅度被放寬(在本例中為130度)，并且相對于將PWM控制開始時刻設定在中央部的電壓驅動波形變成為比120度寬的幅度的平滑的形狀的電流波形。再有，這時，雖然變頻裝置直流部的電流也是直流電流，但這時，不產生每隔60度逆向的電流。因而，實現(xiàn)了平滑的電流波形。
下面，對位置設定部12的動作進行說明。
如上所述，PWM位置設定部12，確定開始脈寬調制的最佳位置(PWM開始位置)。最佳PWM開始位置，是跟據效率的提高和控制穩(wěn)定性而確定的。通過將PWM開始位置從通常位置(現(xiàn)有的120度通電方式中的每隔120度的切換位置)移開，抑制了逆向電流的產生，從而使電流波形更加平滑并提高了效率。
另一方面，為了確?？刂频姆€(wěn)定性，需要可靠的實現(xiàn)對轉換驅動中的馬達的相位推測。也就是說，如果無法進行相位推測就不知道馬達轉子的位置因而也就無法進行驅動。因此，在變頻裝置中，通過檢測馬達繞組的不通電區(qū)間中的馬達端子電壓，雖然可以推測相位，但當該不通電區(qū)間變窄時馬達位置的推測就變的困難。圖8示出了PWM開始位置移動量為0度、10度、及20度時，可以檢測的負載力矩的感應電壓的范圍變化。從該圖中可以看出，PWM開始位置的移動量越多，或者越增加負載力矩，可以檢測的感應電壓的范圍將變得越窄。由于驅動穩(wěn)定性會隨著可以檢測的感應電壓的范圍變窄而下降，所以驅動穩(wěn)定性會隨著負載力矩的增加而下降。因此，為了將驅動穩(wěn)定性保證在某一水平，最好相應負載的增加改變PWM位置的移動量，做到即使負載增加也不使可以檢測感應電壓的范圍變窄。
圖9是說明用于解決上述問題的PWM位置設定部12的PWM開始位置的移動量的控制的圖。因負載力矩通過速度控制部10輸出的輸出電壓值可以推測，所以PWM位置設定部12相應速度控制部10的輸出電壓值確定PWM開始位置。也就是說，如圖9所示，在輸出電壓值處于所定值D1以下時，將PWM位置的移動角設定為所定角度Φ1，使電流波形平滑從而提高效率。另外，在輸出電壓處于所定值D1與所定值D2之間時，隨著馬達負載的增加而增加速度控制部10輸出的輸出電壓值時，漸漸地減小PWM位置移動角。此時的PWM位置移動角，設定為可以充分保證檢測感應電壓范圍的值。另外，在輸出電壓大于所定值D2以上時，使PWM開始位置的移動量為0。這樣，PWM位置設定部12，通過相應負載的大小改變移動量，即使在負載增加的情況下，也可以將感應電壓的檢測范圍保證在某一電平，因而可以穩(wěn)定的驅動馬達。
另外，與對應PWM開始位置的移動量的感應電壓的檢測可能范圍的關系同樣，由通電幅度引起的感應電壓的檢測可能范圍也將進行變化。也就是說，通電幅度越寬，感應電壓檢測可能范圍越窄，相反時檢測可能范圍越寬。例如，當通電幅度為120度時，因不通電區(qū)間為60度，所以感應電壓檢測可能范圍也由60度變成去掉了環(huán)流電流區(qū)間部分后的范圍。當通電幅度為更寬的140度時，檢測可能范圍由40度變成去掉了環(huán)流電流區(qū)間部分的窄的范圍。因此，通電幅度大時，檢測可能范圍變窄，使驅動穩(wěn)定性進一步下降。于是，為了更加充分的確保驅動的穩(wěn)定性，最好相應負載的增加改變通電幅度。
圖10是說明取決于通電幅度設定部11的通電幅度控制的圖。通電幅度設定部11，根據速度控制部10輸出的輸出電壓值推測負載力矩，并相應該輸出電壓值決定通電幅度。如該圖所示，在速度控制部10輸出的輸出電壓值為DA以下時，將通電幅度設定為ΦMAX，使電流波形變得平滑從而提高效率。在輸出電壓值為所定值DA與所定值DB之間的范圍時，相應輸出電壓的增加，漸漸地減小通電幅度。在輸出電壓值為所定值DB以上時，將通電幅度固定在120度。這樣，通過相應負載的大小控制通電幅度，可以做到即使在負載增大時，也可以充分地確保感應電壓的檢測可能范圍，從而可以進行穩(wěn)定的馬達驅動。
(實施例2)下面，對本發(fā)明的變頻裝置的另一實施例進行說明。
圖11示出了實施例2變頻裝置的構成方框圖。在圖11中，變頻裝置3a是在實施例1的構成的基礎上，還包括環(huán)流期間檢測部13。在變頻裝置3a中，通過整流電路2將來自交流電源的輸入整流成直流的直流電壓，在開關部6中被轉換成三相交流電壓，然后由該電壓驅動馬達的過程，與環(huán)流期間檢測部13，根據電壓檢測部7所檢測出的馬達4的電壓，檢測馬達4的繞組的環(huán)流電流流動的期間(以下稱為“環(huán)流期間”)時間長。通電幅度設定部11，根據該環(huán)流期間的時間長信息決定通電幅度，并向通電控制部9發(fā)出通電幅度的指令。再有，PWM位置設定部12，根據該環(huán)流期間的時間長信息決定最佳PWM位置并向通電控制部9發(fā)出PWM位置指令。
圖12是用于說明取決于環(huán)流期間檢測部13的環(huán)流期間的時間長的檢測動作的圖。圖12示出了馬達4的一個相中某一時刻的端子電壓的波形的圖。在設定在通電區(qū)間之前的不通電區(qū)間內，在PWM控制的通電導通期間檢測馬達4的繞組產生的感應電壓，但在這之前，將出現(xiàn)因流經馬達4的繞組的電流的感應而發(fā)生的環(huán)流電流。由于通過該環(huán)流電流馬達4的端子電壓將變成高電壓，所以在不通電區(qū)間的前部將出現(xiàn)高電壓的環(huán)流期間。因此，通過檢測馬達端子電壓，并在馬達端子電壓從比所定的電平(稱為“環(huán)流判斷電平”)高的值變低時，可以判斷為“環(huán)流期間已經結束”。因此，環(huán)流期間檢測部13，通過檢測馬達4的端子電壓，并在該值變?yōu)槭孪却_定的環(huán)流判斷電平以下的時刻，作出“環(huán)流期間已經結束”的判斷。例如，在圖12中，若設時刻tA時的端子電壓為VA，時刻tB時的端子電壓為VB，環(huán)流判斷電平為VK時，則環(huán)流期間檢測部13，在檢測出VA＞VK且VB＜VK的端子電壓VA、VB時，作出在時刻tA與時刻tB之間“環(huán)流期間已經結束”的判斷。
PWM位置設定部12進行如下的動作。PWM位置設定部12，與實施例1時同樣，決定最佳的PWM位置。最佳PWM位置是根據取決于PWM開始位置的效率提高及控制穩(wěn)定性而確定的。控制穩(wěn)定性，由感應電壓的檢測可能范圍所確定，該范圍越窄，驅動穩(wěn)定性越低。因此，相應環(huán)流期間檢測部13所檢測出的環(huán)流期間的長度，通過改變PWM開始位置確保驅動穩(wěn)定性。
圖13是說明取決于本實施例PWM位置設定部12的PWM開始位置的控制的圖。PWM位置設定部12根據環(huán)流期間長推測負載力矩，并相應地確定PWM開始位置。如該圖所示，在環(huán)流期間長為L1以下時，將PWM開始位置的移動角設定為Φ1。這樣，使電流波形變的平滑從而使效率提高。在馬達的負載增大環(huán)流期間長處于所定范圍時，也就是說，環(huán)流期間長處于L1與L2之間時，相應馬達的負載漸漸地減小PWM位置移動角。在環(huán)流期間長為所定值L2以上時，將PWM位置移動角設定為0。這樣，即使負載增大時，也可以確保足夠的感應電壓的檢測可能范圍，從而可以進行穩(wěn)定的馬達驅動。
如實施例1所述，即使通過通電幅度也可以改變感應電壓的檢測可能范圍。也就是說，通電幅度越寬，感應電壓檢測可能范圍變得越窄，驅動穩(wěn)定性越低。并且，因負載力矩增加，使環(huán)流期間變長時，會進一步降低穩(wěn)定性。因此，為了確保驅動穩(wěn)定性，最好相應環(huán)流期間的增加，改變通電幅度。
圖14是說明本實施例的通電幅度設定部11的通電幅度的控制的圖。通電幅度設定部11根據環(huán)流期間長來確定通電幅度。如該圖所示，在環(huán)流期間長為LA以下時，將通電幅度設定為ΦMAX，使電流波形變的平滑從而使效率提高。再有，在馬達負載增大環(huán)流期間長處于某一范圍(LA與LB之間)時，相應環(huán)流期間長漸漸地減小通電幅度。并且，在環(huán)流期間長為所定值LB以上時，將通電幅度固定在120度。這樣，通過相應環(huán)流期間長改變導通角幅度，即使負載增大，也可以確保足夠的感應電壓的檢測可能范圍，從而可以進行穩(wěn)定的馬達驅動。
另外，所述本實施例中的變頻裝置，當然既可以通過專用的硬件電路實現(xiàn)，也可以通過微型計算機的軟件實現(xiàn)。
本發(fā)明，雖然就特定的實施例進行了說明，但對于本專業(yè)的人士來說，很容易想出其他很多的變形例、修正及其他的利用。因而，本發(fā)明并不局限于在這里的特定的公開，而是通過所附的權利要求進行限定。
權利要求
1.一種變頻裝置，通過所希望頻率的交流電流驅動馬達，其特征在于，包括由多個開關元件和與該開關元件并聯(lián)連接的多個二極管組成的開關裝置，為了以所希望的頻率驅動馬達、通過控制所述開關裝置的動作而控制馬達繞組的通電的通電控制裝置，檢測馬達的端子電壓的電壓檢測裝置，對該所檢測出的電壓與基準電壓進行比較推測馬達轉子的磁極位置和速度的位置速度推測裝置，以及將用于將馬達速度控制到所給定的目標速度的電壓輸出到通電控制裝置的速度控制裝置；所述通電控制裝置，相應所述位置速度推測裝置所推測的轉子的磁極位置控制通電，并且，將通電幅度設定在120度以上180度以下的范圍內，在一個通電區(qū)間的最出的部分設置PWM控制開關元件的第1區(qū)間，在該第1區(qū)間之后設置使所定的開關元件始終導通的第2區(qū)間，在該第2區(qū)間之后設置PWM控制開關元件的第3區(qū)間。
2.根據權利要求1所述的變頻裝置，其特征在于，還包括相應所述速度控制裝置輸出的輸出電壓值移動所述第2通電區(qū)間的開始位置的PWM位置設定裝置。
3.根據權利要求2所述的變頻裝置，其特征在于，PWM位置設定裝置，當所述速度控制裝置輸出的輸出電壓值的越大時，使所述第2通電區(qū)間的開始位置越向通電區(qū)間的前方移動。
4.根據權利要求1所述的變頻裝置，其特征在于，還包括相應所述速度控制裝置輸出的輸出電壓值改變所述通電區(qū)間的通電幅度的通電幅度設定裝置。
5.根據權利要求4所述的變頻裝置，其特征在于，所述通電幅度設定裝置，當所述速度控制裝置輸出的輸出電壓值的越大時越縮小通電區(qū)間的通電幅度。
6.根據權利要求1所述的變頻裝置，其特征在于，還包括檢測流經馬達的電流從二極管環(huán)流的期間即環(huán)流期間的環(huán)流期間檢測裝置；和相應環(huán)流期間檢測裝置輸出的環(huán)流期間長度，確定通電區(qū)間的通電幅度的通電幅度設定裝置。
7.根據權利要求1所述的變頻裝置，其特征在于，還包括檢測流經馬達的電流從二極管環(huán)流的期間即環(huán)流期間的環(huán)流期間檢測裝置；和相應環(huán)流期間檢測裝置輸出的環(huán)流期間長度，確定所述通電區(qū)間的第2區(qū)間的開始位置的PWM位置設定裝置。
全文摘要
一種變頻裝置，包括通過馬達(4)的端子電壓檢測轉子的位置速度的轉子位置速度檢測部(8)、將馬達速度控制到目標速度的速度控制部(10)、設定馬達的通電幅度的通電幅度設定部(11)、設定馬達的通電的PWM位置的PWM位置設定部(12)、以及控制馬達的通電的通電控制部(9)。通電控制部(9)，相應轉子的磁極位置控制通電，并且，將通電幅度設定在120度以上180度以下的范圍內，在一個通電區(qū)間的最出的部分設置PWM控制開關元件的第1區(qū)間，在該第1區(qū)間之后設置使所定的開關元件始終導通的第2區(qū)間，在該第2區(qū)間之后設置PWM控制開關元件的第3區(qū)間。
文檔編號H02P6/00GK1701502SQ0280018
公開日2005年11月23日 申請日期2002年1月24日 優(yōu)先權日2001年1月26日
發(fā)明者松井敬三, 奧井博司, 小川正則 申請人:松下電器產業(yè)株式會社