電動機驅動裝置以及無刷電動的制造方法

電動機驅動裝置以及無刷電動的制造方法
【專利摘要】本電動機驅動裝置具備：動作時鐘生成部，其生成頻率精度低的時鐘信號；PWM占空比檢測部，其基于從上級系統輸入的高精度的PWM信號的占空比，根據上述時鐘信號檢測目標轉速；PWM周期檢測部，其根據上述時鐘信號檢測上述高精度的PWM信號的周期；PWM周期誤差計算部，其計算從該PWM周期檢測部輸出的PWM周期與預先設定為設計周期的PWM周期的誤差；位置檢測傳感器，其檢測轉子的永磁體；以及實際轉速計算部，其使用來自該位置檢測傳感器的信號，根據上述時鐘信號計算轉子的實際轉速，其中，通過根據上述PWM周期的誤差對上述實際轉速進行校正，即使上述時鐘信號是容易受到周邊溫度的影響這樣的低精度的信號，也將實現高精度的速度控制。
【專利說明】電動機驅動裝直以及無刷電動機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種對電動機進行驅動以校正電動機的轉速偏差的電動機驅動裝置以及無刷電動機。
【背景技術】
[0002]混合動力汽車、電動汽車為了使車本身行駛而搭載有大型電池，作為其電路的冷卻方法，搭載有具備葉輪(impeller)的電動機、即氣冷風機。需要按照流過電路的電流值等車輛的行駛狀態決定每時每刻需要的冷卻性能(風量)，控制風機以滿足該冷卻性能(風量)。另外，該冷卻性能偏差依賴于風機，尤其是受葉輪的轉速偏差的影響大。
[0003]因此，以往在假定轉速偏差大而不滿足所需要的冷卻性能的情況下，在設計階段預先設計成以大的轉速進行動作、或者使測量轉速的部件(微型計算機)的動作時鐘高精度化來降低轉速偏差。另一方面，作為對動作時鐘進行校正的方法，存在通過串行通信從控制IC獲取時鐘誤差的方法(例如參照專利文獻I)。
[0004]然而，上述以往的方法為了實現大的轉速而需要增大電動機驅動電路的允許電流量、散熱量。因此，在以往的方法中，作為也包括電路在內的風機部件，尺寸變大。或者，存在如下問題:在搭載有高精度時鐘、串行通信電路的情況下，導致成本相應地提高。
[0005]專利文獻1:日本特開2010-061470號公報

【發明內容】

[0006]本發明的電動機驅動裝置具備:PWM占空比檢測部，其根據從上級系統輸入的PWM信號的占空比來檢測目標轉速；PWM周期檢測部，其檢測PWM信號的周期；PWM周期誤差計算部，其計算從該PWM周期檢測部輸出的PWM周期與使用動作時鐘生成部計算出的預先設定為基準的PWM周期的誤差；位置檢測傳感器，其檢測轉子的永磁體；以及實際轉速計算部，其使用來自該位置檢測傳感器的信號來計算轉子的實際轉速。而且，本電動機驅動裝置是根據PWM周期誤差校正實際轉速進行速度控制的結構。
[0007]根據本發明的電動機驅動裝置，在風機所具備的控制電路中，始終根據來自上級系統的PWM信號對電動機軸的實際轉速進行校正檢測。
[0008]因此，能夠提供一種不僅在風機所具備的動作時鐘的固體偏差(周期偏差)大時、在電動機線圈、電路發熱時也能夠抑制基于動作時鐘的溫度特性(周期偏差)所引起的實際轉速的偏差、實現穩定的冷卻性能的風機驅動方法、風機驅動裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發明的實施方式I的無刷電動機的構造的圖。
[0010]圖2是本發明的實施方式I的電動機驅動裝置的框圖。
[0011]圖3是表示動作時鐘的溫度和最大誤差的特性例的圖。
[0012]圖4是表示本發明的實施方式I的電動機驅動裝置的過程的一例的流程圖。【具體實施方式】
[0013]下面，參照附圖并說明本發明的實施方式的電動機驅動裝置以及風機等所具備的無刷電動機。
[0014](實施方式I)
[0015]圖1是表示本發明的實施方式I的風機所具備的無刷電動機10的構造的圖。在本實施方式中，列舉轉子被旋轉自如地配置在定子的內周側而成的內轉子型的無刷電動機的例子進行說明。本實施方式的無刷電動機具有多相的線圈，各相通過進行脈寬調制(以下適當地稱為PWM)后的信號被驅動而旋轉。
[0016]如圖1所示，無刷電動機10具備定子11、轉子12、電路基板13以及電動機盒14。電動機盒14由被密封的圓筒形狀的金屬形成，無刷電動機10是在這樣的電動機盒14內收容有定子11、轉子12以及電路基板13的結構。電動機盒14由盒主體14a和盒蓋14b構成，通過在盒主體14a上安裝盒蓋14b來形成大致密封的電動機盒14。
[0017]在圖1中，定子11是在定子鐵芯15上卷繞每一相的線圈16而構成的。在本實施方式中，列舉將區分為相位彼此相差120度的設為U相、V相、W相的三個相的線圈16卷繞在定子鐵芯15上的一例進行說明。定子鐵芯15具有向內周側突出的多個凸極。另外，定子鐵芯15的外周側是大致圓筒形狀，該外周被固定在盒主體14a上。
[0018]在定子11的內側隔著空隙插入了轉子12。轉子12在轉子框架17的外周保持圓筒形狀的永磁體18,以通過軸承19支承的旋轉軸20為中心旋轉自如地進行配置。即，配置成定子鐵芯15的凸極的前端面與永磁體18的外周面相對。
[0019]并且，在該無刷電動機10中，安裝有各種電路部件31的電路基板13內置在電動機盒14的內部。通過這些電路部件31構成用于對電動機進行控制、驅動的電動機驅動裝置。另外，在電路基板13上還安裝有由霍爾元件等構成的位置檢測傳感器38以檢測轉子12的旋轉位置。在定子鐵芯15上安裝有支承構件21，電路基板13通過該支承構件21被固定在電動機盒14內。而且,U相、V相、W相各自的線圈16的端部作為引出線16a從定子11引出，各個引出線16a與電路基板13相連接。
[0020]為了形成這樣的結構，首先，將定子11插入到盒主體14a的內部并固定在盒主體14a的內表面，接著將轉子12、電路基板13收容在盒主體14a的內部，之后將盒蓋14b固定在盒主體14a上。通過這樣的過程，形成內置有位置檢測傳感器、電動機驅動裝置的無刷電動機10。此外，無刷電動機10也可以是一體地形成有電動機驅動裝置的結構。特別地,通過將電動機盒14設為金屬制而具有屏蔽效果，因此能夠抑制從電路基板13、定子11等向外部放射的電磁噪聲。另外，由于是將定子鐵芯15直接固定在盒主體14a上的結構，因此能夠將定子11所產生的熱通過金屬制的電動機盒14放出到外部。
[0021]針對如以上那樣構成的無刷電動機10，從外部提供電源電壓、控制信號，由此通過電路基板13的電動機驅動裝置使驅動電流流過線圈16，從定子鐵芯15產生磁場。然后，通過來自定子鐵芯15的磁場和來自永磁體18的磁場，根據這些磁場的極性而產生吸引力和排斥力，通過這些力而轉子12以旋轉軸20為中心旋轉。
[0022]此外，在本實施方式中，使用如以上那樣的內轉子型無刷電動機進行了說明，但是也能夠應用外轉子電動機型，還能夠應用有刷電動機等所有的轉子旋轉型電動機。[0023]另外，通過在無刷電動機10的旋轉軸20上安裝送風用的葉輪來構成利用于氣冷等的風機。
[0024]接著，針對由安裝在電路基板13上的位置檢測傳感器38、電路部件31構成的本實施方式的電動機驅動裝置進行說明。
[0025]圖2是本實施方式的無刷電動機10的電動機驅動裝置40的框圖。電動機驅動裝通大氣置40具備與三個相分別對應的位置檢測傳感器38，并且具備轉速控制部41、驅動波形生成部42、PWM電路43、逆變器44、通電定時生成部45、動作時鐘生成部46、PWM信號檢測部47、PWM周期檢測部48、PWM占空比檢測部49、PWM周期誤差計算部50、動作時鐘溫度-最大誤差表51、PWM周期誤差判斷部52、實際轉速計算部53、傳感器切換時間檢測部54以及目標轉速變換部55。另外，針對電動機驅動裝置40，例如從外部的上級系統60等，作為目標轉速而通知例如以每一分鐘的轉數(rpm)為目標的指令信號Rr。PWM信號檢測部47和傳感器切換時間檢測部54根據作為來自動作時鐘生成部46的時鐘信號的信號Ck，進行PWM信號的檢測以及傳感器切換時間的檢測。在本實施方式中，從上級系統60輸出作為PWM(脈寬調制)后的信號的指令信號Rr，通過該PWM信號的占空比對電動機驅動裝置40提供目標轉速。與此同時，列舉根據檢測出的該PWM信號周期誤差Epwm和用于檢測轉子12的旋轉位置的位置檢測傳感器38的輸出信號Det生成實際轉速信號Rv的一例。
[0026]具體地說，從上級系統60作為指令傳遞單元輸入作為PWM信號的指令信號Rr，通過占空比提供目標轉速。其中，PWM信號的周期是例如頻率500Hz的周期為2ms那樣的預先決定為設計周期的固定值。PWM信號檢測部47使用來自風機所具備的動作時鐘生成部46的時鐘信號Ck對被輸入的PWM波形的信號水平高(High)和低(Low)的時間寬度進行計數。該兩個計數值被通知給PWM周期檢測部48和PWM占空比檢測部49。PWM占空比檢測部49使用來自PWM信號檢測部47的信號檢測占空比和周期。目標轉速變換部55使用來自PWM占空比檢測部49的表示占空比和周期的信號，變換為指令信號Rr所示的目標轉速，作為表示目標轉速的指令信號Tv進行輸出。此外，由于進行如上所述的計數動作，因此時鐘信號Ck的頻率設為與PWM信號的頻率相比足夠高的頻率。
[0027]在此，通常來說，上級系統60例如按照使用了晶體振蕩器等的高精度時鐘進行動作。因此，從上級系統60提供的指令信號Rr的PWM的脈沖周期的精度也高。另一方面，從成本方面等來看，電動機驅動裝置40中的動作時鐘生成部46的時鐘精度一般較低，例如溫度所引起的頻率變動也比上級系統60大。在本實施方式中，利用這樣的精度高的指令信號Rr的脈沖周期確保轉速的精度，在下面說明詳細內容。
[0028]在PWM周期檢測部48中，由周期計算部481根據來自PWM信號檢測部47的計數值，計算PWM波形的High和Low時間寬度以及將兩個時間寬度相加得到的PWM周期。之后，為了防止噪聲等引起的周期的突變而通過濾波器482輸出PWM周期Hf。在此，濾波器482是低通濾波器、平均化濾波器。在周期范圍判斷部483中，判斷PWM周期Hf是否為噪聲水平，將其判斷結果作為0K/NG信號Jz輸出到PWM周期誤差計算部50。然后，在PWM周期誤差計算部50中，計算預先決定的周期與所檢測出的PWM信號的周期之差、即周期誤差Epwm。但是，在判斷為來自周期范圍判斷部483的信號Jz是NG、即判斷為噪聲水平的情況下，輸出前次的PWM周期誤差Epwm。
[0029]圖3示出風機所具備的動作時鐘的生成位置周邊的溫度與最大誤差的關系，是圖2的動作時鐘溫度-最大誤差表51的一例。在動作時鐘溫度-最大誤差表51中，從溫度傳感器511獲取周邊溫度，導出該溫度時的電動機所具備的動作時鐘的最大誤差。在PWM周期誤差判斷部52中，將動作時鐘的最大誤差Emax與所檢測出的PWM信號的周期誤差Epwm的大小進行比較，輸出誤差判斷信號Je。而且，傳感器切換時間檢測部54與PWM周期的情況同樣地使用動作時鐘生成部46的時鐘信號Ck對基于來自位置檢測傳感器38的位置檢測傳感器信號Det的位置信息進行計數。并且，傳感器切換時間檢測部54進行例如微分運算等來計算轉子12的轉速，輸出檢測速度信號Ro。在此，傳感器切換時間檢測部54對動作時鐘生成部46的頻率精度低的時鐘信號Ck進行計數，根據該計數值計算轉速。因此，計算出的轉速的精度也低。在本實施方式中，針對從傳感器切換時間檢測部54輸出的精度低的檢測速度信號Ro，由接下來說明的實際轉速計算部53補償實際轉速的精度。
[0030]實際轉速計算部53使用來自PWM周期誤差判斷部52的誤差判斷信號Je和來自PWM周期誤差計算部50的PWM周期誤差信號Epwm進行乘法運算等，作為實際轉速信號Rv進行輸出。即，實際轉速計算部53使用周期誤差Epwm校正檢測速度信號Ro，將校正后的實際轉速作為實際轉速信號Rv輸出。
[0031]例如當設與PWM的設計周期對應的頻率為500Hz、與PWM周期檢測部48對動作時鐘生成部46的時鐘信號Ck進行計數而求出的周期對應的頻率為505Hz時，PWM周期誤差為5Hz。實際轉速計算部53使用這種表示PWM周期誤差的PWM周期誤差信號Epwm來校正檢測速度信號Ro,作為實際轉速信號Rv輸出。
[0032]但是，在PWM周期誤差判斷部52中判斷為PWM周期誤差信號Epwm大的情況下，不實施使用PWM周期誤差信號Epwm的校正處理，將從傳感器切換時間檢測部54輸出的檢測速度信號Ro作為實際轉速信號Rv輸出。
[0033]轉速控制部41根據表示目標轉速的指令信號Tv與實際轉速計算部53所計算出的表示實際轉速的實際轉速信號Rv的偏差Df，生成表示與偏差Df相應的扭矩量的旋轉控制信號Dd并提供給驅動波形生成部42使得以按照目標轉速的實際速度旋轉。驅動波形生成部42針對每一相生成用于驅動線圈16的波形信號Wd，將所生成的波形信號Wd提供到PWM電路43。在對線圈16進行正弦波驅動的情況下，波形信號Wd是正弦波信號，在對線圈16進行矩形波驅動的情況下，波形信號Wd是矩形波信號。另外，根據旋轉控制信號Dd來決定波形信號Wd的振幅。而且，根據來自通電定時生成部45的通電相位信號Dp來決定將波形信號Wd提供到PWM電路43的定時。相對于作為基準的定時而言，與通電相位信號Dp相應的定時在超前方向的相位時是所謂的超前角，在滯后方向的相位時是滯后角。
[0034]PWM電路43將從驅動波形生成部42按每一相提供的波形信號Wd作為調制信號分別進行脈寬調制(PWM)。PWM電路43將這樣用波形信號Wd進行脈寬調制而得到的脈沖串的信號、即驅動脈沖信號Pd提供到逆變器44。逆變器44根據驅動脈沖信號Pd，按每一相對線圈16進行通電來驅動線圈16。逆變器44針對U相、V相、W相分別具備連接在電源的正極側的開關元件和連接在負極側的開關元件。
[0035]另外，正極側和負極側的兩個開關元件的與電源側相反的一側相互連接，該連接部成為由逆變器44對線圈16進行驅動的驅動輸出端部。U相的驅動輸出端部Uo通過引出線16a與線圈16U相連接，V相的驅動輸出端部Vo通過引出線16a與線圈16V相連接，而且，W相的驅動輸出端部Wo通過引出線16a與線圈16W相連接。而且，在各個相中，當根據驅動脈沖信號Pd將開關元件接通和斷開時，驅動電流從電源通過接通的開關元件而從驅動輸出端部向線圈16流動。在此，驅動脈沖信號Pd是對波形信號Wd進行脈寬調制得到的信號，因此通過這樣對各開關元件進行接通和斷開，來以與波形信號Wd相應的驅動電流對各個線圈16進行通電。
[0036]接著，針對用于生成通電相位信號Dp的結構進行說明。首先，被安裝在電路基板13上的位置檢測傳感器38檢測旋轉的轉子12的永磁體18的磁極變化，作為位置檢測傳感器信號Det進行輸出。位置檢測傳感器信號Det被提供到通電定時生成部45和傳感器切換時間檢測部54。
[0037]通電定時生成部45將位置檢測傳感器信號Det的定時作為基準定時，為了調整流過無刷電動機10的線圈16的驅動電流的相位延遲(因線圈的電感的影響等而引起的相對于基準定時的相位延遲)，生成使相位相對于基準定時偏移規定的超前角量而得到的通電定時。而且，通電定時生成部45生成表示相對于基準定時超前了規定的超前角量的定時的通電相位信號Dp。這樣的通電相位信號Dp被提供到驅動波形生成部42。由此，驅動波形生成部42在相對于基于位置檢測傳感器信號Det的基準定時超前了通電相位信號Dp的定時輸出波形信號Wd。S卩，電動機驅動裝置40進行動作以通過與旋轉控制信號Dd相應的振幅且與超前角量相應的相位的波形信號Wd對線圈16進行通電驅動。
[0038]通過如以上那樣的結構，形成按照指令信號Rr來對轉子12的轉速進行控制的反饋控制環。即，在本實施方式中，以使轉子12追隨指令轉速旋轉的方式進行反饋控制來使轉子12旋轉。
[0039]圖4是表示本實施方式的電動機驅動方法的過程的一例的流程圖。本流程圖的處理程序只要不由于PWM周期的異常而停止電動機驅動，就按每個執行周期(例如IOusec)重復執行。此外，在以上的說明中，列舉了由如圖2那樣的功能塊構成電動機驅動裝置40的結構的一例進行了說明，但是例如也可以設為具備微型計算機、通過程序執行在下面說明的電動機驅動方法那樣的結構。
[0040]對于圖4的流程圖，在圖2所示的各模塊中，PWM信號檢測部47對應步驟S200，周期計算部481和濾波器482對應步驟S201，周期范圍判斷部483對應步驟S202，PWM周期誤差計算部50分別對應步驟S203和步驟S208。
[0041]在圖4中，當開始本電動機驅動方法的處理時，首先，開始檢測從上級系統60作為指令信號Rr輸入的PWM信號(步驟S200)。當檢測出PWM信號時，測量周期(步驟S201)。
[0042]接著，為了進行檢測出的PWM信號的噪聲判斷，而確認周期是否為規定的值以下(步驟S202)。在周期為規定的值以下的情況下，判斷為噪聲(NG)，進入步驟S203。在周期為規定的值以上的情況下，判斷為不是噪聲(0K)，進入步驟S204。在步驟203中，測量周期NG期間、即判斷為是噪聲的期間。
[0043]接著，判斷是否連續地輸入噪聲而NG期間達到了規定的值以上(步驟S205)。在NG期間為規定的值以上的情況下，將電動機的驅動停止(步驟S206)。在NG期間為規定的值以下的情況下，進入步驟S207，進行電動機驅動處理的結束判斷。另一方面，在步驟S204中，在電動機處于停止狀態的情況下，開始旋轉動作。接著，根據從上級系統60輸入的PWM信號的設計周期的值和所檢測出的PWM信號的周期的值來計算周期誤差Epwm(步驟S208)。在此，設計周期是在本風機的設計階段等時刻預先決定的設為PWM信號的標準的周期。接著，使用從風機電動機的溫度傳感器511獲取到的值，參照動作時鐘的溫度-最大誤差表來計算動作時鐘的最大誤差(步驟S209)。
[0044]接著，使用位置檢測傳感器38計算電動機輸出軸的實際轉速(步驟S210)。另外，步驟S204、S208、S209的順序也可以前后顛倒，怎樣進行都可以。在計算出所檢測出的PWM信號的周期誤差Epwm和動作時鐘的最大誤差Emax之后，比較大小關系(步驟S211)。在所檢測出的PWM信號的周期誤差Epwm與動作時鐘的最大誤差Emax相比小的情況下，使用周期誤差Epwm校正實際轉速(步驟S212)。
[0045]另一方面，在所檢測出的PWM信號的周期誤差Epwm與動作時鐘的最大誤差Emax相比大的情況下，判斷為生成并輸出PWM信號的上級系統60的時鐘異常，不實施基于周期誤差Epwm的實際轉速校正而進入結束判斷步驟S207。然后，在沒有從上級系統60等指示處理結束的情況下,重復步驟S200至步驟S212的處理，當指示結束時,結束本電動機驅動方法的處理(步驟S207)。
[0046]另外，在圖4所示的處理中，在用PWM周期誤差Epwm對實際轉速進行校正時，可以是使Epmw的值從I開始逐漸增加或減少的方法，能夠抑制因噪聲等引起的暫時的PWM周期的變動、因該變動引起的轉速的變動、進而抑制噪聲等。
[0047]如以上那樣，本發明的電動機驅動裝置是包括例如微型計算機等控制電路的驅動裝置，本微型計算機使用頻率精度低的時鐘(例如內置RC時鐘)進行動作。另外，上級系統(例如車載的電池ECU (Electronic Control Unit:電子控制單兀))具有CAN (ControI IerArea Network:控制器局域網絡)通信功能等,為了實現這些功能而始終以高精度時鐘進行動作。利用PWM信號的占空比從上級系統向包括本電動機驅動裝置的風機賦予使葉輪旋轉的電動機輸出軸的轉速。由本電動機驅動裝置根據從位置檢測傳感器(例如霍爾傳感器)輸出的信號水平從0N(接通)切換為0FF(斷開)以及從OFF切換為ON的切換時間，檢測電動機輸出軸的轉速。另外，本電動機驅動裝置始終計量從上級系統高精度地輸入的PWM信號的周期并且識別周期誤差。通過將該周期誤差與所計算出的轉速相乘來計算真正的轉速，實施速度反饋控制。
[0048]由此，即使電動機驅動裝置所具備的動作時鐘(例如微型計算機的內置時鐘或外置時鐘)的誤差大，也能夠高精度地測量電動機輸出軸的真正的轉速，進行速度控制。因此，例如當將本電動機驅動裝置安裝在風機中時，能夠實現各風機固體的偏差小、穩定的冷卻性能。
[0049]另外，本發明的電動機驅動裝置在測量來自上級系統的PWM信號周期時，具備低通濾波器、平均化濾波器等濾波器和周期范圍的檢查功能。
[0050]由此，即使對PWM信號施加了噪聲，也能夠抑制周期誤差、進而抑制因計算出的真正的轉速變得不穩定而引起的電動機旋轉聲音的增大。
[0051]另外，本發明的電動機驅動裝置具備與所具備的動作時鐘有關的按每個溫度的最大誤差變換表。而且，在PWM信號周期誤差大于根據每時每刻的周邊溫度導出的動作時鐘的最大誤差的情況下，不實施使用PWM信號周期誤差的實際轉速校正，僅利用所具備的動作時鐘(例如8MHz的時鐘)計算實際轉速。
[0052]由此，在發生上級系統的時鐘異常(精度變差)時，不會導致精度大幅惡化，能夠測量實際轉速并能夠抑制電動機旋轉誤差。[0053]并且，本發明的電動機驅動裝置是如下一種結構:具備執行上述的電動機驅動方法的功能，根據從上級系統提供的目標轉速來對轉子進行旋轉驅動。
[0054]另外，與包括本發明的電動機驅動裝置的風機信號連接的上級系統具備搭載有微型計算機的控制電路，并具備使微型計算機進行動作的高精度的時鐘生成部、根據需要的冷卻性能生成風機的目標轉速的目標轉速生成部、根據目標轉速生成PWM信號的占空比的PWM占空比生成部以及用于根據高精度時鐘信號生成PWM波形的波形生成部。而且，具備生成利用從波形生成部提供的波形信號進行脈寬調制得到的脈沖信號的PWM電路。上級系統只要是這樣的結構即可。
[0055]并且，本發明的電動機驅動裝置是包括搭載有微型計算機的控制電路的驅動裝置，本微型計算機具備動作時鐘生成部。具備:PWM信號檢測部，其使用來自該動作時鐘生成部的信號，測量從上級系統輸入的PWM信號的High和Low時間；以及PWM占空比檢測部和PWM周期檢測部，該PWM占空比檢測部和PWM周期檢測部使用來自PWM信號檢測部的信號檢測占空比和周期。還具備:目標轉速變換部，其使用來自占空比檢測部的信號來變換為目標轉速；以及PWM周期誤差計算部，其使用來自上述PWM周期檢測部的信號(使用動作時鐘生成部46計數出的周期信號、例如505kHz)和PWM的設計周期(設計上的規定值的周期、例如使用動作時鐘生成部46計數出的500kHz)來計算PWM周期誤差(例如，在這種情況下為5kHz)。而且，具備:傳感器切換時間檢測部，其檢測從位置檢測傳感器(例如霍爾傳感器)輸出的信號電平從ON切換為OFF和從OFF切換為ON的時間；以及實際轉速計算部，其使用來自傳感器切換時間檢測部和周期誤差計算部的信號來計算實際轉速，其中，使用來自目標轉速計算部和實際轉速計算部的信號進行速度反饋控制。
[0056]根據該結構，例如在搭載于風機中的微型計算機中，即使動作時鐘的誤差大，也能夠高精度地檢測電動機輸出軸的轉速，因此能夠實現各風機固體的偏差小的穩定的冷卻性倉泛。
[0057]另外，本發明的電動機驅動裝置在檢測從上級系統輸入的PWM信號的周期的PWM周期檢測部中具備低通濾波器、平均化濾波器等濾波器和周期范圍判斷部。
[0058]由此，在對PWM信號施加噪聲時，能夠抑制周期誤差，進而抑制因計算出的實際轉速變得不穩定而引起的風機旋轉聲音的增大。
[0059]另外，本發明的風機電動機驅動裝置具備與風機所具備的動作時鐘生成部有關的按每個溫度的最大誤差表，在PWM周期誤差大于根據每時每刻的周邊溫度導出的上述動作時鐘生成部的最大誤差的情況下，不實施使用PWM周期誤差的實際轉速校正，僅利用來自風機所具備的動作時鐘生成部的信號計算實際轉速。
[0060]由此，在發生上級系統的時鐘異常(精度變差)時，風機電動機驅動裝置不會精度大幅惡化而能夠測量實際轉速，并能夠抑制風機旋轉誤差。
[0061]以上，本發明的電動機驅動裝置將對電動機提供的指令信號設為PWM信號、將PWM信號的占空比設為目標轉速進行提供。是如下一種結構:始終測量PWM信號的周期，利用每時每刻的周期誤差對由位置檢測傳感器計算出的實際轉速進行校正，來進行旋轉控制。
[0062]另外，本發明的電動機驅動裝置是如下一種結構:當被提供的PWM信號的周期為規定的值以下而PWM周期檢測部的周期判斷部判斷為“噪聲”時，使用前次檢測出的PWM周期的誤差來校正由位置檢測傳感器計算出的實際轉速，進行旋轉控制。[0063]另外，本發明的電動機驅動裝置是如下一種結構:具有電動機所具備的動作時鐘的溫度和最大誤差的表，當PWM周期誤差判斷部判斷為PWM信號的周期誤差大時，不對由位置檢測傳感器計算出的實際轉速進行校正而直接進行旋轉控制。并且，本發明的無刷電動機是內置上述的電動機驅動裝置或一體地形成有上述的電動機驅動裝置的結構。
[0064]因而，根據本發明，能夠抑制風機等所具備的無刷電動機的轉速偏差，因此能夠提供一種能夠實現偏差小且穩定的轉速、冷卻性能的電動機驅動裝置以及無刷電動機。
[0065]產業h的可利用件
[0066]本發明的電動機驅動裝置以及無刷電動機在通電驅動過程中，在因發熱等引起動作時鐘的精度惡化時，也能夠抑制轉速偏差，能夠實現穩定的轉速，因此對于電氣設備中使用的電動機是有用的，特別是適合溫度變動劇烈的車載用。
[0067]附圖標記說明
[0068]10:無刷電動機；11:定子；12:轉子;13:電路基板；14:電動機盒；14a:盒王體;14b:盒蓋；15:定子鐵芯;16、16U、16V、16W:線圈；16a:引出線；17:轉子框架；18:永磁體；19:軸承；20:旋轉軸；21:支承構件；31:電路部件；38:位直檢測傳感器；40:電動機驅動裝置；41:轉速控制部；42:驅動波形生成部；43 =PWM電路；44:逆變器；45:通電定時生成部；46:動作時鐘生成部；47:PWM信號檢測部；48:PWM周期檢測部；49 =PWM占空比檢測部；50:PWM周期誤差計算部；51:動作時鐘溫度-最大誤差表；52:PWM周期誤差判斷部；53:實際轉速計算部；54:傳感器切換時間檢測部；55:目標轉速變換部；60:上級系統；481:周期計算部；482:濾波器；483:周期范圍判斷部；511:溫度傳感器。
【權利要求】
1.一種電動機驅動裝置，具備:轉子，其保持永磁體并以旋轉軸為中心旋轉自如地進行配置；定子，其在具有多個凸極的定子鐵芯上卷繞每一相的線圈而成；電動機驅動電路，其用于對上述線圈通電；以及動作時鐘生成部，其生成該電動機驅動電路的時鐘信號，該電動機驅動裝置的特征在于，還具備: PWM占空比檢測部，其根據從上級系統輸入的PWM信號的占空比來檢測目標轉速； PWM周期檢測部，其檢測上述PWM信號的周期； PWM周期誤差計算部，其計算從該PWM周期檢測部輸出的PWM周期與使用上述動作時鐘生成部計算出的預先設定為基準的PWM周期的誤差； 位置檢測傳感器，其檢測上述轉子的永磁體；以及 實際轉速計算部，其使用來自該位置檢測傳感器的信號來計算上述轉子的實際轉速，其中，該電動機驅動裝置根據PWM周期的上述誤差對上述實際轉速進行校正并進行速度控制。
2.根據權利要求1所述的電動機驅動裝置，其特征在于，還具備: 溫度傳感器，其計量電動機內的溫度；以及 動作時鐘溫度-最大誤差表，其示出由該溫度傳感器計量的各溫度時的動作時鐘的誤差， 其中，在根據上述電動機內的溫度和上述動作時鐘溫度-最大誤差表導出的最大誤差大于根據針對從上述上級系統輸入的PWM信號的PWM周期檢測部的信號計算出的PWM周期的誤差的情況下，進行利用上述PWM周期誤差計算部的校正的同時進行速度控制。
3.根據權利要求1或2所述的電動機驅動裝置，其特征在于， 在上述PWM周期檢測部中具備濾波器，在從上級系統輸入的PWM信號的檢測周期小于規定的周期的情況下，輸出前次的周期的誤差或者停止電動機驅動。
4.根據權利要求3所述的電動機驅動裝置，其特征在于， 上述濾波器是低通濾波器和平均化濾波器中的任一個。
5.一種無刷電動機，內置有根據權利要求1或2所述的電動機驅動裝置或者一體地形成有根據權利要求1或2所述的電動機驅動裝置。
【文檔編號】H02P27/08GK103430444SQ201280013288
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年8月7日 優先權日:2011年8月24日
【發明者】佐藤大資 申請人:松下電器產業株式會社