[发明专利]电动机驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用以任意频率驱动用于空气调节器等的电动机的反相器的无位置传感器方式的电动机驱动装置。

背景技术

一般地，以任意频率驱动空气调节器中的压缩机等的电动机的电动机驱动装置，设有将多个开关元件和并列连接各开关元件的环流二极管3相桥式构成的反相器。特别是广泛使用通过相对于连接反相器的电动机未设置编码器等位置传感器(该方式称作“无位置传感器方式”)，检测电动机的转动体磁极位置(下面称作“旋转子位置”)的电动机驱动装置。

例如，作为无位置传感器方式，对各相通过使上侧开关元件和下侧开关元件二者成为切断状态，形成不通电状态，设定电流为零的期间，在该期间被检测的旋转子磁极感应的感应电压与给定的设定值比较，基于该比较结果检测旋转子的位置。基于该检测出的旋转子的位置切换外加电压使电动机旋转。这就是所谓“120度通电”的通电方式，流入电动机的相电流成为矩形波状。作为这种方式，在特开平2-32790号公报、特开昭59-25038号公报等中有公开了的方法。

而且，揭示了通过A/D变换读取电流为零期间被检测出的感应电压的数值，基于该感应电压的时间变化，推定旋转子位置的方式。作为这种方式，在特开平7-123773号公报等中有公开了的方法。

另外，作为实现更广角通电的方法，揭示了下述方法：作为不检测感应电压的零交推定旋转子的位置，驱动直流无电刷电动机，实现120度以上的广角通电的高效率低振动的电动机驱动装置，具有下述结构：通过电压输出电路检测同相开关元件在无感时间内的端电压，电流符号变化检测部检测由上述端电压变化了相电流符号的时间，基于由电流符号变化检测部输出的相电流符号变化时间与相外加电压的相位，外加电压控制电路向开关元件调制电路输入相外加电压指令(特愿平10-195396号：“电动机控制装置”)。

这些以往的电动机驱动装置中，120度通电方式的电动机驱动装置，电流波形形成通电角为120度的矩形波，因而电流以电度角每60度大幅变化，以其为起因的噪音，即镶齿成分的噪音变得非常大。另外，为了最大地发挥电动机的效率，必须通过与电动机的感应电压相同形状的电流进行驱动，但由于是矩形波状的电流，因而不能实现效率的最大化。

另外，在直接A/D变换无通电区间内的电动机端电压并基于该数值推定旋转子位置的电动机驱动装置中，使用相对于上述端电压时间的变化率决定相的切换点。因此，为了检测出相对于上述端电压时间的变化，必须充分的、广泛的无通电区间，这样以比120度大的角度驱动通电角就很困难。另外，通过电动机的磁极产生的感应电压的数值不是直线类1次形状的场合，与推定的旋转子位置产生很大误差，效率大幅降低，同时振动、噪音也增大。特别是根据磁阻大的电动机的种类，感应电压的波形不是直线形状，成为具有由镶齿成分构成的高次成分的形状，简单地假设为直线确定换向时间的场合，相位误差变大，驱动性能降低。而且，由于电动机的运转条件，例如温度等，电动机常数(感应系数、电阻等)发生变化，由该误差得到的旋转子位置的推定值也具有误差。

另外，通过使通电角为比120度大的角度以实现效率提高和振动噪音降低的电动机装置，也例如如实公昭59-15269号公报中公开了的“无电刷电动机驱动电路”进行了使用，但使通电角变化为比120度大的角度的场合，由于输出电压变化，因而出现旋转速度波动。

发明内容

本发明的目的在于为了解决上述课题，提供相对于运转条件的变动，始终以最合适的设定自动地运转的低振动、低噪音、高效率的电动机驱动装置。

本发明的第1种电动机驱动装置是作为输入直流电源，交流驱动电动机的电动机驱动装置，设有多个开关元件、检测电动机端电压的电压检测装置、存储对应于电动机旋转子位置的电动机端电压模型的模型存储装置、由被检测出的端电压数值与模型存储装置中存储的模型数值推定电动机旋转子位置的旋转子位置推定装置、对应于推定的旋转子位置输出用于驱动开关元件的门信号从而通电驱动电动机的通电控制装置、和校正模型存储装置中存储了的模型的模型校正装置。特别是模型校正装置由检测出的电动机端电压的数值，以及检测出该端电压数值的时间点与感应电压的零交点的时间差校正模型存储装置中存储的模型。这样，由端电压与模型推定旋转子位置进行控制，因此使控制简单化，同时可以进行广角度通电，另外，根据电动机的实际状况校正模型，因此能够实现相对于运转条件的变动始终以最适合的设定低振动、低噪音、高效率的电动机驱动。