[发明专利]电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置，例如涉及一种不使用传感器就能够对具有多相线圈的同步电动机进行驱动的电动机控制装置。

背景技术

以往，在驱动具有多相线圈的同步电动机的情况下，实现通电时机的最优化是十分重要的，即，以适当的时机使电动机电流流过电动机转子以及对线圈端子施加电压。为了检测该通电时机的基准，存在有检测反电动势的方式、检测过零电流相位的方式等各种方式。

例如，在不使用电动机转子位置传感器对电动机进行驱动控制的所谓无传感器驱动中，有如下的检测方式，即，在对电动机线圈进行通电时，从电动机线圈端子检测出因电动机转动而在电动机线圈中产生的反电动势。

例如，日本专利公开公报特开平5-236789号(专利文献1)所示的驱动装置检测电动机电流过零时的电动机电压相位，以该电压相位为基准而检测电动机电流相位，计算使该电动机电流相位变为所希望的电流相位的电压指令或频率指令。

图10是以往的一般电动机控制装置的结构。

参照图10，为了驱动定子具有多相(三相)线圈、转子具有永磁体的同步电动机100，逆变装置由逆变器150、转换电路130、交流电源160、线圈170、电流传感器180和控制器110构成。另外，在本例中，交流电源160为200V、50Hz。

同步电动机100由逆变器150驱动，对逆变器150施加来自转换电路130的通过将交流电源160转换为直流而得到的直流电压。

具体而言，转换电路130包括由二极管122～128形成的二极管全波整流电路120、以及总线之间的平滑电容器140，平滑电容器的容量要足够大到能够抑制直流电压波形的波动。

利用该转换电路130，将交流电源160的交流电压转换为直流电压，并提供给逆变器150。

设置线圈170是为了改善向转换电路130提供的交流电源的功率因数。

图11是说明直流电压的波形和U相电动机电流之间关系的图。

如图11的(a)所示，在平滑电容器140的容量足够大的情况下，抑制了直流电压波形的波动，并将恒定的直流电压提供给逆变器150。

图11的(b)是说明由电流传感器180检测出的U相的电动机电流波形的图。

如图11的(b)所示，由于抑制了直流电压波形的波动并将恒定的直流电压提供给逆变器150，故所检测到的来自逆变器150的驱动同步电动机100的U相电动机电流为振幅恒定的稳定波形。

另一方面，在上述以往的结构中，由于存在难以改善输入电流波形和得到高功率因数化的问题，所以在日本专利公开公报特开2002-51589号(专利文献2)中，提出了以下方式，不使用线圈170，而且在逆变器的总线之间使用容量仅为以往平滑电容器的1/100左右的小容量电容器，故意使直流电压产生电源的两倍频率的波动，以简易的方式改善输入电流波形且实现高功率因数化。

专利文献1：日本专利公开公报特开平5-236789号

专利文献2：日本专利公开公报特开2002-51589号。

然而，在采用上述方式的情况下，由于未设置改善直流电压波形的波动的线圈170，所以如图12的(a)所示，直流电压产生电源的两倍频率的波动。即，由于交流电源160为200V、50Hz，所以产生100Hz的波动。

在此，由于是四极电动机，所以电动机的转速为2800rpm时的逆变器的输出频率为93.3Hz。这样，如果逆变器的频率接近直流电压的波动的频率，则如图12的(b)所示，逆变器输出侧的电动机电流产生大的脉动，使电动机的转动变得不稳定，从而导致振动和噪声增大，效率恶化，并且在最坏的情况下，甚至会导致失步而停止。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种电动机控制装置，即使在直流电压的波动很大的情况下，也能够确保稳定性地进行无位置传感器的正弦波通电。

本发明一个方面的电动机控制装置包括：整流电路，以单相交流电源作为输入；逆变器，与整流电路连接，将整流电路得到的直流电转换为三相交流电，以驱动电动机；控制装置，控制逆变器；以及过零点检测电路，检测单相交流电源的过零点。控制装置包括：转速设定机构，设定电动机的转速；以及转速修正机构，根据自过零点检测电路的过零点检测起的经过时间，对转速设定机构所设定的电动机的转速进行修正。

优选的是，在逆变器的总线之间连接有极小容量的电容器。

优选的是，转速修正机构根据自过零点检测起的经过时间，基于预先规定的修正率数据表的修正率，对目标转速进行修正。