[发明专利]旋转位置检测装置及电动机装置

说明书

本发明涉及用于检测所谓无刷电动机转子旋转位置的旋转位置检测装置，及包括该旋转位置检测装置的电动机装置。

近来，无刷电动机被使用在各种电子装置中，例如标准型重播专用存储盘，便携式磁带录象机及类似装置中。

无刷电动机使用电子开关对每相切换一导通时间并驱动同步电动机，虽然DC电动机也对每相切换导通时间。必须对该导通时间进行切换，以使得它在最大功率因数下进行工作。但是，在永磁铁类型的同步电动机的情况下，其定时是由安装在转子中的永磁铁(转子磁铁)的磁极位置来简单地确定的。为此原因，无刷电动机需要检测磁极位置(旋转位置)并对每相切换导通定时。为此，无刷电动机具有旋转检测元件，例元霍耳元件，磁阻效应元件及类似元件。并且，通过该旋转检测元件来检测转子的旋转位置，并由此基于该检测结果进行每相导通定时的切换。

但是，如果安装了上述的旋转检测元件，成本将变得昂贵，并需要用传输导线使检测信号从旋转检测元件传送到旋转控制系统。这就产生了使电动机本身变大的问题。

为此原因，就开发出能用无传感器驱动的旋转位置检测装置。该旋转位置检测装置检测无刷电动机每相中产生的反电势电压，并将检测到的输出信号传送到电动机驱动电路。

亦即是在电动机中，除了导电相之外的相作为发电机，这就产生反电势电压。因此，通过检测反电势电压可以检测转子的旋转位置。电动机驱动电路基于检测的反电势电压输出来检测转子的旋转位置，并且对每相切换相应于检测结果的导通定时。因此，电动机能检测转子的旋转位置及切换每相的导通定时，而不用安装旋转检测元件、如霍耳元件等。于是，可以省掉诸如霍耳元件等的旋转检测元件，这可使电动机本身变小及它的成本变低。

顺便地说，在不具有传统传感器的无刷电动机中，在电动机起动时刻或在低速旋转的情况下，反电势未产生出来，或即使产生了，其幅值很小。于是，在电动机起动时刻或在低速旋转的情况下，传统的旋转位置检测装置不能检测转子的旋转位置。此外，在对每相切换导通定时的时刻引起的脉冲噪声及类似噪音被大量地加到反电势电压上。这就产生了妨碍精确旋转位置检测的问题。

为此原因，使用反电势电压来检测旋转位置的无刷电动机不能使用在必需精确检测旋转位置的伺服控制中。此外，在无刷电动机用于伺服控制的情况下，必须安装旋转检测元件，以便精确地检测旋转位置。最后，就产生了电动机本身作得较大的缺点及另外一些不足。

从以下对附图中所描绘的优选实施例的说明将会阐明本发明进一步的目的及优点。

图1是表示根据本发明第一实施例的旋转位置检测装置的概要结构电路框图；

图2是解释与第一实施例的旋转位置检测装置相连接的无刷电动机结构的解体透视图；

图3是解释无刷电动机极齿之间间隔及转子磁极间隔的图；

图4是解释旋转位置检测装置的工作及第一实施例的编码脉冲发生操作的波形图；

图5是解释附加于使无刷电动机旋转及驱动的驱动信号的传感信号阻抗变化的概图；

图6是表示根据本发明第二实施例的旋转位置检测装置主要部分的电路框图；

图7是表示根据本发明第三实施例的旋转位置检测装置主要部分的电路框图；

图8是解释来自第三实施例的旋转位置检测装置的Z脉冲输出定时的波形图；

图9是解释第三实施例的旋转位置检测装置的变型例的概图；

图10是表示根据本发明第四实施例的旋转位置检测装置主要部分的电路框图；

图11是表示第四实施例的旋转位置检测装置的主要部分的电路框图；

图12是该第一变型例中用于检测校正数据以校正计数器的旋转位置检测数据的校正装置的概念图；

图13是表示第四实施例的旋转位置检测装置第二变型例的主要部分的电路框图；

图14是用于该第二变型例的校正数据的校正曲线的曲线图；

图15是表示根据本发明第五实施例的旋转位置检测装置的电路框图；

图16是解释第五实施例的旋转位置检测装置操作的流程图；

图17是表示根据本发明第六实施例的电动机装置的电路框图；

图18是表示电动机绕组磁轭相交链的磁通B与磁轭的导磁率μ关第的图；

图19是解释在驱动信号过零点定时上采样传感信号的方法的图；

图20是表示作为根据本发明第七实施例的电动机装置的电路框图；

图21是解释在电动机各相中驱动电流变成彼此相等的点的图；