專利名稱：電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。特別是涉及一種在使用三相電源時(shí)，能夠在確保電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)定性的同時(shí)可以提高無(wú)感控制的精密度和穩(wěn)定性的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
通常，在壓縮機(jī)等的無(wú)法設(shè)置傳感器的結(jié)構(gòu)或者由于設(shè)置傳感器導(dǎo)致費(fèi)用增加以及可靠性下降時(shí)，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方面采用無(wú)感方式檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置。
利用無(wú)感方式檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的方法是，通過(guò)測(cè)定流入DC連接端電壓和流入電機(jī)的電流值，預(yù)算轉(zhuǎn)子的位置，其中的DC連接端電壓一般利用電阻分配檢測(cè)，而其中流入電機(jī)內(nèi)部的電流，利用電流傳感器檢測(cè)。
下面，結(jié)合圖1對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是一般的使用單相交流電源的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的方框圖為了對(duì)電機(jī)進(jìn)行無(wú)感控制，通常的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)包括提供電源的交流電源11；對(duì)于交流進(jìn)行整流，由此提供直流電源的整流器12；由若干個(gè)電容組成的給反相器14提供直流電源的DC連接端13；從DC連接端接收直流電源，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反相器14；從DC連接端接收直流電源，提供IC規(guī)格控制電源的SMPS16；從預(yù)算的DC電壓值和向電機(jī)輸入的電流預(yù)算電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置，體現(xiàn)無(wú)感控制，并控制反向器14的控制器17構(gòu)成。
如上所述，現(xiàn)有的利用單向交流電源的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在電阻分配裝置18上檢測(cè)DC電壓，并在電流感測(cè)裝置19上檢測(cè)流入電機(jī)的電流，電阻分配裝置18和電流分配裝置19將與檢測(cè)值相對(duì)應(yīng)的相關(guān)信號(hào)發(fā)送給控制器17，由控制器17檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度和位置等，進(jìn)行電機(jī)的無(wú)感控制。
但是，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功率大時(shí)，一般利用三相交流電源，而這時(shí)利用電阻分配無(wú)法檢測(cè)DC電壓，對(duì)于這種現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合圖2進(jìn)行說(shuō)明。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的使用三相交流電流的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的方框圖。
在使用三相交流電源的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，由三相電源的某一相和接地線得到的單相交流電源，通過(guò)單相整流器30得到直流電壓，并將其作為輸入，使提供IC規(guī)格控制電源的SMPS26給各個(gè)IC提供電壓。但是，在使用三相電源時(shí)，由于安全上的問(wèn)題，DC連接端23的‘-’極和SMPS26輸出側(cè)的控制電源的接地不能共用，由此利用電阻分配無(wú)法檢測(cè)DC電壓。
由此，在不檢測(cè)DC電壓體現(xiàn)無(wú)感控制時(shí)，由于DC連接端電容的容值或向電機(jī)輸入的電流以及交流等的原因，導(dǎo)致DC連接端電壓變動(dòng)時(shí)，控制器27對(duì)于電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的預(yù)算精度就會(huì)降低，從而對(duì)于電機(jī)的無(wú)感控制的穩(wěn)定性以及性能，產(chǎn)生不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種在維持DC連接端和電源側(cè)的絕緣的同時(shí)，利用DC連接端的預(yù)算電壓值和流入電機(jī)的電流預(yù)算電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置以及速度，從而在確保電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)定性的同時(shí)可以提高無(wú)感控制的精密度以及穩(wěn)定性的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括使用三相電源，對(duì)交流電源進(jìn)行整流，給DC連接端提供直流電源的整流器；利用的DC連接端提供的直流電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反相器；檢測(cè)反相器輸出電流的電流感測(cè)裝置；從電流感測(cè)裝置檢測(cè)的電流測(cè)定電機(jī)的狀態(tài)，控制反相器的控制器；通過(guò)單相整流器得到直流電壓，并將其作為輸入，使提供IC規(guī)格控制電源的SMPS給各個(gè)IC提供電壓；還包括有為了提高電機(jī)轉(zhuǎn)子位置預(yù)算的精度，給控制器發(fā)出DC電壓預(yù)算值信號(hào)的DC電壓預(yù)算裝置。
DC電壓預(yù)算裝置可以包括檢測(cè)三相交流的線間電壓的電源檢測(cè)裝置。電源檢測(cè)裝置包括利用變壓器對(duì)三相交流電壓的線間電壓進(jìn)行降壓的降壓器；對(duì)降壓器降壓的交流電壓進(jìn)行整流，產(chǎn)生直流電源的整流器；通過(guò)電容對(duì)整流器產(chǎn)生的直流電壓進(jìn)行濾波處理的濾波裝置；對(duì)經(jīng)濾波裝置進(jìn)行濾波的直流電壓再次進(jìn)行降壓，使其適合控制器使用，輸出對(duì)應(yīng)交流電源的降壓直流電源的電阻分配裝置構(gòu)成。
如上構(gòu)成的本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在維持DC連接端和控制電源端的絕緣性的同時(shí)，利用DC連接端的預(yù)算電壓值和流入電機(jī)的電流預(yù)算出電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置以及速度，從而在確保電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)定性的同時(shí)可以提高無(wú)感控制的精密度和穩(wěn)定性。


圖1是一般的使用單相交流電源的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的方框圖，圖2是現(xiàn)有技術(shù)的使用三相交流電流的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的方框圖，圖3是包含了本發(fā)明的DC電壓預(yù)算裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的方框圖，圖4是對(duì)應(yīng)向電機(jī)輸入電流的DC連接端電壓，圖5是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的交流電壓及對(duì)應(yīng)向電機(jī)輸入電流的DC連接端電壓，圖6是本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電源檢測(cè)裝置的方框圖。
其中33DC連接端39電流感測(cè)裝置40電源檢測(cè)裝置41DC電壓預(yù)算裝置具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合附圖詳細(xì)的說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖3是包含了本發(fā)明的DC電壓預(yù)算裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的方框圖如圖3所示，本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括使用三相交流電源31，對(duì)交流電源31進(jìn)行整流，給DC連接端33提供直流電源的整流器32；利用的DC連接端33提供的直流電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反相器34；檢測(cè)反相器34輸出電流的電流感測(cè)裝置39；從電流感測(cè)裝置39檢測(cè)的電流測(cè)定電機(jī)的狀態(tài)，控制反相器34的控制器37；通過(guò)單相整流器38得到直流電壓，并將其作為輸入，使提供IC規(guī)格控制電源的SMPS36給各個(gè)IC提供電壓；檢測(cè)三相交流電源31的線間電壓的電源檢測(cè)裝置40；為了提高電機(jī)轉(zhuǎn)子位置預(yù)算的精度，給控制器37發(fā)出DC電壓預(yù)算值信號(hào)的DC電壓預(yù)算裝置41構(gòu)成。
DC電壓預(yù)算裝置41中，利用電源檢測(cè)裝置40檢測(cè)的交流電源和檢測(cè)流入電機(jī)M的電流的電流感測(cè)裝置39上檢測(cè)的電流預(yù)算DC電壓，這是從實(shí)驗(yàn)方法得出的電壓查找表中預(yù)算對(duì)應(yīng)所檢測(cè)的交流電壓值和電流值的DC電壓，并將相關(guān)信號(hào)發(fā)送給控制器37。
對(duì)于查找表的交流電源和流入電機(jī)的電流與DC電壓之間的關(guān)系，結(jié)合附圖4和附圖5進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
圖4是在DC連接端33中電容被充電時(shí)和放電時(shí)的DC連接端電壓以及增加流入電機(jī)的電流時(shí)與DC連接端的電壓之間的關(guān)系圖。
圖4中的Vmax表示最大的電壓值，Vmin是DC連接端的最小電壓值。
T1區(qū)間是電容被充電的區(qū)間，Vmax值是輸入交流電壓的RMS值的√2倍。T2區(qū)間是電容放電的區(qū)間，在電機(jī)相加電流是0時(shí)，DC電壓值與Vmax值相同，而當(dāng)向電機(jī)輸入的電流增加時(shí)，DC電壓從Vmax逐漸減小至Vmin。當(dāng)電容的容值小時(shí)，DC電壓值下降的幅度更大。DC電壓是指DC連接端電壓的平均電壓值，在輸入交流電源值和流入電機(jī)的電流值有變動(dòng)時(shí)表示DC連接端電壓值有變化。
圖5是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的交流電壓及對(duì)應(yīng)向電機(jī)輸入電流的DC連接端電壓。
圖5中，隨著交流電壓和向電機(jī)輸入電流的變動(dòng)，DC電壓也隨之變動(dòng)。例如，Vdc1是輸入交流電壓為380V時(shí)的DC電壓波形，Vdc2是輸入交流電壓為360V時(shí)的DC波形，Vdc3是輸入交流電壓為400V時(shí)的DC波形。根據(jù)圖中的曲線，隨著交流電源的增加、減小，DC電壓曲線也隨之增加或者減小。而且，橫軸表示相加于電機(jī)上的電流的大小，隨著向電機(jī)輸入電流值的增加，DC電壓變小。
如圖4以及圖5的說(shuō)明，DC電壓隨著輸入交流電源以及輸入電機(jī)電流大小變動(dòng)，在利用實(shí)驗(yàn)方法得到電壓值后，可以將其做成軟件化的查找表。而且，DC電壓預(yù)算裝置41接收電源檢測(cè)裝置40檢測(cè)的交流電源值和檢測(cè)流入電機(jī)的電流值的電流感測(cè)裝置39檢測(cè)的電流值后，利用通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法得到的DC查找表預(yù)算DC電壓值，并將得到的DC電源值的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出給控制器37，從而在DC連接端33和控制電源側(cè)31絕緣的狀態(tài)下也可以精密的檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置以及速度。
圖6是本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電源檢測(cè)裝置的方框圖。
電源檢測(cè)裝置40包括利用電源對(duì)于通過(guò)三相交流電源的其中兩個(gè)相得到的電源進(jìn)行降壓的降壓器52；對(duì)于降壓的交流電流進(jìn)行整流，發(fā)出直流電壓的整流器53；利用電容對(duì)于經(jīng)過(guò)整流的直流電壓進(jìn)行濾波處理的濾波裝置54；對(duì)于濾波裝置54進(jìn)行了濾波的直流電壓再次進(jìn)行降壓的電阻分配裝置55構(gòu)成，電阻分配裝置55適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行降壓，以使電壓適用于微電腦等的控制裝置上，并將對(duì)應(yīng)交流電源的電壓Vdc輸出給DC電壓預(yù)算裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例如下。
圖5所示的是對(duì)應(yīng)交流電壓以及向電機(jī)輸入的電流的DC連接電壓值，是從實(shí)驗(yàn)的方法得到的曲線，由此利用交流電壓以及向電機(jī)輸入的電流與DC之間的關(guān)系做成查找表，從而在DC電壓預(yù)算裝置41上利用此可以預(yù)算DC電壓。
在所述的過(guò)程中，沒(méi)有將得到的數(shù)據(jù)構(gòu)成查找表，而進(jìn)行了近似的公式化，將電源檢測(cè)裝置40以及電流感應(yīng)器39檢測(cè)的電壓值以及電流值帶入到公式中，預(yù)算出了DC連接端的電壓，由此可以體現(xiàn)包括具有與的實(shí)施例相同的功能的DC電壓預(yù)算裝置41的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括使用三相電源，對(duì)交流電源進(jìn)行整流，給DC連接端(33)提供直流電源的整流器(32)；利用的DC連接端(33)提供的直流電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)(M)的反相器(34)；檢測(cè)反相器(34)輸出電流的電流感測(cè)裝置(39)；從電流感測(cè)裝置(39)檢測(cè)的電流測(cè)定電機(jī)的狀態(tài)，控制反相器(34)的控制器(37)；通過(guò)單相整流器(38)得到直流電壓，并將其作為輸入，提供IC規(guī)格控制電源的SMPS(36)；其特征在于，還包括有為了提高電機(jī)轉(zhuǎn)子位置預(yù)算的精度，給控制器(37)發(fā)出DC電壓預(yù)算值信號(hào)的DC電壓預(yù)算裝置(41)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器還包括有檢測(cè)三相交流電源的線間電壓，將與所檢測(cè)的電壓值相對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸出給DC電壓預(yù)算裝置(41)的電源檢測(cè)裝置(40)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，控制器通過(guò)所示DC電壓預(yù)算裝置(41)預(yù)算的DC電壓值和電流感測(cè)裝置(39)檢測(cè)的電流值控制反相器(34)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述的DC電壓預(yù)算裝置(41)通過(guò)檢測(cè)三相交流電源線間電壓的電源檢測(cè)裝置(40)檢測(cè)的電壓值以及電流感測(cè)裝置(39)檢測(cè)的電流值預(yù)算DC電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述的電源檢測(cè)裝置(40)包括利用變壓器對(duì)三相交流電壓的線間電壓進(jìn)行降壓的降壓器(52)；對(duì)降壓器(52)降壓的交流電壓進(jìn)行整流，產(chǎn)生直流電源的整流器(53)；通過(guò)電容對(duì)整流器(53)產(chǎn)生的直流電壓進(jìn)行濾波處理的濾波裝置(54)；對(duì)經(jīng)濾波裝置(54)進(jìn)行濾波的直流電壓再次進(jìn)行降壓，使其適合控制器(37)使用，輸出對(duì)應(yīng)交流電源的降壓直流電壓的電阻分配裝置(55)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述的電壓預(yù)算裝置(41)在交流電源和向電機(jī)輸入的電流變動(dòng)時(shí)，利用實(shí)驗(yàn)的方法得到其變動(dòng)值，將其軟件化，得到查找表，由此利用電源檢測(cè)裝置(40)和電流感測(cè)裝置(39)檢測(cè)的交流電壓以及電機(jī)相加電流，從查找表預(yù)算出DC電壓值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述的電壓預(yù)算裝置(41)在交流電源和向電機(jī)輸入的電流變動(dòng)時(shí)，利用實(shí)驗(yàn)的方法得到DC電壓變動(dòng)值，并作出近似的公式，將電源檢測(cè)裝置(40)和電流感測(cè)裝置(39)檢測(cè)的交流電壓以及向電機(jī)輸入的電流帶入到公式中，由此預(yù)算出DC電壓值。
全文摘要
一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括使用三相電源，對(duì)交流電源進(jìn)行整流，給DC連接端提供直流電源的整流器；利用的DC連接端提供的直流電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反相器；檢測(cè)反相器輸出電流的電流感測(cè)裝置；從電流感測(cè)裝置檢測(cè)的電流測(cè)定電機(jī)的狀態(tài)，控制反相器的控制器；通過(guò)單相整流器得到直流電壓，并將其作為輸入，提供IC規(guī)格控制電源的SMPS；以及為了提高電機(jī)轉(zhuǎn)子位置預(yù)算的精度，給控制器發(fā)出DC電壓預(yù)算值信號(hào)的DC電壓預(yù)算裝置。本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在維持DC連接端和控制電源端的絕緣性的同時(shí)，利用DC連接端的預(yù)算電壓值和流入電機(jī)的電流預(yù)算出電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置以及速度，從而在確保電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)定性的同時(shí)可以提高無(wú)感控制的精密度和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02P6/18GK1767360SQ20041007254
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者元俊喜, 吳在胤 申請(qǐng)人:樂(lè)金電子(天津)電器有限公司