專利名稱：電機驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機驅(qū)動裝置。特別是涉及一種在使用三相電源時，能夠在確保電機驅(qū)動器的穩(wěn)定性的同時可以提高無感控制的精密度和穩(wěn)定性的電機驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
通常，在壓縮機等的無法設(shè)置傳感器的結(jié)構(gòu)或者由于設(shè)置傳感器導(dǎo)致費用增加以及可靠性下降時，在電機的驅(qū)動方面采用無感方式檢測電機的轉(zhuǎn)子位置。
利用無感方式檢測電機轉(zhuǎn)子位置的方法是，通過測定流入DC連接端電壓和流入電機的電流值，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，而其中流入電機內(nèi)部的電流，利用電流傳感器檢測。
下面，結(jié)合圖1對其進行詳細的說明。
圖1是一般的使用單相交流電源的電機驅(qū)動器的方框圖為了對電機進行無感控制，通常的電機驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)包括提供電源的交流電源11；對于交流進行整流，由此提供直流電源的整流器12；由若干個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)動電機的反相器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電壓值和向電機輸入的電流預(yù)算電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置，體現(xiàn)無感控制，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驅(qū)動器在電阻分配裝置18上檢測DC電壓，并在電流感測裝置19上檢測流入電機的電流，電阻分配裝置18和電流分配裝置19將與檢測值相對應(yīng)的相關(guān)信號發(fā)送給控制器17，由控制器17檢測電機的轉(zhuǎn)子速度和位置等，進行電機的無感控制。
但是，在電機驅(qū)動器的功率大時，一般利用三相交流電源，而這時利用電阻分配無法檢測DC電壓，對于這種現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合圖2進行說明。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的使用三相交流電流的電機驅(qū)動器的方框圖。
在使用三相交流電源的電機驅(qū)動器中，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IC提供電壓。但是，在使用三相電源時，由于安全上的問題，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法檢測DC電壓。
由此，在不檢測DC電壓體現(xiàn)無感控制時，由于DC連接端電容的容值或向電機輸入的電流以及交流等的原因，導(dǎo)致DC連接端電壓變動時，控制器27對于電機轉(zhuǎn)子位置的預(yù)算精度就會降低，從而對于電機的無感控制的穩(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)問題是，提供一種在維持DC連接端和電源側(cè)的絕緣的同時，利用DC連接端的預(yù)算電壓值和流入電機的電流預(yù)算電機的轉(zhuǎn)子位置以及速度，從而在確保電機驅(qū)動器的穩(wěn)定性的同時可以提高無感控制的精密度以及穩(wěn)定性的電機驅(qū)動器。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種電機驅(qū)動器，包括使用三相電源，對交流電源進行整流，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)動電機的反相器；檢測反相器輸出電流的電流感測裝置；從電流感測裝置檢測的電流測定電機的狀態(tài)，控制反相器的控制器；通過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IC提供電壓；還包括有為了提高電機轉(zhuǎn)子位置預(yù)算的精度，給控制器發(fā)出DC電壓預(yù)算值信號的DC電壓預(yù)算裝置。
DC電壓預(yù)算裝置可以包括檢測三相交流的線間電壓的電源檢測裝置。電源檢測裝置包括利用變壓器對三相交流電壓的線間電壓進行降壓的降壓器；對降壓器降壓的交流電壓進行整流，產(chǎn)生直流電源的整流器；通過電容對整流器產(chǎn)生的直流電壓進行濾波處理的濾波裝置；對經(jīng)濾波裝置進行濾波的直流電壓再次進行降壓，使其適合控制器使用，輸出對應(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)明的電機驅(qū)動器在維持DC連接端和控制電源端的絕緣性的同時，利用DC連接端的預(yù)算電壓值和流入電機的電流預(yù)算出電機轉(zhuǎn)子的位置以及速度，從而在確保電機驅(qū)動器的穩(wěn)定性的同時可以提高無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驅(qū)動器的方框圖，圖2是現(xiàn)有技術(shù)的使用三相交流電流的電機驅(qū)動器的方框圖，圖3是包含了本發(fā)明的DC電壓預(yù)算裝置的電機驅(qū)動器的方框圖，圖4是對應(yīng)向電機輸入電流的DC連接端電壓，圖5是電機驅(qū)動器的交流電壓及對應(yīng)向電機輸入電流的DC連接端電壓，圖6是本發(fā)明的電機驅(qū)動器的電源檢測裝置的方框圖。
其中33DC連接端39電流感測裝置40電源檢測裝置41DC電壓預(yù)算裝置具體實施方式
下面，結(jié)合附圖詳細的說明本發(fā)明的實施例。
圖3是包含了本發(fā)明的DC電壓預(yù)算裝置的電機驅(qū)動器的方框圖如圖3所示，本發(fā)明的電機驅(qū)動器包括使用三相交流電源31，對交流電源31進行整流，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)動電機的反相器34；檢測反相器34輸出電流的電流感測裝置39；從電流感測裝置39檢測的電流測定電機的狀態(tài)，控制反相器34的控制器37；通過單相整流器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IC提供電壓；檢測三相交流電源31的線間電壓的電源檢測裝置40；為了提高電機轉(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，利用電源檢測裝置40檢測的交流電源和檢測流入電機M的電流的電流感測裝置39上檢測的電流預(yù)算DC電壓，這是從實驗方法得出的電壓查找表中預(yù)算對應(yīng)所檢測的交流電壓值和電流值的DC電壓，并將相關(guān)信號發(fā)送給控制器37。
對于查找表的交流電源和流入電機的電流與DC電壓之間的關(guān)系，結(jié)合附圖4和附圖5進行詳細的說明。
圖4是在DC連接端33中電容被充電時和放電時的DC連接端電壓以及增加流入電機的電流時與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，在電機相加電流是0時，DC電壓值與Vmax值相同，而當(dāng)向電機輸入的電流增加時，DC電壓從Vmax逐漸減小至Vmin。當(dāng)電容的容值小時，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的電流值有變動時表示DC連接端電壓值有變化。
圖5是電機驅(qū)動器的交流電壓及對應(yīng)向電機輸入電流的DC連接端電壓。
圖5中，隨著交流電壓和向電機輸入電流的變動，DC電壓也隨之變動。例如，Vdc1是輸入交流電壓為380V時的DC電壓波形，Vdc2是輸入交流電壓為360V時的DC波形，Vdc3是輸入交流電壓為400V時的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上的電流的大小，隨著向電機輸入電流值的增加，DC電壓變小。
如圖4以及圖5的說明，DC電壓隨著輸入交流電源以及輸入電機電流大小變動，在利用實驗方法得到電壓值后，可以將其做成軟件化的查找表。而且，DC電壓預(yù)算裝置41接收電源檢測裝置40檢測的交流電源值和檢測流入電機的電流值的電流感測裝置39檢測的電流值后，利用通過實驗方法得到的DC查找表預(yù)算DC電壓值，并將得到的DC電源值的對應(yīng)信號輸出給控制器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電機轉(zhuǎn)子的位置以及速度。
圖6是本發(fā)明的電機驅(qū)動器的電源檢測裝置的方框圖。
電源檢測裝置40包括利用電源對于通過三相交流電源的其中兩個相得到的電源進行降壓的降壓器52；對于降壓的交流電流進行整流，發(fā)出直流電壓的整流器53；利用電容對于經(jīng)過整流的直流電壓進行濾波處理的濾波裝置54；對于濾波裝置54進行了濾波的直流電壓再次進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行降壓，以使電壓適用于微電腦等的控制裝置上，并將對應(yīng)交流電源的電壓Vdc輸出給DC電壓預(yù)算裝置。
本發(fā)明的另一個實施例如下。
圖5所示的是對應(yīng)交流電壓以及向電機輸入的電流的DC連接電壓值，是從實驗的方法得到的曲線，由此利用交流電壓以及向電機輸入的電流與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。
在所述的過程中，沒有將得到的數(shù)據(jù)構(gòu)成查找表，而進行了近似的公式化，將電源檢測裝置40以及電流感應(yīng)器39檢測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)包括具有與的實施例相同的功能的DC電壓預(yù)算裝置41的電機驅(qū)動器。
權(quán)利要求
1.一種電機驅(qū)動器，包括使用三相電源，對交流電源進行整流，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)動電機(M)的反相器(34)；檢測反相器(34)輸出電流的電流感測裝置(39)；從電流感測裝置(39)檢測的電流測定電機的狀態(tài)，控制反相器(34)的控制器(37)；通過單相整流器(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所述的電機驅(qū)動器，其特征在于，電機驅(qū)動器還包括有檢測三相交流電源的線間電壓，將與所檢測的電壓值相對應(yīng)的信號輸出給DC電壓預(yù)算裝置(41)的電源檢測裝置(40)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機驅(qū)動器，其特征在于，控制器通過所示DC電壓預(yù)算裝置(41)預(yù)算的DC電壓值和電流感測裝置(39)檢測的電流值控制反相器(34)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機驅(qū)動器，其特征在于，所述的DC電壓預(yù)算裝置(41)通過檢測三相交流電源線間電壓的電源檢測裝置(40)檢測的電壓值以及電流感測裝置(39)檢測的電流值預(yù)算DC電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機驅(qū)動器，其特征在于，所述的電源檢測裝置(40)包括利用變壓器對三相交流電壓的線間電壓進行降壓的降壓器(52)；對降壓器(52)降壓的交流電壓進行整流，產(chǎn)生直流電源的整流器(53)；通過電容對整流器(53)產(chǎn)生的直流電壓進行濾波處理的濾波裝置(54)；對經(jīng)濾波裝置(54)進行濾波的直流電壓再次進行降壓，使其適合控制器(37)使用，輸出對應(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所述的電機驅(qū)動器，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輸入的電流變動時，利用實驗的方法得到其變動值，將其軟件化，得到查找表，由此利用電源檢測裝置(40)和電流感測裝置(39)檢測的交流電壓以及電機相加電流，從查找表預(yù)算出DC電壓值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機驅(qū)動器，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輸入的電流變動時，利用實驗的方法得到DC電壓變動值，并作出近似的公式，將電源檢測裝置(40)和電流感測裝置(39)檢測的交流電壓以及向電機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
一種電機驅(qū)動器，包括使用三相電源，對交流電源進行整流，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)動電機的反相器；檢測反相器輸出電流的電流感測裝置；從電流感測裝置檢測的電流測定電機的狀態(tài)，控制反相器的控制器；通過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)算值信號的DC電壓預(yù)算裝置。本發(fā)明的電機驅(qū)動器在維持DC連接端和控制電源端的絕緣性的同時，利用DC連接端的預(yù)算電壓值和流入電機的電流預(yù)算出電機轉(zhuǎn)子的位置以及速度，從而在確保電機驅(qū)動器的穩(wěn)定性的同時可以提高無感控制的精密度和穩(wěn)定性。
文檔編號H02P6/18GK1767360SQ20041007254
公開日2006年5月3日 申請日期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 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司