專利名稱：電動(dòng)機(jī)械裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)等的電動(dòng)機(jī)械裝置的控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為電動(dòng)機(jī)，公知有例如下述專利文獻(xiàn)1記載的電動(dòng)機(jī)。專利文獻(xiàn)1日本特開2001-298982號(hào)公報(bào)在以往的電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)降低施加給電磁線圈的電壓時(shí)，轉(zhuǎn)速-扭矩直線移動(dòng)到低扭矩側(cè)、低速旋轉(zhuǎn)側(cè)。即，轉(zhuǎn)速、輸出扭矩下降。因此，為了使電動(dòng)機(jī)以高扭矩和高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，有必要將施加給電磁線圈的電壓維持在高電壓。特別是在將電動(dòng)機(jī)用于車輛等的移動(dòng)裝置的情況下，為了使電動(dòng)機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而對(duì)電磁線圈施加高電壓， 因而存在電動(dòng)機(jī)的消耗電力增大的問題。并且，在將電動(dòng)機(jī)用于移動(dòng)裝置，在減速時(shí)用作再生制動(dòng)器的情況下，存在施加過度制動(dòng)的情況。這些是電動(dòng)機(jī)共同的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述課題中的至少一項(xiàng)，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)械裝置的有效控制。本發(fā)明正是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的，能作為以下方式或應(yīng)用例來實(shí)現(xiàn)。[應(yīng)用例1]一種電動(dòng)機(jī)械裝置，其中，該電動(dòng)機(jī)械裝置具有電磁線圈；PWM驅(qū)動(dòng)電路，其用于將PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述電磁線圈；以及控制部，其控制所述PWM驅(qū)動(dòng)電路，所述控制部執(zhí)行第1控制和第2控制，在所述第1控制中，設(shè)定作為將所述PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述電磁線圈的區(qū)間的勵(lì)磁區(qū)間，在所述第2控制中，變更所述PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，所述控制部在所述第1控制中，進(jìn)行使所述勵(lì)磁區(qū)間的中心的相位比所述電磁線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)成為最大值的相位的值超前的超前控制，并且，在所述第2控制中，增大所述占空比，使得在設(shè)生成模擬正弦波的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的增益為100%的情況下，實(shí)現(xiàn)超過100%的增
■、Λ
frff. ο根據(jù)該實(shí)施例，由于按照以效率良好的相位進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式使勵(lì)磁區(qū)間超前，而且在該勵(lì)磁區(qū)間中，使增益飽和而采用超過100%的增益，因而可有效地控制電動(dòng)機(jī)械裝置。[應(yīng)用例2]在應(yīng)用例1所述的電動(dòng)機(jī)械裝置中，所述勵(lì)磁區(qū)間的長(zhǎng)度越短，所述超前控制中的超前量被設(shè)定得越大。根據(jù)本實(shí)施例，由于勵(lì)磁區(qū)間的長(zhǎng)度越短，越增大超前角，因而效率良好，能進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)。[應(yīng)用例3]在應(yīng)用例1或應(yīng)用例2所述的電動(dòng)機(jī)械裝置中，而且，所述控制部在所述第1控制中還進(jìn)行這樣的控制所述電動(dòng)機(jī)械裝置越高速工作，越縮小所述勵(lì)磁區(qū)間。一般，當(dāng)高速動(dòng)作時(shí)，比起大的扭矩來要求高速旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該應(yīng)用例，通過進(jìn)行縮小勵(lì)磁區(qū)間的控制，能實(shí)現(xiàn)低扭矩、高速旋轉(zhuǎn)。[應(yīng)用例4]在應(yīng)用例1至應(yīng)用例3中的任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)械裝置中，所述控制部在所述電動(dòng)機(jī)械裝置減速時(shí)，在進(jìn)行減速度越大則在所述第1控制中越擴(kuò)大所述勵(lì)磁區(qū)間的控制的同時(shí)，進(jìn)行能量再生。根據(jù)該應(yīng)用例，減速度越大，就越能再生更多的能量。本發(fā)明能以各種方式實(shí)現(xiàn)，例如，除了電動(dòng)機(jī)械裝置以外，還能以電動(dòng)機(jī)械裝置的控制方法等各種方式來實(shí)現(xiàn)。


圖1是示出第1實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的說明圖。圖2是示出轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖3是示出電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形和控制波形、驅(qū)動(dòng)波形的說明圖。圖4是示出當(dāng)改變了占空比時(shí)的電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形和控制波形、驅(qū)動(dòng)波形的說明圖。圖5是示出當(dāng)使增益飽和時(shí)的電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形和控制波形、驅(qū)動(dòng)波形的說明圖。圖6是示出當(dāng)進(jìn)行了超前控制時(shí)的電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形和控制波形、驅(qū)動(dòng)波形的說明圖。圖7是示出超前與轉(zhuǎn)速的關(guān)系的說明圖。圖8是示出超前與電流的關(guān)系的說明圖。圖9是示出超前與轉(zhuǎn)速和電流的關(guān)系的說明圖。圖10是示出基于T-N特性的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)表的說明圖。圖11是示出基于包含增益超過100%的情況的T-N特性的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)表的說明圖。圖12是示出本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的控制電路塊的說明圖。圖13是示出PWM控制部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一例的說明圖。圖14是示出PWM部500 (圖13)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一例的框圖
圖15是示出電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)的PWM部500的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖16是示出電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的PWM部500的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖17是示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。圖18是示出編碼部的動(dòng)作和時(shí)序圖的說明圖。圖19是示出三相驅(qū)動(dòng)電路和電磁線圈的說明圖。圖20是示出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的接通斷開和電磁線圈的動(dòng)作的說明圖。圖21是示出各相的電磁線圈的連接的說明圖。圖22是示出在進(jìn)行超前控制的情況下的PWM控制部的另一結(jié)構(gòu)的說明圖。圖23是示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖24是示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖25是對(duì)使超前角超前的方式進(jìn)行說明的說明圖。圖26是示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖27是示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的動(dòng)作的另一例的時(shí)序圖。圖28是示出第2實(shí)施例的說明圖。圖29是示出本發(fā)明的變型例的利用了電動(dòng)機(jī)的鐵道車輛的說明圖。標(biāo)號(hào)說明10 無刷電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī))；15 定子；20 轉(zhuǎn)子；100、IOOu IOOw 電磁線圈；110 殼體；200 永久磁鐵；230 旋轉(zhuǎn)軸；260 螺旋彈簧；300 磁傳感器；310 電路基板；320 連接器；405 =CPU 410 基本時(shí)鐘生成電路；420 分頻器；440 正反方向指示值寄存器；450 乘法器；452 乘法器；454 乘法器；460 編碼部；462 編碼部；464 編碼部；480 電壓指令值寄存器；492 電子可變電阻器；494 第1電壓比較器；496 第2電壓比較器；521 523 驅(qū)動(dòng)波形形成部；585 電壓比較器；590 勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部；592 控制部；594 第1計(jì)數(shù)部； 596 第2計(jì)數(shù)部；598 計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部；600 第1運(yùn)算值存儲(chǔ)部；602 第2運(yùn)算值存儲(chǔ)部； 604 第1乘法電路；605 第2乘法電路；606 運(yùn)算電路；608 第1運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)部；610 第 2運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)部；612 比較電路；690 三相驅(qū)動(dòng)電路；690u 驅(qū)動(dòng)電路；695u 電平移動(dòng)電路；700 再生控制部；720u 反相電路；730u 緩沖電路；740u 整流電路；750u 開關(guān)晶體管；752u 電阻；760u 開關(guān)晶體管；800 蓄電部；810 扭矩變換操作桿；820 加速踏板； 830 制動(dòng)踏板；840 控制表；1500 鐵道車輛；1510 電動(dòng)機(jī)；1520 車輪；Al A3 晶體管； CMl 計(jì)數(shù)值；DRVAl DRVA4 驅(qū)動(dòng)信號(hào)；EP 勵(lì)磁區(qū)間；Eu 勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)；Iul 符號(hào)；Iu2 符號(hào)；Mu 乘法值；NEP 非勵(lì)磁區(qū)間；PCL 時(shí)鐘信號(hào)；Pu 正負(fù)符號(hào)信號(hào)；RI 正反方向指示值；Rv 可變電阻值；Si、S2 輸出；SDC 時(shí)鐘信號(hào)；Sn 輸出；Sp 輸出信號(hào)；SSU 傳感器輸出；ul 端子；V1、V2 電壓；VS 電源電位；Xu 傳感器輸出值；Yu 電壓指令值。
具體實(shí)施例方式[第1實(shí)施例]圖1是示出第1實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的說明圖。電動(dòng)機(jī)10是大致圓筒狀的定子15配置在外側(cè)，大致圓筒狀的轉(zhuǎn)子20配置在內(nèi)側(cè)的徑向間隙結(jié)構(gòu)的內(nèi)轉(zhuǎn)子型電動(dòng)機(jī)。定子15具有沿著殼體110的內(nèi)周排列的多個(gè)電磁線圈100。在定子15上還配置有作為檢測(cè)轉(zhuǎn)子20 的相位的位置傳感器的磁傳感器300。磁傳感器300固定在電路基板310上，電路基板310 固定在殼體110上。并且，電路基板310通過連接器320與外部的控制電路連接。轉(zhuǎn)子20在中心具有旋轉(zhuǎn)軸230，在其外周具有永久磁鐵200。旋轉(zhuǎn)軸230由殼體 110的軸承240支撐，軸承240由非導(dǎo)電性材料構(gòu)成。在本實(shí)施例中，在殼體110的內(nèi)側(cè)具有螺旋彈簧260。該螺旋彈簧260進(jìn)行永久磁鐵200的定位。不過，可省略螺旋彈簧260。圖2是示出轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖2的(A)示出在與旋轉(zhuǎn)軸230平行的面切斷的剖面，圖2的(B)示出在與旋轉(zhuǎn)軸230垂直的面切斷的剖面。轉(zhuǎn)子20圍繞旋轉(zhuǎn)軸具有6 個(gè)永久磁鐵。各永久磁鐵200沿著從旋轉(zhuǎn)軸230的中心朝向外部的徑方向(放射方向)被磁化。并且，永久磁鐵200和電磁線圈100面對(duì)由轉(zhuǎn)子20和定子15對(duì)置的圓筒面配置。圖3是示出電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形和控制波形、驅(qū)動(dòng)波形的說明圖。圖3的㈧示出電動(dòng)機(jī)10的反電動(dòng)勢(shì)波形。圖3的⑶示出在電動(dòng)機(jī)10的驅(qū)動(dòng)時(shí)使用的WC控制波形的一例。圖3的(C)示出當(dāng)WC控制波形如圖3的⑶所示時(shí)的施加給電動(dòng)機(jī)10的PWM 驅(qū)動(dòng)波形(模擬)。圖3的(D)示意性示出當(dāng)WC控制波形如圖3的(B)所示時(shí)的施加給電動(dòng)機(jī)10的PWM驅(qū)動(dòng)波形(數(shù)字)。如圖3的(A)所示，反電動(dòng)勢(shì)波形是大致正弦波。圖3 的⑶的WC是Window Comparator (窗比較器)的省略，WC控制波形是對(duì)使用比較器決定的電磁線圈100(圖1)進(jìn)行勵(lì)磁的期間(窗)表示的信號(hào)波形。WC控制波形的活性期間的中心與圖3的㈧所示的反電動(dòng)勢(shì)波形表示最大值的相位相同。如圖3的⑶所示，在圖 3的(A)的反電動(dòng)勢(shì)波形大致為零的相位時(shí)，WC控制波形是零。因此，圖3的(C)所示的模擬的PWM驅(qū)動(dòng)波形在圖3的(A)的反電動(dòng)勢(shì)波形大致為零的相位時(shí)大致為零。圖3的(E)示出縮小圖3的(B)所示的WC控制波形的活性期間后的波形。圖3的 (F)示出當(dāng)WC控制波形如圖3的(E)所示時(shí)的施加給電動(dòng)機(jī)10的PWM驅(qū)動(dòng)波形(模擬)。 圖3的(G)示意性示出當(dāng)WC控制波形如圖3的(E)所示時(shí)的施加給電動(dòng)機(jī)10的PWM驅(qū)動(dòng)波形(數(shù)字)。當(dāng)WC控制波形是非活性時(shí)，圖3的(F)所示的PWM驅(qū)動(dòng)波形為零。并且，將圖3的(D)和圖3的(F)進(jìn)行比較可知，WC控制波形的活性期間越短，脈沖數(shù)就越少。圖4是示出當(dāng)改變了占空比時(shí)的電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形和控制波形、驅(qū)動(dòng)波形的說明圖。圖4的㈧示出電動(dòng)機(jī)10的反電動(dòng)勢(shì)波形。圖4的⑶示出在電動(dòng)機(jī)10的驅(qū)動(dòng)時(shí)使用的WC控制波形的一例。圖4的(A)、⑶是與圖3的(A)、⑶相同的圖。圖4的(C) 示出當(dāng)WC控制波形如圖4的(B)所示時(shí)的施加給電動(dòng)機(jī)10的PWM驅(qū)動(dòng)波形(模擬)。這里，粗線表示增益=100的正弦波中的PWM驅(qū)動(dòng)波形，細(xì)線表示當(dāng)占空比小于正弦波的占空比時(shí)的增益< 100%的PWM驅(qū)動(dòng)波形。圖4的(D)、(E)分別示出與圖4的(C)的粗線、細(xì)線對(duì)應(yīng)的PWM驅(qū)動(dòng)波形(數(shù)字)。將圖4的(D)、(E)進(jìn)行比較可知，在圖4的(D)、(E)中，盡管表示活性期間的脈沖數(shù)相同，然而對(duì)于對(duì)應(yīng)的脈沖寬度，圖4的(E)變細(xì)。另外，在降低占空比的情況下，對(duì)于細(xì)到超過某預(yù)定值的脈沖，可以設(shè)定為零而消除脈沖。圖4的(F) (I)分別與圖4(B) (E)對(duì)應(yīng)，WC控制波形的活性期間比圖4的(B) (E)的WC控制波形的活性期間短。圖5是示出當(dāng)使增益飽和時(shí)的電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形和控制波形、驅(qū)動(dòng)波形的說明圖。圖5的㈧示出電動(dòng)機(jī)10的反電動(dòng)勢(shì)波形。圖5的⑶示出在電動(dòng)機(jī)10的驅(qū)動(dòng)時(shí)使用的WC控制波形的一例。圖5的㈧、⑶是與圖3的㈧、⑶相同的圖。增益是表示 PWM驅(qū)動(dòng)的活性期間長(zhǎng)度的指數(shù)。在本實(shí)施例中，設(shè)當(dāng)PWM驅(qū)動(dòng)波形是正弦波時(shí)的(PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的活性期間)/WC活性期間為增益100%。在占空比低于正弦波中的占空比的情況下， 增益小于100%，在占空比高于正弦波中的占空比的情況下，增益超過100%。在增益超過 100%的情況下，在進(jìn)行飽和的同時(shí)接近矩形波形。圖5的(C)示出在各種增益值時(shí)的PWM 驅(qū)動(dòng)波形(模擬)。圖5的⑶示出在增益100%時(shí)的PWM驅(qū)動(dòng)波形(數(shù)字)。圖5的(E) 示出在增益超過100%時(shí)的PWM驅(qū)動(dòng)波形(數(shù)字)。將圖5的(D)、(E)進(jìn)行比較可知，盡管表示活性期間的脈沖數(shù)相同，然而對(duì)于對(duì)應(yīng)的脈沖寬度，圖5的(E)變細(xì)。圖5的(F)示出與圖5的⑶相比縮小了 WC控制波形的活性期間后的波形。圖5的(G)示出當(dāng)WC控制波形如圖5的(E)所示時(shí)的施加給電動(dòng)機(jī)10的PWM驅(qū)動(dòng)波形(模擬)。在圖5的(G)中，粗線表示增益超過100%的情況。圖6是示出當(dāng)進(jìn)行了超前控制時(shí)的電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形和控制波形、驅(qū)動(dòng)波形的說明圖。這里，如圖3的(E)、圖4的(F)、圖5的(F)所示縮小WC控制寬度。圖6的㈧ 示出電動(dòng)機(jī)10的反電動(dòng)勢(shì)波形。圖6的(B)示出當(dāng)超前角是0°時(shí)的WC控制波形(B-1)、 PWM驅(qū)動(dòng)波形(B-2)、電流波形(B-3)。圖6的(C)、⑶同樣分別示出在超前角是10°、20° 的情況下的WC控制波形、PWM驅(qū)動(dòng)波形、電流波形。如上所述，在電動(dòng)機(jī)10的控制中，不僅能進(jìn)行基于WC寬度的控制(第1控制)、基于占空比的控制(第2控制)，還能進(jìn)行基于超前角的控制。圖7是示出超前與轉(zhuǎn)速的關(guān)系的說明圖。圖8是示出超前與電流的關(guān)系的說明圖。 圖9是示出超前與轉(zhuǎn)速和電流的關(guān)系的說明圖。圖7、圖8對(duì)圖9所示的數(shù)據(jù)作了圖示。在圖7 圖9中，WC控制寬度設(shè)π期間為100% (始終驅(qū)動(dòng))，采用6%,30^^80%這3個(gè)階段。在各WC控制寬度中，調(diào)整了占空比，使得PWM的驅(qū)動(dòng)波形為正弦波。并且，在各WC控制寬度中，調(diào)整了 PWM的驅(qū)動(dòng)電壓，使得當(dāng)超前角=0°時(shí)電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速為lOOOrpm。從圖7可知，當(dāng)使超前角超前時(shí)，電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速提高。該轉(zhuǎn)速的提高方法是，WC 控制寬度越窄，提高越大。該原因被認(rèn)為是，在WC控制寬度窄的情況下，當(dāng)使超前角超前時(shí)，在其前后施加驅(qū)動(dòng)電力的相位超前而幾乎不重疊，在WC控制寬度寬的情況下，即使使超前角超前，在其前后施加驅(qū)動(dòng)電力的相位的大部分也重疊，因而難以出現(xiàn)使超前角超前的效果。并且，從圖8可知，在WC控制寬度窄的情況下，即使使超前角超前，電流的增加率也小。另一方面，在WC控制寬度寬的情況下，在使超前角超前的情況下，電流急劇增加。因此，當(dāng)設(shè)WC控制寬度為6%，并使超前角超前時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速增加約30%而不怎么使電流增加。即，能使電動(dòng)機(jī)10高速旋轉(zhuǎn)。圖10是示出基于T-N特性的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)表的說明圖。右下方的線表示扭矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。這些直線表示W(wǎng)C控制寬度從100%到20%，每20%的T-N特性。最平穩(wěn)的右下方的直線X是用于區(qū)別是否是加速區(qū)域的線，不是表示T-N特性。WC控制寬度在20% 的線的左側(cè)的區(qū)域是高速區(qū)域。即，該區(qū)域是在電動(dòng)機(jī)10用于電動(dòng)汽車和電車等的移動(dòng)體的情況下、和在電動(dòng)汽車和電車高速工作的情況下使用的區(qū)域。WC控制寬度在20%的線的右側(cè)、且WC控制寬度在80%的線的左側(cè)的區(qū)域是中速區(qū)域。WC控制寬度在80%的線的右側(cè)的區(qū)域是起動(dòng)區(qū)域(或低速區(qū)域)。與上述的高速區(qū)域、中速區(qū)域、起動(dòng)區(qū)域不同，直線X 以上的區(qū)域?yàn)榧铀賲^(qū)域。例如，WC控制寬度在20%的線的左側(cè)、且直線X以上的區(qū)域是高速區(qū)域，而且是在加速時(shí)的控制區(qū)域。WC控制寬度在80%的線的右側(cè)、且直線X以下的區(qū)域是起動(dòng)區(qū)域。一般，在該區(qū)域中從速度0發(fā)信，當(dāng)電動(dòng)汽車和電車的速度提高時(shí)(轉(zhuǎn)速提高時(shí))，轉(zhuǎn)移到加速區(qū)域。右上方的線表示扭矩與電流的關(guān)系。與T-N特性一樣，表示W(wǎng)C控制寬度從100% 到20%，每20%的特性。圖10的(B)示出用于切換高速區(qū)域、中速區(qū)域、起動(dòng)區(qū)域的扭矩變換操作桿810。 該扭矩變換操作桿810相當(dāng)于自動(dòng)變速器車中的選擇桿、或者手動(dòng)變速器汽車中的換檔手把。例如，在使扭矩變換操作桿810與自動(dòng)變速器車的選擇桿對(duì)應(yīng)的情況下，起動(dòng)位置是 “L”低檔或者“1”第一檔，中速位置是“S”第二檔或“2”第二檔，高速位置相當(dāng)于“D”驅(qū)動(dòng)檔。另外，自動(dòng)變速器以多檔位進(jìn)行升檔，因而也能考慮中速位置是“D”驅(qū)動(dòng)檔，高速位置是“0D”超速檔(或者overtop，超速檔)。圖10的(C)示出加速踏板820。加速踏板820控制電動(dòng)機(jī)10的占空比。即，當(dāng)加速踏板820的開度大時(shí)，占空比(增益)增大，扭矩增大。在圖10的(C)所示的例子中，設(shè)增益為100%，然而也能是超過100%的增益。圖10的⑶示出制動(dòng)踏板830。制動(dòng)踏板用于使電動(dòng)汽車和電車制動(dòng)的情況。在本實(shí)施例中，使制動(dòng)踏板830和占空比(增益)聯(lián)動(dòng)。即，在對(duì)制動(dòng)踏板830的制動(dòng)踏力強(qiáng) (高制動(dòng))的情況下，增大占空比，將更多的動(dòng)能再生為電能。另一方面，在制動(dòng)踏力弱(低制動(dòng))的情況下，減小占空比，減少動(dòng)能的再生量。當(dāng)增大在制動(dòng)踏力弱的情況下的動(dòng)能的再生量時(shí)，由于過度施加強(qiáng)的電動(dòng)機(jī)10的再生制動(dòng)，因而有可能使駕駛員產(chǎn)生不舒適感。另外，可以通過使扭矩變換操作桿810的WC控制寬度變化，在制動(dòng)時(shí)進(jìn)行動(dòng)能再生。在扭矩變換操作桿810位于起動(dòng)位置的情況下，可以增大WC控制寬度，增大動(dòng)能再生量。在該情況下，再生制動(dòng)增大，即以汽車而言，施加強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。另一方面，在扭矩變換操作桿810位于高速位置的情況下，可以減小WC控制寬度，減小動(dòng)能再生量。在該情況下，不怎么施加再生制動(dòng)。圖11是示出基于包含增益超過100%的情況的T-N特性的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)表的說明圖。在本實(shí)施例中，假定在WC控制寬度期間，PWM驅(qū)動(dòng)波形為正弦波的占空比時(shí)為增益 100%。增益超過100%的狀態(tài)是在WC控制寬度期間，占空比大于正弦波的占空比的狀態(tài) (飽和的狀態(tài))。示出該情況下的T-N特性的圖朝右上方向移動(dòng)。圖11所示的直線Y表示在占空比100%時(shí)的T-N特性。由于占空比不能超過100%，因而直線Y的右上方區(qū)域是不能動(dòng)作的區(qū)域。增益超過100%的情況下的動(dòng)作點(diǎn)是直線Y的左下方，位于與此時(shí)的WC控制寬度對(duì)應(yīng)的T-N特性直線的右上方的區(qū)域，主要包含在加速區(qū)域內(nèi)。圖12是示出本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的控制電路塊的說明圖。這里，假定電動(dòng)機(jī)10的各相不是星型接線或三角形接線而是獨(dú)立接線的三相電動(dòng)機(jī)進(jìn)行說明?？刂齐娐穳K具有 PWM控制部400、CPU405以及U相驅(qū)動(dòng)電路690u W相驅(qū)動(dòng)電路690w。PWM控制部400包含U相驅(qū)動(dòng)控制部500u W相驅(qū)動(dòng)控制部500w。U相驅(qū)動(dòng)電路690u接收來自U相驅(qū)動(dòng)控制部500u的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)10的U相電磁線圈IOOu。無刷電動(dòng)機(jī)10包含U相傳感器300u，PWM控制部400接收來自該U相傳感器300u的位置信號(hào)，進(jìn)行控制。V相、W 相的控制也是一樣。圖13是示出PWM控制部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一例的說明圖。PWM控制部400和CPU405 可以設(shè)置在電路基板310(圖1)上，也可以設(shè)置在通過連接器320(圖1)連接的外部電路上。PWM控制部400具有基本時(shí)鐘生成電路410、1/N分頻器420、PWM部500、正反方向指示值寄存器440、乘法器450、452、454、編碼部460、462、464、AD變換部470、472、474、電壓指令值寄存器480以及勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590。另外，圖12所示的框圖的U相驅(qū)動(dòng)控制部500u 包含圖13所示的說明圖的乘法器450、編碼部460、AD變換部470以及PWM部500內(nèi)的與U 相驅(qū)動(dòng)相關(guān)的控制部。V相驅(qū)動(dòng)控制部500v、W相驅(qū)動(dòng)控制部500w也是一樣?；緯r(shí)鐘生成電路410是產(chǎn)生具有預(yù)定頻率的時(shí)鐘信號(hào)PCL的電路，例如包含PLL 電路。分頻器420產(chǎn)生具有該時(shí)鐘信號(hào)PCL的1/N頻率的時(shí)鐘信號(hào)SDC。N值被設(shè)定為預(yù)定的恒定值。該N值預(yù)先由CPU405設(shè)定在分頻器420內(nèi)。PWM部500根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)PCL、 SDC、從乘法器450、452、妨4提供的乘法值Mu、Mv、Mw、從正反方向指示值寄存器440提供的正反方向指示值RI、從編碼部460、462、464提供的正負(fù)符號(hào)信號(hào)Pu、Pv, Pw以及從勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590提供的勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu、Ev、Ew，生成u、v、w各相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。后面對(duì)該動(dòng)作進(jìn)行描述。在正反方向指示值寄存器440內(nèi)，表示電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的正反方向指示值RI由 CPU405設(shè)定。在本實(shí)施例中，當(dāng)正反方向指示值RI是低電平時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)正反方向指示值RI是高電平時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。提供給PWM部500的其它信號(hào)的值Mu、Mv、Mw、Pu、Pv、Pw、Eu、Ev、Ew按以下方式?jīng)Q定。另外，乘法器450、編碼部460以及AD變換部470是U相用的電路，乘法器452、編碼部462以及AD變換部472是V相用的電路，乘法器454、編碼部464以及AD變換部474是 W相用的電路。另外，由于這些電路組的動(dòng)作相同，因而以下主要說明U相用的電路的動(dòng)作。磁傳感器的輸出SSU被提供給AD轉(zhuǎn)換部470。該傳感器輸出SSU的范圍例如是從 GND(接地電位)到VDD(電源電壓)，其中位點(diǎn)(=VDD/2)是輸出波形的中位點(diǎn)(通過正弦波的原點(diǎn)的點(diǎn))。AD變換部470對(duì)該傳感器輸出SSU進(jìn)行AD變換，生成傳感器輸出的數(shù)字值。AD變換部470的輸出范圍例如是FFh Oh (末尾“h”表示是16進(jìn)制)，中央值80h 相當(dāng)于傳感器波形的中位點(diǎn)。編碼部460對(duì)AD變換后的傳感器輸出值的范圍進(jìn)行變換，并將傳感器輸出值的中位點(diǎn)的值設(shè)定為0。結(jié)果，在編碼部460生成的傳感器輸出值Xu取正側(cè)的預(yù)定范圍(例如 +127 0)和負(fù)側(cè)的預(yù)定范圍(例如0 -128)的值。不過，從編碼部460提供給乘法器 450的是傳感器輸出值Xu的絕對(duì)值，其正負(fù)符號(hào)作為正負(fù)符號(hào)信號(hào)Pu被提供給PWM部500。電壓指令值寄存器480存儲(chǔ)由CPU405設(shè)定的電壓指令值Yu。該電壓指令值Yu與后述的勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu —起，作為設(shè)定電動(dòng)機(jī)的施加電壓的值執(zhí)行功能，例如取0 1. 0 的值。在假定按照不設(shè)定非勵(lì)磁區(qū)間而將全部區(qū)間設(shè)為勵(lì)磁區(qū)間的方式設(shè)定了勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的情況下，Yu = O意味著設(shè)施加電壓為零，Yu= 1.0意味著設(shè)施加電壓為最大值。乘法器450將從編碼部460輸出的傳感器輸出值Xu和電壓指令值Yu相乘來進(jìn)行整數(shù)化，將該乘法值Mu提供給PWM部500。PWM部500的輸出被輸入到三相驅(qū)動(dòng)電路690，驅(qū)動(dòng)電磁線圈 IOOu 100w。來自扭矩變換操作桿810、加速踏板820、制動(dòng)踏板830的控制信號(hào)被輸入到 CPU405。并且，控制表840與CPU405連接。CPU405根據(jù)來自扭矩變換操作桿810、加速踏板820、制動(dòng)踏板830的控制信號(hào)(踩下量)，參照控制表840，決定勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的寬度和超前量，輸出勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu?？刂票?40優(yōu)選地被設(shè)定成，勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的寬度越窄，越使勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的超前角超前。另外，加速踏板820、制動(dòng)踏板830的踩下量與勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的寬度和超前量的調(diào)整量的關(guān)系預(yù)先根據(jù)試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。不過，也可以將控制表840設(shè)定成僅調(diào)整勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的寬度和超前量中的一方。圖14是示出P麗部500(圖13)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一例的框圖。PWM部530具有計(jì)數(shù)器501、502、503、“異或”電路511、512、513以及驅(qū)動(dòng)波形形成部521、522、523。計(jì)數(shù)器501、 “異或”電路511以及驅(qū)動(dòng)波形形成部521是U相用的電路，計(jì)數(shù)器502、“異或”電路512以及驅(qū)動(dòng)波形形成部522是V相用的電路，計(jì)數(shù)器503、“異或”電路513以及驅(qū)動(dòng)波形形成部 523是W相用的電路。關(guān)于這些電路的動(dòng)作，參照時(shí)序圖進(jìn)行說明。圖15是示出電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)的PWM部500的動(dòng)作的時(shí)序圖。由于U相、V相、W相的動(dòng)作相同，因而這里以U相為例進(jìn)行說明。在該圖中示出2個(gè)時(shí)鐘信號(hào)PCL、SDC、正反方向指示值RI、勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu、乘法值Mu、正負(fù)符號(hào)信號(hào)Pu、計(jì)數(shù)器501內(nèi)的計(jì)數(shù)值CM1、計(jì)數(shù)器501的輸出Si、“異或”電路511的輸出S2以及來自驅(qū)動(dòng)波形形成部521的驅(qū)動(dòng)信號(hào) DRVAl DRVA4。計(jì)數(shù)器501針對(duì)時(shí)鐘信號(hào)SDC的每1期間，重復(fù)與時(shí)鐘信號(hào)PCL同步地使計(jì)數(shù)值CMl遞減計(jì)數(shù)到0的動(dòng)作。計(jì)數(shù)值CMl的初始值被設(shè)定為乘法值Mu。另外，在圖15 中，為了便于圖示，乘法值Mu也描繪有負(fù)值，在計(jì)數(shù)器501中使用的是其絕對(duì)值|Mu|。計(jì)數(shù)器501的輸出Sl在計(jì)數(shù)值CMl不是0的情況下被設(shè)定為高電平，在計(jì)數(shù)值CMl是0時(shí)下降為低電平。“異或”電路511輸出表示正負(fù)符號(hào)信號(hào)Pu和正反方向指示值RI的“異或”的信號(hào)S2。在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的情況下，正反方向指示值RI是低電平。因此，“異或”電路511的輸出S2是與正負(fù)符號(hào)信號(hào)Pu相同的信號(hào)。驅(qū)動(dòng)波形形成部521根據(jù)計(jì)數(shù)器501的輸出Si、 和“異或”電路511的輸出S2，生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVAl DRVA4。S卩，在計(jì)數(shù)器501的輸出Sl 中，將“異或”電路511的輸出S2是低電平的期間的信號(hào)作為第1、第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA1、 DRVA2進(jìn)行輸出，將輸出S2是高電平的期間的信號(hào)作為第3、第4驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA3、DRVA4進(jìn)行輸出。另外，在圖15的右端部附近，勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu下降到低電平，由此設(shè)定非勵(lì)磁區(qū)間NEP。因此，在該非勵(lì)磁區(qū)間NEP中，不輸出任何的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVAl DRVA4而維持在高阻抗?fàn)顟B(tài)。圖16是示出電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的PWM部500的動(dòng)作的時(shí)序圖。在電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，正反方向指示值RI被設(shè)定為高電平。結(jié)果，第1、第2驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA1、DRVA2和第3、第4驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA3、DRVA4與圖15所示的情況替換，結(jié)果，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)是可理解的。另外，關(guān)于PWM 部500的V相用的電路502、512、522以及W相用的電路503、513、523，也執(zhí)行相同動(dòng)作。圖17是示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的說明圖。勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部 590具有電子可變電阻器492、電壓比較器494、496以及“或”電路498。電子可變電阻器 492的電阻值Rv由CPU405設(shè)定。電子可變電阻器492的兩端電壓V1、V2被提供給電壓比較器494、496中的一方的輸入端子。傳感器輸出SSU被提供給電壓比較器494、496中的另一方的輸入端子。另外，在圖17中，為了便于圖示省略了 V相、W相用的電路。電壓比較器 494,496的輸出信號(hào)Sp、Sn被輸入到“或”電路498?！盎颉彪娐?98的輸出是用于區(qū)別勵(lì)磁區(qū)間和非勵(lì)磁區(qū)間的勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eux。勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eux被送到CPU405，CPU405根據(jù)勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eux的長(zhǎng)度、以及來自扭矩變換操作桿810、加速踏板820、制動(dòng)踏板830的控制信號(hào)，參照控制表840，決定勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的超前角(參照?qǐng)D13)。另外，在不使超前角超前的情況下，勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu和Eux是相同信號(hào)。圖17的(B)示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的動(dòng)作。電子可變電阻器492的兩端電壓 Vl、V2是通過調(diào)整電阻值Rv來變更的。具體地說，兩端電壓V1、V2被設(shè)定為與電壓范圍的中央值(=VDD/2)的差值相等的值。在傳感器輸出SSU高于第1電壓Vl的情況下，第1 電壓比較器494的輸出Sp為高電平，另一方面，在傳感器輸出SSU低于第2電壓V2的情況下，第2電壓比較器496的輸出Sn為高電平。勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eux是取這些輸出信號(hào)Sp、Sn 的邏輯和的信號(hào)。因此，如圖17的⑶的下部所示，勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eux可用作表示勵(lì)磁區(qū)間EP和非勵(lì)磁區(qū)間NEP的信號(hào)。勵(lì)磁區(qū)間EP和非勵(lì)磁區(qū)間NEP的設(shè)定是通過由CPU405 調(diào)整可變電阻值Rv來進(jìn)行的。圖18是示出編碼部的動(dòng)作和時(shí)序圖的說明圖。這里，以U相用的編碼部460(圖 13)為例進(jìn)行說明。編碼部460從ADC部470(圖13)接收ADC信號(hào)，生成傳感器輸出值Xu和正負(fù)符號(hào)信號(hào)Pu。這里，傳感器輸出值Xu是使ADC信號(hào)移動(dòng)到+127 -1 并取其絕對(duì)值的值。并且，關(guān)于正負(fù)符號(hào)信號(hào)Pu，在ADC信號(hào)的值小于0的情況下，設(shè)正負(fù)符號(hào)信號(hào)Pu 為H，在ADC信號(hào)的值大于0的情況下，設(shè)正負(fù)符號(hào)信號(hào)Pu為L(zhǎng)。另外，正負(fù)符號(hào)信號(hào)Pu的正負(fù)也可以相反。圖19是示出三相驅(qū)動(dòng)電路和電磁線圈的說明圖。三相驅(qū)動(dòng)電路690具有U相驅(qū)動(dòng)電路690u W相驅(qū)動(dòng)電路690w。由于各驅(qū)動(dòng)電路690u 690w的結(jié)構(gòu)相同，因而以U相驅(qū)動(dòng)電路690u為例進(jìn)行說明。U相驅(qū)動(dòng)電路690u是H型橋電路，根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVAl DRVA4驅(qū)動(dòng)U相電磁線圈IOOu。另外，在本實(shí)施例中，與電源側(cè)連接的晶體管Al、A3的柵極與電平移動(dòng)電路695u連接。電平移動(dòng)電路695u用于將晶體管Al、A3中的柵極電位與電源電位Vs相比提高。即使晶體管Al導(dǎo)通，端子ul的電位也僅提高到柵極電位-晶體管 Al的閾值。因此，當(dāng)柵極電位與漏極電位相同時(shí)，發(fā)生所謂的閾值下降。在通過電平移動(dòng)電路695u將晶體管Al的柵極電位提高到電源電位VS+晶體管Al的閾值以上的情況下，在晶體管Al導(dǎo)通時(shí)，能使端子ul的電位上升到電源電位Vs。另外，也可以沒有電平移動(dòng)電路695u。并且，在使用P溝道的晶體管作為晶體管Al的情況下，也可以沒有電平移動(dòng)電路 695u。晶體管A3也是一樣。附有符號(hào)Iul的箭頭表示當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA1、DRVA2接通時(shí)流入電磁線圈IOOu的電流的方向，附有符號(hào)Iu2的箭頭表示當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA3、DRVA4接通時(shí)流入電磁線圈IOOu的電流的方向。V相驅(qū)動(dòng)電路690v、W相驅(qū)動(dòng)電路690w也是一樣。圖20是示出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的接通斷開和電磁線圈的動(dòng)作的說明圖。這里，以U相為例進(jìn)行說明。V相、W相也是一樣。在圖20的(a)所示的例子中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRAVl和DRVA2同步，驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRAV3和DRVA4同步。在驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRAVl和DRVA2接通的期間，電流按正方向 (圖19所示的符號(hào)Iul的方向)流入電磁線圈100u。在驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRAV3和DRVA4接通的期間，電流按負(fù)方向(圖19所示的符號(hào)Iu2的方向)流入電磁線圈lOOu。另外，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRAVl DRVA4斷開的期間，是高阻抗(HiZ)。另一方面，在圖20的(b)所示的例子中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA2在驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVAl接通的周期始終接通，驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA4在驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA3接通的周期始終接通。該情況也一樣， 在驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVAl和DRVA2的雙方接通的期間，電流按正方向(圖19所示的符號(hào)Iul的方向)流入電磁線圈100u。在驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA3和DRVA4的雙方接通的期間，電流按負(fù)方向 (圖19所示的符號(hào)Iu2的方向)流入電磁線圈lOOu。不過，這樣當(dāng)使驅(qū)動(dòng)接地側(cè)的晶體管 A2、A4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVA2、DRVA4在該周期始終接通時(shí)，即使在晶體管A1、A3斷開的期間，也能使從被勵(lì)磁的電磁線圈部產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引起的電流流動(dòng)，具有可增大扭矩的效果。圖21是示出各相的電磁線圈的連接的說明圖。在本實(shí)施例中，各相具有多個(gè)電磁線圈IOOu 100w。各電磁線圈IOOu IOOw在各相中串聯(lián)連接。通過串聯(lián)連接，能減少電流。另外，各電磁線圈IOOu IOOw也可以并聯(lián)連接。通過并聯(lián)連接，能提高施加給各電磁線圈IOOu IOOw的電壓，增大輸出。圖22是示出在進(jìn)行超前控制的情況下的PWM控制部的另一結(jié)構(gòu)的說明圖。圖22 所示的結(jié)構(gòu)與圖13所示的結(jié)構(gòu)大致相同，然而不同點(diǎn)是，如后所述，勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同；在位置傳感器300u 300w與勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590之間具有電壓比較器 585 ；以及時(shí)鐘信號(hào)PCL被輸入到勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590。圖23是示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的結(jié)構(gòu)的框圖。該圖23不僅示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590，還示出磁傳感器300u、電壓比較器585、PLL電路510以及CPU405。另外，這里，以 u相為例進(jìn)行說明，然而ν相、w相也是一樣。勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590具有控制部592、第1計(jì)數(shù)部594、第2計(jì)數(shù)部596、計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部598以及2個(gè)運(yùn)算值存儲(chǔ)部600、602。勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590還具有2個(gè)乘法電路604、605、運(yùn)算電路606、2個(gè)運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)部608、610以及比較電路612。PLL電路510生成在勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590內(nèi)使用的時(shí)鐘信號(hào)PCL?？刂撇?92 將該時(shí)鐘信號(hào)PCL提供給計(jì)數(shù)部594、596，并將適當(dāng)?shù)谋３侄〞r(shí)(閂鎖定時(shí))提供給計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部598和運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)部608、610。它們按以下進(jìn)行動(dòng)作。另外，最初說明了不使超前角超前的方式，下面說明使超前角超前的方式。圖M是示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的動(dòng)作的時(shí)序圖。首先，電壓比較器585將來自磁傳感器300u的信號(hào)SSU(模擬)與基準(zhǔn)信號(hào)(未圖示)進(jìn)行比較，生成作為數(shù)字信號(hào)的電壓比較器信號(hào)SC。優(yōu)選的是，該基準(zhǔn)信號(hào)的電平被設(shè)定為傳感器信號(hào)SSU可取的電平的中央值。第1計(jì)數(shù)部594根據(jù)從控制部592提供的時(shí)鐘信號(hào)PCL，對(duì)在電壓比較器信號(hào)SC 表示高電平的期間中的時(shí)鐘數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。即，第1計(jì)數(shù)部594在電壓比較器信號(hào)SC從低電平變?yōu)楦唠娖降亩〞r(shí)開始計(jì)數(shù)，在電壓比較器信號(hào)SC表示低電平的定時(shí)，將此時(shí)的計(jì)數(shù)值 Ni (i是周期的編號(hào))存儲(chǔ)在計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部598內(nèi)。第1計(jì)數(shù)部594之后在下一周期中電壓比較器信號(hào)SC再次表示高電平的定時(shí)，將內(nèi)部的計(jì)數(shù)值Ni重置為0，將電壓比較器信號(hào)SC 表示高電平的期間中的時(shí)鐘數(shù)再次計(jì)數(shù)為計(jì)數(shù)值N(i+1)。然后，第1計(jì)數(shù)部594在電壓比較器信號(hào)SC表示低電平的定時(shí)，將此時(shí)的計(jì)數(shù)值N(i+1)在計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部598內(nèi)進(jìn)行改寫。第1運(yùn)算值存儲(chǔ)部600 (圖2 存儲(chǔ)由CPU220設(shè)定的運(yùn)算值ST。在圖23和圖M 的例子中，運(yùn)算值ST = 0. 2。運(yùn)算電路606從1減去存儲(chǔ)在運(yùn)算值ST存儲(chǔ)部600內(nèi)的運(yùn)算值ST，將獲得的運(yùn)算結(jié)果(運(yùn)算值ED = 1-ST)存儲(chǔ)在第2運(yùn)算值存儲(chǔ)部602內(nèi)。第1乘法電路604將存儲(chǔ)在計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部598內(nèi)的計(jì)數(shù)值M、與存儲(chǔ)在第1運(yùn)算值存儲(chǔ)部600內(nèi)的運(yùn)算值ST相乘，將獲得的運(yùn)算結(jié)果(=NiXST)存儲(chǔ)在第1運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)部608內(nèi)。第2 乘法電路605將存儲(chǔ)在計(jì)數(shù)值存儲(chǔ)部598內(nèi)的計(jì)數(shù)值M、與存儲(chǔ)在第2運(yùn)算值存儲(chǔ)部602 內(nèi)的運(yùn)算值ED相乘，將獲得的運(yùn)算結(jié)果( = NiXED)存儲(chǔ)在第2運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)部610內(nèi)。第2計(jì)數(shù)部596根據(jù)從控制部592提供的時(shí)鐘信號(hào)PCL，從電壓比較器信號(hào)SC表示高電平的定時(shí)開始時(shí)鐘數(shù)的計(jì)數(shù)，在表示低電平的定時(shí)結(jié)束計(jì)數(shù)。然后，將計(jì)數(shù)器重置為 0，并開始從電壓比較器信號(hào)SC表示低電平的定時(shí)起的時(shí)鐘數(shù)的計(jì)數(shù)，在表示高電平的定時(shí)結(jié)束計(jì)數(shù)。這些計(jì)數(shù)值M被依次輸入到比較電路612。比較電路612是生成勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu并將其輸出的窗比較器。S卩，將存儲(chǔ)在第1 運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)部608內(nèi)的運(yùn)算結(jié)果(=Ni X ST)與從第2計(jì)數(shù)部596依次輸入的第2計(jì)數(shù)值M進(jìn)行比較，在它們一致的定時(shí)使勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu為高電平。然后，將存儲(chǔ)在第2運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)部610內(nèi)的運(yùn)算結(jié)果(=NiXED)與從第2計(jì)數(shù)部596依次輸入的第2計(jì)數(shù)值M 進(jìn)行比較，在它們一致的定時(shí)使勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu為低電平。即使在電壓比較器信號(hào)SC表示低電平的期間中，也使用與上述相同的方法輸出勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu。圖25是對(duì)使超前角超前的方式進(jìn)行說明的說明圖。與圖23所示的例子的不同點(diǎn)僅在于，存儲(chǔ)在運(yùn)算值存儲(chǔ)部602內(nèi)的運(yùn)算值ED的值被設(shè)定為獨(dú)立于運(yùn)算值ST的值，其它結(jié)構(gòu)相同。圖沈是示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的動(dòng)作的時(shí)序圖。與圖M所示的例子的不同點(diǎn)僅在于，運(yùn)算值ED的值由CPU220設(shè)定為0. 6，以及通過將運(yùn)算值ED設(shè)定為0. 6，勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的勵(lì)磁區(qū)間EP的中心位置是比電壓比較器信號(hào)SC的高電平信號(hào)期間的中心位置在時(shí)間上提前的位置，其它動(dòng)作相同。圖27是示出勵(lì)磁區(qū)間設(shè)定部590的動(dòng)作的另一例的時(shí)序圖。與圖沈的不同點(diǎn)在于，運(yùn)算值ST被設(shè)定為0. 4，運(yùn)算值ED被設(shè)定為0. 8，以及勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的勵(lì)磁區(qū)間EP 的中心位置是比電壓比較器信號(hào)SC的高電平信號(hào)期間的中心位置在時(shí)間上滯后的位置， 其它動(dòng)作與圖26相同。如上所述，在運(yùn)算值ST的值和運(yùn)算值ED的值由CPU405任意設(shè)定的情況下，能任意設(shè)定勵(lì)磁區(qū)間EP的相位(時(shí)間寬度和時(shí)間位置)。優(yōu)選的是，CPU405根據(jù)例如來自扭矩變換操作桿810、加速踏板820、制動(dòng)踏板830的控制信號(hào)，參照控制表840，設(shè)定運(yùn)算值ST 的值和運(yùn)算值ED的值。這樣，即使不使第IPWM信號(hào)PWMl和第2PWM信號(hào)PWM2的相位超前，而僅使勵(lì)磁區(qū)間EP的時(shí)間位置超前，也能進(jìn)行使第1驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRVAl和第2驅(qū)動(dòng)信號(hào) DRVA2的相位超前的超前控制。并且，與超前控制一樣，也能實(shí)現(xiàn)滯后控制。以上，根據(jù)本實(shí)施例，CPU405以在電磁線圈100 (IOOu IOOw)中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)成為最大值的相位為中心，執(zhí)行設(shè)定使電磁線圈100勵(lì)磁的勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu Ew的第1 扭矩控制、和變更驅(qū)動(dòng)電磁線圈100的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比的第2扭矩控制，CPU405在第1扭矩控制中，進(jìn)行使勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu Ew的中心相位的值比在電磁線圈100中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)成為最大值的相位的值提前的超前控制，并在第2扭矩控制中，設(shè)正弦波中的增益為 100%，變更所述占空比以達(dá)到超過100%的增益，因而能進(jìn)行效率良好的電動(dòng)機(jī)控制。在本實(shí)施例中，勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu Ew的長(zhǎng)度越短，超前控制中的超前量被設(shè)定得越大，在勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu Ew的長(zhǎng)度短的期間，能進(jìn)行電動(dòng)機(jī)10的高速旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，CPU405在電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的情況下，在第1扭矩控制中進(jìn)行縮小勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu Ew的控制，因而能實(shí)現(xiàn)低扭矩、高速旋轉(zhuǎn)。并且，CPU405在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在第1扭矩控制中進(jìn)行擴(kuò)大勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu Ew的控制，因而能進(jìn)行高扭矩的起動(dòng)。 而且，CPU405在加速時(shí)，在第1扭矩控制中進(jìn)行擴(kuò)大勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu Ew的控制，因而通過高扭矩而使加速容易。CPU405由于具有用于進(jìn)行控制的控制表840，因而能容易設(shè)定勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu Ew的寬度和超前量。[第2實(shí)施例]圖觀是示出第2實(shí)施例的說明圖。在第2實(shí)施例中，進(jìn)行來自電動(dòng)機(jī)10 (未圖示) 的再生控制。在第2實(shí)施例中，具有再生控制部700、U相充電切換部710u 710w以及蓄電部800。再生控制部700包含U相再生控制電路700u W相再生控制電路700w。由于 U相再生控制電路700u W相再生控制電路700w的結(jié)構(gòu)相同，因而以U相再生控制電路 700u為例進(jìn)行說明。U相再生控制電路700u相對(duì)于U相電磁線圈IOOu與驅(qū)動(dòng)電路690u 并聯(lián)連接。U相再生控制部700u具有反相電路720u、緩沖電路730u、由二極管構(gòu)成的整流電路740u 74!3u、開關(guān)晶體管750u、760u以及電阻752u、762u。在勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu接通，踩下了制動(dòng)踏板830的情況下，U相充電切換部710u接通(=1 = H)。此時(shí)，也可以是，制動(dòng)踏板830的踩下力越大，即減速度越大，就越延長(zhǎng)勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的接通期間。當(dāng)U相充電切換部710u接通時(shí)，反相電路720u的輸出為L(zhǎng)，開關(guān)晶體管750u處于導(dǎo)通狀態(tài)。另一方面，由于緩沖電路730u的輸出為H，因而開關(guān)晶體管760u處于截止?fàn)顟B(tài)。于是，電動(dòng)機(jī)能經(jīng)由開關(guān)晶體管750u，再生在U相電磁線圈IOOu產(chǎn)生的電力，給蓄電部800充電。反之，當(dāng)U相充電切換部710u斷開( = O = L)時(shí)，由于緩沖電路730u而使開關(guān)晶體管760u處于導(dǎo)通狀態(tài)。另一方面，反相電路720u的輸出為H，開關(guān)晶體管750u處于截止?fàn)顟B(tài)。在該情況下，能從蓄電部800向U相電磁線圈IOOu提供電流。在本實(shí)施例中，在踩下了制動(dòng)踏板830的情況下，CPU405使U相充電切換部7IOu 接通，然而在去除加速踏板的踩下力，被要求發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的情況下，也可以使U相充電切換部710u接通，進(jìn)行再生制動(dòng)和動(dòng)能再生。CPU405在電動(dòng)機(jī)的減速時(shí)，進(jìn)行減速度越大則在第一扭矩控制中越擴(kuò)大勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的控制，通過進(jìn)行能量再生，增大再生能量，并且當(dāng)減速度小時(shí)，進(jìn)行縮小勵(lì)磁區(qū)間信號(hào)Eu的控制，可抑制由急劇的減速引起的不舒適感的產(chǎn)生。[變型例]本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)也能用作移動(dòng)體和機(jī)器人用的電動(dòng)機(jī)。圖四是示出本發(fā)明的變型例的利用了電動(dòng)機(jī)的鐵道車輛的說明圖。該鐵道車輛1500具有電動(dòng)機(jī)1510和車輪1520。 該電動(dòng)機(jī)1510驅(qū)動(dòng)車輪1520。而且，電動(dòng)機(jī)1510在鐵道車輛1500的制動(dòng)時(shí)用作發(fā)電機(jī)， 再生電力。作為該電動(dòng)機(jī)1510，可利用上述各種無刷電動(dòng)機(jī)。以上，根據(jù)若干實(shí)施例說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，然而上述的本發(fā)明的實(shí)施方式是用于容易理解本發(fā)明的實(shí)施方式，并不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定。當(dāng)然，本發(fā)明在不脫離其主旨和權(quán)利要求范圍的情況下，可進(jìn)行變更和改良，并且本發(fā)明包含其等價(jià)物。
1權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)械裝置，其中，該電動(dòng)機(jī)械裝置具有電磁線圈；PWM驅(qū)動(dòng)電路，其用于將PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述電磁線圈；以及控制部，其控制所述PWM驅(qū)動(dòng)電路，所述控制部執(zhí)行第1控制和第2控制，在所述第1控制中，設(shè)定作為將所述PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述電磁線圈的區(qū)間的勵(lì)磁區(qū)間，在所述第2控制中，變更所述PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，所述控制部在所述第1控制中，進(jìn)行使所述勵(lì)磁區(qū)間的中心的相位比所述電磁線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)成為最大值的相位的值超前的超前控制，并且，在所述第2控制中，增大所述占空比，使得在設(shè)生成模擬正弦波的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的增益為100%的情況下，實(shí)現(xiàn)超過 100%的增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)械裝置，其中，所述勵(lì)磁區(qū)間的長(zhǎng)度越短，所述超前控制中的超前量被設(shè)定得越大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)機(jī)械裝置，其中，所述控制部在所述第1控制中還進(jìn)行這樣的控制所述電動(dòng)機(jī)械裝置越高速工作，越縮小所述勵(lì)磁區(qū)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)械裝置，其中，所述控制部在所述電動(dòng)機(jī)械裝置減速時(shí)，在進(jìn)行減速度越大則在所述第1控制中越擴(kuò)大所述勵(lì)磁區(qū)間的控制的同時(shí)，進(jìn)行能量再生。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動(dòng)機(jī)械裝置，其中，該電動(dòng)機(jī)械裝置具有電磁線圈；PWM驅(qū)動(dòng)電路，其用于將PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述電磁線圈；以及控制部，其控制所述PWM驅(qū)動(dòng)電路，所述控制部執(zhí)行第1控制和第2控制，在所述第1控制中，設(shè)定作為將所述PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述電磁線圈的區(qū)間的勵(lì)磁區(qū)間，在所述第2控制中，變更所述PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，所述控制部在所述第1控制中，進(jìn)行使所述勵(lì)磁區(qū)間的中心的相位比所述電磁線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)成為最大值的相位的值超前的超前控制，并且，在所述第2控制中，增大所述占空比，使得在設(shè)生成模擬正弦波的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的增益為100％的情況下，實(shí)現(xiàn)超過100％的增益。
文檔編號(hào)H02P6/08GK102263540SQ201110134549
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者竹內(nèi)啟佐敏 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社