專利名稱：同步電動機及同步電動機的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)和熱水器等所采用的同步電動機及同步電動機的控 制方法。
背景技術(shù)：
近年來，針對空調(diào)和熱水器等的風扇電動機，為了能夠大范圍的可變 速控制、節(jié)約耗電量或低噪音驅(qū)動，而采用了同步電動機，并利用同步電 動機內(nèi)部的電動機驅(qū)動裝置來對該同步電動機進行正弦波驅(qū)動。
通常，在同步電動機的內(nèi)部作為位置傳感器安裝有廉價且結(jié)構(gòu)簡單的
霍爾IC和逆變器主電路。利用霍爾IC檢測同步電動機的磁極位置，并依據(jù)
該磁極位置的信息來控制逆變器主電路的開關(guān)元件，對同步電動機的繞組 施加電壓以進行驅(qū)動。另外，在與同步電動機外部的協(xié)調(diào)中，直流電源、
15V左右的控制電源、GND、 DUTY指令、旋轉(zhuǎn)速度脈沖一般全部作為模 擬信息來使用。其中，從電動機外部向內(nèi)部供給的是上述直流電源、上述 控制電源、上述GND、上述DUTY指令，從電動機內(nèi)部向外部報告的是上 述旋轉(zhuǎn)速度脈沖。上述DUTY指令是逆變器主電路各相正負開關(guān)元件的 ON/OFF期間的DUTY比的指令，DUTY指令越大，逆變器主電路向電動機 輸出的電壓越大。另外，在從外部向內(nèi)部的供給中，DUTY指令有時也以 轉(zhuǎn)矩指令或速度指令等的意思進行使用。為了分離電動機的內(nèi)部和外部， 將該DUTY指令以及上述旋轉(zhuǎn)速度脈沖經(jīng)由絕緣電路與電動機外部的微機 連接。
在專利文獻l中公開了現(xiàn)有的同步電動機驅(qū)動裝置。 該同步電動機驅(qū)動裝置從直流電源向同步電動機驅(qū)動裝置供給電力。 檢測流過電動機的電源電流，并生成與檢測出的電源電流的峰值相應(yīng)的電 流信號。輸入該電流信號、和從外部輸入的轉(zhuǎn)矩指令信號(電流值的指令信 號)，輸出轉(zhuǎn)矩指令信號減去電流信號所得到的值即誤差信號。利用位置傳感器輸出相對于電動機的多相定子繞組所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓具有一定相位 關(guān)系的位置傳感器信號，并根據(jù)該相位生成電壓值周期性地變化的正弦波 信號。該正弦波信號的振幅根據(jù)上述誤差信號來確定。
另一方面，檢測流過電動機繞組的相電流的相位，檢測位置傳感器信 號和電流相位信號的相位差，根據(jù)該相位差信號，補正相對于位置傳感器 信號的相位而生成的正弦波信號的相位。
根據(jù)這樣獲得的正弦波信號的振幅和相位，通過公知的PWM控制來 作成驅(qū)動信號，并將該驅(qū)動信號給予門極驅(qū)動電路，來驅(qū)動逆變器內(nèi)的開 關(guān)元件。
艮P，專利文獻l所公開的現(xiàn)有同步電動機驅(qū)動裝置，首先根據(jù)與電源 電流的峰值相應(yīng)的電流信號和從外部輸入的轉(zhuǎn)矩指令的偏差來決定電動 機所輸出的電壓的振幅。接著，根據(jù)位置傳感器信號和相電流的相位差來 決定電動機所輸出的電壓的相位，并驅(qū)動電動機。
專利文獻1日本特開2006-34086號公報
以往，DUTY指令、轉(zhuǎn)矩指令或速度指令是模擬信號。因此，由于操 作過電壓(switching surge)、各指令的生成電路以及檢測電路的偏差影響， 而難以正確地進行檢測，特別在指令值變小的低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域中有無法成為 希望的旋轉(zhuǎn)速度這樣的問題、及電動機的旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生變動這樣的問題。 另外，由于旋轉(zhuǎn)速度脈沖也是模擬信號，所以存在電動機的旋轉(zhuǎn)速度與上 述同樣發(fā)生變動、或誤檢測旋轉(zhuǎn)速度這樣的問題。
另外，在DUTY指令或?qū)＠墨I1的轉(zhuǎn)矩指令的情況下，向電動機輸出 的電壓大小根據(jù)直流電壓的變動而發(fā)生變化，因此除了電動機的旋轉(zhuǎn)速度 發(fā)生變動之外，還存在100Hz或120Hz拍音的噪音問題、及負載變動所導致 的效率降低的問題。
另外，為了降低價格，而將電動機內(nèi)部與外部的連接抑制到最低限度， 從電動機內(nèi)部向外部報告的信息僅是旋轉(zhuǎn)速度脈沖，從而難以在電動機的 外部檢知電動機的狀態(tài)以及安裝在電動機內(nèi)的風扇等負載的狀態(tài)。例如， 難以在電動機的外部檢知安裝在電動機內(nèi)的風扇的堵塞的進展狀況。
另外，為了保持著將電動機內(nèi)部與外部的連接抑制到最低限度的狀況 來檢測負載狀態(tài)，在電動機的外部安裝電流檢測電路時，由于與檢測位置分離，所以存在電流檢測精度惡化的問題、以及需要與電動機內(nèi)部絕緣的 電路導致成本上升這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在低噪音下拓寬了電動機驅(qū)動范圍的同步電動 機或同步電動機的控制方法。
本發(fā)明的其他目的是提供不用增加絕緣電路僅以廉價的結(jié)構(gòu)就能夠 收發(fā)多個信息、并可以在電動機外部確認安裝在電動機內(nèi)的負載的狀態(tài)的 同步電動機或同步電動機的控制方法。
為了解決上述課題，而在本發(fā)明中采取了以下的技術(shù)手段。
第l技術(shù)手段的特征是，在內(nèi)置了提供可變電壓/可變頻率的3相交流電
壓的3相逆變器、和檢測磁極位置的位置傳感器的同步電動機中，內(nèi)置有 輸入電流檢測單元，其檢測輸入電流或輸入電流相當值并變換為數(shù)字信 號；電動機速度運算單元，其數(shù)字運算上述同步電動機的旋轉(zhuǎn)速度；數(shù)字 通信接收單元，其利用通信從上述同步電動機的外部接收數(shù)字的速度指令 值、輸入電流指令值或輸入功率指令值；數(shù)字反饋控制單元，其調(diào)節(jié)上述 3相逆變器的輸出交流電壓和輸出頻率，使上述同步電動機的旋轉(zhuǎn)速度、 輸入電流或輸入功率接近上述速度指令值、輸入電流指令值或輸入功率指 令值；以及數(shù)字通信發(fā)送單元，其向上述同步電動機的外部發(fā)送與上述同 步電動機的旋轉(zhuǎn)速度、輸入電流或輸入功率相關(guān)的數(shù)字信號。
這里，對于具有逆變器的同步電動機，輸入電流直接作為逆變器直流 側(cè)的直流輸入電流，但是例如考慮了根據(jù)同步電動機各相的繞組電流來運 算輸入電流相當值等的各種檢測/運算方法。將這些統(tǒng)稱為輸入電流或輸入 電流相當值。
第2技術(shù)手段的特征是，利用內(nèi)置于上述同步電動機的微型計算機來 執(zhí)行這些數(shù)字運算處理。
在本發(fā)明優(yōu)選的第l實施方式中，提供了一種同步電動機，在其內(nèi)部 具有輸出用于驅(qū)動同步電動機的可變電壓/可變頻率的3相交流電壓的3 相逆變器、和檢測同步電動機的磁極位置的位置傳感器，在該同步電動機 中具備輸入電流檢測電路，其模擬檢測流過3相逆變器的直流輸入端子的輸入電流；輸入電流運算單元，其根據(jù)該輸入電流來算出數(shù)字輸入電流 值；電動機速度運算單元，其根據(jù)上述位置傳感器的輸出來數(shù)字運算同步 電動機的旋轉(zhuǎn)速度；通信接收單元，其從同步電動機的外部接收速度指令 值；速度控制單元，其調(diào)節(jié)3相逆變器所輸出的交流電壓的大小和頻率， 使同步電動機的旋轉(zhuǎn)速度接近上述速度指令值；以及通信發(fā)送單元，其將 上述輸入電流值和電動機速度向同步電動機的外部發(fā)送。 (發(fā)明效果)
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，可實現(xiàn)低噪音、在電動機外部可正確地 檢知電動機負載狀態(tài)以及電動機速度、且不用增加電動機內(nèi)部與外部的絕 緣電路僅以廉價的結(jié)構(gòu)就能夠收發(fā)多個信息的同步電動機。
在以下所述的實施方式中，使本發(fā)明的其他目的和特征變得明確。


圖l是表示本發(fā)明實施例l的同步電動機整體結(jié)構(gòu)的框圖。 圖2是本發(fā)明實施例1的輸入電流檢測電路13的電路圖。 圖3是本發(fā)明實施例1中的主處理的處理流程圖。 圖4是本發(fā)明實施例1中的PWM插入處理的流程圖。 圖5是本發(fā)明實施例1中的位置檢測插入處理的流程圖。 圖6是本發(fā)明實施例1中的相感應(yīng)電壓、位置傳感器信號和位置狀態(tài)的 關(guān)系圖。
圖7是本發(fā)明實施例1中的極性計數(shù)器和相位差計數(shù)器的存儲區(qū)域說 明圖。
圖8是本發(fā)明實施例1中的間隔時間的存儲區(qū)域說明圖。
圖9是本發(fā)明實施例1中的控制周期插入處理的流程圖。
圖IO是本發(fā)明實施例1中的輸入電流取入處理的流程圖。
圖1 l是本發(fā)明實施例1中的輸入電流值和微機AD值的關(guān)系圖。
圖12是本發(fā)明實施例1中的速度控制處理的流程圖。
圖13是本發(fā)明實施例1中的通信接收插入處理的流程圖。
圖14是本發(fā)明實施例1中的通信發(fā)送插入處理的流程圖。
圖15是表示本發(fā)明實施例2的同步電動機的整體框圖。圖16是本發(fā)明實施例2的控制周期插入處理的流程圖。
圖17是本發(fā)明實施例2的輸入電壓取入處理的流程圖。
圖18是本發(fā)明實施例2中的輸入電壓值和微機AD值的關(guān)系圖。
圖19是表示本發(fā)明實施例3的同步電動機的整體框圖。
圖20是表示本發(fā)明實施例4的同步電動機的整體框圖。
圖21是本發(fā)明實施例4中的控制周期插入處理的流程圖。
圖22是本發(fā)明實施例4的電流控制處理的流程圖。
圖23是表示本發(fā)明實施例5的同步電動機的整體框圖。
圖24是本發(fā)明實施例5的控制周期插入處理的流程圖。
圖25是本發(fā)明實施例5的功率控制處理的流程圖。
圖26是表示本發(fā)明實施例6的同步電動機的整體框圖。
圖27是本發(fā)明實施例1中的電動機構(gòu)造一例的分解立體圖。
圖28是本發(fā)明實施例1中的電動機構(gòu)造另 一例的分解立體圖。
圖29是本發(fā)明實施例1中的電動機構(gòu)造又一例的立體圖。
符號說明
l...直流電源，2...電動機驅(qū)動裝置，3...逆變器主電路，4...微機，5… 同步電動機，5A…電動機的殼體上部，5B…電動機的殼體下部，5C…鑄 型的繞組，5D…鑄型部，6...電動機內(nèi)置基板，8...繞組，9...位置傳感器， IO...輸入端子，ll...門極驅(qū)動電路，12…輸入電流檢測電路，13...限制電 阻，14...輸入電壓檢測電路，15...電動機電流檢測電路，20...輸出端子， 21...線圈連接端子，22...永久磁鐵轉(zhuǎn)子，23...引出配線，41...電動機速度 運算單元，42...通信接收單元，43...通信發(fā)送單元，44...速度控制單元， 45...驅(qū)動信號形成單元，46...載波輸出單元，47...輸入電流運算單元，48... 輸入電壓運算單元，49...輸入功率運算單元，50...輸入電流運算單元，51... 電流控制單元，52…電流控制單元，53...通信接收單元，54...通信發(fā)送單 元，55...通信發(fā)送單元，56...功率控制單元，57...通信接收單元，Cl...電 容器，R2.,.電阻器，R3…電阻器，OPl...運算放大器，RIO...電阻器，Rll... 電阻器，Eu...U相感應(yīng)電壓，Ev...V相感應(yīng)電壓，Ew...W相感應(yīng)電壓， PS...位置狀態(tài)，Tl...U相上臂開關(guān)元件，T2…V相上臂開關(guān)元件，T3...W
12相上臂開關(guān)元件，T4…U相下臂開關(guān)元件，T5…V相下臂開關(guān)元件，T6…W 相下臂開關(guān)元件，Dl...U相上臂回流二極管，D2…V相上臂回流二極管， D3…W相上臂回流二極管，D4…U相下臂回流二極管，D5…V相下臂回 流二極管，D6...W相下臂回流二極管，VHu...U相位置傳感器信號， VHv...V相位置傳感器信號，VHw...W相位置傳感器信號，VUM..，U相 輸出電壓，VVM...V相輸出電壓，VWM...W相輸出電壓，VUT…U相上 臂控制信號，VVT...V相上臂控制信號，VWT...W相上臂控制信號， VUB...U相下臂控制信號，VVB…V相下臂控制信號，VWB…W相下臂 控制信號。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選的實施例進行詳細地說明。實施例1
圖l是表示本發(fā)明實施例l的同步電動機的整體結(jié)構(gòu)的框圖。該實施例 l的電動機驅(qū)動裝置適合作為空調(diào)室內(nèi)機及室外機、或熱水器等所采用的 風扇電動機的驅(qū)動裝置。
<整體結(jié)構(gòu)的說明>
在圖1中，直流電源1對同步電動機驅(qū)動裝置2提供電力例如約 141[V] 約450[V]的高壓電壓，例如，該直流電源可由整流/平滑來自商用 電源的交流電壓的市場出售的變流器或電池來取得。逆變器主電路3在直 流輸入端子之間分別串聯(lián)連接有每相兩個的開關(guān)元件(T1 T3和T4 T6)， 并將這些串聯(lián)連接點作為3相交流端子。各開關(guān)元件T1 T6分別具有逆并 聯(lián)的回流二極管D1 D6。該逆變器主電路3根據(jù)從直流電源1供給的電力 和來自門極驅(qū)動電路ll的門極驅(qū)動信號，來作成可變電壓/可變頻率的3相 交流電壓，并提供給同步電動機的繞組8。輸入電流檢測電路12是對流過 與逆變器主電路3的直流輸入端子連接的限制電阻13的電流進行檢測的電 路，該電路將與輸入電流相應(yīng)的模擬電壓值輸入到微型計算機4(以下，簡 記為微機)。這里，限制電阻13還兼用于逆變器主電路3的過電流保護。
在同步電動機上設(shè)置有位置傳感器9，位置傳感器9檢測同步電動機的 磁極位置，作成位置傳感器信號VHu VHw，并向微機4輸出。接著，對微機4的處理進行概括說明。通信接收單元42利用通信接收
從電動機外部輸入的速度指令信息Vsp，并換算為速度指令值向速度控制 單元44傳遞。電動機速度運算單元41根據(jù)位置傳感器信號VHu VHw對電 動機的速度進行數(shù)字運算，并將速度檢測值向速度控制單元44和通信發(fā)送 單元43輸出。速度控制單元44向驅(qū)動信號形成單元45輸出對3相逆變器所 輸出的交流電壓的大小和頻率進行調(diào)節(jié)的電壓調(diào)節(jié)值，以使來自通信接收 單元42的速度指令值和來自電動機速度運算單元41的速度檢測值的偏差 接近于0。在驅(qū)動信號形成單元45中采用上述電壓調(diào)節(jié)值和載波輸出單元 46的載波來作成驅(qū)動信號，并向門極驅(qū)動電路ll輸出。
另夕卜，在輸入電流運算單元47中，對與輸入電流檢測電路12所檢測出 的輸入電流相應(yīng)的電壓檢測值進行AD變換，并換算成輸入電流值，然后 向通信發(fā)送單元43輸出。在通信發(fā)送單元43中，將輸入電流值和速度檢測 值作為數(shù)字信息向同步電動機的外部發(fā)送。通過該輸入電流信息和速度信 息，即使在電動機的外部也能夠掌握安裝在電動機內(nèi)的負載的狀態(tài)，可實 現(xiàn)負載的堵塞檢測和轉(zhuǎn)速的優(yōu)化等周密的電動機控制。這里，電動機速度 運算單元41、通信接收單元42、通信發(fā)送單元43、速度控制單元44、驅(qū)動 信號形成單元45、載波輸出單元46、輸入電流運算單元47可由微機4來實 現(xiàn)。
以上是本發(fā)明實施例l的同步電動機的整體概括結(jié)構(gòu)。 圖27是本發(fā)明實施例1中的電動機構(gòu)造一例的分解立體圖。圖27所示 的同步電動機5在電動機內(nèi)置基板6上配置有圖l所示的逆變器主電路3、微 機4、位置傳感器9、門極驅(qū)動電路ll、輸入電流檢測電路12和限制電阻13。 關(guān)于本實施例的同步電動機5，在同步電動機5的殼體下部5B中嵌入繞組8。 在繞組內(nèi)部設(shè)置永久磁鐵轉(zhuǎn)子22，其中設(shè)有使永久磁鐵轉(zhuǎn)子22與繞組8不 接觸的適當間隙。在永久磁鐵轉(zhuǎn)子22的上部設(shè)置有電動機內(nèi)置基板6。配 置在電動機內(nèi)置基板6上的位置傳感器9為了易于檢測永久磁鐵轉(zhuǎn)子22的 磁極位置，而配置在永久磁鐵轉(zhuǎn)子22側(cè)的表面(在圖中為下側(cè)表面)上。例 如，微機4、輸入電流檢測電路12和限制電阻13被配置在永久磁鐵轉(zhuǎn)子22 側(cè)的表面(在圖中為下側(cè)表面)上，逆變器主電路3被配置在與永久磁鐵轉(zhuǎn)子 22相反側(cè)的表面(在圖中為上側(cè)表面)。在電動機內(nèi)置基板6上配置有繞組連接端子21，并利用焊錫來連接繞組8。在電動機內(nèi)置基板6上利用焊錫來連
接配線23。引出配線23由直流電壓用配線、15V左右的控制電源用配線、 DUTY指令用配線、旋轉(zhuǎn)速度脈沖用配線、GND用配線這五條線組成。電 動機5的殼體上部5A如蓋那樣被設(shè)置在電動機內(nèi)置基板6的上部。因此，在 組裝電動機5的狀態(tài)下，將電動機內(nèi)置基板6配置在由電動機殼體上部5A 和電動機5殼體下部5B組成的電動機殼體的內(nèi)部。
同步電動機5可以是不使用電動機殼體下部5B、對繞組8進行鑄型的構(gòu) 造。此時的圖如圖28所示。圖28的5C是鑄型的繞組。其他部分與圖27相同。
同步電動機5還可以是不使用電動機殼體上部5A和電動機殼體下部 5B、對繞組8以及電動機內(nèi)置基板6進行鑄型的構(gòu)造。此時的圖如圖29所示。 圖29與圖27、圖28不同，是電動機的完成狀態(tài)圖。在鑄型部5D中鑄型了繞 組8和電動機內(nèi)置基板6，在電動機內(nèi)置基板6上與圖27同樣地配置有逆變 器主電路3、微機4、位置傳感器9、門極驅(qū)動電路ll、輸入電流檢測電路 12和限制電阻13。
圖2是輸入電流檢測電路12的電路圖，該輸入電流檢測電路內(nèi)置于同 步電動機中，具有輸入端子IO、輸出端子20、限制電阻13、運算放大器OPl、 電阻器R2、電阻器R3和電容器C1。
輸入端子10經(jīng)由限制電阻13接地，并且與逆變器主電路3的直流輸入 端子連接。即，流過同步電動機的繞組8的電動機電流通過限制電阻13返 回直流電源l。限制電阻13的一端接地，另一端與運算放大器OPl的非反相 輸入端連接。運算放大器0P1的反相輸入端經(jīng)由電阻器R2接地，在運算放 大器0P1的輸出端和反相輸入端之間連接有電阻器R3和電容器C1的并聯(lián) 電路。運算放大器OP1的輸出端與輸出端子20連接，輸出端子20基本上與 微機連接。限制電阻13、運算放大器OPl、電阻器R2、電阻器R3和電容器 Cl構(gòu)成將流過限制電阻13的輸入電流量變換為電壓的電流/電壓變換電 路。另外，在不需要電流精度的情況下，可將與流過限制電阻13的輸入電 流量相應(yīng)的電壓直接輸入微機。另外，在輸出端子20的電壓受直流電壓變 動以及操作過電壓等的影響而發(fā)生變動的情況下，可使用電阻和電容器來 構(gòu)成濾波電路，在抑制了變動之后，輸入到微機。
<軟(soft)處理流程的說明>接著，采用流程圖來說明上述微機4內(nèi)部的控制以及處理中的、說明 本發(fā)明實施例所需的部分。
圖3是本發(fā)明實施例1中的主處理的處理流程圖。另外，圖4表示PWM 插入處理，圖5表示位置檢測插入處理，圖9表示控制周期插入處理，圖13 表示通信接收插入處理，圖14表示通信發(fā)送插入處理。
主處理以外的插入處理在各自插入事件發(fā)生時執(zhí)行處理。例如，PWM 插入處理在PWM半周期時發(fā)生，位置檢測插入處理在位置傳感器信號的 各沿(edge)輸入時發(fā)生，控制周期插入處理在溢出控制周期定時(timer) 時發(fā)生。另外，通信接收插入處理在由電動機外部接收了數(shù)據(jù)時發(fā)生，通 信發(fā)送插入在向電動機外部發(fā)送數(shù)據(jù)時發(fā)生。另外，上述內(nèi)容是插入發(fā)生 事件的1例，可根據(jù)電動機特性、安裝到電動機上的負載的特性、或電動 機速度來設(shè)定插入發(fā)生事件。另外在本實施例中，描述了5個插入，不過 既可以是少于5個的插入，也可以是多于5個的插入。
<主處理>
對圖3的主處理進行說明。
關(guān)于主處理，首先在步驟301中讀入利用通信接收單元42的軟處理來 接收的速度指令值。接著，在步驟302中判定逆變器的驅(qū)動/停止，當速度 指令值為規(guī)定值以上時，在步驟303內(nèi)執(zhí)行逆變器驅(qū)動狀態(tài)處理，當速度 指令值小于規(guī)定值時，在步驟304中進行逆變器停止狀態(tài)處理。主處理通 常反復(fù)執(zhí)行上述處理，并成為無限循環(huán)。在讀入速度指令值后，當速度指 令值為規(guī)定值以上時，將此時的電動機旋轉(zhuǎn)速度存儲到RAM區(qū)域，并且根 據(jù)該旋轉(zhuǎn)速度向逆變器驅(qū)動狀態(tài)處理進行轉(zhuǎn)移。省略詳細的說明。
〈PWM插入處理〉
圖4是本發(fā)明實施例1中的PWM插入處理的流程圖。
PWM插入處理由相位更新401、各相施加電壓指令運算402以及PWM 輸出403構(gòu)成。圖4的處理是前述的驅(qū)動信號形成單元45的軟處理。
在步驟401中，更新對電動機施加的電壓相位，在步驟402中，按照基 于速度控制單元44所運算出的電壓調(diào)節(jié)值的施加電壓振幅信息和前述施 加電壓相位信息，來輸出相互具有120度相位差的各相施加電壓指令Vu、 Vv、 Vw。接著，在步驟403中，對各相施加電壓指令Vu、 Vv、 Vw和載波200910133539.3
進行比較，形成逆變器驅(qū)動信號。因為本處理不是本發(fā)明的主要內(nèi)容屬于 公知內(nèi)容，所以詳細內(nèi)容省略。 <位置檢測處理>
圖5表示本發(fā)明實施例1中的位置檢測插入處理的流程圖。 本處理在位置傳感器信號的每一沿上作為插入處理啟動。并且，由位
置信號信息讀入步驟501、位置狀態(tài)設(shè)定步驟502、相位差計數(shù)器存儲和清 除步驟503、間隔時間的算出步驟504、速度運算步驟505以及速度檢測值 的存儲步驟506來構(gòu)成。該處理主要是前述的電動機速度運算單元41的軟 處理。
在步驟501中讀入各相的位置傳感器信號的"H"或"L"的狀態(tài)。然 后，在步驟502中，根據(jù)位置傳感器信號信息來設(shè)定圖6所示的位置狀態(tài)PS。 接著，在步驟503中，根據(jù)上述位置狀態(tài)PS如圖7所示地存儲相位差計數(shù)器， 存儲后將相位差計數(shù)器清零。
圖7是本發(fā)明實施例1中的相位差計數(shù)器的存儲區(qū)域說明圖。相位差計 數(shù)器存儲區(qū)域如該圖所示為6個(電角度360度)。另外，上述存儲區(qū)域是有 三個位置傳感器的情況，可根據(jù)位置傳感器的個數(shù)來變更區(qū)域數(shù)。
此外返回圖5，在步驟504中的間隔時間計算中，進行位置檢測時間的 讀入和計算。在本插入處理中，因為利用輸入捕捉插入來進行位置傳感器 信號的沿插入，所以可自動確保位置傳感器信號的沿插入時的時間。在此 是從寄存器讀入該時間并保存到專用RAM區(qū)域的處理。另外，在本實施例 中利用沿插入的例子進行記述，不過在位置傳感器9的變化周期內(nèi)可驅(qū)動 插入，例如，在PWM插入周期內(nèi)監(jiān)視位置傳感器信號的變化，在變化時 可發(fā)生位置檢測插入。
此外，根據(jù)讀入的位置檢測時間和上次的位置檢測時間來運算位置檢 測的間隔時間，將該值存儲到專用RAM區(qū)域內(nèi)。
圖8是本發(fā)明實施例1中的間隔時間存儲區(qū)域說明圖。如圖所示，間隔 時間存儲區(qū)域有6個(電角度360度)，最新的電角度60度的間隔時間被存儲 到最上位。換言之，可確保電角度l周期的間隔時間，在l周期后刪除。
接著在步驟505中，在采用6個間隔時間進行平均化后，變換為速度。 另外，在低速旋轉(zhuǎn)及負載變動大的負載的情況下，可根據(jù)偶數(shù)個間隔時間
17來運算速度檢測值。這樣，無論是怎樣的方法都能夠抑制位置信號的偏差， 進行穩(wěn)定的速度檢測值的運算。
接著，在步驟506中，將步驟505內(nèi)運算出的電動機旋轉(zhuǎn)速度作為速度 檢測值存儲到RAM區(qū)域。 <控制周期插入處理>
圖9表示本發(fā)明實施例1中的控制周期插入處理的流程圖。 在溢出控制周期定時時或與位置檢測插入處理聯(lián)動來啟動本處理作 為插入處理。本處理由輸入電流取入步驟901、速度控制處理步驟902來構(gòu) 成，本處理是前述的輸入電流運算單元47以及速度控制單元44的軟處理。 圖10表示本發(fā)明實施例1中的輸入電流取入處理流程。 該處理在步驟101內(nèi)，將從輸入電流檢測電路向微機輸出的與輸入電 流相應(yīng)的電壓值在微機內(nèi)部進行AD變換，因此啟動微機的輸入電流換算 用AD端口的AD變換。在步驟102中，確認該AD變換是否結(jié)束，當AD變換 結(jié)束時，進入步驟103，當AD變換未結(jié)束時，返回步驟102。在步驟103中， 取入變換為數(shù)字值的輸入電流AD值。在步驟104中，按照圖ll所示的關(guān)系 圖，來換算為與微機AD值相應(yīng)的輸入電流檢測值。在步驟105中，將輸入 電流檢測值存儲到RAM區(qū)域內(nèi)。通過本處理，可掌握驅(qū)動電動機所需的輸 入電流值，結(jié)果，能夠了解安裝到電動機上的負載的狀態(tài)。例如，在同一 轉(zhuǎn)速的條件下，當輸入電流大時可知，電動機上安裝的負載由于某種原因 而導致負載轉(zhuǎn)矩比通常狀態(tài)增大。在空調(diào)室外機的情況下可認為是在逆風 狀態(tài)下驅(qū)動了風扇電動機、或風扇與障礙物接觸等狀況，根據(jù)各個輸入電 流的狀態(tài)可判別負載的狀態(tài)。另外，在空調(diào)室內(nèi)機或熱水器等的情況下， 也可以通過輸入電流值的狀態(tài)，來檢知風扇堵塞或流路電阻變化等負載的 狀態(tài)變化。
圖12表示本發(fā)明實施例1中的速度控制處理流程。
該速度控制處理在步驟121中采用由通信接收處理所接收的速度指令 值和由位置檢測處理所算出的速度檢測值，來計算上述速度指令值和速度 檢測值的偏差。接著，在步驟122中，將上述偏差作為輸入進行比例積分 運算，運算電壓調(diào)節(jié)值，使上述偏差接近于O。在步驟123中，存儲在步驟 122中算出的電壓調(diào)節(jié)值。<通信接收插入處理>
圖13表示本發(fā)明實施例1中的通信接收插入處理的流程圖。 本處理在微機接收了來自電動機外部的數(shù)據(jù)時，作為插入處理啟動。 在步驟131中存儲接收數(shù)據(jù)。在本實施例中，接收數(shù)據(jù)是速度指令信息。
接收的速度指令值存儲在RAM區(qū)域內(nèi)。在步驟132中，進行通信發(fā)送數(shù)據(jù)
作成處理。在本實施例中，向電動機外部發(fā)送的數(shù)據(jù)是速度檢測信息和輸
入電流信息，輸入電流信息采用在圖10的步驟104中存儲的信息，速度檢 測信息采用在圖5的步驟506中存儲的信息。然后，在步驟133中進行通信 發(fā)送請求處理，將微機的狀態(tài)從接收切換至發(fā)送。 <通信發(fā)送插入處理>
圖14表示本發(fā)明實施例1中的通信發(fā)送插入處理的流程圖。 '本處理在向電動機外部發(fā)送數(shù)據(jù)時作為插入處理啟動。在步驟141中， 將在圖13的步驟132中作成的發(fā)送數(shù)據(jù)向電動機外部發(fā)送。在發(fā)送了規(guī)定 數(shù)據(jù)后，在步驟142中進行通信接收請求處理，將微機的狀態(tài)從發(fā)送切換 至接收。
以上，根據(jù)本發(fā)明的實施例l，在同步電動機的內(nèi)部運算輸入電流值， 并利用通信將上述輸入電流值及電動機的速度信息從電動機內(nèi)部向外部 發(fā)送。另外，利用通信從電動機外部向內(nèi)部接收速度指令，由此在電動機 的外部和內(nèi)部中，可正確地檢知電動機速度和速度指令。另外，可通過控 制上述速度信息接近正確檢知的上述速度指令，來實現(xiàn)抑制了速度變動的 低噪音的同步電動機。
除此之外，通過將輸入電流檢測電路12安裝到電動機內(nèi)部、并具有運 算輸入電流信息的單元和利用通信進行發(fā)送的單元，可在電動機外部掌握 安裝到電動機上的負載的狀態(tài)。而且，無需增加電動機內(nèi)部和外部的絕緣 電路在低價格的結(jié)構(gòu)下就能夠?qū)崿F(xiàn)可收發(fā)多個信息的同步電動機。
實施例2
圖15是表示本發(fā)明實施例2的同步電動機的整體框圖。在圖15中，對 與圖l相同的部分標注同一符號并省略說明，以下僅對不同的部分進行說 明。
與實施例l不同之處是具有輸入電壓檢測電路14、輸入電壓運算單元48、輸入功率運算單元49、通信發(fā)送單元54。
在圖15中，輸入電壓檢測電路14是檢測直流電源1的正負之間的電壓 的電路，例如，構(gòu)成為經(jīng)由電阻來進行分壓。輸入電壓運算單元48對輸入 電壓檢測電路14所檢測出的與輸入電壓相應(yīng)的電壓檢測值進行AD變換， 在換算為輸入電壓值后，向輸入功率運算單元49輸出。輸入功率運算單元 49根據(jù)輸入電壓值和輸入電流值來運算輸入功率值，并向通信發(fā)送單元54 輸出。通信發(fā)送單元54將輸入功率信息和電動機速度運算單元41所運算出 的電動機速度信息向電動機外部輸出。
<控制周期插入處理> 圖16表示本發(fā)明實施例2中的控制周期插入處理的流程圖。
在溢出控制周期定時時或與位置檢測插入處理聯(lián)動來啟動本處理作 為插入處理。本處理由輸入電流取入步驟901、輸入電壓取入步驟161、輸 入功率運算步驟162、速度控制處理步驟902構(gòu)成。這些是前述的輸入電流 運算單元47、輸入電壓運算單元48、輸入功率運算單元49以及速度控制單 元44的軟處理。
圖17是本發(fā)明實施例2中的輸入電壓取入處理流程。
該處理在步驟171中，將從輸入電壓檢測電路向微機輸出的與輸入電 壓相應(yīng)的電壓值在微機內(nèi)部進行AD變換，因此啟動微機的輸入電壓換算 用AD端口的AD變換。在步驟172中，確認該AD變換是否結(jié)束，當AD變換 結(jié)束時，進入步驟173，當AD變換未結(jié)束時，返回步驟172。在步驟173中， 取入變換為數(shù)字值的微機AD值。在步驟174中，依據(jù)圖18所示的關(guān)系圖來 換算為與微機AD值相應(yīng)的輸入電壓檢測值。在步驟175中，將輸入電壓檢 測值存儲到RAM區(qū)域內(nèi)。
這里，返回圖16，根據(jù)在步驟901和步驟161中運算出的輸入電流值和 輸入電壓值，在步驟162中運算輸入功率值。通過步驟162，可掌握驅(qū)動電 動機所需的輸入功率值，其結(jié)果是能夠了解安裝到電動機上的負載的狀 態(tài)。例如，在同一轉(zhuǎn)速的條件下，當輸入功率大時可知，安裝到電動機上 的負載由于某種原因而導致負載轉(zhuǎn)矩比通常狀態(tài)增大。在空調(diào)室外機的情 況下可認為是在逆風狀態(tài)下驅(qū)動了風扇電動機、或風扇與障礙物接觸等狀 況，根據(jù)各個輸入功率的狀態(tài)可判別負載的狀態(tài)。另外，在空調(diào)室內(nèi)機或熱水器等的情況下，也可以通過輸入功率值的狀態(tài)，來檢知風扇堵塞或流 路電阻變化等負載的狀態(tài)變化。
另外關(guān)于輸入功率的運算方法，可以根據(jù)輸入電流的微機AD值和輸
入電壓的微機AD值直接換算成輸入功率值，或者不進行運算而在圖上保 持到微機內(nèi)部的ROM中，這樣能夠降低微機的處理負荷。
以上，根據(jù)本發(fā)明的實施例2，在同步電動機的內(nèi)部運算輸入功率值， 并利用通信將上述輸入功率值及電動機的速度信息從電動機內(nèi)部向外部 發(fā)送，另外，利用通信從電動機外部向內(nèi)部接收速度指令。由此，在電動 機的外部和內(nèi)部，可正確地檢知電動機的速度和速度指令，且通過控制上 述速度信息接近正確檢知的上述速度指令，可實現(xiàn)抑制了速度變動的低噪 音的同步電動機。
除此之外，通過將輸入電流檢測電路12及輸入電壓檢測電路14安裝到 電動機內(nèi)部、并具有運算輸入電流信息、輸入電壓信息以及輸入功率信息 的單元和利用通信進行發(fā)送的單元，可在電動機的外部掌握安裝到電動機 上負載的狀態(tài)。而且，無需增加電動機內(nèi)部和外部的絕緣電路在低價格的 結(jié)構(gòu)下就能夠?qū)崿F(xiàn)可收發(fā)多個信息的同步電動機。
此外，即使在電動機的工作量一定、輸入電壓變動的用途中，也能夠 實現(xiàn)可在周密的負載控制中使用的同步電動機，該同步電動機在電動機內(nèi) 部運算輸入功率，向電動機外部輸出，并在外部掌握安裝到電動機上的負 載的工作量。
實施例3
圖19是表示本發(fā)明實施例3的同步電動機的整體框圖。在圖19中，對 與圖l相同的部分標注同一符號并省略說明，以下僅對不同的部分進行說 明。
與實施例1的不同之處在于具有電動機電流檢測電路15、輸入電流運 算單元50、通信發(fā)送單元55。
在圖19中，電動機電流檢測電路15是對流過安裝在逆變器主電路3的 負側(cè)開關(guān)元件T4與接地之間的電阻R10的電流(以下，稱為U相電流)和流過 安裝在開關(guān)元件T5與接地之間的電阻R11的電流(以下，稱為V相電流)進行 檢測的電路。這些電路對R10兩端和R11兩端所發(fā)生的電壓進行放大，并向微機輸出。輸入電流運算單元50在T4及T5為ON狀態(tài)的時刻，對電動機電 流檢測電路15檢測出的與U相電流以及V相電流相應(yīng)的電壓檢測值進行 AD變換，并換算為各相電流值。然后，采用各相電流值換算為輸入電流 有效值，并向通信發(fā)送單元55輸出。通信發(fā)送單元55至少將上述輸入電流 信息和由電動機速度運算單元41運算出的電動機速度信息向電動機外部 輸出。
在本實施例中，根據(jù)U相電流及V相電流來運算輸入電流有效值，不 過根據(jù)U相和W相的組合以及V相和W相的組合都能夠檢測出U相、V相、 W相這3相，并運算輸入電流信息。
以上，根據(jù)本發(fā)明的實施例3，首先在同步電動機的內(nèi)部運算電動機 電流值，并利用通信從電動機的內(nèi)部向外部發(fā)送輸入電流值以及電動機的 速度信息。另外，利用通信從電動機外部向內(nèi)部接收速度指令，由此能夠 在電動機的外部和內(nèi)部正確地檢知電動機的速度和速度指令。另外，可通 過控制上述速度信息接近正確檢知的上述速度指令，來實現(xiàn)抑制了速度變 動的低噪音的同步電動機。
除此之外，通過將電動機電流檢測電路15安裝到電動機內(nèi)部、并具有 運算輸入電流信息的單元和利用通信進行發(fā)送的單元，可在電動機的外部 掌握安裝到電動機上的負載的狀態(tài)。而且，無需增加電動機內(nèi)部和外部的 絕緣電路在低價格的結(jié)構(gòu)下就能夠?qū)崿F(xiàn)可收發(fā)多個信息的同步電動機。實施例4
圖20是表示本發(fā)明實施例4的同步電動機的整體框圖。在圖20中，對 與圖l相同的部分標注同一符號并省略說明，以下僅說明不同的部分。
與實施例1的不同之處在于具有電流控制單元51和通信接收單元53。
在圖20中，電流控制單元51運算3相逆變器所輸出的交流電壓的大小， 以使由通信接收單元53從電動機外部接收的輸入電流指令值和由輸入電 流運算單元47運算出的輸入電流值的偏差接近于0。另外，根據(jù)由電動機 速度運算單元求出的電動機速度，向驅(qū)動信號形成單元45輸出對3相逆變 器所輸出的交流電壓頻率進行調(diào)節(jié)的電壓調(diào)節(jié)值。
<控制周期插入處理>
圖21表示本發(fā)明實施例4中的控制周期插入處理的流程圖。在溢出控制周期定時時或與位置檢測插入處理聯(lián)動來啟動本處理作 為插入處理。本處理由與實施例1相同的輸入電流取入步驟901、電流控制
處理步驟211構(gòu)成，是前述的輸入電流運算單元47和電流控制單元51的軟處理。
圖22表示本發(fā)明實施例4中的電流控制處理流程。
該電流控制處理在步驟221中取入電動機的速度信息。另外，在步驟 222中，讀入由通信接收處理所接收的輸入電流指令值和由輸入電流取入 處理901運算出的輸入電流值，在步驟223中，算出上述輸入電流指令值和 輸入電流值的偏差。接著，在步驟224中將上述偏差作為輸入進行比例積 分運算，運算3相逆變器所輸出的交流電壓的大小，使上述偏差接近于O。 在步驟225中，根據(jù)在步驟221中取得的頻率信息和在步驟224中取得的交 流電壓的大小，算出并存儲向驅(qū)動信號形成單元45輸出的電壓調(diào)節(jié)值。
以上，根據(jù)本發(fā)明的實施例4，在同步電動機的內(nèi)部運算輸入電流值， 并利用通信從電動機的內(nèi)部向外部發(fā)送上述輸入電流值以及電動機的速 度信息。另外，利用通信從電動機外部向內(nèi)部接收輸入電流指令，由此在 電動機的外部和內(nèi)部能夠正確地檢知上述輸入電流值和上述輸入電流指 令值，且控制上述輸入電流值接近正確檢知的上述電流指令。由此，能夠 實現(xiàn)抑制了速度變動的低噪音的同步電動機。
除此之外，通過將輸入電流檢測電路12安裝到電動機內(nèi)部、并具有運 算輸入電流信息的單元和利用通信進行發(fā)送的單元，可在電動機的外部掌 握安裝到電動機上的負載的狀態(tài)。另外，無需增加電動機內(nèi)部和外部的絕 緣電路在低價格的結(jié)構(gòu)下就能夠?qū)崿F(xiàn)可收發(fā)多個信息的同步電動機。
實施例5
圖23是表示本發(fā)明實施例5的同步電動機的整體框圖。在圖23中對與 圖20相同的部分標注同一符號并省略說明，以下僅說明不同的部分。
與實施例4的不同之處在于具有功率控制單元56、通信接收單元57、 輸入電壓檢測電路14、輸入電壓運算單元48、輸入功率運算單元49、通信 發(fā)送單元54。另外，關(guān)于輸入電壓檢測電路14、輸入電壓運算單元48、輸 入功率運算單元49、通信發(fā)送單元54在實施例2中已進行了說明，所以省
23在圖23中，功率控制單元56運算3相逆變器所輸出的交流電壓的大小， 以使由通信接收單元57從電動機外部接收的輸入功率指令值和由輸入功 率運算單元49運算出的輸入功率值的偏差接近于0。另外，根據(jù)由電動機 速度運算單元41求出的電動機速度，向驅(qū)動信號形成單元45輸出對3相逆 變器所輸出的交流電壓頻率進行調(diào)節(jié)的電壓調(diào)節(jié)值。
<控制周期插入處理>
圖24表示本發(fā)明實施例5中的控制周期插入處理的流程圖。 在溢出控制周期定時時或與位置檢測插入處理聯(lián)動來啟動本處理作 為插入處理。本處理由與實施例1相同的輸入電流取入步驟90K與實施例 2相同的輸入電壓取入步驟161和輸入功率值運算步驟162、以及在本實施 例中追加的功率控制處理步驟241構(gòu)成，該處理是前述功率控制單元56的 軟處理。
圖25表示本發(fā)明實施例5中的功率控制處理流程。
該功率控制處理在步驟251中取入電動機的速度信息。另外，在步驟 252中讀入由通信接收處理所接收的輸入功率指令值和在輸入功率值運算 步驟162中運算出的輸入功率值，在步驟253中，算出上述輸入功率指令值 和輸入功率值的偏差。接著，在步驟254中將上述偏差作為輸入進行比例 積分運算，運算3相逆變器所輸出的交流電壓的大小，使上述偏差接近于O。 在步驟255中，根據(jù)在步驟251中取得的頻率信息和在步驟254中取得的交 流電壓大小，來算出并存儲向驅(qū)動信號形成單元45輸出的電壓調(diào)節(jié)值。
以上，根據(jù)本發(fā)明的實施例5，可在同步電動機的內(nèi)部運算輸入功率 值，并利用通信從電動機內(nèi)部向外部發(fā)送上述輸入功率值及電動機的速度 信息。另外，利用通信從電動機外部向內(nèi)部接收輸入功率指令，由此能夠 在電動機的外部和內(nèi)部正確地檢知上述輸入功率值和輸入功率指令。另 外，通過控制上述輸入功率值接近正確檢知的上述輸入功率指令，可實現(xiàn) 抑制了速度變動的低噪音的同步電動機。
除此之外，還將輸入電流檢測電路12及輸入電壓檢測電路14安裝到電 動機內(nèi)部，并具有運算輸入電流信息、輸入電壓信息以及輸入功率信息的 單元和利用通信進行發(fā)送的單元。由此，可在電動機外部掌握安裝到電動 機上的負載的狀態(tài)，且無需增加電動機內(nèi)部和外部的絕緣電路在廉價的結(jié)構(gòu)下就能夠?qū)崿F(xiàn)可收發(fā)多個信息的同步電動機。實施例6
圖26是表示本發(fā)明實施例6的同步電動機的整體框圖。在圖26中，對 與圖20相同的部分標注同一符號并省略說明，以下，僅說明不同的部分。
與實施例4的不同之處在于具有電流控制單元52、電動機電流檢測電 路15、輸入電流運算單元50、通信發(fā)送單元55。另外，關(guān)于電動機電流檢 測電路15、輸入電流運算單元50、通信發(fā)送單元55在實施例3中己進行了 說明，所以省略說明。
在圖26中，電流控制單元52運算3相逆變器所輸出的交流電壓的大小， 以使由通信接收單元53從電動機外部接收的輸入電流指令值和由輸入電 流運算單元50運算出的輸入電流值的偏差接近于0。另外，根據(jù)由電動機 速度運算單元41求出的電動機速度，向驅(qū)動信號形成單元45輸出對3相逆
變器所輸出的交流電壓頻率進行調(diào)節(jié)的電壓調(diào)節(jié)值。
以上，根據(jù)本發(fā)明的實施例6，在同步電動機內(nèi)部運算輸入電流值，
并利用通信從電動機的內(nèi)部向外部發(fā)送上述輸入電流值及電動機的速度 信息，另外，利用通信從電動機外部向內(nèi)部接收輸入電流指令。從而，在 電動機的外部和內(nèi)部可正確地檢知輸入電流值和輸入電流指令，且控制上 述輸入電流信息接近正確檢知的上述輸入電流指令，由此能夠?qū)崿F(xiàn)抑制了 速度變動的低噪音的同步電動機。
除此之外，通過將電動機電流檢測電路15安裝到電動機內(nèi)部、并具有
運算輸入電流信息的單元和利用通信進行發(fā)送的單元，可在電動機的外部 掌握安裝到電動機上的負載的狀態(tài)。另外，無需增加電動機內(nèi)部和外部的 絕緣電路在低價格的結(jié)構(gòu)下就能夠?qū)崿F(xiàn)可收發(fā)多個信息的同步電動機。
權(quán)利要求
1.一種同步電動機，在內(nèi)置了提供可變電壓/可變頻率的3相交流電壓的3相逆變器、和檢測磁極位置的位置傳感器的同步電動機中，內(nèi)置有電流檢測單元，其檢測輸入電流或輸入電流相當值并變換為數(shù)字信號；電動機速度運算單元，其根據(jù)上述位置傳感器的輸出，來數(shù)字運算上述同步電動機的速度；數(shù)字通信接收單元，其利用通信從上述同步電動機的外部接收數(shù)字的速度指令值、輸入電流指令值或輸入功率指令值；數(shù)字反饋控制單元，其調(diào)節(jié)上述3相逆變器的輸出交流電壓和輸出頻率，使上述同步電動機的速度、輸入電流或輸入功率接近上述速度指令值、輸入電流指令值或輸入功率指令值；以及數(shù)字通信發(fā)送單元，其向上述同步電動機的外部發(fā)送與上述電動機的速度、輸入電流或輸入功率相關(guān)的數(shù)字信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步電動機，其特征在于， 內(nèi)置有執(zhí)行上述數(shù)字運算處理的微型計算機。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步電動機，其特征在于， 作為上述輸入電流檢測單元，具有模擬輸入電流檢測電路，其檢測流過上述3相逆變器的直流輸入端子的輸入電流；和輸入電流運算單元， 其根據(jù)該輸入電流檢測電路的輸出來運算數(shù)字輸入電流值，作為上述數(shù)字通信接收單元，具有從上述同步電動機的外部接收速度 指令值的單元，作為上述反饋控制單元，具有調(diào)節(jié)上述3相逆變器的輸出交流電壓和 輸出頻率，使上述同步電動機的速度接近上述速度指令值的速度反饋控制 單元，作為上述數(shù)字通信發(fā)送單元，具有將上述輸入電流值和上述電動機速 度向上述同步電動機的外部發(fā)送的單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步電動機，其特征在于， 作為上述輸入電流檢測單元，具有模擬輸入電流檢測電路，其檢測流過3相逆變器的直流輸入端子的輸入電流；和輸入電流運算單元，其根 據(jù)該輸入電流檢測電路的輸出來運算數(shù)字輸入電流值，上述同步電動機具有模擬輸入電壓檢測電路，其檢測上述3相逆變 器的直流輸入端子之間的電壓；輸入電壓運算單元，其根據(jù)該輸入電壓檢 測電路的輸出來算出數(shù)字輸入電壓值；以及輸入功率運算單元，其根據(jù)上述輸入電流值和上述輸入電壓值來運算輸入功率值，作為上述數(shù)字通信發(fā)送單元，具有將上述輸入功率值和上述電動機速 度向上述同步電動機的外部發(fā)送的單元。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步電動機，其特征在于，作為上述輸入電流檢測單元，具有模擬電動機電流檢測電路，其檢 測流向上述同步電動機的繞組的電動機繞組電流；和輸入電流運算單元，其根據(jù)該電動機電流檢測電路的輸出來算出數(shù)字輸入電流值，作為上述數(shù)字通信發(fā)送單元，具有將上述數(shù)字輸入電流值和上述電動 機速度向上述同步電動機的外部發(fā)送的單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步電動機，其特征在于， 作為上述輸入電流檢測單元，具有模擬輸入電流檢測電路，其檢測流過上述3相逆變器的直流輸入端子的輸入電流；和輸入電流運算單元， 其根據(jù)該輸入電流檢測電路的輸出來算出數(shù)字輸入電流值，作為上述數(shù)字通信接收單元，具有從上述同步電動機的外部接收數(shù)字 輸入電流指令值的單元，作為上述反饋控制單元，具有電流控制單元，其調(diào)節(jié)3相逆變器所輸出的交流電壓的大小和頻率，使上述輸入電流值接近上述輸入電流指令 值，作為上述數(shù)字通信發(fā)送單元，具有將上述輸入電流值和上述電動機速 度向上述同步電動機的外部發(fā)送的單元。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步電動機，其特征在于，作為上述輸入電流檢測單元，具有模擬輸入電流檢測電路，其檢測 流過上述3相逆變器的直流輸入端子的輸入電流；和輸入電流運算單元， 其根據(jù)該輸入電流檢測電路的輸出來算出數(shù)字輸入電流值，上述同步電動機具有模擬輸入電壓檢測電路，其檢測上述3相逆變器的直流輸入端子之間的輸入電壓；輸入電壓運算單元，其根據(jù)該輸入電壓檢測電路的輸出來算出數(shù)字輸入電壓值；以及輸入功率運算單元，其根 據(jù)上述輸入電流值和上述輸入電壓值來數(shù)字運算輸入功率值，作為上述數(shù)字通信接收單元，具有從上述同步電動機的外部接收數(shù)字 輸入功率指令值的單元，作為上述反饋控制單元，具有功率控制單元，其調(diào)節(jié)3相逆變器所輸 出的交流電壓的大小和頻率，使上述輸入功率值接近上述輸入功率指令 值，作為上述數(shù)字通信發(fā)送單元，具有將上述輸入功率值和上述電動機速 度向上述同步電動機的外部發(fā)送的單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步電動機，其特征在于， 作為上述輸入電流檢測單元，具有模擬電動機繞組電流檢測電路，其檢測流向上述同步電動機的繞組的電流；和輸入電流運算單元，其根據(jù) 該電動機繞組電流檢測電路的輸出來運算數(shù)字輸入電流值，作為上述數(shù)字通信接收單元，具有從上述同步電動機的外部接收數(shù)字 輸入電流指令值的單元，作為上述反饋控制單元，具有電流控制單元，其調(diào)節(jié)3相逆變器所輸 出的交流電壓的大小和頻率，使上述輸入電流接近上述輸入電流指令值，作為上述數(shù)字通信發(fā)送單元，具有將上述輸入電流值和上述電動機速 度向上述同步電動機的外部發(fā)送的單元。
9. 一種同步電動機的控制方法，該同步電動機內(nèi)置了提供可變電壓/ 可變頻率的3相交流電壓的3相逆變器、和檢測磁極位置的位置傳感器，同步電動機的控制方法中利用內(nèi)置于上述同步電動機中的微型計算 機來執(zhí)行以下步驟輸入電流檢測步驟，其將檢測出的輸入電流或輸入電流相當值變換為 數(shù)字信號；電動機速度運算步驟，其根據(jù)上述位置傳感器的輸出，來數(shù)字運算上 述同步電動機的速度；數(shù)字通信接收步驟，其利用通信從上述同步電動機的外部接收數(shù)字的 速度指令值、輸入電流指令值或輸入功率指令值；數(shù)字反饋控制步驟，其調(diào)節(jié)上述3相逆變器的輸出交流電壓和輸出頻 率，使上述同步電動機的速度、輸入電流或輸入功率接近上述速度指令值、輸入電流指令值或輸入功率指令值；以及數(shù)字通信發(fā)送步驟，其向上述同步電動機的外部發(fā)送與上述電動機的 速度、輸入電流或輸入功率相關(guān)的數(shù)字信號。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的同步電動機的控制方法，其特征在于，上述輸入電流檢測步驟，具有模擬輸入電流檢測步驟，其檢測流過 上述3相逆變器的直流輸入端子的輸入電流；和輸入電流運算步驟，其根 據(jù)該輸入電流檢測步驟的輸出來運算數(shù)字輸入電流值，上述數(shù)字通信接收步驟從上述同步電動機的外部接收速度指令值，上述反饋控制步驟，具有速度反饋控制步驟，其調(diào)節(jié)上述3相逆變器的輸出交流電壓和輸出頻率，使上述同步電動機的速度接近上述速度指令 值，上述數(shù)字通信發(fā)送步驟將上述輸入電流值和上述電動機速度向上述 同步電動機的外部發(fā)送。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的同步電動機的控制方法，其特征在于，上述輸入電流檢測步驟，具有模擬輸入電流檢測步驟，其檢測流過 3相逆變器的直流輸入端子的輸入電流；和輸入電流運算步驟，其根據(jù)該 輸入電流檢測步驟的輸出來運算數(shù)字輸入電流值，上述同步電動機的控制方法具有模擬輸入電壓檢測步驟，其檢測上 述3相逆變器的直流輸入端子之間的電壓；輸入電壓運算步驟，其根據(jù)該 模擬輸入電壓檢測步驟的輸出來算出數(shù)字輸入電壓值；以及輸入功率運算 步驟，其根據(jù)上述輸入電流值和上述輸入電壓值來運算輸入功率值，上述數(shù)字通信發(fā)送步驟將上述輸入功率值和上述電動機速度向上述 同步電動機的外部發(fā)送。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的同步電動機的控制方法，其特征在于，上述輸入電流檢測步驟，具有模擬電動機電流檢測步驟，其檢測流 向上述同步電動機的繞組的電動機繞組電流；和輸入電流運算步驟，其根據(jù)該電動機電流檢測步驟的輸出來算出數(shù)字輸入電流值，上述數(shù)字通信發(fā)送步驟將上述數(shù)字輸入電流值和上述電動機速度向上述同步電動機的外部發(fā)送。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的同步電動機的控制方法，其特征在于，上述電動機電流檢測步驟，具有模擬輸入電流檢測步驟，其檢測流 過上述3相逆變器的直流輸入端子的輸入電流；和輸入電流運算步驟，其 根據(jù)該輸入電流檢測步驟的輸出來算出數(shù)字輸入電流值，上述數(shù)字通信接收步驟從上述同步電動機的外部接收數(shù)字輸入電流 指令值，上述反饋控制步驟，具有電流控制步驟，其調(diào)節(jié)3相逆變器所輸出的 交流電壓的大小和頻率，使上述輸入電流值接近上述輸入電流指令值，上述數(shù)字通信發(fā)送步驟將上述輸入電流值和上述電動機速度向上述 同步電動機的外部發(fā)送。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的同步電動機的控制方法，其特征在于， 上述電動機電流檢測步驟，具有模擬輸入電流檢測步驟，其檢測流過上述3相逆變器的直流輸入端子的輸入電流；和輸入電流運算步驟，其 根據(jù)該輸入電流檢測步驟的輸出來算出數(shù)字輸入電流值，上述同步電動機的控制方法具有模擬輸入電壓檢測步驟，其檢測上 述3相逆變器的直流輸入端子之間的輸入電壓；輸入電壓運算步驟，其根 據(jù)該輸入電壓檢測步驟的輸出來算出數(shù)字輸入電壓值；以及輸入功率運算 步驟，其根據(jù)上述輸入電流值和上述輸入電壓值來數(shù)字運算輸入功率值，上述數(shù)字通信接收步驟從上述同步電動機的外部接收數(shù)字輸入功率 指令值，上述反饋控制步驟，具有功率控制步驟，其調(diào)節(jié)3相逆變器所輸出的 交流電壓的大小和頻率，使上述輸入功率值接近上述輸入功率指令值，上述數(shù)字通信發(fā)送步驟將上述輸入功率值和上述電動機速度向上述 同步電動機的外部發(fā)送。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的同步電動機的控制方法，其特征在于，上述輸入電流檢測步驟，具有模擬電動機繞組電流檢測步驟，其檢測流向上述同步電動機的繞組的電動機電流；和輸入電流運算步驟，其根 據(jù)該電動機繞組電流檢測步驟的輸出來運算數(shù)字輸入電流值，上述數(shù)字通信接收步驟從上述同步電動機的外部接收數(shù)字輸入電流指令值，上述反饋控制步驟，具有電流控制步驟，其調(diào)節(jié)3相逆變器所輸出的 交流電壓的大小和頻率，使上述輸入電流值接近上述輸入電流指令值，上述數(shù)字通信發(fā)送步驟將上述輸入電流值和上述電動機速度向上述 同步電動機的外部發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明提供一種同步電動機，在同步電動機(5)的內(nèi)部具有3相逆變器(3)和位置傳感器(9)，具備根據(jù)輸入電流檢測電路(12)的模擬輸出來算出數(shù)字輸入電流值的單元(47)，該輸入電流檢測電路(12)檢測流過3相逆變器直流輸入端子的輸入電流，另外還具備數(shù)字反饋速度控制單元(44)，其調(diào)節(jié)3相逆變器輸出的交流電壓的大小和頻率，使根據(jù)位置傳感器(9)的輸出信息由電動機速度運算單元(41)運算出的電動機速度接近速度指令值，該速度指令值從上述同步電動機外部由通信接收單元(42)接收。此外，在上述同步電動機內(nèi)部具有將上述輸入電流值和上述速度向同步電動機的外部發(fā)送的通信發(fā)送單元(43)。
文檔編號H02P6/08GK101594037SQ200910133539
公開日2009年12月2日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者三島光博, 前田大輔, 櫻井健司, 白濱秀文, 長谷川裕之 申請人:株式會社日立制作所;日立信息控制系統(tǒng)有限公司