電動機驅動裝置以及電動機驅動系統制造方法及圖紙

本發明專利技術的電動機驅動裝置以及該系統具備：電源端子；充放電部，其與所述電源端子串聯地連接；連接端子，其用于與反對稱2相電動機的第1級以及第2級勵磁線圈分別連接；和驅動控制部，其具備多個開關元件，通過切換它們的接通斷開，由此來分別形成第1以及第2路徑。所述第1路徑是用于從所述電源端子經由所述連接端子而向所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別獨立地供電的路徑，所述第2路徑是用于將在所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈中殘余的各殘余能量從所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別經由所述連接端子而向所述充放電部獨立地再生的路徑。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】電動機驅動裝置以及電動機驅動系統
本專利技術涉及用于驅動電動機的電動機驅動裝置、以及具備電動機和所述電動機驅動裝置的電動機驅動系統。
技術介紹
電動機(motor)已知有各式各樣的種類，對應于此已知有各式各樣的驅動方法。例如，從定子(stator)和轉子(rotor)的配置關系的觀點出發，電動機被大致區分為：徑向間隙型電動機、和軸向間隙型電動機。徑向間隙型電動機是將定子和轉子在徑向上空出間隔地配置的構造，軸向間隙型電動機是將定子和轉子在軸向上空出間隔地配置的構造。軸向間隙型電動機較之于徑向間隙型電動機，有小徑且能夠獲得更大轉矩的優點。此外，例如從供給電力的觀點出發，電動機被大致區分為：以直流電力(直流電壓、直流電力)被驅動的直流電動機(DC電動機)、和以交流電力(交流電壓、交流電流)被驅動的交流電動機。直流電動機有能夠比較容易地控制速度、輸出的優點。另一方面，交流電動機(AC電動機)有構造比較簡單且結實的優點。交流電動機以往較之于直流電動機可以說難以實現速度控制、輸出控制，但這一點伴隨著近年來的基于電力電子學的控制技術的發展而被消除，交流電動機在各種用中途逐漸被使用。這種電動機之一，有開關磁阻電動機(Switchedreluctancemotor，以下略記為“SR電動機”)。該SR電動機，定子以及轉子均具有凸極構造，通過基于轉子的位置信息向定子的線圈供給電流而產生的磁吸引力來進行旋轉運動。更為具體而言，在轉子發生旋轉的情況下，線圈的電感根據定子的凸極和轉子的凸極中的重疊的程度而變化。在該線圈的電感伴隨著轉子的旋轉而增加的期間，若向線圈供給電流，則在轉子中，為了降低磁阻而轉矩作用在旋轉方向上以使所述重疊的程度增加，從而SR電動機加速。若定子的凸極和轉子的凸極完全重疊，則定子以及轉子中的磁路的磁阻(reluctance)變為最小，磁吸引力僅變為徑向，在旋轉方向上不產生轉矩。并且，在該線圈的電感伴隨著轉子的旋轉而減少的期間，若向線圈供給電流，則在轉子中，為了降低磁阻而轉矩作用于與旋轉方向相反的方向上以防止所述重疊的程度的減少，從而SR電動機減速。因而，在轉子的凸極與定子的凸極完全重疊之際，停止線圈的電流供給，在轉子的凸極在定子中的旋轉方向上靠近接下來的凸極之際，重新開始線圈的電流供給，從而轉子能夠連續地旋轉。SR電動機因為如此動作，所以轉子無需永久磁鐵、繞組，轉子不存在發熱的問題，具有構造比較簡單且在機械性方面較為牢固的優點。尤其是，不存在永久磁鐵中的熱退磁的問題，因此可以實現高溫下的驅動。作為驅動這種SR電動機的驅動裝置，已知非專利文獻1所公開的共享開關轉換器(Sharedswitchconverter)以及非專利文獻2所公開的升壓轉換器(Voltageboostingconverter)。圖23是表示非專利文獻1所公開的SR電動機驅動裝置的結構以及動作的圖。圖23A表示結構，圖23B～圖23D表示各動作。圖24是表示非專利文獻2所公開的SR電動機驅動裝置的結構的圖。在圖23A中，非專利文獻1所公開的SR電動機驅動裝置DRd1具備：被串聯地連接的晶體管Tr11以及二極管D11；被串聯地連接的二極管D12以及晶體管Tr12；被串聯地連接的晶體管Tr13以及二極管D13。晶體管Tr11的一個端子(源極端子)、二極管D12的陰極端子以及晶體管Tr13的一個端子(源極端子)被連接至與電源Vs連接的電源線，二極管D11的陽極端子、晶體管Tr12的另一個端子(漏極端子)以及二極管D13的陽極端子被連接至接地線。由此，這些各串聯電路被并聯地連接。并且，SR電動機中的第1相的線圈被連接在將晶體管Tr11以及二極管D11進行連接的第1連接點、與將二極管D12以及晶體管Tr12進行連接的第2連接點之間，SR電動機中的第2相的線圈被連接在所述第2連接點、與將晶體管Tr13以及二極管D13進行連接的第3連接點之間。在這種SR電動機驅動裝置DRd1中，如圖23B所示，若使晶體管Tr11以及晶體管Tr12接通、使晶體管Tr13斷開，則電流從電源Vs流向第1相的線圈，第1相的線圈被勵磁。如圖23C所示，若使晶體管Tr12接通、使晶體管Tr11以及晶體管Tr13斷開，則第1相的線圈中電流循環(回流)，成為所謂的續流(freewheeling)狀態。并且，若使所有的晶體管Tr11～Tr13斷開，則從電源Vs向第1相的線圈被反向地施加電壓，第1相的線圈被退磁。第2相的線圈也同樣地，通過適當地使晶體管Tr11～Tr13接通或者斷開，從而能夠實現勵磁、續流狀態以及退磁的各動作。這種SR電動機驅動裝置DRd1具有：能夠由1個電源Vs來控制2個相的線圈；可以應對軟開關以及硬開關雙方；以及可以根據轉子相位角來選擇所勵磁的線圈等的優點。另一方面，在圖24中，非專利文獻2所公開的SR電動機驅動裝置DRd2具備：被串聯地連接的2個二極管D25、D28；被串聯地連接的2個二極管D26、D29；被串聯地連接的2個二極管D27、D30；電感器L21；被串聯地連接的2個電容器C21、C22；被串聯地連接的二極管D21以及晶體管Tr21；被串聯地連接的二極管D22以及晶體管Tr22；被串聯地連接的二極管D23以及晶體管Tr23；被串聯地連接的晶體管Tr24以及二極管D24；和電感器L22。二極管D25、26、27的各陰極端子被相互連接，并且連接電感器L21的一端。二極管D28、29、30的各陽極端子被相互連接，并且連接電感器L22的一端。由此，這些各串聯電路被并聯地連接。在這些將二極管D25以及二極管D28進行連接的第1連接點、將二極管D26以及二極管D29進行連接的第2連接點、以及將二極管D27以及二極管D30進行連接的第3連接點的各個連接點，連接有三相的電源。在電感器L21的另一端，連接有電容器C21的一端、二極管D21、D22、D23的各陰極端子以及晶體管Tr24的一端(源極端子)。在電容器C21的另一端，連接有電感器L22的一端以及電容器C22的一端。在電感器L22的另一端，連接有開關元件T24的另一端(漏極端子)以及二極管D24的陰極端子。在電容器C22的另一端，連接有晶體管Tr21、Tr22、Tr23的各另一端(漏極端子)以及二極管D24的陽極端子。SR電動機的第1相的線圈LPH1被連接在將電容器C21以及電容器C22進行連接的第4連接點、與將二極管D21的陽極端子以及晶體管Tr21的一端(源極端子)進行連接的第5連接點之間。SR電動機的第2相的線圈LPH2被連接在所述第4連接點、與將二極管D22的陽極端子以及晶體管Tr22的一端(源極端子)進行連接的第6連接點之間。SR電動機的第3相的線圈LPH3被連接在所述第4連接點、與將二極管D23的陽極端子以及晶體管Tr23的一端(源極端子)進行連接的第7連接點之間。在這種SR電動機驅動裝置DRd2中，通過使各晶體管Tr21、Tr22、Tr23接通斷開，從而能夠使各相的線圈LPH1、LPH2、LPH3勵磁以及退磁。并且，這種SR電動機驅動裝置DRd1通過在電容器C21、C22中蓄積電荷，從而能夠向各相的線圈LPH1、LPH2、LPH3施加比向SR電動機驅動裝置DRd1供給的電源電壓高的電壓。盡管，所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動機驅動裝置，其特征在于，具備：電源端子，其用于與電源連接；充放電部，其與所述電源端子串聯地連接，并進行充放電；連接端子，其用于與第1相的第1級勵磁線圈以及第2相的第2級勵磁線圈所產生的各電感相對于旋轉角的周期變化中的各相位間的差為180度的反對稱2相電動機的所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別連接；和驅動控制部，其具備多個開關元件，并通過切換所述多個開關元件的接通斷開，由此來形成用于從所述電源端子經由所述連接端子而向所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別獨立地供電的第1路徑，進而通過切換所述多個開關元件的接通斷開，由此來形成用于將在所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈中殘余的各殘余能量從所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別經由所述連接端子而向所述充放電部獨立地再生的第2路徑。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.11.27 JP 2012-258509;2013.10.02 JP 2013-207061.一種電動機驅動裝置，其特征在于，具備：電源端子，其用于與電源連接；充放電部，其與所述電源端子串聯地連接，并進行充放電；連接端子，其用于與第1相的第1級勵磁線圈以及第2相的第2級勵磁線圈所產生的各電感相對于旋轉角的周期變化中的各相位間的差為180度的反對稱2相電動機的所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別連接；和驅動控制部，其具備多個開關元件，并通過切換所述多個開關元件的接通斷開，由此來形成用于從所述電源端子經由所述連接端子而向所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別獨立地供電的第1路徑，進而通過切換所述多個開關元件的接通斷開，由此來形成用于將在所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈中殘余的各殘余能量從所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別經由所述連接端子而向所述充放電部獨立地再生的第2路徑，為了從所述電源端子經由所述連接端子而向所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別獨立地供電，所述驅動控制部利用所述多個開關元件之中的公共的開關元件來形成所述第1路徑。2.根據權利要求1所述的電動機驅動裝置，其特征在于，所述驅動控制部通過切換所述多個開關元件的接通斷開，由此在所述第1路徑中勵磁的期間，進一步形成用于從所述充放電部經由所述連接端子而向所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別獨立地供電的第3路徑，以提高勵磁電壓。3.根據權利要求1所述的電動機驅動裝置，其特征在于，所述驅動控制部還具備公共的整流元件，該公共的整流元件用于為了將在所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈中所殘余的各殘余能量從所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別經由所述連接端子而向所述充放電部獨立地再生，形成所述第2路徑。4.根據權利要求1所述的電動機驅動裝置，其特征在于，所述第1路徑具備：第1形態的路徑，其用于從所述電源端子經由所述連接端子而向所述第1級勵磁線圈供電；和第2形態的路徑，其用于從所述電源端子經由所述連接端子而向所述第2級勵磁線圈供電、且不同于所述第1形態的路徑，所述第2路徑具備：第3形態的路徑，其用于將在所述第1級勵磁線圈中所殘余的殘余能量從所述第1級勵磁線圈經由所述連接端子而向所述充放電部再生；和第4形態的路徑，其用于將在所述第2級勵磁線圈中所殘余的殘余能量從所述第2級勵磁線圈經由所述連接端子而向所述充放電部再生、且不同于所述第3形態的路徑，所述驅動控制部將所述第1級勵磁線圈的電感增加的情況下的給定的第1相位設為起點，與所述第1級勵磁線圈的電感的周期同步地，按照通過所述第1形態的路徑向所述第1級勵磁線圈供電的第1供電模式、通過所述第3形態的路徑將在所述第1級勵磁線圈中所殘余的殘余能量再生的第1再生模式、通過所述第2形態的路徑向所述第2級勵磁線圈供電的第2供電模式、以及通過所述第4形態的路徑將在所述第2級勵磁線圈中所殘余的殘余能量再生的第2再生模式的順序來重復。5.根據權利要求4所述的電動機驅動裝置，其特征在于，所述驅動控制部通過切換所述多個開關元件的接通斷開，由此在所述第1路徑中勵磁的期間，進一步形成用于從所述充放電部經由所述連接端子而向所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別獨立地供電的第3路徑，以提高勵磁電壓，所述第3路徑具備：第5形態的路徑，其用于從所述充放電部經由所述連接端子而向所述第1級勵磁線圈供電；和第6形態的路徑，其用于從所述充放電部經由所述連接端子而向所述第2級勵磁線圈供電、且不同于所述第5形態的路徑，所述驅動控制部在所述第1供電模式的執行過程中通過所述第5形態的路徑向所述第1級勵磁線圈供電，在所述第2供電模式的執行過程中通過所述第6形態的路徑向所述第2級勵磁線圈供電。6.根據權利要求4所述的電動機驅動裝置，其特征在于，所述驅動控制部通過切換所述多個開關元件的接通斷開，由此來進一步形成用于使所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別變為續流狀態的第4路徑，所述第4路徑具備：第7形態的路徑，其用于使所述第1級勵磁線圈變為續流狀態；和第8形態的路徑，其用于使所述第2級勵磁線圈變為續流狀態、且不同于所述第7形態的路徑，所述驅動控制部在所述第1再生模式的執行結束后執行分別通過所述第7形態的路徑以及第8形態的路徑使所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別變為續流狀態的第1電流循環模式，在所述第2再生模式的執行結束后執行分別通過所述第7形態的路徑以及第8形態的路徑使所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別變為續流狀態的第2電流循環模式。7.根據權利要求1所述的電動機驅動裝置，其特征在于，所述充放電部具備被串聯地連接的充放電元件和開關元件的多個串聯電路，所述多個串聯電路被并聯地連接，所述驅動控制部還基于所述反對稱2相電動機的轉速來使所述多個串聯電路中的各開關元件接通斷開。8.一種電動機驅動裝置，其特征在于，具備：電源端子，其用于與電源連接；充放電部，其與所述電源端子串聯地連接，并進行充放電；連接端子，其用于與第1相的第1級勵磁線圈以及第2相的第2級勵磁線圈所產生的各電感相對于旋轉角的周期變化中的各相位間的差為180度的反對稱2相電動機的所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別連接；和驅動控制部，其具備多個開關元件，并通過切換所述多個開關元件的接通斷開，由此來形成用于從所述電源端子經由所述連接端子而向所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別獨立地供電的第1路徑，進而通過切換所述多個開關元件的接通斷開，由此來形成用于將在所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈中殘余的各殘余能量從所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別經由所述連接端子而向所述充放電部獨立地再生的第2路徑，所述電動機驅動裝置還具備所述電源，該電源是與所述電源端子連接且進行充放電的二次電池，所述驅動控制部通過切換所述多個開關元件的接通斷開，由此來形成用于將在所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈中所殘余的各殘余能量從所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別經由所述連接端子而向所述電源獨立地再生的第5路徑，并且所述驅動控制部還具備公共的整流元件以及開關元件，該公共的整流元件以及開關元件用于為了將在所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈中所殘余的各殘余能量從所述第1級勵磁線圈以及第2級勵磁線圈分別經由所述連接端子而向所述電源獨立地再生，形成所述第5路徑。9.根據權利要求1～3、8中任一項所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：濱口圣士，野木俊宏，井上憲一，
申請(專利權)人：株式會社神戶制鋼所，
類型：發明
國別省市：日本;JP