CN100440716C - 无刷直流电动机的驱动方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明的无刷直流电动机的驱动方法包含：通过在输出端子间连接电容器并将交流电源的交流电压作为输入的整流电路，对交流电压进行整流的动作；通过被连接到整流电路的逆变器，驱动无刷直流电动机的动作；通过位置检测器，根据无刷直流电动机的反电动势或者电动机电流的任意一个检测无刷直流电动机的转子的旋转位置的动作；在不能通过位置检测器检测转子位置时，通过位置估计器估计转子位置的动作；以及通过控制器根据位置检测器检测到的转子位置或者通过位置估计器估计的转子位置的任意一个来控制逆变器的动作。

Description

无刷直流电动机的驱动方法及其装置

技术领域

本发明涉及被安装在包含于冰箱或空调等冷冻空调系统中的压缩机等中的无刷直流电动机(以下，仅称为电动机)的驱动方法及其装置。特别涉及在将整流电路中的平滑用电容器大幅度地小容量化，并实现了装置整体的小型化的电动机驱动装置中，不使用例如霍尔元件或编码器那样特别的位置检测传感器来进行电动机的转子的位置检测的方法及其装置。

背景技术

用于驱动被组装到冷冻空调系统中的压缩机中的电动机的以往的电动机驱动装置一般为如下那样的结构。即，具有在输出端子间连接足够大电容的平滑用电容器，并用于对输入的交流电源的交流电压进行整流的整流电路，以及与该整流电路连接，用于驱动电动机的逆变器。

而且，该装置为了检测电动机的转子的旋转位置，不使用例如霍尔元件或编码器那样特别的位置检测传感器，而根据电动机的定子绕组随着电动机旋转而感应的反电动势、或电动机电流来检测转子位置。然后，该装置通过该检测信号依次切换逆变器中包含的多个开关元件的通电状态，通过转换控制流过定子绕组的电流来驱动电动机。

不使用这样的特别的位置检测传感器的驱动方式，一般被称为无传感器驱动。在被组装到冷冻空调系统的压缩机中的电动机驱动中，采用这种无传感器驱动的理由是，在压缩机的高温、高压环境中，制冷剂环境中，油环境中，安装位置检测传感器非常困难。

而且，近年来，为了使电动机的驱动装置小型化，也进行将整流电路的平滑用电容器大幅度小容量化的努力。其关联技术例如在日本专利申请特开2002-51589号公报中被公开。

一边参照附图，一边说明这种以往的电动机的驱动装置。图6是以往的电动机驱动装置的方框图。在图6中，单相交流电源1的输出被连接到二极管全波整流电路2。该二极管全波整流电路2的输出上连接有平滑电容器3。该平滑电容器3为电容足够小的电容器，是以往的电容量1/100左右的电容器。

被连接在该平滑电容器3的两端的PWM(脉冲宽度调制)逆变器4通过6个开关元件(包含逆向的二极管)进行3相桥接而构成。在电动机5的定子中设置3相绕组。这些3相绕组的各自的一端被连接到PWM逆变器4的输出。这样，电动机5通过PWM逆变器4而被驱动。

如图6所述，控制电路6将单相交流电源1的电压、直流部分电流、PWM逆变器4的输出电流、位置检测传感器7的位置信息等信息作为输入，控制构成PWM逆变器4的6个开关元件的选通，以便可以进行最佳的电动机驱动。

但是，在上述以往的结构中，具有作为位置检测传感器的编码器或霍尔元件等的结构，即使对逆变器施加的直流电压降低也可以进行转子的位置检测。但是，在压缩机那样难以安装位置检测传感器的情况下，不能应用如上所述的以往的结构。

一般来说，作为不使用特别的位置检测传感器来驱动无刷直流电动机的方法(无传感器驱动方法)，已知有根据电动机的定子绕组所感应的反电动势来检测转子位置的方法，以及根据电动机电流检测转子位置的方法等。

但是，在采用了上述以往的无传感器驱动方法的电动机的驱动装置中，可检测转子位置是在平滑电容器的容量足够大，在该平滑电容器的两端电压(整流电路的输出电压)中包含的脉动电压小的时候。这时因为在平滑电容器的电容足够大，整流电路的输出电压中包含的脉动电压小时，反电动势和电动机电流稳定，所以可以进行稳定的转子位置的检测。

但是，在采用了以往的无传感器驱动方法的电动机的驱动装置中，如图6所示的具有特别的位置检测传感器的驱动装置那样，为了将装置整体小型化而将平滑电容器大幅度地小容量化时，脉动电压大幅度增加。因此，特别是在对PWM逆变器施加的电压低时，不能对在转子检测中需要的反电动势进行检测，不能流过转子位置的检测所需要的电动机电流。

其结果，难以进行转子位置的正确的检测，PWM逆变器造成的转换定时大幅度偏移，不仅引起电动机效率的降低，而且，流过大的电动机电流。最差的情况，有导致电动机停止的不良情况的危险。

发明内容

本发明用于解决上述以往的课题，目的是提供一种电动机的驱动方法及其装置，在不需要特别的位置传感器的无传感器驱动中，可以使连接到整流电路的平滑电容器大幅度地小容量化，同时即使在平滑电容器的两端电压(整流电路的输出电压)中包含大的脉动电压的情况下，也可以进行稳定的电动机驱动。

本电动机的驱动方法具有以下动作，包括：通过在输出端子间连接电容器，并将交流电源的交流电压作为输入的、由二极管桥接电路构成的整流电路，对交流电压进行整流的动作；通过被连接到整流电路的逆变器，驱动无刷直流电动机的动作；通过位置检测器，根据无刷直流电动机的反电动势或者电动机电流的任意一个检测无刷直流电动机的转子的旋转位置的动作；在电容器的两端电压小于等于成为不能通过位置检测器检测转子位置的规定电压时，通过位置估计器估计转子位置的动作；以及根据位置检测器检测到的转子位置或者通过位置估计器估计的转子位置的任意一个，由控制器控制逆变器的动作，其中，电容器有在无刷直流电动机的驱动中实际使用的输出范围中，所述整流电路的输出电压的脉动含有率大于等于90％的电容量。

而且，本电动机的驱动装置具有以下结构。包括：整流电路，由二极管桥接电路构成，用于对输入的交流电源的交流电压进行整流；电容器，被连接在整流电路的输出端子间；逆变器，被连接到整流电路；位置检测器，用于根据由逆变器驱动的无刷直流电动机的反电动势或者电动机电流的其中一个，检测无刷直流电动机的转子的旋转位置；位置估计器，用于在电容器的两端电压小于等于成为不能通过所述位置检测器检测转子位置的规定电压时，估计其位置；控制器，用于切换来自位置检测器的输出信号和来自位置估计器的输出信号，从而使逆变器动作，其中，电容器有在无刷直流电动机的驱动中实际使用的输出范围中，整流电路的输出电压的脉动含有率大于等于90％的电容量。

本发明的电动机的驱动方法及其装置具有在位置检测器不能检测转子位置时估计其位置而使逆变器动作的特征。因此，即使在不能检测转子位置时，也可以估计其位置从而进行基于该位置检测的转换，所以可以进行稳定的电动机运转。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的电动机的驱动装置的方框图。

图2是表示图1所示的电动机的驱动装置中的电容器的电压波形的定时图。

图3是表示对于图1所示的电动机的驱动装置中的负载电流的瞬时最低电压以及脉动含有率的特性图。

图4是表示图1所示的电动机的驱动装置中的动作的流程图。

图5是表示图1所示的电动机的驱动装置中的各部的波形的定时图。

图6是以往的电动机的驱动装置的方框图。

标号说明

10交流电源

11整流电路

12电容器

13逆变器

14无刷直流电动机

16压缩机

20位置检测器

21位置估计器

22电压检测器

23切换器

24转换器

30控制器

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的实施方式中的电动机的驱动装置的方框图。图1所示的电动机的驱动装置具有以下结构。

它包括：整流电路11，由二极管桥接电路构成，用于对输入的交流电源10的交流电压进行整流；电容器12，被连接在该整流电路11的输出端子间；逆变器13，被连接到该整流电路11；位置检测器20，用于根据由该逆变器13驱动的电动机14的反电动势或者电动机电流的其中一个，检测电动机14的转子的旋转位置；位置估计器21，用于在位置检测器20不能检测转子位置时，估计其位置；以及控制器30，用于切换来自位置检测器20的输出信号和来自位置估计器21的输出信号，从而使逆变器13动作。

进一步详细地说明图1所示的电动机的驱动装置。在图1中，交流电源10在日本时是100V50Hz或者60Hz的普通的商用电源。构成整流电路11的二极管桥接电路桥接着4个二极管。整流电路11输入交流电源10的交流电压，有二极管桥接电路对该交流电压进行全波整流。在整流电路11的输出端子间连接有电容器12。这里，该电容器12与以往的电动机驱动装置中使用的平滑电容器相比为小容量的电容器。在图1所示的本实施方式的电动机的驱动装置中，电容器12使用1μm的叠层陶瓷电容器。近年，叠层陶瓷电容器是高耐压并且与以往相比电容量大的电容器，并且可以以片状的方式实现。

另一方面，在以往的电动机驱动装置中，平滑电容器主要使用大容量(200W输出的情况下为数百μF)的电解电容器。以往，该平滑电容器一般根据逆变器的输出容量(W或者VA)或者驱动装置整体的输入容量(W或者VA)，以及直流电压的脉动含有量和电流产生的平滑电容器的耐脉动电流的特性等决定其电容量。考虑到这些条件，一般确保2μF/W至4μf/W左右的电容量。即，逆变器的输出容量为200W的情况下，使用400μF至800μF左右的电解电容器。

与此相反，在图1所示的本实施方式的电动机驱动装置中，在电容器12中使用具有0.1μF以下的电容的电容器。即，逆变器13在200W的输出容量的情况下，使用20μF的电容器12。

逆变器13具有将6个开关元件TR1、TR2、TR3、TR4、TR5和TR6进行3相桥接的结构。这些开关元件的每一个都使用绝缘栅极型双极晶体管(IGBT)。各个晶体管的集电极、发射极间反向连接有续流二极管。

无刷直流电动机14由逆变器13的3相输出驱动。无刷直流电动机14的定子设置3相星形连线的绕组。该缠绕方式为集中缠绕，也可以是分布缠绕。

而且，在磁芯的转子重设置永久磁铁。其设置方法可以是在定子表面配置了永久磁铁的表面磁铁型(SPM)，也可以是在定子磁芯的内部嵌入永久磁铁的嵌入磁铁型(IPM)。而且，永久磁铁可以是铁氧体磁铁，也可以是稀土类磁铁。

在无刷直流电动机14的转子的轴上连接有压缩元件15。该压缩元件15吸入冷媒气体并压缩、排出。将该无刷直流电动机14和压缩元件15收容在同一密闭容器内而构成压缩机16。构成由压缩机16压缩的排出气体通过冷凝器17、减压器18、蒸发器19返回压缩机的吸入那样的冷冻空调系统。这时，由于在冷凝器17中进行放热、在蒸发器19中进行吸热，所以可以进行冷却和加热。有时也根据需要，对冷凝器17和蒸发器19使用送风机等，进一步促进热交换。

位置检测器20根据无刷直流电动机14的反电动势或电动机电流进行无刷直流电动机14的转子的旋转位置的检查。在本实施方式中，对根据由定子绕组感应的反电动势来检测转子的旋转位置的方法进行说明。逆变器13为3相120度通电方式的矩形波驱动。

更详细地说明该驱动方式。在无刷直流电动机14的定子中设置3相星形连接的绕组，但是，当前将该3相绕组设为U相绕组、V相绕组和W相绕组。逆变器13根据转子的旋转位置，依次以各个电力角每次60度，从U相到V相、从U相到W相、从V相到U相、从V相到W相、从W相到U相、从W相到V相转换电动机电流。

这里，例如在关注U相绕组时，在电力角120度期间中被通电后，在电力角60度期间中断通电，之后，在电力角120度期间被反方向通电。V相绕组和W相绕组中也同样被通电。这时，U相、V相、W相的相互的通电相位差为电力角120度。

从上述说明可知那样，在3相120通电、矩形波驱动中，存在未被通电的相(通电中断期间)。通过检测该未被通电的相中产生的反电动势的零交叉点，检测转子位置。通过位置检测器20进行该转子位置的检测。

位置估计器21在位置检测器20正常地进行位置检测时，进行该检测定时的时间测量，进行基于该定时时间的转子的旋转位置的估计。电压检测器22检测电容器12的两端电压，判断该电压值大于还是小于预先设定的规定值。

切换器23输入位置检测器20的输出信号、位置估计器21的输出信号、以及电压检测器22的输出信号。该切换器23选择位置检测器20的输出信号和位置估计器21的输出信号的其中一个，并对转换器24输出。该转换器24的输出信号(转换信号)被输入逆变器13的6个IGBT的栅极，对这些IGBT控制导通/截止。这里，控制器30包括切换器23和转换器24。

对于以上那样构成的本实施方式中的电动机驱动装置，说明其动作。交流电源10的交流电压尽管由构成整流电路11的二极管桥接电路进行全波整流，但由于电容器12是与以往相比非常小的容量，因此整流电路11的输出电压(电容器12的两端的电压)基本上未被平滑，具有大的脉动。

位置检测器20根据随着电动机的旋转而在动作绕组中感应的反电动势或者电动机电流来检测无刷直流电动机14的转子位置，但是在整流电路11的输出电压低时，由于不能充分确保希望的电压或者电流，所以不能检测其位置。

另一方面，位置估计器21始终检测位置检测器20的位置检测的定时，在不输入位置检测信号的情况下，以与前面的定时相同的定时输出位置估计信号。

如果由电压检测器22检测到的电容器12的两端的电压比预先设定的规定值(在本实施方式中为50V)，则切换器23选择位置检测器20的输出信号，对转换器24输出位置检测信号。相反，如果比规定值低，则切换器23选择位置估计器21的输出信号，对转换器24输出位置估计信号。

这里，电容器12的两端电压的变化由电压检测器22检测，虽然在图1中省略，但是对PWM控制的占空比进行前馈控制，进行以使逆变器13输出的电压或者电流一定的控制。所谓PWM控制的占空比，表示对于PWM控制中的(导通期间+截止期间)的导通期间的比率。

即，通过对于以速度控制得到的基准占空比，电容器12的两端电压高的情况下，降低占空比，相反，在电容器12的两端电压低的情况下，提高占空比，调整逆变器13输出的电压或者电流。由此，平滑地驱动无刷直流电动机14。

接着，利用图2和图1，对电容器12两端的电压波形进行说明。图2是表示本实施方式中的电容器12的电压波形的定时图。

在图2中，纵轴表示电压，横轴表示时间。而且，交流电源10是提供交流电压100V50Hz的电源。图2中的虚线A，是在负载电流非常小(基本上不流过电流)时的状态下，电容器12的充电电荷基本上不被放电，几乎没有电压的降低。

而且，这里所说的负载电流是整流电路的输出电流，即对逆变器13的输入电流。虚线A中的平均电压是141V，脉动电压是0V，脉动含有率为0％。而且，脉动电压〔V〕＝瞬时最高电压〔V〕-瞬时最低电压〔V〕。而且，脉动含有率〔％〕＝(脉动电压〔V〕/平均电压〔V〕)/100。

接着，在增大负载电流时，电容器12的一部分充电电荷被放电，如点划线B所示的那样，时间最低电压降低。但是，由电源电压决定的瞬时最高电压为141V不变。在点划线B所示的情况下，瞬时最低电压为40V，所以平均电压约为112V，脉动电压为101V，脉动含有率为90％。

而且，在继续增大负载电流时，单相交流电源1中基本上不积蓄充电电荷，如实线C所示的那样，瞬时最低电压基本上降低至0V。但是，由电源电压决定的瞬时最高电压为141V不变。在实线C所示的情况下，瞬时最低电压为0V，所以平均电压约为110V，脉动电压为141V，脉动含有率为141％。

在上述那样电容器12为小电容的情况下取出负载电流时，成为基本上不进行平滑而对输入的交流电源10进行全波整流的原样的波形。

接着，对于瞬时最低电压和脉动含有率对于负载电流的关系，利用图3进一步详细地进行说明。图3是表示本实施方式中的瞬时最低电压和脉动含有率对于负载电流的特性图。在图3中，横轴是负载电流，纵轴表示瞬时最低电压和脉动含有率。而且，实线表示瞬时最低电压的特性，虚线表示脉动含有率的特性。

在图2中说明的虚线A表示的电流波形时负载电流为0A。瞬时最低电压为141V，脉动含有率为0％。而点划线B表示的电流波形时负载电流为0.25A，瞬时最低电压为40V，脉动含有率为90％。而且，在实线C表示的电流波形时负载电流为0.35A，瞬时最低电压为0V，脉动含有率为141％。在0.35A以上的电流中，瞬时最低电压、脉动含有率都不变。

在本实施方式中的电动机的驱动装置中，实际使用范围为负载电流大于等于0.25A，小于等于1.3A。在实际使用范围中，选择脉动含有率始终大于等于90％的小电容的电容器12。

在本实施方式中，如前所述那样在整流电路的输出电压小于等于50V时为不能进行位置检测的状态，其结果，在任意一个实际使用范围中，都包含不能检测转子位置的部分。

接着，利用图4和图1更详细的说明图1中的动作。图4是表示本实施方式中的动作的流程图。

首先，在步骤1中，由电压检测器22检测直流电压Vdc。这里，直流电压Vdc为整流电路11的输出电压，即电容器12的两端电压。

接着，在步骤2中，将在步骤1中检测出的直流电压Vdc与位置检测器20不能进行位置检测的电压的规定值50V进行比较，如果直流电压Vdc小于50V，则进入步骤3。在步骤3中，切换器23选择位置估计器21，并从至此的位置检测器20切换。

在步骤4中，位置估计器21判断位置检测信号是否从前面的变化开始经过了一定时间。该一定时间是通过位置检测预先决定的时间，是根据旋转数其时间变化的时间。如果没有经过一定时间，则原样通过并结束，如果经过一定时间，则进入步骤5。在步骤5中，进行转换，即作为进行了位置检测的元件，用转换器24切换逆变器13的开关元件组的动作。

而且，在步骤2中，将在步骤1中检测到的直流电压Vdc与不能进行位置检测的电压的规定值50V进行比较，如果直流电压Vdc大于等于50V，则进入步骤6。在步骤6中，切换器23选择位置检测器20。

在步骤7中，位置检测器20根据之前的变化判断状态是否已改变。如果状态未改变，则原样通过、结束处理，如果状态改变，则进入步骤8。在步骤8中，进行以转换器24切换作为进行转换即位置检测的元件的逆变器13的开关元件组的动作。

通过在一定时间内重复这些动作，可以始终通过电压检测器22检测直流电压的状态，按照该状态用切换器23切换位置检测器20的输出信号和位置估计器21的输出信号。由此，即使在直流电压低，不能进行位置检测的状态中也可以进行转换动作，可以继续运转。

进一步利用图5和图1对说明进行了上述说明的动作时的波形。图5是表示本实施方式中的电动机的驱动装置各部的波形的定时图。

在图5中，直流电压(A)是电容器12两端的电压。电压检测(B)是电压检测器22的输出。用电压检测器22输出将直流电压(A)与规定电压(在本实施方式中为50V)比较后的结果。如果直流电压(A)大于等于50V则输出高电平的信号，如果低于50V则输出低电平的信号。在图5中，在时间T6、T7中直流电压(A)表示小于等于50V的情况。

位置检测(C)表示位置检测器20的输出。而且，位置估计(D)表示位置估计器21的输出。在直流电压大于等于50V时，可进行位置检测器20的位置检测，在图5的时间T1至T5，T8至T12的区间可以正常的状态进行位置检测。

另一方面，在图5的时间T6、T7中，由于直流电压低于50V，所以不能输出来自位置检测器20的位置检测信号。即使假设输出，定时也不能完全匹配，产生引起误动作的可能性高。

因此，在时间T6、T7中，作为转换信号，使用位置估计器21的信号。在位置估计器21中测量从前次转换的定时T5开始的时间，在经过预定的规定时间时，以时间T6的定时进行转换。

而且，同样，在时间T7也从时间T6经过规定时间后进行转换。这里所说的规定时间是可以正常地进行位置检测的时间，例如检测从时间T4至T5间的时间作为规定时间。这里，规定时间的测量例如可以通过具有位置估计器21的定时器来进行。

如上所述，从时间T1至T5，以及从时间T8至T12中，切换器23选择位置检测器20的输出信号输出。而且，在时间T6、T7中，切换器23选择位置估计器21的输出信号输出。切换器23的输出被输入转换器24，在转换器24中使逆变器13的6个开关元件如图5所示，即TR1的通电状态(E)、TR2的通电状态(F)、TR3的通电状态(G)、TR4的通电状态(H)、TR5的通电状态(I)、TR6的通电状态(J)所示那样，导通/截止。在图5中，从通电状态(E)至(J)中，高电平导通，低电平截止。

作为逆变器13的输出电压波形的一例，如图5中U相电压(K)所示。输出的最大电压被直流电压(A)限制，U相电压的包络线(用虚线表示)与直流电压(A)一致。

如前所述，由于通过直流电压(A)的电压电平来变更PWM控制的占空比，所以如图5的U相电压(K)所示，在U相电压低的位置(例如，从时间T5到T6的期间)提高占空比(加长导通期间)，在U相电压高的位置(例如，从时间T11到T12的期间)降低占空比(缩短导通期间)。由此，事先防止由于U相电压的电压变动U相电压变得不稳定。

在本实施方式中，电压检测器22直接检测电压电平，但是也可以检测电压电平的零交叉等定时，根据该检测结果，根据时间估计电压电平。

而且，在本实施方式中，按照直流电压，即电容器12两端的电压，由切换器23切换位置检测器20和位置估计器21，但是也可以是在不从位置检测器20输出位置检测信号时，被自动地切换到来自位置估计器21的位置估计信号的方法。

而且，在本实施方式中用压缩机进行了说明，但是也可以应用在送风机那样惯性力矩(惯量)大的用途上。这时，即使电容器为小容量，整流电压具有大的脉动，由于大惯量负载，电动机可以得到稳定的旋转。由此，可以实现此前不能想像的装置的大幅度小型化。

而且，在本实施方式中，位置检测器20随机地检测转子位置，但是，例如也可以使用平均地观察整体的位置检测和转换的定时差的方法等。

这样，本发明的电动机的驱动装置是具有在位置检测器20不能检测转子位置时估计其位置而使逆变器13动作的特征。由此，即使在不能检测转子位置时也可以估计其位置，通过与位置检测器20的位置检测信号相当的位置估计信号，可以进行逆变器13的转换动作，所以可以实现稳定的运转。

而且，电容器12的特征是在电动机驱动的实际使用的输出范围中，整流电路11的输出电压的脉动含有率大于等于90％。在本发明的电动机的驱动装置中，由于即使是大脉动电压，也可以高效而稳定地驱动电动机，所以可以使用脉动电压降至基本为0V那样小电容的电容器。其结果，可以实现非常小型的电动机的驱动装置。

而且，本发明的电动机的驱动装置的特征是在不能进行位置检测时，每隔规定时间进行估计作为位置切换的位置检测。因此，在不能进行位置检测的状态中，由于压缩机16等的无刷直流电动机14以惯量(惯性力矩)进行动作，所以可以实现稳定的运转，防止电动机停止。

而且，本发明的电动机的驱动装置的特征是在整流电路11的输出电压小于等于预定的规定电压时，判断不能进行位置检测，由于在可以准确地判断不能进行位置检测的部分，所以可以进行更稳定的运转。

而且，本发明的电动机的驱动装置通过设置在位置检测器20不能进行位置检测时估计其位置的位置估计器21、切换位置检测器20和位置估计器21而使逆变器13动作的切换器23，即使在不能进行位置检测时也可以进行稳定的位置检测，可以实现高效而稳定的运转。

而且，本发明的电动机的驱动装置在不能进行位置的检测时，通过利用定时器决定估计位置，在压缩机那样具有适度的惯量(惯性力矩)的系统中，可以用简单容易的结构实现稳定的运转。

而且，本发明的电动机的驱动装置在检测电容器12的两端电压而小于等于预定的规定的电压时，用来自位置估计器21的输出使逆变器13动作，可以准确地判断直流电压降低而不能进行位置检测的状态，可以进行适当的切换，所以可以实现更稳定的运转。

而且，本发明的电动机的驱动装置可以在驱动构成冷冻空调系统的压缩机16的情况那样不能安装位置检测传感器的用途中实现电容器12的小容量化，所以可以实现此前不能想像的大幅度的小型化。

而且，本发明的电动机的驱动装置在通过驱动送风的送风机，特别是在送风机那样惯性力矩(惯量)大的用途中，可以进行旋转而不由小容量的电容器造成的大脉动对其转速产生大的影响，所以可以实现此前不能想像的大幅度的小型化。

本发明在产业上的可利用性在于，按照本发明的无刷直流电动机的驱动方法及其装置，即使在位置检测器不能进行电动机转子的位置检测时，通过位置估计器估计转子位置，根据该估计的位置使逆变器动作，所以可以实现稳定的电动机运转。本发明不限于被安装在冰箱和空调等冷冻空调系统的压缩机等的直流无刷电动机的驱动，可以利用在大范围的装置中的电动机驱动中。

Claims (7)

1、一种无刷直流电动机的驱动方法，包含：

通过在输出端子间连接电容器并将交流电源的交流电压作为输入的、由二极管桥接电路构成的整流电路，对所述交流电压进行整流的动作；

通过被连接到所述整流电路的逆变器，驱动无刷直流电动机的动作；

通过位置检测器，根据所述无刷直流电动机的反电动势或者电动机电流的任意一个检测所述无刷直流电动机的转子的旋转位置的动作；

在所述电容器的两端电压小于等于成为不能通过所述位置检测器检测转子位置的规定电压时，通过位置估计器估计所述转子位置的动作；以及

根据所述位置检测器检测到的转子位置或者通过所述位置估计器估计出的转子位置的任意一个，由控制器控制所述逆变器的动作，

其中，所述电容器有在无刷直流电动机的驱动中实际使用的输出范围中，所述整流电路的输出电压的脉动含有率大于等于90％的电容量。

2、如权利要求1所述的无刷直流电动机的驱动方法，其特征在于，

所述位置估计器根据可通过所述位置检测器检测转子位置时的检测时间而决定规定时间，在所述电容器的两端电压小于等于所述规定电压时，每隔所述规定时间进行估计作为位置切换的转子位置。

3、一种无刷直流电动机的驱动装置，包括：

整流电路，由二极管桥接电路构成，用于对输入的交流电源的交流电压进行整流；

电容器，被连接在所述整流电路的输出端子间；

逆变器，被连接到所述整流电路；

位置检测器，用于根据由所述逆变器驱动的无刷直流电动机的反电动势或者电动机电流的其中一个，检测所述无刷直流电动机的转子的旋转位置；

位置估计器，用于在所述电容器的两端电压小于等于成为不能通过所述位置检测器检测转子位置的规定电压时，估计其位置；以及

控制器，用于切换来自所述位置检测器的输出信号和来自所述位置估计器的输出信号，从而使所述逆变器动作，

其中，所述电容器有在无刷直流电动机的驱动中实际使用的输出范围中，所述整流电路的输出电压的脉动含有率大于等于90％的电容量。

4、如权利要求3所述的无刷直流电动机的驱动装置，其特征在于，

所述逆变器是将6个开关元件3相桥接的结构。

5、如权利要求3所述的无刷直流电动机的驱动装置，其特征在于，

所述位置估计器具有定时器，根据所述位置检测器可检测转子位置时的检测时间而决定规定时间，在所述电容器的两端电压小于等于所述规定电压时，利用所述定时器决定转子的估计位置。

6、如权利要求3所述的无刷直流电动机的驱动装置，其特征在于，

所述无刷直流电动机驱动冷冻空调系统中包含的压缩机。

7、如权利要求3所述的无刷直流电动机的驱动装置，其特征在于，

所述无刷直流电动机驱动用于送风的送风机。

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