CN110999070A - 马达控制装置、无传感器无刷马达以及送风装置 - Google Patents

Abstract

马达控制装置具有的控制部具有进行使转子强制地旋转的强制整流处理的第1模式与使上述转子以预定的转速旋转的第2模式。上述控制部在上述第1模式下，控制外加电压，使各通电模式的电流的响应波形设为从通电开始起至成为最大值的经过时间与从上述最大值至成为通电结束的经过时间相比变短的波形。上述控制部在上述转子通过上述第1模式未达到正常起动时进行上述第1模式的再通电，在上述转子通过上述第1模式达到正常起动时进行从上述第1模式向上述第2模式的切换处理。上述控制部使在上述第1模式的再通电时向上述线圈通电的电流的总和大于在紧前的上述第1模式的通电时向上述线圈通电的电流的总和。

Description

马达控制装置、无传感器无刷马达以及送风装置

技术领域

本发明涉及马达控制装置、无传感器无刷马达以及送风装置。

背景技术

无传感器无刷马达不具有霍尔元件等旋转传感器。因此，在无传感器无刷马达中，无法在起动开始时检测转子的旋转位置。因此，在起动时，与转子的旋转位置无关地，进行根据以预先决定的顺序被切换的多个通电模式向马达线圈供电的强制整流。但是，例如因转子的偏心，存在转子与定子的位置关系产生偏差的情况，另外，因轴承的劣化等的影响，存在转子的静摩擦增大，转子因强制整流而未达到正常起动的情况。

日本公开公报2015-15788号公报公开了如下技术：在无刷马达的控制装置中，在强制整流时，更加可靠地使转子旋转。该无刷马达的控制装置具备的微处理器在强制整流中，以无刷马达的输出扭矩在1组通电动作内随着时间经过而增大的方式增大占空比(无刷马达的外加电压)。由此，即便在转子的静摩擦较大的情况下，通过使占空比也增大，由此能够更加可靠地使无刷马达的转子旋转。

发明内容

在日本公开公报特开2015-15788号公报的结构中，存在以较大的占空比向线圈通电的时间增长的可能性。若以较大的占空比向线圈通电的时间增长，则转子的振动容易增大。即，存在在马达的起动时产生的振动增大的可能性。

本发明的目的在于，提供能够抑制在无传感器无刷马达的起动时产生的振动的技术。

本发明的例示的马达控制装置控制无传感器无刷马达的旋转，该无传感器无刷马达具备包含具有多个磁极的磁铁的转子和包含多个相的线圈的定子，该马达控制装置具有根据按照预定的顺序被切换的多个通电模式来进行向上述线圈供电的处理的控制部。上述控制部具有进行使上述转子强制地旋转的强制整流处理的第1模式和使上述转子以预定的转速旋转的第2模式。在上述第1模式下，上述控制部控制外加电压，将各上述通电模式的电流的响应波形设为从通电开始起至成为最大值的经过时间比从上述最大值至成为通电结束的经过时间短的波形。上述控制部在上述转子通过上述第1模式未达到正常起动时进行上述第1模式的再通电，在上述转子通过上述第1模式达到正常起动时进行从上述第1模式向上述第2模式的切换处理。上述控制部使在上述第1模式的再通电时向上述线圈通电的电流的总和大于在紧前的上述第1模式的通电时向上述线圈通电的电流的总和。

发明效果

例示的本发明提供能够抑制在无传感器无刷马达的起动时产生的振动的技术。

附图说明

图1是本发明的实施方式的吸尘器的立体图。

图2是本发明的实施方式的送风装置的立体图。

图3是本发明的实施方式的送风装置的垂直剖视图。

图4是表示本发明的第1实施方式的马达控制装置的结构的框图。

图5是表示第2模式下的开关电路的输入信号与通电模式之间的关系的图。

图6是表示无传感器无刷马达的起动处理时的控制流程的流程图。

图7是用于对本发明的第1实施方式的马达控制装置的第1模式的详细进行说明的图。

图8是用于对本发明的第1实施方式的马达控制装置的第1变形例进行说明的图。

图9是用于对本发明的第1实施方式的马达控制装置的第2变形例进行说明的图。

图10是用于对本发明的第2实施方式的马达控制装置的第1模式的详情进行说明的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的例示的实施方式详细地进行说明。此外，在本说明书中，在无传感器无刷马达1以及送风装置100中，将与无传感器无刷马达1的中心轴C平行的方向称为“轴向”，将与无传感器无刷马达1的中心轴C正交的方向称为“径向”，将沿着以无传感器无刷马达1的中心轴C为中心的圆弧的方向称为“周向”。

另外，在本说明书中，在送风装置100中，将轴向设为上下方向，相对于无传感器无刷马达1将叶轮2侧设为上，并对各部分的形状、位置关系进行说明。上下方向仅是为了说明而使用的名称，不限定实际的位置关系以及方向。

另外，在本说明书中，在吸尘器200中，将图1的接近地面F(被清扫面)的方向设为“下方”，并且将远离地面F的方向设为“上方”，并对各部分的形状、位置关系进行说明。此外，这些方向仅是为了说明而使用的名称，不限定实际的位置关系以及方向。

另外，“上游”以及“下游”分别表示在使叶轮2旋转时从吸气口102吸入的空气的流通方向的上游以及下游。

＜1.吸尘器的结构＞

以下，对搭载了本发明的例示的实施方式的送风装置的吸尘器进行说明。图1是本发明的实施方式的吸尘器200的立体图。吸尘器200是所谓杆型的电动吸尘器。此外，吸尘器200也可以是所谓机器人型、桶型或者手持型的电动吸尘器。

吸尘器200具有在下表面以及上表面分别设置有吸气部202以及排气部203的壳体201。吸尘器200具有充电式的电池(未图示)，通过从该电池供给的电力进行工作。但是，吸尘器200也可以具有电源线(未图示)，通过经由与设置于房间的壁面的电源插座(未图示)连接的电源线被供给的电力进行工作。

在壳体201内形成有将吸气部202与排气部203连结的空气通路(未图示)。在空气通路内从吸气部202(上游)朝向排气部203(下游)按顺序配置有集尘部(未图示)、过滤器(未图示)以及送风装置100。在空气通路内流通的空气所含的尘埃等垃圾被过滤器捕集，并集尘于形成为容器状的集尘部内。集尘部以及过滤器构成为能够相对于壳体201装卸。

在壳体201的上部设置有把持部204以及操作部205。使用者能够把持把持部204而使吸尘器200移动。操作部205具有多个按钮205a。使用者通过按钮205a的操作来进行吸尘器200的动作设定。例如，通过按钮205a的操作，指示送风装置100的驱动开始、驱动停止以及转速的变更等。在吸气部202连接有棒状的吸引管206。在吸引管206的上游端以能够相对于吸引管206装卸的方式安装有吸引喷嘴207。此外，吸引管206的上游端在图1中为吸引管206的下端。

＜2.送风装置的结构＞

以下，对具有本发明的例示的实施方式的无传感器无刷马达1的送风装置进行说明。图2是本发明的实施方式的送风装置100的立体图。图3是本发明的实施方式的送风装置100的垂直剖视图。送风装置100搭载于吸尘器200并吸引空气。送风装置100具有无传感器无刷马达1和叶轮2。

送风装置100具有水平剖面圆形的筒状的风扇外壳101。风扇外壳101在内部收纳无传感器无刷马达1以及叶轮2。在风扇外壳101的上部设置有向上下方向开口的吸气口102。在吸气口102设置有从上端向径向内侧倾斜并向下方延伸的喇叭口102a。由此，吸气口102的直径随着从上方朝向下方而流畅地变小。风扇外壳101的下表面向上下方向开口。

无传感器无刷马达1具有水平剖面圆形的筒状的马达壳体10。在风扇外壳101与马达壳体10之间的间隙形成有流路103。流路103在上端(上游端)与叶轮2连通，在流路103的下端(下游端)形成有排气口104。在后述的定子11的下方配置有圆板状的下盖10b。通过下盖10b覆盖马达壳体10的下表面。下盖10b通过未图示的螺钉安装于马达壳体10。

在马达壳体10的外周面沿周向并排设置有多个静叶10a。静叶10a构成为板状。静叶10a随着朝向上方而朝向与叶轮2的旋转方向R(参照图2)相反的方向倾斜。静叶10a的上侧凸状弯曲。多个静叶10a的外缘与风扇外壳101的内表面接触。静叶10a通过送风装置100的驱动，如箭头S所示将气流向下方引导。

(2-1.无传感器无刷马达的结构)

无传感器无刷马达1是内转子型的无刷DC马达。无传感器无刷马达1是2极3插槽的3相无刷DC马达。但是，这些为例示。无传感器无刷马达1也可以是外转子型的无刷DC马达。无传感器无刷马达1的极数以及插槽数也可以变更为能够作为无刷DC马达进行驱动的其他的极数以及插槽数。无传感器无刷马达例如也可以是4极6插槽或者6极9插槽等的3相无刷DC马达等。无传感器无刷马达1具有定子11、转子12、轴承部13、以及电路基板14。

此外，无传感器无刷马达1是省略了检测转子12的旋转位置的位置检测用的传感器的无传感器方式的无刷马达。作为位置检测用的传感器，例如能够列举霍尔元件等。

定子11配置于转子12的径向外侧。定子11具有定子铁心111、绝缘体112以及线圈113。定子铁心111由电磁钢板沿轴向层叠的层叠钢板构成。定子铁心111具有环状的铁心轭铁111a与多个齿部111b。多个齿部111b从铁心轭铁111a的内周面向径向内侧延伸并配置为放射状。多个齿部111b沿周向等间隔地排列。

绝缘体112由树脂等绝缘材料构成，并覆盖定子铁心111的至少一部分。线圈113构成为经由绝缘体112而在齿部111b的周围缠绕导线。即，在线圈113与齿部111b之间配置有绝缘体112。通过绝缘体112而使齿部111b与线圈113绝缘。定子11包含多相的线圈113。在本实施方式中，线圈113的数量为3个。3个线圈113分别构成U相、V相、W相。

转子12具有轴120和转子外壳121。轴120沿着中心轴C配置。轴120在从轴向观察的俯视时呈圆形状。轴120也可以呈柱状或者筒状。转子外壳121呈圆筒形状。转子外壳121保持轴120。转子外壳121由磁性材料构成。

在转子外壳121的外周面配置有磁铁122。即，转子12包含具有多个磁极的磁铁122。磁铁122也可以由多个磁铁片构成。在该情况下，各磁铁片的径向外侧的面与各齿部111b的径向内侧的端面对置。多个磁铁片只要N极的磁极面与S极的磁极面交替地并排，并沿周向等间隔地配置即可。作为其他的例子，磁铁122也可以是环状磁铁。在该情况下，只要在磁铁的外周面沿周向交替地磁化N极与S极即可。此外，在本实施方式中，磁极的数量为2个。

轴承部13将保持于转子外壳121的轴120支承为能够旋转。轴120以中心轴C为中心而与转子外壳121一同旋转。旋转方向是图2所示的R方向。上方的轴承部13a支承于马达壳体10的上部的中央部。下方的轴承部13b支承于下盖10b的中央部。在本实施方式中，上方的轴承部13a具有滚珠轴承，下方的轴承部13b具有滑动轴承。此外，上下的轴承部13a、13b也可以具有其他的方式的轴承。例如，上下的轴承部13a、13b也可以均具有滚珠轴承。

电路基板14配置于下盖10b的下方。电路基板14呈圆形状，例如由环氧树脂等树脂形成。在电路基板14上配置有电子部件141。在电子部件141包含有本发明的例示的实施方式的马达控制装置3。换言之，无传感器无刷马达1具有马达控制装置3。电路基板14通过未图示的连接端子而与定子11电连接。经由马达控制装置3所含的逆变器而向线圈113供电，由此无传感器无刷马达1进行驱动。此外，在电源不是充电式的电池而是工业电源的情况下，也可以在电路基板14配置有将从工业电源供给的交流电转换成直流电的AC/DC转换器。

无传感器无刷马达1由于具有后述的马达控制装置3，所以能够提高能够通过强制整流使转子12旋转的概率。无传感器无刷马达1由于具有后述的马达控制装置3，所以能够抑制起动时的振动的产生。

(2-2.叶轮的结构)

叶轮2是所谓混流叶轮。但是，叶轮2也可以是轴流型、离心型等其他的形状的叶轮。叶轮2具有基座部20以及多个叶片21。基座部20的直径随着朝向下方而增大。即，基座部20朝向下方逐渐扩径。基座部20的上端部(前端部)配置为与喇叭口102a的下端大致相同的高度。多个叶片21在基座部20的外周面上沿周向并排地配置。叶片21的上部比叶片21的下部配置于旋转方向R前方。

叶轮2安装于转子12。在本实施方式中，叶轮2安装于轴120。详细而言，叶轮2具有在基座部20的中心轴C所通过的中心部的下部侧设置的轴套部22。轴120的上端部压入沿轴套部22的轴向延伸的孔部22a。孔部22a的中心与中心轴C一致。此外，叶轮2例如也可以安装于转子外壳121等、构成转子12的轴120以外的部件。

当无传感器无刷马达1进行驱动时，叶轮2与轴120一同以中心轴C为中心而进行旋转。由此，送风装置100产生风的流动。此外，送风装置100由于具有后述的马达控制装置3，所以能够提高能够通过强制整流使叶轮2旋转的概率。送风装置100由于具有后述的马达控制装置3，所以能够抑制起动时的振动的产生。

＜3.马达控制装置的结构＞

接下来，对本发明的例示的实施方式的马达控制装置3详细地进行说明。

(3-1.第1实施方式)

图4是表示本发明的实施方式的马达控制装置3的结构的框图。此外，图4也示出了无传感器无刷马达1。无传感器无刷马达1具有U相线圈113u、V相线圈113v以及W相线圈113w。在本实施方式中，3个线圈113u、113v、113w被具有中性点P1的Y型接线连接。但是，3个线圈113u、113v、113w也可以被三角型接线连接。

马达控制装置3控制无传感器无刷马达1的旋转。详细而言，马达控制装置3与各相的线圈113u、113v、113w电连接。马达控制装置3相对于各相的线圈113u、113v、113w进行120°矩形波通电，由此向无传感器无刷马达1供给3相的驱动电力。如图4所示，马达控制装置3具有开关电路31、控制部32、旋转位置检测部33。

开关电路31是相对于U相线圈113u、V相线圈113v以及W相线圈113w，以预定的方向流动电流的电路。开关电路31是具有6个开关元件Q1～Q6的所谓的逆变电路。此外，在以下的说明中，针对开关元件Q1～Q6，存在设为第1开关元件Q1～第6开关元件Q6的情况。开关元件Q1～Q6是基于来自控制部32的信号而成为接通或者断开的元件。在本实施方式中，开关元件Q1～Q6是双极晶体管。但是，开关元件Q1～Q6也可以是FET(Field EffectTransistor)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等进行相同的动作的其他的元件。

如图4所示，第1开关元件Q1的发射极与第4开关元件Q4的集电极被连接。即，第1开关元件Q1与第4开关元件Q4串联地被连接。相同地，第2开关元件Q2的发射极与第5开关元件Q5的集电极、第3开关元件Q3的发射极与第6开关元件Q6的集电极分别被连接。而且，第1开关元件Q1、第2开关元件Q2以及第3开关元件Q3的集电极被连接，并与电源4连接。电源4在本实施方式中是充电式的电池。另外，第4开关元件Q4、第5开关元件Q5以及第6开关元件Q6的发射极被连接，并且被接地。

在将第1开关元件Q1与第4开关元件Q4连接的连接线V连接有相线圈113v的与中性点P1相反的一侧。在将第2开关元件Q2与第5开关元件Q5连接的连接线连接有W相线圈113w的与中性点P1相反的一侧。在将第3开关元件Q3与第6开关元件Q6连接的连接线连接有U相线圈113u的与中性点P1相反的一侧。

控制部32是具有未图示的CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random AccessMemory)以及ROM(Read Only Memory)的微型计算机。控制部32基于存储于ROM的程序进行动作，实现无传感器无刷马达1的控制所需的各种功能。例如，控制部32根据按预定的顺序被切换的多个通电模式进行向线圈113供电的处理。在本实施方式中，在控制部32输入有来自吸尘器200的操作部205的指示。控制部32根据从操作部205输入的指示控制无传感器无刷马达1的动作。

控制部32向各开关元件Q1～Q6的基极端子发送动作信号。各开关元件Q1～Q6当在基极端子没有接受到来自控制部32的动作信号时(存在称为输入信号为L时的情况)成为断开。在断开状态的开关元件Q1～Q6不流经电流。另外，开关元件Q1～Q6在从控制部32接受到动作信号时(存在称为输入信号为H时的情况)成为接通。在接通状态的开关元件Q1～Q6流经电流。控制部32针对6个开关元件Q1～Q6按预定的组合切换接通断开，由此切换向线圈113的通电模式。

控制部32具有第1模式与第2模式。详细而言，控制部32针对无传感器无刷马达1的转子12的旋转控制，切换并执行第1模式与第2模式。第1模式是进行使转子12强制地旋转的强制整流处理的模式。第1模式是在使无传感器无刷马达1起动的情况下被执行的模式。第2模式是使转子12以预定的转速旋转的模式。第2模式是使转子12以预先决定的旋转速度以上的恒定的旋转速度旋转的模式。即，第2模式是使转子12稳定旋转的模式。

旋转位置检测部33是检测转子12的旋转位置的电路。旋转位置检测部33是利用通过转子12的旋转而产生的感应电压(反电动势)来检测转子12的位置的公知的电路。控制部32能够通过由旋转位置检测部33获得的旋转位置信息求得转子12的转速。

在旋转位置检测部33连接有3个电压传感器34u、34v、34w。U相电压传感器34u检测U相线圈113u的端子电压Vu。V相电压传感器34v检测V相线圈113v的端子电压Vv。W相电压传感器34w检测W相线圈113w的端子电压Vw。旋转位置检测部33基于由电压传感器34u、34v、34w获得的端子电压Vu、Vv、Vw生成表示转子12的旋转位置的信号，并向控制部32输出。

这里，对使转子12稳定旋转的第2模式进行说明。图5是表示第2模式下的开关电路31的输入信号与通电模式之间的关系的图。在图5中，从上按顺序表示向第1开关元件Q1～第6开关元件Q6输入的信号。在信号位于H时，开关元件为接通。在信号位于L时，开关元件为断开。

在开关电路31中，将串联地被连接的开关元件彼此(Q1与Q4、Q2与Q5、Q3与Q6)以外的2个开关元件设为接通，由此能够向U相线圈113u、V相线圈113v以及W相线圈113w中的任意2个供给电流。例如，若将第3开关元件Q3与第4开关元件Q4设为接通，则从U相线圈113u向V相线圈113v流经电流。将该通电模式设为U-V模式。在具有3相的线圈113u、113v以及113w的无传感器无刷马达1的情况下，存在W-V模式、U-V模式、U-W模式、V-W模式、V-U模式以及W-U模式这6个通电模式。在无传感器无刷马达1中，按上述的顺序切换通电模式，将与通电模式对应的电流向线圈113u、113v以及113w供给，由此转子12向预定方向(图2的R方向)旋转。

在第2模式下，转子12旋转而产生感应电压，能够通过旋转位置检测部33生成表示旋转位置的信号。控制部32基于表示旋转位置的信号切换向各相的线圈113u、113v、113w通电的通电模式，而使转子12以预定的转速旋转。在本实施方式中，在第2模式下，针对各通电模式，以与来自吸尘器200的操作部205的指令对应的占空比外加电压，从而转子12例如进行90000～100000rpm的高速旋转。此外，在第2模式下，为了使转子12始终以恒定的转速进行旋转，也可以执行反馈控制。通过反馈控制，在各通电模式下，也可以以与和目标转速或者目标输入电力的偏差对应的占空比外加被调制脉冲宽度的驱动电压。

接下来，对进行转子12的强制整流处理的第1模式进行说明。在无传感器无刷马达1的停止时，由于在各相的线圈113u、113v、113w不产生感应电压，所以无法检测转子12的旋转位置。因此，在无传感器无刷马达1的起动时，与转子12的旋转位置无关，而进行按预先决定的顺序切换通电模式的强制整流处理。在本实施方式中，在强制整流时，与第2模式相同的6个通电模式按照与第2模式相同的顺序被切换。此外，这为例示，强制整流时所使用的通电模式的切换顺序也可以在转子12能够达到稳定旋转的范围内被变更。强制整流时所需的通电模式的数量也可以被适当地变更。

图6是表示无传感器无刷马达1的起动处理时的控制流程的流程图。例如控制部32通过来自操作部205的指令，开始无传感器无刷马达1的起动处理。控制部32进行基于第1模式的强制整流处理(步骤S1)。在强制整流处理中，如上述那样依次执行6个通电模式。

控制部32在6个通电模式结束后，确认转子12是否进行旋转(步骤S2)。当转子12通过强制整流而开始旋转时，通过感应电压的产生，能够由旋转位置检测部33确认转子12的旋转。控制部32在能够确认转子12正在旋转的情况下(在步骤S2中为是)，将第1模式切换为第2模式而进行稳定旋转用的处理(步骤S3)。即，控制部32在转子12通过第1模式达到正常起动时进行从第1模式向第2模式切换的处理。此外，转子12的正常起动是指，转子12通过强制整流开始预定的旋转的状态。预定的旋转例如是指转子12沿预定的旋转方向以预定的转速以上旋转的情况，或者检测转子12向预定的旋转方向的位置移动的情况。

控制部32在判断为转子12不旋转的情况下(在步骤S2中为否)，变更处理的设定值并执行基于第1模式的强制整流(步骤S4)。即，控制部32在转子12通过第1模式未达到正常起动时进行第1模式的再通电。重试基于第1模式的强制整流。第1模式的再通电在紧前的第1模式的通电结束后，且在经过预定时间后执行。在第1模式的再通电时，与第1模式的紧前的通电时相同的6个通电模式按相同的顺序被进行。但是，变更各通电模式的设定值。该点的详细后述。

控制部32在通过第1模式的再通电而进行的6个通电模式结束后，确认转子12是否进行旋转(步骤S5)。与转子12的旋转有关的确认与步骤S2相同。控制部32在能够确认转子12正在旋转的情况下(在步骤S5中为是)，将第1模式切换为第2模式并进行稳定旋转用的处理。控制部32在判断为转子12不旋转的情况下(在步骤S5中为否)，返回步骤S4，变更处理的设定值并执行基于第1模式的强制整流。

图7是用于对本发明的第1实施方式的马达控制装置3的第1模式的详情进行说明的图。在图7的上层的图表中，横轴是时间，纵轴是响应电流。在图7的下层的图表中，横轴是时间，纵轴是驱动电压的占空比。在图7中，例示了第1模式重复4次的情况。如图7所示，第1模式的重试在紧前的第1模式结束并经过预定时间后被执行。

另外，在图7中，针对各第1模式，作为代表例示出了6个通电模式中的1个通电模式的波形。6个通电模式中的剩余5个通电模式也成为与图7所示的波形相同的波形。但是，详细而言，针对电流响应波形中的电流值，存在因开始第1模式时的定子11与转子12之间的位置关系的不同而在电流值产生偏移的情况。在本说明书中，该位置关系的不同成为原因而产生的电流值的偏移在第1模式的6个通电模式间的比较中不视为电流差。

如图7的上层的图表所示，控制部32在第1模式下，控制外加电压，将各通电模式的电流的响应波形设为从通电开始起至成为最大值的经过时间(t1)与从上述最大值至成为通电结束的经过时间(t2)相比变短的波形。通电开始以及通电结束的电流值为零。各通电模式的通电时间相同。

在第1模式的各通电模式下，控制部32在通电开始时以最大占空比外加第1时间(T1)的驱动电压。然后，控制部32在经过第1时间后，针对驱动电压，花费长于第1时间的时间(T2)，降低占空比直至最大占空比成为零。此外，也可以不从通电开始设为最大占空比，而从通电开始花费恒定的时间使占空比阶段性地增加，在从通电开始经过恒定时间后获得最大占空比的结构。在各通电模式之间，占空比相同。

据此，在第1模式的各通电模式下，能够在通电初期供给较大的电流而相对于转子12给予较大的扭矩，从而能够提高能够使转子12旋转的概率。另一方面，增多通电时间中的供给比最大电流小的电流的时间的比例，由此缩短向转子12给予较大的扭矩的时间，因此能够抑制伴随着无传感器无刷马达1的起动的振动的产生。

在本实施方式中，如图7所示，控制部32控制外加电压，将第1模式下的各通电模式的电流的响应波形设为以低于最大值的低电流值维持恒定时间的波形。

针对第1模式的各通电模式，控制部32在通电开始时以最大占空比外加第1时间(T1)的驱动电压。然后，控制部32在经过第1时间后，针对驱动电压，降低为小于最大占空比的低占空比，并以该低占空比外加第2时间(T2)的驱动电压。第2时间长于第1时间。控制部32在经过第2时间后，将驱动电压的占空比设为0。此外，在各通电模式之间，通电时间以及占空比相同。据此，能够缩短向转子12给予较大的扭矩的时间，另一方面，能够向转子12持续给予恒定时间的不过大且不过小的中间的扭矩。因此，能够抑制振动的产生，并且提高能够使转子12旋转的概率。

控制部32使在第1模式的再通电时向线圈113通电的电流的总和大于在紧前的第1模式的通电时向线圈113通电的电流的总和。这里所说的电流的总和是将在各通电模式下获得的响应电流的累计值针对全部的通电模式合并而得的合计值。

例如，在转子12相对于定子11的偏心、轴承部13的劣化、轴120的劣化、异物向马达内部的侵入等的影响下，存在无法通过强制整流而简单地获得转子12的正常起动的情况。关于该点，在本实施方式中，使在第1模式的再通电时(强制整流的重试时)向线圈113通电的电流的总和大于在紧前的第1模式的通电时向线圈113通电的电流的总和。因此，在第1模式的再通电时，相比紧前的第1模式的通电时，能够向转子12给予较大的能量。因此，能够减少强制整流的重试次数，而获得转子12的正常起动。

在本实施方式中，控制部32控制外加电压的大小，使第1模式的再通电时的电流的总和大于紧前的第1模式的通电时的电流的总和。据此，例如，使在第1模式的再通电时在各通电模式下外加的驱动电压的占空比与紧前的第1模式的通电时相比增大，由此能够使第1模式的再通电时的电流的总和大于紧前的第1模式的电流的总和。在该结构中，在第1模式的再通电时，与紧前的第1模式的通电时相比，能够相对于转子12赋予较大的扭矩，因此能够提高使转子12旋转的概率。此外，在第1模式的再通电时与紧前的第1模式的通电时，通电时间相同。

详细而言，控制部32在各通电模式下，使第1模式的再通电时的最大占空比大于紧前的第1模式的通电时的最大占空比。例如，使最大占空比增大2％左右。最大占空比的通电时间(T1)在第1模式的再通电时与紧前的第1模式的通电时相同。另外，控制部32使低于第1模式的再通电时的最大占空比的低占空比大于紧前的第1模式的通电时的上述低占空比。该低占空比的通电时间(T2)在第1模式的再通电时与紧前的第1模式的通电时相同。随着第1模式的重试次数增加，在各通电模式下，电流的最大值以及占空比的最大值增大。另外，随着第1模式的重试次数增加，各通电模式下的上述的低电流值以及低占空比也成为较大的值。如图7所示，通过最初的第1模式的通电(1st try)后的再通电(2nd try)，在转子12未达到正常起动的情况下，控制部32再次进行第1模式的再通电处理。在该再通电(3rd try)时，给予大于前次的再通电时(2nd try)的最大占空比。据此，能够进一步提高能够使转子12旋转的概率。以下，相同地，当转子12在再通电时(3rd try)未达到正常起动的情况下，进行给予大于前次的最大占空比的再通电(4th try)。

此外，第1模式的再通电时的低于最大值的低电流值优选与紧前的第1模式的通电时的电流的最大值相同或者比其小。在图7所示的例子中，第1模式的再通电时的低于最大值的低电流值小于紧前的第1模式的通电时的电流的最大值。据此，能够防止在第1模式的再通电时，以与转子12相同的大小连续赋予恒定时间的扭矩的值变得过大，从而能够抑制在无传感器无刷马达1的起动时产生振动。

[3-1-1.第1变形例]

图8是用于对本发明的第1实施方式的马达控制装置3的第1变形例进行说明的图。详细而言，图8是用于对第1变形例的第1模式的详情进行说明的图。在图8所示的图表中，横轴是时间，纵轴是响应电流。在图8中，例示了第1模式被重复4次的情况。在图8中，针对各第1模式，作为代表例示出了6个通电模式中的1个通电模式的波形。6个通电模式中的剩余5个通电模式也成为与图8所示的波形相同的波形。

此外，第1变形例与第1实施方式的马达控制装置3进行比较，仅第1模式的处理的详情不同，马达控制装置的构成要素相同。因此，在第1变形例的说明时，关于表示构成要素的附图标记，使用与第1实施方式的情况相同的附图标记。

在第1变形例中，控制部32控制外加电压，将第1模式下的各通电模式的电流的响应波形设为电流值从最大值以恒定的斜率减少的波形。从通电开始起至成为最大值的经过时间(t1)与从上述最大值至成为通电结束的经过时间(t2)相比变短这点与上述的第1实施方式相同。通电开始以及通电结束的电流值为零。各通电模式的通电时间相同。

据此，在第1模式的各通电模式下，能够在通电初期供给较大的电流而相对于转子12给予较大的扭矩，从而能够提高能够使转子12旋转的概率。另一方面，增多通电时间中的供给比最大电流小的电流的时间的比例，由此缩短向转子12给予较大的扭矩的时间，因此能够抑制伴随着无传感器无刷马达1的起动的振动的产生。

详细而言，针对第1模式的各通电模式，控制部32在通电开始时以最大占空比外加第1时间的驱动电压。然后，控制部32在经过第1时间后，花费长于第1时间的第2时间，将驱动电压的占空比以恒定的比例阶段性地下降并设为0。

即便在第1变形例中，控制部32也控制外加电压的大小，使第1模式的再通电时的电流的总和大于紧前的第1模式的通电时的电流的总和。此外，在第1模式的再通电时与紧前的第1模式的通电时，通电时间相同。伴随着第1模式的重试次数增加，在各通电模式下，电流的最大值增加。据此，在第1模式的再通电时，与紧前的第1模式的通电时相比，能够相对于转子12赋予较大的扭矩。因此，能够减少强制整流的重试次数，而获得转子12的正常起动。

[3-1-2.第2变形例]

图9是用于对本发明的第1实施方式的马达控制装置3的第2变形例进行说明的图。详细而言，图9是用于对第2变形例中的第1模式的详情进行说明的图。在图9所示的图表中，横轴是时间，纵轴是响应电流。在图9中，例示了第1模式被重复4次的情况。在图9中，针对各第1模式，作为代表例示出了6个通电模式中的1个通电模式的波形。6个通电模式中的剩余5个通电模式也成为与图9所示的波形相同的波形。

此外，第2变形例与第1实施方式的马达控制装置3进行比较，仅第1模式的处理的详情不同，马达控制装置的构成要素相同。因此，在第2变形例的说明时，关于表示构成要素的附图标记，使用与第1实施方式的情况相同的附图标记。

在第2变形例中，控制部32控制外加电压，将第1模式下的各通电模式的电流的响应波形设为维持恒定时间的最大值的波形。从通电开始起至成为最大值的经过时间(t1)与从上述最大值至成为通电结束的经过时间(t2)相比变短这点与上述的第1实施方式相同。通电开始以及通电结束的电流值为零。各通电模式的通电时间相同。

据此，在第1模式的各通电模式下，能够在通电初期维持较大的电流的供给并相对于转子12给予较大的扭矩。因此，能够提高能够使转子12旋转的概率。

详细而言，针对第1模式的各通电模式，控制部32在通电开始时以最大占空比外加第1时间的驱动电压。该第1时间与上述的第1变形例的情况相比变长。控制部32在经过第1时间后，使驱动电压的占空比以恒定的比例阶段性地下降并设为0。

即便在第2变形例中，控制部32也控制外加电压的大小，使第1模式的再通电时的电流的总和大于紧前的第1模式的通电时的电流的总和。此外，在第1模式的再通电时与紧前的第1模式的通电时，通电时间相同。伴随着第1模式的重试次数增加，在各通电模式下，电流的最大值增加。据此，在第1模式的再通电时，与紧前的第1模式的通电时相比，能够相对于转子12赋予较大的扭矩。因此，能够减少强制整流的重试次数，而获得转子12的正常起动。

(3-2.第2实施方式)

接下来，对第2实施方式的马达控制装置进行说明。此外，第2实施方式的马达控制装置与第1实施方式的马达控制装置3进行比较，第1模式的处理的详情不同。缩小到该不同的部分进行说明。在不特别需要重复的说明的情况下进行省略。第2实施方式的马达控制装置的结构是与第1实施方式的马达控制装置3相同的结构，因此关于表示构成要素的附图标记，使用与第1实施方式的情况相同的附图标记。

图10是用于对本发明的第2实施方式的马达控制装置3的第1模式的详情进行说明的图。在图10的上层的图表中，横轴是时间，纵轴是响应电流。在图10的下层的图表中，横轴是时间，纵轴是驱动电压的占空比。

在图10中，例示了第1模式被重复4次的情况。如图10所示，第1模式的重试在紧前的第1模式结束并经过预定时间后被执行。另外，在图10中，针对各第1模式，作为代表例示出了6个通电模式中的1个通电模式的波形。6个通电模式中的剩余5个通电模式的波形也成为相同的波形。

如图10的上层的图表所示，控制部32在第1模式下，控制外加电压，将各通电模式的电流的响应波形设为从通电开始起至成为最大值的经过时间(t1)与从上述最大值至通电结束的经过时间(t2)相比变短的波形。该点与第1实施方式相同，驱动电压的占空比的控制方法与第1实施方式相同。此外，通电开始以及通电结束的电流值为零。各通电模式的通电时间相同。

如图10所示，控制部32控制外加电压，将第1模式下的各通电模式的电流的响应波形设为与最大值相比以低电流值维持恒定时间的波形。据此，能够缩短向转子12给予较大的扭矩的时间，另一方面，向转子12继续给予恒定时间的不过大且不过小的中间的扭矩。因此，能够抑制振动的产生，并且提高能够使转子12旋转的概率。该点与第1实施方式相同，驱动电压的占空比的控制方法与第1实施方式相同。

在第2实施方式中，控制部32控制电压的外加时间，使第1模式的再通电时的电流的总和大于紧前的第1模式的通电时的电流的总和。该点与第1实施方式不同。根据第2实施方式，在第1模式的再通电时使各通电模式下的电压的外加时间与紧前的第1模式的通电时相比变长，由此能够使第1模式的再通电时的电流的总和大于紧前的第1模式的电流的总和。在该结构中，在第1模式的再通电时，与紧前的第1模式的通电时相比，能够增长赋予用于使转子12旋转的扭矩的时间。因此，能够提高使转子12旋转的概率。

如图10所示，在各通电模式下，第1模式的再通电时的电流的最大值与紧前的第1模式的通电时的电流的最大值相同。控制部32在第1模式的再通电时与紧前的第1模式的通电时，将通电开始时的最大占空比设为相同。据此，在第1模式的再通电时，能够与紧前的第1模式的通电时相比，将最大扭矩设为相同，从而能够抑制无传感器无刷马达1的起动时的振动的产生。

如图10所示，在各通电模式下，第1模式的再通电时的最大值的电流的通电时间与紧前的第1模式的通电时的最大值的电流的通电时间相比较长。控制部32在第1模式的再通电时，与紧前的第1模式的通电时相比，增长以最大占空比外加驱动电压的时间(T1)。据此，在第1模式的再通电时，能够与紧前的第1模式的通电时相比，增大用于使转子12旋转的能量，从而能够提高能够使转子12旋转的概率。

如图10所示，在各通电模式下，第1模式的再通电时的低于最大值的低电流值的通电时间与紧前的第1模式的通电时的上述低电流值的通电时间相比较长。控制部32在第1模式的再通电时，与紧前的第1模式的通电时相比，增长以低于最大占空的低占空比外加驱动电压的时间(T2)。此外，控制部32在第1模式的再通电时与紧前的第1模式的通电时，将上述低占空比的值设为相同。据此，在第1模式的再通电时，能够与紧前的第1模式的通电时相比，增大用于使转子12旋转的能量，从而能够提高能够使转子旋转的概率。

此外，在第2实施方式中，在第1模式下，控制外加电压，使各通电模式的电流的响应波形设为从通电开始起至成为最大值的经过时间与从上述最大值至通电结束的经过时间相比缩短的波形。另外，在第2实施方式中，控制部32控制电压的外加时间，使第1模式的再通电时的电流的总和大于紧前的第1模式的通电时的电流的总和。在满足该结构的范围内，也可以适当地变更控制部32控制外加电压由此获得的电流响应波形。例如，也可以设为与第1实施方式(参照图7)、第1实施方式的变形例(参照图8、图9)所示的电流响应波形相同的电流响应波形。

＜4.注意事项＞

在本说明书中被公开的各种技术特征能够在不脱离其技术创作主旨的范围内施加各种变更。另外，本说明书中所示的多个实施方式以及变形例也可以在可能的范围内进行组合并实施。

例如，控制部32也可以设为控制外加电压的大小以及电压的外加时间，使第1模式的再通电时的电流的总和大于紧前的第1模式的通电时的电流的总和的结构。

在以上所示的实施方式中，使占空比增减来控制向无传感器无刷马达1外加的电压的大小，但这是例示。也可以使电压值增减来控制向无传感器无刷马达1外加的电压的大小。

工业实用性

本发明例如能够利用于吸尘器、电吹风等具有送风装置的家电产品等。

Claims (12)

1.一种马达控制装置，该马达控制装置控制无传感器无刷马达的旋转，

所述无传感器无刷马达具备：

包含具有多个磁极的磁铁的转子；以及

包含多个相的线圈的定子，

其中，

所述马达控制装置具有控制部，该控制部根据按照预定的顺序被切换的多个通电模式来进行向所述线圈供电的处理，

所述控制部具有：

进行使所述转子强制地旋转的强制整流处理的第1模式；以及

使所述转子以预定的转速旋转的第2模式，

在所述第1模式下，所述控制部控制外加电压，将各所述通电模式的电流的响应波形设为从通电开始起至成为最大值的经过时间比从所述最大值至成为通电结束的经过时间短的波形，

所述控制部在所述转子通过所述第1模式未达到正常起动时进行所述第1模式的再通电，在所述转子通过所述第1模式达到正常起动时进行从所述第1模式向所述第2模式的切换处理，

所述控制部使在所述第1模式的再通电时向所述线圈通电的电流的总和大于在紧前的所述第1模式的通电时向所述线圈通电的电流的总和。

2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，

所述控制部控制外加电压的大小，使所述第1模式的再通电时的所述电流的总和大于紧前的所述第1模式的通电时的所述电流的总和。

3.根据权利要求2所述的马达控制装置，其中，

所述控制部控制外加电压，将所述第1模式下的所述电流的响应波形设为维持恒定时间的所述最大值的波形。

4.根据权利要求2或3所述的马达控制装置，其中，

所述控制部控制外加电压，将所述第1模式下的所述电流的响应波形设为以低于所述最大值的低电流值维持恒定时间的波形。

5.根据权利要求4所述的马达控制装置，其中，

所述第1模式的再通电时的所述低电流值与紧前的所述第1模式的通电时的所述最大值相同或者比紧前的所述第1模式的通电时的所述最大值小。

6.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，

所述控制部控制电压的外加时间，使所述第1模式的再通电时的所述电流的总和大于紧前的所述第1模式的通电时的所述电流的总和。

7.根据权利要求6所述的马达控制装置，其中，

所述第1模式的再通电时的所述最大值与紧前的所述第1模式的通电时的所述最大值相同。

8.根据权利要求6或7所述的马达控制装置，其中，

所述第1模式的再通电时的所述最大值的电流的通电时间比紧前的所述第1模式的通电时的所述最大值的电流的通电时间长。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的马达控制装置，其中，

所述控制部控制外加电压，将所述第1模式下的所述电流的响应波形设为以低于所述最大值的低电流值维持恒定时间的波形。

10.根据权利要求9所述的马达控制装置，其中，

所述第1模式的再通电时的所述低电流值的通电时间比紧前的所述第1模式的通电时的所述低电流值的通电时间长。

11.一种无传感器无刷马达，其中，

所述无传感器无刷马达具有：

权利要求1～10中任一项所述的马达控制装置；

所述转子；以及

所述定子。

12.一种送风装置，其中，

所述送风装置具有：

权利要求11所述的无传感器无刷马达；以及

安装于所述转子的叶轮。

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