JP6437633B2 - モータ駆動方法及び装置、電子機器 - Google Patents

Description

本発明はモータ分野に属し、特にモータ駆動方法及び装置、電子機器に関する。

永久磁石同期モータは、パワー密度が大きく、調速性能が良い等の長所を持っているので、各種の電気設備に広く採用されている。
現在、電気設備が日常生活の必要品になるが、大量の電気設備の電力消費量は日増しに増えている。電気設備が消費した電気エネルギーの中に、モータが大部分を占める。モータの電力消費量を削減するために、現在、ＦＯＣ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ−磁場方向制御）技術によりモータへの給電を制御する。

ＦＯＣ技術を採用してモータへの給電を制御する際、回転子の位置をリアルタイムに把握する必要がある。従来技術において、位置センサにより回転子の位置を検出することが一般である。様々な位置センサの中に、ホールセンサは、高確実性、低コスト、便利な装着等の長所を持っているので、広く応用されている。

しかしながら、ホールセンサは、製造、装着プロセスの限りで、装着の際に装着誤差が不可避であるため、ホールセンサが検出した回転子の位置と実際の回転子の位置との間に一定の誤差が存在する。この誤差はモータに対するＦＯＣ技術の制御精度に影響を与え、モータ効率が低下し、起動が失敗し、さらにその上逆方向起動になる等の異常情況を引き起こす。

現在、ホールセンサの装着誤差に対して、主な補正手段は以下のとおりである。ホールセンサの出力信号と永久磁石同期モータの逆起電力との位相関係に基づき、手動検出でホール装着誤差を検出、確定し、かつ該誤差を補正する。該補正手段は効率が低く、人件費が高い。

本発明の目的はモータ駆動方法及び装置、電子機器を提供することで、手動でホールセンサの装着誤差を検出して誤差補正を行う際、効率が低くかつ人件費が高いという問題を解決することにある。

第一、本発明は、モータの回転子が回転する際に、ホールセンサにより現在時刻の回転子の現在角度を検出し、前記現在時刻のモータの逆起電力を検出し、前記現在時刻のモータの相電流を検出すること、
前記逆起電力に基づき、逆起電力-トルク係数関係モデルにより目標トルク係数を確定すること、
検出された相電流に基づき、相電流-トルク係数関係モデルにより現在トルク係数を確定すること、
現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定すること、
前記補正角度により前記現在角度を補正して調整角度を取得すること、
前記調整角度に基づき、磁場配向技術によりモータへの給電を調整すること、
を含むモータ駆動方法を提供する。

第二、本発明は、角度検出モジュールと、逆起電力検出モジュールと、相電流検出モジュールと、調整モジュールとを含むモータ駆動装置であって、
前記角度検出モジュールは、モータの回転子が回転する際にホールセンサにより前記現在時刻の回転子の現在角度を検出するためのものであり、
前記逆起電力検出モジュールは、モータの回転子が回転する際に前記現在時刻のモータの逆起電力を検出するためのものであり、
前記相電流検出モジュールは、モータの回転子が回転する際に前記現在時刻のモータの相電流を検出するためのものであり、
前記調整モジュールは、目標トルク係数確定ユニットと、現在トルク係数確定ユニットと、補正角度確定ユニットと、調整角度取得ユニットと、給電調整ユニットとを含み、
前記目標トルク係数確定ユニットは、前記逆起電力検出モジュールが検出した前記逆起電力に基づき、逆起電力-トルク係数関係モデルにより目標トルク係数を確定するためのものであり、
前記現在トルク係数確定ユニットは、前記相電流検出モジュールが検出した相電流に基づき、相電流-トルク係数関係モデルにより現在トルク係数を確定するためのものであり、
前記補正角度確定ユニットは、現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定するためのものであり、
前記調整角度取得ユニットは、前記補正角度により前記角度検出モジュールが検出した前記現在角度を補正して調整角度を取得するためのものであり、
前記給電調整ユニットは、前記調整角度に基づき、磁場配向技術によりモータへの給電を調整するためのものである、
モータ駆動方法を提供する。

第三、本発明は、前記モータ駆動装置及びモータを含む、モータを使用する電子機器を提供する。

本発明の有益な効果は以下のとおりである。モータは電源により作動し回転子が回転する際、同時に現在時刻の回転子の現在角度を検出し、現在時刻のモータの逆起電力を検出し、現在時刻のモータの相電流を検出する。前記逆起電力をパラメータとし、逆起電力-トルク係数関係モデルにより目標トルク係数を確定する。検出された相電流をパラメータとし、相電流-トルク係数関係モデルにより現在トルク係数を確定する。現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、現在角度と目標角度との間に（ホールセンサの装着誤差が存在しない場合、ホールセンサにより検出された回転子の角度）誤差が存在することを意味するため、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定して、該補正角度により現在角度を補正して調整角度を取得する必要がある。該調整角度は、該現在角度によりも該目標角度に近づく。さらに該調整角度をパラメータとしてＦＯＣ技術によりモータへの給電を調整し、これにより、モータが同様の負荷トルクで駆動するのに必要な有効電力を低減させ、対応的にモータに必要な相電流を低減できる。そして、ホールセンサに間違った装着が存在したとしても、再び手動で該ホールセンサを調整する必要がなく、人件費及び材料費を節約することになる。

本発明の実施例に係る技術的解決手段をより明らかにするために、以下、実施例又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に紹介する。以下説明された図面は本発明の幾つかの実施例に過ぎず、当業者にとっては創造性の労働を払わない前提の下で、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができることは、言うまでもないところである。
本発明の実施例によるモータ駆動方法の実現フロー図である。 図１中のステップＡ１４の一つの実現フロー図である。 図１中のステップＡ１４の他の実現フロー図である。 本発明の実施例によるモータ駆動装置の組成構造図である。 本発明の実施例によるモータ駆動装置の最適化した組成構造図である。 本発明の実施例によるモータ駆動装置の他の最適化した組成構造図である。 本発明の実施例によるモータ駆動装置の他の最適化した組成構造図である。

本発明の目的、技術的解決手段及び長所をより明らかにするために、以下、図面及び実施例に合わせて本発明をより詳細に説明する。ここで説明される具体的な実施例は本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するためのものではないことを理解すべきである。本発明の技術的解決手段を説明するために、以下具体的な実施例により説明する。

本発明の実施例において、モータにおける回転子の位置はホールセンサにより検出され確定されたものである。さらに持続的にホールセンサにより回転子を確定する過程中、一定時間内に回転子の回転速度を確定することができる。
本発明の実施例において、ＦＯＣ技術（Ｆｉｅｌｄ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＦＯＣ）によりモータへの給電を制御する際に採用された回転子の角度というパラメータは、該ホールセンサにより検出され確定されたものであることを強調する必要がある。本発明の実施例において、ＦＯＣ技術に用いられるＦＯＣ制御ポリシーは、直軸電流をゼロに設定する制御ポリシー、定数交磁束の制御ポリシー、弱界磁制御ポリシーを含むが、これらに限られないものである。

ホールセンサを採用するモータについて、ＦＯＣ技術によりモータへの給電を制御する際に、該ホールセンサにより検出された回転子の角度を使用する必要がある。ホールセンサの装着に誤差が存在する場合（例えば、１２０度の間隔で三つのホールセンサを装着する必要がある場合、１２０度の等間隔での装着を実現しない）、モータへの給電に対するＦＯＣ技術の制御精度に影響を与えてしまう。

ホールセンサの装着誤差が存在することがあるという点に鑑みて、本発明の実施例ではＦＯＣ技術によりモータへの給電を制御する際に、回転子の角度に角度補正を行う方式で次第に目標角度に近づくようになる。該目標角度は、ホールセンサの装着に誤差が存在しない場合、ホールセンサにより検出された回転子の角度であり、該目標角度をパラメータとしてＦＯＣ技術によりモータへの給電を制御する際、モータに必要な有効電力は最小である。

本発明の実施例の一つの具体的な実施方式として、前記モータは永久磁石同期モータを選択するようになっている。
本発明の実施例において回転子の角度に角度補正を行い、ＦＯＣ技術によりモータへの給電を制御する具体的な方法は図１に示されている。図１は本発明の実施例によるモータ駆動方法の実現フロー図を示すものであり、便利に説明するために、本発明の実施例に関する部分のみを示す。

本発明の実施例によるモータ駆動方法は図１に示されるとおりである。前記モータ駆動方法はステップＡ１１と、ステップＡ１２と、ステップＡ１３と、ステップＡ１４と、ステップＡ１５と、ステップＡ１６とを含む。
ステップＡ１１において、モータの回転子が回転する際に、ホールセンサにより現在時刻の回転子の現在角度を検出し、前記現在時刻のモータの逆起電力を検出し、前記現在時刻のモータの相電流を検出する。
本発明の実施例において、ＦＯＣ技術によりモータへの給電を制御する。モータは電源により作動し、回転子が回転する。モータにはホールセンサが設けられており、該ホールセンサにより回転子の位置を検出する。
ある時刻にとって、回転子の位置に基づいて該時刻の回転子の角度を確定することができる。例えば、現在時刻にとって、ホールセンサが検出した現在時刻の位置に基づき、現在時刻の回転子の現在角度を確定することができ、該角度を回転子の現在角度とする。
ある期間にとって、ホールセンサにより該期間における異なった時点の該回転子の角度を確定して、さらに異なった時点の該回転子の角度に基づき、該期間における回転子の回転速度を算出することができる。

本発明の実施例において、回転子が回転する際にモータの逆起電力を検出する。どのような方式でモータの逆起電力を検出するかについて、制限しない。
本発明の実施例において、回転子が回転する際にモータの相電流を検出する。どのような方式でモータの相電流を検出するかについて、制限しない。好ましくは、モータの相電流を検出する際、モータのいずれか一相の電流を検出することができ、検出された電流を本発明の実施例に説明したモータの相電流とする。
本発明の実施例において、モータは電源により作動してから、モータの回転子が回転し、ステップＡ１１を執行する。ステップＡ１１を執行する具体的な要求は、現在時刻に検出することが必要である。つまり、ホールセンサにより該現在時刻の回転子の現在角度を検出する同時に、該現在時刻のモータの逆起電力を検出するとともに、該現在時刻のモータの相電流を検出する。
検出された現在時刻のモータの逆起電力に基づき、ステップＡ１２を執行する。検出された現在時刻のモータの相電流に基づき、ステップＡ１３を執行する。

ステップＡ１２において、前記逆起電力に基づき、逆起電力-トルク係数関係モデルにより目標トルク係数を確定する。
本発明の実施例において、前記逆起電力-トルク係数関係モデルは、モータ分野におけるモータの逆起電力とモータのトルク係数との間の数学モデルである。従って、本発明の実施例は、逆起電力-トルク係数関係モデルがモータのどのような具体的な数学的モデルに基づくかに制限しない。
該逆起電力-トルク係数関係モデルがモータの逆起電力とモータのトルク係数との間の数学的関係を確定するため、モータの逆起電力を検出する場合、該逆起電力-トルク係数関係モデルに基づいてモータのトルク係数を算出することができる。

本発明の実施例の一つの実施方式として、前記モータ駆動方法は、さらに、モータの回転子が回転する際、ホールセンサにより前記現在時刻の回転子の回転速度を検出することを含む。本実施方式において、回転子の回転速度もホールセンサにより検出されたものである。現在時刻を含むある短い期間にとって、ホールセンサにより該短い期間内に異なった時点の該回転子の角度を確定してもよく、さらに異なった時点の該回転子の角度に基づき、該短い期間における回転子の回転速度を算出し、算出された回転速度を現在時刻の回転子の回転速度とする。

対応的に、ステップＡ１２にとって、前記逆起電力に基づいて逆起電力-トルク係数関係モデルにより目標トルク係数を確定するという前記ステップは、具体的に、前記逆起電力と前記回転速度に基づき、第一トルク係数モデルにより前記目標トルク係数を確定することである。
そのうち、前記第一トルク係数モデルは、
であり、
前記Ｋ_Ｔは前記目標トルク係数であり、前記Ｅは前記逆起電力のピーク値であり、前記ｎは前記回転子の回転速度である。

本実施例において、現在時刻のモータの逆起電力を検出する同時に、該現在時刻の回転子の回転速度を検出する。逆起電力のピーク値及び現在時刻の回転速度に基づき、逆起電力係数モデルにより現在時刻の逆起電力係数Ｋ_ｅを確定する。該逆起電力係数モデルは、
であり、
前記Ｅは前記逆起電力のピーク値であり、前記ｎは前記回転子の回転速度である。
さらに、逆起電力係数とモータのトルク係数との関係モデルに基づいてトルク係数を算出する。該逆起電力係数とモータのトルク係数との関係モデルは、
である。
このように、現在時刻の逆起電力係数Ｋ_ｅを確定した後、公式（３）に基づいて現在時刻のモータのトルク係数を確定することができる。
即ち、本実施方式において、公式（２）に示された逆起電力係数モデル及び逆起電力係数と公式（３）に示されたモータのトルク係数との関係モデルを結合し、公式（１）に示された第一トルク係数モデルを取得する。前記逆起電力Ｅのピーク値を確定し、現在時刻の回転子の回転速度ｎを検出した後、第一トルク係数モデル（１）に基づいて現在時刻の目標トルク係数Ｋ_Ｔを算出することができる。

ステップＡ１３において、検出された相電流に基づき、相電流-トルク係数関係モデルにより現在トルク係数を確定する。
本発明の実施例において、前記相電流-トルク係数関係モデルは、モータ分野におけるモータの相電流とモータのトルク係数との間の数学モデルである。従って、本発明の実施例は、相電流-トルク係数関係モデルがモータのどのような具体的な数学的モデルに基づくかに制限しない。
現在時刻のモータの相電流を検出した後、ステップＡ１３を執行する。相電流-トルク係数関係モデルによりモータの現在時刻のトルク係数を算出し、算出されたトルク係数を前記現在トルク係数とする。

本発明の実施例の一つの実施方式として、前記相電流-トルク係数関係モデルは、
である。
前記Ｋ'_Ｔは前記現在トルク係数であり、前記Ｔは予めロードされた負荷トルクであり、前記Ｉはモータの前記相電流のピーク値である。
本実施方式において、現在時刻の負荷トルクＴは、例えば、モータの負荷トルク観測器により検出されるものである。
本実施方式において、予め負荷トルクＴを検出したため、さらに現在時刻のモータの相電流を検出した後、該相電流のピーク値を取って公式（４）に示された相電流-トルク係数関係モデルにより現在時刻の現在トルク係数Ｋ'_Ｔを算出する。

ステップＡ１４において、現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定する。
本発明の実施例において、予め第一誤差範囲を確定する。該第一誤差範囲を確定する具体的な方法に制限しなく、主観的に設定してもよく、実験データに基づいて確定してもよい。現在トルク係数がほとんど持続的に目標トルク係数に等しくないため、本発明の実施例は以下のように定義する。現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入る場合、前記現在トルク係数が前記目標トルク係数に近似的に等しいと見なす。
従って、前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、前記現在トルク係数が前記目標トルク係数に近似的に等しいと見なすことができず、前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との間に誤差が存在すると確定される。

目標角度（ホールセンサの装着誤差が存在しない場合、ホールセンサにより検出された回転子の角度）下で、つまり、前記現在トルク係数が前記目標トルク係数に等しい場合、モータが同様の負荷トルクを克服するのに必要な有効電力が最小である。従って、ＦＯＣ技術によりモータへの給電を制御する際、補正により取得された調整角度が次第に該目標角度に近づく又は接近するように、回転子の現在角度を補正する必要がある。その時に同じ負荷トルクにとって、モータに必要な有効電力が最小であり、つまりモータに必要な相電流も最小である。
本発明の実施例において、現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定するようになる。本発明の実施例は、補正角度を確定するための回転子の角度補正モデルに制限しないが、該回転子の角度補正モデル基づいて確定された補正角度により該現在角度を補正することで得られた調整角度が該現在角度に対して次第に目標角度に近づく又は接近するという条件を満たせばよい。

図２はステップＡ１４の一つの実現フローを示すものであり、便利に説明するために、本発明の実施例に関する部分のみを示す。
本発明の実施例の一つの実施方式において、図２に示されるように、ステップＡ１４にとって、現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定するという前記ステップは、ステップＡ１４１と、ステップＡ１４２と、ステップＡ１４３とを含む。

ステップＡ１４１において、前記現在トルク係数及び前記目標トルク係数がトルク係数誤差モデルを満たすかどうかを判断する。前記トルク係数誤差モデルは、
であり、
前記εは前記第一誤差範囲に決められる。本実施方式において、前記第一誤差範囲を確定する状況において、前記第一誤差範囲に基づいて確定されたεは、前記現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入るという条件を満たす全部の値を含む。
好ましくは、前記εの値は５％である。

ステップＡ１４２において、満たす場合、前記現在角度を前記調整角度とする。
本実施方式において、現在時刻の現在トルク係数及び現在時刻の目標トルク係数が公式（５）に示されたトルク係数誤差モデルを満たす場合、以下のように判定する。
ホールセンサの装着誤差がより小さく、該現在角度は既に目標角度に近づく又は接近するため、現在トルク係数が前記目標トルク係数に近似的に等しいと判定することができる。
又は、既に前回の補正角度（現在時刻前の時刻に基づく確定された補正角度）を結合して前回の調整角度を取得し、かつ該前回の調整角度に基づいてＦＯＣ技術によりモータへの給電を調整した後、前記目標トルク係数及び現在時刻に確定された現在トルク係数としては、現在トルク係数及び前記目標トルク係数は公式（５）を満たす場合、該現在角度は既に目標角度に近づく又は接近すると見なし、現在トルク係数が前記目標トルク係数に近似的に等しいと判定することができる。
本実施方式において、現在時刻の現在トルク係数及び現在時刻の目標トルク係数が公式（５）に示されたトルク係数誤差モデルを満たす場合、現在角度に続けて角度補正を行う必要がなく、つまり前記回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定する必要がないので、現在時刻に直接に前記現在角度を前記調整角度とする。

ステップＡ１４３において、満たさない場合、前記回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定する。
本実施方式において、現在時刻の現在トルク係数及び現在時刻の目標トルク係数が公式（５）に示されたトルク係数誤差モデルを満たさない場合、以下のように判定する。
該現在角度と該目標角度との間に誤差が存在し、続けて補正角度を確定する必要がある。調整角度（現在角度に対して該補正角度を結合して算出したもの）に基づいてＦＯＣ技術によりモータへの給電を調整した後、次回に確定されたトルク係数及び前記目標トルク係数は公式（５）を満たすように、該補正角度で現在角度に対して角度を補正する。又は、次回に確定されたトルク係数及び前記目標トルク係数が公式（５）を満たさないものの、次回に確定されたトルク係数は前記目標トルク係数に近づく又は接近する（つまり次回に検出された角度は目標角度に近づく又は接近する）。

図３はステップＡ１４の他の実現フローを示すものであり、便利に説明するために、本発明の実施例に関する部分のみを示す。
本発明の実施例の一つの具体的な実施方式において、図３に示されるように、ステップＡ１４にとって、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定するという前記ステップは、具体的にステップＡ１４４と、ステップＡ１４５と、ステップＡ１４６とを含む。 ステップＡ１４４において、前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入るかどうかを判断する。
本実施形態において、第一誤差範囲を確定するだけではなく、また第一誤差範囲を含む第二誤差範囲を確定することになる。

ステップＡ１４を執行する際、既に現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らないことが確定されたため、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定する必要がある。本実施方式においてさらにステップＡ１４３１を執行してより大きな誤差範囲での判断を行い、前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入るかどうかを判断する。
前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入らない場合、ステップＡ１４５を執行して補正角度を確定する。ステップＡ１４５に基づいて確定された補正角度の値がより大きいであるため、ステップＡ１４５に確定された補正角度及び現在角度を結合して取得した調整角度が次第に大角度で速やかに前記目標角度に近づく又は接近するように、該ステップＡ１４５に基づいて確定されたより大きな補正角度で大角度の補正を行う。
前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入るが第一誤差範囲に入らない場合、ステップＡ１４６を執行して補正角度を確定する。ステップＡ１４６に基づいて確定された補正角度の値がより小さいため、ステップＡ１４６が確定した補正角度及び現在角度を結合して取得した調整角度が次第に小角度で前記目標角度に近づく又は接近するように、該ステップＡ１４６に基づいて確定したより小さな補正角度で小さな角度の補正を行う。

ステップＡ１４５において、前記差が第二誤差範囲に入らない場合、第一回転子の角度補正モデルにより前記補正角度θ_iを確定する。前記第一回転子の角度補正モデルは、
であり、
前記θ_iは第i回の補正角度であり、前記iは１より大きく、前記Δは単位角度である。
本実施方式において、予め主観的に単位角度Δを設定し、又は実験データに基づいて前記単位角度Δを確定する。
本実施方式において、現在時刻の現在トルク係数と現在時刻の目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入らない場合、検出された現在時刻の現在角度に対して角度補正を行う。検出された現在時刻の現在角度に対する角度補正は第i回の補正角度である。
第ｉ回の補正角度が第i-１回の補正角度の二倍であるため、回転子の角度は大角度で速やかに前記目標角度に近づく又は接近する。

ステップＡ１４６において、前記差が前記第二誤差範囲に入る場合、第二回転子の角度補正モデルにより前記補正角度θ_iを確定する。前記第二回転子の角度補正モデルは、
であり、
前記θ_iは第i回の補正角度であり、前記θ_i−１は第i−１回の補正角度であり、前記θ_i−２は第i-２回の補正角度である。
本実施方式において、前記現在時刻の現在トルク係数と現在時刻の目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入るが第一誤差範囲に入らない場合、検出された現在時刻の現在角度に対して角度補正を行う。検出された現在時刻の現在角度に対する角度補正は第i回の補正角度である。
本実施方式において、前記現在時刻の現在トルク係数と現在時刻の目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入るが第一誤差範囲に入らない場合、次第に補正角度を減らす。今回を例にすると、今回に確定された補正角度θ_iは第i−１回の補正角度θ_i−１と第i-２回の補正角度θ_i−２との差の絶対値の二分の一である。このように、回転子の角度は次第に小角度で目標角度に近づくように、補正角度を次第に減らす。さらに、モータに必要な有効電力が目標角度下でＦＯＣ技術を採用するのに必要な有効電力に近づき、モータの相電流が目標角度下でＦＯＣ技術を採用する際に検出された相電流に近づくことになる。

本発明の実施例の一つの実施方式として、図２及び図３を結合し、示されたステップＡ１４１を執行して前記現在トルク係数と前記目標トルク係数がトルク係数誤差モデルを満たすかどうかを判断する。満たす場合、ステップＡ１４２を執行する。満たさない場合、ステップＡ１４４を執行する。
ステップＡ１４４を執行する際に前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入るかどうかを判断する。前記差が前記第二誤差範囲に入らない場合、第一回転子の角度補正モデルにより前記補正角度θ_iを確定する。前記差が前記第二誤差範囲に入るが第一誤差範囲に入らない場合、第二回転子の角度補正モデルにより前記補正角度θ_iを確定する。

本実施方式の一つの実施形態において、通常、開始の際に前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入らないため、回転子の角度が速やかに前記目標角度に近づく又は接近するように、ステップＡ１４５を執行してより大きな補正角度を確定し、より大きな補正角度で回転子の角度を補正することで、モータに必要な有効電力が大幅に低下し、モータの相電流も大幅に低下するようになる。一回又は多回で回転子の角度がより大きな補正角度で速やかに前記目標角度に近づく又は接近した後、前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入るが第一誤差範囲に入らないため、回転子の角度が小角度で前記目標角度に近づく又は接近するように、ステップＡ１４６を執行してより小さな補正角度を確定し、より小さな角度で回転子の角度を補正することで、モータに必要な有効電力が大幅に低下し、モータの相電流も大幅に低下するようになる。一回又は多回で回転子の角度がより小さな補正角度により小角度で前記目標角度に近づく又は接近した後、モータに必要な有効電力が目標角度下でＦＯＣ技術を採用するのに必要な有効電力に近づき、モータの相電流が目標角度下でＦＯＣ技術を採用する際に検出された相電流に近づくようになる。

ステップＡ１５において、前記補正角度により前記現在角度を補正して調整角度を取得する。
本発明の実施例において、前記現在角度でＦＯＣ技術を採用してモータへの給電を調整する際に検出された相電流は、前記調整角度でＦＯＣ技術を採用してモータへの給電を調整する際に検出された相電流より小さく又は等しいという条件を満たす際に前記調整角度を確定する。

本発明の実施例の一つの具体的な実施方式として、前記現在角度を前記補正角度に加えた和を調整角度とする際、該調整角度が該条件を満たす場合、前記現在角度を前記補正角度に加えた和を前記調整角度とする。逆に、前記現在角度から前記補正角度を引いた差を調整角度とする際、該調整角度が該条件を満たす場合、前記現在角度から前記補正角度を引いた差を前記調整角度とする。
本発明の実施例の一つの具体的な実施方式として、前記現在角度を前記補正角度に加えた和を調整角度とする際、今回検出された相電流（検出された現在時刻の相電流）のピーク値が次回検出された相電流（検出された現在時刻後のある時刻の相電流）のピーク値より小さく又は等しい場合、前記現在角度を前記補正角度に加えた和を調整角度とする。逆に、今回検出された相電流のピーク値が次回検出された相電流のピーク値より大きい場合、前記現在角度から前記補正角度を引いた差を前記調整角度とする。

本発明の実施例の他の具体的な実施方式として、前記現在角度から前記補正角度を引いた差を調整角度とする際、今回検出された相電流（検出された現在時刻の相電流）のピーク値が次回検出された相電流（検出された現在時刻後のある時刻の相電流）のピーク値より小さく又は等しい場合、前記現在角度から前記補正角度を引いた差を調整角度とする。逆に、今回検出された相電流のピーク値が次回検出された相電流のピーク値より大きい場合、前記現在角度を前記補正角度に加えた和を前記調整角度とする。

ステップＡ１６において、前記調整角度に基づき、磁場配向技術によりモータへの給電を調整する。
本発明の実施例において、現在時刻の調整角度を確定した後、該調整角度に基づいてモータに給電する給電電流を直軸電流及び直交軸電流に調整する。前記直軸電流及び前記直交軸電流に基づいて磁場配向技術によりモータへの給電を調整する。
ステップＡ１６の一つの具体的な実施方式として、座標変換モデルにより三相モータの給電電流を直軸電流及び直交軸電流に調整する。前記座標変換モデルは、
である。
前記Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗはそれぞれ三相モータの三相への給電電流であり、前記θは調整角度であり、前記Ｉ_ｄはモータの直軸電流であり、前記Ｉ_ｑはモータの直交軸電流である。前記調整角度θは前記補正角度で前記現在角度を補正して取得した角度である。
さらにモータの直軸電流Ｉ_ｄ及びモータの直交軸電流Ｉ_ｑで、磁場配向技術によりモータへの給電を調整する。

当業者であれば、上述の実施例方法中の全部又は一部のステップを実現するように、プログラムにより関連ハードウェアを指示することで達成できることも理解でき、前記プログラムはパソコンの読取記憶媒体中に記憶されていてもよく、前記記憶媒体はＲＯＭ／ＲＡＭ、磁気ディスク、光ディスク等を含む。
本発明の実施例によるモータ駆動方法及び本発明の実施例によるモータ駆動装置は互いに適用することを説明すべきである。図４は本発明の実施例によるモータ駆動装置の組成構造を示すものであり、便利に説明するために、本発明の実施例に関する部分のみを示す。

本発明の実施例はモータ駆動装置を提供する。図４に示されるように、前記モータ駆動装置は角度検出モジュール６１と、逆起電力検出モジュール６２と、相電流検出モジュール６３と、調整モジュール６４とを含む。
前記モータ駆動装置が有する角度検出モジュール６１について、前記角度検出モジュール６１はモータの回転子が回転する際にホールセンサにより現在時刻の回転子の現在角度を検出するためのものである。
本発明の実施例において、該角度検出モジュール６１は、回転子の位置を検出するためのホールセンサを含む。さらに、該角度検出モジュール６１は検出された現在時刻の回転子の位置に基づいて回転子の現在角度を確定することができる。
前記モータ駆動装置が有する逆起電力検出モジュール６２について、前記逆起電力検出モジュール６２はモータの回転子が回転する際に前記現在時刻のモータの逆起電力を検出するためのものである。

本発明の実施例において、モータの回転子が回転する際に逆起電力検出モジュール６２によりモータの逆起電力を検出する。本発明の実施例は逆起電力検出モジュール６２に限定せず、該逆起電力検出モジュール６２の内部回路、有するデバイス及び内部構造にも限定せず、モータの逆起電力に対する検出を実現すればよく、例えば、従来技術による検出器を採用して実現する。
前記モータ駆動装置が有する相電流検出モジュール６３について、前記相電流検出モジュール６３はモータの回転子が回転する際に前記現在時刻のモータの相電流を検出するためのものである。
本発明の実施例において、本発明の実施例は相電流検出モジュール６３に限定せず、該相電流検出モジュール６３の内部回路、有する部品及び内部構造にも限定せず、モータの相電流に対する検出を実現すればよい。モータの相電流を検出する際、モータのいずれか一相の電流を検出してもよく、検出された電流をモータの相電流とする。

前記調整モジュール６４は、目標トルク係数確定ユニット６４１と、現在トルク係数確定ユニット６４２と、補正角度確定ユニット６４３と、調整角度取得ユニット６４４と、給電調整ユニット６４５とを含む。
前記目標トルク係数確定ユニット６４１は前記逆起電力検出モジュール６２が検出した前記逆起電力に基づき、逆起電力-トルク係数関係モデルにより目標トルク係数を確定するためのものである。
前記現在トルク係数確定ユニット６４２は、前記相電流検出モジュール６３が検出した相電流に基づき、相電流-トルク係数関係モデルにより現在トルク係数を確定するためのものである。
前記補正角度確定ユニット６４３は、現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定するためのものである。
前記調整角度取得ユニット６４４は、前記補正角度により前記角度検出モジュール６１が検出した前記現在角度を補正して調整角度を取得するためのものである。
前記給電調整ユニット６４５は、前記調整角度に基づき、磁場配向技術によりモータへの給電を調整するためのものである。
本発明の実施例の一つの実施方式として、前記調整モジュール６４はシングルチップコンピュータ、プログラマブルロジックデバイス（例えば、コンプレックスプログラマブルロジックデバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＰＬＤ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ-Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ））、ＡＲＭプロセッサ等のプロセッサ機能及び記憶機能を有するデバイスを採用する。

図５は本発明の実施例によるモータ駆動装置の最適化した組成構造を示すものであり、便利に説明するために、本発明の実施例に関する部分のみを示す。
本発明の実施例の一つの具体的な実施方式として、図５に示されたように、前記モータ駆動装置は回転速度検出モジュール６５を含む。本発明の実施例において、該回転速度検出モジュール６５は、回転子の位置を検出するためのホールセンサを含む。さらに、該回転速度検出モジュール６５はある期間内に検出された回転子の位置変化に基づき、回転子の回転速度を確定することができる。好ましくは、回転速度検出モジュール６５及び角度検出モジュール６１は同じモジュールで実現する。

前記回転速度検出モジュール６５は、モータの回転子が回転する際にホールセンサにより前記現在時刻の回転子の回転速度を検出するためのものである。
前記目標トルク係数確定ユニット６４１は、具体的に前記逆起電力検出モジュール６２が検出した逆起電力及び前記回転速度検出モジュール６５が検出した回転速度に基づき、第一トルク係数モデルにより前記目標トルク係数を確定するためのものである。
そのうち、前記第一トルク係数モデルは、
であり、前記Ｋ_Ｔは前記目標トルク係数であり、前記Ｅは前記逆起電力のピーク値であり、前記ｎは前記回転子の回転速度である。
本発明の実施例の一つの具体的な実施方式として、前記相電流-トルク係数関係モデルは、
であり、前記Ｋ'_Ｔは前記現在トルク係数であり、前記Ｔは予め検出された又は算出された負荷トルクであり、前記Ｉはモータの前記相電流のピーク値である。

図６は本発明の実施例によるモータ駆動装置の他の最適化した組成構造を示すものであり、便利に説明するために、本発明の実施例に関する部分のみを示す。
本発明の実施例の一つの具体的な実施方式として、図６に示されたように、前記調整モジュール６４は、さらに、第一判断ユニット６４６と、作動ユニット６４７とを含み。
前記第一判断ユニット６４６は、前記現在トルク係数及び前記目標トルク係数がトルク係数誤差モデルを満たすかどうかを判断するためのものである。前記トルク係数誤差モデルは
であり、前記εは前記第一誤差範囲に決められている。
前記作動ユニット６４７は、前記現在トルク係数及び前記目標トルク係数がトルク係数誤差モデルを満たす場合、前記現在角度を前記調整角度にするためのものである。
前記補正角度確定ユニット６４３は、具体的に前記現在トルク係数及び前記目標トルク係数がトルク係数誤差モデルを満たさない場合、前記回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定するためのものである。

図７は本発明の実施例によるモータ駆動装置の他の最適化した組成構造を示すものであり、便利に説明するために、本発明の実施例に関する部分のみを示す。
本発明の実施例の一つの具体的な実施方式として、図７に示されたように、前記補正角度確定ユニット６４３は、具体的に第二判断ユニット６４８と、第一補正角度確定ユニット６４９と、第二補正角度確定ユニット６６とを含む。
前記第二判断ユニット６４８は、前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入るかどうかを判断するためのものである。
前記第一補正角度確定ユニット６４９は、前記差が第二誤差範囲に入らない場合、第一回転子の角度補正モデルにより前記補正角度θ_iを確定するためのものである。前記第一回転子の角度補正モデルは
であり、前記θ_iは第ｉ回の補正角度であり、前記ｉは１より大きく、前記Δは単位角度である。
前記第二補正角度確定ユニット６６は、前記差が第二誤差範囲に入る場合、第二回転子の角度補正モデルにより前記補正角度θ_iを確定するためのものである。前記第二回転子の角度補正モデルは
であり、前記θ_iは第ｉ回の補正角度であり、前記θ_i−１は第ｉ−１回の補正角度であり、前記θ_i−２は第ｉ−２回の補正角度である。
当業者は、本発明の実施例によるモータ駆動装置が有する各ユニットは機能論理に基づいて区分されるが上述の区分に限らず、対応機能を実現すればよく、また、各機能ユニットの具体的な名称も便利に区分するためのものであり、本発明の保護範囲を制限するものではないことが理解すべきである。

本発明の実施例は、また、上述のモータ駆動装置及びモータを含む、モータを使用する電子機器を提供する。

以上の内容は具体的な好適な実施方式を結合して本発明をさらに詳しく説明したものであり、本発明の具体的な実施形態がこれらの説明だけに限定されると認定されない。本発明が属する技術分野の当業者にとって、本発明の構想を逸脱しない前提において、幾つかの同じの性能又は用途である等価置き換え又は顕著な変形は、いずれも本発明の提出した特許請求の範囲により確定された特許の保護範囲に属するとみなされるべきである。

Claims (11)

1. モータの回転子が回転する際に、ホールセンサにより現在時刻の回転子の現在角度を検出し、前記現在時刻のモータの逆起電力を検出し、前記現在時刻のモータの相電流を検出することと、
   前記逆起電力に基づき、逆起電力-トルク係数関係モデルにより目標トルク係数を確定することと、
   検出された相電流に基づき、相電流-トルク係数関係モデルにより現在トルク係数を確定することと、
   現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定することと、
   前記補正角度により前記現在角度を補正して調整角度を取得することと、
   前記調整角度に基づき、磁場配向技術によりモータへの給電を調整することと
   を含むことを特徴とするモータ駆動方法。
2. モータの回転子が回転する際に、ホールセンサにより前記現在時刻の回転子の回転速度を検出することをさらに含み、
   前記逆起電力に基づき、逆起電力-トルク係数関係モデルにより目標トルク係数を確定することは、具体的に、
   前記逆起電力及び前記回転速度に基づき、第一トルク係数モデルにより前記目標トルク係数を確定することであり、
   そのうち、前記第一トルク係数モデルは、
   
   であり、前記Ｋ_Ｔは前記目標トルク係数であり、前記Ｅは前記逆起電力のピーク値であり、前記ｎは前記回転子の回転速度であることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動方法。
3. 前記相電流-トルク係数関係モデルは、
   
   であり、前記Ｋ'_Ｔは前記現在トルク係数であり、前記Ｔは予めロードされた負荷トルクであり、前記Ｉはモータの前記相電流のピーク値であることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動方法。
4. 前記現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定することは、
   前記現在トルク係数及び前記目標トルク係数がトルク係数誤差モデルを満たすかどうかを判断することを含み、前記トルク係数誤差モデルは
   
   であり、前記εは前記第一誤差範囲に決められ、
   満たす場合、前記現在角度を前記調整角度とし、
   満たさない場合、前記回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定することを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動方法。
5. 前記回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定することは、具体的に、
   前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入るかどうかを判断することを含み、
   前記差が第二誤差範囲に入らない場合、第一回転子の角度補正モデルにより前記補正角度θ_iを確定し、前記第一回転子の角度補正モデルは
   
   であり、前記θ_iは第ｉ回の補正角度であり、前記ｉは１より大きく、前記Δは単位角度であり、
   前記差が第二誤差範囲に入る場合、第二回転子の角度補正モデルにより前記補正角度θ_iを確定し、前記第二回転子の角度補正モデルは
   
   であり、前記θ_iは第ｉ回の補正角度であり、前記θ_i−１は第ｉ−１回の補正角度であり、前記θ_i−２は第ｉ−２回の補正角度であることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動方法。
6. 角度検出モジュールと、逆起電力検出モジュールと、相電流検出モジュールと、調整モジュールとを含み、
   前記角度検出モジュールは、モータの回転子が回転する際にホールセンサにより現在時刻の回転子の現在角度を検出するためのものであり、
   前記逆起電力検出モジュールは、モータの回転子が回転する際に前記現在時刻のモータの逆起電力を検出するためのものであり、
   前記相電流検出モジュールは、モータの回転子が回転する際に前記現在時刻のモータの相電流を検出するためのものであり、
   前記調整モジュールは、目標トルク係数確定ユニットと、現在トルク係数確定ユニットと、補正角度確定ユニットと、調整角度取得ユニットと、給電調整ユニットとを含み、
   前記目標トルク係数確定ユニットは、前記逆起電力検出モジュールが検出した前記逆起電力に基づき、逆起電力-トルク係数関係モデルにより目標トルク係数を確定するためのものであり、
   前記現在トルク係数確定ユニットは、前記相電流検出モジュールが検出した相電流に基づき、相電流-トルク係数関係モデルにより現在トルク係数を確定するためのものであり、
   前記補正角度確定ユニットは、現在トルク係数と目標トルク係数との差が第一誤差範囲に入らない場合、回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定するためのものであり、
   前記調整角度取得ユニットは、前記補正角度により前記角度検出モジュールが検出した現在角度を補正して調整角度を取得するためのものであり、
   前記給電調整ユニットは、前記調整角度に基づき、磁場配向技術によりモータへの給電を調整するためのものであることを特徴とするモータ駆動装置。
7. 前記モータ駆動装置は回転速度検出モジュールを含み、
   前記回転速度検出モジュールは、モータの回転子が回転する際にホールセンサにより前記現在時刻の回転子の回転速度を検出するためのものであり、
   前記目標トルク係数確定ユニットは、具体的に前記逆起電力検出モジュールが検出した逆起電力及び前記回転速度検出モジュールが検出した回転速度に基づき、第一トルク係数モデルにより前記目標トルク係数を確定するためのものであり、
   そのうち、前記第一トルク係数モデルは、
   
   であり、前記Ｋ_Ｔは前記目標トルク係数であり、前記Ｅは前記逆起電力のピーク値であり、前記ｎは前記回転子の回転速度であることを特徴とする請求項６に記載のモータ駆動装置。
8. 前記相電流-トルク係数関係モデルは、
   
   であり、前記Ｋ'_Ｔは前記現在トルク係数であり、前記Ｔは予め検出された又は算出された負荷トルクであり、前記Ｉはモータの前記相電流のピーク値であることを特徴とする請求項７に記載のモータ駆動装置。
9. 前記調整モジュールは、さらに、第一判断ユニットと、作動ユニットとを含み、
   前記第一判断ユニットは、前記現在トルク係数及び前記目標トルク係数がトルク係数誤差モデルを満たすかどうかを判断するためのものであり、前記トルク係数誤差モデルは
   
   であり、前記εは前記第一誤差範囲に決められ、
   前記作動ユニットは、前記現在トルク係数及び前記目標トルク係数がトルク係数誤差モデルを満たす場合、前記現在角度を前記調整角度とするためのものであり、
   前記補正角度確定ユニットは、具体的に前記現在トルク係数及び前記目標トルク係数がトルク係数誤差モデルを満たさない場合、前記回転子の角度補正モデルに基づいて補正角度を確定するためのものであることを特徴とする請求項８に記載のモータ駆動装置。
10. 前記補正角度確定ユニットは、具体的に第二判断ユニットと、第一補正角度確定ユニットと、第二補正角度確定ユニットとを含み、
    前記第二判断ユニットは、前記現在トルク係数と前記目標トルク係数との差が第二誤差範囲に入るかどうかを判断するためのものであり、
    前記第一補正角度確定ユニットは、前記差が前記第二誤差範囲に入らない場合、第一回転子の角度補正モデルにより前記補正角度θ_iを確定するためのものであり、前記第一回転子の角度補正モデルは
    
    であり、前記θ_iは第ｉ回の補正角度であり、前記ｉは１より大きく、前記Δは単位角度であり、
    前記第二補正角度確定ユニットは、前記差が前記第二誤差範囲に入る場合、第二回転子の角度補正モデルに基づいて前記補正角度θ_iを確定するためのものであり、前記第二回転子の角度補正モデルは
    
    であり、前記θ_iは第ｉ回の補正角度であり、前記θ_i−１は第ｉ−１回の補正角度であり、前記θ_i−２は第ｉ−２回の補正角度であることを特徴とする請求項６に記載のモータ駆動装置。
11. 請求項６〜１０のいずれか一項に記載のモータ駆動装置と、モータとを含む、ことを特徴とするモータを使用する電子機器。