[发明专利]交流输入型无刷直流电动机以及搭载它的电气设备

说明书

技术领域

本发明涉及换气装置等风扇驱动用的AC(交流)输入型无刷DC(直流)电动机。

背景技术

近年来，作为换气装置等风扇驱动用的电动机，为了提高效率，在增加AC输入型无刷DC电动机，取代以往的感应电动机。

图11表示AC输入型无刷DC电动机的一例(参照专利文献1)。整流器101对AC电源进行整流获得高压的DC电压。DC-DC转换器110将对高压的DC电压变换后的低压的DC电压施加到电动机线圈103、104上。开关元件107、108基于来自转子的位置检测电路的信号，控制各个电动机线圈103、104的电流。

在DC-DC转换器110的前后，配置浸透了电解液的电容量比较大的铝电解电容器109、111作为平滑电容器。铝电解电容器存在具有环境温度引起的特性变化的问题。

图12将风扇驱动时的无刷DC电动机和感应电动机进行比较。图13是表示图12时的风扇的风量-静压特性。如图12所示，风扇驱动感应电动机在其速度-转矩特性ST1的P1和P2之间的区间动作。记号L1和L2分别是静压为零时和最大静压时的风扇的负载曲线。

在将该感应电动机置换为无刷DC电动机的情况下，在无刷DC电动机的速度-转矩特性为ST2时，最大静压与感应电动机的情况相同，但是，动作点P3的静压为零时的风量非常大，其结果，存在噪声、振动变大的问题。相反地，在速度-转矩特性为ST3时，静压为零时的风量与感应电动机的情况相同，但是动作点P4的最大静压非常低，例如存在压力损耗因机外的风变化时、风量发生较大变动的问题。

为了解决这些问题，风扇驱动用的无刷DC电动机的速度-转矩特性，理想的特性是，与感应电动机的特性类似，转矩随着速度上升而变大。

专利文献1：日本专利申请特开2003-284307号公报

发明内容

本发明的AC输入型无刷DC电动机具有：逆变器电路；电压变换电路，将对AC电源进行整流得到的高压DC电压变换成低压DC电压；驱动逻辑电路，用于将低压DC电压经由逆变器电路通电到所述驱动线圈；电流控制电路，将提供给逆变器电路的平均电流控制为大致恒定；电流指示电路，指示平均电流值；相关关系指示电路，指示低压DC电压和平均电流之间的相关关系；以及基准电流指示电路，决定电流指示电路指示的基准电流值，电流指示电路将提供给逆变器电路的平均电流的值相对于基准电流值增减，以成为所述相关关系。

本发明的AC输入型无刷DC电动机，通过上述结构驱动风扇，以得到转矩随着速度上升而变大的速度-转矩特性，即使压力损耗发生变化风量也不较大变化。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的AC输入型无刷DC电动机的方框图。

图2是该无刷DC电动机的剖面图。

图3是表示该无刷DC电动机的低压直流电压变换电路的输出电压-电流特性的图。

图4是表示该无刷DC电动机的速度-转矩特性的图。

图5是表示搭载了该无刷DC电动机的换气装置的图。

图6是表示搭载了该无刷DC电动机的换气装置的风量-静压特性的图。

图7是表示搭载了该无刷DC电动机的换气装置的其它风量-静压特性的图。

图8是表示该无刷DC电动机的其它方框图。

图9是本发明的实施方式2的AC输入型无刷DC电动机的方框图。

图10是表示该无刷DC电动机的占空比指示电压-电流特性的图。

图11是以往的AC输入型无刷DC电动机的电路图。

图12是将风扇驱动时的无刷DC电动机和感应电动机进行比较的图。

图13是表示图12的情况下的风扇的风量-静压特性的图。

标号说明

1 AC输入型无刷DC电动机

2驱动线圈

3磁铁转子

3a极各向异性磁铁

4位置检测电路

4a磁检测器

5驱动逻辑电路

6逆变器电路

7电流波形控制电路

8电压变换电路

9整流电路

10定子

12波形合成电路

13相关关系指示电路

16电流控制电路

17a，17b电阻

19电流指示电路

20基准电流指示电路

28换气装置(电气设备)

30 AC输入型无刷DC电动机

31占空比指示电路

32 PWM控制电路

33电流波形控制电路

34驱动逻辑电路

35电压变换电路