專利名稱：電動機(jī)控制器及其控制方法和逆變器錯誤檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動機(jī)控制器及其控制方法以及一種逆變器錯誤檢測設(shè)備，更具體地，涉及一種使用分流電阻器兩端之間的電壓來通知逆變器的錯誤和錯誤細(xì)節(jié)的電動機(jī)控制器，以及一種電動機(jī)控制器的控制方法和一種逆變器錯誤檢測設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，電動機(jī)控制器包括提供DC電能的電源；逆變器，通過開關(guān)操作將提供的DC功率轉(zhuǎn)換為AC功率以提供給電動機(jī)；以及控制逆變器的開關(guān)操作的控制器。
這里，逆變器被設(shè)置為多個開關(guān)元件。由于開關(guān)元件的特性，過電流可能導(dǎo)致逆變器發(fā)生斷開或短路。如果開關(guān)元件沒有執(zhí)行它們的功能，則電動機(jī)不會正常轉(zhuǎn)動。同樣，如果在電動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時開關(guān)元件產(chǎn)生了故障，電動機(jī)和電動機(jī)控制器的其它部件可能導(dǎo)致錯誤。除了開關(guān)元件，逆變器的內(nèi)部線路的異常也會導(dǎo)致錯誤。
因此，需要不時地或當(dāng)必要時檢測逆變器的錯誤。傳統(tǒng)地，提供了以下檢測逆變器錯誤的兩種方法。
第一，可以利用肉眼檢測逆變器的錯誤。就是說，當(dāng)電動機(jī)被驅(qū)動時，通過向逆變器提供控制信號來直接檢驗(yàn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動。例如，如果逆變器中的部分開關(guān)元件發(fā)生了斷開，電動機(jī)不會轉(zhuǎn)動或不會平穩(wěn)轉(zhuǎn)動并且可能會發(fā)生預(yù)定振動。通過肉眼檢測需要實(shí)際的人力且通常不是非常精確。
第二，可以通過確定位置檢測濾波器的輸出來檢測逆變器的錯誤。位置檢測濾波器確定電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，借此提供電動機(jī)轉(zhuǎn)動的信息。然而，如果電動機(jī)在部分開關(guān)元件斷開的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，則很難確定逆變器是否損壞。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個方面提供了一種電動機(jī)控制器，用于更簡單和更精確地檢測逆變器的錯誤，以及一種電動機(jī)控制器的控制方法和一種逆變器錯誤檢測設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電動機(jī)控制器，包括提供DC電能的電源；逆變器，將DC電能轉(zhuǎn)換為AC電能以便提供給電動機(jī)；將電源和逆變器相連的分路電阻器；以及向逆變器提供控制信號的控制器，以便驅(qū)動電動機(jī)，并且當(dāng)分路電阻器兩端之間的電壓值小于預(yù)定的第一參考值時，確定逆變器的錯誤。
電動機(jī)控制器還可以包括其上顯示有指示了錯誤的信息的顯示部件，其中，控制器控制顯示部件，以便在顯示部件上指示逆變器的錯誤。
控制器還可以包括電壓檢測器，用于檢測分路電阻器兩端之間電壓值；以及微型計算機(jī)，用于向逆變器提供控制信號以便驅(qū)動電動機(jī)，當(dāng)檢測到的電壓值小于預(yù)定的第一參考值時，在顯示部件上顯示逆變器中至少一個開關(guān)元件的斷開。
微型計算機(jī)可以計算在預(yù)定時間段內(nèi)檢測到的電壓的平均值，當(dāng)所計算的電壓平均值小于第一參考值時，在顯示部件上顯示逆變器中至少一個開關(guān)元件的斷開。
控制器可以向逆變器提供控制信號以便驅(qū)動電動機(jī)，當(dāng)分路電阻器兩端之間的電壓值大于預(yù)定的第二參考值時，在顯示部件上顯示逆變器的錯誤。
所述電動機(jī)可以包括無刷直流(BLDC)電動機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種控制具有分路電阻器和逆變器的電動機(jī)控制器的方法，包括向逆變器提供控制信號以便驅(qū)動電動機(jī)；檢測分路電阻器兩端之間的電壓值；對檢測到的電壓值和第一參考值進(jìn)行比較；當(dāng)檢測到的電壓值小于第一參考值時，顯示逆變器的錯誤。
所述方法還可以包括對檢測到的電壓值和第二參考值進(jìn)行比較；當(dāng)檢測到的電壓值大于第二參考值時，顯示逆變器的錯誤。
所述方法還可以包括計算在預(yù)定時間段內(nèi)檢測到的電壓的平均值，當(dāng)所計算的電壓平均值小于第一參考值或大于第二參考值時，顯示逆變器的錯誤。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種具有分路電阻器的逆變器錯誤檢測設(shè)備，包括電壓檢測器，用于檢測分路電阻器兩端之間的電壓值；微型計算機(jī)，用于當(dāng)電壓檢測器檢測到的電壓值小于第一參考值時，確定逆變器的錯誤。
所述設(shè)備還可以包括在其上顯示告警消息的顯示部件，其中當(dāng)確定逆變器損壞時，微型計算機(jī)在顯示部件上顯示逆變器的錯誤指示。
當(dāng)電壓檢測器檢測到的電壓值大于第二參考值時，微型計算機(jī)可以在顯示部件上顯示逆變器的錯誤指示。
微型計算機(jī)可以計算預(yù)定時間段內(nèi)檢測到的電壓的平均值，當(dāng)所計算的電壓平均值小于第一參考值或大于第二參考值時，在顯示部件上顯示逆變器的錯誤指示。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電動機(jī)控制系統(tǒng)，包括將電源和功率逆變器相連的分路電阻器，功率逆變器將來自電源的DC電能轉(zhuǎn)換為AC電能以便提供給電動機(jī)；控制器，用于向逆變器提供控制信號以驅(qū)動電動機(jī)，并且當(dāng)分路電阻器兩端之間的電壓值小于預(yù)定參考值時，確定逆變器是否有錯誤。


通過下面對實(shí)施例的詳細(xì)描述和參考附圖，本發(fā)明的上述和/或其它特性和優(yōu)點(diǎn)將會被較好地理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電動機(jī)控制器的控制框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電動機(jī)控制器的控制流程圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電動機(jī)控制器的控制框圖。
圖4a顯示了當(dāng)逆變器正常運(yùn)行時分路電阻器中電流的波形；以及圖4b顯示了當(dāng)逆變器損壞時分路電阻器中電流的波形。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中顯示了本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)例，其中附圖中相似的所有引用數(shù)字表示相似的元件。下面通過參考圖片描述實(shí)施例來解釋本發(fā)明。
第一實(shí)施例如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電動機(jī)控制器包括電源11、逆變器12、分路電阻器16、顯示部件14和控制器13。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電動機(jī)控制器還可以包括位置檢測器15。
電源11可以包括整流電路，使用橋式二極管對例如市電的AC電能進(jìn)行整流；以及例如電容器的平滑電路，用于去除整流后電能中的紋波。
逆變器12通過開關(guān)操作把來自電源11的已整流和平滑DC電能提供給電動機(jī)。逆變器12可以包括一個開關(guān)元件或多個開關(guān)元件。
分路電阻器16計算通過逆變器12提供給電動機(jī)的電流量。分路電阻器16可以被設(shè)置將電源11和逆變器12相連的連線。
顯示部件14通過外部控制信號顯示逆變器12的錯誤和錯誤細(xì)節(jié)。顯示部件14可以包括通過聲音顯示信息的揚(yáng)聲器(未顯示)和通過光顯示信息的LCD(未顯示)和LED(未顯示)。
控制器13向逆變器12提供控制信號以便驅(qū)動電動機(jī)。如果控制器13確定分路電阻器16兩端之間的電壓值小于預(yù)定第一參考值，則控制器13控制顯示部件14在顯示部件14上顯示逆變器12的錯誤。
控制器13可以包括電壓檢測器(未顯示)，用于檢測分路電阻器16兩端之間的電壓值；以及微型計算機(jī)(未顯示)，用于向?yàn)槟孀兤?2提供控制信號并確定逆變器12的錯誤。
這里，當(dāng)確定電壓檢測器檢測的分路電阻器16兩端之間的電壓值小于預(yù)定第一參考值時，微型計算機(jī)可以允許在顯示部件14上顯示指示了逆變器12中包括至少一個開關(guān)元件的斷開的信息。
同樣，當(dāng)確定電壓檢測器檢測的分路電阻器16兩端之間的電壓值大于預(yù)定第二參考值時，微型計算機(jī)可以允許在顯示部件14上顯示指示了逆變器12中包括至少一個開關(guān)元件的短路的信息。
除了開關(guān)元件的斷開和短路，內(nèi)部線路的斷開和短路可以顯示相同的錯誤消息。
這里，如果在預(yù)定時間段內(nèi)分路電阻器16兩端之間的電壓平均值小于第一參考值或大于第二參考值時，則微型計算機(jī)可以允許顯示錯誤消息，而不是如果分路電阻器16兩端之間的電壓值小于預(yù)定第一參考值或大于預(yù)定第二參考值就直接顯示錯誤消息。
微型計算機(jī)可以在預(yù)定時間段內(nèi)重復(fù)地比較分路電阻器兩端之間的電壓與第一和第二參考值，如果在預(yù)定時間或更長時間內(nèi)分路電阻器16兩端間的電壓小于第一參考值或大于第二參考值，可以確定逆變器12已損壞。
前述的方法用于更精確地檢測逆變器12的錯誤，因?yàn)榧词乖诜浅６痰臅r間段內(nèi)外部因素也可能導(dǎo)致錯誤。
可以將第一參考值和第二參考值預(yù)設(shè)為預(yù)定值，以便更精確和更快速地檢測逆變器12的錯誤。
同時，位置檢測器15檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)子的位置并且控制根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)子的位置來適當(dāng)移相的速度和時間點(diǎn)。
參考圖1和圖2，將描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電動機(jī)控制器的控制流程。
首先，在操作S10處，微型計算機(jī)向逆變器12提供控制信號以驅(qū)動電動機(jī)。在操作S20處，電壓檢測器檢測分路電阻器16兩端之間的電壓。
基于電壓檢測器的檢測結(jié)果，在操作S30a處，如果分路電阻器16兩端之間的電壓小于預(yù)定第一參考值，則在操作S40a處，微型計算機(jī)在顯示部件14上顯示通知逆變器的損壞的錯誤消息。
同時，在操作S30b處，如果電壓檢測器檢測到分路電阻器16兩端之間的電壓大于預(yù)定第二參考值，則在操作S40b處，微型計算機(jī)在顯示部件14上顯示通知逆變器12的短路的錯誤消息。
這里，可以在預(yù)定時間段內(nèi)將分路電阻器16兩端之間的電壓平均值與第一參考值和第二參考值進(jìn)行比較，以防止在檢測錯誤中出錯。
在操作S50處，當(dāng)微型計算機(jī)在顯示部件14上顯示逆變器12中的斷開和短路之后，微型計算機(jī)控制逆變器12停止電動機(jī)。
第二實(shí)施例如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的逆變器20的錯誤檢測設(shè)備30包括電壓檢測器31、微型計算機(jī)32和顯示部件33。
如圖中所示，逆變器包括分路電阻器24。
如第一實(shí)施例所述，逆變器10可以包括多個開關(guān)元件，并且通過開關(guān)元件的開關(guān)操作將DC電能轉(zhuǎn)換為AC電能，以便向負(fù)載供電。
圖3沒有顯示控制逆變器20的控制電路、位置檢測器和電動機(jī)，以便簡化繪圖。
錯誤檢測設(shè)備30包括設(shè)置在逆變器中的端子，可與分路電阻器的兩端相接觸。作為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)例，接線端可以被提供為雙引線(two lead lines)。
當(dāng)逆變器20運(yùn)轉(zhuǎn)時，如果雙引線接觸到分路電阻器的兩端，則電壓檢測器31可以檢測分路電阻器24兩端之間的電壓。這時，電壓檢測器31可以包括使用OP AMP的信號放大器(未顯示)；以及將已放大的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以檢測兩端之間電壓的A/D轉(zhuǎn)換器(未顯示)。
如果電壓檢測器31檢測到的分路電阻器24兩端之間的電壓小于預(yù)設(shè)的第一參考值，則微型計算機(jī)32確定逆變器中的開關(guān)元件已斷開，并在顯示部件33上顯示錯誤消息。
作為例子，將對Q2的斷開進(jìn)行描述。
當(dāng)Q5和Q4接通時，通過Q5將電流提供到負(fù)載，并通過Q4流過分路電阻器24。當(dāng)通過相移接通Q5和Q2時，電流順序流過Q5、負(fù)載、Q2和分路電阻器24。然而，由于Q2的斷開，電流不能按照所述順序流動。同樣，如果通過下一個相移接通Q3和Q2，則電流不能按照所述順序流動。
然而，即使電流暫時不能流動，電動機(jī)轉(zhuǎn)子仍可以通過慣性轉(zhuǎn)動。這時，如果接通Q3和Q6來使電流流過負(fù)載，則電動機(jī)看起來似乎可以連續(xù)地轉(zhuǎn)動。然而，當(dāng)通過Q2的相移使分路電阻器24兩端之間的電壓接近0時，微型計算機(jī)32可以通過電壓檢測器31的檢測結(jié)果可以確定逆變器中的開關(guān)元件是否已斷開。
如果由于其中的開關(guān)元件發(fā)生了短路，則隨著流過分路電阻器24的電流增大，分路電阻器24兩端之間的電壓升高。
然后，微型計算機(jī)32對電壓檢測器31的檢測結(jié)果和預(yù)定第二參考值進(jìn)行比較，如果確定分路電阻器24兩端之間的電壓大于第二參考值，則微型計算機(jī)32在顯示部件33上顯示通知逆變器20的短路的錯誤消息。
通常在大多數(shù)電路中提供過流保護(hù)電路。如果過流保護(hù)電路沒有正常操作，即使在防止通過過流保護(hù)電路的過電流出現(xiàn)之前，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的逆變器中的錯誤檢測設(shè)備30也可以檢測錯誤或可以通知逆變器20是否發(fā)生了短路。
圖4a和圖4b分別演示了當(dāng)逆變器沒有損壞時以及當(dāng)逆變器20中的部分開關(guān)元件斷開時流過分路電阻器24的電流的波形。
與圖4a中的波形不同，圖4b中的電流波形中，電流在區(qū)域“a”和“b”中顯著減少。
如果電流在某些區(qū)域顯著減少，則微型計算機(jī)32確定分路電阻器24兩端之間的電壓小于預(yù)定第一參考值并檢測逆變器的損壞。
即，根據(jù)上述本發(fā)明實(shí)施例的電動機(jī)控制器可以被設(shè)置用于驅(qū)動無刷直流(BLDC)電動機(jī)。BLDC電動機(jī)經(jīng)常用于家庭電器，尤其是電冰箱中的壓縮機(jī)。
與常規(guī)的DC電動機(jī)相比，BLDC電動機(jī)顯著降低了機(jī)械接觸點(diǎn)的磨損和電子噪聲，并且能夠精確地控制轉(zhuǎn)動速度。
用于電冰箱壓縮機(jī)的BLDC電動機(jī)需要通過脈沖寬度調(diào)制器(PWM)控制信號來控制的逆變器。因此，如果檢測到逆變器中的錯誤，則可以更早地檢測出電冰箱的全部性能的問題。如上所述，盡管部分逆變器已損壞，但BLDC電動機(jī)仍可以轉(zhuǎn)動，借此，幾乎不通知錯誤。因此，用戶可以使用帶有具有錯誤的BLDC電動機(jī)的冰箱。前述問題可以通過能夠精確檢測逆變器錯誤的本發(fā)明而得以解決。
同時，只要該設(shè)備使用逆變器，本發(fā)明的實(shí)施例可以用于除了電冰箱壓縮機(jī)中使用的BLDC電動機(jī)以外的多種設(shè)備。
盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的幾個實(shí)施例，本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不背離本發(fā)明的原則和精神下，可以對具體實(shí)施例進(jìn)行改變，在所附權(quán)利要求及其等效物中限定了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電動機(jī)控制器，包括電源，提供直流電能；逆變器，將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能以便提供給電動機(jī)；分路電阻器，將電源和逆變器相連；以及控制器，向逆變器提供控制信號以便驅(qū)動電動機(jī)，并且當(dāng)分路電阻器兩端之間的電壓值小于預(yù)定第一參考值時，確定所述逆變器的錯誤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)控制器，還包括在其上顯示了指示錯誤的信息的顯示部件，其中，控制器控制顯示部件，以便在顯示部件上指示逆變器的錯誤。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機(jī)控制器，其中，所述控制器包括電壓檢測器，用于檢測分路電阻器兩端之間的電壓值；以及微型計算機(jī)，用于向逆變器提供控制信號以便驅(qū)動電動機(jī)，并且當(dāng)檢測到的電壓值小于預(yù)定第一參考值時，在顯示部件上顯示逆變器中至少一個開關(guān)元件的斷開。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動機(jī)控制器，其中，所述微型計算機(jī)計算在預(yù)定時間段內(nèi)檢測到的電壓的平均值，并且當(dāng)所計算的電壓平均值小于第一參考值時，在顯示部件上顯示逆變器中至少一個開關(guān)元件的斷開。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機(jī)控制器，其中，所述控制器向逆變器提供控制信號以便驅(qū)動電動機(jī)，并且當(dāng)分路電阻器兩端之間的電壓值大于預(yù)定第二參考值時，在顯示部件上顯示逆變器的錯誤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的電動機(jī)控制器，其中，所述電動機(jī)包括無刷直流(BLDC)電動機(jī)。
7.一種控制具有分路電阻器和逆變器的電動機(jī)控制器的方法，包括向逆變器提供控制信號以便驅(qū)動所述電動機(jī)；檢測所述分路電阻器兩端之間的電壓值；對檢測到的電壓值和第一參考值進(jìn)行比較；以及當(dāng)檢測到的電壓值小于第一參考值時，顯示逆變器的錯誤。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括對檢測到的電壓值和第二參考值進(jìn)行比較；以及當(dāng)檢測到的電壓值大于第二參考值時，顯示逆變器的錯誤。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括計算預(yù)定時間段內(nèi)檢測到的電壓的平均值；以及當(dāng)所計算的平均值小于第一參考值或大于第二參考值時，顯示逆變器的錯誤。
10.一種具有分路電阻器的逆變器的錯誤檢測設(shè)備，包括電壓檢測器，用于檢測分路電阻器兩端之間的電壓值；以及微型計算機(jī)，用于當(dāng)所述電壓檢測器檢測到的電壓值小于第一參考值時，確定逆變器的錯誤。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括在其上顯示告警消息的顯示部件，其中當(dāng)確定逆變器已損壞時，所述微型計算機(jī)在顯示部件上顯示逆變器的錯誤指示。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，當(dāng)電壓檢測器檢測到的電壓值大于第二參考值時，微型計算機(jī)在顯示部件上顯示逆變器的錯誤指示。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述微型計算機(jī)計算預(yù)定時間段內(nèi)檢測到的電壓的平均值，并且當(dāng)所計算的電壓平均值小于第一參考值或大于第二參考值時，在顯示部件上顯示逆變器的錯誤指示。
14.一種電動機(jī)控制系統(tǒng)，包括分路電阻器，用于將電源和功率逆變器相連，所述電能逆變器將電源的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能以便提供給電動機(jī)；以及控制器，用于向所述逆變器提供控制信號以驅(qū)動所述電動機(jī)，并且當(dāng)分路電阻器兩端之間的電壓值小于預(yù)定參考值時，確定逆變器中是否出現(xiàn)了錯誤。
全文摘要
一種電動機(jī)控制器，包括提供DC電能的電源；將DC電能轉(zhuǎn)換為AC電能以便提供給電動機(jī)的逆變器；將電源和逆變器相連的分路電阻器；控制器，向逆變器提供控制信號以便驅(qū)動電動機(jī)，并且當(dāng)分路電阻器兩端之間的電壓值小于預(yù)定第一參考值時，確定逆變器的錯誤。因此，本發(fā)明的一個方面提供了一種電動機(jī)控制器，更容易和更精確地檢測逆變器的錯誤；以及一種控制該電動機(jī)控制器的方法和一種逆變器的錯誤檢測設(shè)備。
文檔編號G01R31/40GK1917360SQ200610110838
公開日2007年2月21日 申請日期2006年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月18日
發(fā)明者吳光教, 俞漢周, 兵岡孝二, 樸平基, 徐廷昊, 裴憲曄, 金允正 申請人:三星電子株式會社