專利名稱：控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及控制電動(dòng)機(jī)的裝置和方法，本發(fā)明尤其涉及控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的裝置和方法，所述裝置和方法可使轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的是，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)采用包含開關(guān)裝置的整流電路代替機(jī)械元件，例如電刷和換相器。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的特征在于由于摩擦而更換電刷不再是必需的，并且?guī)缀鯖]有電磁干擾和驅(qū)動(dòng)噪音存在。以下將參照?qǐng)D1詳細(xì)描述驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制裝置。
圖1是控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的常規(guī)裝置的框圖。如圖1所示，包括轉(zhuǎn)換器104、電容器108和逆變器106的電開關(guān)裝置將來(lái)自交流電供應(yīng)單元102的交流電轉(zhuǎn)換為脈沖式三相交流電，并將三相交流電供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDC電機(jī))110。從逆變器106供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)110的三相交流電的U、V和W相電流中，U相和V相電流被第一和第二電流傳感器112a and 112b所檢測(cè)。分別由第一和第二電流傳感器112aand 112b所檢測(cè)的U相和V相電流信息被提供給控制單元114，提供給逆變器106的逆變器控制信號(hào)基于所檢測(cè)的V相和U相電流信息。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)110的轉(zhuǎn)子的位置和速度由位置/速度檢測(cè)單元116所檢測(cè)。所檢測(cè)的轉(zhuǎn)子的位置/速度信息進(jìn)一步提供給控制單元114，并且，提供給逆變器106的逆變器控制信號(hào)基于所檢測(cè)的位置/速度信息。也就是說(shuō)，控制單元114根據(jù)由電流傳感器112a和112b輸入的相電流信息和由位置/速度檢測(cè)單元116輸入的轉(zhuǎn)子的位置/速度信息控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)110的轉(zhuǎn)速。控制單元114輸出逆變器控制信號(hào)以便控制由逆變器106輸出的三相交流電的換相時(shí)間及其相電流強(qiáng)度，從而允許無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)110的轉(zhuǎn)速遵守速度命令。
無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩可用感應(yīng)電壓乘以電流來(lái)表示。在三相交流電換相期間，相電流臨時(shí)減小，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。由于轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是產(chǎn)生噪音和振動(dòng)的原因，就需要減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方案。
為了使無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減至最小，在換相期間臨時(shí)減小的相電流必須得到補(bǔ)償。補(bǔ)償必須只能在換向期間進(jìn)行。如果不能精確檢測(cè)換相期間，就會(huì)出現(xiàn)相電流補(bǔ)償不足或過(guò)度補(bǔ)償。因此，為了將轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減到最小，精確地檢測(cè)換相期間是非常重要的。在相關(guān)技術(shù)中，諸如霍爾效應(yīng)傳感器的電流傳感器被用于檢測(cè)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的換向期間。然而，如圖1所示，利用電流傳感器檢測(cè)各個(gè)相電流，增加了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制裝置的成本，因此給生產(chǎn)者和用戶都增加了很重的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的裝置和方法，所述裝置和方法精確檢測(cè)三相交流電的換相時(shí)間和期間并補(bǔ)償在所檢測(cè)的換相期間發(fā)生的電流減小以便使在供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的三相電流換向期間所發(fā)生的相電流臨時(shí)減小所引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減至最小。
本發(fā)明的其它方面和/或優(yōu)點(diǎn)部分將通過(guò)下面的說(shuō)明來(lái)描述，部分從說(shuō)明中可明顯看出或可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而得知。
本發(fā)明的上述和/或其它方面通過(guò)提供一種控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述裝置包括電轉(zhuǎn)換單元，用于將商業(yè)交流電轉(zhuǎn)換為多相交流電并將多相交流電供應(yīng)給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子位置/速度檢測(cè)單元檢測(cè)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的狀態(tài)信息。端電壓檢測(cè)單元檢測(cè)供應(yīng)給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的多相交流電的端電壓的變化?？刂茊卧糜晌恢?速度檢測(cè)單元提供的轉(zhuǎn)子狀態(tài)信息和由端電壓檢測(cè)單元提供的多相交流電的端電壓變化信息檢測(cè)多相交流電的換向期間。并且，控制單元控制電轉(zhuǎn)換單元向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)供應(yīng)補(bǔ)償電壓，所述補(bǔ)償電壓用于在所檢測(cè)的換相期間恒定地維持多相交流電非換相相的平均電壓。
本發(fā)明的上述和/或其它方面通過(guò)提供一種無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由電轉(zhuǎn)換單元供電，所述電轉(zhuǎn)換單元將商業(yè)交流電轉(zhuǎn)換為多相交流電。在所述控制方法中，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)供給它的非換相相電流驅(qū)動(dòng)。利用轉(zhuǎn)子位置信息監(jiān)控?fù)Q相起始時(shí)間。當(dāng)換相開始并且換相時(shí)間被監(jiān)測(cè)時(shí)向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)供給補(bǔ)償電壓以使由于換相引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減至最小。當(dāng)換向完成時(shí)，停止供給補(bǔ)償電壓。


通過(guò)以下參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯和易于理解。
圖1是控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的常規(guī)控制裝置的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制裝置的框圖；圖3圖2的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置中的三相全橋逆變器的電路圖；圖4A至4F示出了用于驅(qū)動(dòng)圖2的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置的逆變器的逆變器控制信號(hào)；圖5是圖2的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置中的控制單元的框圖；圖6是圖2的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置中的端電壓檢測(cè)單元的電路圖；圖7A至7C示出了在換相期間流過(guò)圖3的逆變器的電流方向；圖8A至8D的波形圖示出了圖6的端電壓檢測(cè)單元的輸入/輸出信號(hào)；圖9是圖5的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置的控制單元中的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元的框圖；圖10A至10D的波形圖示出了圖2的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置的逆變器控制信號(hào)和PWW載波信號(hào)；圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的方法的流程圖；具體實(shí)施方式
下文將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其例子在附圖中示出，其中在全文中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制裝置的框圖。如圖2所示，電開關(guān)裝置包括轉(zhuǎn)換器204、直流鏈電容器208和逆變器206。電開關(guān)裝置將由交流電供應(yīng)單元202供應(yīng)的交流電換為直流電，并將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，接著將三相交流電供應(yīng)給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210。轉(zhuǎn)換器204將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，逆變器206將直流電轉(zhuǎn)換為脈沖式三相交流電。
端電壓檢測(cè)單元216檢測(cè)從逆變器206供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的三相交流電的相端電壓U、V和W，并將各相的端電壓信息UC、VC和WC供給控制單元214。位置/速度檢測(cè)單元246利用位置檢測(cè)器檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置或者檢測(cè)供應(yīng)給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的相端電壓U、V和W的換向信息?？刂茊卧?14根據(jù)由端電壓檢測(cè)單元216提供的三相交流電的相端電壓信息UC、VC和WC和由位置/速度檢測(cè)單元246提供的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的轉(zhuǎn)子位置/速度信息F/G產(chǎn)生逆變器控制信號(hào)P1至P6以便控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的轉(zhuǎn)速。由控制單元214產(chǎn)生的逆變器控制信號(hào)P1至P6被用于控制換相時(shí)間和從逆變器206輸出到無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的三相交流電的各相U、V和W的電流量。逆變器控制信號(hào)P1至P6允許無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的轉(zhuǎn)速遵循從外部輸入的速度命令H。
圖3是圖2的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置中的三相全橋逆變器206的電路圖；參照?qǐng)D3，各個(gè)開關(guān)裝置即晶體管Q1至Q6響應(yīng)于三相交流信號(hào)P1至P6導(dǎo)通/截止從而變換相電流，所述三相交流信號(hào)P1至P6中每一個(gè)都具有二相激勵(lì)模式，這將在后面的圖4中說(shuō)明。
圖4A至4F示出了用于驅(qū)動(dòng)圖2的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置中的逆變器206的逆變器控制信號(hào)。在這種情況下，圖4A至4F示出逆變器控制信號(hào)P1至P6，所述控制信號(hào)以三相交流信號(hào)實(shí)現(xiàn)，其中每一信號(hào)具都有二相激勵(lì)模式并被用于后端單極脈沖寬度調(diào)制。在后端單極脈沖寬度調(diào)制中，脈沖寬度通過(guò)單個(gè)開關(guān)裝置以120°導(dǎo)通期間的后60°間隔(輸出相)的導(dǎo)通/截止操作進(jìn)行調(diào)制。
圖5是圖2的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置中的控制單元214的框圖。如圖5所示，設(shè)置在控制單元214輸入端的加法器502計(jì)算由外部提供的速度命令H和由位置/速度檢測(cè)單元246提供的速度信息G之間的差，并將該差數(shù)提供給速度控制單元504。速度控制單元504根據(jù)速度命令H和速度信息G之間的差產(chǎn)生第一電流控制信號(hào)A以便使無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的轉(zhuǎn)速遵循速度命令H。從速度控制單元504輸出的第一電流控制信號(hào)A被提供給控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元510。控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元510轉(zhuǎn)換從速度控制單元504輸出的第一電流控制信號(hào)A以便在內(nèi)部產(chǎn)生第二電流控制信號(hào)B(在圖5中未示出，參照?qǐng)D8A至8D)?？刂菩盘?hào)轉(zhuǎn)換單元510選擇第一電流控制信號(hào)A和內(nèi)部產(chǎn)生的第二電流控制信號(hào)B(未示出)其中之一并輸出選擇的信號(hào)作為第三電流控制信號(hào)C。在這種情況下，根據(jù)由換相期間檢測(cè)單元516提供的換相期間檢測(cè)信號(hào)D執(zhí)行選擇。
當(dāng)每一換相開始時(shí)，換相時(shí)間檢測(cè)單元518檢測(cè)時(shí)間并將所檢測(cè)的換相開始時(shí)間信息tC提供給換向期間檢測(cè)單元516。換向期間檢測(cè)單元516利用由換相時(shí)間檢測(cè)單元518提供的換相開始時(shí)間信息tC由端電壓檢測(cè)單元216提供的各相的端電壓信息UC、VC和WC來(lái)檢測(cè)出精確的換相期間，并利用所檢測(cè)的換相期間信息產(chǎn)生換相期間檢測(cè)信號(hào)D。也就是說(shuō)，換相期間檢測(cè)信號(hào)D僅在換相期間激活以便允許控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元510輸出第二電流控制信號(hào)B以作為第三電流控制信號(hào)C。在兩相導(dǎo)通期間，換相期間檢測(cè)信號(hào)D失活，從而在兩相導(dǎo)通期間輸出第一電流控制信號(hào)A以作為第三電流控制信號(hào)C。從控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元510輸出到逆變器控制單元514的第三電流控制信號(hào)C確定從逆變器控制單元514輸出的具有兩相激活模式的每個(gè)逆變器控制信號(hào)P1至P6的時(shí)間比率。
圖6是圖2的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置中的端電壓檢測(cè)單元的電路圖。如圖6所示，供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的相端電壓U、V和W和直流鏈電容器208端部之間的直流鏈電壓VDC輸入到端電壓檢測(cè)單元216中。相端電壓U、V和W以及直流鏈電壓VDC其中每一個(gè)都按構(gòu)成端電壓檢測(cè)單元216的電阻器R1，R2，R3和R4的比例分配，并且確定為電阻器R1，R2，R3和R4的相應(yīng)比率的每一對(duì)相應(yīng)的電壓通過(guò)各個(gè)比較器602，604和606互相比較。各對(duì)電壓的比較結(jié)果作為端電壓信息UC、VC和WC輸出。也就是說(shuō)，例如，每一相端電壓與直流鏈電容器208端部之間的直流鏈電壓VDC的1/2比較。如果每一相端電壓大于VDC/2，每一端電壓信息UC、VC和WC輸出為“1”狀態(tài)(高邏輯電平狀態(tài))，而如果每一相端電壓小于VDC/2，每一端電壓信息UC、VC和WC輸出為“0”狀態(tài)(低邏輯電平狀態(tài))。以下將描述通過(guò)將相端電壓U、V和W和VDC/2比較獲得各相的端電壓信息UC、VC和WC和使用相端電壓信息UC、VC和WC檢測(cè)換相期間的原理。
圖7A至7C示出了在換相期間流過(guò)圖3的逆變器206的電流方向。圖7A至7C分段地示出在U-V相(0°至60°間隔)被轉(zhuǎn)換為U-W相(60°至120°間隔)期間產(chǎn)生的電流流動(dòng)。在圖7A中圖示出了在U-V相(0°至60°間隔)中逆變器206的電流流動(dòng)。在0°至60°間隔期間，晶體管Q1和Q6導(dǎo)通以允許U-V相電流流過(guò)晶體管Q1和Q6。
在這種狀態(tài)下，如圖7B和7C所示，晶體管Q6關(guān)閉并且晶體管Q2導(dǎo)通從而自U-V相到U-W相的換相開始。圖7B和7C示出換向期間熄火的V相電流702和點(diǎn)火的W相電流704的電流流動(dòng)。在圖7B中，晶體管Q1和Q2導(dǎo)通，從而新點(diǎn)火的W相電流704出現(xiàn)在直流鏈電容器208的負(fù)端。在圖7C中，晶體管Q1關(guān)閉而晶體管Q2繼續(xù)導(dǎo)通。在這種情況下，熄火的V相電流106流過(guò)二極管D3。因此，V相端電壓V與直流鏈電壓VDC具有相同的強(qiáng)度(即，量值和瞬時(shí)值magnitude orinstantaneous value)直到熄火的V相電流減至“0”。從V相轉(zhuǎn)換為W相的換相完成后，開路的V相端的端電壓用下式(1)表示V=EV+VDC2(Q1=ON)---(1)]]>V＝0(Q1＝OFF)其中EV為V相的反電動(dòng)勢(shì)(EMF)。由于反電動(dòng)勢(shì)EV的強(qiáng)度在換相完成后立即小于“0”，V相端電壓小于VDC/2。也就是說(shuō)，開路的V相的端電壓V在換相期間大于VDC/2，而在換相完成之后小于VDC/2。因此，利用圖6所示的比較電路將每一相的端電壓與VDC/2比較可精確地檢測(cè)換相期間。
圖8A至8D的波形圖示出了圖6的端電壓檢測(cè)單元216的輸入/輸出信號(hào)，各相端電壓U、V和W與它們的相端電壓信息UC，VC和WC圖示在一起。如圖8A至8D所示，在每一相端電壓U、V和W大于VDC/2的間隔期間，每一相端電壓信息UC，VC和WC為“1”狀態(tài)。并且，在每一相端電壓U、V和W小于VDC/2的間隔期間，每一相端電壓信息UC，VC和WC為“0”狀態(tài)。
在圖8A至8D中，示出了三相換相時(shí)間#1，#2和#3，它們分別代表U、V和W相的換開始時(shí)間。如圖7A至7C所示，在每一相換相開始之后熄火相電流減至“0”之前，熄火相端電壓強(qiáng)度為“0”或“VDC”。因此，在換相發(fā)生后立即熄火的相端電壓與VDC/2比較，比較結(jié)果維持在“1”或“0”的期間為換相期間。
在圖8A至8D中，在換相時(shí)間#1之后，W相端電壓維持在VDC，從而，圖6的比較器606的輸出在“1”狀態(tài)下維持一時(shí)間段tW。時(shí)間段tW是W相的換相期間。并且，在換相時(shí)間#2之后，V相端電壓維持在“0”，從而，比較器604的輸出在“0”狀態(tài)下維持一時(shí)間段tV。時(shí)間段tV是V相的換相期間。類似地，，在換相時(shí)間#3之后，U相端電壓維持在VDC，從而，比較器602的輸出在“1”狀態(tài)下維持一時(shí)間段tU。時(shí)間段tu是U相的換相期間。因此，圖5的換相期間檢測(cè)單元516利用由換相時(shí)間檢測(cè)單元518提供的換相開始時(shí)間信息tC識(shí)別每一相的換相開始時(shí)間，并允許控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元510輸出第三電流控制信號(hào)C，第三電流控制信號(hào)C能夠防止由于換相期間tU，tV和tW換相引起的電壓變化。其中tU，tV和tW每一個(gè)代表從換相開始時(shí)間到換相結(jié)束的期間，從而將在換相期間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減至最小。
圖9是圖5的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元510的框圖。如圖9所示，控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元510通過(guò)開關(guān)910輸出由速度控制單元504提供的第一電流控制信號(hào)A和內(nèi)部產(chǎn)生的第二電流控制信號(hào)B其中之一作為第三電流控制信號(hào)C。第二電流控制信號(hào)B通過(guò)以下過(guò)程產(chǎn)生。具有3/4增益的第一電流放大器902放大第一電流控制信號(hào)A并將放大的結(jié)果提供給加法器908。具有1/2增益的第二電流放大器902放大第一電流控制信號(hào)A的最大電流密度AMAX并將放大的結(jié)果提供給加法器908。信號(hào)發(fā)生器906產(chǎn)生信號(hào)Keω/2VDC，并將信號(hào)Keω/2VDC提供給加法器908。在這種情況下，Ke是反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，ω是無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，和VDC是直流鏈電容器208端部之間的電壓。通過(guò)加法器908相加后的信號(hào)經(jīng)過(guò)可變?cè)鲆婵刂?AGC)放大器914可變地放大以便產(chǎn)生第二電流控制信號(hào)B。在導(dǎo)通期間，轉(zhuǎn)換器910的觸點(diǎn)連接到端子S1上，從而第一電流控制信號(hào)A輸出為第三電流控制信號(hào)C。并且，在換相期間，轉(zhuǎn)換器910的觸點(diǎn)通過(guò)激發(fā)的換相期間檢測(cè)信號(hào)D連接到端子S2上，從而用于補(bǔ)償在換相期間產(chǎn)生的平均電流變化的第二電流控制信號(hào)B被輸出作為第三電流控制信號(hào)C。
響應(yīng)于從換相期間檢測(cè)單元516提供的增益控制信號(hào)E來(lái)控制輸出第二電流控制信號(hào)B的AGC放大器914的增益K。增益K用于防止當(dāng)換相在一個(gè)PWM載波信號(hào)周期中完成時(shí)產(chǎn)生的過(guò)度補(bǔ)償引起的電流脈動(dòng)。增益K具有0到1之間的值，并且其值根據(jù)換相期間的寬度與輸入到逆變器控制單元514中的PWM載波信號(hào)周期的比率確定。例如，如果PWM載波信號(hào)的周期為250μs并且換相期間的寬度為125μs，則增益K為0.5。這時(shí)，通過(guò)用于控制逆變器206的晶體管Q1至Q6的每個(gè)逆變器控制信號(hào)P1至P6的時(shí)間比率(time ratio)乘以增益K得到的值限定第二電流控制信號(hào)B。如果PWM載波信號(hào)周期為250μs并且換相期間的寬度為300μs，即如果換相期間長(zhǎng)于PWM載波信號(hào)的一個(gè)周期，則在換相之后在一個(gè)PWM載波信號(hào)周期中增益K立即為1。這樣，如果換相期間長(zhǎng)于PWM載波信號(hào)的一個(gè)周期，則在PWM載波信號(hào)的兩個(gè)周期期間，換相期間檢測(cè)信號(hào)D控制轉(zhuǎn)換器910輸出第二電流控制信號(hào)B作為第三電流控制信號(hào)C。通常，每個(gè)逆變器控制信號(hào)P1至P6的時(shí)間比率(time ratio)具有0至1之間的值，從而限制器912將第三電流控制信號(hào)C的時(shí)間比率限制在0至1之間。
如上所述，控制每個(gè)逆變器控制信號(hào)P1至P6的時(shí)間比率(time ratio)對(duì)于補(bǔ)償在換相期間的平均電壓變化很重要，以下將詳細(xì)描述。第一，如果U-V相導(dǎo)通，施加到每一導(dǎo)通相U相和V相上的平均相電壓VM1由以下公式(2)確義VM1=VDC·T12(0<T1<1)----(2)]]>其中，VDC是平行于逆變器206的直流鏈電容器208端部之間的電壓，T1是施加到逆變器206的晶體管Q6上的逆變器控制信號(hào)P6的時(shí)間比率。在從U-V相導(dǎo)通到U-W相導(dǎo)通的換相期間施加到非換相的U相上的平均電壓VM2用以下公式(3)表示VM2=VDC3(2T2-1)-EU+EV+EW3(0<T2<1)----(3)]]>
其中，T2是在從U-V到U-W相換相期間施加到逆變器206的晶體管Q1上的逆變器控制信號(hào)P1的時(shí)間比率，EU、EV和EW分別是U、V和W相的反電動(dòng)勢(shì)。
如公式(2)和公式(3)所表示，如果在兩相導(dǎo)通期間和換相期間的逆變器控制信號(hào)P6和P1的時(shí)間比率T1和T2分別相同，則施加到非換相的U相上的平均電壓VM1由于換相而臨時(shí)改變?yōu)閂M2。平均電壓的臨時(shí)改變引起非換相相的電流脈動(dòng)。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的轉(zhuǎn)矩在換相間隔期間與非換相相的電流成比例，從而由于換相引起的非換相相的電流脈動(dòng)進(jìn)而引起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。因此，如公式(4)中所示，為了減少由于換相引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，對(duì)在換相期間提供給逆變器206的逆變器控制信號(hào)P1的時(shí)間比率T2進(jìn)行調(diào)整，以便允許沒有電流脈動(dòng)的恒定電流在換相期間流過(guò)非換相相，也就是說(shuō)，VM1將等于VM2。
T2=12+34T1+EU+EV+EW2VDC----(4)]]>假設(shè)在換相期間每一相U、V和W相的反電動(dòng)勢(shì)EU，EV和EW的強(qiáng)度恒定并且與無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210的轉(zhuǎn)速成比例，則公式(4)可以簡(jiǎn)化為以下公式(5)T2=12+34T1+Ke·ω2VDC----(5)]]>因此，當(dāng)控制兩相激勵(lì)型無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210時(shí)，必須防止在換相期間施加到非換相相上的平均電壓的變化以便減小由于換相引起的電流脈動(dòng)。為了這些操作，必須在換相的同時(shí)根據(jù)以上公式(5)控制每一逆變器控制信號(hào)P1至P6的時(shí)間比率。如果在兩相導(dǎo)通期間，每一逆變器控制信號(hào)P1至P6的時(shí)間比率為T1，則只有當(dāng)它們的時(shí)間比率在換相開始的同時(shí)改變?yōu)門2并且在換相完成的時(shí)點(diǎn)(即當(dāng)熄火相的相電流變?yōu)椤?”時(shí))又改變?yōu)闀r(shí)間比率T1時(shí)，可阻止非換相相的平均電壓變化。
如果在換相完成之前預(yù)先將它們的時(shí)間比率從時(shí)間比率T2改變?yōu)闀r(shí)間比率T1，則可能不能夠充分地補(bǔ)償由于換相引起的平均電壓的減小(補(bǔ)償不足)，從而引起電流脈動(dòng)。如果即使在換相完成之后它們的時(shí)間比率仍然維持在時(shí)間比率T2，則由于過(guò)度補(bǔ)償引起電流脈動(dòng)。因此，為了減小由于換相引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，必須精確地檢測(cè)換相期間，并且每一逆變器控制信號(hào)P1至P6必須只在換相期間保持時(shí)間比率T2。
圖10A至10D的波形圖示出了用于控制晶體管Q1、Q2和Q6的逆變器控制信號(hào)和作為本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置的載波信號(hào)。如圖10A至10D所示，在圖5的控制單元214被用于減小由于換相引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的情況下，PWM載波信號(hào)必須與新點(diǎn)火的開關(guān)裝置的導(dǎo)通時(shí)間同步，否則在新點(diǎn)火的開關(guān)裝置導(dǎo)通時(shí)施加到非換相相的平均電壓就會(huì)改變，從而引起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。如圖10A至10D所示，當(dāng)改變PWM載波信號(hào)的頻率以便使PWM載波信號(hào)與新點(diǎn)火的開關(guān)裝置的導(dǎo)通時(shí)間同步時(shí)，必須通過(guò)適當(dāng)調(diào)整PWM脈沖的導(dǎo)通時(shí)間使PWM載波信號(hào)的時(shí)間比率保持為恒定值。如果在PWM脈沖的導(dǎo)通時(shí)間恒定時(shí)僅僅PWM載波信號(hào)的頻率發(fā)生變化，則施加過(guò)度或不足的輸入信號(hào)以引起電流脈動(dòng)。如圖10A至10D所示，為了同步PWM載波信號(hào)與新相的點(diǎn)火時(shí)間，可根據(jù)換相時(shí)間在臨近換相之前改變施加到熄火相上的PWM脈沖的載波頻率。并且，也可利用將PWM載波信號(hào)的載波頻率改變60°角的方法。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的方法流程圖。如圖11所示，在操作1102中，提供非換相相電流以驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210。在操作1104中，利用轉(zhuǎn)子的位置信息監(jiān)控?fù)Q相開始時(shí)間。如果在操作1106中換相開始，則在操作1108中供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)210補(bǔ)償電壓以使轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減至最小。如果在操作1110中完成換相，則停止供給補(bǔ)償電壓。
從以上描述中很明顯，提供了一種控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的裝置和方法，所述裝置和方法能夠精確檢測(cè)三相交流電的換相時(shí)間和換相期間并補(bǔ)償在所檢測(cè)的換相期間的相電流減小以便將供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的三相電流的換相期間所發(fā)生的相電流臨時(shí)減小引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減至最小。
盡管在此示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的情況下，可以對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行改變，其范圍也限定在權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制具有轉(zhuǎn)子的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的裝置，包括電轉(zhuǎn)換單元，用于將交流電轉(zhuǎn)換為多相交流電并將多相交流電供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)子位置/速度檢測(cè)單元，用于檢測(cè)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的狀態(tài)信息；端電壓檢測(cè)單元，用于檢測(cè)供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的多相交流電的端電壓變化；和控制單元，所述控制單元利用由位置/速度檢測(cè)單元提供的轉(zhuǎn)子狀態(tài)信息和由端電壓檢測(cè)單元提供的多相交流電的端電壓變化信息檢測(cè)多相交流電的換向期間，并且控制電轉(zhuǎn)換單元向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)供應(yīng)補(bǔ)償電壓，所述補(bǔ)償電壓用于在所檢測(cè)的換相期間恒定地維持多相交流電非換相相的平均電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于電轉(zhuǎn)換單元包括轉(zhuǎn)換器，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；逆變器，用于將直流電轉(zhuǎn)換為多相交流電；和連接在轉(zhuǎn)換器和逆變器之間的直流鏈電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，端電壓檢測(cè)單元將多相交流電的每一端電壓與參考電壓比較并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于每一端電壓的端電壓信息，并且，當(dāng)多相交流電的各相端電壓大于參考電壓時(shí)端電壓信息具有第一邏輯電平，當(dāng)多相交流電的各相端電壓小于參考電壓時(shí)端電壓信息具有第二邏輯電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，參考電壓為直流鏈電容器兩端的直流鏈電壓的1/2；和第一邏輯電平大于直流鏈電壓的1/2，并且第二邏輯電平小于直流鏈電壓的1/2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，由轉(zhuǎn)子位置/速度檢測(cè)單元檢測(cè)的轉(zhuǎn)子狀態(tài)信息是轉(zhuǎn)子的位置和速度信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，由端電壓檢測(cè)單元檢測(cè)的端電壓變化是在換相時(shí)以多相交流電端電壓信號(hào)波形的形式產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，控制單元利用觸發(fā)脈沖的寬度來(lái)計(jì)算多相交流電的換相期間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，控制單元包括速度控制單元，用于在多相交流電的非換相期間根據(jù)從外部輸入的速度命令和由轉(zhuǎn)子位置/速度檢測(cè)單元提供的當(dāng)前速度信息產(chǎn)生第一電流控制信號(hào)以便提供非換相相電流；換相期間檢測(cè)單元，用于利用由端電壓檢測(cè)單元提供的端電壓信息檢測(cè)換相期間，并產(chǎn)生換相期間檢測(cè)信號(hào)；控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于輸入第一電流控制信號(hào)，產(chǎn)生第二電控制信號(hào)，并響應(yīng)由換相檢測(cè)單元發(fā)出的換相期間檢測(cè)信號(hào)輸出第一和第二電流控制信號(hào)其中之一作為第三電流控制信號(hào)；和逆變器控制單元，用于產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)逆變器控制信號(hào)，其中每一個(gè)逆變器控制信號(hào)具有響應(yīng)于由控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元輸出的第三電流控制信號(hào)而確定的時(shí)間比率。
9.一種控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法，所述無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由電轉(zhuǎn)換單元供電，所述電轉(zhuǎn)換單元將交流電轉(zhuǎn)換為多相交流電，所述方法包括通過(guò)供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)非換相相電流驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；利用轉(zhuǎn)子位置信息監(jiān)測(cè)換相開始時(shí)間；當(dāng)換相開始時(shí)向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)供給補(bǔ)償電壓以使由于換相引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最?。缓屠枚穗妷翰ㄐ蔚挠|發(fā)脈沖產(chǎn)生時(shí)的時(shí)間信息檢測(cè)換相終止時(shí)間以便停止供給補(bǔ)償電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于，換相終止時(shí)間的檢測(cè)包括將多相交流電的每一相電壓與參考電壓比較；和產(chǎn)生端電壓信息，所述端電壓信息對(duì)應(yīng)于每一端電壓，并且當(dāng)多相交流電的各個(gè)端電壓大于參考電壓時(shí)端電壓信息具有第一邏輯電平，當(dāng)多相交流電的個(gè)相端電壓小于參考電壓時(shí)端電壓信息具有第二邏輯電平。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于，參考電壓是直流鏈電容器兩端的直流鏈電壓的1/2；和第一邏輯電平大于直流鏈電壓的1/2，第二邏輯電平小于直流鏈電壓的1/2。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，還包括利用觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)間信息計(jì)算多相交流電的換相期間。
13.一種用于控制具有轉(zhuǎn)子的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的裝置，包括轉(zhuǎn)換單元，用于將交流電轉(zhuǎn)換為多相交流電并將多相交流電提供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)子操作檢測(cè)單元，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的操作信息；變化檢測(cè)單元，用于檢測(cè)供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的多相交流電的端電壓變化信息；和控制單元，所述控制單元利用轉(zhuǎn)子操作信息和提供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的多相交流電的端電壓變化信息檢測(cè)多相交流電的換向期間，并且控制供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的補(bǔ)償電壓以便在所檢測(cè)的換相期間維持多相交流電非換相相的平均電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于轉(zhuǎn)換單元包括轉(zhuǎn)換器，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；逆變器，用于將直流電轉(zhuǎn)換為多相交流電；和電容器，所述電容器連接在轉(zhuǎn)換器和逆變器之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，變化檢測(cè)單元將多相交流電的每一端電壓與參考電壓比較并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于每一端電壓的端電壓信息，并且，當(dāng)多相交流電的各個(gè)端電壓大于參考電壓時(shí)端電壓信息具有第一邏輯電平，當(dāng)多相交流電的各個(gè)端電壓小于參考電壓時(shí)端電壓信息具有第二邏輯電平。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，參考電壓為電容器兩端的電壓的1/2；和第一邏輯電平大于電容器兩端的電壓的1/2，并且第二邏輯電平小于電容器兩端的電壓的1/2。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)子操作信息是轉(zhuǎn)子的位置和速度信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，由變化檢測(cè)單元檢測(cè)的端電壓變化是在換相時(shí)根據(jù)多相交流電的端電壓波形產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)子操作檢測(cè)單元通過(guò)利用位置傳感器和提供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的每一端電壓的換相信息其中之一來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置信息和速度信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，控制單元利用觸發(fā)脈沖的寬度來(lái)計(jì)算多相交流電的換相期間。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，控制單元包括速度控制單元，用于在多相交流電的非換相期間根據(jù)從外部源輸入的速度命令和由轉(zhuǎn)子操作檢測(cè)單元提供的當(dāng)前速度信息產(chǎn)生第一電流控制信號(hào)以便提供非換相相電流；換相期間檢測(cè)單元，用于利用由變化檢測(cè)單元提供的端電壓變化信息檢測(cè)換相期間，并產(chǎn)生換相期間檢測(cè)信號(hào)；控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于輸入第一控制信號(hào)，產(chǎn)生第二控制信號(hào)，并響應(yīng)由換相檢測(cè)單元發(fā)出的換相期間檢測(cè)信號(hào)輸出第一和第二控制信號(hào)其中之一；和逆變器控制單元，用于產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)逆變器控制信號(hào)，其中每一個(gè)逆變器控制信號(hào)具有響應(yīng)于控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元的輸出而確定的時(shí)間比率。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，僅在換相期間提供補(bǔ)償電壓以防止相電流補(bǔ)償不足或過(guò)度補(bǔ)償。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，控制單元產(chǎn)生輸出到逆變器的逆變器控制信號(hào)，用于根據(jù)由變化檢測(cè)單元提供的多相交流電的變化信息以及由轉(zhuǎn)子操作檢測(cè)單元提供的轉(zhuǎn)子操作信息控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，補(bǔ)償電壓補(bǔ)償在換相期間發(fā)生的相電流減小以便使無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，由控制單元產(chǎn)生的逆變器控制信號(hào)用于控制從逆變器輸出到無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的多相交流電各相的換相時(shí)間和電流量。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，逆變器控制信號(hào)允許無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)耐獠吭摧斎氲乃俣让睢?br> 27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，逆變器是全橋式逆變器并包括多個(gè)開關(guān)裝置，所述多個(gè)開關(guān)裝置響應(yīng)逆變器控制信號(hào)打開或關(guān)閉。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于，多個(gè)開關(guān)裝置是晶體管。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，逆變器控制信號(hào)提供后端單極脈沖寬度調(diào)制以控制多個(gè)開關(guān)裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，控制單元包括速度控制單元，用于產(chǎn)生第一電流控制信號(hào)以允許無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速根據(jù)外部源提供的速度命令和由轉(zhuǎn)子操作檢測(cè)單元提供的速度信息之間的差遵循由外部源提供的速度命令?？刂菩盘?hào)轉(zhuǎn)換單元，用于轉(zhuǎn)換從速度控制單元輸出的第一電流控制信號(hào)以產(chǎn)生第二電流控制信號(hào)，并選擇第一電流控制信號(hào)和所產(chǎn)生的第二電流控制信號(hào)其中之一并輸出所選擇的信號(hào)作為第三電流控制信號(hào)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，控制單元進(jìn)一步包括換相期間檢測(cè)單元，用于利用轉(zhuǎn)子操作信息檢測(cè)換相期間，并輸出換相期間檢測(cè)信號(hào)；和其中，控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元響應(yīng)于換相期間檢測(cè)單元提供的換相期間檢測(cè)信號(hào)選擇第三電流控制信號(hào)。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，控制單元進(jìn)一步包括設(shè)置在控制單元輸入端的加法器，用于計(jì)算由外部源提供的速度命令和由轉(zhuǎn)子操作檢測(cè)單元提供的速度信息之間的差并將該差數(shù)輸出到速度控制單元。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括信號(hào)加法器；具有第一預(yù)定增益的第一放大器，用于放大第一電流控制信號(hào)并將第一放大信號(hào)輸出到信號(hào)加法器；具有第二預(yù)定增益的第二放大器，用于放大第一信號(hào)并將第二放大信號(hào)輸出到信號(hào)加法器，所述第一信號(hào)是第一電流控制信號(hào)的最大強(qiáng)度；信號(hào)發(fā)生器，用于根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和電容器的電壓產(chǎn)生第二信號(hào)；可變?cè)鲆婵刂品糯笃?，用于可變地放大從信?hào)加法器產(chǎn)生的信號(hào)以便產(chǎn)生第二電流控制信號(hào)；和開關(guān)，用于有選擇地在第一和第二電流控制信號(hào)之間轉(zhuǎn)換以輸出第一和第二電流控制信號(hào)其中之一作為第三電流控制信號(hào)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，所述第一預(yù)定增益是3/4；所述第二預(yù)定增益是1/2；和第二信號(hào)是信號(hào)Keω/2VDC，其中Ke是反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，ω是無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，VDC是電容器的電壓。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)換器有選擇地在第一和第二電流控制信號(hào)之間轉(zhuǎn)換以在導(dǎo)通期間輸出第一電流控制信號(hào)作為第三電流控制信號(hào)，并且在換相期間輸出第二電流控制信號(hào)作為第三電流控制信號(hào)。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，響應(yīng)于由換相期間檢測(cè)單元提供的增益控制信號(hào)控制可變?cè)鲆婵刂品糯笃鞯脑鲆?，以便防止?dāng)換相在一個(gè)PWM載波信號(hào)周期中完成時(shí)產(chǎn)生的過(guò)度補(bǔ)償所引起的電流脈動(dòng)。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，控制單元還包括逆變器控制單元，用于產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)逆變器控制信號(hào)，其中每一個(gè)逆變器控制信號(hào)具有響應(yīng)于控制信號(hào)轉(zhuǎn)換單元輸出的第三電流控制信號(hào)而確定的時(shí)間比率；和可變?cè)鲆婵刂品糯笃鞯脑鲆娓鶕?jù)換相期間的寬度與輸入到逆變器控制單元的PWM載波信號(hào)的周期之間的比率來(lái)確定。
38.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，通過(guò)調(diào)整在換相期間提供給逆變器的每一逆變器控制信號(hào)的時(shí)間比率來(lái)減小由于換相引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
39.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，在換相的同時(shí)調(diào)整每一逆變器控制信號(hào)的時(shí)間比率。
40.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，換相期間檢測(cè)單元包括比較電路，其中，通過(guò)比較每一相的端電壓與根據(jù)電容器的電壓提供的參考電壓來(lái)檢測(cè)換相期間。
41.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于，當(dāng)PWM載波信號(hào)的頻率改變以便使PWM載波信號(hào)與多個(gè)開關(guān)裝置中的個(gè)別開關(guān)裝置的開啟時(shí)間同步時(shí)，所述個(gè)別開關(guān)裝置是被新點(diǎn)火的，通過(guò)調(diào)整PWM脈沖的開啟時(shí)間將PWM載波信號(hào)的時(shí)間比率維持在恒定值。
42.一種控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法，所述無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)被供以多相交流電，所述無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)中具有轉(zhuǎn)子，所述方法包括向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)供給非換相相電流；利用轉(zhuǎn)子操作信息檢測(cè)換相開始時(shí)間，并且，利用當(dāng)端電壓信號(hào)波形的觸發(fā)脈沖產(chǎn)生時(shí)的時(shí)間信息檢測(cè)換相終止時(shí)間以停止提供補(bǔ)償電壓，換相期間由換相開始時(shí)間和換相終止時(shí)間限定；和向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)提供補(bǔ)償電壓以便基本上排除無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在換相期間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，換相終止時(shí)間的檢測(cè)包括將多相交流電的每一相電壓與參考電壓比較；和對(duì)于每一端電壓產(chǎn)生端電壓信息，當(dāng)多相交流電的各個(gè)端電壓大于參考電壓時(shí)端電壓信息具有第一邏輯電平，當(dāng)多相交流電的各個(gè)端電壓小于參考電壓時(shí)端電壓信息具有第二邏輯電平。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括利用觸發(fā)脈沖產(chǎn)生時(shí)的時(shí)間信息計(jì)算多相交流電的換相期間。
45.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)子操作信息的檢測(cè)包括利用位置檢測(cè)器和供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的每一端電壓的換相信息其中之一檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置信息和速度信息。
46.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，補(bǔ)償電壓的供給包括補(bǔ)償在換相期間發(fā)生的相電流減小以便使無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小。
47.一種用于控制具有轉(zhuǎn)子的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的裝置，包括轉(zhuǎn)換單元，用于將交流電轉(zhuǎn)換為多相交流電并將多相交流電供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)子操作檢測(cè)單元，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的操作信息；變化檢測(cè)單元，用于檢測(cè)供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的多相交流電的端電壓變化作息；和控制單元，所述控制單元利用轉(zhuǎn)子操作信息和供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的多相交流電的變化信息檢測(cè)多相交流電的換向期間，并且控制提供給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的補(bǔ)償電壓以便基本上排除無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
全文摘要
一種控制無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的裝置和方法，所述裝置和方法使無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減至最小，包括電轉(zhuǎn)換單元，用于將交流電轉(zhuǎn)換為多相交流電并將多相交流電供應(yīng)給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子位置/速度檢測(cè)單元檢測(cè)轉(zhuǎn)子的狀態(tài)信息。端電壓檢測(cè)單元檢測(cè)多相交流電的端電壓變化?？刂茊卧糜晌恢?速度檢測(cè)單元提供的轉(zhuǎn)子狀態(tài)信息和由端電壓檢測(cè)單元提供的多相交流電的端電壓變化信息檢測(cè)多相交流電的換向期間?？刂茊卧刂齐娹D(zhuǎn)換單元向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)供應(yīng)補(bǔ)償電壓，所述補(bǔ)償電壓用于在所檢測(cè)的換相期間恒定地維持多相交流電非換相相的平均電壓。
文檔編號(hào)H02P6/10GK1518205SQ20031010364
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2003年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月8日
發(fā)明者李光云 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社