專利名稱：無傳感器型無刷直流電機起始驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無傳感器型無刷直流電機的起始驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
一般而言，冰箱及空調(diào)的送風(fēng)扇選用價格較低廉的單相感應(yīng)式電機(induction machine)，但單相感應(yīng)式電機的效率就較低，因此，如果希望達到冰箱及空調(diào)節(jié)電的目的，還是需要選用高效率的電機。
因此，通常選用比單相感應(yīng)式電機效率較高的無刷直流電機。在無刷直流電機中，通過轉(zhuǎn)子的永久磁鐵和定子的線圈所產(chǎn)生的磁通的切割產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩，因此，為了決定接入定子線圈的電壓或電流的極性，需時刻檢測轉(zhuǎn)子的位置。
如圖1所示，其包括由永久磁鐵構(gòu)成的轉(zhuǎn)子2和檢測轉(zhuǎn)子2的位置的霍爾傳感器(hall sensor)3。
如圖2所示，其包括將常用交流電源轉(zhuǎn)換成直流電壓的整流部11；將上述整流部11所輸出的直流電壓變換成所需大小及頻率的電壓，并根據(jù)轉(zhuǎn)子(未圖示)的位置接入到電機14的相應(yīng)線圈的變極器部13；檢測轉(zhuǎn)子的位置的轉(zhuǎn)子位置檢測部15；將上述整流部11所輸出的高壓直流電壓轉(zhuǎn)換成低壓直流電壓，從而輸出驅(qū)動變極器13的轉(zhuǎn)換部件的驅(qū)動信號，與此同時，向轉(zhuǎn)子位置檢測部15的位置檢測傳感器供應(yīng)低壓直流電壓的電源部12。
如圖1所示，定子1的內(nèi)側(cè)面如同轉(zhuǎn)子2一樣呈圓形時，在不接入電源的情況下轉(zhuǎn)子將處在某一個位置，即，給電機接入電源的起始階段，根據(jù)轉(zhuǎn)子2的初始位置，電機向著所希望的方向旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)。例如，因為轉(zhuǎn)子2的永久磁鐵N、S界線附近的扭矩非常小，因此缺乏電機向所希望的方向旋轉(zhuǎn)的動力。尤其是，給電機施加過大的負荷時，更難保證其穩(wěn)定的啟動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有的技術(shù)存在的缺陷，而提供一種無傳感器型無刷直流電機的起始驅(qū)動方法，它在大負荷的情況下，也能穩(wěn)定地啟動電機，并利用重力的慣性提高電機的啟動性能。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種無傳感器型無刷直流電機的起始驅(qū)動方法，其特征在于包括檢測轉(zhuǎn)子的初始位置的步驟；計算上述轉(zhuǎn)子的初始位置和排列位置之間的角度的步驟；根據(jù)上述計算的結(jié)構(gòu)決定上述轉(zhuǎn)子的運轉(zhuǎn)方向的步驟。
前述的無傳感器型無刷直流電機的起始驅(qū)動方法，其方法中的初始位置及排列位置為電動角。
前述的無傳感器型無刷直流電機的起始驅(qū)動方法，其中在上述計算步驟，相減上述初始位置和上述排列位置得出上述角度；而在上述決定步驟，如果上述角度為正數(shù)，則將上述運轉(zhuǎn)方向決定為順時針方向，而如果上述角度為負數(shù)，則將上述運轉(zhuǎn)方向決定為逆時針方向。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的兩相無刷直流電機的概略結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的兩相無刷直流電機的驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明的起始驅(qū)動方法的滾筒洗衣機剖面圖；圖4為圖3的重要部分放大圖；圖5為圖3所示的滾筒洗衣機的驅(qū)動裝置框圖；圖6a及6b為本發(fā)明的起始驅(qū)動方法的部分實施例。
圖中標(biāo)號說明401電源部402整流部403變極器部(inverter)404電機405轉(zhuǎn)子位置檢測部406電機控制部具體實施方式
如圖3所示，滾筒洗衣機包括位于外殼20內(nèi)并被減震器D和彈簧S支撐著的外槽30；位于上述外槽30內(nèi)，并通過可旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置于其中的圓筒形裝的洗滌槽40；位于上述外槽30的下部一側(cè)，并通過所接入的電源進行旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置。
為了給上述構(gòu)成的洗衣機的洗滌槽40傳遞驅(qū)動力而形成有洗滌軸100。如圖4所示，上述洗滌軸100的一端插入于形成在洗滌槽40后面的圈套(spider)50，而另一端與轉(zhuǎn)子軸襯234a相齒合。驅(qū)動裝置的旋轉(zhuǎn)力通過洗滌軸100進行傳遞并帶動旋轉(zhuǎn)洗滌槽40。通過上述洗滌槽40的旋轉(zhuǎn)，洗滌物被舉起并通過重力的作用掉落，從而完成洗滌過程。
另外，在滾筒洗衣機的前面，形成有能夠開閉洗滌槽40的開口部的門R，而在上述門R和洗滌槽40之間設(shè)置有墊圈G。另外，在上述門R的上部，形成有接收使用者的操作命令并控制整個洗衣機工作的控制部C。
如圖4所示，能夠產(chǎn)生上述洗滌軸100的旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)裝置包括直接連接于上述洗滌軸100的，作為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子組合體200和結(jié)合于洗滌槽40的后方并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的，作為定子的定子組裝體300。上述轉(zhuǎn)子組裝體200呈與上述定子組裝體300的外周面保持一定間隔，并圍住上述定子組裝體300的形態(tài)。
上述轉(zhuǎn)子組裝體200包括設(shè)置磁鐵210的側(cè)壁和底部234。上述底部234包括與洗滌軸100a的下部相結(jié)合的轉(zhuǎn)子軸襯234a和結(jié)合于上述轉(zhuǎn)子軸襯234a的上部的轉(zhuǎn)子軸襯桿234b。
上述定子組裝體300包括由多個鐵片層疊而成的鐵心320；纏繞于上述鐵心320外周面的線圈340；防止上述鐵心320和線圈340的接觸的絕緣體(未圖示)。
另外，在定子組裝體300的外周面，設(shè)置有利用定子組裝體300所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流和旋轉(zhuǎn)力的轉(zhuǎn)子組裝體200。
如圖5所示，其包括接入外部常用交流電源的電源部401；將所輸入的常用交流電源轉(zhuǎn)換成直流電壓的整流部402；根據(jù)變極器的驅(qū)動信號將上述整流部402所輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換成所希望的大小及頻率的電壓，并接入到電機404的相應(yīng)的線圈的變極器部403；檢測處于停止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)子的位置的轉(zhuǎn)子位置檢測部405；根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置(停止位置)產(chǎn)生變極器驅(qū)動信號并輸出到變極器部403的電機控制部406。
圖5中的電源部401、整流部402、變極器部403及電機404為通常用于無傳感器型無刷直流電機(404)的部件，因此省略對其進行的詳細說明。另外，轉(zhuǎn)子位置檢測部405檢測停止?fàn)顟B(tài)下的電機404的轉(zhuǎn)子(圖4所示的轉(zhuǎn)子組裝體200)和定子(圖4所示的定子組裝體)之間的相對電動角，通常是給電機404接入不足以旋轉(zhuǎn)電機404的位置檢測信號，從而檢測出其位置。即，上述轉(zhuǎn)子位置檢測部405非現(xiàn)有技術(shù)的霍爾傳感器3，而是利用遠小于驅(qū)動電機404所需的電壓的高頻電壓(位置檢測信號)計算轉(zhuǎn)子200和定子300之間的相對位置。因此，在如圖5所示的驅(qū)動裝置中不具備有霍爾傳感器3等傳感器。此時，設(shè)上述電動角向順時針方向增加。
圖6a及6b為本發(fā)明的起始驅(qū)動方法的部分實施例。
如圖6a所示，電機控制部406從轉(zhuǎn)子位置檢測部405接收表示轉(zhuǎn)子200的初始位置A的電動角信息，從而決定轉(zhuǎn)子200相對于定子300能夠獲得最大旋轉(zhuǎn)磁場的排列位置B。例如，上述排列位置B為定子300的線圈340和轉(zhuǎn)子200的磁鐵210離得最近，從而使達到線圈340的磁通最大的位置。另外，因為各線圈340之間的間隔相同，而且各磁鐵210之間的間隔也相同，因此當(dāng)檢測出初始位置A，則出現(xiàn)多個排列位置，從中，我們可以選擇與當(dāng)前的初始位置A最近的排列位置B。
如圖所示，如果初始位置A的電動角大于排列位置B的電動角(即，相減初始位置和排列位置的差為正數(shù))，則電機控制部406決定轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)方向為順時針方向CW，從而以上述順時針方向CW開始起始驅(qū)動。因為上述順時針方向CW為轉(zhuǎn)子200能夠利用重力的方向(沿著重力的慣性方向)，因此，在起始驅(qū)動時，即使初始位置A上的起動力稍小，也能借助重力旋轉(zhuǎn)至排列位置B和初始位置A相一致的位置，從而形成最大的旋轉(zhuǎn)磁場并驅(qū)動電機。
如圖6b所示，如果初始位置A的電動角小于排列位置B的電動角(即，相減初始位置和排列位置的差為負數(shù))，則電機控制部406決定轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針方向CCW，從而以上述逆時針方向CCW開始起始驅(qū)動。因為上述逆時針方向CCW為轉(zhuǎn)子200能夠利用重力的方向(沿著重力的慣性方向)，因此，在起始驅(qū)動時，即使初始位置A上的起動力稍小，也能借助重力旋轉(zhuǎn)至排列位置C和初始位置A相一致的位置，從而形成最大的旋轉(zhuǎn)磁場并驅(qū)動電機。
尤其是，即使在與轉(zhuǎn)子200相連的洗滌槽40內(nèi)部放入較重的洗滌物(超負荷)時，本發(fā)明也能利用重力，在啟動力較小的情況下開始旋轉(zhuǎn)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
發(fā)明的效果本發(fā)明具有在超負荷時穩(wěn)定啟動電機的效果。
另外，本發(fā)明還具有利用重力的慣性提高電機的啟動性能的效果。
權(quán)利要求
1.一種無傳感器型無刷直流電機的起始驅(qū)動方法，其特征在于包括檢測轉(zhuǎn)子的初始位置的步驟；計算上述轉(zhuǎn)子的初始位置和排列位置之間的角度的步驟；根據(jù)上述計算的結(jié)構(gòu)決定上述轉(zhuǎn)子的運轉(zhuǎn)方向的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無傳感器型無刷直流電機的起始驅(qū)動方法，其特征在于上述方法中的初始位置及排列位置為電動角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無傳感器型無刷直流電機的起始驅(qū)動方法，其特征在于在上述計算步驟，相減上述初始位置和上述排列位置得出上述角度；而在上述決定步驟，如果上述角度為正數(shù)，則將上述運轉(zhuǎn)方向決定為順時針方向，而如果上述角度為負數(shù)，則將上述運轉(zhuǎn)方向決定為逆時針方向。
全文摘要
一種無傳感器型無刷直流電機的起始驅(qū)動方法，包括檢測轉(zhuǎn)子的初始位置的步驟；計算轉(zhuǎn)子的初始位置和排列位置之間的角度的步驟；根據(jù)計算的結(jié)構(gòu)決定轉(zhuǎn)子的運轉(zhuǎn)方向的步驟；上述方法中的初始位置及排列位置為電動角。本發(fā)明它在大負荷的情況下，也能穩(wěn)定地啟動電機，并利用重力的慣性提高電機的啟動性能。
文檔編號H02P6/08GK1889353SQ20051001424
公開日2007年1月3日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者金經(jīng)勛, 姜桂龍, 張虎龍 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司