專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有電刷位置探測(cè)器的電動(dòng)機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電刷式電動(dòng)機(jī)。更具體的，本發(fā)明涉及自動(dòng)探 測(cè)導(dǎo)電電刷位置的用于電刷式電動(dòng)機(jī)的控制器。
背景技術(shù)：
通過(guò)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能而工作的電動(dòng)機(jī)用于為許多節(jié)約人力的 設(shè)備提供動(dòng)力。 一種代表性的電動(dòng)機(jī)可包括電樞、定子、換向器、以 及多個(gè)電刷?？砂ǖ谝浑娝⒑偷诙娝⒌乃龆鄠€(gè)電刷能夠從電源 傳導(dǎo)電流到換向器。在代表性的直流電機(jī)中，第一電刷可作為負(fù)極端 子，第二電刷可作為正極端子(反之亦然)，使得電流能夠傳導(dǎo)通過(guò) 換向器。第一電刷(或常用電刷)可以是相對(duì)于換向器安裝在固定位 置的電流傳導(dǎo)電刷。第二電刷可以是能夠安裝在多個(gè)位置的電流傳導(dǎo) 電刷。在一種替代構(gòu)造中，第二電刷可安裝在固定位置，并且可有安 裝在固定位置的第三電刷。在這種構(gòu)造中，開(kāi)關(guān)電路可用來(lái)保證只有 第二電刷和第三電刷中的一個(gè)能夠在給定時(shí)間里傳導(dǎo)電流。類(lèi)似的， 可以有第四電刷等。
在只有兩個(gè)電刷的電動(dòng)機(jī)中，改變第二電刷相對(duì)于第一電刷和/或 相對(duì)于換向器的位置可得到不同的最佳電動(dòng)機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩范圍或模 式。例如，低速、高轉(zhuǎn)矩運(yùn)轉(zhuǎn)模式可通過(guò)設(shè)置第二電刷的位置使得其
與第一電刷之間的圓周距離是180度來(lái)得到。類(lèi)似的，更高速、更低
轉(zhuǎn)矩運(yùn)轉(zhuǎn)模式可通過(guò)設(shè)置第二電刷的位置使得其與第一電刷之間的圓 周距離小于180度來(lái)得到。在具有第三、第四等電刷的電動(dòng)機(jī)中，不
同的運(yùn)轉(zhuǎn)模式可通過(guò)操縱開(kāi)關(guān)電路來(lái)控制笫二，第三，第四等電刷中 的哪一個(gè)能在給定時(shí)間里傳導(dǎo)電流來(lái)得到。
為了保證電動(dòng)機(jī)不會(huì)損壞或過(guò)熱，供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)的工作電流的量
應(yīng)該符合由傳導(dǎo)該電流的電刷的位置所確定的最佳工作模式。如果設(shè) 置電刷的位置使得電動(dòng)機(jī)處于低速工作模式，那么控制器應(yīng)該提供低 速運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的電流量。供應(yīng)高速工作電流給設(shè)置成低速運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng) 機(jī)可導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱和/或損壞。另外，如果電刷位置確定電動(dòng)機(jī)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式，那么控制器應(yīng)該提供高速運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的電流量使得電 動(dòng)才幾有效和安全地運(yùn)轉(zhuǎn)。
一般的，用戶(hù)行為通知控制器符合當(dāng)前電刷構(gòu)造的電動(dòng)機(jī)的最佳 運(yùn)轉(zhuǎn)模式。用戶(hù)行為可包括翻轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，按下按鈕，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，等等。 如果用戶(hù)未能正確地通知電源控制器由電刷構(gòu)造所確定的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)模 式所要求的電流，電動(dòng)機(jī)將會(huì)低效率地運(yùn)行和/或損壞。因此，需要一 種電刷式電動(dòng)機(jī)，其中在不需要用戶(hù)行為的情況下可自動(dòng)探測(cè)電流傳 導(dǎo)電刷的位置。進(jìn)一步，需要一種電刷式電動(dòng)機(jī)，其中能夠基于所探 測(cè)到的電流傳導(dǎo)電刷的位置而自動(dòng)供應(yīng)所要求的工作電流。
發(fā)明內(nèi)容
用于電刷式電動(dòng)機(jī)的控制器自動(dòng)探測(cè)導(dǎo)電電刷位置并且確定輸入 到電刷式電動(dòng)機(jī)的適當(dāng)?shù)墓ぷ麟娏?。在示范性的方法中，測(cè)試信號(hào)凈皮 傳送到電動(dòng)機(jī)的輸入端。使用電動(dòng)機(jī)的輸出來(lái)測(cè)量測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)。 基于所測(cè)量到的響應(yīng)，能夠傳導(dǎo)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)的換向器的電刷位置 被確定。如果電刷在第一位置，則電動(dòng)機(jī)被供以第一電流輸入，如果 電刷在第二位置，則電動(dòng)機(jī)被供以第二電流輸入。
另一個(gè)示范性實(shí)施例提供了計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī) 可讀指令，所述指令在被處理器執(zhí)行時(shí)使處理器控制電動(dòng)機(jī)的輸入。
指令包括傳送測(cè)試信號(hào)到電動(dòng)機(jī)的輸入端?；陔妱?dòng)機(jī)的輸出，接收 測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)?；谒邮盏降捻憫?yīng)，能夠傳導(dǎo)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)的 換向器的電刷位置被確定。如果電刷在第一位置，則電動(dòng)機(jī)被供以第 一電流輸入，如果電刷在第二位置，則電動(dòng)機(jī)被供以第二電流輸入。
另一個(gè)示范性實(shí)施例提供了電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)
和控制器。電動(dòng)機(jī)包括換向器；第一電刷，安裝成使得第一電刷能 夠傳導(dǎo)電流通過(guò)換向器；和笫二電刷，安裝成使得第二電刷能夠傳導(dǎo) 電流通過(guò)換向器?？刂破鞅辉O(shè)置成傳送測(cè)試信號(hào)到電動(dòng)機(jī)。使用電動(dòng) 機(jī)的輸出來(lái)測(cè)量測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)?；谒鶞y(cè)量到的響應(yīng)，第二電刷的 位置被確定。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，示范性實(shí)施例的其他原理特點(diǎn)和優(yōu) 點(diǎn)將通過(guò)查閱所附的附圖，詳細(xì)描迷，和所附的權(quán)利要求而變得顯而 易見(jiàn)。
示例性實(shí)施例將在此后參照附圖來(lái)描述，其中相同的附圖標(biāo)記將 表示相同的元件。
圖l是根據(jù)示范性實(shí)施例的連接到控制器的電動(dòng)機(jī)的橫斷面視圖。
圖2是說(shuō)明根據(jù)示范性實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的框圖。 圖3是說(shuō)明根據(jù)示范性實(shí)施例的第二個(gè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的框圖。 圖4是根據(jù)示范性實(shí)施例的換向器和電刷構(gòu)造的原理圖。 圖5是說(shuō)明根據(jù)示范性實(shí)施例的用于探測(cè)導(dǎo)電電刷位置和控制電 動(dòng)機(jī)的控制電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
圖1說(shuō)明了根據(jù)示范性實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)62和控制器35。電動(dòng)機(jī) 62包括第一電刷64，第二電刷66，換向器68，電樞70，定子72，和 軸74。延伸通過(guò)電動(dòng)機(jī)62的圍壁76的軸74由多個(gè)軸承78支撐來(lái)減 少轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦。電樞70可包括芯體以及多個(gè)電流傳導(dǎo)線(xiàn)圈80或環(huán)繞芯 體的繞組。電樞70可部分或全部被定子72環(huán)繞，并且可旋轉(zhuǎn)的安裝 在定子72中。定子72可包括一個(gè)或多個(gè)固定的永磁體。當(dāng)來(lái)自電源 的工作電流施加到電樞70的一個(gè)或多個(gè)電流傳導(dǎo)線(xiàn)圏80時(shí)，根據(jù)洛 倫茨力定律產(chǎn)生電磁力。所產(chǎn)生的電磁力與定子72中的一個(gè)或多個(gè)固 定的永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)力相互作用，導(dǎo)致電樞70如本領(lǐng)域的技術(shù)人員 所知的那樣轉(zhuǎn)動(dòng)。
到達(dá)電樞70的工作電流可由能夠與電源通信的控制器35提供。 電源可包括脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器或任何其他能夠操作基于實(shí)施例的電動(dòng)機(jī) 62的驅(qū)動(dòng)器?？刂破?5可通過(guò)第一電刷64和第二電刷66提供工作電 流到換向器68。在示范性實(shí)施例中，換向器68可相對(duì)于第一電刷64 和第二電刷66轉(zhuǎn)動(dòng)?；蛘?，第一電刷和笫二電刷可相對(duì)于換向器轉(zhuǎn)動(dòng)。 所提供的工作電流可流過(guò)換向器68進(jìn)入電樞70，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)電樞70所 需的電磁力。
在示范性實(shí)施例中，第二電刷66可安裝在第一位置84 (如圖1所 示)或第二位置86。諸如翻轉(zhuǎn)速度選擇開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)動(dòng)速度選擇旋鈕等等 的用戶(hù)行為可導(dǎo)致第二電刷66從第一位置84運(yùn)動(dòng)到第二位置86或者 反之亦然。或者，可手動(dòng)地使第二電刷從一個(gè)位置運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)位置。第一位置84可對(duì)應(yīng)換向器68的第一部分，第二位置86可對(duì)應(yīng)換向器 68的第二部分，其中第一部分和第二部分至少部分不同。第一位置84 可與第一電刷64之間相距第一圓周距離，笫二位置86可與第一電刷 64之間相距第二圓周距離。
將第二電刷66安裝在第一位置84導(dǎo)致第二電刷66傳導(dǎo)電流通過(guò) 換向器68的第一部分，并得到電動(dòng)機(jī)62的第一最佳運(yùn)轉(zhuǎn)模式。將第 二電刷66安裝在第二位置86導(dǎo)致第二電刷66傳導(dǎo)電流通過(guò)換向器68 的第二部分，并得到電動(dòng)機(jī)62的第二最佳運(yùn)轉(zhuǎn)模式。或者，第二電刷 可在對(duì)應(yīng)換向器的多于兩個(gè)的部分的多于兩個(gè)的位置之間運(yùn)動(dòng)，使得 可提供多于兩個(gè)的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)模式。為了保證供應(yīng)正確的工作電流給電 動(dòng)機(jī)62，控制器35能探測(cè)第二電刷66的位置，并且相應(yīng)地控制工作 電流?？刂破?5的電刷探測(cè)將參照?qǐng)D2到5更詳細(xì)描述。
在替代的實(shí)施例中，參照?qǐng)D1描述的電動(dòng)機(jī)可改進(jìn)為以本領(lǐng)域凈支 術(shù)人員所知的任何方式運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，電動(dòng)機(jī)可包括更少或附加的組 件，組件能夠以可將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的任何方式相互作用。例如， 一個(gè)或多個(gè)永磁體可安裝在電樞上而不是定子上，并且與電樞相對(duì)的 定子可包括一個(gè)或多個(gè)電流傳導(dǎo)線(xiàn)圈。在此提供的關(guān)于電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的 概要描述是僅僅用來(lái)提供相關(guān)內(nèi)容，而不用來(lái)作為任何限制。示范性 實(shí)施例可應(yīng)用于如本領(lǐng)域4支術(shù)人員所知的任何電刷式電動(dòng)機(jī)。
圖2是說(shuō)明包括電動(dòng)機(jī)5和用于電動(dòng)機(jī)5的控制器35的電動(dòng)機(jī)系 統(tǒng)60的框圖。電動(dòng)機(jī)5包括電樞10,換向器20,第一電刷55,和第 二電刷50。第二電刷50安裝在第一位置15,并且能夠安裝在第二位 置25。第一電刷55安裝在第三位置30。在示范性實(shí)施例中，第一電 刷55可相對(duì)于換向器20固定。第一電刷55和第二電刷50可安裝成接 觸換向器20，使得電流可傳導(dǎo)通過(guò)換向器20。在替代實(shí)施例中，電動(dòng) 機(jī)可包括安裝在第二位置的第三電刷，使得第二電刷和第三電刷中的 僅僅一個(gè)在給定時(shí)間內(nèi)是電流傳導(dǎo)電刷。這樣的實(shí)施例參考圖3說(shuō)明。
控制器35可包括導(dǎo)電電刷位置探測(cè)器，其用于確定第二電刷50 是位于第一位置15還是第二位置25?；蛘?，控制器和導(dǎo)電電刷位置探 測(cè)器可以是分開(kāi)的元件。為了確定導(dǎo)電電刷的位置，控制器35可通過(guò) 輸入路徑40傳送測(cè)試信號(hào)到電動(dòng)機(jī)5的輸入端。在示范性實(shí)施例中， 測(cè)試信號(hào)可由用于提供工作電流到電動(dòng)機(jī)5的電源或脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生?；蛘?，測(cè)試信號(hào)可由不同的測(cè)試信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生。測(cè)試信號(hào)可
以是不足以運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)5 (即，不能導(dǎo)致電樞10轉(zhuǎn)動(dòng))的低占空比電 流脈沖。例如，在示范性實(shí)施例中，低占空比電流脈沖可具有2%的占 空比，而可能需要6%的占空比脈沖來(lái)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。占空比可取決于 所使用電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性而不同。因此，2%的低占空比電流脈沖并不是 限制性的，而僅僅是示范性的。
如果第二電刷50位于笫一位置15，測(cè)試信號(hào)可導(dǎo)致在第一輸出路 徑45處的輸出信號(hào)，如果第二電刷50位于第二位置25，測(cè)試信號(hào)可 導(dǎo)致在笫二輸出路徑65處的輸出信號(hào)?？蓮妮敵鲂盘?hào)測(cè)量響應(yīng)。所測(cè) 量的響應(yīng)的值可用于確定第二電刷50所處的位置，因?yàn)閺妮斎肼窂?0 到第一輸出路徑45之間的電阻相對(duì)于從輸入路徑40到第二輸出路徑 65之間的電阻可以是不同的。這樣，測(cè)試信號(hào)導(dǎo)致的響應(yīng)會(huì)取決于響 應(yīng)是來(lái)自第一輸出路徑45還是第二輸出路徑65而不同。這個(gè)相同的 過(guò)程可用于探測(cè)在如下構(gòu)造中的導(dǎo)電電刷的位置，該構(gòu)造包括第三電 刷，第四電刷，第五電刷，等等。在替代實(shí)施例中，參考圖1描述的 輸入和輸出路徑可相反設(shè)置，使得第一輸出路徑是第一輸入路徑，第 二輸出路徑是第二輸入路徑，即輸入路徑是輸出路徑。
在示范性實(shí)施例中，響應(yīng)可以是已知電阻上所確定的電壓。控制 器35可通過(guò)比較所測(cè)量到的響應(yīng)和響應(yīng)閾值來(lái)確定第二(或?qū)щ?電 刷的位置。在替代實(shí)施例中，控制器可通過(guò)比較所測(cè)量到的響應(yīng)與響 應(yīng)值的表格或列表中的條目來(lái)確定第二 (或?qū)щ?電刷的位置。使用 所探測(cè)到的第二 (或?qū)щ?電刷的位置，控制器35可確定最佳運(yùn)轉(zhuǎn)模 式，并且為電動(dòng)機(jī)5供應(yīng)合適的工作電流。
圖3是說(shuō)明包括電動(dòng)機(jī)205和用于電動(dòng)機(jī)205的控制器35的電動(dòng) 才幾系統(tǒng)200的框圖。電動(dòng)機(jī)205包括笫一電刷220，第二電刷210，和 第三電刷225。第二電刷210安裝在第一位置215,第三電刷225安裝 在第二位置230，第一電刷220安裝在第三位置235。開(kāi)關(guān)電路可用于 控制第二電刷210和笫三電刷225中的哪一個(gè)在給定時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)電流。 傳導(dǎo)電流通過(guò)第二電刷210可得到電動(dòng)機(jī)205的第一最佳運(yùn)轉(zhuǎn)模式， 傳導(dǎo)電流通過(guò)第三電刷225可得到第二最佳運(yùn)轉(zhuǎn)模式?？刂破?5可用 于探測(cè)第二電刷210和第三電刷225中的哪一個(gè)在給定時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)電 流。探測(cè)導(dǎo)電電刷的過(guò)程與參考圖2所描述的探測(cè)過(guò)程類(lèi)似?？刂破?35可通過(guò)輸入路徑240傳送測(cè)試信號(hào)到電動(dòng)機(jī)205的輸入端。如果第 二電刷210傳導(dǎo)電流，測(cè)試信號(hào)可導(dǎo)致在第一輸出路徑245處的輸出 信號(hào)，如果第三電刷225傳導(dǎo)電流，測(cè)試信號(hào)可導(dǎo)致在第二輸出路徑 250處的輸出信號(hào)。從輸出信號(hào)可測(cè)量響應(yīng)。所測(cè)量到的響應(yīng)值可用于 確定導(dǎo)電電刷的位置，因?yàn)閺妮斎肼窂?40到第一輸出路徑245之間 的電阻可與輸入路徑240到第二輸出路徑250之間的電阻不同。這樣， 由測(cè)試信號(hào)所導(dǎo)致的響應(yīng)可取決于響應(yīng)是來(lái)自第一輸出路徑245還是 笫二輸出路徑250而不同。在替代實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)可包括笫四電刷， 第五電刷，等等。
圖4是根據(jù)示范性實(shí)施例的換向器300和電刷構(gòu)造的原理圖。第 一電刷325可固定地安裝在第三位置315。第二電刷320安裝在第二位 置310，并且能夠安裝在第一位置305。控制器(未示出)可用于探測(cè) 第二電刷320是安裝在第一位置305還是第二位置310?？刂破骺梢允?參考如圖2， 3和5所描述的控制器。圖4所說(shuō)明的構(gòu)造不是用于作為 關(guān)于電刷位置的限制。示范性實(shí)施例可用于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的 電刷式電動(dòng)機(jī)中的電刷的任何構(gòu)造。
圖5說(shuō)明了用于探測(cè)導(dǎo)電電刷位置和用于運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)100的控制 電路的電路圖。電源120可用于供應(yīng)電流到脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器125。控制 器可指導(dǎo)脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器125來(lái)供應(yīng)合適的電流到電動(dòng)機(jī)100。在示范 性實(shí)施例中，脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器125可供應(yīng)低占空比測(cè)試信號(hào)到電動(dòng)機(jī) IOO和一個(gè)或多個(gè)高占空比工作電流到電動(dòng)機(jī)100。低占空比測(cè)試信號(hào) 可用于探測(cè)電動(dòng)機(jī)100中的導(dǎo)電電刷的位置。 一個(gè)或多個(gè)高占空比工 作電流可以是以一種或多種運(yùn)轉(zhuǎn)模式運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)100所要求的一個(gè)或 多個(gè)電流。
測(cè)試信號(hào)可由脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器125傳送到電動(dòng)機(jī)100的輸入端 110。在示范性實(shí)施例中，測(cè)試信號(hào)可以是不足以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)100的低 占空比電流脈沖?；蛘?，測(cè)試信號(hào)可以是能夠用來(lái)確定導(dǎo)電電刷位置 的任何電信號(hào)。輸入端110可以是電動(dòng)機(jī)100的第一電刷?；蛘?，輸 入端可以是第二電刷或其他能夠傳導(dǎo)測(cè)試信號(hào)的元件。測(cè)試信號(hào)可從 輸入端110流過(guò)電動(dòng)機(jī)100到達(dá)輸出端115。在示范性實(shí)施例中，輸出 端115可以是電動(dòng)機(jī)100的第二電刷?；蛘?，輸出端可以是第一電刷或能夠傳導(dǎo)測(cè)試信號(hào)的其他元件。在示范性實(shí)施例中，測(cè)試信號(hào)可在
電動(dòng)機(jī)100的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)之前的啟動(dòng)時(shí)期傳送。啟動(dòng)時(shí)期可以是任何時(shí) 期，在該時(shí)期內(nèi)控制電路是完整的并且脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器125能夠提供 電信號(hào)到電動(dòng)機(jī)100。
可使用輸出信號(hào)來(lái)測(cè)量響應(yīng)。在示范性實(shí)施例中，所測(cè)量到的響 應(yīng)可以是通過(guò)利用輸出端115處的輸出電流、已知電阻105、以及歐姆 定律(電壓=電流*電阻)所獲得的電壓值。輸出電流可基于導(dǎo)電電刷 在電動(dòng)機(jī)100中所處的位置而不同。如果導(dǎo)電電刷在第一位置，那么 沿從輸入端IIO到輸出端115的路徑可具有第一電阻。第一電阻可導(dǎo) 致跨越電動(dòng)機(jī)100的第一電壓降，引起位于輸出端115處的第一響應(yīng)。 如果導(dǎo)電電刷在第二位置，那么沿從輸入端110到輸出端115的路徑 可具有第二電阻。第二電阻可導(dǎo)致跨越電動(dòng)機(jī)100的第二電壓降，引 起位于輸出端115處的與第一響應(yīng)不同的第二響應(yīng)。在示范性的實(shí)施 例中，導(dǎo)電電刷的位置可通過(guò)比較所測(cè)量到的響應(yīng)與響應(yīng)閾值來(lái)確定。 或者，所測(cè)量到的響應(yīng)可與表格或列表中的一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)值來(lái)比較 以確定導(dǎo)電電刷的位置。
電動(dòng)機(jī)100所要求的工作電流可取決于所確定的電動(dòng)機(jī)100中導(dǎo) 電電刷的位置。例如，導(dǎo)電電刷的第一位置可對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)100的低速 運(yùn)轉(zhuǎn)模式，導(dǎo)電電刷的第二位置可對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)100的高速運(yùn)轉(zhuǎn)模式。 如果確定導(dǎo)電電刷位于第一位置，由控制器供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)100的工作 電流可以是低速運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的電流。如果確定導(dǎo)電電刷位于第二位置， 由控制器供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)100的工作電流可以是高速運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的電流。 低速運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的工作電流可與高速運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的工作電流不同。
控制電路的探測(cè)和控制過(guò)程可在單個(gè)控制器中實(shí)現(xiàn)。或者，探測(cè) 和控制過(guò)程可在不同的元件中實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)和控制過(guò) 程可實(shí)現(xiàn)為在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀指令。指令包 括傳送測(cè)試信號(hào)到電動(dòng)機(jī)的輸入端。可基于電動(dòng)機(jī)的輸出接收測(cè)試信 號(hào)的響應(yīng)?；谒邮盏降妮敵?，能夠傳導(dǎo)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)換向器的 電刷位置可被確定。如果電刷位于第一位置，電動(dòng)機(jī)可被供以第一電 流輸入，如果電刷位于第二位置，電動(dòng)機(jī)可被供以第二電流輸入。
以上示范性實(shí)施例的描述基于說(shuō)明和描述的目的而呈現(xiàn)。其并不 是詳盡的或旨在將本發(fā)明限制于所公開(kāi)的精確形式，可以根據(jù)以上教
10導(dǎo)或者可以從實(shí)踐獲得改進(jìn)和改型。所選取和描述的實(shí)施例是為了解 釋本發(fā)明的原理，并且作為本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員 能夠在各種不同實(shí)施例中利用本發(fā)明，并且為適合預(yù)期的特殊用途帶 有各種不同的改進(jìn)。本發(fā)明的范圍由本發(fā)明所附的權(quán)利要求及其等同
物來(lái)限定。
權(quán)利要求
1. 一種用于確定輸入到電動(dòng)機(jī)的電流的方法，包括傳送測(cè)試信號(hào)到電動(dòng)機(jī)的輸入端的手段；使用電動(dòng)機(jī)的輸出測(cè)量測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)的手段；基于所測(cè)量到的響應(yīng)確定能夠傳導(dǎo)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)換向器的電刷位置的手段；以及如果電刷位于第一位置則為電動(dòng)機(jī)供應(yīng)第一電流輸入和如果電刷處于第二位置則供應(yīng)電動(dòng)機(jī)第二電流輸入的手段。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中測(cè)試信號(hào)是電流脈沖。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中電流脈沖不足以運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中電刷位置通過(guò)比較測(cè)量到的 響應(yīng)和響應(yīng)閾值來(lái)確定。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中電刷位置通過(guò)比較測(cè)量到的 響應(yīng)和多個(gè)響應(yīng)值來(lái)確定。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中響應(yīng)是已知電阻上所測(cè)量到 的電壓。
7. —種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)在其中存儲(chǔ)有計(jì) 算機(jī)可讀指令，指令在被處理器執(zhí)行時(shí)使處理器控制電動(dòng)機(jī)的輸入， 指令包括傳送測(cè)試信號(hào)到電動(dòng)機(jī)的輸入端； 基于電動(dòng)機(jī)的輸出接收測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)；基于所接收的響應(yīng)確定能夠傳導(dǎo)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)換向器的電刷位 置；以及如果電刷位于第一位置則供應(yīng)電動(dòng)機(jī)第一電流輸入，如果電刷位 于第二位置則供應(yīng)電動(dòng)機(jī)第二電流輸入。
8. 如權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中測(cè)試信號(hào)是電流 脈沖。
9. 如權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中電流脈沖不足以 運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。
10. 如權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所測(cè)量到的響應(yīng) 是已知電阻上所確定的電壓。
11. 如權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中電刷位置通過(guò)比較響應(yīng)和響應(yīng)閾值來(lái)確定。
12. 如權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中電刷位置通過(guò)比 較響應(yīng)和多個(gè)響應(yīng)值來(lái)確定。
13. —種電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括 電動(dòng)機(jī)，其包括換向器；第一電刷，安裝成使得第一電刷能夠傳導(dǎo)電流通過(guò)換向器；以及 第二電刷，安裝成使得第二電刷能夠傳導(dǎo)電流通過(guò)換向器；以及 控制器，其設(shè)置為 傳送測(cè)試信號(hào)到電動(dòng)機(jī)； 使用電動(dòng)機(jī)的輸出測(cè)量測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)；以及 基于所測(cè)量的響應(yīng)確定第二電刷的位置。
14. 如權(quán)利要求13所述的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中控制器進(jìn)一步設(shè)置 成如果第二電刷安裝在第一位置則供應(yīng)第一輸入電流到電動(dòng)機(jī)，如果 第二電刷安裝在第二位置則供應(yīng)第二輸入電流到電動(dòng)機(jī)。
15. 如權(quán)利要求14所述的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中第一位置對(duì)應(yīng)電動(dòng) 機(jī)的第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式，第二位置對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)的第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
16. 如權(quán)利要求13所述的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中第一電刷被安裝成 使得第一電刷接觸換向器的第一部分，第二電刷被安裝成使得第二電 刷接觸換向器的第二部分。
17. 如權(quán)利要求13所述的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中測(cè)試信號(hào)在啟動(dòng)時(shí) 期中被傳送。
18. 如權(quán)利要求13所述的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中控制器進(jìn)一步包括 能夠產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)的脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器。
19. 如權(quán)利要求13所述的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中電動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括 能夠從換向器接收電信號(hào)的電樞。
20. 如權(quán)利要求13所述的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中所測(cè)量的響應(yīng)是已 知電阻上所確定的電壓。
全文摘要
公開(kāi)了一種方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、以及用于自動(dòng)確定輸入到電動(dòng)機(jī)的適當(dāng)工作電流的系統(tǒng)。在示范性實(shí)施例中，確定適當(dāng)工作電流輸入的方法包括傳送測(cè)試信號(hào)到電動(dòng)機(jī)的輸入端。使用電動(dòng)機(jī)的輸出來(lái)測(cè)量測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)。基于所測(cè)量到的響應(yīng)，能夠傳導(dǎo)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)換向器的電刷的位置被確定。如果電刷在第一位置，則電動(dòng)機(jī)被供以第一電流輸入，如果電刷在第二位置，則電動(dòng)機(jī)被供以第二電流輸入。
文檔編號(hào)H02P8/08GK101548463SQ200780044863
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者E·富爾曼 申請(qǐng)人:林肯環(huán)球公司