專利名稱：馬達(dá)單元、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元、風(fēng)扇單元和控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬達(dá)單元，該馬達(dá)單元使一個(gè)開關(guān)接通和關(guān)斷，以執(zhí)行馬達(dá)的循環(huán)激勵(lì)和去激勵(lì)，以使單相或多相馬達(dá)以同有關(guān)的激勵(lì)率對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)而得到驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明還涉及一種有關(guān)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元、其控制方法、和一個(gè)風(fēng)扇單元。
圖59是電路圖，顯示了現(xiàn)有技術(shù)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，如在Japanese Patent Application No.62—239895中所描述的。參見圖59，標(biāo)號(hào)1表示一個(gè)100V的商業(yè)交流電源，2表示一個(gè)風(fēng)扇馬達(dá)，3表示一個(gè)電源變壓器，4表示一個(gè)二極管橋，5表示電解電容器，且6表示三端調(diào)壓器。二極管橋4、電解電容器5和三端調(diào)壓器6相結(jié)合，以形成一個(gè)恒壓電源電路。
標(biāo)號(hào)7和8表示二極管，9、10和12表示電阻，且11是晶體管。二極管7和8，電阻9、10和12，以及晶體管11相結(jié)合，以形成一個(gè)過零檢測電路。
當(dāng)100V交流電源1是過零時(shí)，電源變壓器3的次級(jí)繞組上的電位差幾乎等于零，因而在次級(jí)繞組的兩端的電位都低于二極管橋4的輸出端(即電解電容器5的負(fù)端)處的GND電平。該GND電平通常高于電源變壓器3的次級(jí)繞組的兩端之一處的電位中的較低者，且其差等于二極管橋4中的二極管的正向電壓。因此，二極管7和8都將被反向偏置，且沒有基極電流能夠流過晶體管11。因此，晶體管11被關(guān)斷且拉起電阻12使晶體管11的集電極電位與微計(jì)算機(jī)13的電源電壓相等，從而產(chǎn)生“H”(高)電平。
當(dāng)100V交流電源1不處于過零點(diǎn)時(shí)，在電源變壓器3的次級(jí)繞組的兩端之一的電位變得高于另一端的電位，且基極電流將流過二極管7或8和電阻9，使晶體管11導(dǎo)通；其結(jié)果，該晶體管的集電極電位被導(dǎo)通(處于GND電平)，從而產(chǎn)生“L”(低)電平。
因此，晶體管11的集電極電位能夠被用來檢測100V交流電源1是否處于過零狀態(tài)。
圖59中的標(biāo)號(hào)13表示的是用于控制風(fēng)扇馬達(dá)2的激勵(lì)率的微計(jì)算機(jī)。該微計(jì)算機(jī)包括電源端P1，它從一個(gè)恒壓電源電路給出一個(gè)輸出(Vcc)，該恒壓電源電路包括二極管橋4、電解電容器5和三端調(diào)壓器6。微計(jì)算機(jī)13還包括與GND(0V)相連的接地端P2、與晶體管11的集電極相連的輸入端P3(即由二極管7和8、電阻9、10和12、以及晶體管11組成的過零檢測電路的輸出端)、以及經(jīng)過電阻18與電阻19和晶體管20的基極相連的輸出端P4。22a表示的是光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器的光發(fā)射側(cè)，并與該耦合器的光接收側(cè)22b相光耦合，而該耦合器是22a和22b的整體結(jié)合。微計(jì)算機(jī)13有一個(gè)外輸入端P5，指令在該輸入端被輸入，以通知由微計(jì)算機(jī)13構(gòu)成的電子控制電路的激勵(lì)率。在所考慮的情況下，端P5由另一計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。
如果微計(jì)算機(jī)13的輸出端P4變成“H”，晶體管20將導(dǎo)通且一個(gè)觸發(fā)電流將流向光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器的光發(fā)射側(cè)22a，使光接收側(cè)22b導(dǎo)通。其結(jié)果，三端雙向可控硅開關(guān)27的門觸發(fā)電路—它由電阻23和24組成—被關(guān)閉，且由一個(gè)開關(guān)電路和該門觸發(fā)電路組成的三端雙向可控硅開關(guān)27被導(dǎo)通，以激勵(lì)風(fēng)扇馬達(dá)2。
當(dāng)微計(jì)算機(jī)13的輸出端P4處于“L”時(shí)，晶體管20被關(guān)斷，且沒有觸發(fā)電流流向光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器的光發(fā)射側(cè)22a；因此，光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器的光接收側(cè)22b將被關(guān)斷，且門觸發(fā)電路將打開，從而使三端雙向可控硅開關(guān)27被關(guān)斷。因此，風(fēng)扇馬達(dá)2不受到激勵(lì)。25和26表示的，分別是電阻和電容器，它們結(jié)合在一起以組成三端雙向可控硅開關(guān)27的緩沖器電路。
現(xiàn)在描述用于控制風(fēng)扇馬達(dá)的具體裝置。如現(xiàn)有技術(shù)公開物“HANDBOOK OF ELECTRIC ENGINEERING”，1988年版16章724—725頁相位控制被廣泛地用作實(shí)現(xiàn)電容馬達(dá)的可變速度控制的裝置。在圖60中顯示了與相位控制有關(guān)的激勵(lì)波形和其他波形的定時(shí)圖，作為現(xiàn)有技術(shù)的情況1。參見圖60，標(biāo)號(hào)28表示來自100V交流電源1的波形；標(biāo)號(hào)29表示至微計(jì)算機(jī)13的輸入端P3的過零信號(hào)的波形；標(biāo)號(hào)30表示至微計(jì)算機(jī)13的輸出端P4的波形；且標(biāo)號(hào)31表示用于激勵(lì)風(fēng)扇馬達(dá)2的電流的波形(它可被稱為“激勵(lì)波形”)。
如果從過零點(diǎn)至三端雙向可控硅開關(guān)27導(dǎo)通的時(shí)刻為β，則通過調(diào)節(jié)β的值，不僅能夠控制將要提供給馬達(dá)的功率，而且還能夠控制其轉(zhuǎn)數(shù)。例如，如果β為零，將實(shí)現(xiàn)全激勵(lì)，但如果β等于電源周期的一半，則沒有激勵(lì)。圖60表示的是β為電源周期的四分之一的情況，且將要加到馬達(dá)的功率被調(diào)節(jié)到約為來自電源1的值的一半。
圖61顯示了各種波形，用于顯示現(xiàn)有技術(shù)的情況2，該情況在Japanese Patent Application No.62—239895中描述，且圖62是一個(gè)存儲(chǔ)變換圖，顯示了風(fēng)扇馬達(dá)2的激勵(lì)模式。
為了實(shí)現(xiàn)最適當(dāng)?shù)募?lì)率，以獲得由諸如時(shí)間和加熱器的熱交換器的溫度的控制因素所確定的風(fēng)扇馬達(dá)2的轉(zhuǎn)數(shù)，微計(jì)算機(jī)13將根據(jù)由圖62的存儲(chǔ)變換圖所描述的模式來激勵(lì)風(fēng)扇馬達(dá)2。對(duì)于每一個(gè)來自100V交流電源1的激勵(lì)值，該模式由總共24個(gè)周期組成，且從一個(gè)通—斷模式至下一個(gè)的每一次變動(dòng)，都是在6個(gè)周期(24個(gè)周期除以4)之后進(jìn)行的。
例如，考慮83.3％激勵(lì)的情況。風(fēng)扇馬達(dá)2按照存儲(chǔ)變換圖中的以下模式受到激勵(lì)5個(gè)周期ON和一個(gè)周期OFF5個(gè)周期ON和一個(gè)周期OFF5個(gè)周期ON和一個(gè)周期OFF5個(gè)周期ON和一個(gè)周期OFF由于激勵(lì)周期的總數(shù)是24個(gè)周期中的20個(gè)(＝5＋5＋5＋5)，激勵(lì)率是20/24＝0.833。
如果需要20.8％的激勵(lì)，風(fēng)扇馬達(dá)2按照存儲(chǔ)變換圖中的以下的模式受到激勵(lì)2個(gè)周期ON和4個(gè)周期OFF1個(gè)周期ON和5個(gè)周期OFF1個(gè)周期ON和5個(gè)周期OFF1個(gè)周期ON和5個(gè)周期OFF由于激勵(lì)周期的總數(shù)是24個(gè)周期中的5個(gè)(＝2＋1＋1＋1)，所以激勵(lì)率是5/24＝0.208。
如從圖62可見，激勵(lì)或去激勵(lì)是以一為最小單位進(jìn)行的。本發(fā)明所要解決的問題現(xiàn)有技術(shù)的馬達(dá)單元和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元是以上述模式構(gòu)成的，它們的問題是在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)期間會(huì)有噪音。本發(fā)明人對(duì)噪音的產(chǎn)生進(jìn)行了深入的研究，并發(fā)現(xiàn)了以下的可能原因。
第一，在現(xiàn)有技術(shù)情況1中，以頻率2f進(jìn)行的切換，造成了電容馬達(dá)中2f和2f的倍數(shù)的力矩脈動(dòng)，從而產(chǎn)生了2f和2f的倍數(shù)的磁聲。另外，電容馬達(dá)一般在偏離電源電壓的過零點(diǎn)時(shí)接通，因而在馬達(dá)接通時(shí)，電流的突變很大，因而產(chǎn)生了很大的振動(dòng)力和很大的磁聲。
第二，在現(xiàn)有技術(shù)情況2中，如圖62所示，在“高激勵(lì)率”的范圍中采用了5或更多的ON周期，且在采用5或更多ON周期的這些期間里，電容馬達(dá)將經(jīng)歷2f的力矩脈動(dòng)并產(chǎn)生2f的磁聲。另外，從一個(gè)通—斷模式移至下一個(gè)的基本周期數(shù)是6個(gè)，因而如果電源頻率(f)是60Hz，則ON和OFF周期將每10Hz重復(fù)一次。對(duì)于這樣低的重復(fù)頻率，ON和OFF循環(huán)有時(shí)會(huì)被感覺到，并將產(chǎn)生間斷的刺耳噪聲。
另外，如果在單相或多相馬達(dá)中發(fā)生機(jī)械共振，或者當(dāng)單相馬達(dá)中的主和輔助繞組同時(shí)受到激勵(lì)和去激勵(lì)控制時(shí)，磁中心的偏離和其他缺陷將使風(fēng)扇馬達(dá)的軸沿著軸向發(fā)生大的振動(dòng)，產(chǎn)生異常的振動(dòng)，就象出現(xiàn)了“敲打聲”。
用于控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)的傳統(tǒng)方法的問題，是在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)期間產(chǎn)生了噪聲和振動(dòng)。產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)的一個(gè)原因，是由于馬達(dá)激勵(lì)受到根據(jù)存儲(chǔ)變換圖中的預(yù)定模式的周期性的通—斷控制，這些重復(fù)有時(shí)會(huì)作為“敲打”聲而被人的聽覺器官所感覺到，且基頻由于ON和OFF循環(huán)的重復(fù)而造成了噪聲和振動(dòng)。
另外，由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇產(chǎn)生連續(xù)的“嚓嚓”聲，而這也是刺耳的。
本發(fā)明就是在這樣的情況下獲得的，且本發(fā)明的一個(gè)目的，是降低馬達(dá)驅(qū)動(dòng)期間出現(xiàn)所產(chǎn)生的噪聲或消除所有刺耳的聲音。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是降低馬達(dá)驅(qū)動(dòng)期間出現(xiàn)的振動(dòng)和其他異?，F(xiàn)象。解決這些問題的方案本發(fā)明的第一個(gè)方面，是通過提供一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元而實(shí)現(xiàn)的，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)過零電壓檢測電路，用于檢測來自交流電源的電壓是否處于過零點(diǎn)；以及，一個(gè)切換電路，用于執(zhí)行通—斷控制，以在交流電源對(duì)馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)之間進(jìn)行切換，且它通過改變交流電源對(duì)所述馬達(dá)的激勵(lì)時(shí)間與去激勵(lì)時(shí)間之間的比值，來控制所述馬達(dá)的速度。這種改進(jìn)在于，借助所述切換電路，能夠使激勵(lì)開始的定時(shí)與所述交流電源電壓的過零的定時(shí)相一致，并使激勵(lì)的結(jié)束的定時(shí)與一個(gè)激勵(lì)電流的過零相一致，且在于所述激勵(lì)時(shí)間被固定在等于或兩倍于電源周期的值，而所述去激勵(lì)時(shí)間以所述電源周期的一半的整數(shù)倍為單位進(jìn)行改變。
本發(fā)明的第二個(gè)方面，是通過根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元而實(shí)現(xiàn)的，其中用于激勵(lì)率的多個(gè)模式被結(jié)合起來，以獲得所希望的激勵(lì)率；其中所述多個(gè)模式，是通過以所述電源周期的一半的整數(shù)倍為單位，來改變?nèi)ゼ?lì)時(shí)間而獲得的；而激勵(lì)時(shí)間被固定在等于或兩倍于所述電源周期的值。
本發(fā)明的第三個(gè)方面，是通過提供一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元而獲得的，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)過零電壓檢測電路，用于檢測來自交流電源的電壓是否處于過零點(diǎn)；以及一個(gè)切換電路，用于執(zhí)行通—斷控制，以在交流電源對(duì)所述馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)之間進(jìn)行切換，且它通過改變交流電源對(duì)所述馬達(dá)的激勵(lì)時(shí)間與去激勵(lì)時(shí)間的比值，來控制馬達(dá)的速度。這種改進(jìn)在于能夠借助所述切換電路，使激勵(lì)開始的定時(shí)與所述交流電源電壓的過零的定時(shí)相一致，并使激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)與一個(gè)激勵(lì)電流的過零相一致，并在于多個(gè)與所述激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值相等的模式，能夠被結(jié)合使用。
本發(fā)明的第四個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第一、第二和第三個(gè)方面的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元而實(shí)現(xiàn)的，其中該馬達(dá)是單相電容馬達(dá)，它具有一個(gè)主繞組和一個(gè)通過一個(gè)電容而得到激勵(lì)的輔助繞組，且其中交流電源對(duì)所述主繞組的激勵(lì)時(shí)間與去激勵(lì)時(shí)間之間的比值是變化的。
本發(fā)明的第五個(gè)方面，是通過提供一種馬達(dá)單元而實(shí)現(xiàn)的，該馬達(dá)單元包括一個(gè)馬達(dá)、一個(gè)為所述馬達(dá)提供激勵(lì)電流的交流電源、一個(gè)切換電路—借助它對(duì)來自所述交流電源的激勵(lì)導(dǎo)通和關(guān)斷以使馬達(dá)受到激勵(lì)或去激勵(lì)、以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元—它控制所述切換電路的導(dǎo)通和關(guān)斷以改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值；所述驅(qū)動(dòng)單元，通過以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變所述去激勵(lì)或激勵(lì)周期，來改變馬達(dá)的速度，而所述激勵(lì)或去激勵(lì)周期被固定在一個(gè)預(yù)定值—該預(yù)定值是所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍。
本發(fā)明的第六個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)方面的馬達(dá)單元而實(shí)現(xiàn)的，其中所述驅(qū)動(dòng)單元，通過以所述交流電源的循環(huán)周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變所述去激勵(lì)或激勵(lì)周期，而所述激勵(lì)或去激勵(lì)周期被固定在一個(gè)預(yù)定值—該預(yù)定值是所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍，所述預(yù)定值是以這樣的方式選定的，即在所述馬達(dá)的激勵(lì)率高的范圍里，切換電路被導(dǎo)通或關(guān)斷的基本頻率至少為15Hz。
本發(fā)明的第七個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面的馬達(dá)單元而實(shí)現(xiàn)的，其中根據(jù)至少兩種預(yù)定值的多個(gè)激勵(lì)率模式被結(jié)合起來，以獲得所希望的激勵(lì)率。
本發(fā)明的第八個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)方面的馬達(dá)單元而實(shí)現(xiàn)的，其中所述驅(qū)動(dòng)單元，通過以所述交流電源的循環(huán)周期的一半的整數(shù)倍為單位改變所述去激勵(lì)或激勵(lì)周期，來控制馬達(dá)的速度，而所述激勵(lì)或去激勵(lì)周期被固定在一個(gè)預(yù)定值—該預(yù)定值是所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍，且其中根據(jù)至少兩種預(yù)定值，設(shè)定與所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值相等的多個(gè)模式，所述相應(yīng)模式依次有選擇地使用。
本發(fā)明的第九個(gè)方面，是通過提供一種方法而實(shí)現(xiàn)的，該方法控制一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，而該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元將激勵(lì)電流從一個(gè)交流電源送到一個(gè)馬達(dá)，并借助一個(gè)切換電路來導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，從而使所述馬達(dá)受到激勵(lì)和去激勵(lì)，而所述馬達(dá)的速度，通過改變所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值，而受到控制。該改進(jìn)在于，該方法包括提供多個(gè)模式的步驟，這些模式實(shí)現(xiàn)相同的激勵(lì)率，而該激勵(lì)率等于所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值；以及從所述多個(gè)模式中選出一個(gè)特定的模式并設(shè)定如此選出的模式以控制所述馬達(dá)的速度的步驟。
本發(fā)明的第十個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第九個(gè)方面的控制方法而實(shí)現(xiàn)的，它包括一個(gè)選擇步驟，該選擇步驟用于選擇在馬達(dá)運(yùn)行期間產(chǎn)生小的噪聲或振動(dòng)的模式，以將其作為所述特定方式。
本發(fā)明的第十一個(gè)方面，是通過提供一個(gè)風(fēng)扇單元而實(shí)現(xiàn)的，該風(fēng)扇單元包括一個(gè)風(fēng)扇；用于驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇的馬達(dá)；向所述馬達(dá)提供激勵(lì)電流的一個(gè)交流電源；一個(gè)切換電路，它導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，以對(duì)馬達(dá)進(jìn)行激勵(lì)和去激勵(lì)；以及，一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，用于控制所述切換電路的導(dǎo)通和關(guān)斷，以改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值；所述驅(qū)動(dòng)單元，通過以所述交流電源的循環(huán)周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變所述激勵(lì)周期或所述去激勵(lì)周期或這兩種周期，來改變馬達(dá)的速度；所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值是這樣設(shè)定的，即在所述驅(qū)動(dòng)單元控制的速度的高速范圍中，使所述切換電路被導(dǎo)通或關(guān)斷的基頻處于預(yù)定范圍中。
本發(fā)明的第十二個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第十一個(gè)方面，而實(shí)現(xiàn)的，其中所述預(yù)定范圍是這樣的，即使得所述基本頻率處于15和30Hz之間。
本發(fā)明的第十三個(gè)方面，是通過提供一種風(fēng)扇單元而實(shí)現(xiàn)的，該風(fēng)扇單元包括一個(gè)風(fēng)扇；用于驅(qū)動(dòng)所述風(fēng)扇的馬達(dá)；用于向所述馬達(dá)提供激勵(lì)電流的交流電源；一個(gè)切換電路，它導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，以對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行激勵(lì)和去激勵(lì)；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，用于控制所述切換電路的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值；所述驅(qū)動(dòng)單元，通過以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變所述激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期或兩者，來改變對(duì)馬達(dá)的激勵(lì)率；所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值是這樣設(shè)定的，即使得在所述驅(qū)動(dòng)單元控制的激勵(lì)率的高范圍中，所述切換電路被導(dǎo)通和關(guān)斷的模式處于4至2個(gè)周期的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的第十四個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第十一、十二或十三個(gè)方面的風(fēng)扇單元，而實(shí)現(xiàn)的，其中用于支持馬達(dá)的裝置具有不大于100Hz的固有頻率。
本發(fā)明的第十五個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第十一、十二或十三個(gè)方面，而實(shí)現(xiàn)的，它具有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，從而使一個(gè)軸向力被加在馬達(dá)的軸上。
本發(fā)明的第十六個(gè)方面，是通過提供一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制方法來實(shí)現(xiàn)的，該方法將激勵(lì)電流從一個(gè)交流電源提供給一個(gè)馬達(dá)，并通過一個(gè)切換電路來導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，從而使所述馬達(dá)被激勵(lì)和去激勵(lì)，而所述馬達(dá)的速度是通過改變所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值而受到控制的。其改進(jìn)在于所述激勵(lì)周期或所述去激勵(lì)周期或這兩者，以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，受到了多次的隨機(jī)改變，且所述多次的平均被用來獲得所希望的激勵(lì)率，從而控制了所述馬達(dá)的速度。
本發(fā)明的第十七個(gè)方面，是通過提供控制一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元的方法而實(shí)現(xiàn)的，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元包括過零電壓檢測電路，用于檢測來自交流電源的電壓是否處于過零；以及，一個(gè)切換電路，用于進(jìn)行通—斷控制，以在交流電源對(duì)一個(gè)馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)之間進(jìn)行切換，且它通過改變交流電源對(duì)所述馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值，來控制馬達(dá)的速度。該改進(jìn)在于，借助所述切換電路，能夠使激勵(lì)開始的定時(shí)與所述交流電源電壓的過零點(diǎn)的定時(shí)相一致，并能夠使激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)與激勵(lì)電流的過零點(diǎn)相一致，且通過以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位隨機(jī)改變所述激勵(lì)時(shí)間或所述去激勵(lì)時(shí)間或這兩個(gè)時(shí)間，獲得了所希望的激勵(lì)率。
本發(fā)明的第十八個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第十六或第十七個(gè)方面而實(shí)現(xiàn)的，其中激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期或這兩個(gè)周期，或者激勵(lì)時(shí)間或去激勵(lì)時(shí)間或者這兩個(gè)時(shí)間，以所述交流電源的循環(huán)周期的一半的整數(shù)倍為單位，受到了隨機(jī)改變，且其中隨機(jī)獲得的數(shù)值和通過將隨機(jī)獲得的所述數(shù)值加到預(yù)定值上或從所述預(yù)定值減去所述隨機(jī)獲得的數(shù)值而獲得數(shù)值，被結(jié)合起來，以獲得所希望的激勵(lì)率。
本發(fā)明的第十九個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第十六或第十七個(gè)方面的控制方法而實(shí)現(xiàn)的，其中激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期或者兩種周期，或者激勵(lì)時(shí)間或去激勵(lì)時(shí)間或者兩種時(shí)間，以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，而受到隨機(jī)改變，且其中該隨機(jī)獲得的數(shù)值是從預(yù)定范圍內(nèi)的數(shù)值中選出的。
本發(fā)明的第二十個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第十六或第十七個(gè)方面的控制方法而實(shí)現(xiàn)的，其中激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期或者兩種周期，或者激勵(lì)時(shí)間或去激勵(lì)時(shí)間或者兩種時(shí)間，以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，而受到隨機(jī)改變，且其中該隨機(jī)獲得的數(shù)值是從處于預(yù)定范圍中的數(shù)值中選出的，并隨后受到處理以進(jìn)行一定的變化。
本發(fā)明的第二十一個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第十六至第二十個(gè)方面中的任何一個(gè)方面而實(shí)現(xiàn)的，其中激勵(lì)和去激勵(lì)周期或激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間都與一個(gè)整數(shù)相乘，以增大隨機(jī)數(shù)出現(xiàn)的模式的數(shù)目。
本發(fā)明的第二十二個(gè)方面，是通過提供根據(jù)本發(fā)明的第十六至第二十一個(gè)方面中的任何一個(gè)方面而實(shí)現(xiàn)的，其中激勵(lì)和去激勵(lì)周期或激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間，都受到了隨機(jī)控制。
本發(fā)明的第二十三個(gè)方面，是通過提供根據(jù)一種馬達(dá)單元來實(shí)現(xiàn)的，該馬達(dá)單元包括一個(gè)馬達(dá)；一個(gè)向所述馬達(dá)提供激勵(lì)電流的交流電源；一個(gè)切換電路，借助它導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，以使馬達(dá)受到激勵(lì)和去激勵(lì)；以及，一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，它控制所述切換電路的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值；所述驅(qū)動(dòng)單元，以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位對(duì)所述激勵(lì)周期或所述去激勵(lì)周期或這兩種周期進(jìn)行多次的隨機(jī)改變；且所述多次的平均被用來獲得所希望的激勵(lì)率，以控制所述馬達(dá)的速度，而該馬達(dá)是一個(gè)單相馬達(dá)，它具有主繞組和將要經(jīng)過一個(gè)電容而受到激勵(lì)的輔助繞組。
本發(fā)明的第二十四個(gè)方面，是通過提供一種馬達(dá)單元而實(shí)現(xiàn)的，該馬達(dá)單元包括一個(gè)馬達(dá)；一個(gè)向所述馬達(dá)提供激勵(lì)電流的交流電源；一個(gè)切換電路，借助它導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，以使該馬達(dá)受到激勵(lì)和去激勵(lì)；以及，一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，它控制所述切換電路的導(dǎo)通和關(guān)斷，以改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值；所述驅(qū)動(dòng)單元，以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，多次隨機(jī)改變所述激勵(lì)周期或所述去激勵(lì)周期或這兩種周期；且所述多次的平均，被用來獲得所希望的激勵(lì)率，從而控制所述馬達(dá)的速度，該馬達(dá)具有與一個(gè)繞組相連的多觸點(diǎn)抽頭引線，從而使它能夠根據(jù)所希望的激勵(lì)率的值而有選擇地使用。操作在本發(fā)明的第一個(gè)方面，借助一個(gè)可控硅，能夠使激勵(lì)開始的定時(shí)與交流電源的過零點(diǎn)的定時(shí)相一致，并能夠使激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)與一個(gè)激勵(lì)電流的過零點(diǎn)相一致；另外，激勵(lì)時(shí)間被固定在等于或兩倍于電源周期的值，而去激勵(lì)時(shí)間以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位而受到改變。由于ON周期能夠被固定在一個(gè)較小的周期數(shù)，ON周期數(shù)目能夠被減小，從而使ON—OFF周期的基本頻率能夠被設(shè)定在一個(gè)足夠高的值，以抑制在ON—OFF操作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)力引起的振動(dòng)的幅度。
在本發(fā)明的第二個(gè)方面，激勵(lì)率的多個(gè)模式被結(jié)合起來，以獲得所希望的激勵(lì)率，其中這多個(gè)模式是通過以所述交流電源的循環(huán)周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變?nèi)ゼ?lì)時(shí)間，同時(shí)將激勵(lì)時(shí)間固定在等于或兩倍于所述電源周期的值，而獲得的。這種技術(shù)對(duì)于以微調(diào)的方式控制馬達(dá)速度，是有效的。
在本發(fā)明的第三個(gè)方面，借助一個(gè)可控硅，能夠使激勵(lì)開始的定時(shí)與一個(gè)交流電源電壓的過零點(diǎn)的定時(shí)相一致，并使激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)與一個(gè)激勵(lì)電流的過零點(diǎn)相一致；另外，等于激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值的多個(gè)模式，被結(jié)合起來。由于這對(duì)于分散ON—OFF周期的基本頻率是有效的，因而能夠降低由于在10Hz附近的頻率的重復(fù)ON—OFF操作而引起的連續(xù)聲音。分散ON—OFF周期的基本頻率，對(duì)于分散力矩脈動(dòng)中的起主導(dǎo)作用的特定頻率也是有效的，從而降低了不希望的磁聲的產(chǎn)生。
在本發(fā)明的第四個(gè)方面，交流電源對(duì)馬達(dá)的主繞組(而不是輔助繞組)的激勵(lì)時(shí)間與去激勵(lì)時(shí)間之間的比值，是變化的；因此，在馬達(dá)軸在激勵(lì)的導(dǎo)通或關(guān)斷期間產(chǎn)生顯著振動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的異?！扒么颉甭?，得到了抑制。
在本發(fā)明的第五個(gè)方面，通過以一個(gè)交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變?nèi)ゼ?lì)或激勵(lì)周期，且同時(shí)該激勵(lì)或去激勵(lì)周期被固定在一個(gè)預(yù)定值—該預(yù)定值是該交流電源的該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍。這對(duì)于降低馬達(dá)可能產(chǎn)生的2f力矩脈動(dòng)，是有效的。
根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面，當(dāng)通過以一個(gè)交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變?nèi)ゼ?lì)或激勵(lì)周期，并同時(shí)將激勵(lì)或去激勵(lì)周期固定在一個(gè)預(yù)定值一該預(yù)定值是所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍，而控制馬達(dá)速度時(shí)，該預(yù)定值以這樣的方式受到選擇，即在對(duì)馬達(dá)的激勵(lì)率高的范圍內(nèi)，切換電路被導(dǎo)通或關(guān)斷的基本頻率處于至少15Hz。其結(jié)果，防止了在轉(zhuǎn)速增大時(shí)產(chǎn)生連續(xù)的聲音。
在本發(fā)明的第七個(gè)方面，根據(jù)至少兩種預(yù)定值的激勵(lì)率的多個(gè)模式，被結(jié)合起來，以獲得所希望的激勵(lì)率。這使得能夠以微調(diào)控制的方式來進(jìn)行操作。
在本發(fā)明的第八個(gè)方面，通過以一個(gè)交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變?nèi)ゼ?lì)或激勵(lì)周期，并同時(shí)將該激勵(lì)或去激勵(lì)周期固定在一個(gè)預(yù)定值—該預(yù)定值是該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍，而使馬達(dá)速度得到了控制，但在此情況下，多個(gè)模式，按照至少兩種預(yù)定值而受到設(shè)定，且這多個(gè)模式等于激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值，且相應(yīng)的模式依次得到選擇。
在本發(fā)明的第九個(gè)方面，提供了多個(gè)模式，用于獲得相同的激勵(lì)率，該激勵(lì)率等于激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值，且從所述多個(gè)模式中選擇出一個(gè)特定的模式。這種方法，在結(jié)合各種馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)單元方面，提供了自由度。
在本發(fā)明的第十個(gè)方面，能夠作為預(yù)定的模式，來選擇一個(gè)模式，以在馬達(dá)運(yùn)行期間產(chǎn)生小的噪聲或振動(dòng)，從而使運(yùn)行能夠在最佳的條件下進(jìn)行。
在本發(fā)明的第十一個(gè)方面，通過以一個(gè)交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，來改變激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期或者兩種周期，來改變馬達(dá)速度，另外，激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值，是以這樣的方式設(shè)定的，即在受到控制的速度的高速范圍里，切換電路導(dǎo)通或關(guān)斷的基本頻率處于預(yù)定范圍中。
在本發(fā)明的第十二個(gè)方面，切換電路被導(dǎo)通或關(guān)斷的基本頻率在15和30Hz之間。
在本發(fā)明的第十三個(gè)方面，激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值以這樣的方式得到設(shè)定，即使得其中切換電路受到導(dǎo)通和關(guān)斷的模式，在受到控制的高激勵(lì)率范圍內(nèi)，處于從4至2個(gè)周期的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的第十四個(gè)方面，用于支持馬達(dá)負(fù)載的系統(tǒng)具有不大于100Hz的自然頻率。
在本發(fā)明的第十五個(gè)方面，一個(gè)風(fēng)扇單元具有這樣的構(gòu)造，即將一個(gè)軸向力加到馬達(dá)的軸上。
在本發(fā)明的第十六個(gè)方面，通過以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，來隨機(jī)改變激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期或者兩種周期，而改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值；這對(duì)于分散ON—OFF周期的頻率是有效的。
在本發(fā)明的第十七個(gè)方面，借助一個(gè)切換電路，能夠使激勵(lì)開始的定時(shí)與一個(gè)交流電源電壓的過零點(diǎn)的定時(shí)相一致，而且使激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)與一個(gè)激勵(lì)電流的過零點(diǎn)相一致；另外，激勵(lì)的模式，通過以交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，來隨機(jī)改變隨機(jī)改變所述激勵(lì)時(shí)間或所述去激勵(lì)時(shí)間或這兩個(gè)時(shí)間，而受到改變。這對(duì)于分散基頻是有效的。
根據(jù)本發(fā)明的第十八個(gè)方面，激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期或者兩種周期，或者激勵(lì)時(shí)間或去激勵(lì)時(shí)間或者兩種時(shí)間，以交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，而得到隨機(jī)改變，且通過把隨機(jī)獲得的數(shù)值，與通過將所述隨機(jī)獲得的數(shù)值加到一個(gè)預(yù)定值上或通過從所述預(yù)定值中減去所述隨機(jī)獲得的數(shù)值而獲得的數(shù)值相結(jié)合，能夠方便地獲得一個(gè)所希望的激勵(lì)率。
在本發(fā)明的第十九個(gè)方面，激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期或者兩種周期，或者激勵(lì)時(shí)間或去激勵(lì)時(shí)間或者兩種時(shí)間，以交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，而得到隨機(jī)改變，且該隨機(jī)獲得的數(shù)值是從能夠提供所希望的激勵(lì)率的預(yù)定范圍中的數(shù)值中選出的。
在本發(fā)明的第二十個(gè)方面，激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期或者兩種周期，或者激勵(lì)時(shí)間或去激勵(lì)時(shí)間或者兩種時(shí)間，以交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，而得到隨機(jī)改變，且隨機(jī)獲得的數(shù)值是從一個(gè)預(yù)定范圍中的數(shù)值中選出的，并與一個(gè)系數(shù)相乘，以提供一定的改變，從而給出隨機(jī)數(shù)變量的效果。
在本發(fā)明的第二十一個(gè)方面，激勵(lì)和去激勵(lì)周期，或者激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間，被乘以一個(gè)整數(shù)，以增大用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的模式的數(shù)目，從而保證它們將不會(huì)變成單調(diào)的。
在本發(fā)明的第二十二個(gè)方面，激勵(lì)和去激勵(lì)周期，或者激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間，受到了隨機(jī)控制，以獲得所希望的激勵(lì)率。
在本發(fā)明的第二十三個(gè)方面，在激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期或者兩種周期中的多個(gè)隨機(jī)改變的平均，被用來獲得所希望的激勵(lì)率，以控制單相馬達(dá)的速度。
在本發(fā)明的第二十四個(gè)方面，采用了一個(gè)馬達(dá)，它具有與繞組相連的一個(gè)多觸點(diǎn)抽頭引線，以使它能夠根據(jù)所希望的激勵(lì)率的值，而有選擇地得到采用，從而保證了在從低至高值的整個(gè)運(yùn)行頻率范圍內(nèi)對(duì)振動(dòng)的有效衰減。


圖1是電路圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的例1的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元；圖2顯示了各種波形，以顯示本發(fā)明的例1的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元；圖3A和3B顯示了存儲(chǔ)在本發(fā)明的例1的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元中的電子控制電路中的存儲(chǔ)變換圖的內(nèi)容；
圖4顯示了一個(gè)電流的波形，該電流是當(dāng)一個(gè)馬達(dá)借助例1的驅(qū)動(dòng)單元并根據(jù)一個(gè)模式受到驅(qū)動(dòng)時(shí)實(shí)際流過該馬達(dá)的主繞組的電流，且該模式由2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期組成；圖5顯示了噪聲的一個(gè)功率譜，該功率譜是當(dāng)模型A的馬達(dá)根據(jù)一個(gè)模式而受到例1的驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)時(shí)實(shí)際發(fā)生的功率譜，且該模式由2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期組成；圖6顯示了一個(gè)電流的波形，該電流是當(dāng)一個(gè)馬達(dá)根據(jù)一個(gè)模式而受到例1的驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)時(shí)實(shí)際流過該馬達(dá)的主繞組的電流，且該模式由2個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期組成；圖7顯示了顯示了噪聲的一個(gè)功率譜，該功率譜是當(dāng)模型A的馬達(dá)根據(jù)一個(gè)模式而受到例1的驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)時(shí)實(shí)際發(fā)生的功率譜，且該模式由1個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期組成；圖8顯示了噪聲的一個(gè)功率譜，該功率譜是當(dāng)模型B的馬達(dá)根據(jù)一個(gè)模式而受到本發(fā)明的例1的驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)時(shí)實(shí)際發(fā)生的功率譜，且該模式由2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期組成；圖9顯示了噪聲的一個(gè)功率譜，該功率譜是當(dāng)模型B的馬達(dá)根據(jù)一個(gè)模式而受到本發(fā)明的例1的驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)時(shí)實(shí)際發(fā)生的功率譜，且該模式由1個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期組成；圖10顯示了當(dāng)模型A的馬達(dá)在比較例中受到現(xiàn)有技術(shù)的相位控制方法的驅(qū)動(dòng)時(shí)所實(shí)際發(fā)生的噪聲的功率譜；圖11顯示了一個(gè)馬達(dá)電流波形，它是比較例中的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中主繞組受到了現(xiàn)有技術(shù)的相位控制；圖12顯示了一個(gè)馬達(dá)電流波形，它是比較例中的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中主繞組受到了現(xiàn)有技術(shù)的相位控制；
圖13顯示了一個(gè)主繞組電流波形，它是比較例中的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中主繞組受到了現(xiàn)有技術(shù)的相位控制；圖14顯示了一個(gè)輔助繞組電流波形，它是比較例中的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中主繞組受到了現(xiàn)有技術(shù)的相位控制；圖15顯示了一個(gè)轉(zhuǎn)子速度波形，它是馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中主繞組受到了現(xiàn)有技術(shù)的相位控制；圖16顯示了一個(gè)馬達(dá)力矩波形，它是對(duì)比較例中的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中主繞組受到了現(xiàn)有技術(shù)的相位控制；圖17顯示了一個(gè)馬達(dá)電流波形，它是本發(fā)明的例1的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中該驅(qū)動(dòng)是按照2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖18顯示了一個(gè)馬達(dá)電壓波形，它是本發(fā)明的例1的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中該驅(qū)動(dòng)是按照2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖19顯示了一個(gè)主繞組電流波形，它是本發(fā)明的例1的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中該驅(qū)動(dòng)是按照2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖20顯示了一個(gè)輔助繞組電流波形，它是本發(fā)明的例1的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中該驅(qū)動(dòng)是按照2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖21顯示了一個(gè)轉(zhuǎn)子速度波形，它是本發(fā)明的例1的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中該驅(qū)動(dòng)是按照2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖22顯示了一個(gè)馬達(dá)力矩波形，它是本發(fā)明的例1的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中該驅(qū)動(dòng)是按照2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖23顯示了圖16所示的馬達(dá)力矩波形的功率譜的計(jì)算結(jié)果；圖24顯示了圖22所示的馬達(dá)力矩波形的功率譜的計(jì)算結(jié)果；圖25顯示了一個(gè)主繞組電流波形，它是采用本發(fā)明的方法對(duì)馬達(dá)進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中該驅(qū)動(dòng)是按照1個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖26顯示了一個(gè)馬達(dá)力矩波形，它是采用本發(fā)明的方法對(duì)馬達(dá)進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中該驅(qū)動(dòng)是按照1個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖27顯示了一個(gè)主繞組電流波形，它是采用本發(fā)明的方法對(duì)馬達(dá)進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中該驅(qū)動(dòng)是按照4個(gè)ON周期和8個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖28顯示了一個(gè)馬達(dá)力矩波形，它是采用本發(fā)明的方法對(duì)馬達(dá)進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中該驅(qū)動(dòng)是按照4個(gè)ON周期和8個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖29顯示了圖26所示的馬達(dá)力矩波形的功率譜的模擬結(jié)果；圖30顯示了圖28所示的馬達(dá)力矩波形的功率譜的模擬結(jié)果；圖31顯示了振動(dòng)力最終產(chǎn)生噪聲的機(jī)制，且它提供了本發(fā)明的運(yùn)行原理的基礎(chǔ)；
圖32顯示了一個(gè)馬達(dá)力矩波形的功率譜的模擬結(jié)果，其中該馬達(dá)力矩波形是在采用本發(fā)明的方法的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)期間發(fā)生的，其中該驅(qū)動(dòng)是按照2個(gè)ON周期和1個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖33顯示了一個(gè)馬達(dá)力矩波形的功率譜的模擬結(jié)果，其中該馬達(dá)力矩波形是在采用本發(fā)明的方法的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)期間發(fā)生的，其中該驅(qū)動(dòng)是按照4個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖34顯示了一個(gè)馬達(dá)力矩波形的功率譜的模擬結(jié)果，其中該馬達(dá)力矩波形是在采用本發(fā)明的方法的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)期間發(fā)生的，其中該驅(qū)動(dòng)是按照2個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖35顯示了一個(gè)馬達(dá)力矩波形的功率譜的模擬結(jié)果，其中該馬達(dá)力矩波形是在采用本發(fā)明的方法的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)期間發(fā)生的，其中該驅(qū)動(dòng)是按照3個(gè)ON周期和3個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的；圖36顯示了存儲(chǔ)在本發(fā)明的例2的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元中的電子控制電路中的存儲(chǔ)變換圖的內(nèi)容；圖37顯示了一個(gè)主繞組電流波形，它是用本發(fā)明的例3的驅(qū)動(dòng)單元對(duì)馬達(dá)進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，其中采用了三不同的模式的結(jié)合，而這些模式將產(chǎn)生相同的激勵(lì)率；圖38顯示了噪聲的功率譜的模擬結(jié)果，該噪聲是由用來產(chǎn)生圖37所示的波形的驅(qū)動(dòng)模式產(chǎn)生的；圖39顯示了本發(fā)明的例4的電路配置；圖40顯示了一個(gè)力矩波形，它是由根據(jù)1.5個(gè)ON周期和3個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的；圖41顯示了ON周期數(shù)目與馬達(dá)的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系；圖42顯示了用于低頻脈動(dòng)的電路配置，其中在馬達(dá)上提供了一個(gè)額外的繞組；圖43顯示了例4的一個(gè)修正的電路配置，其中額外的繞組帶有外電阻；圖44顯示了根據(jù)本發(fā)明的例5的控制電路的配置；圖45顯示在本發(fā)明的例5中當(dāng)風(fēng)扇馬達(dá)被激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生的波形；圖46是流程圖，描述了在本發(fā)明的例5中用于控制隨機(jī)改變的激勵(lì)時(shí)間的裝置；圖47是流程圖，描述了在本發(fā)明的例5中用于控制隨機(jī)改變的去激勵(lì)時(shí)間的裝置；圖48顯示了一個(gè)波形，它是當(dāng)一個(gè)風(fēng)扇馬達(dá)以受到圖46描述的裝置的控制的隨機(jī)改變的激勵(lì)時(shí)間而受到激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生的；圖49是流程圖，描述了在本發(fā)明的例6中用于控制隨機(jī)改變的激勵(lì)時(shí)間的裝置；圖50是流程圖，描述了在本發(fā)明的例6中用于控制隨機(jī)改變的去激勵(lì)時(shí)間的裝置；圖51顯示了一個(gè)波形，它是當(dāng)一個(gè)風(fēng)扇馬達(dá)以受到圖49描述的裝置的控制的隨機(jī)改變的激勵(lì)時(shí)間而受到激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生的；圖52是本發(fā)明的例8中的隨機(jī)激勵(lì)的情況的流程圖；圖53是本發(fā)明的例8中的隨機(jī)去激勵(lì)的情況的流程圖；圖54顯示了一個(gè)波形，它是當(dāng)一個(gè)風(fēng)扇馬達(dá)以隨機(jī)改變激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間受到激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生的，而這些時(shí)間都按照?qǐng)D52和53所示的流程圖而受到控制；圖55是流程圖，描述了在本發(fā)明的例9中用于控制隨機(jī)改變的激勵(lì)的裝置；圖56是流程圖，描述了在本發(fā)明的例9中用于控制隨機(jī)改變的去激勵(lì)的裝置；圖57顯示了一個(gè)波形，它是當(dāng)一個(gè)風(fēng)扇馬達(dá)以受到圖55描述的裝置的控制的隨機(jī)改變的激勵(lì)而受到激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生的；圖58顯示了一個(gè)電路的配置，該電路用于通過在本發(fā)明的例10中的繞組上設(shè)置抽頭而對(duì)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制；圖59是電路圖，顯示了現(xiàn)有技術(shù)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元；圖60顯示了各種波形，以顯示現(xiàn)有技術(shù)情況1的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元；圖61顯示了各種波形，以顯示現(xiàn)有技術(shù)情況2的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元；且圖62顯示了現(xiàn)有技術(shù)情況2的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元中的電子控制電路中存儲(chǔ)的存儲(chǔ)變換圖的內(nèi)容。
例1現(xiàn)在詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)例子。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)例子的電路配置，用于控制一個(gè)風(fēng)扇馬達(dá)。參見圖1，標(biāo)號(hào)1表示一個(gè)風(fēng)扇馬達(dá)，就象在圖59所示的現(xiàn)有技術(shù)中那樣，但其組成元件在圖1中得到詳細(xì)顯示；標(biāo)號(hào)40表示一個(gè)轉(zhuǎn)子，42是主繞組，44是輔助繞組，且46是一個(gè)電容。圖1中的其他部件與圖59中的相同。
100V交流電源1向風(fēng)扇馬達(dá)2上的主繞組42和輔助繞組44提供電力。由于輔助繞組44通過電容器46而受到激勵(lì)，流過輔助繞組44的電流的相位超前于流過主繞組42的電流的相位，且在轉(zhuǎn)子40的周圍產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子40是鼠籠式轉(zhuǎn)子，它具有一個(gè)通過鑄造而固定在鋁中的鐵芯，且與周圍旋轉(zhuǎn)磁場的相交，產(chǎn)生了感應(yīng)電流的流動(dòng)，使轉(zhuǎn)子以小于磁場的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
對(duì)主繞組42的激勵(lì)，可以通過導(dǎo)通或關(guān)斷三端雙向可控硅開關(guān)27，而進(jìn)行控制。因此，在例1中，三端雙向可控硅開關(guān)27以這樣的方式作用在風(fēng)扇馬達(dá)2上，即它只對(duì)主繞組的激勵(lì)進(jìn)行通—斷控制，而不是象在圖59所示的現(xiàn)有技術(shù)中那樣對(duì)主和輔助繞組的激勵(lì)一起進(jìn)行控制。
檢測的操作細(xì)節(jié)，例如加到主繞組42上的電壓是否處于過零點(diǎn)，和借助三端雙向可控硅開關(guān)27的導(dǎo)通或關(guān)斷而對(duì)主繞組42的激勵(lì)或去激勵(lì)所進(jìn)行的控制的細(xì)節(jié)，與現(xiàn)有技術(shù)中的相同，因而不需要進(jìn)行描述。
例1假定采用三端雙向可控硅開關(guān)27作為用在切換電路中的可控硅，但這不是本發(fā)明的唯一情況，且可以采用能夠控制交流開關(guān)的導(dǎo)通功能的任何開關(guān)，例如可控硅、可控硅與二極管的結(jié)合、以及固態(tài)繼電器。
為了討論的目的，由一個(gè)可控硅以這樣的方式實(shí)現(xiàn)的的通—斷控制被稱為“低頻脈動(dòng)”，即該方式產(chǎn)生了一個(gè)電流波形，該波形由一或兩個(gè)正弦波組成。在此方面，應(yīng)該注意的是，所產(chǎn)生的電流波形，由于流過繞組的電流的時(shí)間常數(shù)，有時(shí)會(huì)偏離理想的正弦波形。
圖2顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的例1執(zhí)行這種“低頻脈動(dòng)”而產(chǎn)生的輸出波形，該例1是由圖1所示的電路實(shí)施的；且圖3A和3B顯示了存儲(chǔ)在電子控制電路中的存儲(chǔ)變換圖的內(nèi)容。參見圖2，標(biāo)號(hào)50表示流過主繞組42的電流的波形，標(biāo)號(hào)51表示流過輔助繞組44的電流的波形，標(biāo)號(hào)29表示在微計(jì)算機(jī)13的輸入端P3處提供的過零信號(hào)的波形(該輸入波形與現(xiàn)有技術(shù)中獲得的波形相同)，標(biāo)號(hào)30表示在微計(jì)算機(jī)13的輸出端P4處產(chǎn)生的輸出的波形。
微計(jì)算機(jī)13，借助已經(jīng)描述的過零信號(hào)，計(jì)數(shù)周期的數(shù)目，且其進(jìn)行輸出的方式如下它與過零信號(hào)相同步地將輸出端P4從“L”切換到“H”，且當(dāng)隨后過去了預(yù)定時(shí)間之后，微計(jì)算機(jī)將輸出端P4從“H”切換到“L”。
現(xiàn)在更詳細(xì)地描述該過程，假定主繞組42將要經(jīng)過給定數(shù)目的周期的激勵(lì)。首先，輸出端P4與過零信號(hào)同步地從“L”被切換到“H”。當(dāng)隨后過去了特定的時(shí)間—例如6ms—之后，輸出端P4從“H”被切換到“L”。6ms的時(shí)間間隙由微計(jì)算機(jī)13中的一個(gè)內(nèi)裝定時(shí)器確定。過零信號(hào)以8.3ms(當(dāng)電源頻率為60Hz時(shí))或10ms(當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí))的周期產(chǎn)生，因而當(dāng)在輸出端P4從“H”被切換到“L”之后過去了2.3ms或4ms時(shí)，過零信號(hào)重新被送進(jìn)微計(jì)算機(jī)13；與這一輸入同步地，輸出端P4再次從“L”被切換到“H”，且在此6ms之后，P4被從“H”切換到“L”。這種脈沖輸出，以等于所要求的激勵(lì)周期數(shù)目的兩倍的數(shù)目，被相繼地提供(因?yàn)檫^零信號(hào)是每半個(gè)周期被輸入一次的)。
“所要求的激勵(lì)周期數(shù)”指的是當(dāng)前的ON周期數(shù)；且如果可控硅向主繞組提供電流的話，它也應(yīng)該包括通過主繞組的電流；或者如果可控硅向馬達(dá)或主和輔助繞組的公共端提供電流的話，它也應(yīng)該包括提供給馬達(dá)的電流。
簡要地說，如果目的是提供所希望的轉(zhuǎn)數(shù)，則通—斷模式被這樣地設(shè)定，即使得所述的目的能夠?qū)崿F(xiàn)，且能夠確定所需要的通—斷周期數(shù)。如已經(jīng)描述的，三端雙向可控硅開關(guān)27的柵極響應(yīng)于輸出端P4處的“H”信號(hào)而受到觸發(fā)。如已經(jīng)描述的，該柵極觸發(fā)信號(hào)在6ms中關(guān)斷，但該三端雙向可控硅開關(guān)柵極每當(dāng)過零信號(hào)出現(xiàn)時(shí)都被重新觸發(fā)；因此，只要來自端P4的輸出脈沖保持在“H”，三端雙向可控硅開關(guān)27就導(dǎo)通且主繞組42得到激勵(lì)。為了對(duì)主繞組42進(jìn)行去激勵(lì)，可以將輸出端P4保持在“L”電平，即使輸入了過零信號(hào)。OFF周期數(shù)目，由過零信號(hào)計(jì)數(shù)。
為了使風(fēng)扇馬達(dá)2具有由控制因素(例如空調(diào)機(jī)中的熱交換器的溫度)確定的轉(zhuǎn)數(shù)，主繞組42根據(jù)在一個(gè)存儲(chǔ)變換圖(例如圖3A中所示的)中的模式而受到激勵(lì)。在存儲(chǔ)變換圖中的可應(yīng)用的模式是這樣的，即在ON周期的數(shù)目固定在一定值的情況下，OFF周期的數(shù)目得到調(diào)節(jié)，以提供所希望的轉(zhuǎn)數(shù)。如果驅(qū)動(dòng)模式的激勵(lì)周期(ON周期數(shù)目)是4或5，則通—斷周期的基本頻率將減小。如果選擇了一個(gè)4個(gè)ON和2個(gè)OFF的模式，則通—斷周期的基本頻率是10Hz，且通—斷周期的重復(fù)會(huì)被聽覺器官感覺到，即連續(xù)或間斷的聲音。然而，如果通—斷周期的基本頻率約為20Hz，通—斷周期的重復(fù)將作為連續(xù)的聲音而被聽見。因此，通過采用有意增大通—斷周期的基本頻率的低頻脈動(dòng)技術(shù)，間斷的“嚓嚓”能夠被衰減到這樣的程度，即它們將變得連續(xù)，并與風(fēng)的聲音混合在一起，而使得其不再刺耳。
因此，最佳的基本頻率在20Hz或其附近，且馬達(dá)操作將處于聽覺范圍內(nèi)更高的頻率，而在低頻將產(chǎn)生連續(xù)的聲音。
輔助繞組44始終受到激勵(lì)。激勵(lì)率α由以下的公式計(jì)算α＝1/2(Non/(Non＋Noff)＋1)×100(％)其中Non是ON周期數(shù)目，且Noff是OFF周期數(shù)目。
在例1中，系統(tǒng)是這樣的，即只有主繞組42受到激勵(lì)的通—斷控制，且由于磁鐵中心偏移產(chǎn)生的軸向振動(dòng)，被減小到當(dāng)主繞組42和輔助繞組44都受到激勵(lì)的通—斷控制時(shí)產(chǎn)生的值的一半左右，且這使得“敲打”聲得到了衰減。
圖3A中給出的轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)，是通過用封裝空調(diào)機(jī)的裝于天花板上的機(jī)盒進(jìn)行測試，而獲得的實(shí)際測量結(jié)果。顯然，空調(diào)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)的速度，可以被控制在四個(gè)范圍中，即高、中、低和微風(fēng)。
從圖3A還可以看到，當(dāng)激勵(lì)率為75％或更高時(shí)，通—斷周期的基本頻率不小于15Hz，且高得足以對(duì)現(xiàn)有技術(shù)情況2中產(chǎn)生的10Hz連續(xù)聲音進(jìn)行衰減。換言之，連續(xù)聲音的頻率被增大到這樣的程度，即使得它能夠被聽覺器官感覺成連續(xù)的，從而產(chǎn)生了質(zhì)量得到改善的聲音。
在圖3A的情況下，ON周期數(shù)目被固定在值2。如果ON周期的數(shù)目，象在圖3B的情況下那樣，被固定為1，則在給定的激勵(lì)率，通—斷周期的基本頻率加倍，且能夠在整個(gè)激勵(lì)率范圍中保證至少20Hz的頻率，從而有助于對(duì)連續(xù)聲音的進(jìn)一步衰減。
雖然前述描述假定采用了在商用頻率運(yùn)行的電源，且ON周期的數(shù)目被固定在1或2，但應(yīng)該理解的是，也能夠采用其他的實(shí)施例，只要它們?cè)谝种圃肼暫驼駝?dòng)(例如通過衰減連續(xù)聲音)方面是有效的。重要的是，在將激勵(lì)(或去激勵(lì))周期的數(shù)目被固定在等于一個(gè)交流電源的周期的一半的整數(shù)倍的特定值，并以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位改變?nèi)ゼ?lì)(或激勵(lì))周期的數(shù)目的情況下，控制馬達(dá)的速度。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中所述特定值是這樣選擇的，即使得切換電路被導(dǎo)通或關(guān)斷的基本頻率，在馬達(dá)的激勵(lì)率為75％或更高的范圍中，至少為15Hz。例1—1一個(gè)封裝式空調(diào)機(jī)的裝于天花板上的機(jī)盒(模型A)，按照?qǐng)D3A所示的模式中的一個(gè)(即2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期)，而受到驅(qū)動(dòng)。對(duì)流過主繞組的電流的實(shí)際測量結(jié)果和噪聲電平，分別被顯示在圖4和5中。該馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為428rpm。
圖4顯示了流過馬達(dá)的主繞組的電流的暫態(tài)波形，該馬達(dá)在60Hz的電源上運(yùn)行，并受到按照2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期的模式的激勵(lì)控制。圖5顯示了當(dāng)馬達(dá)受到圖4所示的主繞組電流波形的驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲的功率譜；在120Hz處有一個(gè)18.7dB(A)的噪聲峰值。在整個(gè)頻帶上的總體或累積噪聲電平，為34.69dB(A)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，按照1個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期的模式，對(duì)相同的機(jī)盒(cassette)(模型A)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而該模式將產(chǎn)生與2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期的模式所產(chǎn)生的激勵(lì)率相同的激勵(lì)率。所產(chǎn)生的流過主繞組的暫態(tài)波形和噪聲的功率譜，分別被顯示在圖6和7中。馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為426rpm，它實(shí)際上與在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中獲得的428rpm相同；其理由是，在激勵(lì)率相同的情況下，產(chǎn)生的力矩相似，而產(chǎn)生了大體相同的轉(zhuǎn)速。在圖7的功率譜中的噪聲峰值，是在120Hz處的21.2dB(A)?？傮w值是34.96dB(A)。
顯然，按照2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期的模式驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)，它所產(chǎn)生的磁聲，比按照1個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期的模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)所產(chǎn)生的磁聲弱，因?yàn)槠錂C(jī)械構(gòu)造的共振受到了衰減。
例1—2封裝空調(diào)機(jī)的另一種裝于天花板上的機(jī)盒(模型B)—它具有不同于模型A的機(jī)械構(gòu)造—按照兩種不同的模式而受到驅(qū)動(dòng)，一個(gè)由2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期構(gòu)成，且另一個(gè)由1個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期構(gòu)成。在這兩種情況下產(chǎn)生的噪聲的功率譜，分別被顯示在圖8和9中。圖8顯示了當(dāng)該機(jī)盒受到圖4所示的主繞組電流波形的驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲的功率譜；在80Hz處有一個(gè)18.0dB(A)的噪聲峰值。圖9顯示了當(dāng)該機(jī)盒受到圖6所示的主繞組電流波形的驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲的功率譜；在164Hz處有一個(gè)11.0dB(A)的噪聲峰值。馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，在圖8的情況下為360rpm，且在圖9的情況下為375rpm。
顯然，按照1個(gè)ON周期和2個(gè)OFF周期的模式而受到驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)，其產(chǎn)生的磁聲，比按照2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期的模式受到驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)所產(chǎn)生的要弱，因?yàn)槠錂C(jī)械結(jié)構(gòu)的共振受到了衰減。
模型A和B的機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同，在于馬達(dá)支撐基板的形狀、風(fēng)扇的尺寸和其構(gòu)成材料(模型A采用了金屬風(fēng)扇，而模型B采用了塑料風(fēng)扇)。
比較例模型A的機(jī)盒，通過進(jìn)行如現(xiàn)有技術(shù)情況1的相位控制，而受到驅(qū)動(dòng)，且在圖10中顯示了所產(chǎn)生的噪聲的功率譜。在120Hz處有一個(gè)30.6dB(A)的噪聲峰值，它比圖5中的對(duì)應(yīng)值高11.9dB(A)?？傮w值為36.14dB(A)。
圖11至16顯示了在比較例中獲得的波形，它是通過在主繞組受到如現(xiàn)有技術(shù)情況1的相位控制的條件下來模擬風(fēng)扇馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)，而獲得的。標(biāo)號(hào)60表示提供給馬達(dá)的電流波形；標(biāo)號(hào)61表示提供給馬達(dá)上的主繞組的電壓波形；62表示流過該主繞組的電流波形；63表示流過輔助繞組的電流波形；64是轉(zhuǎn)子速度的波形曲線；且65是馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的波形曲線。
為了進(jìn)行現(xiàn)有技術(shù)情況1的相位控制，三端雙向可控硅開關(guān)27(見圖59所示的傳統(tǒng)電路配置)被導(dǎo)通和關(guān)斷，從而使在其他情況下將產(chǎn)生正弦波形的100V交流電源以這樣的方式受到驅(qū)動(dòng)，即這些波形具有適當(dāng)?shù)男螤?，以產(chǎn)生如圖11中的60表示的馬達(dá)電流波形。當(dāng)三端雙向可控硅開關(guān)27被接通時(shí)，在主繞組上的電壓的波形61，在例如0.055秒的一定時(shí)間內(nèi)，從0V急劇上升到280V，且這是由馬達(dá)轉(zhuǎn)矩波形65的急劇上升引起的。因此，響應(yīng)于三端雙向可控硅開關(guān)27的接通，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩急劇改變，以產(chǎn)生一個(gè)振動(dòng)力，而該振動(dòng)力被傳遞到結(jié)構(gòu)組件上而產(chǎn)生噪聲。
在圖17至22中，顯示了對(duì)相同的馬達(dá)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)進(jìn)行模擬而獲得的結(jié)果，該驅(qū)動(dòng)是通過進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的“低頻脈動(dòng)”而進(jìn)行的。圖17所示的低頻脈動(dòng)的模式，由2個(gè)ON周期和4個(gè)OFF周期組成(以下有時(shí)稱為“2 ON，4 OFF”)。轉(zhuǎn)子速度在穩(wěn)定狀態(tài)下為34rad/sec，而不論是進(jìn)行相位控制(圖11至16)還是低頻脈動(dòng)(圖17至22)。在根據(jù)本發(fā)明的低頻脈動(dòng)中，三端雙向可控硅開關(guān)27在0V的電源電壓導(dǎo)通。在傳統(tǒng)的相位控制方法中，三端雙向可控硅開關(guān)27的導(dǎo)通，使得馬達(dá)電流波形60和馬達(dá)轉(zhuǎn)矩波形65都從下降急劇變?yōu)樯仙瑥亩诶?.055秒的一定時(shí)間里產(chǎn)生了很大的振動(dòng)力(見圖11和16)。
在根據(jù)本發(fā)明的低頻脈動(dòng)中，三端雙向可控硅開關(guān)27在例如0.1秒的預(yù)定時(shí)間中導(dǎo)通，而馬達(dá)電流波形仍然處于上升斜率上升過程中；類似地，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩波形75(見圖22)仍然處于上升且其斜率增大了幾倍；顯然，該改變比在圖16中在0.055秒的時(shí)間中發(fā)生的改變的急劇程度要小。馬達(dá)轉(zhuǎn)矩這種減小的變化—它出現(xiàn)在三端雙向可控硅開關(guān)27導(dǎo)通之后，是根據(jù)本發(fā)明的低頻脈動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)有效衰減的第一個(gè)機(jī)制。
當(dāng)三端雙向可控硅開關(guān)27被關(guān)斷時(shí)，在這兩種方法中產(chǎn)生的振動(dòng)力類似，如通過比較圖16中0.055秒處的尖銳的轉(zhuǎn)矩變化和圖22中在0.13秒處的尖銳轉(zhuǎn)矩變化所能夠看見的。
現(xiàn)在比較三端雙向可控硅開關(guān)27在單位時(shí)間里被導(dǎo)通和關(guān)斷的次數(shù)。在圖11至16所示的傳統(tǒng)相位控制中，三端雙向可控硅開關(guān)27以商用頻率(60Hz)的兩倍的頻率被導(dǎo)通和關(guān)斷，因此，它不僅以120Hz的頻率被導(dǎo)通，而且還以該頻率被關(guān)斷，而在圖17至22所示的根據(jù)本發(fā)明的低頻脈動(dòng)中，該三端雙向可控硅開關(guān)不僅以10Hz的頻率被導(dǎo)通，而且還以該頻率被關(guān)斷。在一個(gè)頻帶中的該振動(dòng)力，在比商用頻率高的頻率處，對(duì)噪聲的產(chǎn)生有更大的貢獻(xiàn)，且該振動(dòng)力受到在三端雙向可控硅開關(guān)27被導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的很大影響。與傳統(tǒng)的相位控制相比，根據(jù)本發(fā)明的低頻脈動(dòng)使三端雙向可控硅開關(guān)27能夠以單位時(shí)間內(nèi)更小的次數(shù)導(dǎo)通和關(guān)斷(在所考慮的例子中，為現(xiàn)有技術(shù)中三端雙向可控硅開關(guān)被導(dǎo)通和關(guān)斷的次數(shù)的1/12)，因而提供了有效的衰減效果。
在圖23和24中，分別顯示了為圖16所示的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩波形65和圖22所示的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩波形75計(jì)算的功率譜。各圖中的縱軸為功率譜的常用對(duì)數(shù)乘以十，它隨后用具有噪聲特性A的電路進(jìn)行了校正。如一般所知道的，具有特性A的校正電路是進(jìn)行人類聽覺器官的頻率加權(quán)的濾波器。一個(gè)聲音電平計(jì)與具有麥克風(fēng)輸出的簡單放大器的不同，在于它具有內(nèi)裝的電路，用于提供歸一化的、經(jīng)過聽覺器官校正的特性。它是包括電阻和電容結(jié)合的電子電路，用于保證從麥克風(fēng)至該聲音電平計(jì)的所有部分的總體頻率特性與聽覺器官的特性相近似。在日本，為聲音電平計(jì)指定了兩種特性A和C(特性B根據(jù)JIS是可選的)；另外還提供了帶有用于飛機(jī)噪聲測定的特殊用途或帶有在寬范圍內(nèi)平坦的特性的特性D的某些類型的聲音電平計(jì)。在Weight and Measure Act中，噪聲電平由特性A限定，且它是國際公認(rèn)的，以用特性A進(jìn)行所有的聲音電平測量。
為了進(jìn)行討論，假定電源頻率(f)為60Hz。當(dāng)馬達(dá)在相位控制(圖23)下受到驅(qū)動(dòng)時(shí)，占主導(dǎo)地位的譜值出現(xiàn)在為2f的整數(shù)倍的頻率(120Hz、240Hz、360Hz……)處，且它們?yōu)椤?2dB(120Hz)、—60.4dB(240Hz)和—64.6dB(360Hz)。在1kHz附近的頻率處，例如在970Hz，該譜值為—75.8dB。
當(dāng)馬達(dá)在根據(jù)本發(fā)明的低頻脈動(dòng)下受到驅(qū)動(dòng)時(shí)(圖24)，占主導(dǎo)地位的譜值出現(xiàn)在為10Hz的倍數(shù)的頻率處。在所考慮的情況下，低頻脈動(dòng)是2—ON，4—OFF周期進(jìn)行的，每個(gè)周期包括6個(gè)波長。由于電源頻率是60Hz，可以理解的是，占主導(dǎo)地位的譜值出現(xiàn)在10Hz的倍數(shù)的頻率處；在120Hz、240Hz和360Hz處的值分別是—75.4dB、—84.7dB和—88.9dB。在1kHz，該譜值是—104.0dB。
通過比較圖23和24，可以明顯地看出這兩種馬達(dá)激勵(lì)控制方法的不同。低頻脈動(dòng)產(chǎn)生的譜值比相位控制方法產(chǎn)生的小13.4dB(在120Hz)、24.3dB(在240Hz和360Hz)、和28.2dB(在1kHz或其他頻率)。
在已經(jīng)描述的實(shí)際的模型實(shí)驗(yàn)中，在低頻脈動(dòng)中在120Hz處測量到的噪聲電平，與在相位控制方法中的相應(yīng)相差多達(dá)11.9dB(比較圖5和10)。由于在120Hz處的模擬差為13.4dB，因而可以看出，模擬的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全符合。圖24還顯示出，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的效果在130Hz處為最大；然而，如圖5所示，帶有機(jī)械系統(tǒng)的共振，使實(shí)際的模型的部件在120Hz處產(chǎn)生了最大的噪聲電平。
因此，前述的結(jié)果顯示出，低頻脈動(dòng)在抑制由于具有與2f成正比的頻率的部件引起的振動(dòng)和噪聲方面，比現(xiàn)有技術(shù)情況1的相位控制方法更為有效。該低頻脈動(dòng)，在大大降低高頻范圍中的譜值方面，是特別有效的，因此，從人類聽覺范圍內(nèi)考慮，它是一個(gè)有力的工具。
圖25和26分別顯示了以流過主繞組的電流的波形和馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的波形的1—ON，2—OFF模式進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)模擬的結(jié)果。圖27和28分別顯示了用流過主繞組的電流的波形和馬達(dá)轉(zhuǎn)矩波形的4—ON，8—OFF模式的模擬結(jié)果。由于這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)模式產(chǎn)生相同的激勵(lì)率，因而轉(zhuǎn)速大體上相同。
圖29和30分別顯示了圖26和28所示的轉(zhuǎn)矩波形的功率譜的模擬結(jié)果。圖29顯示了用20Hz的基本頻率的1—ON，2—OFF模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，該頻率是60Hz的電源頻率的1/3。譜的峰值出現(xiàn)在40Hz、60Hz、80Hz……處，它們是20Hz的整數(shù)倍。在用特性A校正之后，在140Hz處出現(xiàn)了一個(gè)—68.7dB的最大峰，且它比出現(xiàn)在2f(＝120Hz)處的—77.9dB大9.2dB。
圖30顯示了用5Hz的基本頻率的4—ON，8—OFF模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的模擬結(jié)果，該頻率是60Hz的電源頻率的1/12。在5Hz的整數(shù)倍處，即5Hz、10Hz、15Hz、20Hz……，出現(xiàn)了譜峰。在用特性A校正之后，在125Hz處出現(xiàn)了一個(gè)—69.9dB的最大峰，且它比出現(xiàn)在2f(＝120Hz)處的—71.4dB大1.5dB。
表1顯示了圖24、29和30中的前三個(gè)轉(zhuǎn)矩譜峰，以及在120Hz處的譜值。
表1
從表1可見，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的頻率所驅(qū)動(dòng)模式的變化很大。對(duì)于每一個(gè)驅(qū)動(dòng)模式，最大峰出現(xiàn)在這樣一個(gè)頻率處，即該頻率是有關(guān)的驅(qū)動(dòng)模式的基本頻率與2f(＝120Hz)相加的結(jié)果。第二峰，在1—ON，2—OFF模式中，出現(xiàn)在160Hz(160Hz是基本頻率20Hz的兩倍與2f相加的結(jié)果)，在2—ON，4—OFF模式中出現(xiàn)在110Hz(110Hz是從2f減去基本頻率10Hz的結(jié)果)，且在4—ON，8—OFF模式中出現(xiàn)在115Hz(115Hz是從2f減去基本頻率5Hz的結(jié)果)。
在2f(＝120Hz)處的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，在1—ON，2—OFF模式中最小，在2—ON，4—OFF模式中次小，在4—ON，8—OFF模式中最大；1—ON，2—OFF模式與4—ON，8—OFF模式之差為6.5dB。
如上所述，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的頻率特性隨著驅(qū)動(dòng)模式的變化是靈敏的，因而通過根據(jù)將要在其上安裝風(fēng)扇馬達(dá)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性來選擇適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)模式，就能夠減小磁聲。如圖31所示，風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)使相連的機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)，從而產(chǎn)生磁聲，因而，如果它們的自然頻率與轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主頻率f相一致，機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)就會(huì)增大。換言之，通過按照所用的機(jī)械結(jié)構(gòu)來選擇適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)模式，就能夠避免不希望的機(jī)械共振，從而衰減磁聲。
在實(shí)際中，低頻脈動(dòng)產(chǎn)生如圖22所示的轉(zhuǎn)矩波形(4—ON，8—OFF模式)和如圖26所示的波形(1—ON，2—OFF模式)。顯然，轉(zhuǎn)矩波形形狀的略微不同，導(dǎo)致了轉(zhuǎn)矩譜峰的主頻率的不同。例1—3現(xiàn)在將本發(fā)明的例1—3與現(xiàn)有技術(shù)情況2的驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行比較，它們都被用來控制通過主繞組的電流。實(shí)際上，主和輔助繞組在現(xiàn)有技術(shù)情況2中都受到通—斷控制；然而，為了能夠?qū)Σ煌募?lì)模式進(jìn)行比較，模擬是在一定的條件下進(jìn)行的。
在模擬中所用的馬達(dá)和相關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，與用來獲得圖23、24、29和30所示的數(shù)據(jù)的相同。借助不同的激勵(lì)模式，對(duì)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩的暫態(tài)波形進(jìn)行了模擬，以確定轉(zhuǎn)矩變化的譜，且其結(jié)果被顯示在圖32至35中。相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)模式如下2—ON，1—OFF(圖32)；4—ON，2—OFF(圖33)；2—ON，2—OFF(圖34)；以及3—ON，3—OFF(圖35)。表2列出了各個(gè)譜中的前六峰的特性。圖32至35和表2中所示的譜的dB值，是用特性A校正之后的值。
表2<
>圖32和34顯示了例1—3中實(shí)現(xiàn)的低頻脈動(dòng)的激勵(lì)模式，且圖33和35顯示了現(xiàn)有技術(shù)情況2中所用的激勵(lì)模式。將圖32和33(67％激勵(lì))和圖34和35(50％激勵(lì))進(jìn)行比較，可以看出，在例1—3中出現(xiàn)的120Hz轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，比出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)情況2中的電平低1.2dB(A)。顯然，ON周期數(shù)目少，有助于抑制電容馬達(dá)中的2f轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的產(chǎn)生。
雖然對(duì)本發(fā)明的例1—3和現(xiàn)有技術(shù)情況2進(jìn)行了比較，以顯示本發(fā)明在轉(zhuǎn)矩的頻率特性方面的優(yōu)越性，但還應(yīng)該注意的是，本發(fā)明在馬達(dá)的定子的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)子的軸向偏移方面，具有以下的優(yōu)點(diǎn)。一般地說，振動(dòng)頻率的增大，使得在振動(dòng)力作用下的振動(dòng)幅度的減小，這是由于接收振動(dòng)力的部件的質(zhì)量的作用。因此，在相同的振動(dòng)力下，通過增大振動(dòng)頻率，可以減小振動(dòng)的幅度。如果振動(dòng)的幅度減小，則不僅能夠避免機(jī)械部件的響聲和移動(dòng)，而且能夠避免它們的間隙處的撞擊和振動(dòng)，從而減小了諸如“敲打聲”的異常聲音。在例13中，ON周期數(shù)目被固定在2個(gè)，且通過采用2—ON，2—OFF模式，獲得了50％的激勵(lì)。在此情況下，以O(shè)N—OFF周期計(jì)算的振動(dòng)力的基本頻率，是15Hz(＝60Hz/4)。相比之下，在現(xiàn)有技術(shù)情況2中，各個(gè)通一斷模式由6個(gè)周期組成，且50％的激勵(lì)是采用3—ON，3—OFF模式獲得的。在此情況下，由ON—OFF周期計(jì)算的振動(dòng)力的基本頻率是10Hz(60Hz/6)。因此，根據(jù)本發(fā)明，振動(dòng)力的基本頻率能夠得到增大，以將振動(dòng)的幅度減小足夠的程度，從而避免由于顫動(dòng)而引起的撞擊，從而衰減了“敲打聲”和其他異常的聲音。
現(xiàn)在進(jìn)行具體的討論。在空調(diào)機(jī)的室內(nèi)單元中的風(fēng)扇馬達(dá)的重量，由防振橡膠進(jìn)行支撐，以防止振動(dòng)，且用于支撐馬達(dá)定子的馬達(dá)框架經(jīng)常沿著扭轉(zhuǎn)的方向受到彈性支撐。馬達(dá)中產(chǎn)生的力矩的反作用力，使馬達(dá)框架沿著扭轉(zhuǎn)方向振動(dòng)。此時(shí)，在振動(dòng)頻率高于防振支撐系統(tǒng)的自然頻率的區(qū)域中，振動(dòng)的幅度一般與振動(dòng)頻率的平方成反比。在所考慮的情況下，(10Hz/15Hz)×(10Hz/15Hz)＝1/2.25，且振幅可以被減小到現(xiàn)有技術(shù)情況2中所實(shí)際的值的1/2.25。本發(fā)明的這一優(yōu)點(diǎn)，在馬達(dá)重量支撐系統(tǒng)的固有頻率被調(diào)節(jié)到100Hz或更低的情況下，是特別有益的。
還應(yīng)該注意到，在馬達(dá)中，轉(zhuǎn)子的軸向尺寸，相對(duì)于定子的軸向尺寸，有所偏離，因?yàn)橹圃鞎r(shí)的精度不可避免地是較低的。這種缺陷通常被稱為“磁鐵中心偏移”，它在馬達(dá)中不僅產(chǎn)生力矩，而且還產(chǎn)生產(chǎn)生軸向振動(dòng)力。如果轉(zhuǎn)子或定子傾斜從而提供一個(gè)角度的縫，則不論磁鐵中心是否被正確定位，都有軸向振動(dòng)力的作用。轉(zhuǎn)子沿著軸向的位置，由諸如錐形彈簧或適當(dāng)裝置保持，通過該保持系統(tǒng)的彈簧常數(shù)有時(shí)被設(shè)計(jì)得太低，以保證與軸承的壽命相平衡。在此情況下，馬達(dá)的振動(dòng)頻率變得高于該保持系統(tǒng)的固有頻率，且由于上段中所述的機(jī)構(gòu)，增大的振動(dòng)力頻率有助于衰減軸向的振動(dòng)。值得特殊考慮的是馬達(dá)的軸部分。它由一個(gè)軸承和其他機(jī)械元件組成，因而如果振動(dòng)的強(qiáng)度增大，在機(jī)械元件的間隙中會(huì)發(fā)生振動(dòng)撞擊，從而增大產(chǎn)生異常聲音的可能性。因此，如果振動(dòng)頻率象在所考慮的例子中那樣增大，就能夠防止異常聲音的產(chǎn)生。采用其中風(fēng)扇的軸力作為軸向力而被直接傳遞到馬達(dá)的軸上的馬達(dá)設(shè)計(jì)，也能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
例2現(xiàn)在描述本發(fā)明的另一個(gè)例子。為了抑制振動(dòng)和噪聲，ON周期的數(shù)目被固定在2個(gè)，且OFF周期數(shù)目得到改變，以改變馬達(dá)的激勵(lì)率。適合于這種目的的周期模式，可以按照例2中所述的方式應(yīng)用。圖36列出了在ON周期數(shù)目被固定在2的情況下，用各種周期模式獲得的激勵(lì)率的值。四個(gè)主模式(1至4)被結(jié)合起來，且各個(gè)這些模式中的OFF周期數(shù)目得到調(diào)節(jié)，以對(duì)激勵(lì)率進(jìn)行微調(diào)。圖36中所示的這些結(jié)合只是例子，且可以采用類似的技術(shù)來提供激勵(lì)率的其他值。
例3現(xiàn)在描述本發(fā)明的又一個(gè)例子。這是低頻脈動(dòng)的一個(gè)例子，它是以這樣的驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行的，即該驅(qū)動(dòng)模式用于產(chǎn)生力矩脈動(dòng)譜中較小的峰值。圖38中顯示了力矩譜峰的模擬結(jié)果，該力矩譜是當(dāng)與例1中相同的馬達(dá)受到重復(fù)的三個(gè)不同模式的驅(qū)動(dòng)時(shí)獲得的，而這三個(gè)模式產(chǎn)生相同的激勵(lì)率，即1—ON/2—OFF、2—ON/4—OFF和4—ON/8—OFF模式(見圖37)。如從圖38可見，最大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)由140Hz的頻率分量產(chǎn)生，且其脈動(dòng)電平為—71.6dB。將圖24、29、30和表1所示的力矩脈動(dòng)的最大峰相比較，可見—71.6dB的脈動(dòng)電平，比例1中的1—ON/1—OFF模式的最大值—68.7dB低2.9dB，并比例1中的4—ON/8—OFF模式的最大值—69.9dB低1.7dB。
參見表1，可以看到，1—ON/2—OFF、2—ON/4—OFF和4—ON/8—OFF模式，在略微不同的頻率下產(chǎn)生譜峰。因此，通過依次按照這些模式來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，可以使譜峰的頻率得到足夠的分配，以產(chǎn)生較小的譜值。
因此，通過將產(chǎn)生相同激勵(lì)率的幾個(gè)驅(qū)動(dòng)模式結(jié)合起來，可以減小力矩和噪聲和振動(dòng)。
前面描述假定激勵(lì)周期或去激勵(lì)周期(時(shí)間)的數(shù)目是電源周期的整數(shù)倍(例如1、2、……)。然而，應(yīng)該理解的是，這種周期可以是電源周期的一半的整數(shù)倍，例如1.5、2.5、3.5……。一個(gè)例子是以1.5—ON/3—OFF的模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，且圖40顯示了在此情況下將要產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩波形的模擬結(jié)果。顯然，該波形的性質(zhì)介于圖26和28所示的波形之間，且通過激勵(lì)馬達(dá)等于電源周期的一半的整數(shù)倍的周期的數(shù)目，可以獲得令人滿意的結(jié)果。
圖41顯示了當(dāng)激勵(lì)率α被保持在恒定值而ON周期數(shù)目改變時(shí)，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速是如何改變的。顯然，1.5個(gè)ON周期、2.5個(gè)ON周期和3.5個(gè)ON周期都可以采用。
前面描述還假定采用帶有電容的單相馬達(dá)。然而，應(yīng)該注意的是，借助本發(fā)明的相同的原理，也可以采用多相馬達(dá)—它與單相馬達(dá)的不同之在于相位的數(shù)目—來達(dá)到相同的目的。
對(duì)于單相馬達(dá)的另一種結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行額外的描述。在前述的例子中，討論是關(guān)于只在主繞組上進(jìn)行通—斷控制的情況的。然而，這不是本發(fā)明的唯一情況，且通過對(duì)主和輔助繞組都進(jìn)行通—斷控制，可以獲得一定的優(yōu)點(diǎn)。
例4該例子涉及將本發(fā)明應(yīng)用到單純的單相感應(yīng)電機(jī)。圖39顯示了分相啟動(dòng)的單相感應(yīng)電機(jī)。如所示，一個(gè)輔助繞組44經(jīng)過啟動(dòng)開關(guān)47而與交流電源1相連。在啟動(dòng)時(shí)，輔助繞組44還受到激勵(lì)，以產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)力矩；然而，在啟動(dòng)起來之后，轉(zhuǎn)速增大且所產(chǎn)生的離心力使啟動(dòng)開關(guān)47打開，且機(jī)器在只有主繞組受到激勵(lì)的情況作為單純的單相感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行。三端雙向可控硅開關(guān)27隨后受到控制，以便以與電容馬達(dá)相同的方式進(jìn)行速度控制。
空調(diào)機(jī)的另一個(gè)問題，是它們的室外單元在壓縮機(jī)工作時(shí)由于脈動(dòng)而產(chǎn)生可以聽見的異常聲音。這可以用幾種方法來解決，以下是一種可以采用的方法。
以馬達(dá)一個(gè)額外繞組的形式，設(shè)置一個(gè)Lo抽頭(T連接)。該抽頭不是用于速度控制的，而是用于把各個(gè)單元設(shè)定在公共的最小轉(zhuǎn)速的。如果由于馬達(dá)正在制作因而額定的轉(zhuǎn)速有待于確定，則抽頭被設(shè)置在最小的轉(zhuǎn)速處，該轉(zhuǎn)速被設(shè)定得足夠低，以留出安全余量。
圖42中顯示了用于實(shí)施這種方法的具體電路配置。以額外繞組的形式設(shè)置的一個(gè)Lo抽頭(T形連接)，與一個(gè)固態(tài)繼電器62相連。在一個(gè)Hi缺口和一個(gè)Lo缺口61之間的選擇，借助固態(tài)繼電器62進(jìn)行。在傳統(tǒng)上，用于全(100％)激勵(lì)的控制從速度零開始；這不是采用Lo缺口61的脈動(dòng)情況，但速度控制是在Lo缺口和Hi缺口(全激勵(lì))之間實(shí)現(xiàn)的，因而產(chǎn)生了較小的力矩脈動(dòng)。力矩脈動(dòng)比傳統(tǒng)值降低了三分之一至一半，因而預(yù)期的噪聲衰減為6dB至10dB。
額外繞組可以裝有外電阻，如圖43的49所示。這種設(shè)計(jì)對(duì)于消除低頻脈動(dòng)期間的異常聲音，也是有效的。
例5圖44顯示了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)例子的、用于控制風(fēng)扇馬達(dá)的電路配置。
關(guān)于加到主繞組42上的電壓是否過零的檢測的操作細(xì)節(jié)，和關(guān)于借助三端雙向可控硅開關(guān)27的導(dǎo)通或關(guān)斷而對(duì)主繞組42的激勵(lì)或去激勵(lì)的控制的操作細(xì)節(jié)，與上述的相同。
圖45顯示了，當(dāng)風(fēng)扇馬達(dá)受到激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的波形，這種激勵(lì)是通過根據(jù)所考慮的例子來進(jìn)行控制(如能夠用圖44所示的電路實(shí)現(xiàn)的)而獲得的。參見圖45，標(biāo)號(hào)28表示電源電壓的波形；29表示加到微計(jì)算機(jī)13的輸入端P3上的過零信號(hào)的波形，且該輸入波形與在現(xiàn)有技術(shù)中獲得的相同；標(biāo)號(hào)30表示在微計(jì)算機(jī)13的輸出端P4作為輸出而產(chǎn)生的波形；且標(biāo)號(hào)31表示流過風(fēng)扇馬達(dá)的電流的波形。在所考慮的情況下，ON和OFF周期是以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍來計(jì)數(shù)的。
微計(jì)算機(jī)13借助已經(jīng)在上面描述的過零信號(hào)，來計(jì)數(shù)周期的數(shù)目，且它進(jìn)行輸出的方式如下它與過零信號(hào)相同步地將輸出端P4從“L”切換到“H”，且當(dāng)預(yù)定時(shí)間過去以后，微計(jì)算機(jī)將輸出端P4從“H”切換到“L”。
現(xiàn)在更具體地描述該過程，假定主繞組42將要被激勵(lì)給定數(shù)目的周期的情況。首先，輸出端P4與過零信號(hào)同步地被從“L”切換到“H”。當(dāng)隨后過去了一個(gè)預(yù)定時(shí)間(諸如6ms)時(shí)，輸出端P4被從“H”切換到“L”。6ms的時(shí)間間隔，是由微計(jì)算機(jī)13中的內(nèi)裝定時(shí)器確定的。該過零信號(hào)以8.3ms(當(dāng)電源頻率為60Hz時(shí))或10ms(當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí))的周期產(chǎn)生，因而當(dāng)在輸出端P4從“H”被切換到“L”之后2.3ms或4ms時(shí)，過零信號(hào)再次被送進(jìn)微計(jì)算機(jī)13；與該輸入相同步地，輸出端P4再次從“L”被切換到“H”，且在此之后6msec，輸出端P4從“H”被切換到“L”。這種脈沖輸出在所要求的數(shù)目的激勵(lì)周期中被相繼地傳送。如已經(jīng)描述的，三端雙向可控硅開關(guān)27的柵極響應(yīng)于輸出端P4處的“H”信號(hào)而受到觸發(fā)。如已經(jīng)描述的，該柵極觸發(fā)信號(hào)在6ms內(nèi)關(guān)斷，但三端雙向可控硅開關(guān)的柵極在每次出現(xiàn)過零信號(hào)時(shí)都得到重新觸發(fā)；因此，只要來自輸出端P4的輸出脈沖保持在“H”，三端雙向可控硅開關(guān)27就導(dǎo)通，且主繞組42受到激勵(lì)。為了使主繞組42受到去激勵(lì)，可以使輸出端P4即使在輸入了過零信號(hào)的情況下也被保持在“L”電平。OFF周期數(shù)目由該過零信號(hào)計(jì)數(shù)。
為了使風(fēng)扇馬達(dá)2具有由控制因素(諸如空調(diào)機(jī)中的熱交換器的溫度)確定的轉(zhuǎn)數(shù)，微計(jì)算機(jī)13隨機(jī)改變激勵(lì)或去激勵(lì)時(shí)間，從而產(chǎn)生所希望的轉(zhuǎn)數(shù)；這種方法與已經(jīng)描述的方法(它根據(jù)存儲(chǔ)變換圖中的指定模式來確定ON和OFF周期的定時(shí))不同。隨機(jī)數(shù)據(jù)以查詢表的形式被存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器中，且設(shè)置了專門的裝置以相繼地讀取這些數(shù)據(jù)。
輔助繞組44始終受到激勵(lì)。激勵(lì)率α是用以下現(xiàn)有技術(shù)公式計(jì)算的α＝1/2(Non/(Non＋Noff)＋1)×100(％)其中Non是ON周期數(shù)目且Noff是OFF周期數(shù)目。
圖46是流程圖，描述了用于計(jì)算隨機(jī)改變的ON周期數(shù)目的裝置；圖47是流程圖，描述了用于計(jì)算隨機(jī)改變的OFF周期數(shù)目的裝置；且圖48顯示了當(dāng)風(fēng)扇馬達(dá)在以下描述的情況下受到激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的波形。
先描述圖46的流程圖，假定OFF周期數(shù)目被固定的情況。該過程從輸入實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率所需的基準(zhǔn)數(shù)目的ON周期開始。在每兩次激勵(lì)中，產(chǎn)生一次從零至X的隨機(jī)數(shù)，以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)據(jù)，而該隨機(jī)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目的數(shù)值。在第一次激勵(lì)情況下，基準(zhǔn)ON周期數(shù)目被加到該隨機(jī)數(shù)據(jù)(它已經(jīng)被轉(zhuǎn)換成從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目的數(shù)值)上，從而計(jì)算隨機(jī)改變的ON周期數(shù)目。在第二次激勵(lì)中，已經(jīng)被轉(zhuǎn)換成從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目的數(shù)值的隨機(jī)數(shù)據(jù)，被從基準(zhǔn)ON周期數(shù)目中減去，從而計(jì)算出隨機(jī)改變的ON周期數(shù)目。因此，這兩次激勵(lì)的ON周期數(shù)目的平均值，給出了產(chǎn)生所希望的激勵(lì)率所需的周期數(shù)目。在兩次激勵(lì)中產(chǎn)生一次的隨機(jī)數(shù)據(jù)，被轉(zhuǎn)換改變從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目的數(shù)值，因?yàn)槿绻鶞?zhǔn)ON周期數(shù)目(A)小于隨機(jī)數(shù)據(jù)(B)，則從A減去B的結(jié)果將是負(fù)值，且所希望的激勵(lì)率將不能實(shí)現(xiàn)。為了避免這種問題，該隨機(jī)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目的數(shù)值。
例如，采用OFF周期的數(shù)目被固定在3且產(chǎn)生所希望的激勵(lì)率所需的ON周期數(shù)目為6的情況。另外假定產(chǎn)生從零至十的隨機(jī)數(shù)，以給定隨機(jī)數(shù)據(jù)3。將該隨機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(6)的范圍內(nèi)的數(shù)值，給出從0至6的隨機(jī)數(shù)據(jù)＝3×6/10＝1.8忽略小數(shù)部分，我們得到1。因此，為了給第一激勵(lì)計(jì)算隨機(jī)改變的ON周期數(shù)目，該基準(zhǔn)ON周期數(shù)目被加到從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(6)的隨機(jī)數(shù)據(jù)上，給出6＋1＝7為了計(jì)算第二激勵(lì)的隨機(jī)改變ON周期數(shù)目，從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(6)的隨機(jī)數(shù)據(jù)被從基準(zhǔn)ON周期數(shù)目中減去，給出6－1＝5通過重復(fù)該過程，從持續(xù)隨機(jī)改變的ON周期數(shù)目實(shí)現(xiàn)了所希望的激勵(lì)率。
如果ON周期數(shù)目是固定的，則采用圖47所示的流程圖，來以與上述的程序基本相同的程序計(jì)算隨機(jī)改變的OFF周期的數(shù)目，且該程序得到重復(fù)以從持續(xù)隨機(jī)改變的OFF周期的數(shù)目實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率。
例6圖49是流程圖，描述了一個(gè)例子，其中去激勵(lì)時(shí)間是固定的；圖50是流程圖，描述了其中激勵(lì)時(shí)間被固定的一個(gè)例子；且圖51顯示了當(dāng)風(fēng)扇馬達(dá)在以下所述的情況下受到激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生的波形。
參見圖49(或50)，在兩個(gè)激勵(lì)(或者去激勵(lì))中產(chǎn)生一次的隨機(jī)數(shù)據(jù)，被乘以一個(gè)系數(shù)k，以改變隨機(jī)數(shù)的效果。隨機(jī)改變的ON(或OFF)周期數(shù)目，是通過將基準(zhǔn)ON(或OFF)周期數(shù)目加到隨機(jī)數(shù)據(jù)上或?qū)⒃撾S機(jī)數(shù)據(jù)從基準(zhǔn)ON(或OFF)周期數(shù)目中減去，而得到的。因此，如果該隨機(jī)數(shù)據(jù)大于基準(zhǔn)ON(或OFF)周期數(shù)目，則相減的結(jié)果得出負(fù)值，且不能獲得所希望的激勵(lì)率。為了避免這種問題，將與隨機(jī)數(shù)據(jù)相乘的系數(shù)k在從0和1之間的范圍內(nèi)選擇，以使相減的結(jié)果不會(huì)給出負(fù)值。系數(shù)k的適當(dāng)值，是由多個(gè)開關(guān)或其他適當(dāng)?shù)难b置選擇的。
例如，考慮OFF周期的數(shù)目被固定為4且實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率所需的ON周期數(shù)目是5的情況。還假定產(chǎn)生了從0至10的隨機(jī)數(shù)，以得出隨機(jī)數(shù)據(jù)8。將該隨機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(5)的范圍中的數(shù)值，給出從0至5的隨機(jī)數(shù)據(jù)＝8×5/10＝4.0如果按照例子5的程序，隨機(jī)改變的ON周期數(shù)目，對(duì)于第一次激勵(lì)被計(jì)算為5＋4＝9，且對(duì)于第二次激勵(lì)被計(jì)算為5－4＝1。在例6中，轉(zhuǎn)換的隨機(jī)數(shù)據(jù)(4)被乘以一定的k值，例如0.5，以給出4×0.5＝2.0為了計(jì)算第一次激勵(lì)的隨機(jī)改變ON周期數(shù)目，基準(zhǔn)ON周期數(shù)目被加到新的隨機(jī)數(shù)據(jù)(2.0)上，得出5＋2＝7為了計(jì)算第二次激勵(lì)的隨機(jī)改變ON周期數(shù)目，新的隨機(jī)數(shù)據(jù)被從基準(zhǔn)ON周期數(shù)目減去，得出5－2＝3因此，隨機(jī)數(shù)的效果被改變了。應(yīng)該注意的是，值0.5只是系數(shù)k的一個(gè)例子，且它可以是從0至1的任何值，并可以借助多個(gè)開關(guān)或其他適當(dāng)?shù)难b置而方便地選取。
例7如果激勵(lì)率高，則不會(huì)有很多隨機(jī)數(shù)出現(xiàn)的模式。例如考慮其中ON周期數(shù)目被固定在4且實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率的OFF周期的數(shù)目是1的情況。在此情況下，用于計(jì)算隨機(jī)改變的OFF周期的數(shù)目是0或者1，且隨機(jī)數(shù)出現(xiàn)的模式是有限的。此時(shí)，ON和OFF周期的模式變得非單調(diào)，從而有可能產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)。在這樣的情況下，ON和OFF周期的數(shù)目被乘以一個(gè)整數(shù)(例如3)，以使ON周期數(shù)目被增大至12，而OFF周期數(shù)目被增大到3，且用于計(jì)算隨機(jī)改變的OFF周期數(shù)目的隨機(jī)數(shù)據(jù)出現(xiàn)形式的數(shù)目，從0增大至3，從而防止了ON和OFF的模式變成非單調(diào)的。
這種控制方法，對(duì)于增大用于計(jì)算隨機(jī)改變的OFF周期數(shù)目的隨機(jī)數(shù)據(jù)的出現(xiàn)方式的數(shù)目，是有效的，但同時(shí)ON周期數(shù)目也被增大，且2f轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)變得明顯，從而產(chǎn)生2f磁聲。因此，與ON和OFF周期的數(shù)目相乘的整數(shù)，應(yīng)該是這樣的，即它不使2f轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)變得明顯。如果需要，在控制過程中可以改變?cè)摮藬?shù)。
隨機(jī)改變的ON周期數(shù)目或隨機(jī)ON周期數(shù)目，可以用一個(gè)公式(A×基準(zhǔn)ON周期數(shù)目)±k×H來表示，其中H是轉(zhuǎn)換的隨機(jī)數(shù)據(jù)，并用隨機(jī)數(shù)據(jù)×(A×基準(zhǔn)ON周期數(shù)目)/X來表示。該隨機(jī)ON周期數(shù)目對(duì)于第一次激勵(lì)取正值，且對(duì)于第二次激勵(lì)取負(fù)值。在該公式中，符號(hào)A在例7的相乘中對(duì)應(yīng)于整數(shù)3，且k在例6中是對(duì)應(yīng)于0.5的系數(shù)。如果該隨機(jī)數(shù)據(jù)是在0和10之間的數(shù)，X＝10。其中該公式中的A＝1且k＝1的情況，在例5、8和9中進(jìn)行了描述。
如從該公式可見，系數(shù)k在例6中與在例7中用于進(jìn)行相乘的整數(shù)不同。整數(shù)A是這樣一個(gè)數(shù)值，即將它與基準(zhǔn)ON周期數(shù)目本身相乘，而系數(shù)k是與轉(zhuǎn)換后的隨機(jī)數(shù)據(jù)相乘的數(shù)值。同樣的解釋也適用于隨機(jī)OFF周期數(shù)的計(jì)算。
為了改變隨機(jī)數(shù)的效果但不過度增大隨機(jī)ON或OFF周期數(shù)的變化，系數(shù)k可以是可變的。如果在所考慮的公式中，A×基準(zhǔn)ON周期數(shù)目＝轉(zhuǎn)換的隨機(jī)數(shù)據(jù)且k＝1，則第一次激勵(lì)的隨機(jī)基準(zhǔn)ON周期數(shù)目等于2×(A×基準(zhǔn)ON周期數(shù)目)，且第二次激勵(lì)的隨機(jī)ON周期數(shù)目等于零。如果該基準(zhǔn)ON周期數(shù)目小，則隨機(jī)ON周期數(shù)目的兩個(gè)值之間的差不大，但隨著基準(zhǔn)ON周期數(shù)目的增大，該差也將增大，從而可能引起噪聲的產(chǎn)生。在這些情況下，k受到這樣的調(diào)節(jié)，即減小第一和第二次激勵(lì)的隨機(jī)ON周期數(shù)目之間的差。
然而，應(yīng)該記住的是，當(dāng)馬達(dá)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，我們并不知道第一和第二次激勵(lì)的隨機(jī)ON周期數(shù)目之差是否會(huì)對(duì)噪聲的產(chǎn)生產(chǎn)生影響，因而k的值應(yīng)該借助諸如預(yù)先測試的適當(dāng)方法來得到適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。這對(duì)于A也是一樣的，且不知道改變A的值將會(huì)對(duì)噪聲的產(chǎn)生什么影響；因此，應(yīng)該通過諸如預(yù)先測試的適當(dāng)方法，來調(diào)節(jié)A的值。
例8圖52和53是流程圖，描述了一個(gè)實(shí)施例，其中激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間都受到了隨機(jī)改變；圖54顯示了當(dāng)風(fēng)扇馬達(dá)在如下所述的情況下受到激勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生的波形。
在圖52和53中，ON和OFF周期的數(shù)目未被固定，而是隨機(jī)地改變。更具體地說，在兩次激勵(lì)或去激勵(lì)中，產(chǎn)生一次隨機(jī)數(shù)。第一和第二次激勵(lì)的隨機(jī)改變ON周期數(shù)，從激勵(lì)期間產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算。同時(shí)，第一和第二次去激勵(lì)的隨機(jī)改變的OFF周期數(shù)從去激勵(lì)期間中產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算。
例如，考慮其中用于實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率的基準(zhǔn)ON周期數(shù)目是6且基準(zhǔn)OFF周期數(shù)是3的情況。首先，在激勵(lì)期間產(chǎn)生一個(gè)從0至10的隨機(jī)數(shù)，以給出隨機(jī)數(shù)據(jù)7。將該隨機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(6)的范圍內(nèi)的數(shù)值，給出從0至6的隨機(jī)數(shù)據(jù)＝7×6/10＝4.2忽略小數(shù)，得到4。因此，為了計(jì)算第一次激勵(lì)的隨機(jī)改變的ON周期數(shù)，該基準(zhǔn)ON周期數(shù)目被加到從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(6)的隨機(jī)數(shù)據(jù)上，給出6＋4＝10為了計(jì)算第二次激勵(lì)的隨機(jī)改變的ON周期數(shù)，從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(6)的隨機(jī)數(shù)據(jù)被從該基準(zhǔn)ON周期數(shù)目減去，給出6－4＝2通過重復(fù)這一過程，獲得了通常隨機(jī)改變的ON周期數(shù)。
在下一個(gè)步驟，在去激勵(lì)期間產(chǎn)生從0至10的隨機(jī)數(shù)，以給出隨機(jī)數(shù)據(jù)4。將該隨機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成從零至基準(zhǔn)OFF周期數(shù)(3)的數(shù)值，給出從0至3的隨機(jī)數(shù)據(jù)＝4×3/10＝1.2忽略小數(shù)，得到1。因此，為了計(jì)算第一次去激勵(lì)的隨機(jī)改變的OFF周期數(shù)，該基準(zhǔn)OFF周期數(shù)被加到從零至基準(zhǔn)OFF周期數(shù)(3)的隨機(jī)數(shù)據(jù)上，給出3＋1＝4為了計(jì)算第二次去激勵(lì)的隨機(jī)改變的OFF周期數(shù)，該從0至3的隨機(jī)數(shù)據(jù)被從基準(zhǔn)OFF周期數(shù)減去，給出3－1＝2通過重復(fù)這一過程，獲得了通常隨機(jī)改變的OFF周期數(shù)。
以此方式，從隨機(jī)改變ON和OFF周期數(shù)，實(shí)現(xiàn)了所希望的激勵(lì)率。
例9圖55是流程圖，描述了根據(jù)隨機(jī)改變的ON周期數(shù)與基準(zhǔn)ON周期數(shù)目的結(jié)合的控制過程；圖56是流程圖，描述了根據(jù)隨機(jī)改變的OFF周期數(shù)與基準(zhǔn)OFF周期數(shù)的結(jié)合的控制過程；且圖57顯示了當(dāng)風(fēng)扇馬達(dá)在以下情況下受到激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生的波形。
參見圖55，OFF周期數(shù)目是固定的，并輸入一個(gè)基準(zhǔn)ON周期數(shù)目，以實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率。每四次激勵(lì)產(chǎn)生一次從0至X的隨機(jī)數(shù)，以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)據(jù)，且該隨機(jī)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目的數(shù)值。在第一次激勵(lì)中，基準(zhǔn)ON周期數(shù)目被加到該隨機(jī)數(shù)據(jù)上一該隨機(jī)數(shù)據(jù)已經(jīng)被轉(zhuǎn)換成從1至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目的數(shù)值，從而計(jì)算隨機(jī)改變的ON周期數(shù)目。在第二次激勵(lì)中，基準(zhǔn)ON周期數(shù)目被作為輸出提供。在第三次激勵(lì)中，已經(jīng)被轉(zhuǎn)換成從1至基準(zhǔn)ON周期數(shù)的數(shù)值的隨機(jī)數(shù)據(jù)，被從該基準(zhǔn)ON周期數(shù)目中減去，從而計(jì)算出隨機(jī)改變的ON周期數(shù)目。在第四次激勵(lì)中，基準(zhǔn)ON周期數(shù)目被作為輸出提供。因此，例5中所用的控制裝置被同基準(zhǔn)ON周期數(shù)目相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率。
這對(duì)于圖56所示的流程圖，也是如此，只是ON周期數(shù)目被固定，并輸入了用于實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率的基準(zhǔn)OFF周期數(shù)。隨機(jī)改變的OFF周期數(shù)被計(jì)算，并與基準(zhǔn)OFF周期數(shù)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率。
例如，考慮其中OFF周期數(shù)目被固定在3且實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率所需的ON周期數(shù)目為4的情況。產(chǎn)生從0至10的隨機(jī)數(shù)，以給出隨機(jī)數(shù)據(jù)6。將該隨機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(4)的數(shù)值，給出從0至4的隨機(jī)數(shù)據(jù)＝6×4/10＝2.4忽略小數(shù)，得到2。因此，為了計(jì)算第一次激勵(lì)的隨機(jī)改變的ON周期數(shù)，基準(zhǔn)ON周期數(shù)目被加到從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(4)的隨機(jī)數(shù)據(jù)上，給出4＋2＝6在第二次激勵(lì)中，基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(4)被作為輸出提供。在第三次激勵(lì)中，從零至基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(4)的隨機(jī)數(shù)據(jù)，被從該基準(zhǔn)ON周期數(shù)目中減去，給出
4－2＝2在第四次激勵(lì)中，基準(zhǔn)ON周期數(shù)目(4)被作為輸出提供。通過重復(fù)這一過程，從隨機(jī)改變的ON周期數(shù)。實(shí)現(xiàn)希望的激勵(lì)率。
例10圖58顯示了用于通過提供繞組上的抽頭末控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的電路配置。如圖58所示，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，可以通過在設(shè)置在馬達(dá)的輔助繞組44上的抽頭之間進(jìn)行切換，來得到控制。如果激勵(lì)率低，振動(dòng)將增大，因此，通過如圖58所示地從一個(gè)抽頭切換到另一個(gè)抽頭，來控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。如果這種設(shè)計(jì)與例5至9中描述的方法中的一種相結(jié)合，就可以借助非穩(wěn)態(tài)循環(huán)來實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率，從而減小噪聲和振動(dòng)的影響。
對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的以上描述，假定了切換是由可控硅進(jìn)行的，且激勵(lì)的開始和結(jié)束與過零信號(hào)同步。然而，本發(fā)明決不限于這種具體的情況，且從前面描述顯而易見，所需要的只是改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期數(shù)之間的比值以選擇適當(dāng)?shù)募?lì)率的電路配置，以改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
前面描述還假定，每兩次激勵(lì)產(chǎn)生一次隨機(jī)數(shù)，且所希望的激勵(lì)率是從這兩次激勵(lì)的平均計(jì)算的；或者，隨機(jī)數(shù)每四次激勵(lì)產(chǎn)生一次，且采取這四次的平均。然而，應(yīng)該注意的是，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的基本時(shí)間是決不受限制的，且所需要的只是通過在不采用固定模式的情況進(jìn)行平均，來實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率?；蛘?，可以提供產(chǎn)生類似激勵(lì)率值的多個(gè)模式，以供隨機(jī)選擇。
簡而言之，本發(fā)明是一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，該包括一個(gè)過零電壓檢測電路，用于檢測來自交流電源的電壓是否過零；以及，一個(gè)切換電路，用于借助諸如可控硅、三端雙向可控硅開關(guān)或固態(tài)繼電器的適當(dāng)裝置來進(jìn)行通一斷控制，以在交流電源對(duì)一個(gè)馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)之間進(jìn)行切換，且該切換電路通過改變交流電源對(duì)該馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值，來控制馬達(dá)的速度。該驅(qū)動(dòng)單元，借助諸如可控硅、三端雙向可控硅開關(guān)或固態(tài)繼電器，來與交流電源電壓過零同步地開始激勵(lì)，并與一個(gè)激勵(lì)電流的過零相同步地結(jié)束該激勵(lì)；另外，激勵(lì)或去激勵(lì)時(shí)間能夠以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，來進(jìn)行隨機(jī)改變，從而使激勵(lì)或去激勵(lì)的模式得到足夠的偏離，以分散基頻，從而減小噪聲和振動(dòng)。
在最佳實(shí)施例中，設(shè)置了適當(dāng)?shù)难b置，以保證激勵(lì)或去激勵(lì)時(shí)間以這樣的方式受到隨機(jī)控制，即總激勵(lì)率處于所希望的值；根據(jù)這種裝置，隨機(jī)數(shù)以指定的頻率(例如兩次激勵(lì)或去激勵(lì)產(chǎn)生一次)，以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)據(jù)，該隨機(jī)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成從零至對(duì)應(yīng)于所希望的激勵(lì)率的激勵(lì)或去激勵(lì)時(shí)間的數(shù)值，且如此轉(zhuǎn)換的隨機(jī)數(shù)據(jù)被加到所希望的激勵(lì)率上，從而確定隨機(jī)改變的激勵(lì)或去激勵(lì)時(shí)間。在下一次激勵(lì)或去激勵(lì)中，轉(zhuǎn)換的隨機(jī)數(shù)據(jù)被從對(duì)應(yīng)于所希望的激勵(lì)率的激勵(lì)或去激勵(lì)時(shí)間中減去，從而確定隨機(jī)改變的激勵(lì)或去激勵(lì)時(shí)間。
在另一最佳實(shí)施例中，被轉(zhuǎn)換成從零至對(duì)應(yīng)于所希望的激勵(lì)率的激勵(lì)或去激勵(lì)時(shí)間的數(shù)值的隨機(jī)數(shù)據(jù)，被乘以一個(gè)系數(shù)，且這有助于使隨機(jī)數(shù)的效果變?yōu)榭勺兊?，從而使它們?duì)噪聲和振動(dòng)的產(chǎn)生的影響向能夠被方便地估計(jì)出。
如果所希望的激勵(lì)率高，激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間被乘以一個(gè)整數(shù)，從而增加隨機(jī)數(shù)出現(xiàn)的模式的數(shù)目；這對(duì)于使激勵(lì)和去激勵(lì)的模式變得足夠地非單調(diào)以分散基頻，是有效的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如前所述，本發(fā)明涉及一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，它包括過零電壓檢測電路，用于檢測來自一個(gè)交流電源的電壓是否過零；以及，一個(gè)切換電路，用于進(jìn)行通一斷控制，以在交流電源至一個(gè)馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)之間進(jìn)行切換，且它通過改變?cè)摻涣麟娫磳?duì)所述馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值，來控制所述馬達(dá)的速度，其特征在于使激勵(lì)開始的定時(shí)能夠與所述交流電源電壓的過零的定時(shí)一致，且激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)能夠與激勵(lì)電流的過零相一致，而且在于所述激勵(lì)時(shí)間被固定在等于或兩倍于所述電源周期的值，而所述去激勵(lì)時(shí)間以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位改變。由于該ON周期能夠被固定在一個(gè)較小的周期數(shù)，因而能夠衰減2f轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。另外，通過減小ON周期數(shù)目，ON—OFF周期的基本頻率能夠被設(shè)定在一個(gè)足夠高的值，以抑制作用在ON—OFF操作上的振動(dòng)力造成的振幅；因此，能夠消除在其他情況下由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的顫動(dòng)而引起的撞擊振動(dòng)，從而抑制異常聲音。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變?nèi)ゼ?lì)時(shí)間，并同時(shí)將激勵(lì)時(shí)間固定在等于或兩倍于所述電源周期的值，而獲得的多個(gè)激勵(lì)率模式，將它們結(jié)合起來，以實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率，且該技術(shù)對(duì)于以精細(xì)的方式來控制馬達(dá)速度是有效的。
另外，本發(fā)明涉及一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，它包括過零電壓檢測電路，用于檢測來自一個(gè)交流電源的電壓是否過零；以及，一個(gè)切換電路，用于進(jìn)行通—斷控制，以在交流電源至一個(gè)馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)之間進(jìn)行切換，且它通過改變?cè)摻涣麟娫磳?duì)所述馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值，來控制所述馬達(dá)的速度，其特征在于使激勵(lì)開始的定時(shí)能夠與所述交流電源電壓的過零的定時(shí)一致，且激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)能夠與激勵(lì)電流的過零相一致，而且在于所述激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值相等的多個(gè)模式被結(jié)合使用。由于這種技術(shù)在分散ON—OFF周期的基本頻率方面是有效的，因而能夠衰減由于在10Hz附近頻率重復(fù)的通一斷運(yùn)行而產(chǎn)生連續(xù)聲音。分散ON—OFF周期的基本頻率，在分散轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)中的起主導(dǎo)作用的特定頻率，也是有效的，從而衰減了不希望的磁聲的產(chǎn)生。
另外，在本發(fā)明中，馬達(dá)是具有主繞組和輔助繞組的單相電容馬達(dá)，它經(jīng)過一個(gè)電容器而受到激勵(lì)，且交流電源對(duì)所述主繞組的激勵(lì)時(shí)間與去激勵(lì)時(shí)間之間的比值得到改變；因此，能夠衰減在激勵(lì)的導(dǎo)通或關(guān)斷期間當(dāng)馬達(dá)軸顯著振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的異常的“敲打聲”。
另外，根據(jù)本發(fā)明，馬達(dá)的2f轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)能夠得到減小，從而能夠抑制馬達(dá)運(yùn)行期間產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠衰減馬達(dá)產(chǎn)生的刺耳的連續(xù)聲音。
另外，根據(jù)本發(fā)明，馬達(dá)能夠以更為精細(xì)的控制方式運(yùn)行。
另外，根據(jù)本發(fā)明，ON—OFF周期的基本頻率得到了足夠的分散，以減小噪聲和振動(dòng)的產(chǎn)生。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)單元組成的整個(gè)系統(tǒng)能夠以低成本制造。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠制成對(duì)環(huán)境最有利的系統(tǒng)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠制成即使在以高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也能夠具有低噪聲的風(fēng)扇單元。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種風(fēng)扇單元，它具有低噪聲且不會(huì)產(chǎn)生刺耳的聲音。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可以制成具有簡單結(jié)構(gòu)的、低噪聲的風(fēng)扇單元。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可以制成成本低廉的低噪聲的風(fēng)扇單元。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制軸向力引起的噪聲和振動(dòng)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，以固定模式進(jìn)行的運(yùn)行的基頻能夠得到充分的分散，以減小噪聲和振動(dòng)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，ON—OFF周期的基本頻率能夠得到充分的分散，以減小噪聲和振動(dòng)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠以簡單的方法衰減噪聲和振動(dòng)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠以確定而簡單的方式，分散基頻。
另外，根據(jù)本發(fā)明，該基頻能夠以簡單的方法得到進(jìn)一步的分散。
另外，根據(jù)本發(fā)明，即使在所要實(shí)現(xiàn)的激勵(lì)率高的情況下，也能夠分散該基頻。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過隨機(jī)改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期或時(shí)間，可以進(jìn)一步分散該基頻。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地防止噪聲和其他異常聲音。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠在包括低值的整個(gè)頻率范圍中有效地抑制振動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，包括過零電壓檢測電路，用于檢測來自交流電源的電壓是否為過零狀態(tài)；切換電路，用于進(jìn)行通—斷控制，以在交流電源至一個(gè)馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)之間進(jìn)行切換，以通過改變交流電源對(duì)所述馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值，來控制所述馬達(dá)的速度；其中所述切換電路能夠使激勵(lì)開始的定時(shí)與所述交流電源電壓的過零的定時(shí)一致，并使激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)與一個(gè)激勵(lì)電流的過零相一致；且其中所述激勵(lì)時(shí)間被固定在等于或兩倍于所述電源周期的值，且所述去激勵(lì)時(shí)間以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位而得到改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，其特定在于在激勵(lì)時(shí)間被固定等于或兩倍于所述電源周期的值的同時(shí)，通過以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位改變?nèi)ゼ?lì)時(shí)間而實(shí)現(xiàn)的激勵(lì)率的多個(gè)模式，被結(jié)合起來，以實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率。
3.一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，包括過零電壓檢測電路，用于檢測來自交流電源的電壓是否為過零狀態(tài)；切換電路，用于進(jìn)行通—斷控制，以在交流電源至一個(gè)馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)之間進(jìn)行切換，以通過改變交流電源對(duì)所述馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值，來控制所述馬達(dá)的速度；其中所述切換電路能夠使激勵(lì)開始的定時(shí)與所述交流電源電壓的過零的定時(shí)一致，并使激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)與一個(gè)激勵(lì)電流的過零相一致；且其中等于所述激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值的多個(gè)模式被結(jié)合起來使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于所述馬達(dá)包括一個(gè)單相電容馬達(dá)，它具有主繞組和經(jīng)過一個(gè)電容而受到激勵(lì)的輔助繞組，且其中從交流電源對(duì)所述主繞組進(jìn)行激勵(lì)的時(shí)間與去激勵(lì)時(shí)間之間的比值是變化的。
5.一種馬達(dá)單元，包括一個(gè)馬達(dá)；一個(gè)交流電源，它給所述馬達(dá)提供激勵(lì)電流；一個(gè)切換電路，借助它來導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，以使該馬達(dá)受到激勵(lì)或去激勵(lì)；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，用于控制所述切換電路的導(dǎo)通和關(guān)斷以改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值，所述驅(qū)動(dòng)單元通過在將所述激勵(lì)或去激勵(lì)周期固定在預(yù)定值的同時(shí)，以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變所述去激勵(lì)或激勵(lì)周期，來控制馬達(dá)的速度，其中該預(yù)定值是所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的馬達(dá)單元，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)單元通過在將所述激勵(lì)或去激勵(lì)周期固定在一個(gè)預(yù)定值的同時(shí)以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變所述去激勵(lì)或激勵(lì)周期，來控制馬達(dá)的速度，其中該預(yù)定值是所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍，所述預(yù)定值是以這樣的方式選擇的，即使得切換電路被導(dǎo)通或關(guān)斷的基本頻率在所述馬達(dá)的激勵(lì)率為高值的范圍內(nèi)至少為15Hz。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的馬達(dá)單元，其特征在于根據(jù)至少兩種預(yù)定值的多個(gè)激勵(lì)率模式被結(jié)合起來，以實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的馬達(dá)單元，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)單元通過在將所述激勵(lì)或去激勵(lì)周期固定在一個(gè)預(yù)定值的同時(shí)以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變所述去激勵(lì)或激勵(lì)周期，來控制馬達(dá)的速度，其中該預(yù)定值是所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍，且其中根據(jù)至少兩種預(yù)定值來設(shè)定等于所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值的多個(gè)模式，所述各個(gè)模式被依次有選擇地采用。
9.馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元的控制方法，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元將來自一個(gè)交流電源的激勵(lì)電流送到一個(gè)馬達(dá)，并借助一個(gè)切換電路來導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，以使所述馬達(dá)得到激勵(lì)和去激勵(lì)，且所述馬達(dá)的速度是通過改變所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值而受到控制的，該方法包括以下步驟提供多個(gè)模式，這些模式用于實(shí)現(xiàn)相同的激勵(lì)率，該激勵(lì)率等于所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值；以及從所述多個(gè)模式中選擇一個(gè)特定的模式，并設(shè)定如此選出的模式，以控制所述馬達(dá)的速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的控制方法，進(jìn)一步包括選擇一個(gè)模式來作為所述特定模式以在馬達(dá)運(yùn)行期間產(chǎn)生小的噪聲或振動(dòng)的步驟。
11.一種風(fēng)扇單元，包括一個(gè)風(fēng)扇；用于驅(qū)動(dòng)所述風(fēng)扇的馬達(dá)；用于向所述馬達(dá)提供激勵(lì)電流的交流電源；一個(gè)切換電路，用于導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，以激勵(lì)和去激勵(lì)所述馬達(dá)；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，用于控制所述切換電路的導(dǎo)通和關(guān)斷以改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值，所述驅(qū)動(dòng)單元，通過以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變所述激勵(lì)周期或所述去激勵(lì)周期或這兩種周期，來改變馬達(dá)的速度；其中所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值被以這樣的方式設(shè)定，即使得在由所述驅(qū)動(dòng)單元控制的速度的高范圍內(nèi)，所述切換電路被導(dǎo)通或關(guān)斷的基本頻率處于預(yù)定的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的風(fēng)扇單元，其特征在于所述預(yù)定范圍是這樣的，即使得所述基本頻率處于15至30Hz的范圍內(nèi)。
13.一種風(fēng)扇單元，包括一個(gè)風(fēng)扇；用于驅(qū)動(dòng)所述風(fēng)扇的馬達(dá)；向所述馬達(dá)提供激勵(lì)電流的交流電源；一個(gè)切換電路，用于導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，以對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行激勵(lì)和去激勵(lì)；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，用于導(dǎo)通和關(guān)斷所述切換電路以改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值，所述驅(qū)動(dòng)單元通過以所述交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來改變所述激勵(lì)周期或所述去激勵(lì)周期或這兩種周期，來改變至所述馬達(dá)的激勵(lì)率；其中所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值是以這樣的方式設(shè)定的，即使得在將要由所述驅(qū)動(dòng)單元控制的激勵(lì)率的高范圍中，所述切換電路受到導(dǎo)通和關(guān)斷的模式處于從4至2個(gè)周期的范圍中。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中的任何一項(xiàng)的風(fēng)扇單元，進(jìn)一步包括用于支撐該馬達(dá)的裝置，該裝置的固有頻率不大于100Hz。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任何一項(xiàng)的風(fēng)扇單元，其中一個(gè)軸向力被加到馬達(dá)的軸上。
16.一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器控制方法，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器將來自一個(gè)交流電源的激勵(lì)電流送到一個(gè)馬達(dá)，并借助一個(gè)切換電路導(dǎo)通和關(guān)斷來自所述交流電源的激勵(lì)，從而使所述馬達(dá)被激勵(lì)和去激勵(lì)，且所述馬達(dá)的速度通過改變所述激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值而得到控制，其特征在于其中所述激勵(lì)周期或所述去激勵(lì)周期或這兩種周期以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位而受到多次隨機(jī)改變，且其中所述多次的平均被用來實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率，從而控制所述馬達(dá)的速度。
17.一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元的控制方法，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)過零電壓檢測電路，用于檢測來自一個(gè)交流電源的電壓是否過零；以及，一個(gè)切換電路，用于進(jìn)行通一斷控制，以在該交流電源對(duì)一個(gè)馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)之間進(jìn)行切換，且它通過改變?cè)摻涣麟娫磳?duì)所述馬達(dá)的激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間之間的比值來控制馬達(dá)的速度，其特征在于其中借助所述切換電路能夠使激勵(lì)開始的定時(shí)與所述交流電源電壓的過零的定時(shí)相一致，并使激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)與一個(gè)激勵(lì)電流的過零相一致，且其中通過以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位來隨機(jī)改變所述激勵(lì)時(shí)間或所述去激勵(lì)時(shí)間或者這兩種時(shí)間，來實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的控制方法，其特征在于該激勵(lì)周期或該去激勵(lì)周期或這兩種周期，或者該激勵(lì)時(shí)間或該去激勵(lì)時(shí)間或者這兩種時(shí)間，以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位而得到隨機(jī)改變，且其中隨機(jī)獲得的數(shù)值和通過將所述隨機(jī)獲得的數(shù)值加到一個(gè)預(yù)定值上或者通過從所述預(yù)定值減去所述隨機(jī)獲得的數(shù)值而獲得的數(shù)值被結(jié)合起來，以實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17的控制方法，其特征在于該激勵(lì)周期或該去激勵(lì)周期或這兩種周期，或者該激勵(lì)時(shí)間或該去激勵(lì)時(shí)間或者這兩種時(shí)間，以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位而得到隨機(jī)改變，且其中該隨機(jī)獲得的數(shù)值是從預(yù)定范圍中的數(shù)值中選出的。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或17的控制方法，其特征在于該激勵(lì)周期或該去激勵(lì)周期或這兩種周期，或者該激勵(lì)時(shí)間或該去激勵(lì)時(shí)間或者這兩種時(shí)間，以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位而得到隨機(jī)改變，且其中該隨機(jī)獲得的數(shù)值是從預(yù)定范圍中的數(shù)值中選出的并在隨后受到處理以經(jīng)歷一定的變化。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至20中任何一項(xiàng)的控制方法，其特征在于激勵(lì)和去激勵(lì)周期或者激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間都被乘以一個(gè)整數(shù)，以增大隨機(jī)數(shù)出現(xiàn)的模式的數(shù)目。
22.根據(jù)權(quán)利要求16至21中任何一項(xiàng)的控制方法，其特征在于激勵(lì)和去激勵(lì)周期或者激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間都受到隨機(jī)控制。
23.一種馬達(dá)單元，包括一個(gè)馬達(dá)；一個(gè)交流電源，用于向所述馬達(dá)提供激勵(lì)電流；一個(gè)切換電路，借助它來自所述交流電源的激勵(lì)得到導(dǎo)通和關(guān)斷，以使該馬達(dá)受到激勵(lì)和去激勵(lì)；以及，一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，它控制所述切換電路的導(dǎo)通和關(guān)斷，以改變激勵(lì)和去激勵(lì)周期之間的比值，所述驅(qū)動(dòng)單元以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，來多次地隨機(jī)改變所述激勵(lì)周期或所述去激勵(lì)周期或這兩種周期，且其中所述多次的平均被用來實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率，以控制所述馬達(dá)的速度，該馬達(dá)是單相馬達(dá)并具有主繞組和將要經(jīng)過一個(gè)電容而受到激勵(lì)的輔助繞組。
24.一種馬達(dá)單元，包括一個(gè)馬達(dá)；一個(gè)交流電源，用于向所述馬達(dá)提供激勵(lì)電流；一個(gè)切換電路，借助它來自所述交流電源的激勵(lì)得到導(dǎo)通和關(guān)斷，以使該馬達(dá)受到激勵(lì)和去激勵(lì)；以及，一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，它控制所述切換電路的導(dǎo)通和關(guān)斷，以改變激勵(lì)和，去激勵(lì)周期之間的比值，所述驅(qū)動(dòng)單元以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，來多次地隨機(jī)改變所述激勵(lì)周期或所述去激勵(lì)周期或這兩種周期，且其中所述多次的平均被用來實(shí)現(xiàn)所希望的激勵(lì)率，以控制所述馬達(dá)的速度，該馬達(dá)具有與一個(gè)繞組相連的多觸點(diǎn)抽頭引線，從而使它能夠按照所希望的激勵(lì)率的值而有選擇地得到使用。
全文摘要
馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)過零電壓檢測電路，用于檢測交流電源1的電壓是否處于過零狀態(tài)；一個(gè)切換電路，用于進(jìn)行通—斷控制，以在馬達(dá)2的激勵(lì)和去激勵(lì)間切換，并通過改變激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)間的比值，來控制馬達(dá)速度。激勵(lì)開始的定時(shí)與電源的過零的定時(shí)一致，而激勵(lì)結(jié)束的定時(shí)與激勵(lì)電流的過零一致，且激勵(lì)時(shí)間被固定在等于或兩倍于所述電源周期的值，而去激勵(lì)時(shí)間以該交流電源的周期的一半的整數(shù)倍為單位，得到改變。
文檔編號(hào)H02P25/04GK1122531SQ9510773
公開日1996年5月15日 申請(qǐng)日期1995年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月7日
發(fā)明者今城昭彥, 吉桑義雄, 秋山卓夫, 石川憲和, 林田達(dá)尚, 長谷川優(yōu), 川岸賢至, 滿和行, 石田晴彥, 戶英和 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社