專利名稱：用于驅(qū)動多相直流電機的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動多相直流電機的裝置，該裝置包括一種多相變換器，而該變換器以下述方式將驅(qū)動信號施加于電機繞組上由驅(qū)動信號按給定的順序循環(huán)地驅(qū)動這些繞組，且對該驅(qū)動信號進行脈寬調(diào)制，以用來控制電機速度。
在開頭段落中定義的這類裝置見歐洲專利申請0419303。
在所述已知的裝置中，借助于脈寬調(diào)制來控制施加于電機的功率。為提高電機的速度，通過增加脈寬調(diào)制的脈寬來增加施加于電機的功率。為降低電機的速度，通過減小脈寬來減少施加于電機的功率，其結(jié)果是，電機因其內(nèi)部摩擦力而造成電機速度的降低。
這種已知裝置的缺點是電機的減速相當慢，即比提高電機速度要慢得多。因此，就這種已知裝置來說，電機不是有效減速或制動的。如果電機的速度暫時過快，那么在電機能以所要求的速度重新開始運行之前，就需要等待電機在摩擦力的作用下充分減速。對CD-ROM驅(qū)動來說，這是特別不希望出現(xiàn)的。
為了解決這個問題，曾建議使施加于電機繞組的驅(qū)動信號的流向暫時反向來有效制動電機。該解決方案的缺點是從正常運轉(zhuǎn)到有效制動，不可能得到平滑過渡。如果使用速度控制，為了得到平滑過渡，就需要首先使電流降至0，然后采取該換向點，再增加電流。這是很困難的。
本發(fā)明的目的是提供一種上文所述問題的解決方法。為此目的，根據(jù)本發(fā)明的裝置，其特征在于同時將一個第一和一個第二驅(qū)動信號加在電機的至少一個繞組上，在該至少一個繞組中，該第一和第二驅(qū)動信號以相反的方向流動，并且該裝置還包括脈寬調(diào)制裝置，用于對第一驅(qū)動信號進行第一脈寬調(diào)制，以及對第二驅(qū)動信號進行第二脈寬調(diào)制，根據(jù)第二脈寬調(diào)制的脈寬，該脈寬調(diào)制裝置相應(yīng)地改變第一脈寬調(diào)制的脈寬，用以加速、有效減速或保持電機的速度，而且如果需要，用于選擇電機的旋轉(zhuǎn)方向。
由于能彼此獨立地控制第一脈寬調(diào)制和第二脈寬調(diào)制的脈寬，所以能在電機有效加速和有效減速(制動)之間實現(xiàn)平滑過渡。根據(jù)本發(fā)明的這種裝置能夠?qū)崿F(xiàn)有效減速，這樣，在電機的有效減速、穩(wěn)定和加速的過程中便能實現(xiàn)平緩過渡。實際上，在有效減速和驅(qū)動之間不再有任何區(qū)別。此外，根據(jù)本發(fā)明的電機能以兩個方向驅(qū)動，并且在每個驅(qū)動方向上，電機的速度均能根據(jù)要求進行加速、有效減速和保持不變。
特別是，當選擇第一工作周期等于第二工作周期時便制動電機。
根據(jù)本發(fā)明裝置的另一實施方案，其特征在于多相變換器包括至少一個第一和一個第二可控開關(guān)元件，用于將第一繞組的第一接線端與直流電源的第一和第二接線端分別相連，并且包括至少一個第二和一個第三可控開關(guān)元件，用于將第二繞組的第一接線端與該直流電源的第一和第二接線端分別相連，第一繞組的第二接線端與第二繞組的第二接線端電氣相連，脈寬調(diào)制裝置產(chǎn)生一個用于切換第一開關(guān)元件的第一控制信號、一個用于切換第二開關(guān)元件的第二控制信號、一個用于切換第三開關(guān)元件的第三控制信號和一個用于切換第四開關(guān)元件的第四控制信號，第一和第二控制信號以如下方式進行脈寬調(diào)制，即第一和第二開關(guān)元件不同時接通，第三和第四控制信號以如下方式進行脈寬調(diào)制，即第三和第四開關(guān)元件不同時接通，且用第一工作周期分別對第一和第四控制信號進行脈寬調(diào)制，用第二工作周期分別對第二和第三控制信號進行脈寬調(diào)制，第一和第二工作周期相對于彼此進行變化，以用于加速、有效減速和保持電機的速度。該另一實施方案的優(yōu)點是由所述開關(guān)元件組成的開關(guān)電路是公知的，且是頻繁成功應(yīng)用的。因此，可以使用已知的、且根據(jù)本發(fā)明能由所述控制信號驅(qū)動的開關(guān)電路來驅(qū)動電機，使電機速度能夠平緩過渡地交替完成加速、有效減速和保持不變。
最好是，第一和第四控制信號彼此相同，并且第二和第三控制信號同樣彼此相同。根據(jù)這種方案，只形成兩種互不相同的控制信號。
現(xiàn)參考附圖對本發(fā)明作更詳細的描述。圖中

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明裝置的實施方案；圖2為一列表，它說明了當圖1所示裝置以公知的方式驅(qū)動一個多相直流電機時，該裝置的運行情況；圖3用圖解的方法表示了由圖1所示裝置提供給電機的驅(qū)動信號；圖4用一些圖形說明了當電機根據(jù)圖2列表驅(qū)動時，圖1所示裝置的運行情況；圖5用一些圖形說明了當電機根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動時，圖1所示裝置的運行情況；圖6用圖解示出了圖1中所示裝置的一部分；圖7示出了一些與圖6所示本發(fā)明的部分裝置有關(guān)的控制圖；圖8示出了一些與圖6所示本發(fā)明的部分裝置有關(guān)的選擇控制方法圖；和圖9示出了一種包含圖1所示裝置的CD-ROM驅(qū)動器。
首先，參考圖1描述一種現(xiàn)有技術(shù)裝置的操作，該裝置用于驅(qū)動無電刷多相直流電機。隨后，參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明的裝置。
圖1所示的裝置用于給無電刷多相直流電機提供驅(qū)動信號，標有參考數(shù)字1。在本例中，該裝置給三相無電刷直流電機8的三個繞組2,4,6提供驅(qū)動信號。繞組2,4,6為電機定子9的一部分。在圖1中還示例性地示出了電機8的轉(zhuǎn)子10。轉(zhuǎn)子10包含一個永磁鐵，它的北極用陰影表示。無陰影的表示是南極。
驅(qū)動信號按給定的順序以如下方式循環(huán)地提供給電機8的定子繞組2,4,6，使得電機的磁性轉(zhuǎn)子被旋轉(zhuǎn)，且在給定的空閑周期內(nèi)至少有一個繞組沒有被提供驅(qū)動信號。本例中，在給定的空閑周期內(nèi)，所有三個繞組都是循環(huán)地且非同時地沒有驅(qū)動信號進行勵磁。
裝置1包括驅(qū)動裝置11，用于以所說的方式將驅(qū)動信號加在電機8的繞組2,4,6上。本例中，驅(qū)動裝置11采用多相變換器11的形式。驅(qū)動信號由多相變換器11產(chǎn)生，并通過導(dǎo)線12,14,16加在電機8的繞組2,4,6上以驅(qū)動電機。因為本例中要驅(qū)動的是一個三相直流電機，所以本例中的多相變換器11是一個三相變換器。在該例子中，多相變換器11包含一個供電電路18和一個順序發(fā)生器20。順序發(fā)生器20經(jīng)導(dǎo)線22.1-22.6以如下方式順序地驅(qū)動供電電路供電電路18順序地-即以給定的循環(huán)順序-為繞組2,4,6提供驅(qū)動信號以實現(xiàn)電機驅(qū)動。供電電路18由常規(guī)的三聯(lián)半H橋電路組成。供電電路18有三個串聯(lián)的電流通路24,24’,24”，該通路位于電源線26和零電位28之間。本例中，電源線26接電源電壓V0，零電位線接地。
每個電流通路24,24’,24”由以晶體管30,32；30’,32’；30”,32”形成的兩個串聯(lián)的開關(guān)元件組成。每個晶體管30,30’,30”,32,32’,32”可以包含一個諸如目前已知的FET，或是其他任何已知的開關(guān)元件。此外，每個開關(guān)元件30,30’,30”,32,32’,32”相應(yīng)還有一個輔助反饋二極管34,34’,34”,36,36’,36”。每個反饋二極管與相應(yīng)開關(guān)元件作反并聯(lián)連接。每反饋二極管均可作為該開關(guān)元件的一個寄生二極管，并與之并聯(lián)連接。在繞組的空閑周期內(nèi)，反饋二極管能夠消耗該繞組內(nèi)反電勢電壓所產(chǎn)生的反饋信號。電源線12,14,16與各自位于開關(guān)元件30,32；30’,32’；30”,32”之間的節(jié)點A,B,C相連。
供電電路18的一種可能工作方式將參考圖2的表和圖3及圖4進行更詳細的描述，該供電電路由順序發(fā)生器20以目前已知的方式進行控制。在圖3中，繞組2,4,6的接線端由節(jié)點A,B和C表示，且相當于圖1和圖2中的節(jié)點A,B,C。一般來講，當電機旋轉(zhuǎn)時，一個節(jié)點(例如節(jié)點A)與電源線26相連，另一個節(jié)點(例如節(jié)點B)與零電位線路28相連，最后一個節(jié)點(例如節(jié)點C)保持浮置。因此，可得到六個不同的相位。例如，在第一相位F，供電電路18由線路22.3以如下方式控制，即開關(guān)元件30接通，其結(jié)果是，節(jié)點A與電源線26相連。同時，在此第一相位F，開關(guān)元件32’由線路22.5以如下方式控制，即節(jié)點B與零電位線路28相連。在此第一相位F期間，其他開關(guān)元件則以如下方式控制它們均被斷開。其結(jié)果是，在第一相位F，驅(qū)動電流開始從電源線26經(jīng)開關(guān)元件30流至節(jié)點A，從節(jié)點A經(jīng)繞組2和4流至節(jié)點B，并且又從節(jié)點B經(jīng)開關(guān)元件32’流至線路28。節(jié)點C仍保持浮置。圖2和圖3說明了該第一相位。圖2中的第一行表示電流由節(jié)點A流至節(jié)點B，這時節(jié)點C保持浮置。在圖3中，該電流用標有參考數(shù)字(1)的環(huán)形箭頭表示。在第二相位-以完全相似的方式-電流由節(jié)點A流至節(jié)點C，這時節(jié)點B保持浮置。其他相位-第三至第六-相應(yīng)地如圖2和圖3所示。此外，驅(qū)動周期Pa可定義成這樣一個周期在此周期內(nèi)驅(qū)動信號施加于電機的一個繞組上。而且，空閑周期Pv可定義成這樣一個周期在此周期內(nèi)沒有驅(qū)動信號施加于繞組。圖3還示出了該驅(qū)動周期Pa和空閑周期Pv。從圖中可以很明顯地看出，在給定的驅(qū)動周期Pa內(nèi)，驅(qū)動信號以如下方式施加于電機繞組上，即在本例中，在兩個繞組的驅(qū)動周期Pa內(nèi)有一個繞組沒有被施加驅(qū)動信號。此外，空閑周期的開始和結(jié)束與驅(qū)動周期的開始和結(jié)束相一致，每個驅(qū)動周期長度是空閑周期的兩倍。在每個驅(qū)動周期內(nèi)，均有一個驅(qū)動脈沖施加于相應(yīng)繞組上，該驅(qū)動脈沖的持續(xù)時間與相應(yīng)驅(qū)動周期的持續(xù)時間相等。
如上所述，在空閑周期Pv內(nèi)，節(jié)點A、節(jié)點B或節(jié)點C之一保持浮置。但是，例如，如果節(jié)點C在第一相位保持浮置，由于電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，將在繞組6中產(chǎn)生一個感應(yīng)電壓。該感應(yīng)電壓存在于節(jié)點C和三個繞組的星節(jié)點S間，它在后文被稱為反電勢信號。同樣，在第二相位F，節(jié)點B和三個繞組的星節(jié)點S之間會產(chǎn)生反電勢信號，并且，在第三相位F，節(jié)點C和三個繞組的星節(jié)點S之間也會產(chǎn)生反電勢信號等等。
通常，已知類型的順序發(fā)生器20根據(jù)時鐘37產(chǎn)生、并經(jīng)線路38施加的時鐘信號的節(jié)奏，在線路22.1-22.6上產(chǎn)生控制信號，按圖3表中給出順序循環(huán)接通開關(guān)元件30,30’,30”,32,32’,32”。例如，順序發(fā)生器20可以包括一個目前已知的移位寄存器，該移位寄存器在電機的一個電旋轉(zhuǎn)中經(jīng)過兩個周期。
圖4中標記F的第一列所示為當電機完成一個完整的電旋轉(zhuǎn)時，相繼產(chǎn)生的六個不同相位。A、B和C行所示為對應(yīng)于電機節(jié)點A、B和C的電壓時間函數(shù)。例如，該圖說明了在第一和第二相位時，節(jié)點A的電壓等于電源電壓V0。在第三相位時，節(jié)點A浮置，且繞組2中將產(chǎn)生反電勢信號。在第四相位開始時，由于節(jié)點A與零電位線路28相連，所以節(jié)點A的電壓變?yōu)榱汶妷?。在第四和第五相位中一直保持該狀態(tài)。在第六相位中，節(jié)點A再次變?yōu)楦≈?，并再次產(chǎn)生一個反電勢信號。在節(jié)點B中產(chǎn)生的信號與節(jié)點A相同，但節(jié)點B中的信號相對于節(jié)點A中的信號有120度相移。同樣，節(jié)點C中的信號相對于節(jié)點A中的信號有240度相移。
根據(jù)本發(fā)明，用特定方法對驅(qū)動信號進行脈寬調(diào)制，以便用于電機8的加速和有效減速。為了該目的，多相位變換器11還包括脈寬調(diào)制裝置40.1-40.6，用于對驅(qū)動信號進行脈寬調(diào)制，該信號通過線路12,14和16施加于電機繞組。該裝置按如下方法操作。在第一相位F(見圖5)，完全相同的控制信號經(jīng)線路22.2和22.4分別施加于開關(guān)元件30’和開關(guān)元件32。借助于脈寬調(diào)制裝置40.2和40.4，對線路22.2和22.4上的、施加于開關(guān)元件30’和32的控制信號用完全相同的方法進行脈寬調(diào)制。這使第一驅(qū)動信號從A經(jīng)繞組2和4流至B，該信號由連續(xù)脈沖Q組成，且該脈沖的脈寬可變(可調(diào)制)。該脈沖重復(fù)頻率通常高于20kHz。已調(diào)制脈寬的信號在圖3中為標有參考數(shù)字(1)的弧線。圖5中的節(jié)點A其陰影部分表示在第一相位，經(jīng)過重復(fù)頻率大約為20KHz的脈寬調(diào)制后，電源電壓交替地施加于節(jié)點A上。
然而，兩個完全相同的控制信號經(jīng)線路22.3和22.5同時施加于開關(guān)元件30和32’。這些控制信號已通過脈寬調(diào)制裝置40.3和40.5進行了完全相同的脈寬調(diào)制。這使第二驅(qū)動信號4(見圖3)通過被切換的開關(guān)元件30和32’，并且通過繞組2和4，該第二驅(qū)動信號與流經(jīng)繞組2和4的第一驅(qū)動信號流向相反。該第二驅(qū)動信號也是由連續(xù)脈沖組成的，該脈寬可變(可調(diào)制)。圖5中的節(jié)點B用陰影部分說明了在第一相位，電源電壓V0以所述重復(fù)頻率大約為20KHz的脈沖施加于節(jié)點B。
多相變換器11以如下方式設(shè)計對線路22.2和線路22.5上的控制信號進行脈寬調(diào)制，以確保開關(guān)元件30’和32’不同時接通。這是為了防止線路26和28之間短路。同樣，對線路22.3和22.4上的控制信號進行脈寬調(diào)制，使開關(guān)元件30和32’不同時接通，以防止線路26和28之間短路。通過圖6也對此進行了說明。為了說明多相變換器11在第一相位F時的工作，圖6僅示出了電機8的繞組2和4，開關(guān)元件30,30’,32,32’和二極管34,34’,36,36’。
在圖3中，前文提及的第一和第二驅(qū)動信號也為標有參考數(shù)字(1)和(4)的弧線。圖7所示為經(jīng)線路22.2,22.3,22.4和22.5分別施加于開關(guān)元件30,32,30’和32’的控制信號。圖7中狀態(tài)Ⅰ表示線路22.2-22.5上的控制信號在一個脈寬調(diào)制周期內(nèi)的可能脈寬調(diào)制。如上所述，線路22.3和22.5上的控制信號確實看來完全一致。線路22.2和22.4上的控制信號確實看來也完全一致。另外，開關(guān)元件30和32決不同時接通，其方法為，線路22.3和22.4上的控制信號不同時接通其相應(yīng)的開關(guān)元件。線路22.2和22.4上的控制信號使已調(diào)制過脈寬的第一驅(qū)動信號通過電機8的繞組2和4，而線路22.3和22.5上的控制信號使已調(diào)制脈寬的第二驅(qū)動信號沿著與第一驅(qū)動信號相反的方向通過電機8的繞組2和4。如狀態(tài)Ⅰ的脈寬調(diào)制所示，由于開關(guān)元件30’和32的接通平均時間比開關(guān)元件30和32’長，所以第一驅(qū)動信號(1)的平均電流將大于第二驅(qū)動信號(4)的平均電流(并具有與其相反的方向)。因此，線路22.2和22.3上控制信號的工作周期大于線路22.3和22.5上控制信號的工作周期。其結(jié)果是電機將按預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動。當需要電機有效減速時，線路22.2和22.4上的控制信號的工作周期逐漸縮短，而線路22.3和22.5上的控制信號的工作周期逐漸增加。其結(jié)果如圖7中的Ⅲ狀態(tài)所示。當前，由于第二驅(qū)動信號(4)強度的時間平均值大于第一驅(qū)動信號(1)強度的時間平均值，所以電機將會有效減速。當達到所需速度時，工作周期恢復(fù)到Ⅰ所示的狀態(tài)。
如前所述，當如狀態(tài)Ⅰ所示的控制信號的工作周期逐漸變化成圖7中狀態(tài)Ⅲ所示信號的工作周期時，引起有效減速。但如果控制信號的工作周期繼續(xù)維持以保持如圖7中所示的狀態(tài)Ⅲ，最終電機將會開始向相反方向旋轉(zhuǎn)。這樣，根據(jù)本發(fā)明，用該裝置可以以第一方向有效地驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，也可以以第二方向有效地驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)，并且每個方向上均可進行有效減速。
當選擇線路22.2和22.4上的控制信號的工作周期等于線路22.3和22.5上的控制信號的工作周期時，第一驅(qū)動信號(1)和第二驅(qū)動信號(4)將相互抵消，且驅(qū)動信號沒有時間平均值經(jīng)過繞組2和4。該狀態(tài)如圖7中Ⅱ所示。
圖7中還用三個狀態(tài)說明了流經(jīng)繞組2和4、方向由A至B的各種驅(qū)動信號的電流總和Q。該圖顯示了在狀態(tài)Ⅰ中，電流Q隨線路22.2和22.4上的控制信號逐漸增加，且隨后受線路22.3和22.5上的控制信號的影響而逐漸減少。而這樣便產(chǎn)生了由A至B的電流Q的時間平均值。如前所述，在狀態(tài)Ⅱ中得到由A至B的電流時間平均值等于零，而在狀態(tài)Ⅲ中，時間平均電流Q的流向與狀態(tài)Ⅰ中的電流Q相反。
在前面描述的實施方案中，線路22.2及22.4上控制信號的工作周期與線路22.3及22.5上控制信號的工作周期總和為100％。但這不是必須的。換句話說，如果需要，工作周期總和可以小于100％，例如，在狀態(tài)Ⅰ中，將線路22.2和22.4上的控制信號的工作周期選擇得小一些(虛線所示)。
通過圖6和7已示出在第一相位F如何將第一和第二驅(qū)動信號(1)，(4)施加于電機繞組2和4上，兩個繞組上的第一和第二驅(qū)動信號(1)和(4)的方向相反，且脈寬調(diào)制裝置對第一驅(qū)動信號進行第一脈寬調(diào)制，并對第二驅(qū)動信號進行第二脈寬調(diào)制，該脈寬調(diào)制裝置適于相互獨立地對第一脈寬調(diào)制和第二脈寬調(diào)制進行脈寬改變，以便加速、有效減速或保持電機的旋轉(zhuǎn)速度，且如果需要，也可用來選擇電機旋轉(zhuǎn)的方向。
與圖5中所示的完全相似，在第二相位F，如圖7所示的線路22.2和22.4上的控制信號施加于開關(guān)元件30’和32上。然而，當前圖7中所示的、線路22.3和22.5上的控制信號被施加于線路22.1和22.6上。因此，當前位于第二相位F的第一驅(qū)動信號就是圖3中弧線(2)所指示的驅(qū)動信號，而位于第二相為F的第二驅(qū)動信號就是圖3中弧線(5)所指示的驅(qū)動信號。此外，這兩個驅(qū)動信號方向相反且分別進行脈寬調(diào)制。這完全類似于所描述的第一相位F。如前文所述，若要以前述預(yù)定方向來驅(qū)動電機，驅(qū)動信號(2)的時間平均值也要大于驅(qū)動信號(5)。為使電機有效減速，這兩個驅(qū)動信號的工作周期均要采用如下方式，即驅(qū)動信號(50)要大于驅(qū)動信號(2)的時間平均值。類似地，在第三相位F，第一驅(qū)動信號標有參考數(shù)字(3)，而第二驅(qū)動信號標有參考數(shù)字(6)。在第四相位F，第一驅(qū)動信號標有參考數(shù)字(4)，且第二驅(qū)動信號標有參考數(shù)字(1)。其后，在第五相位F，第一驅(qū)動信號標有參考數(shù)字(5)，且第二驅(qū)動信號標有參考數(shù)字(2)。最后，在第六相位F，第一驅(qū)動信號標有參考數(shù)字(6)，且第二驅(qū)動信號標有參考數(shù)字(3)。這樣，根據(jù)本發(fā)明，用于驅(qū)動三相直流電機的裝置的每個相位均已考慮到了。
圖8中所示為在第一相F的另一實施方案，根據(jù)該方案，控制信號能夠在線路22.2-22.5上產(chǎn)生。同樣在本例中，線路22.2上的控制信號和線路22.5上的控制信號還如此地切換開關(guān)元件30’和32’，即不同時接通它們。線路22.3和22.4上的控制信號也不同時接通開關(guān)元件30和32。而在本例中，控制信號互有差異，即線路22.2上控制信號脈沖的開始每次都與線路22.4上控制信號脈沖的結(jié)束相一致。同樣，線路22.3上控制信號脈沖的開始與線路22.5上控制信號脈沖的結(jié)束相一致。
如果按上文所述來改變線路22.2-22.5上每個控制信號的工作周期，電機將會以一種完全類似的方式驅(qū)動。因此，對于所選擇的工作周期，如圖8中狀態(tài)Ⅰ所示，其時間平均電流Q也等于圖7中狀態(tài)Ⅰ所示的時間平均電流Q。在圖8所示狀態(tài)Ⅱ和狀態(tài)Ⅲ中，產(chǎn)生于相應(yīng)繞組中的平均電流也與圖7狀態(tài)Ⅱ和Ⅲ中產(chǎn)生的平均電流一致。
同樣對于圖8所示的實施方案，線路22.2和22.4上的控制信號的工作周期和線路22.3和22.5上控制信號的工作周期總和為100％。而另一種可能是工作周期總和小于100％，例如，如果減小線路22.2和22.4上的控制信號的脈寬(如圖8中的虛線部分所示)。所得到的脈寬如陰影區(qū)域所示。這些變型均在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
本例中，脈寬調(diào)制器40.1-40.6由控制裝置42控制?？刂蒲b置42產(chǎn)生控制信號S，并施加于脈寬調(diào)制器40.1-40.6上?？刂蒲b置42還在線路44上產(chǎn)生用于控制順序發(fā)生器20的控制信號。
此外，線路12,14,16上的控制信號可施加于控制裝置42。以目前已知的方式，控制裝置42能夠根據(jù)線路12,14,16上的反電勢信號確定電機的速度。如果所要求的速度經(jīng)線路46輸入到控制裝置41中，控制裝置42便能如前文所述，通過控制驅(qū)動信號的脈寬調(diào)制使電機加速或有效減速，以調(diào)整速度達到期望值?？刂蒲b置42還能通過控制脈寬調(diào)制來選擇電機的旋轉(zhuǎn)方向。圖1所示的裝置1和電機8能有利地應(yīng)用到圖9所示的CD ROM磁盤驅(qū)動器50中。CD ROM磁盤驅(qū)動器50具有讀磁頭和可選的寫磁頭，用于從CD ROM 54中讀取信息以及在CD ROM 54上寫信息(如果需要的話)。由于CD ROM磁盤驅(qū)動器50的電機速度變化頻繁且迅速，所以在CD ROM磁盤驅(qū)動器中使用本發(fā)明裝置尤其有利。這些變型均屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1．一種用于驅(qū)動多相直流電機的裝置，該裝置包含一個多相變換器，該變換器以如下方式為電機繞組提供驅(qū)動信號，即所述繞組由驅(qū)動信號按給定的順序進行周期性驅(qū)動，對驅(qū)動信號進行脈寬調(diào)制以便控制電機的速度，其特征在于第一和第二驅(qū)動信號同時提供給至少一個電機繞組，該第一和第二驅(qū)動信號在此至少一個繞組中以相反的方向流動，并且該裝置還包括脈寬調(diào)制裝置，用于為第一驅(qū)動信號提供第一脈寬調(diào)制和為第二驅(qū)動信號提供第二脈寬調(diào)制，此脈寬調(diào)制裝置根據(jù)第二脈寬調(diào)制的脈寬來改變第一脈寬調(diào)制的脈寬，以便用于使電機加速、有效減速或是保持速度，并且，如果需要的話可用于選擇電機的旋轉(zhuǎn)方向。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于相對于第二驅(qū)動信號的第二工作周期，增加第一驅(qū)動信號的第一工作周期使電機加速或有效減速，而相應(yīng)地，相對于第二驅(qū)動信號的第二工作周期，縮短第一驅(qū)動信號的第一工作周期使電機有效減速或加速。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于分別增加第一工作周期和縮短第二工作周期，以便使電機加速或有效減速，而相應(yīng)地，分別縮短第一工作周期和增加第二工作周期，以便使電機有效減速或加速。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于選擇第一工作周期等于第二工作周期，以便停止電機。
5．根據(jù)前述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于第一驅(qū)動信號在該至少一個繞組兩端產(chǎn)生的電壓差與第二驅(qū)動信號在該至少一個繞組兩端產(chǎn)生的電壓差相等，且方向相反。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該多相變換器包括至少一個第一和一個第二可控開關(guān)元件，用于相應(yīng)地將第一繞組的第一接線端與直流電源的第一和第二接線端相連接，還包括至少一個第三和一個第四可控開關(guān)元件，用于相應(yīng)地將第二繞組的第一接線端與直流電源的第一和第二接線端相連接，第一繞組的第二接線端與第二繞組的第二接線端電氣相連，該脈寬調(diào)制裝置產(chǎn)生一個用于切換第一開關(guān)元件的第一控制信號、一個用于切換第二開關(guān)元件的第二控制信號、一個用于切換第三開關(guān)元件的第三控制信號和一個用于切換第四開關(guān)元件的第四控制信號，并以如下方式對此第一和第二控制信號進行脈寬調(diào)制，即此第一和第二開關(guān)元件不同時接通，在對第三和第四控制信號進行脈寬調(diào)制時，此第三和第四開關(guān)元件不同時接通，并且以第一工作周期分別對第一和第四控制信號進行脈寬調(diào)制，以第二工作周期分別對第二和第三控制信號進行脈寬調(diào)制，第一和第二工作周期相對于彼此進行變化，以便用于加速、有效減速和保持電機的速度。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于分別增加第一工作周期和縮短第二工作周期，以便使電機加速或有效減速，而相應(yīng)地，分別縮短第一工作周期和增加第二工作周期，以便使電機有效減速或加速。
8．根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于第一和第四控制信號彼此相等，同樣第二和第三控制信號也彼此完全相等。
9．根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于第一控制信號脈沖的開始每次都與第四控制信號脈沖的結(jié)束相一致，并且，第三控制信號脈沖的開始每次都與第二控制信號脈沖的結(jié)束相一致。
10．根據(jù)權(quán)利要求6至9之一的裝置，其特征在于選擇第一工作周期等于第二工作周期，以便停止電機。
11．根據(jù)權(quán)利要求6至10之一的裝置，其特征在于第一和第二工作周期之和為100％。
12．一種驅(qū)動系統(tǒng)，包括一個多相直流電機和前述權(quán)利要求之一所述的裝置。
13．一種磁盤驅(qū)動器，包括如權(quán)利要求12所述的驅(qū)動系統(tǒng)。
全文摘要
用于驅(qū)動多相直流電機(8)的裝置,包括一個多相變換器(11),該變換器用于為電機繞組(2,4,6)提供驅(qū)動信號。該多相變換器同時為至少一個電機繞組(2)提供一個第一和一個第二驅(qū)動信號。此第一和第二驅(qū)動信號在此至少一個繞組(2)中以相反的方向流動。該裝置還有脈寬調(diào)制裝置(40.1—40.6)為第一驅(qū)動信號提供第一脈寬調(diào)制,并為第二驅(qū)動信號提供第二脈寬調(diào)制。該脈寬調(diào)制裝置(40.1—40.6)適于改變脈寬調(diào)制的脈寬,以便能加速、有效減速或保持電機(8)的速度,和用于選擇電機的旋轉(zhuǎn)方向。
文檔編號H02P6/00GK1298569SQ99805625
公開日2001年6月6日 申請日期1999年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月30日
發(fā)明者H·C·J·布斯克爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司