專利名稱：用于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)步進(jìn)控制器的換向電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電動(dòng)機(jī)，更具體地說(shuō)涉及用于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的換向電路的改進(jìn)，其中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性得到增強(qiáng)。
背景技術(shù)：
無(wú)刷直流(BDC)電動(dòng)機(jī)在技術(shù)上是眾所周知的。為了使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)完整的一圈，使繞組隨著轉(zhuǎn)子位置的變化換向是必不可少的。換向意味著在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間改變適當(dāng)?shù)木€圈中的電流方向；電刷型電動(dòng)機(jī)是通過(guò)電刷和換向匯流條的排列來(lái)完成該動(dòng)作的。就BDC電動(dòng)機(jī)而言，電子開關(guān)是與轉(zhuǎn)子位置傳感器(RPS)一起添加的。


圖1至圖6圖解說(shuō)明在BDC電動(dòng)機(jī)的電子換向中使用的波形、電路和順序。這種信息在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，并且被包括在此以幫助更好地理解本發(fā)明。
圖1示意地展示按三相纏繞的典型的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和在電動(dòng)機(jī)作為恒速的發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)在相位之間看到的電壓。注意電動(dòng)機(jī)的繞組是為了提供電學(xué)上隔開120°的重疊的正弦三相電壓而設(shè)計(jì)的。在這個(gè)實(shí)例中，電學(xué)度數(shù)等于機(jī)械度數(shù)，即，相電壓的電間隔對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的物理位置。因?yàn)檗D(zhuǎn)子具有兩個(gè)磁極，所以增加磁極的數(shù)目將增加用于轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的電周期數(shù)目。用于每個(gè)繞組的N/S極平衡點(diǎn)發(fā)生在電壓通過(guò)零點(diǎn)并且顛倒極性的地方。創(chuàng)造末端電壓的正弦曲線形狀即電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)的是轉(zhuǎn)子和定子的纏繞方法和類型以及幾何形狀和物理特征。在給定繞組和實(shí)際幾何形狀的情況下由電動(dòng)機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩直接與它在轉(zhuǎn)子受外力驅(qū)動(dòng)時(shí)或者在電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用時(shí)產(chǎn)生的電壓有關(guān)。事實(shí)上，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)Kt和電動(dòng)機(jī)的電壓或反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)Kb在Kt用牛頓米/安培表示而Kb用伏特/弧度/秒表示時(shí)是相等的，即Kt＝Kb這不僅適用于廠商的數(shù)據(jù)單給定的電動(dòng)機(jī)常數(shù)，而且適用于遍及換向周期的波形。換言之，如果BEMF波形在示波器上是作為轉(zhuǎn)子位置的函數(shù)被看到的，那么當(dāng)恒定的電流被加到電動(dòng)機(jī)上時(shí)，作為轉(zhuǎn)子位置的函數(shù)的轉(zhuǎn)矩將按類似的方式變化，與電樞反作用力的效果無(wú)關(guān)。這種情況是用圖2和圖3的波形予以圖解說(shuō)明的。
有一種在一般情況下決定何時(shí)使無(wú)刷電動(dòng)機(jī)換向的合乎邏輯的途徑。眾所周知，在BEMF波形橫越零點(diǎn)處換向不是好的起點(diǎn)，因?yàn)闊o(wú)論多少電流被注入該相都不存在合成的轉(zhuǎn)矩。用于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的每單位電流的峰值轉(zhuǎn)矩是在BEMF波形的峰值位置達(dá)到的，而且電動(dòng)機(jī)平滑地運(yùn)行即在換向周期之間平滑地過(guò)渡是符合要求的。
圖3中電動(dòng)機(jī)的換向點(diǎn)在圖2中被表明在陰影區(qū)域的起點(diǎn)。這些換向點(diǎn)以換向區(qū)域中BEMF波形的峰值為中心，而且在產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的過(guò)程中供電動(dòng)機(jī)諸相均等的分享。
然而，由于這些換向點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)在Kt方面的變化對(duì)于所展示的BEMF波形是大約50％。這意味著對(duì)于恒定的電流輸入，在每個(gè)換向區(qū)域的轉(zhuǎn)矩輸出將改變50％。在諸如通風(fēng)設(shè)備或泵之類的一些應(yīng)用中，這可能是可接受的。為了改善在換向期間轉(zhuǎn)矩的這種變化，即所謂的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，可以使用圖3所示的方案。
在這種情況下，通過(guò)利用BEMF波形的負(fù)半周以及正半周，換向每轉(zhuǎn)一周發(fā)生兩次。轉(zhuǎn)矩現(xiàn)在落在峰值下面大約13％。就三相電動(dòng)機(jī)而言，采用所展示的簡(jiǎn)單的換向方案，這是最好的，它可以用這個(gè)特定的電動(dòng)機(jī)的BEMF波形予以實(shí)現(xiàn)。
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出可以作為遵從施加給無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)定子線圈的電壓的脈動(dòng)被有效地看見。對(duì)于給定的負(fù)載，在電動(dòng)機(jī)朝它的極限被驅(qū)動(dòng)(即，將最大的電流施加給定子線圈)時(shí)，轉(zhuǎn)子將隨著負(fù)載的增加有失速的趨勢(shì)。這種失速通常發(fā)生在轉(zhuǎn)矩曲線中轉(zhuǎn)矩最小的點(diǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，這個(gè)問(wèn)題是通過(guò)利用比較大的電動(dòng)機(jī)提供更多的轉(zhuǎn)矩來(lái)驅(qū)動(dòng)給定的負(fù)載或者通過(guò)利用更稀有的磁性材料來(lái)提高電動(dòng)機(jī)的特性得以解決的。在這兩種情況下，為了驅(qū)動(dòng)給定的負(fù)載，以此滿足必需的負(fù)載驅(qū)動(dòng)規(guī)范，都將招致額外的成本。
在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)中，必不可少的是使所施加的電壓這樣換向，以至于為了適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子只有所施加的交流多相電壓波的峰值被施加到電動(dòng)機(jī)的定子線圈上。為了完成這樣的換向，提供了覺(jué)察轉(zhuǎn)子位置的裝置(通常是霍爾效應(yīng)器件)和激活適當(dāng)?shù)拈_關(guān)(通常是晶體管)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間把電壓施加到適當(dāng)?shù)亩ㄗ由系难b置。傳感器裝置被定位在轉(zhuǎn)子周圍預(yù)先按照角度確定的位置上，并且當(dāng)轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)傳感器位置時(shí)，它可以被看作是從不動(dòng)前進(jìn)到活動(dòng)位置，借此提供可以被用來(lái)產(chǎn)生用于激活開關(guān)的信號(hào)的輸出。這可以被看作是傳感器裝置的狀態(tài)的改變。
一種可以使用的這樣的換向形式是用圖4、圖5和圖6的表1予以圖解說(shuō)明的，并且被稱為六順序換向。六順序換向吸取了圖3所示的三相的優(yōu)勢(shì)。從左向右看，正的或負(fù)的峰值每隔60電度發(fā)生在一個(gè)相中A相中的正峰值、C相中的負(fù)峰值、B相中的正峰值、A相中的負(fù)峰值、C相中的正峰值和B相中的負(fù)峰值。然后，這些60度的區(qū)間在電動(dòng)機(jī)按同樣的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)被重復(fù)。每一相繞組都有正的和負(fù)的60電度包含峰值的運(yùn)行區(qū)間。六個(gè)區(qū)間中每個(gè)區(qū)間都代表用來(lái)把電流施加給那相以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的最佳轉(zhuǎn)子位置。
顛倒電壓和電流的極性進(jìn)入三個(gè)負(fù)的運(yùn)行區(qū)間將按與在三個(gè)正的運(yùn)行區(qū)間中未被顛倒的電流相同的方向提供轉(zhuǎn)矩。圖4A圖解說(shuō)明電流的極性被切換到負(fù)的運(yùn)行區(qū)間時(shí)的連續(xù)的轉(zhuǎn)矩。為了提供連續(xù)的轉(zhuǎn)矩，把相電流正確地排順序成六個(gè)運(yùn)行區(qū)間被稱之為六順序換向方法。電流被切換到按這個(gè)重復(fù)順序A、-C、B、-A、C、-B指出極性的各自的相。
來(lái)自三個(gè)霍爾效應(yīng)器件的轉(zhuǎn)子位置反饋指出相對(duì)于繞組相位轉(zhuǎn)子磁體的位置。切換放大器使用這個(gè)位置信息控制電源何時(shí)按順序被切換和翻轉(zhuǎn)到下一個(gè)相位和運(yùn)行區(qū)間。圖4B展示來(lái)自三個(gè)用傳感器A、B、C標(biāo)注的霍爾器件的輸出。所示的霍爾效應(yīng)器件精確地指出六個(gè)轉(zhuǎn)子位置和最佳切換點(diǎn)。各個(gè)霍爾效應(yīng)器件同相，并且以一相的正和負(fù)運(yùn)行區(qū)間為中心。
在切換放大器中六個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)開關(guān)(圖5)提供用于旋轉(zhuǎn)的電壓和電流的反向?；魻栃?yīng)器件反饋和換向電路確定六個(gè)MOSFETS的切換順序。圖5展示MOSFET的排列，而表1列出用于為各相供電的MOSFET順序。在任何順序期間都只有兩對(duì)開關(guān)為一相供電。其余一對(duì)MOSFET被關(guān)掉。六順序換向和電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)是用依照表1運(yùn)行的MOSFETS的這種排列實(shí)現(xiàn)的。
對(duì)于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，傳感器件的狀態(tài)的改變也將發(fā)生在輸出轉(zhuǎn)矩曲線上的轉(zhuǎn)矩最小的點(diǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)施加最大的可適用的電流被驅(qū)動(dòng)并且因此處于飽和或者接近飽和，即更多的電流施加給定子繞組將不產(chǎn)生額外的輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于如果試圖驅(qū)動(dòng)給定的負(fù)載就將失速的條件下。
發(fā)明概述按照本發(fā)明，業(yè)已發(fā)現(xiàn)如果當(dāng)電動(dòng)機(jī)處在它的電流極限范圍內(nèi)而換向狀態(tài)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)尚未改變時(shí)換向開關(guān)是引起跳到下一個(gè)接替狀態(tài)的原因，那么電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性被提高?；靖拍钍窍却_定電動(dòng)機(jī)處于這樣的條件以至于正在接近失速，然后使定子的通電改變到下一個(gè)后續(xù)的換向周期以便把附加的轉(zhuǎn)矩應(yīng)用于轉(zhuǎn)子，借此防止失速。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，提供檢測(cè)電動(dòng)機(jī)是否處于它的電流極限狀態(tài)的裝置是首要的。在進(jìn)行這樣的檢測(cè)時(shí)，定時(shí)器被激活。定時(shí)器被激活之后，當(dāng)它為預(yù)定的時(shí)間周期計(jì)數(shù)時(shí)，裝置還準(zhǔn)備檢測(cè)電動(dòng)機(jī)軸是否已經(jīng)以這樣的方式旋轉(zhuǎn)以至于已經(jīng)提供換向狀態(tài)的改變。如果在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)尚未發(fā)生狀態(tài)的改變，那么換向被推進(jìn)到下一個(gè)接替狀態(tài)。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是三相發(fā)電機(jī)和輸出電壓的示意圖；圖2是類似于圖1的波形示意圖，其中圖2A圖解說(shuō)明換向位置，而圖2B圖解說(shuō)明轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；圖3類似于圖2，但帶有正負(fù)換向和合成的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；圖4展示霍爾效應(yīng)傳感器的開關(guān)條件以及如同在圖3A中那樣展示施加給繞組的電流；圖5是許多對(duì)開關(guān)的示意圖，當(dāng)它們按預(yù)定的順序被激活的時(shí)候?qū)⑷缤趫D3和圖4中圖解說(shuō)明的那樣把電流施加給電動(dòng)機(jī)的繞組；圖6是羅列圖5所示的開關(guān)為了如同在圖3和圖4中展示的那樣把電流提供給繞組所完成的操作的表；
圖7是典型的換向電路的方框圖；圖8是按照本發(fā)明原理的狀態(tài)步進(jìn)控制器換向電路的方框圖；圖9是按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案圖解說(shuō)明發(fā)生狀態(tài)步進(jìn)的方式的流程圖；圖10是按照本發(fā)明圖解說(shuō)明狀態(tài)步進(jìn)換向電路的替代方案的流程圖；圖11是圖解說(shuō)明在沒(méi)有本發(fā)明的特點(diǎn)的情況下被驅(qū)動(dòng)到它的最大位置的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和位置的曲線；圖12是類似于圖11的曲線，但是由于本發(fā)明的應(yīng)用狀態(tài)步進(jìn)得到增強(qiáng)；圖13是利用本發(fā)明增強(qiáng)狀態(tài)步進(jìn)的系統(tǒng)的方框圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明現(xiàn)在參照?qǐng)D7，圖解說(shuō)明控制器換向電路的典型的方框圖。如圖所示，三個(gè)霍爾傳感器信號(hào)A、B和C被施加給霍爾到狀態(tài)發(fā)電機(jī)10。依據(jù)A、B和C數(shù)字輸入，霍爾到狀態(tài)發(fā)電機(jī)提供六種電動(dòng)機(jī)待換向狀態(tài)之一并且出現(xiàn)在霍爾到狀態(tài)發(fā)電機(jī)10的輸出端。該信號(hào)被應(yīng)用于狀態(tài)到電橋邏輯電路12，并且根據(jù)狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)受命進(jìn)入的旋轉(zhuǎn)方向，六晶體管電橋開關(guān)(圖5)中的那對(duì)待激活的晶體管被確定下來(lái)。換言之，狀態(tài)到電橋邏輯電路12已經(jīng)把電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(dir)、相繞組的電流極限(Ibim)和工作周期(duty)以及來(lái)自霍爾到狀態(tài)發(fā)電機(jī)10的電動(dòng)機(jī)狀態(tài)作為輸入信號(hào)應(yīng)用。依據(jù)這些信號(hào)并且通過(guò)應(yīng)用適當(dāng)?shù)倪壿嫞菍?duì)待激活的開關(guān)被確定下來(lái)。例如，參照?qǐng)D4、圖5和圖6，當(dāng)A相準(zhǔn)備在狀態(tài)1中有外加的電流時(shí)，開關(guān)1和6將被閉合。
現(xiàn)在更具體地參照?qǐng)D8，按照本發(fā)明的原則用一般的方框圖形式圖解說(shuō)明狀態(tài)步進(jìn)控制器換向電路。如同圖中圖解說(shuō)明的那樣，霍爾到狀態(tài)發(fā)電機(jī)10和狀態(tài)到電橋邏輯電路12與圖7中展示的那些是同樣的。但是，在圖8的狀態(tài)步進(jìn)控制器換向電路中提供了狀態(tài)步進(jìn)邏輯電路14。如同被指出的那樣，來(lái)自霍爾到狀態(tài)發(fā)電機(jī)10的狀態(tài)1-6被應(yīng)用于狀態(tài)步進(jìn)邏輯電路14。另外，從無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)反饋的電流極限以及電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向也得到應(yīng)用。這兩個(gè)信息信號(hào)都被應(yīng)用于狀態(tài)步進(jìn)邏輯電路14和狀態(tài)到電橋邏輯電路12兩者。通過(guò)利用這些信號(hào)以及檢測(cè)來(lái)自提供信號(hào)A、B和C的傳感器的狀態(tài)變化，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)可以得到推進(jìn)。另外，如同人們注意到的那樣，存在著應(yīng)用于狀態(tài)到電橋邏輯電路12的工作周期信號(hào)。工作周期是為了以正比于為了獲得電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩實(shí)際上想要施加在線圈兩端的電壓的工作周期接通和關(guān)閉開關(guān)晶體管以大約20千赫或類似的高頻率切換的信號(hào)。
如同從圖4可以看到的那樣，當(dāng)霍爾傳感器之一A、B或C改變狀態(tài)即從高狀態(tài)移動(dòng)到低狀態(tài)或者從低狀態(tài)移動(dòng)到高狀態(tài)的時(shí)候，換向如同在圖4A中圖解說(shuō)明的那樣改變。查看這個(gè)的另一條途徑是應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的通電如同在圖3A中圖解說(shuō)明的那樣依據(jù)轉(zhuǎn)子位置改變。例如，如果通電是在ΦA(chǔ)B而傳感器B如同在圖4B中展示的那樣從低狀態(tài)移動(dòng)到高狀態(tài)，那么通過(guò)適當(dāng)?shù)丶せ詈歪尫艌D5中展示的開關(guān)，通電將從ΦA(chǔ)B變化到ΦA(chǔ)C。同樣，當(dāng)傳感器A從高狀態(tài)變化到低狀態(tài)的時(shí)候，通電將如同在圖3A中展示的那樣從ΦA(chǔ)C變化到ΦBC。在圖4A中，這在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)曲線上再一次被圖解說(shuō)明。只要傳感器的狀態(tài)變化以有序的方式發(fā)生，定子線圈的通電就按適當(dāng)?shù)捻樞虮痪S持，而轉(zhuǎn)子位置則按命令的方向繼續(xù)改變。然而，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)矩曲線處在最小值時(shí)，例如，如同在圖4上以20表示的那樣，如果對(duì)定子繞組的電流出口條件是在最大值，那么存在著這樣的可能性，即除非施加更大的轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子離開以20表示的位置，否則電動(dòng)機(jī)將失速。所以，按照本發(fā)明的原理，必不可少的是檢測(cè)電動(dòng)機(jī)什么時(shí)候接近失速條件，然后為了增大轉(zhuǎn)矩和維持電動(dòng)機(jī)按預(yù)期方向的旋轉(zhuǎn)把這個(gè)狀態(tài)向前推進(jìn)一個(gè)位置(下一個(gè)接替狀態(tài))。
為了檢測(cè)什么時(shí)候接近失速條件，提供了確定當(dāng)前應(yīng)用于線圈的電流出口條件是否在其極限(即定子線圈當(dāng)前是否處于磁飽和狀態(tài))的裝置。一旦獲得電流極限信息，定時(shí)器就被激活并且被引起運(yùn)行預(yù)定的時(shí)間周期。如果在那個(gè)時(shí)間周期里，圖4中展示的傳感器A、B和C之一改變狀態(tài)，則已經(jīng)存在向下一個(gè)后續(xù)的通電周期的步進(jìn)，因此不需要進(jìn)一步做任何事情。然而，如果在定時(shí)器時(shí)間到之前的那段運(yùn)行時(shí)間里，在傳感器A、B和C中沒(méi)有狀態(tài)改變發(fā)生，那么假定電動(dòng)機(jī)正在接近它的失速狀態(tài)。然后，不管傳感器A、B或C之一是否改變狀態(tài)都將生成使出口條件移動(dòng)到下一個(gè)緊接著的通電周期的信號(hào)。換言之，通過(guò)查看圖4，ΦA(chǔ)B轉(zhuǎn)矩曲線如同以20圖解說(shuō)明的那樣正在接近它的最小值位置，而用于電動(dòng)機(jī)的電流極限已被達(dá)到。如果在定時(shí)器的預(yù)定時(shí)間周期里轉(zhuǎn)子不這樣通過(guò)某個(gè)位置旋轉(zhuǎn)，以至于傳感器B從低到高改變狀態(tài)，那么即使傳感器B尚未從低到高改變狀態(tài)也生成自動(dòng)引起對(duì)轉(zhuǎn)子的出口條件從ΦA(chǔ)B移動(dòng)到ΦA(chǔ)C的信號(hào)。通過(guò)這樣做，轉(zhuǎn)矩的增加是簡(jiǎn)單地由于狀態(tài)已經(jīng)發(fā)生從曲線遞減部分上的ΦA(chǔ)B到轉(zhuǎn)矩曲線遞增部分上的ΦA(chǔ)C的跳躍引起的。轉(zhuǎn)矩方面的這種增加將克服電動(dòng)機(jī)失速并且使電動(dòng)機(jī)繼續(xù)按預(yù)期的方向旋轉(zhuǎn)，除非電動(dòng)機(jī)確實(shí)已經(jīng)停止。
在某些情況下，即使已經(jīng)改變或撞擊到轉(zhuǎn)矩曲線中的下一個(gè)接替狀態(tài)，轉(zhuǎn)子上的負(fù)載是如此之大以至于它不再有能力按預(yù)期的方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(即，電動(dòng)機(jī)確實(shí)已經(jīng)停止)也是可能的。如果發(fā)生這種情況，那么對(duì)轉(zhuǎn)子的出口條件返回到最初的狀態(tài)，換言之，參照?qǐng)D4，從ΦA(chǔ)C回到ΦA(chǔ)B，并且假定電動(dòng)機(jī)確實(shí)已經(jīng)停止而且已經(jīng)不能使轉(zhuǎn)子進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。這是通過(guò)在第一定時(shí)器時(shí)間到而且狀態(tài)變化尚未發(fā)生時(shí)啟動(dòng)第二定時(shí)器完成的，如果第二定時(shí)器就其預(yù)定的時(shí)間周期而言時(shí)間到而且沒(méi)有傳感器A、B和C之一的狀態(tài)改變，那么在那個(gè)時(shí)刻出口條件返回到剛好在上述狀態(tài)之前的狀態(tài)。
雖然用于第一和第二定時(shí)器的預(yù)定的時(shí)間可以是任何已經(jīng)確定的時(shí)間，但是優(yōu)選的是在電流極限已經(jīng)達(dá)到的檢測(cè)之后第一定時(shí)器的運(yùn)行時(shí)間為大約10毫秒，而第二定時(shí)器的工作時(shí)間已被確定優(yōu)選為大約5毫秒。第一定時(shí)器在此以及在下文中將予以討論的流程圖中被稱為“撞擊定時(shí)器”，從而表明當(dāng)這個(gè)定時(shí)器時(shí)間到時(shí)，轉(zhuǎn)矩曲線被撞擊到下一個(gè)接替位置，而第二定時(shí)器被稱為“脈沖定時(shí)器”。
應(yīng)該承認(rèn)如果在撞擊定時(shí)器或脈沖定時(shí)器的暫停周期期間霍爾傳感器改變狀態(tài)，那么定時(shí)器被復(fù)位并且對(duì)下一個(gè)狀態(tài)的撞擊被取消。發(fā)生這種情況是因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)檢測(cè)到轉(zhuǎn)子實(shí)際上已經(jīng)越過(guò)霍爾傳感器改變狀態(tài)的位置和下一個(gè)接替出口條件曲線已經(jīng)得到應(yīng)用，因此已經(jīng)沒(méi)有必要推進(jìn)或撞擊該狀態(tài)。
如果脈沖定時(shí)器在系統(tǒng)中是不利用的，那么轉(zhuǎn)矩將立即落到在圖4中以20表示的水平以下，因而使轉(zhuǎn)子開始按相反的方向旋轉(zhuǎn)直到傳感器A、B和C之一的狀態(tài)改變被檢測(cè)到為止。在那個(gè)時(shí)刻，出口條件將在預(yù)期的旋轉(zhuǎn)方向上再一次被應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)。然后，電動(dòng)機(jī)將試圖向前旋轉(zhuǎn)直到電流極限被達(dá)到和電動(dòng)機(jī)失速為止，從那個(gè)點(diǎn)開始它再一次向后旋轉(zhuǎn)。這可以被看作是在優(yōu)選的條件下應(yīng)該避免的電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的張弛振蕩。然而，業(yè)已發(fā)現(xiàn)按照本發(fā)明采用撞擊狀態(tài)控制器換向電路，電動(dòng)機(jī)的性能得到實(shí)質(zhì)上的提高，即使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)被允許使它本身反轉(zhuǎn)一兩轉(zhuǎn)也是如此。業(yè)已發(fā)現(xiàn)即使有這種張弛振蕩型的行為，在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和位置旋轉(zhuǎn)方面仍然存在20％的增加，如上所述，這是對(duì)沒(méi)有狀態(tài)步進(jìn)或撞擊的電動(dòng)機(jī)的本質(zhì)上的改進(jìn)。
通常，按照本發(fā)明的原理在狀態(tài)步進(jìn)控制器換向電路的運(yùn)行期間將要發(fā)生的是定子線圈的出口條件將用于撞擊定時(shí)器的10毫秒時(shí)間期滿的末端步進(jìn)到下一個(gè)接替狀態(tài)，而且它將遠(yuǎn)在前5毫秒的脈沖定時(shí)器時(shí)間到之前幾乎立即移動(dòng)到下一個(gè)狀態(tài)。發(fā)生這種情況是因?yàn)閿?shù)量充足的附加轉(zhuǎn)矩已經(jīng)被應(yīng)用于轉(zhuǎn)子使它加速并且開始非常迅速地移動(dòng)。因此，它將經(jīng)過(guò)傳感器將改變狀態(tài)的位置，而兩個(gè)定時(shí)器隨后被復(fù)位。當(dāng)電動(dòng)機(jī)繼續(xù)按預(yù)期的方向旋轉(zhuǎn)而負(fù)載變得越來(lái)越大時(shí)，在狀態(tài)方面的撞擊變得越來(lái)越無(wú)用，以至于步進(jìn)到下一個(gè)狀態(tài)所必需的時(shí)間增加得越來(lái)越多，直到用于脈沖定時(shí)器的5毫秒暫停在沒(méi)有狀態(tài)改變的情況下被超越為止，而電動(dòng)機(jī)真正失速以及必須返回其最后的接替狀態(tài)就在這個(gè)點(diǎn)。
現(xiàn)在更具體地參照?qǐng)D9，它展示狀態(tài)推進(jìn)塊的邏輯流程圖并且將作為關(guān)于撞擊緊接著的下一個(gè)狀態(tài)或何時(shí)兩定時(shí)器時(shí)間到返回到恰好在前面的狀態(tài)的上述討論的例證。在按部就班地分析圖9所示的流程圖之前，應(yīng)該確認(rèn)用圖9圖解說(shuō)明的程序是以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電動(dòng)機(jī)以其最快的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)傳感器A、B和C可能被激活使?fàn)顟B(tài)信號(hào)的改變得以產(chǎn)生的最高頻率的頻率進(jìn)行連續(xù)處理的。通常，這種處理是以大約1兆赫的頻率進(jìn)行運(yùn)行的。雖然它可能加快幾分或減慢幾分，但是在電動(dòng)機(jī)中狀態(tài)改變最快也僅僅是在100微秒的數(shù)量級(jí)上。因此，人們可以看到由于圖9所展示的邏輯路徑是以時(shí)鐘頻率(在1兆赫數(shù)量級(jí))進(jìn)行處理的，所以它是以這樣的方式處理的，即幾乎每逢通過(guò)圖9所示的流程圖時(shí)，對(duì)幾乎每一個(gè)詢問(wèn)的答案都將是“否”。作為結(jié)果，定時(shí)器將不被激活而且撞擊在正常的運(yùn)行狀態(tài)下將不發(fā)生。為了描述的簡(jiǎn)單明了，下面的討論將是在不考慮這樣的正常頻率的條件下給出的。
如同在圖9中展示的那樣，提供了確定自從最后一次通過(guò)流程圖處理以來(lái)狀態(tài)是否改變的塊40。如果答案是“否”，那么自動(dòng)推進(jìn)到下一個(gè)確定電動(dòng)機(jī)是否在電流極限的塊42。如果對(duì)它的答案是“否”，于是自動(dòng)推進(jìn)到下一個(gè)的塊44在流程圖中確定撞擊定時(shí)器的時(shí)間是否等于或大于撞擊時(shí)間，該撞擊時(shí)間是前面討論過(guò)的并且在圖9上被指出優(yōu)選大約10毫秒。由于在塊42中沒(méi)有檢測(cè)到電流極限，所以對(duì)于塊44的問(wèn)題的答案是“否”，而且在那里將存在直接到賦值語(yǔ)句“狀態(tài)輸入”等于“狀態(tài)”(“State In”等于“State”)的塊46的旁路，這前進(jìn)到“狀態(tài)輸入”，而且再一次重復(fù)全部運(yùn)行。如同人們看到的那樣，在通過(guò)圖9的流程圖所展示的各個(gè)塊前進(jìn)導(dǎo)致對(duì)所有的詢問(wèn)的答案都為“否”時(shí)，可以看到對(duì)于所有編號(hào)的塊都直接歸于失敗，因此引起該過(guò)程在下一個(gè)時(shí)鐘周期立即重復(fù)它本身。
如果在處理開始時(shí)有信號(hào)被應(yīng)用于塊40，對(duì)狀態(tài)改變的答案是“是”，那么如同用塊48圖解說(shuō)明的那樣，撞擊定時(shí)器和脈沖定時(shí)器兩者都被復(fù)位。這將自動(dòng)發(fā)生，不管這些定時(shí)器事實(shí)上是否已被激活。塊48的輸出隨后被應(yīng)用于塊42，以確定電動(dòng)機(jī)是否處在電流極限。如果不是，該過(guò)程如同前面描述的那樣繼續(xù)。然而，如果答案是“是”，這表明電動(dòng)機(jī)現(xiàn)在被檢測(cè)到處在電流極限，那么如同塊50所指出的那樣，啟動(dòng)撞擊定時(shí)器。換言之，它被加1，因此使它開始計(jì)數(shù)。于是，撞擊定時(shí)器的輸出被這樣應(yīng)用于塊44的輸入，以至于撞擊定時(shí)器已經(jīng)起作用的時(shí)間的數(shù)量被應(yīng)用于塊44并且確定撞擊定時(shí)器已經(jīng)運(yùn)行的時(shí)間是否等于或大于撞擊時(shí)間，即10毫秒。如果答案是“否”，它僅僅如同前面指出的那樣前進(jìn)。然而，如果答案是“是”，那么信號(hào)被應(yīng)用于激活撞擊狀態(tài)的塊52，從而引起由下一個(gè)接替激發(fā)狀態(tài)外加的激發(fā)，如同前面描述的那樣。換言之，轉(zhuǎn)矩從它所處的狀態(tài)被撞擊到下一個(gè)接替狀態(tài)。如同在圖8中指出的那樣，電流極限已被檢測(cè)，而且方向已被檢測(cè)，因此撞擊狀態(tài)等于狀態(tài)加上表示旋轉(zhuǎn)方向的正負(fù)號(hào)。因而，如果狀態(tài)是在狀態(tài)4而且電動(dòng)機(jī)方向是正的，那么下一個(gè)狀態(tài)將是5。
塊52的輸出被應(yīng)用于確定脈沖定時(shí)器是否小于或等于脈沖時(shí)間的塊54。由于撞擊狀態(tài)被初始化時(shí)脈沖定時(shí)器尚未啟動(dòng)，所以對(duì)那個(gè)問(wèn)題的答案將是“是”，因此輸出將被應(yīng)用于將激活脈沖定時(shí)器的塊56。換言之，它將加1并且使它開始起作用。在發(fā)生這種情況時(shí)，塊56的輸出被應(yīng)用于指出電動(dòng)機(jī)當(dāng)前所處狀態(tài)是撞擊狀態(tài)的塊58。就電動(dòng)機(jī)而論，這將作為輸出信號(hào)被應(yīng)用于該狀態(tài)，換言之，狀態(tài)輸入等于撞擊狀態(tài)(State In等于Bump State)。這種處理現(xiàn)在將遵照各自的時(shí)鐘順序繼續(xù)進(jìn)行，直到塊54檢測(cè)到脈沖定時(shí)器已經(jīng)通過(guò)其大約5毫秒的暫停周期為止。發(fā)生這種情況時(shí)，對(duì)脈沖定時(shí)器是否小于或等于脈沖時(shí)間的問(wèn)題的答案將是“否”而且在發(fā)生這樣的情況時(shí)，輸出被應(yīng)用于指出電動(dòng)機(jī)所處狀態(tài)(State In)是適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)的塊46，而且這將作為圖9所示流程圖的輸出。因而，將使電動(dòng)機(jī)返回到前一個(gè)狀態(tài)，其中它存在于施加撞擊狀態(tài)信號(hào)之前，因而表明電動(dòng)機(jī)確實(shí)是失速的。
應(yīng)該理解按照本發(fā)明和本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，只有圖4所示的六種狀態(tài)，即ΦA(chǔ)B、ΦA(chǔ)C、ΦBC、ΦBA、ΦCA和ΦCB。因此，如果電動(dòng)機(jī)正在旋轉(zhuǎn)，例如，按順時(shí)針或正的位置旋轉(zhuǎn)，而撞擊信號(hào)被應(yīng)用而且轉(zhuǎn)矩處于狀態(tài)4(ΦBA)，那么撞擊狀態(tài)將變成狀態(tài)5(ΦCA)。然而，如果方向處相反的方向，即逆時(shí)針或負(fù)方向，那么撞擊狀態(tài)將變成狀態(tài)3(ΦBC)。但是，如果狀態(tài)是狀態(tài)6(ΦCB)，那么按正方向下一個(gè)狀態(tài)將變成1(ΦA(chǔ)B)，因?yàn)椴淮嬖跔顟B(tài)7。類似地，如果旋轉(zhuǎn)處于負(fù)方向而電動(dòng)機(jī)處在狀態(tài)1(ΦA(chǔ)B)，那么下一個(gè)狀態(tài)將變成狀態(tài)6(ΦCB)，因?yàn)椴淮嬖?狀態(tài)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D10，它展示本發(fā)明的替代實(shí)施方案，其中不管是否存在狀態(tài)的改變一旦電動(dòng)機(jī)處于電流極限而且撞擊定時(shí)器已被激活并且已暫停，就有固定的撞擊脈沖或信號(hào)。用圖10予以圖解說(shuō)明的流程圖將再一次按照比電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)變化頻率高許多倍的時(shí)鐘頻率進(jìn)行處理。
如圖10所示，關(guān)于狀態(tài)變化的信息被應(yīng)用于確定脈沖標(biāo)記是否已在系統(tǒng)中設(shè)置的塊60。如果“否”，那么信號(hào)被應(yīng)用于詢問(wèn)狀態(tài)的改變是否已經(jīng)發(fā)生的塊62。如果答案是“否”，那么信號(hào)被應(yīng)用于確定電動(dòng)機(jī)是否處于電流極限的塊64。如果答案是“否”，那么如同塊66所展示的那樣具有等于或超過(guò)撞擊時(shí)間的撞擊定時(shí)器，由于在這個(gè)點(diǎn)撞擊定時(shí)器尚未加1，所以答案將是“否”。這將直接轉(zhuǎn)到用68表示的賦值語(yǔ)句“狀態(tài)輸入＝狀態(tài)”，處理將在時(shí)鐘脈沖下一次遞增時(shí)如同前面描述的那樣再一次開始。
假定狀態(tài)如同在62處表示的那樣確實(shí)改變了，于是信號(hào)將是“是”。然后，這將被應(yīng)用于撞擊定時(shí)器復(fù)位的塊70。因此，如同在前一個(gè)實(shí)施方案中那樣，每逢?duì)顟B(tài)改變，撞擊定時(shí)器都被復(fù)位?，F(xiàn)在假定當(dāng)信號(hào)被應(yīng)用于塊64時(shí)，答案是電動(dòng)機(jī)處于電流極限。這隨后將被應(yīng)用于將引起撞擊定時(shí)器加1的塊72。當(dāng)撞擊定時(shí)器的輸出隨后被應(yīng)用于塊66時(shí)，由于它剛剛被啟動(dòng)，所以處在這樣的境遇中，以至于定時(shí)器不等于或大于撞擊時(shí)間，即前面提及的10毫秒。事實(shí)既然如此，輸出將是“否”，從而落到塊68，處理將再一次開始。假定該過(guò)程已持續(xù)充分的時(shí)鐘脈沖數(shù)，直到撞擊定時(shí)器現(xiàn)在超過(guò)撞擊時(shí)間(即10毫秒)。于是，輸出將是“是”，而且這將被應(yīng)用于將激活撞擊的塊74，而撞擊狀態(tài)將是狀態(tài)加上用正負(fù)表示的方向符號(hào)，以至于對(duì)轉(zhuǎn)子的激發(fā)被推進(jìn)到下一個(gè)接替狀態(tài)，或正或負(fù)取決于旋轉(zhuǎn)方向。在發(fā)生這種情況時(shí)，信號(hào)被應(yīng)用于將脈沖定時(shí)器復(fù)位并且設(shè)置脈沖標(biāo)記的塊76。然后，輸出被應(yīng)用于塊68，處理將再一次開始。當(dāng)處理在下一個(gè)時(shí)鐘脈沖開始并且被應(yīng)用于詢問(wèn)是否設(shè)置了脈沖標(biāo)記的塊60時(shí)，于是這次將被回答“是”并且將被應(yīng)用于將使脈沖定時(shí)器加1的塊78。然后如同前面指出的那樣，這將被應(yīng)用于詢問(wèn)脈沖定時(shí)器是否等于或小于脈沖時(shí)間(即5毫秒)的塊80。由于脈沖定時(shí)器剛剛被加1，所以答案將是“是”。脈沖定時(shí)器小于5毫秒，然后信號(hào)將被應(yīng)用于指出電動(dòng)機(jī)目前所處狀態(tài)是撞擊狀態(tài)的塊82，而其輸出將被應(yīng)用于使撞擊定時(shí)器復(fù)位的塊84，因?yàn)樗谶@個(gè)點(diǎn)不再運(yùn)行并且已經(jīng)超過(guò)撞擊時(shí)間。這將持續(xù)處理用于脈沖定時(shí)器的5毫秒暫停周期。在發(fā)生這種情況的時(shí)候，信號(hào)被應(yīng)用于詢問(wèn)脈沖定時(shí)器是否小于或等于脈沖時(shí)間的塊80時(shí)，答案將是“否”，因?yàn)樗谶@個(gè)點(diǎn)超過(guò)脈沖時(shí)間。在發(fā)生這樣的情況時(shí)，輸出被應(yīng)用于清除脈沖標(biāo)記的塊86，而輸出信號(hào)將被應(yīng)用于塊82并且隨后被應(yīng)用于指出電動(dòng)機(jī)處在撞擊狀態(tài)的塊84。由于脈沖標(biāo)記已被清除、撞擊定時(shí)器已被復(fù)位，所以處理現(xiàn)在將如同前面描述的那樣再一次開始重復(fù)。由此可見，一旦脈沖定時(shí)器已被加1，撞擊狀態(tài)就不顧關(guān)于狀態(tài)改變發(fā)生了什么都保持。這簡(jiǎn)單地發(fā)生，因?yàn)殛P(guān)于狀態(tài)改變的詢問(wèn)已通過(guò)設(shè)置脈沖標(biāo)記被回避。一旦脈沖定時(shí)器時(shí)間到，于是狀態(tài)變化將變成適當(dāng)?shù)脑儐?wèn)。
現(xiàn)在更具體地參照?qǐng)D11和12，這兩個(gè)圖舉例說(shuō)明電動(dòng)機(jī)的性能，在圖11中沒(méi)有狀態(tài)跳躍，而在圖12中有狀態(tài)跳躍，以便比較當(dāng)本發(fā)明的狀態(tài)步進(jìn)控制器換向電路在電動(dòng)機(jī)中被實(shí)現(xiàn)時(shí)電動(dòng)機(jī)的性能的改進(jìn)。
如同在圖11中圖解說(shuō)明的那樣，曲線112代表驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)鏈與扭力棒對(duì)抗直至發(fā)生失速所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩量。曲線114代表為實(shí)現(xiàn)失速條件轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)量或位置?？梢钥闯觯谇€112和114所展示的第一方向上受控時(shí)，電動(dòng)機(jī)達(dá)到旋轉(zhuǎn)大約18.62度的位置并且產(chǎn)生787.9磅英寸轉(zhuǎn)矩。在這個(gè)點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)的方向受命逆轉(zhuǎn)，因此，轉(zhuǎn)矩現(xiàn)在出現(xiàn)在曲線的下半部分112A上，而轉(zhuǎn)動(dòng)位置在曲線的上半部分114A上，并且如同在逆轉(zhuǎn)位置可以看到的那樣，在21.42度最終產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是大約943磅英寸。
現(xiàn)在參照?qǐng)D12，它圖解說(shuō)明同樣的電動(dòng)機(jī)，但是本發(fā)明提高的狀態(tài)發(fā)明被應(yīng)用。如同在曲線116和118上可以看到的那樣，電動(dòng)機(jī)在分別以曲線116和118表示的第一方向上受控時(shí)能夠產(chǎn)生972.76磅英寸的轉(zhuǎn)矩和達(dá)到23.31度的位置。在分別以曲線116A和118A表示的逆轉(zhuǎn)方向上受控時(shí)，在26.18度的位置產(chǎn)生990磅英寸的轉(zhuǎn)矩。如同通過(guò)比較電動(dòng)機(jī)性能可以看到的那樣，比先前多出幾乎185磅英寸的轉(zhuǎn)矩這一實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)是在第一方向上產(chǎn)生的，并多旋轉(zhuǎn)4.69度。因而可以看到依照本發(fā)明的原理通過(guò)利用狀態(tài)步進(jìn)控制器換向電路可以有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。
雖然在前面討論中始終把霍爾傳感器稱作檢測(cè)狀態(tài)變化的器件，但是熟悉這項(xiàng)技術(shù)的人將承認(rèn)其它器件也可以被用于同樣的目的。例如，RVDT、分解器、電位計(jì)、或其它的位置傳感器都可被利用，例如，與模數(shù)轉(zhuǎn)換器、比較儀、或類似的東西結(jié)合使用。
現(xiàn)在具體參照?qǐng)D13，它展示依照本發(fā)明原理的與狀態(tài)步進(jìn)控制器換向電路合并的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的方框圖。如同在圖中圖解說(shuō)明的那樣，電動(dòng)機(jī)90包括上述的優(yōu)選為狀態(tài)計(jì)數(shù)的霍爾效應(yīng)傳感器結(jié)構(gòu)的激勵(lì)位置傳感器92。但是，它可以是電位計(jì)、LVDT、RVDT或分解器。激勵(lì)換向傳感器的輸出如同用導(dǎo)線94表示的那樣被反饋到回路閉合和補(bǔ)償電路96。該電路有與它連接用來(lái)接收命令信號(hào)的命令接口98。另外，連接到它上面的是換向傳感器100，該傳感器也可以是為功率放大級(jí)102提供適當(dāng)換向的霍爾效應(yīng)器件、分解器或同步器。連接到換向傳感器100上的是作為對(duì)回路閉合和補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)充輸入的狀態(tài)步進(jìn)控制器104。圖14揭示的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)在與狀態(tài)步進(jìn)控制器合并時(shí)與沒(méi)有狀態(tài)步進(jìn)控制器的情況相比在可用的轉(zhuǎn)矩方面提供突出的改進(jìn)。
作為對(duì)前面討論的狀態(tài)步進(jìn)控制器的補(bǔ)充修改是檢測(cè)何時(shí)電動(dòng)機(jī)事實(shí)上已進(jìn)入失速狀態(tài)并開始打滑或按相反的方向旋轉(zhuǎn)的途徑。一種途徑可以在與受控方向相反的方向上檢測(cè)多樣的狀態(tài)改變和利用那個(gè)作為引起控制器撞擊狀態(tài)的信號(hào)。速度門限檢測(cè)裝置也可以被用來(lái)完成同樣的事情和在電動(dòng)機(jī)確實(shí)已經(jīng)失速的事件中清除狀態(tài)步進(jìn)。補(bǔ)充的變更是一旦電流極限被檢測(cè)到，就可以撞擊該狀態(tài)，然后只要沒(méi)有狀態(tài)改變就逗留在那個(gè)條件下。
至此已經(jīng)揭示了狀態(tài)步進(jìn)控制器換向電路，它可以與無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)一起使用，以便對(duì)于給定的負(fù)載提高其轉(zhuǎn)矩和位置特性。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)改進(jìn)電子換向的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性的方法，包括(a)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行何時(shí)接近失速條件；(b)作為對(duì)檢測(cè)到的接近失速條件的響應(yīng)啟動(dòng)預(yù)定時(shí)間的計(jì)時(shí)順序；(c)在該計(jì)時(shí)順序期間檢測(cè)換向狀態(tài)是否已經(jīng)改變；以及(d)在計(jì)時(shí)順序的預(yù)定時(shí)間里換向狀態(tài)缺乏變化時(shí)把換向狀態(tài)推進(jìn)到下一個(gè)接替狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用來(lái)改進(jìn)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性的方法，其中所述的檢測(cè)接近電動(dòng)機(jī)失速的步驟包括測(cè)量施加于電動(dòng)機(jī)的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括確定電流是否達(dá)到電動(dòng)機(jī)的磁飽和點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在檢測(cè)到換向狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)把計(jì)時(shí)順序復(fù)位到零的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟在所述的預(yù)定時(shí)間期滿之后并且缺乏換向狀態(tài)變化時(shí)啟動(dòng)第二預(yù)定時(shí)間的第二計(jì)時(shí)順序；以及在所述的第二預(yù)定時(shí)間里缺乏換向狀態(tài)變化時(shí)使所述電動(dòng)機(jī)返回到剛好在所述的推進(jìn)之前存在的換向狀態(tài)。
6.一種電子換向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)狀態(tài)步進(jìn)控制器，包括用來(lái)檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)的接近失速條件的裝置；用來(lái)檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)的換向狀態(tài)變化的裝置；一個(gè)定時(shí)器；在檢測(cè)到所述失速條件時(shí)用來(lái)激活所述定時(shí)器的裝置；以及一個(gè)在所述定時(shí)器被激活但缺乏狀態(tài)變化時(shí)用來(lái)把換向狀態(tài)推進(jìn)到下一個(gè)后續(xù)狀態(tài)的控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子換向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)狀態(tài)步進(jìn)控制器，其中，所述的用來(lái)檢測(cè)失速條件的裝置包括用來(lái)測(cè)量通過(guò)所述電動(dòng)機(jī)的電流的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子換向無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)狀態(tài)步進(jìn)控制器，其中，所述用來(lái)檢測(cè)狀態(tài)變化的裝置包括一個(gè)霍爾效應(yīng)裝置。
全文摘要
用來(lái)推進(jìn)電子換向的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的換向狀態(tài)的方法和系統(tǒng)。即將發(fā)生的電動(dòng)機(jī)失速是通過(guò)測(cè)量當(dāng)前流過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流進(jìn)行檢測(cè)的,以便確定磁飽和狀態(tài)。在進(jìn)行這樣的檢測(cè)時(shí),啟動(dòng)計(jì)時(shí)順序,如果在該計(jì)時(shí)順序內(nèi)狀態(tài)的改變尚未發(fā)生,則該狀態(tài)被推進(jìn)到下一個(gè)接替狀態(tài)。
文檔編號(hào)H02P6/14GK1373926SQ99816936
公開日2002年10月9日 申請(qǐng)日期1999年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月5日
發(fā)明者羅納德·S·博, 羅伯特·W·德勒, 羅伯特·C·赫吉 申請(qǐng)人:Hr泰斯特朗有限公司