動(dòng)勢、相電流、相電壓和控制信號的波形。
[0043]在相對低速下，在相繞組7中感生的反電動(dòng)勢相對較小。相繞組7中的電流由此在激勵(lì)期間相對快速地升高，并且在續(xù)流期間相對緩慢地下降。此外，每個(gè)HALL時(shí)段的長度且由此每個(gè)電半周期的長度是相對長的。因此，控制器14從激勵(lì)切換到續(xù)流的頻率相對較高。然而，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度升高時(shí)，反電動(dòng)勢的幅度增大且由此電流在激勵(lì)期間以更慢地速率升高，且在續(xù)流期間以更快的速度降低。此外，每個(gè)電半周期的長度減小。結(jié)果，切換的頻率減小。
[0044]單次切換模式
[0045]當(dāng)在單次切換模式下操作時(shí)，控制器14將每個(gè)電半周期分為傳導(dǎo)時(shí)段和隨后的續(xù)流時(shí)段。控制器14于是在傳導(dǎo)時(shí)段激勵(lì)相繞組7并且在續(xù)流時(shí)段續(xù)流相繞組7。當(dāng)在單次切換模式中操作時(shí)，相電流不會(huì)在激勵(lì)期間超過電流限值。因此，控制器14在電半周期期間從激勵(lì)切換到續(xù)流僅一次。
[0046]圖5示出了當(dāng)在單次切換模式下操作時(shí)在幾個(gè)HALL時(shí)段上HALL信號、反電動(dòng)勢、相電流、相電壓和控制信號的波形。
[0047]用于激勵(lì)相繞組7的電源電壓的幅度可以改變。例如，電源2可能包括使用時(shí)放電的電池。替代地，電壓2可以包括AC電壓、整流器和平滑電容器，其提供相對平滑的電壓，但是AC電壓的RMS電壓可改變。電源電壓的幅度的變化將影響在傳導(dǎo)時(shí)段中被驅(qū)入到相繞組7中的電流的量。結(jié)果電機(jī)3的功率將對電源電壓的改變敏感。除了電源電壓，電機(jī)3的功率還對轉(zhuǎn)子5的速度的變化敏感。當(dāng)轉(zhuǎn)子5的速度變化時(shí)(例如響應(yīng)于負(fù)載的改變)，反電動(dòng)勢的幅度也變化。因此，在傳導(dǎo)時(shí)段中被驅(qū)入到相繞組7的電流量會(huì)改變。控制器14由此可響應(yīng)于轉(zhuǎn)子5的速度和/或電源電壓幅度的變化而改變傳導(dǎo)時(shí)段的長度。結(jié)果，控制器14能更好地響應(yīng)于轉(zhuǎn)子速度和/或電源電壓的變化控制電機(jī)3的功率。
[0048]為了改變傳導(dǎo)時(shí)段的長度，控制器14存儲(chǔ)用于不同電壓和/或速度的不同傳導(dǎo)時(shí)段的查找表?？刂破?4于是使用電源電壓和/或轉(zhuǎn)子速度索引查找表(例如響應(yīng)于每個(gè)或每第η個(gè)HALL邊緣)以選擇傳導(dǎo)時(shí)段。轉(zhuǎn)子5的速度由HALL時(shí)段的長度獲得，而電源電壓WV_DC
?目號獲得。
[0049 ]查找表存儲(chǔ)在每個(gè)電壓和速度點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)特定輸出功率的傳導(dǎo)時(shí)段。當(dāng)電源電壓降低時(shí)，在相同的傳導(dǎo)時(shí)段上更少的電流且由此更小的功率被驅(qū)入到電機(jī)3。類似地，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度降低時(shí)，反電動(dòng)勢的大小增加。因此，在相同的傳導(dǎo)時(shí)段上更少的電流且由此更小的功率被驅(qū)入到電機(jī)3。因此，為了補(bǔ)償該現(xiàn)象，控制器14可以使用響應(yīng)于電源電壓的降低或轉(zhuǎn)子速度的增大而增加的傳導(dǎo)時(shí)段。
[0050]雙次切換模式
[0051]在相繞組的激勵(lì)期間，扭矩電流比在相電流的波形與反電動(dòng)勢的波形相匹配時(shí)最大。電機(jī)3的效率的改進(jìn)由此通過成形相電流為使得它更好地與反電動(dòng)勢的波形匹配(即通過降低相電流波形相對于反電動(dòng)勢波形的諧波分量)而實(shí)現(xiàn)。申請人發(fā)現(xiàn)當(dāng)在單次切換模式中以較低速度操作時(shí)，電機(jī)3的效率改善通過在傳導(dǎo)時(shí)段中插入相對小的次續(xù)流時(shí)段而被實(shí)現(xiàn)。
[0052]在較低的轉(zhuǎn)子速度處，HALL時(shí)段的長度較長，且由此反電動(dòng)勢以較低的速率升高。此外，反電動(dòng)勢的大小較低，且由此假設(shè)電源電壓不改變，在相繞組中的電流以較快的速率升高。因此，在較低速度下，反電動(dòng)勢以較低的速率升高，但是相電流以較快的速率升高。結(jié)果，在傳導(dǎo)時(shí)段的早期部分，相電流以比反電動(dòng)勢更快的速率升高。申請人發(fā)現(xiàn)通過在傳導(dǎo)時(shí)段引入相對小的次續(xù)流時(shí)段，相電流的升高被短暫地阻止，使得相電流的升高更緊密地跟隨反電動(dòng)勢的升高。結(jié)果，相電流波形現(xiàn)對于反電動(dòng)勢波形的諧波分量被減少，且由此電機(jī)3的效率升高。
[0053]當(dāng)在雙次切換模式下操作時(shí)，控制器14將每個(gè)電半周期分為傳導(dǎo)時(shí)段和隨后的主續(xù)流時(shí)段?？刂破?4然后將傳導(dǎo)時(shí)段分為第一激勵(lì)時(shí)段、隨后為次續(xù)流時(shí)段、隨后為第二激勵(lì)時(shí)段。控制器14于是在兩個(gè)激勵(lì)時(shí)段的每個(gè)期間激勵(lì)相繞組7，并且在兩個(gè)續(xù)流時(shí)段的每個(gè)期間續(xù)流相繞組7。當(dāng)在單次切換模式中時(shí)，相電流不會(huì)在激勵(lì)期間超過電流限值。因此，控制器14在電半周期期間從激勵(lì)切換到續(xù)流兩次。
[0054]圖6示出了當(dāng)在雙次切換模式下操作時(shí)在幾個(gè)HALL時(shí)段上HALL信號、反電動(dòng)勢、相電流、相電壓和控制信號的波形。
[0055]控制器14在較低速度下以雙次切換模式操作，傳統(tǒng)的控制器在這種情況將以單次切換模式操作。當(dāng)在單次切換模式中時(shí)，控制器14可響應(yīng)于轉(zhuǎn)子5的速度和/或電源電壓幅度的變化而改變傳導(dǎo)時(shí)段的長度。為此，控制器14存儲(chǔ)用于不同電壓和/或速度的不同激勵(lì)時(shí)段的查找表?？刂破?4然后使用轉(zhuǎn)子速度和/或電源電壓索引查找表，以選擇激勵(lì)時(shí)段。選擇的激勵(lì)時(shí)段然后被用于限定第一激勵(lì)時(shí)段和第二激勵(lì)時(shí)段兩者，即控制器14在選定的激勵(lì)時(shí)段激勵(lì)相繞組7，續(xù)流相繞組7次續(xù)流時(shí)段，然后再次激勵(lì)相繞組7選定的激勵(lì)時(shí)段。
[0056]由于第一激勵(lì)時(shí)段和第二激勵(lì)時(shí)段具有相同的長度，次續(xù)流時(shí)段在傳導(dǎo)時(shí)段的中心處發(fā)生。這具有至少兩個(gè)益處。首先，相電流的諧波分量在兩個(gè)激勵(lì)時(shí)段上被更好地平衡。結(jié)果，相電流在傳導(dǎo)時(shí)段期間的總諧波分量往往比兩個(gè)激勵(lì)時(shí)段具有不同的長度的情況更低。其次，查找表僅需針對每個(gè)電壓和/或速度點(diǎn)存儲(chǔ)一個(gè)激勵(lì)時(shí)段。結(jié)果，需要較少的存儲(chǔ)器來用于查找表，且由此更便宜的控制器可以被使用。不論上述益處，可期望響應(yīng)于電源電壓和/或轉(zhuǎn)子速度中的變化而改變次續(xù)流時(shí)段的位置。這可以通過使用對于每個(gè)電壓和/或速度點(diǎn)存儲(chǔ)了第一激勵(lì)時(shí)段和第二激勵(lì)時(shí)段的查找表來實(shí)現(xiàn)。
[0057]控制器14使用具有固定長度的次續(xù)流時(shí)段。這于是具有益處在于減小控制器14的存儲(chǔ)需求，即控制器僅需要存儲(chǔ)單個(gè)次續(xù)流時(shí)段。然而，替代地，控制器14可以使用響應(yīng)于電源電壓和/或轉(zhuǎn)子速度中的變化而變化的次續(xù)流時(shí)段。特別地，控制器14可以使用響應(yīng)于電源電壓的升高或和/或轉(zhuǎn)子速度的降低而增大的次續(xù)流時(shí)段。當(dāng)電源電壓升高時(shí)，相繞組7中的電流在激勵(lì)期間以更快的速率升高(假設(shè)轉(zhuǎn)子速度且由此反電動(dòng)勢的大小不改變)。結(jié)果，相電流波形現(xiàn)對于反電動(dòng)勢波形的諧波分量往往會(huì)增大。通過響應(yīng)于電源電壓的升高而增大次續(xù)流時(shí)段的長度，相電流的升高被阻止較長的時(shí)段，且由此相電流波形的諧波分量可以被減小。當(dāng)轉(zhuǎn)子速度降低時(shí)，HALL時(shí)段的長度增大，且由此反電動(dòng)勢以較低的速率升高。此外，反電動(dòng)勢的大小減小且由此相繞組7中的電流以較快的速度升高(假設(shè)電源電壓不改變)。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度降低時(shí)，反電動(dòng)勢以較低的速率升高，但是相電流以較快的速率升高。由此，相電流波形現(xiàn)對于反電動(dòng)勢波形的諧波分量往往會(huì)增大。通過響應(yīng)于轉(zhuǎn)子速度的降低而增大次續(xù)流時(shí)段，相電流的升高被阻止較長的時(shí)段，且由此相電流波形的諧波分量可以被減小。因此，響應(yīng)于電源電壓的的升高和/或轉(zhuǎn)子速度的降低而增加次續(xù)流時(shí)段可導(dǎo)致效率的進(jìn)一步改善。
[0058]次續(xù)流時(shí)段的長度是相對短的，且