控制无刷电机的方法技术

一种控制无刷电机的方法，该方法包括储存查找表，定期地获得经速度调整的控制值且励磁电机的相绕组，该查找表包括用于多个速度的每个的控制值，其中所述经速度调整的控制值被用于定义励磁的相位和长度中的一个。获得经速度调整的控制值包括测量电机的速度，在测量到的速度大于或小于阈值的事件中将速度调整变量增加或减小预定常数，使用测量到的速度从查找表选择出控制值，且使用速度调整变量调整选择出的控制值以获得经速度调整的控制值。附加地，提供了一种执行该方法的控制系统，和一种包含无刷电机和控制系统的电机组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
无刷电机通常包括控制器，该控制器控制相绕组的励磁。该控制器可响应电机的 速度的改变调整励磁的相位和/或长度。为了这个目的，控制器可存储查询表，该查询表包 括用于不同电机速度的不同控制值。该控制值于是被使用以限定励磁的相位和/或长度。 由查找表存储的控制值可为用于名义电机的那些。而且，当在额定负载下操作时 该控制值可被选择使得名义电机的速度不超过上阈值和/或降低到低于下阈值。然而，对 于大批量生产的电机，电机和/或负载中的公差，电机操作在该公差下，可意味着电机的实 际速度超过上阈值和/或降低到低于下阈值。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种，该方法包括：存储查找表， 该查找表包括用于多个速度的每个的控制值；定期地获得经速度调整的控制值；和励磁电 机的相绕组，经速度调整的控制值被用于定义励磁的相位和长度的一个，其中获得经速度 调整的控制值包括：测量电机的速度；在测量到的速度大于或小于阈值的事件中将速度调 整变量增大或减小一预定常数；使用测量到的速度从查找表选择控制值；且使用速度调整 变量调整选择出的控制值以获得经速度调整的控制值。 电机的速度由此通过调整从查找表选择出的控制值而被控制。经速度调整的控制 值被用于定义励磁的相位和长度，且由此影响被驱入电机的功率。控制值可由此被调整以 致在电机的速度下降到下阈值之下时功率增加，或在电机的速度超过上阈值时功率减少。 因此，该方法可被用于确保电机不会长时间在速度大于或小于阈值处操作。 提及在测量到的速度大于或小于阈值的事件中增加或减少速度调整变量不应被 理解为表示当测量到的速度大于阈值时速度调整变量被增加且当测量到的速度小于阈值 时速度调整变量被减少。相反，术语应被理解为表示速度调整变量可被增加或被减少，且这 可发生在测量到的速度大于阈值或测量到的速度小于阈值的事件中。 该方法包含定期地获得经速度调整的控制值，其包括测量电机的速度，且每当速 度大于或小于阈值时增加或减少速度调整变量。结果，该方法能够控制电机的速度，其中该 电机是功率和/或负载中的公差是相对大的电机。 该方法实施计算相对简单，且内存需求相对小。因此，该方法可使用相对简单且由 此便宜的控制器被执行。此外，该方法可在没有不利地影响其他程序的执行的情况下被执 行。 调整选择出的控制值可包括加上速度调整变量到选择出的控制值或从选择出的 控制值减去速度调整变量。加法和减法对于执行计算相对简单的操作。因此，该方法可使 用相对简单且便宜的控制器执行。 该方法可包括在测量到的速度是大于上阈值和小于下阈值中的一个的事件中，将 速度调整变量加上或减去预定常数。速度调整变量于是在测量到的速度是大于上阈值和小 于下阈值的另一个的事件中被设置为零。当速度超过上阈值或下降到下阈值之下时控制 值的调整因此开始。一旦被启动，控制值的调整继续直到速度下降到下阈值之下或超过上 阈值。速度调整变量可用于减少或增加从查找表选择出的控制周期，以致在每个电半周期 期间较少或较多的功率被驱入电机。这进而将导致电机的速度或电机的加速速率减少或增 力口。因此，该方法可被用于确保电机不会长时间在速度大于上阈值或小于下阈值处操作。 可能期望约束电机的速度在上阈值和下阈值之间。因此，该方法可包括在测量到 的速度大于上阈值的事件中将速度调整变量增大或减小一第一预定常数，且在测量到的速 度小于下阈值的事件中将速度调整变量增大或减小一第二预定常数。不同的预定常数可被 使用。替代地，第一和第二预定常数可为一个且相同。在此情况下，于是该方法包括在测量 到的速度大于上阈值的事件中增加和减少速度调整变量中的一个，和在测量到的速度小于 下阈值的事件中增加和减少速度调整变量中的另一个。 该方法可包括在测量到的速度小于上阈值且大于下阈值的事件中保持速度调整 变量不变。因此，当在不变的负载下操作时，电机的速度可稳定在两个阈值之间的值处。 该方法可包括整流交流电压以提供整流电压，利用整流电压励磁相绕组，且响应 交流电压的每个过零获得经速度调整的控制值。于是这个具有的优势在于经速度调整的控 制值在不需要专用计时器的情况下以规则间隔更新。附加地，经速度调整的控制值可与交 流电压的周期同步地更新。结果，从提供交流电压的电源汲取的电流的波形通常更为稳定。 在第二方面，本专利技术提供一种用于无刷电机的控制系统，该控制系统执行如前述 段落中任一个描述的方法。 在第三方面，本专利技术提供一种电机组件，该电机组件包括无刷电机和如前述段落 中描述的控制系统。 【附图说明】 为了本专利技术可被更容易地理解，本专利技术的实施例现在将要参考附图通过实例而 被描述，其中： 图1是根据本专利技术的电机系统的方框图； 图2是电机系统的示意图； 图3详细说明了响应于由电机系统的控制器发出的控制信号的逆变器的被允许 状态； 图4是用于控制电机的最大速度的方法的流程图； 图5示出了当执行图4中的方法时SPEED_ADJUST和T_PHASE的行为； 图6是用于控制电机的最小速度的方法的流程图；以及 图7是用于将电机的速度限制在上阈值和下阈值之间的方法的流程图。 【具体实施方式】 图1和2中的电机系统由AC电源2驱动且包括无刷电机3和控制系统4。 该电机3包括永磁转子5,该永磁转子5相对于定子6旋转，该定子具有单向绕组 ?。 控制系统4包括整流器8,直流链滤波器9、逆变器10、门驱动器模块11、电流传感 器12、转子位置传感器13、过零过零检测器14和控制器15。 该整流器8包括四个二极管D1-D4的全波电桥，其对交流电源2的输出进行整流 以提供直流电压。 该直流链滤波器9包括电容器C1，该电容器C1平滑相对高频率的波纹，该波纹由 逆变器10的转换引起。如果需要，直流链滤波器9可附加地在基频处平滑整流后的直流电 压。 该逆变器10包括四个功率开关Q1-Q4的全桥，其将DC链电压联接到相绕组7。开 关Q1-Q4的每个包括续流二极管。 门驱动器模块11响应从控制器15接收的控制信号驱动开关Q1-Q4的断开和闭 合。 电流传感器12包括位于逆变器10的负汇流条上的检测电阻R1。跨电流传感器 12的电压由此在连接至电源2时提供相绕组7中的电流的测量值。跨电流传感器12的电 压被输出至控制器15作为随着电流检测信号I_SENSE。 该转子位置传感器13包括霍尔效应传感器，该霍尔效应传感器输出数字信号 HALL，该数字信号是逻辑上的高位或低位，取决于穿过传感器13的磁通量的方向。通过将 传感器定位为邻近转子5, HALL信号提供了转子5的角度位置的测量。更具体地说，HALL 信号的每个边缘表示转子5的极性的改变。当旋转时，永磁转子5在相绕组7中引起反电 动势。因此，HALL信号的每个边缘另外表示相绕组7中的反电动势的极性的改变。 过零检测器14包括一对钳位二极管D5、D6,该钳位二极管D5、D6输出数字信号Z_ CROSS，当交流电源2的电压是正的时该信号是逻辑上的高位，当交流电源2的电压是负的 时该信号是逻辑上的低位。Z_CR0SS信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制无刷电机的方法，所述方法包括：存储查找表，所述查找表包括用于多个速度的每个的控制值；定期地获得经速度调整的控制值；以及励磁电机的相绕组，所述经速度调整的控制值可被用于限定励磁的相位和长度中的一个；其中，获得经速度调整的控制值包括：测量电机的速度；在测量到的速度大于或小于阈值的事件中将速度调整变量增加或减少一预定常数；使用测量到的速度从查找表选择出控制值；以及使用速度调整变量调整选择出的控制值以获得经速度调整的控制值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.23 GB 1120191.01. 一种控制无刷电机的方法，所述方法包括： 存储查找表，所述查找表包括用于多个速度的每个的控制值； 定期地获得经速度调整的控制值；以及 励磁电机的相绕组，所述经速度调整的控制值可被用于限定励磁的相位和长度中的一 个； 其中，获得经速度调整的控制值包括： 测量电机的速度； 在测量到的速度大于或小于阈值的事件中将速度调整变量增加或减少一预定常数； 使用测量到的速度从查找表选择出控制值；以及 使用速度调整变量调整选择出的控制值以获得经速度调整的控制值。2. 如权利要求1所述的方法，其中调整选择出的控制值包括将选择出的控制值加上速 度调整变量或将选择出的控制值减去速度调整变量。3. 如权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括在测量到的速度是超过上阈值和 小于下阈值中的一个的事件中，将速度调整变量增加或减小所述预定常数，且在测量到的 速度是大于上阈值和小于下阈值中的另一个的事件中...

【专利技术属性】
技术研发人员：H戴，陈宇，M利弗，S欣奇利夫，
申请(专利权)人：戴森技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB