电动机启动方法技术

一种改进的启动开关磁阻电动机的方法，其使用两对相邻的线圈，这两对线圈同时通电以将转子带到它的初始位置。接着，其中一对线圈关闭，并且另一对线圈吸引转子以向其提供初始旋转速度。中间阶段只使用电动机的一个对线圈，将其提升到运行速度，之后可以使用所有线圈的正常循环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及开关磁阻电动机，特别是启动这样的电动机的方法。
技术介绍
在图1A、1B和2到4中展示了典型的开关磁阻电动机。这个例子具有在定子1上的六个，优选地，均匀间隔的极2和在转子4上的四个，优选地，均匀间隔的极3的组合。在这个例子中，定子的极从定子环5向内突出，该环在定子极之间提供低磁阻材料的路径。转子由十字形的叠片堆叠形成，并且由低磁阻材料形成。因此，由于将变得显而易见的原因，每个转子极均通过低磁阻路径连接到直径上对置的转子极。因此，如所标记的，极U通过低磁阻路径连接到极U’，并且极V通过低磁阻路径连接到V’。定子的每个极均缠绕有线圈6，这些线圈成对排布，每对包括位于穿过定子的旋转轴的各直径的相反的两端的线圈。因此在这种情况下，如所标记的，这些对为线圈AA’、BB’和CC’。在同一时间用来自电动机控制电路10的电流(图5)对一对的线圈通电，并且在某种意义上使得一个提供朝向旋转轴的磁场，一个提供远离该轴的磁场。在图中，在线圈上的箭头表示在纸平面的上方的线圈中的电流的方向，虚线箭头表示磁通量。由通电的线圈产生的磁通量和它们各自的极一起通常沿着它们之间的直径排布，接着沿着定子环(在圆周方向上)到达该对的另一个通电线圈。转子改变在通电的一对定子极之间的空间中的磁场线分布。沿通电的一对定子极之间的直径对齐的转子的直径上对置的一对极所处的转子位置，对于包含了在该对齐的转子极之间的转子的磁路，为具有最小磁阻转子的位置。在于1B中展示了对齐在定子极A和A’之间的转子极U和U’的例子。因此，这样的位置是磁能最小的位置。在未对齐位置，例如，如图1A中，磁通量仍然沿着转子的极之间的低磁阻路径流动，因此该通量从定子的通电的极之间的直径转移，结果是它不得不跨过转子和定子极之间更大的空气间隙，增大磁路的磁阻和磁能。因此，如果转子没有对齐，那么在其上存在转矩，牵引其朝向对齐的位置。在运行转速，通过对对定子线圈依次充电以牵引转子的极朝向旋转方向来驱动电动机。因此，当例如，转子处在图1A的位置中，并且转子顺时针旋转，以致转子极U和U’接近定子极A和A’时，A和A’的线圈被通电使得U和U’朝向A和A’牵引。当到达U和U’与线圈A和A’对齐的图1B的位置时，A和A’被关闭(图2)，使得转子可以继续旋转，而不会减慢或牵引回到A和A’。这时候，转子极V和V’也接近线圈B和B’的定子极，因此B和B’被通电(图2)从而朝向B和B’在顺时针方向上向前牵引转子极V和V’。当到达V和V’与线圈B和B’对齐的图3的位置时，B和B’被关闭，使得转子可以继续旋转，而不会减慢或牵引回到B和B’。这时候，转子极U’和U接近线圈C和C’的定子极，因此线圈C和C’被通电从而朝向C和C’在顺时针方向上向前牵引转子极U’和U。当到达U和U’与C和V’对齐的图4的位置时，线圈C和C’被关闭，使得转子可以继续旋转，而不会减慢或牵引回到C和C’。这时候，转子极V’和V接近定子极A和A’，因此线圈A和A’被通电从而朝向A和A’在顺时针方向上向前牵引转子极V’和V。当V’和V到达A和A’时，转子已经转动90°，因此，由于转子具有四折旋转对称，其实际上处于图2所示的相同位置，因此重复对线圈B和B’，接着对C和C’，然后对A和A’的通电的循环，从而推进定子到下一个90°，依此类推。在本领域众所周知的，在转子旋转的特定角度关闭或接通线圈，例如，响应由线圈产生的传感信号，因为当转子极经过线圈时同时由电流和线圈的电感变化驱动这些线圈。在图5中展示了已知的第一电动机控制电路10。该第一电动机控制电路10包括在电源20上并联连接的对定子线圈。通过闭合开关21和22对彼此并联连接的线圈A和A’通电，并且类似地，通过闭合开关23和24对线圈B和B’通电，通过闭合开关25和26对线圈C和C’通电。这些开关是由控制电路10操作的，当要对线圈通电时，控制电路10闭合开关。线圈A和A’由其共用的一对开关操作(类似地，每个线圈对B和B’和C和C’具有其自己的共用开关对)，这足以提供上述线圈通电的模式。开关21到26作为，例如，FET或IGBT晶体管提供。电动机控制电路10使用电流的测量值来确定转子的位置，并且依次确定开关21到26的运行的时序。更具体地，图5的控制电路10检测由线圈产生的信号，因为当转子极经过线圈时同时由电流和线圈的电感变化驱动这些线圈。这种电感包括跨过DC电源20并联连接的对定子线圈。电源的电压取决于应用，可能是例如，12V、24V、48V或300V。通过闭合开关21和22对彼此并联连接的线圈A和A’通电，并且类似地，通过闭合开关23和24对线圈B和B’通电，通过闭合开关25和26对线圈C和C’通电。这些开关是由开关控制单元27操作的，当要对线圈通电时，开关控制单元27闭合开关。在每个线圈对中的电流由与其串联连接的传感器28检测，以提供产生的与电流成比例的电压信号，该电压信号用于确定转子位置，这些转子位置依次用于确定开关21和22、23和24，以及25和26的运行的时序。电动机控制电路10在多个阶段处理来自线圈的信号，形成控制回路。位置评估器30接收表明线圈电流的信号，根据这些信号连续计算转子的位置，并且输出转子位置值信号31。该计算通过微控制器执行。速度评估器32区分这种相对于时间的信号，从而提供转子速度信号33。控制回路设计为控制电动机的速度由输入信号——速度命令信号35设定，减法器36形成速度命令信号和转子速度信号之间的差值，从而形成速度误差信号37。回路控制器38，例如在这种情况下的比例-积分控制器，使用这个信号来调节电动机的转矩命令39。由电动机施加的转矩和该电动机的稳态速度之间的关系通常单调递增。因此，如果速度误差表明发动机运行得比需要的太慢，那么控制器38增大命令的转矩，而如果速度误差表明发动机运行得比命令的快，那么控制器38减小命令的转矩。控制器38还过滤绕控制回路传播的信号以便使回路响应变平滑。电动机1当然不直接受转矩命令的控制，转矩命令39转换为电动机的开关的控制角度42。这些角度为电动机的开关操作所处的转子的角度，特别是线圈对接通所处的角度、允许线圈对为“自由轮”的角度，以及线圈对关闭所处的角度。为了接通线圈，该线圈相关的两个开关都要接通(对于线圈AA’为开关21和22)。在自由轮模式中，将线圈连接至正极的开关(例如，21)被断开，但是电流继续通过二极管循环，在截止角，两个开关都被断开，在线圈中的电流通过另一标记的二极管传递到地，在开关断开之后的短时间内消失。(可选地，对于自由轮模式，可能替代地断开将线圈连接至负极的开关，电流继续流过该对的线圈和标记的另一个二极管。在自由轮模式中断开的两个开关可以依次交替，以共同平衡由它们之间的切换消耗的功率)。由查找表41执行转矩命令信号到这些角度的转换。需要提供所需的转矩的角度取决于转子的速度，因此还向查找表41提供转子速度信号33，从而为转矩和速度提供角度。当电动机连接至它所需的负载上时驱动该电动机时，可以按照经验确定这些角度。由查找表产生的角度42传递到开关控制单元27，当这些角度与转子位置值信号31匹配时，该开关控制单元27相应地以角度42操作开关。更具体地，对于每个线圈，提供的角度42都是相同的，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种启动开关磁阻电动机的方法，该开关磁阻电动机具有多对定子线圈，每对包括在所述电动机的旋转轴的相对边上的线圈，所述方法包括：在相同时间对第一和第二对定子线圈通电，为所述转子的旋转运动的减少等待一段时间，并且接着关闭这两对线圈中的第一对，同时让所述对第二线圈通电，以致所述第二对线圈引起所述转子旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.27 GB 1323080.01.一种启动开关磁阻电动机的方法，该开关磁阻电动机具有多对定子线圈，每对包括在所述电动机的旋转轴的相对边上的线圈，所述方法包括：在相同时间对第一和第二对定子线圈通电，为所述转子的旋转运动的减少等待一段时间，并且接着关闭这两对线圈中的第一对，同时让所述对第二线圈通电，以致所述第二对线圈引起所述转子旋转。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在保持其他定子线圈关闭的同时，反复地开启和关闭特定对的定子线圈，以进一步使所述电动机加速的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述两对定子线圈是最近邻的。4.根据权利要求1到3中任意一项所述的方法，其特征在于，对于所述多对定子线圈的每一对，每对的线圈直径上对置地位于所述定子上。5.根据权利要求1到4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在特定的一段时间之后关闭所述第二对线圈的步骤。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述特定的一段时间是所述转子到达特定位置的预定时段。7.根据以上任意一项权利要求所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡迈勒·布亚拉加，多米尼克·杜普伊斯，
申请(专利权)人：法雷奥空气管理英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB