一种不具有整流器的三相同步电机的启动的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种不具有整流器的三相同步电机(1)的启动的控制方法，所述控制方法包括转子(5)的磁极化的方向和指向的对齐步骤，转子具有被定子(2)的极化的方向和指向限定的对齐位置(PA)，所述对齐位置(PA)根据从涉及所述转子的磁极化的指向的位置传感器阅读到的信息而被确定，所述对齐步骤在一持续时间期间被实现，在所述持续时间结束后，所述转子(5)的振幅和/或速度小于预定的阈值。

【技术实现步骤摘要】
一种不具有整流器的三相同步电机的启动的控制方法
本专利技术涉及用于小家电设备的电机的一般
更具体地，本专利技术涉及一种不具有整流器的多相同步电机的启动的控制方法和该电机。
技术介绍
不具有整流器的多相同步电机大致包括：-定子，其包括齿状部，限定定子的电相和磁极的线圈缠绕在所述齿状部上，-转子，其在所述定子的对面且与所述定子同心地设置，所述转子包括限定所述转子的磁极化的整数对的磁极，和-包括控制器的电子卡，所述控制器被布置用于在所述定子的不同的相中管理电流的转向，以便限定适合于驱动所述转子旋转的旋转的所述定子的磁极化。在不具有整流器的多相同步电机中，所述转子以与定子的极化方向相同的角速度旋转。只要电机力矩与被待驱动的负载施加的力矩相邻，所述转子的旋转和所述定子的极化的旋转被同步。然而，如果被负载或电机施加的力矩不同并且转向时刻没有被相应地调整，则转子失去同步性。在失去同步性之后，所述转子通常开始振动，其不能够与定子的可变的极性重新同步，这可导致其组件的毁坏。为了避免这种情况，所述控制器应能够在每个时刻知晓转子的位置以便如果被负载施加的力矩增大，能够重新调整转向时刻。更具体地，所述转向时刻在电机的减速阶段期间应被重新调整，如在施加负载时的情况，或所述转向时刻在电机的加速阶段期间应被重新调整，如在电机的启动时的情况。实际上，在启动电机时，所述控制器应确保逐渐地启动以便加速转子，直到达到电机的转子的旋转额定速度。因此，定子的线圈的供电电压的转向频率在启动时很低，之后考虑到转子的位置而逐渐地增大，所述转子的位置取决于被负载施加给转子的抵抗力矩。因此，电转向电机的工作基于转子的位置的检测。位置的错误信息导致错误的转向，其结果可能是在定子的线圈中的电流的突然增大，这导致电子仪器的应力甚至击穿、转子的去磁、导致工作间歇和颤动的力矩的突然或重复的变化、平均力矩的下降和在持续状态的电机的效率的降低。为了克服这些缺陷，已知实现一种不具有整流器的多相同步电机，其包括给出转子的绝对位置的唯一的模拟传感器。然而，该类型的位置传感器的高昂的成本在大规模生产时是不希望的。还已知使用逻辑类型的位置传感器，尤其是霍尔效应传感器或光学传感器，以便通知控制器转子相对于定子的相对位置。逻辑类型的位置传感器的成本远远比模拟的位置传感器的成本低廉。这种逻辑类型的位置传感器设置在转子的对面的预定的位置中，并且用于传输信号至控制器，所述信号包括以下信息：-转子的磁极化的指向，和-在转子旋转期间，转子的磁极化的指向翻转成另一个指向的翻转时刻。典型地，这种逻辑类型的位置传感器产生对应于等于0或1的二进制值的信号。这些二进制值中的每个值对应于被位置传感器从位置传感器放置的地方读取的转子的磁极化的两个方向中的一个方向。转子的磁极化的方向翻转到另一个方向的翻转时刻通过一些时刻和另一些时刻被算出，在一些时刻期间，所述位置传感器从等于0的值转换成等于1的值，也被称作升沿，在另一些时刻期间，所述位置传感器从等于1的值转换成等于0的值，也被称作降沿。这些逻辑类型的位置传感器通常数量为3个，以便电机一启动就具有关于转子的位置的足够精确的信息。这些逻辑类型的位置传感器的使用允许控制定子的相的供电的转向，并且控制电机的的额定性能和稳定性。这些传感器可被设置在转子的轴线上或很靠近转子处。然而，其数量导致成本增加，体积过大和额外的故障风险。电机的总成本尤其受到被使用的位置传感器的数量的影响，且受到配合的电子卡的成本的影响。该总成本包括位置传感器的成本也包括连接这些位置传感器和电子卡的线缆的成本，和与全部这些元件的组装相关的工业化成本。这些电机通常用于小家电设备的批量生产。因此，能够被实现在电机的成本上的节约可产生对这些小家电设备的生产成本的较大的节约。为了降低电机的成本，方法之一自然地在于减少逻辑类型的位置传感器的数量。然而，传输给控制器的信息量被减少并且低速下的控制被影响。已知文献WO02/50983披露了一种无刷直流电机的启动方法，所述电机使用最多两个逻辑类型的位置传感器。在唯一的传感器被使用的情况下，定子的预定的第一相首先根据第一极化而被持续供电，而另外两个相轮流地根据与第一相的极化相反的极化被供电。所述转子于是被驱动旋转，直到传感器传回信号，所述信号给出转子的磁极化的方向向另一个方向的翻转的信息。从该时刻开始，所述控制器开始这些转向以便加速转子，直到其达到对应于持续状态的工作的速度的阈值。这种方法是令人满意的，因为其允许使用唯一的逻辑类型的位置传感器而启动电机。然而，在该时刻，所述转子的位置具有不确定性，其对将来的转向一定产生影响。此外，转子的速度不被知晓也未被估算。因此，如果所述转子的速度过高，并且被所述控制器开始的转向在此刻不与转子的极化的方向和指向的相一致，则电机可能不启动或电机的元件可遭到能够直到使其毁坏的应力。此外，如果电机和其负载的惯性较大或负载需要与额定力矩接近的启动力矩时，该方法不允许确保最优化的力矩，或在电机的启动阶段期间，电机和其负载的启动所必须的力矩。还已知文献EP1406376A2描述的一种无刷直流电机的启动方法，所述电机使用唯一的逻辑类型的位置传感器。该方法涉及在定子的线圈中注入小频率的电流并且在预定的时间期间等待转子在速度上同步，所述速度对应于定子的供电频率。在该同步之后，所述定子的供电频率被提高直到获得转子的新同步。所述转子因此被一系列的同步逐渐地加速，直到所述转子达到一速度，在所述速度中，所述转子可通过被唯一的位置传感器提供的信息在闭环中工作。这种方法是令人满意的，其允许通过唯一的逻辑类型的位置传感器而启动电机。然而，该方法意味着转子立即与定子的磁极化同步，在某些情况中这可能不是如此，尤其如果负载被施加的转子上的情况。在该情况中，所述方法应通过进一步提高转子的力矩而被重新启动。最终，还已知设置不具有传感器的电机。这些类型的电机使用定子的线圈，所述定子的线圈在转向过程中不被供电，以便测量被转子的旋转产生的反电动势(forcecontreélectromotrice)，并且因此演算出用于启动转向的时刻。该方案允许避免使用逻辑类型的位置传感器，并且因此允许理论上减少电机的制造成本。然而，这种电机需要与逻辑类型的位置传感器一起使用的电子卡和控制器的全部改造。此外，在启动时，反电动势过小而不能使用。因此需要使用其他类型的随动装置，用于该类型的不具有传感器的电机。通常，这些电机通过将定子的相转向成预定的增大的频率，如同步进电机一样地被启动，所述频率足够慢以便电机不脱离。在该相中的力矩很差，随动环的制备是很困难的，其需要较大的计算能力并且需要过滤方案以便区分被电机产生的干扰电流的反电动势。此外，这些电机相对于配备有位置传感器的电机具有有限的速度。实际上，保持电机的性能是困难的，所述电机具有不包括转子的位置信息的强电时间常数，因为其需要施加转向的提前以便弥补电时间常数的延迟。该转向的提前妨碍合适地实施对于未被供电的定子的相的反电动势的测量。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于全部地或部分地克服上述提及的缺陷，尤其通过一种具有唯一的逻辑类型的位置传感器的电机而实现，所述位置传感器保持简单的电子卡，以便最大程度地减少电机的成本，并且转子的位置在刚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不具有整流器的三相同步电机(1)的启动的控制方法，所述电机(1)包括：‑定子(2)，其包括齿状部(3)，限定三个电相(U，V，W)的线圈(4)缠绕在所述齿状部(3)上，对所述三个电相的供电限定所述定子(2)的极化的方向和指向，‑转子(5)，其在所述定子(2)的对面且与所述定子(2)同心地设置，所述转子(5)包括至少一对限定所述转子(5)的磁极化的磁极，和‑包括控制器的电子卡，所述控制器被布置用于在所述定子(2)的不同的相中调节电流的转向，以便限定适合于驱动所述转子(5)旋转的所述定子(2)的磁极化的可变方向，‑唯一的逻辑类型的位置传感器(6)，其设置在所述定子的两个齿状部之间的等分线上，并且用于向所述控制器传输信号，所述信号包括以下信息：‑所述转子的磁极化的指向，和‑在所述转子(5)转动时，转子的磁极化的指向翻转为另一个指向的翻转时刻所述方法包括转子(5)的磁极化的方向和指向与对齐位置(PA)对齐的对齐步骤，所述对齐位置被定子(2)的极化的方向和指向限定，所述定子的极化的方向和指向根据从涉及所述转子的磁极化的指向的位置传感器阅读到的信息而被确定，所述对齐步骤具有：‑持续时间(TA)，在所述持续时间(TA)结束后，从所述转子(5)的任意的开始位置(P0)开始，所述转子(5)理论上第一次与所述对齐位置(PA)对齐，或者‑持续时间，在所述持续时间结束后，从所述转子(5)的任意的开始位置开始，所述转子(5)的围绕所述对齐位置(PA)的振幅理论上小于预定的阈值，或者，‑持续时间，在所述持续时间结束后，对于理论上最远离所述对齐位置(PA)的开始位置的所述转子(5)的振幅理论上在预定的区间中，‑持续时间，在所述持续时间结束后，从所述转子(5)的任意的开始位置开始，围绕所述对齐位置(PA)的所述转子(5)的速度理论上小于预定的阈值，这些理论上的持续时间中的至少一个持续时间被传输到与控制器连接的存储器中，对于转子(5)不同的开始位置(P0)，这些理论上的持续时间从围绕所述转子(5)的所述对齐位置(PA)的所述转子(5)的振动行为的理论模型而被演算出来，或者所述对齐步骤具有预定的持续时间，在所述预定的持续时间结束后，从所述转子(5)的任意的开始位置(P0)开始，所述转子围绕所述对齐位置的振幅一定小于预定的阈值，该持续时间经过实验确定并且被传输到存储器中。...

【技术特征摘要】
2016.11.09 FR 16608731.一种不具有整流器的三相同步电机(1)的启动的控制方法，所述电机(1)包括：-定子(2)，其包括齿状部(3)，限定三个电相(U，V，W)的线圈(4)缠绕在所述齿状部(3)上，对所述三个电相的供电限定所述定子(2)的极化的方向和指向，-转子(5)，其在所述定子(2)的对面且与所述定子(2)同心地设置，所述转子(5)包括至少一对限定所述转子(5)的磁极化的磁极，和-包括控制器的电子卡，所述控制器被布置用于在所述定子(2)的不同的相中调节电流的转向，以便限定适合于驱动所述转子(5)旋转的所述定子(2)的磁极化的可变方向，-唯一的逻辑类型的位置传感器(6)，其设置在所述定子的两个齿状部之间的等分线上，并且用于向所述控制器传输信号，所述信号包括以下信息：-所述转子的磁极化的指向，和-在所述转子(5)转动时，转子的磁极化的指向翻转为另一个指向的翻转时刻所述方法包括转子(5)的磁极化的方向和指向与对齐位置(PA)对齐的对齐步骤，所述对齐位置被定子(2)的极化的方向和指向限定，所述定子的极化的方向和指向根据从涉及所述转子的磁极化的指向的位置传感器阅读到的信息而被确定，所述对齐步骤具有：-持续时间(TA)，在所述持续时间(TA)结束后，从所述转子(5)的任意的开始位置(P0)开始，所述转子(5)理论上第一次与所述对齐位置(PA)对齐，或者-持续时间，在所述持续时间结束后，从所述转子(5)的任意的开始位置开始，所述转子(5)的围绕所述对齐位置(PA)的振幅理论上小于预定的阈值，或者，-持续时间，在所述持续时间结束后，对于理论上最远离所述对齐位置(PA)的开始位置的所述转子(5)的振幅理论上在预定的区间中，-持续时间，在所述持续时间结束后，从所述转子(5)的任意的开始位置开始，围绕所述对齐位置(PA)的所述转子(5)的速度理论上小于预定的阈值，这些理论上的持续时间中的至少一个持续时间被传输到与控制器连接的存储器中，对于转子(5)不同的开始位置(P0)，这些理论上的持续时间从围绕所述转子(5)的所述对齐位置(PA)的所述转子(5)的振动行为的理论模型而被演算出来，或者所述对齐步骤具有预定的持续时间，在所述预定的持续时间结束后，从所述转子(5)的任意的开始位置(P0)开始，所述转子围绕所述对齐位置的振幅一定小于预定的阈值，该持续时间经过...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易·施默贝尔，达米安·考特里尔，
申请(专利权)人：SEB公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR