电机及其驱动电路与驱动方法技术

本发明专利技术提供一种电机及其驱动电路及驱动方法，所述电机驱动方法包括步骤：在电机起动阶段，在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时立刻发送驱动脉冲至与电机绕组串联连接于交流电源两端的可控双向交流开关；及在电机运行阶段，在交流电源电压过零点后延迟预定时间输出驱动脉冲至所述可控双向交流开关，以减小流过所述电机绕组的电流与反电动势180度相位差的部分产生反作用的电机扭矩。该方法可在电机起动阶段提供较大转矩使电机顺利启动。

Motor and Its Driving Circuit and Driving Method

\u672c\u53d1\u660e\u63d0\u4f9b\u4e00\u79cd\u7535\u673a\u53ca\u5176\u9a71\u52a8\u7535\u8def\u53ca\u9a71\u52a8\u65b9\u6cd5\uff0c\u6240\u8ff0\u7535\u673a\u9a71\u52a8\u65b9\u6cd5\u5305\u62ec\u6b65\u9aa4\uff1a\u5728\u7535\u673a\u8d77\u52a8\u9636\u6bb5\uff0c\u5728\u4ea4\u6d41\u7535\u6e90\u7535\u538b\u8fc7\u96f6\u70b9\u540e\u5728\u6240\u8ff0\u4ea4\u6d41\u7535\u6e90\u4e3a\u6b63\u534a\u5468\u4e14\u8f6c\u5b50\u7684\u78c1\u573a\u4e3a\u7b2c\u4e00\u6781\u6027\u65f6\u3001\u4ee5\u53ca\u6240\u8ff0\u4ea4\u6d41\u7535\u6e90\u4e3a\u8d1f\u534a\u5468\u4e14\u6240\u8ff0\u8f6c\u5b50\u7684\u78c1\u573a\u4e3a\u7b2c\u4e8c\u6781\u6027\u65f6\u7acb\u523b\u53d1\u9001\u9a71\u52a8\u8109\u51b2\u81f3\u4e0e\u7535\u673a\u7ed5 A group of controllable bidirectional AC switches connected in series to both ends of the AC power supply; and in the motor operation stage, after the voltage of the AC power supply passes zero, a predetermined time is delayed to output the drive pulse to the controllable bidirectional AC switch, in order to reduce the motor torque which reacts with the part of the 180 degree phase difference between the current flowing through the motor winding and the back EMF. This method can provide a large torque to start the motor smoothly.

【技术实现步骤摘要】
电机及其驱动电路与驱动方法
本专利技术涉及电机
，尤其涉及电机的驱动电路及驱动方法。
技术介绍
电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。单相永磁电机因操作简单、控制便捷被广泛应用于各种电器产品中，例如排风扇以及水泵等。现有的一种电机驱动方法，采用触发角延迟控制的方式，即在电机的交流电源的电压过零点后延迟一定时间发送驱动脉冲至可控双向交流开关，以减小流过电机绕组的电流与反电动势180度相位差的部分所产生的反作用电机扭矩，从而减小电能的浪费，但是这种设计在某些应用中，例如在电机连接到比较大直径的风扇负载时,起动阶段需要高电机启动转矩克服较大的惯量，则触发角延迟控制的方式会使电流导通周期减小，使电机无法正常启动。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种结构简单的电机驱动电路、具有该电机驱动电路的电机及电机驱动方法，能够在电机启动时提供较大的启动转矩。本专利技术的实施例提供一种电机驱动方法，包括以下步骤：在电机起动阶段，在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时立刻发送驱动脉冲至与电机绕组串联连接于交流电源两端的可控双向交流开关；及在电机运行阶段，在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时延迟预定时间输出驱动脉冲至所述可控双向交流开关，以减小流过所述电机绕组的电流与反电动势180度相位差的部分产生反作用的电机扭矩。作为一种优选方案，通过检测指示转子磁场的磁极位置信号是否变换来确定电机是否进入运行阶段。作为一种优选方案，于电机起动到达预定的起动时间确定电机进入运行阶段。作为一种优选方案，电机进入运行阶段包括步骤：检测交流电源的电压值、交流电源的频率、电机的温度、电机周边环境的温度中至少一项参数并且根据检测的参数确定相应的输出驱动脉冲至所述可控双向交流开关的延迟时间；检测交流电源的电压是否过零；如果交流电源电压过零，检测转子的磁场及交流电源的极性；在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时延迟预定时间输出触发脉冲至所述可控双向交流开关。作为一种优选方案，在交流电源为正半周且转子的磁场为第二极性时、或者所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第一极性时，不向所述可控双向交流开关输出驱动脉冲。本专利技术的实施例还提供一种电机驱动电路，用于驱动电机的转子相对于定子转动，所述驱动电路包括：可控双向交流开关，与电机绕组串联连接于交流电源的两端；以及数据处理单元，被配置为在电机起动阶段，在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时立刻发送驱动脉冲至所述可控双向交流开关；在电机运行阶段，在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时延迟预定时间输出触发脉冲至所述可控双向交流开关，以减小流过所述电机绕组的电流与反电动势180度相位差的部分产生反作用的电机扭矩。作为一种优选方案，所述数据处理单元通过判断表示转子的磁场的磁极位置信号是否变换来判断电机是否进入运行阶段。作为一种优选方案，从交流电源的电压过零点至发送驱动脉冲至所述可控双向交流开关的延迟时间根据所述交流电源的电压值、交流电源的频率、电机绕组的电感值、电机绕组的内阻、电机的温度或电机周边环境的温度中至少一项来确定，其中，环境温度通过数据处理单元内置的温度传感器获得。作为一种优选方案，所述可控双向交流开关为三端双向晶闸管，所述三端双向晶闸管的第一阳极接地或者接收所述交直流转换器输出的低压直流电，所述三端双向晶闸管的第一阳极还连接交流电源的第一端，所述三端双向晶闸管的第二阳极经所述电机的电机绕组及一保险丝连接交流电源的第二端，所述三端双向晶闸管的控制极经一电阻连接所述数据处理单元。本专利技术的实施例还提供一种电机，包括前述任一项所述的电机驱动电路，所述电机为单相永磁同步电机或者单相永磁BLDC电机。本专利技术实施例中，电机的驱动过程包括起动阶段和运行阶段，这两个阶段中对电机采用不同的控制方式,这种根据电机起动阶段/情况而决定使用或消除触发角延迟,我们公司称之为适应性相位角控制(adaptivephaseanglecontrol)，起动阶段交流电源过零点后立刻输出驱动脉冲至可控双向交流开关，使电流导通周期变长，提高电机的起动转矩；运行阶段采用触发角延迟控制的方式减小流过电机绕组的电流与反电动势180度相位差的部分产生反作用的电机扭矩，从而减小电能的浪费，通过这样的方式提高电机的效率。附图说明附图中：图1示出本专利技术的第一实施方式的电机的电路框图；图2A示出图1中当电机的负载为纯阻性负载时驱动电路的波形图；图2B示出图1中当电机的负载为感性负载时驱动电路的波形图；图3示出本专利技术的第二实施方式的电机的电路框图；图4示出本专利技术的第三实施方式的电机驱动电路的电路图；图5示出本专利技术的第四实施方式的电机驱动电路的电路图；图6示出本专利技术的第五实施方式的电机驱动电路的电路图；图7示出本专利技术的第六实施方式的电机驱动电路的电路图；图8示出依据本专利技术第七实施方式的电机驱动方法的流程图。主要元件符号说明如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。图1示意性地示出本专利技术的第一实施方式的电机10的电路框图。所述电机10以同步电机为例进行说明，所述电机10包括定子、可旋转地设于定子的磁极之间的转子14及电机驱动电路，所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子绕组16。转子14为永磁转子。定子上或定子内靠近转子14的位置设有用于检测转子的磁场的位置传感器20。所述电机驱动电路包括可控双向交流开关26、微处理器30、位置传感器20、交直流转换器29及保险丝32。所述可控双向交流开关26与定子绕组16及所述保险丝32串联于一交流电源24的两端。所述交流电源24可以是市电交流电220伏、230伏等或者逆变器输出的交流电。所述可控双向交流开关26较佳的为三端双向晶闸管(TRIAC)，可以理解，可控双向交流开关26并不限于三端双向晶闸管，也可例如由反向并联的两个硅控整流器实现。所述交直流转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机驱动方法，包括以下步骤：在电机起动阶段，在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时立刻发送驱动脉冲至与电机绕组串联连接于交流电源两端的可控双向交流开关；及在电机运行阶段，在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时延迟预定时间输出驱动脉冲至所述可控双向交流开关，以减小流过所述电机绕组的电流与反电动势180度相位差的部分产生反作用的电机扭矩。

【技术特征摘要】
1.一种电机驱动方法，包括以下步骤：在电机起动阶段，在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时立刻发送驱动脉冲至与电机绕组串联连接于交流电源两端的可控双向交流开关；及在电机运行阶段，在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时延迟预定时间输出驱动脉冲至所述可控双向交流开关，以减小流过所述电机绕组的电流与反电动势180度相位差的部分产生反作用的电机扭矩。2.如权利要求1所述的电机驱动方法，其特征在于，通过检测指示转子磁场的磁极位置信号是否变换来确定电机是否进入运行阶段。3.如权利要求1所述的电机驱动方法，其特征在于，于电机起动到达预定的起动时间确定电机进入运行阶段。4.如权利要求1所述的电机驱动方法，其特征在于，电机进入运行阶段包括步骤：检测交流电源的电压值、交流电源的频率、电机的温度、电机周边环境的温度中至少一项参数并且根据检测的参数确定相应的输出驱动脉冲至所述可控双向交流开关的延迟时间；检测交流电源的电压是否过零；如果交流电源电压过零，检测转子的磁场及交流电源的极性；在交流电源电压过零点后在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性时、以及所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第二极性时延迟预定时间输出触发脉冲至所述可控双向交流开关。5.如权利要求1所述的电机驱动方法，其特征在于，在交流电源为正半周且转子的磁场为第二极性时、或者所述交流电源为负半周且所述转子的磁场为第一极性时，不向所述可控双向交流开关输出驱动脉冲。6.一种电机驱动电路，用于驱动电机的转子相对于定...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙持平，杨圣骞，蒋海波，刘国栋，黄淑娟，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44