用于控制机械换向式电动机的方法技术

一种用于控制机械换向式电动机的方法，其中当电动机换向时，通过检测反电动势的变化，确定所述电动机输出的旋转角，和其中在预定的检测换向数目之后，停止给电动机供电。

【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用于借助于控制给所述电动机供电的微处理器 控制电动机的方法。尤其是，本专利技术涉及一种用于控制机械换向式电 动机的方法，例如，直流电动机或通用电动机，以及微处理器控制的 直^危电源。
技术介绍
机械换向式电动机，即，当电枢在定子产生的磁场内旋转时，电 刷和换向器装置改变电枢绕组中电流极性的电动机在本领域中是众 所周知的。借助于永久磁铁或电磁铁，在这种电动机中可以产生磁场。 若磁场是由电磁铁产生的，则在产生定子磁场的绕组中的电流可以由 单独的磁化电流提供，或者，它可以由与传输通过电枢绕组相同的电 流提供。后一种电动机通常称之为通用电动机，因为它也非常适用于 交流电，只要交流电频率不是太高。这种通用电动机在最常用的交流电频率下工作得非常好，例如，16 2/3Hz， 50Hz或60Hz。机械换向式永久磁铁直流电动机是中小型电气装置和电子装置 中最常用的电动机。所以，这种电动机的产量非常大，从而使它的价 格变得很便宜。PWM或开关模式控制的电动机是众所周知的，并被用在包含一 个或多个机械换向式直流电动机的各种电驱动装置中。本专利技术涉及的 典型应用包含驱动装置，用于升高和降低高度可调节的家具部件，例 如，桌面，椅子和其他静止的家用，办公和医用家具，机器人装置的 运动控制，等等。在这些应用中，需要使用几个电动机，例如，两个电动机，在桌 面的每端有一个电动机。若使用两个电动机，则它们往往承受不同的 负荷，而且，它们在工作时必须同步以保持桌面呈水平状态。在这种3背景下，本专利技术的目的是提供一种用于控制机械换向式电动机(mechanically commutated electric motor)的方法，尤其是，该方 法允许笫一个电动机和第二个电动机是同步地工作。
技术实现思路
按照本专利技术的第一方面，一种用于控制机械式换向式电动机的方 法，其中当电动机换向时，通过检测反电动势的变化，确定所述电动 机输出的旋转角，和其中在预定的检测换向数目之后，停止给该电动 机供电。本专利技术者认识到，通过完成这种检测和在需要时停止给电动机提 供的总电流，可以运行普通的机械换向式电动机作为步进电机。这是 一个主要的优点，因为这种普通的机械换向式电动机的成本远远低于 步进电机的成本。按照本专利技术的一个优选实施例，其中所述检测的换向数目是l。 这允许以离散步进工作的电动机作为步进电机，其步进数目对应于每 转的换向数目。按照本专利技术的另 一个优选实施例，通过测量与电源线中所述电动 机串联的电感器和/或电阻器上的电压，可以检测所述反电动势的变 化。它允许这种检测直接发生在其中的一条电源线中，通过直接测量 电动机的电源，还允许检测电动机的旋转角。因此，可以避免任何附 加的转速计或编码器及其相关的单独线路的需要。按照本专利技术的另 一个实施例，机械换向式电动机是至少包括一个 励磁线圏的通用电动机或串励电动机，和其中所述至少一个励磁线圏 包括电感器，在该电感器上测量所述电压。利用励磁线圏可以避免在 电源电路中使用附加的电感器，从而减少所需的电路。按照本专利技术一个具体的优选实施例，借助于微处理器的脉冲宽度 调制，可以控制机械换向式电动机。每当检测到所需的换向数目时， 这可以很好地控制给电动机提供的电流，从而停止该电动机。按照本专利技术另一个优选实施例，若检测到换向，但是没有达到所 述预定的换向数目，则减小在换向期间提供的电流。这可以减少在换向期间发生的跳火，因此，可以减小对电动机的磨损，并减少腐蚀气 体的产生。按照本专利技术另 一个具体的优选实施例，该方法适合于控制至少另 一个机械换向式电动机，它借助于控制给所述第一个电动机和所述另一个电动机供电的微处理器，所述方法包括以下步骤当所述第一个 和另一个机械换向式电动机换向时，通过检测反电动势的变化，确定 所述第一个电动机和所述另一个电动机输出的旋转角，当所述第一个 电动机和所述另一个电动机中的一个达到所述预定角时，停止给那个 电动机提供电流，而当所述第一个电动机和另一个电动机中的另一个 达到所述预定角时，再次给所述第一个电动机和所述另一个电动机中 的所述一个电动机提供电流。利用这种方法，可以使普通的机械换向式电动机以离散的步进方 式运行，其中达到给定旋转角的第一个电动机停止工作并等待其他的 电动机。因此，通过合适地选取步进，各个电动机的整体运行是同步 的。按照本专利技术的第二方面，该方法可用于控制家具中的电动机。 附图说明现在基于非限制性的典型实施例并参照附图，更详细地描述本发 明，其中图l是按照本专利技术一个优选实施例的方法流程图，和 图2是适合于执行按照本专利技术方法的电源电路图。具体实施方式本专利技术的基本思想是基于以下的事实，本专利技术者认识到，借助于 测量反电动势的变化，可以容易地检测普通机械换向式电动机的换 向。尤其是，在给机械换向式电动机提供脉沖宽度调制的电流的情况 下，本专利技术者认识到，在两个脉沖宽度调制的脉冲之间，可以容易地 检测到反电动势产生的电压。通过检测反电动势的换向与微处理器控制的脉沖宽度调制供电 电流的组合，可以停止给电动才几的供电电流，因此，该电动机可以有效地作为步进电机运行，其分辨率对应于机械换向式电动机中每转的 最大换向数目。虽然这个数目通常小于步进电机的分辨率，但是，机械换向式电 动机的成本是非常低廉的，从而使本专利技术对于需要步进运行而不需要较高分辨率的任何应用具有很大的吸引力。这种应用之一是电动机的同步，例如，用于升高桌面等。图1的流程图说明按照本专利技术方法的一个优选实施例，借助于图2所示的微处理器20，可以控制两个机械换向式直流电动机22， 24。 专业人员知道，也利用其他类型的机械换向式电动机，例如，通用电 动机或串励电动机。该方法是在步骤100开始，并进行到步骤IOI中的判定过程。若 在步骤IOI中没有检测到电动机22的换向，则微处理器20进行到步 骤104，并至少提供一个脉冲宽度调制的电流脉沖给电动机22。另一 方面，若在步骤101中检测到电动机22的换向，则微处理器在步骤 102中给计数器Nl增加1，并设置检测标志FLAG1。然后，在步骤 103，微处理器20检查计数器N1是否达到预定值M。若N1还没有 达到预定值M，则微处理器20进行到步骤104，并至少提供一个脉 沖宽度调制的电流脉冲给电动机22。若N1已达到或超过预定值M， 则微处理器20进行到步骤105以检查是否检测到第二个电动机24的 换向。实际上，步骤105至108对应于步骤101至104。因此，若在步 骤105中没有检测到电动机24的换向，则微处理器20进行到步骤108， 并至少提供一个脉冲宽度调制的电流脉冲给电动机24。另一方面，若 在步骤105中检测到电动机24的换向，则微处理器在步骤106中给 计数器N2增加1，并设置检测标志FLAG2。然后，在步骤107，微 处理器20检查计数器N2是否达到预定值M。若N2还没有达到预定 值M，则微处理器20进行到步骤108，并至少提供一个脉沖宽度调 制的电流脉沖给电动机24，在此之后，微处理器回到步骤IOI，并重 复这个过程。若N2已达到或超过预定值M，则微处理器20进行到步骤109以检查Nl和N2是否都达到到或超过预定值M。如果是这种 情况，则设置Nl和N2都等于零，并在步骤1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制机械换向式电动机的方法，其中当电动机换向时，通过检测反电动势的变化，确定所述电动机输出的旋转角，和其中在预定的检测换向数目之后，停止给该电动机供电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：普雷本B菲希，库尔特MP维尔兰德森，
申请(专利权)人：谋友IOM有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]