用于控制同步电动马达的系统和方法技术方案

系统（ＥＣＳ）包括整流器电路（ＲＣ）以供给直流电压（Ｖ↓［Ｂ］）作为输出；连接到整流器电路（ＲＣ）且包括多个受控开关（ＳＷ１至ＳＷ４）的驱动器电路（ＤＣ），受控开关（ＳＷ１至ＳＷ４）可选择地在一个方向和一个相对的方向上允许电流通到定子绕组（Ｗ）内；可供给指示了转子（Ｒ）的角位置的信号（Ｈ）的传感器（ＰＳ）；和设计为接收指示了马达（Ｍ）的要求转速（ω↓［ｒｅｆ］）的信号（ＲＳ）且连接到位置传感器（ＰＳ）的控制电路（ＣＣ）。控制电路设计为从转子（Ｒ）通过预先确定的位置而生成作为时间（ｔ）的函数的计数信号（Ｎ），且当此计数信号（Ｎ）达到对应于马达（Ｍ）的要求转速（ω↓［ｒｅｆ］）的预先确定的参考值（Ｎ↓［ｒｅｆ］）时将此计数信号（Ｎ）复位；且然后当马达（Ｍ）的转速（ω）分别低于和高于要求转速（ω↓［ｒｅｆ］）时选择地基于转子的位置信号（Ｈ）或基于计数信号（Ｎ）控制驱动器电路（ＤＣ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于控制同步电动马达的系统和方法，该电动马达可 特别地使用在家用电器中，例如用于促动洗碗机中的液压泵。
技术介绍
洗碗机的洗涤泵典型地由同步型电动马达促动，例如在欧洲专利EP 0 207 430-Bl和欧洲专利EP 0 287 984 Bl中所描述的类型。此类载荷。因此，泵具有脉冲型运行，且这涉及了噪声和泵上的大的应力 的生成。
技术实现思路
本专利技术的目的是建议用于控制同步电动马达的系统和方法，这使 得可以；肖除以上所述的缺点。根据本专利技术的这些目的和其他目的通过其主要特征在附带的权利 要求1中限定的控制系统实现，且使用根据权利要求6的控制方法实现。附图说明本专利技术的进 一 步的特征和优点将参考附图从完全地通过非限制性 例子提供的如下详细描述中变得显见，各图为图1是根据本专利技术的控制系统与其相关的同步电动马达的表示；图2是根据图1的控制系统的更详细的接线图；图3和图4是根据在x轴上记录的时间t的展开的图，该展开例 证了在根据本专利技术的控制系统内生成的信号；和图5是图示了根据本专利技术的控制系统与其相关的电动马达的功能 特征的图。具体实施方式在图1中，M总体上指示了电动马达，总体上指示为ECS的电子控 制系统与其相关。电动马达M包括定子S，定子S包括一组大体上具有"U"形形状 的叠片1,提供有绕组W,且电动马达包括带永i兹体的转子R。与马达M相关的控制系统ECS包括与转子R相关的电位置传感器 PS。此传感器例如是霍尔效应传感器，它在运行中可以提供交变电位 置传感器以典型地方波，例如具有根据图3和图4中由H指示的波形 的展开。传感器PS以这样的方式布置到位，使得其在输出端提供的信号H 在转子到达预先确定的角参考位置时具有电平转换，例如从低电平转 换到高电平。参考图1,控制系统ECS另外包括整流器电路RC,例如半波双桥 型，带有设计为连接到例如50或60 Hz的市电电源的交流电源的输入 端2,以供给预先确定的直流电压V"乍为输出。控制系统ECS另外包括驱动器电路DC,如在图2中示出驱动器电 路DC有利地具有所谓的"H"桥类型。此控制电路连接到整流器电路 RC的输出端，也连接到定子绕组W,且包括多个受控电子开关SW1至 SW4,例如MOSFET型晶体管。所述的开关SW1至SW4的布置和控制为这样的方式，使得它们可以允许电流选择地在一个方向内和在相对的 方向内通到定子绕组W内。开关SW1至SW4具有各自的控制输入端il至i4，它们连接到控制 电路的输出端，控制电路在图l和图2中总体上以CC指示。在通过图2中的例子图示的实施例中，控制电路CC具有输入端I, 输入端I设计为接收指示了马达M的要求转速oo,.ef的信号RS。控制电路CC包括第一处理电路PCl,它将信号RS作为输入接收且 作为输出提供了信号T1，信号T1的频率(周期)与马达M的要求转速成比例(成反比)。控制电路CC包括具有两个输入端的第二处理电路PC2,在运行中将转子位置信号H和指示了马达M的要求转速OOw的信号Tl施加到两个输入端。处理电路P2设计为提供两个信号作为输出，在图2中它们分别由H'和P西S指示，它们施加到与型逻辑电路LC的输入端。如将在后文中更显见，信号『是用于控制DC桥驱动器电路的开关 SW1至SW4的方波信号。信号P丽S是具有调制脉宽(持续时间)的信号且用于控制在运行 中施加到定子绕组W的电压的绝对值。逻辑电路LC的输出端通过逻辑反相器LI连接到开关SW1和SW4 的控制输入端il和i4;此输出端也直接地连接到开关SW2和SW3的控 制l命入端i2和i3。以上所述的控制系统ECS大体上如下运行。当电动马达M起动时且直至由位置传感器PS提供的信号H发生第 一电平转换，处理电路PC2提供等于H的信号H'作为输出，即它基于 由与转子相关的位置传感器PS提供的信号控制马达M的定子W (通过 电路LC、 LI和DC桥电路)。另外，电路PC2提供具有带预先确定的值 dcmin的占空比的信号PWMS作为输出，其方式使得施加到定子绕组W 的电压大体上等于乘积VBxdcmin,其中Vb是整流器屯路RC的输出电 压。这些条件继续适用，直至与转子相关的位置传感器PS的信号H发 生第一电平转换。当发生信号H的第一转换时(在图3中的瞬时")，电路PC2内的 计数器C (图2 )开始计数，计数例如是增加的且随时间t线性地变化， 直至计数的值N达到值该值Nw与马达M的要求转速ooref成反比。当由计数器C达到的计数值N等于阈值Nref时(图3),如果信号 H还未改变状态或电平，则计数器C复位到零(图3中的瞬时t2)。只 要发生位置信号H的进一步的转换(图3中的瞬时t3),则由计数器C 进行的计数然后再次开始。在这些情况中，DC桥驱动器电路的开关SW1 至SW4的切换单独地由信号H确定，即通过转子的角位置信号确定， 其占空比由信号P丽S确定。此情况继续适用直至计数器C的信号N在 转子的位置信号H的下一次转换前达到水平Nr6f。如已所述，在起动时施加到定子绕组W的电压为VB x dcmin。在运 行中在其整个运^亍范围内从不向马达M施加^氐于此值的电压，除非发 生异常情况，如将在下文中描述。在运行中，当起动时，在信号H的第一电平转换(瞬时后，电路PC2测量信号H的此第一转换和下一次转换之间经过的时间Tf(Tf =t3 - t])。待施加到马达的定子绕组W的电压值Vw因此计算如下 Vw=max =VB del im,其中demax等于 0.99， K是预先确定的常数，且dclim是极限电压的占空比。在图3和图4中，Tc指示了其中电路PC2的计数器C从计数值0 到计数值N=N^的时间。一旦发生其中Tf S Tc的条件，则在位置信号H的前方不再发生到 马达的定子的绕组W的电压转换，而是当计数器的输出端处的信号N 达到值Nw时发生。在此情况中，计数器C的信号N以三角波的形式在 零和Nref之间振荡，且与转子R的位置信号H相比延迟了时间Td。电路PC2设计为验证延迟时间Td是否比最小预先确定的值Tdmin 短在此情况中，施加到马达M的定子绕组W的电压在一般的步长N 中保持不变；否则，如果Td比Tdmin长，则绕组W上的电压降^氐量△ Vs,以使Td是比Tdmin短的值。因此，待施加到绕组W的电压在此情 况中将为vw=vw-vs其中V^I:AVs; ( AVSn=bSn—"AVs)。如果延迟Td改变符号，即如果位置信号H与计数器C的信号N相 比被延迟(图3,左侧)，则电压Vs降低AVs的量，其次数与Td返回(带 有其自己的符号)到Tdmin的次数相同。如果这不发生，则Vs降低A Vs,直至达到VfO，且施加到定子绕组W的电压等于Vw。对以上的信息进行总结，电子控制电^各ECS设计为，当马达M起 动时，基于转子的位置信号H控制DC桥电路，且导致向定子绕组W施 加其值与整流器电路RC的输出电压值VB相比降低预先确定的量 (dcmin )的电压。随后，从转子R第一次通过预先确定的角位置开始，控制电路CC 生成根据时间t的线性函数变化的计数信号N,且当此计数信号达到对 应于马达M的要求转速ww的预先确定的参考值(Nref)时将此计数信 号N复位。分别根据转速oo小于要求转本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于同步电动马达（Ｍ）的控制系统（ＥＣＳ），该同步电动马达（Ｍ）包括带有至少一个绕组（Ｗ）的定子（Ｓ）和带有永磁体的转子（Ｒ）；该系统（ＥＣＳ）包括：带有设计为连接到交流电源的输入端（２）的整流器电路（ＲＣ），以供给预先确定的直流电压（Ｖ↓［Ｂ］）作为输出；连接到整流器电路（ＲＣ）的输出端且连接到定子绕组（Ｗ）的驱动器电路（ＤＣ），且驱动器电路（ＤＣ）包括多个受控开关（ＳＷ１至ＳＷ４），受控开关（ＳＷ１至ＳＷ４）布置为选择地在一个方向和一个相对的方向上允许电流通到定子绕组（Ｗ）内；用于供给交变的位置信号（Ｈ）的位置传感器装置（ＰＳ），位置信号（Ｈ）指示了转子（Ｒ）的角位置；和控制电路（ＣＣ），带有设计为接收指示了马达（Ｍ）的要求转速（ω↓［ｒｅｆ］）的信号（ＲＳ）的第一输入端，和连接到所述的位置传感器装置（ＰＳ）的第二输入端；该控制电路设计为：－当马达（Ｍ）起动时，基于转子的位置信号（Ｈ）控制驱动器电路（ＤＣ）且导致向定子绕组（Ｗ）施加其绝对值与整流器电路（ＲＣ）的输出电压（Ｖ↓［Ｂ］）相比降低预先确定的量（ｄｃｍｉｎ）的电压；－然后，从转子（Ｒ）转变到预先确定的角位置开始，生成根据线性时间函数（ｔ）变化的计数信号（Ｎ），且当此计数信号（Ｎ）达到对应于马达（Ｍ）的要求转速（ω↓［ｒｅｆ］）的预先确定的参考值（Ｎ↓［ｒｅｆ］）时，将此计数信号（Ｎ）复位；－然后，当马达（Ｍ）的转速（ω）分别低于和高于要求转速（ω↓［ｒｅｆ］）时，选择地基于转子的位置信号（Ｈ）或基于所述的计数信号（Ｎ）控制驱动器电路（ＤＣ）；和－控制驱动器电路（ＤＣ），以向定子绕组（Ｗ）施加电压，该电压的绝对值因此在转子（Ｒ）的转速（ω）增加时根据预先确定的函数增加，直至预先确定的值。...

【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：S阿奎维瓦，
申请(专利权)人：埃默森发动机设备欧洲有限责任公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]