根据转子位置控制电动机的电路制造技术

一种电动机装置，包括： 电源输入端（８，９），用来把电动机装置连接于直流电源（７），具有线圈装置（２，３）的定子（６０），用来当按照第一方式连接于所述电源（７）时产生第一极性（Ｈ↓［１］）的定子磁场，而按照第二方式连接于所述电源时则产生第二相反极性（Ｈ↓［２］）的定子磁场，具有转子磁场的永磁转子（４），所述转子可以沿正向（４１）旋转，也可以沿反向（４２）旋转，并具有转子位置角θ，当转子磁场和定子磁场的第一极性相反时，所述θ角被定义为零，当转子沿正向（４１）旋转时，θ的值增加，检测装置（５），用来当转子位置角θ满足关系 －β＜θ＜－β＋１８０° 时，产生第一位置信号（５３），对于其它的θ值，则产生第二位置信号（５４），β是预换向角，具有在０°和１８０°之间的预定值，用来确定预换向位置θ＝－β和θ＝－β＋１８０°，和检测装置（５）相连的开关装置（１０），所述开关装置响应接收第一位置信号，按照第一方式把电源输入端（８，９）连接到线圈装置（２，３），响应接收第二位置信号，按照第二方式把电源输入连接于线圈装置，从而使得当转子（４）达到预换向位置时交换线圈装置，推动装置（４６），用来当电动机不工作时推动转子到第一静止位置或第二静止位置，所述第一第二静止位置和预定的静止角γ有如下关系：对于第一静止位置 θ＝－γ 对于第二静止位置 θ＝－γ＋１８０° 所述静止角具有在范围 ０＜γ＜β 内的预定值，位于检测装置（５）和开关装置（１０）之间的控制装置（２０），所述控制装置包括延迟装置（２１），用来延迟位置信号（Ｖｄ）一段延迟时间ＤＴ，其特征在于： 当电动机（４）在预定的控制期间Ｓ的时间内沿正向（４１）旋转时，控制装置（２０）用来施加延迟时间ＤＴ＞０。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
根据转子位置控制电动机的电路本专利技术涉及一种电动机装置，其中包括电源输入端，用来把电动机装置连接于直流电源，具有线圈装置的定子，用来当按照第一方式连接于所述电源时产生第一极性的定子磁场，当按照第二方式连接于所述电源时产生第二相反极性的定子磁场，具有转子磁场的永磁转子，所述转子可沿正向和反向旋转，并具有转子位置角θ，当转子磁场和定子磁场的第一极性相反时所述角θ被定义为零，当转子以正向旋转时，θ的值增加，检测装置，用来当转子位置角θ满足关系-β＜θ＜-β+180°时产生第一位置信号，而对其它的θ则产生第二位置信号，β是预换向角，  它具有0°和180°之间的预定值，用来确定预换向位置θ＝-β和θ＝-β+180°，和检测装置相连的开关装置，用来响应接收第一位置信号，按照所述第一方式把电源输入端连接于线圈装置，并响应接收第二位置信号按照所述第二方式把电源输入端连接于线圈装置，从而在转子达到预换向位置时使线圈装置交换，推动装置，用来在电动机不工作时推动转子到第一静止位置或第二静止位置，所述第一和第二静止位置和预定的静止角γ有关，对于第一静止位置，按照关系θ＝-γ而对于第二静止位置，则按照关系θ＝-γ+180°所述静止角具有处于范围0＜γ＜β内的预定值，位于检测装置和开关装置之间的控制装置，所述控制装置包括用来以延迟时间DT延迟位置信号的延迟装置。这种电动机装置从美国专利US-A-4,251,758中公知了。公知的装置包括具有永磁转子和具有两极的两个绕组的定子的电动机和用于绕组的开关元件，所述开关元件由按推挽方式发生的开关信号控制。开关信号从用于检测转子角位置的检测器的位置信号中得到。已知装置的转子具有一个中性位置，在此位置转子的磁场和定子磁极对准。在中性位置定子磁场不在转子上产生转矩。在定子上提供一个附加的永磁-->体，  用来确保转子具有这样一个静止位置，该静止位置和中性位置错开，使得在操作条件下从转子的旋转方向看来该静止位置处于中性位置前方5°的位置上。借助于逆转向移动换向位置，在高速下可以增加电动机的功率。所述换向位置的移动也叫作预换向。位置信号是在转子的预换向位置转换的一组信号，所述预换向位置位于静止位置之前，从而使得在正常操作条件下，在转子达到其中性位置之前使绕组换向以便获得预换向。在这样的环境下使用具有预换向的电动机是有益的，即在高速下电动机的负载大时，例如在厨房用具中像冰淇淋机和搅拌器的情况下。当把已知的电动机装置连接于电源时，转子将沿反向被驱动，这是因为静止位置位于预换向位置和中性位置之间的缘故。在达到预换向位置之后，绕组应该交换转子应当受制动转矩，然后被沿正向驱动直到再次达到预换向位置，然后转子再次被制动等等。只要转子不通过中性位置，这将使转子在预换向位置附近振荡，结果会使电动机不启动。为了解决这些启动问题，该装置包括调制电路，当转子以反向转动时，在一个预定的延迟时间期间，所述调制电路抑制位置信号的第一次转换。这延迟使电动机在启动期间在沿正向转动之前沿反向转动一个相当大的角度距离。当再次达到预换向位置时，转子将具有较大的动量用以克服在预换向位置和中性位置之间存在的在转子速度相当低时的制动转矩，从而使转子可以通过中性位置而完成启动。已知的电动机装置的缺点在于，在重的负载条件下这种电动机装置不能启动。本专利技术的目的在于提供一种开头一段所述的那种电动机装置，它即使在重的负载条件下也能启动。为实现这一目的，按照本专利技术的电动机装置的特征在于，提供一种控制装置，用来在预定的控制期间S的时间内，当转子沿正向旋转时施加一延迟时间DT＞0。如上所述，当转子以相当低的速度通过预换向位置时，对转子将施加制动转矩。由于这一措施，在控制期间的时间内当转子沿正向旋转时，  这种制动转矩将被抑制。因而和已知装置相比，电动机从静止条件下可以驱动的负载被大大提高。最好控制期间这样选择，使得在至少转子转动两转的期间内延迟时间DT是有效的。在某些应用中，例如冰淇淋机，电动机的负载总是非常大的。为避免机械破坏，需要限制电动机的速度。因此，可以使用在以前PCT专-->利申请IB95/00072(PHN14730)中所述的速度限制器。这种速度限制器在预定的转速下按照预定的频率以同步方式驱动电动机。在低负载条件下，电动机可以达到相当于所述频率的二次谐波的速度并被锁定在这一速度上。利用本专利技术的方法，当检测到高于所需转速的速度时，在控制期间S的时间内，可以通过起动延迟时间DT来把速度限制为预定的速度。在转子速度相当高时，这种延迟可以对转子产生制动转矩，结果使速度降低，速度限制器将锁定在预定的转速上。按照本专利技术的电动机装置的一个实施例的特征在于，所述的电动机装置被通电时的时刻设定为控制期间S的开始，从而使得也在转子反向旋转时施加延迟时间DT。这一实施例是有利的，因为它可以用简单的电子装置实现。按照本专利技术的电动机装置的一个实施例的特征在于，把控制期间S的开始时刻设定为在第一次达到一个预换向位置θ＝-β或θ＝-β+180°之后和在第二次达到该预换向位置之前的一个时刻，从而使得当在转子反向旋转期间达到该预换向位置时DT＝0，而在转子正向旋转期间达到该预换向位置时DT＞0。由于这一措施，使得转子沿反向转过有限的转角，这对于某些应用是重要的。例如在冰淇淋机中，电动机的负载从几乎为空载到非常重的负载的范围内变化，因为冰淇淋机可能含有液体或冰。在这种应用中，为了确保在重载条件下启动，DT应该选择如此之大，使得由于在几乎空载时沿反向转动而使转子可以在中性位置停止。因为在中性位置没有转矩施加在转子上，所以此时电动机将不能启动。通过只在转子沿正向转动时施加延迟时间，可以克服由于沿反向转动导致的这种停止，因为当转子达到预换向位置时线圈装置将立即进行换向。此外，沿反向有限的转动使得按照本专利技术的电动机装置适用于例如由于安全的原因而不希望出现这种转动的应用中。按照本专利技术的电动机装置的一个实施例的特征在于，在控制期间S的时间内，延迟时间DT满足关系β/(60ω)≤DT≤β/(20ω)其中β以°(度)来表示，ω是在控制期间S结束时所需要的转子的角速度，以°/S表示。我们发现，从这个范围内选择DT能确保在直到达到角速度ω之前电动机的转矩是正的，从而使电机可以达到这个速度。最好这样选择在控制期间结束时的所需要的转子的角速度，使得电动机不延-->迟而继续运转。这一所需的角速度应该选取尽量低的值，并且延迟时间应该选取尽量高的值，从而获得电动机的最高的启动负载。按照本专利技术的一个实施例的电动机装置的特征在于，30°＜β＜50°5°＜γ＜15°100＜ω＜600°/秒0.2＜S＜2秒从这些范围内选择参数使得电动机装置相对于电动机的容量和生产成本具有好的功率性能和好的启动特性。这使这种电动机尤其适用于家用设备，例如柠檬挤汁机、罐头开盖器或冰淇淋机。按照本专利技术的电动机装置的一个实施例的特征在于，在控制期间S的时间内延迟时间DT被逐渐地减少为零。在控制期间开始，转子具有低的速度，使得大的延迟时间DT对制动转矩产生好的抑制作用，从而产生在转子一转内的最佳的平均驱动转矩。在接近控制期间结束时转子将具有相当高的转速。定子磁场的极性以这样的方式改变，使得小的DT产生最佳的平均驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动机装置，包括：电源输入端(8，9)，用来把电动机装置连接于直流电源(7)，具有线圈装置(2，3)的定子(60)，用来当按照第一方式连接于所述电源(7)时产生第一极性(H1)的定子磁场，而按照第二方式连接于所述电源时则产生第二相反极性(H2)的定子磁场，具有转子磁场的永磁转子(4)，所述转子可以沿正向(41)旋转，也可以沿反向(42)旋转，并具有转子位置角θ，当转子磁场和定子磁场的第一极性相反时，所述θ角被定义为零，当转子沿正向(41)旋转时，θ的值增加，检测装置(5)，用来当转子位置角θ满足关系-β＜θ＜-β+180°时，产生第一位置信号(53)，对于其它的θ值，则产生第二位置信号(54)，β是预换向角，具有在0°和180°之间的预定值，用来确定预换向位置θ＝-β和θ＝-β+180°，和检测装置(5)相连的开关装置(10)，所述开关装置响应接收第一位置信号，按照第一方式把电源输入端(8，9)连接到线圈装置(2，3)，响应接收第二位置信号，按照第二方式把电源输入连接于线圈装置，从而使得当转子(4)达到预换向位置时交换线圈装置，推动装置(46)，用来当电动机不工作时推动转子到第一静止位置或第二静止位置，所述第一第二静止位置和预定的静止角γ有如下关系：对于第一静止位置θ＝-γ对于第二静止位置θ＝-γ+180°所述静止角具有在范围0＜γ＜β内的预定值，位于检测装置(5)和开关装置(10)之间的控制装置(20)，所述控制装置包括延迟装置(21)，用来延...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·格里斯哈默，H·谢曼，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：