通过采用PWM技术控制电动机的方法技术

一种通过采用ＰＷＭ技术控制电动机（３）的方法，所述控制方法包括下列步骤：将随时间变化的电压（Ｖｍ（ｔ））施加到所述电动机（３）的线夹（３８）上，所述电压（Ｖｍ（ｔ））具有矩形波形，并且由具有均匀的波周期和可变振幅的脉冲序列组成；通过改变所述电压（Ｖｍ（ｔ））的脉冲的振幅，调节施加到所述电动机（３）的所述线夹（３８）上的所述电压（Ｖｍ（ｔ））的平均值；在所述脉冲的振幅变化的情况下，确定总的所需振幅变化；将总的所需振幅变化细分为确定数量的部分变化，所述部分变化的总和等于总的所需振幅变化；和通过对每一个脉冲以序列的形式施加相应的部分变化，逐渐改变所述电压（Ｖｍ（ｔ））的脉冲的振幅，使得在一个脉冲的振幅和下一个脉冲的振幅之间的差值等于所述相应的部分变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过采用PWM技术控制电动机的方法。 本专利技术有利地用于控制被安置在内燃机的进气歧管上游的蝶形阀的 电动机，其在下列公开内容中明确地被提及，并不因此丧失一般性。
技术介绍
在内燃机中包括了蝶形阀，该蝶形阀被安置在进气歧管的上游，并且 调节供给到气缸中的空气的流量。目前市售的典型蝶形阔具有配置有管状 供给管路的阀体的特征，被内燃机吸入的空气经由所述管状供给管路流 动；被键连接到转轴上以在供给管路的打开位置和关闭位置之间旋转的蝶 形板，容纳于供给管路内部。蝶形板的旋转通过致动器装置来控制，所述 致动器装置通常包括通过齿轮传动连接到蝶形板的转轴上的直流电动机， 以及至少一个将蝶形板的转轴推向关闭位置的弹簧。将适.合检测转轴(即蝶形板)的角位置的位置传感器连接到承载蝶形板 的转轴上；在现代蝶形阀中，位置传感器是无接触型位置传感器，即，它 包括与转轴形成整体的转子并且包括定子，所述定子被安置在固定位置， 面向转子并且电磁连接到转子上。蝶形阀通过电子控制装置来控制，所述电子控制装置集成在PCB(印 刷电路板)中，并且通过采用由位置传感器提供的信号以反馈方式控制蝶形 板的角位置。特别是，电子控制装置配置有电驱动器，该电驱动器通过 PWM(脉冲宽度调制)技术调节施加到电动机上的平均电压，该PWM技术 包括将具有矩形波形的可变电压施加到电动机的线夹上，并且通过改变单 个矩形电压脉冲的振幅调节电压的平均值。为了能够将正电压和负电压(获 得操纵蝶形板的高精度和速度所需的)都施加到电动机的线夹上，电驱动器 典型地包括允许输出电压的反相的H桥或另一个等价的电子电路。将电容 器连接到H桥的上游，该电容器用来使由电驱动器吸收的电压均匀，并且当将负电压施加到电动机的线夹上时，允许被电动机吸收的电流循环；实际上，被安置在H桥的上游的电子控制装置的电子电路通常仅允许电流朝 H桥单向循环。在对内燃机中发生的故障的统计分析中，已经注意到被安置在控制蝶 形阀的电动机的电驱动器的H桥的上游的电容器的故障-特别是电容器的 电介质损耗-是较频繁的。被安置在控制蝶形阀的电动机的电驱动器的H 桥的上游的电容器的故障对蝶形阀并不是非常有害，因为在任何情况下， 即使具有劣化的性能，蝶形阀的反馈控制也能够起作用。另一方面，当电 子控制装置本身还控制燃料喷射器时，被安置在电驱动器的H桥的上游的 电容器的故障是非常有害的；实际上，由于缺乏电容器的稳定作用所致的 电压振荡迅速导致燃料喷射器的故障以及随后的车辆故障，以及很高的修 理成本。目前已经提出的避免被安置在控制蝶形阀的电动机的电驱动器的H 桥的上游的电容器的故障的唯一解决方案是大大加大电容器本身的尺寸； 然而，这种解决方案意味着很高的成本和尺寸。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过采用PWM技术控制电动机的方法，这 种方法没有上述缺陷，并且特别是，实施容易并且成本合算。根据本专利技术，提供一种通过采用PWM技术控制电动机的方法，所述 控制方法包括下列步骤将随时间变化的电压施加到电动机的线夹上，所述电压具有矩形波 形，并且由具有均匀的波周期和可变振幅的脉冲序列组成；和通过改变所述电压的脉冲的振幅，调节施加到所述电动机的所述线夹 上的所述电压的平均值；所述控制方法的特征在于包括下列另外的步骤在所述脉冲的振幅变化的情况下，确定总的所需振幅变化；将总的所需振幅变化细分为确定数量的部分变化，所述部分变化的总 和等于总的所需振幅变化；和通过对每一个脉冲以序列的形式施加相应的部分变化，逐渐改变所述电压的脉冲的振幅，使得在一个脉冲的振幅和下一个脉冲的振幅之间的差 值等于所述相应的部分变化。附图说明现在，本专利技术将参考附图进行描述，所述附图显示了其非限制性实施方案，其中图1是根据本专利技术配置有受控电动机的蝶形阀的局部放大透视图，为了清楚起见，除去了一些零件；图2是图1中的蝶形阀的正视图，为了清楚起见，除去了一些零件； 图3是控制图1中的蝶形阀的电动机的电子控制装置的图示；和 图4和5显示了根据标准控制方法和根据本专利技术的控制方法施加到图1的蝶形阀的电动机上的瞬间电压的一些时间进程，其中图4a显示了根据标准PWM技术施加到电动机上的瞬间电压的一种时间进程；图4b显示了根据本专利技术的PWM技术施加到电动机上的瞬间电压的 一种时间进程；图5a显示了根据标准PWM技术施加到电动机上的瞬间电压的另一种 时间进程-,图5b显示了根据本专利技术的PWM技术施加到电动机上的瞬间电压的 另一种时间进程。具体实施例方式在图1中，标记1整体上显示了电子控制的内燃机(未显示)用蝶形阀。 蝶形阀1包括容纳配置有直流电动机3的致动器装置的阀体2 (在图2中所 示)，供被内燃机吸入的空气流动通过的圆截面管状供给管路4，以及蝶形 板5(用虚线图示)，所述蝶形板5是圆形的，啮合供给管路4，并且通过致 动器装置作用的效果，在供给管路4的打开位置和关闭位置之间旋转。将 蝶形板5键连接到具有纵向旋转轴7的特征的转轴6上以在致动器装置的 控制下，通过致动器装置的作用的效果，在打开位置和关闭位置之间旋转。如图2中所示，致动器装置包括通过齿轮传动机构8连接到转轴6上 的电动机3、适合使蝶形板5朝关闭位置旋转的回位弹簧(未显示并且连接 到轴6上)，并且可能包括对立弹簧(contmst spring)(未显示并且连接到轴6 上)，所述对立弹簧适合使蝶形板5朝部分打开位置或应急位置旋转以抵抗 回位弹簧的偏离。特别是，如果预期在根据混合物的奥托控制的点火循环 (因此供给汽油等)运行的内燃机中使用蝶形阀1，则存在使蝶形板5朝应 急位置旋转以抵抗回位弹簧的偏离的对立弹簧，而如果预期在根据混合物 的柴油机自发点火循环(因此供给柴油燃料等)运行的内燃机中使用蝶形阀 1，则没有对立弹簧。电动机3具有圆柱体的特征，其被安置于在供给管路4附近安置的管 状外壳9 (在图1中所示)中，并且通过金属板10保持在管状外壳9内部的 确定位置；所述金属板10具有一对阴电连接器11的特征，所述一对阴电 连接器11电连接到电动机3上，并且适合通过一对相应的阳电连接器 12(图1中所示)啮合。为了确保将电动机3正确地固定到阀体2上，板10 具有三个穿孔辐射状波瓣13，通过所述穿孔辐射状波瓣13，将相应的固 定螺钉14插入到阀体2中。电动机3具有终止于棘轮16的轴15的特征，所述轴15通过空转棘 轮17机械连接到转轴6上，所述空转棘轮17置于棘轮16和键连接到转 轴6上的端齿轮18之间。棘轮17具有连接到棘轮16上的第一系列齿19 和连接到端齿轮18上的第二系列齿20的特征；第一系列齿19的直径不 同于第二系列齿20的直径，因此棘轮17确定非单一的传动比。端齿轮18 由实心圆柱中心体21限定，所述实心圆柱中心体21被键连接到转轴6上 并且配置有圆形冠状部分22，所述圆形冠状部分22配置有连接到棘轮17 上的一系列齿。将齿轮传动8和板10安置在阀体2的室23中，所述室23被可拆卸 盖24(在图1中所示)封闭。如图1和2中所示，蝶形阀1包括连接到转轴6上，并且适合检测转 轴6的角位置的无接触型感应位置传感器25，因此是允许反馈控制蝶形板 5本身的位置的蝶形板5的感应位置传感器25。位置传感器25是在美国 专本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过采用ＰＷＭ技术控制电动机（３）的方法，所述控制方法包括下列步骤：　将随时间变化的电压（Ｖｍ（ｔ））施加到所述电动机（３）的线夹（３８）上，所述电压（Ｖｍ（ｔ））显现矩形波形，并且由具有均匀的波周期和可变振幅的脉冲序列组成；和　 　通过改变所述电压（Ｖｍ（ｔ））的脉冲的振幅，调节施加到所述电动机（３）的所述线夹（３８）上的所述电压（Ｖｍ（ｔ））的平均值；　所述控制方法的特征在于包括下列另外的步骤：　在所述脉冲的振幅变化的情况下，确定总的所需振幅变化； 　将总的所需振幅变化细分为确定数量的部分变化，所述部分变化的总和等于总的所需振幅变化；和　通过对每一个脉冲以序列的形式施加相应的部分变化，逐渐改变所述电压（Ｖｍ（ｔ））的脉冲的振幅，使得在一个脉冲的振幅和下一个脉冲的振幅之间的差 值等于所述相应的部分变化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：巴尔切诺休托，塞尔希奥维尼亚，皮埃诺卡尔博纳罗，弗朗切斯科德尔梅斯，
申请(专利权)人：玛涅蒂马瑞利动力系统股份公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]