用于控制直线振动电动机的操作的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于控制直线振动电动机的操作的方法。直线振动电动机包括由具有绕组的电磁体形成的定子、设置了永磁体的振动器、以及用于对供应给电磁体的绕组的驱动电流进行控制的控制单元。将直线振动电动机构造为使振动器相对于定子往复运动。用于控制直线振动电动机的操作的方法包括：设置非通电时间段，在非通电时间段期间，没有驱动电流流经电磁体的绕组，该非通电时间段大于等于１／４周期；当振动器在非通电时间段内进行振动运动时，检测在绕组中感应的电动势电压；基于所检测的电动势电压来检测振动器的位移、速度或加速度；以及基于所检测的所述振动器的位移、速度或加速度来对供应给所述绕组的所述驱动电流进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，优选地，该 直线振动电动机可应用于往复式电动剃须刀并被设计成用于使可动体作往 复运动。
技术介绍
传统上，存在一种公知的直线振动电动机，该直线振动电动机包括由 电磁体或永磁体形成的定子、具有永磁体或电磁体的振动器、以及用于对 供应给电磁体绕组的驱动电流进行控制的控制单元，该振动器相对于定子 往复振动。在直线振动电动机中，需要检测振动器的振幅位移、速度和加 速度，以便保持振幅恒定。从这个观点看来，传统的直线振动电动机具有 非通电时间段，在该非通电时间段期间检测振动器的振幅位移、速度和加速度(参见，例如，日本专利特许公幵No.2001-16892)。在试图将电流有效地馈送至电磁体绕组的情况下，需要縮短该非通电 时间段。相反，如果试图充分延长该非通电时间段，那么将电流馈送至电 磁体绕组的时刻将太晚，从而不能有效地提供电流。为了在短的时间段内 检测振动器的振幅位移、速度和加速度，需要利用微机进行操作控制，该 微机利用了高度精确的外部振荡。这样难以节省成本并减少电路的尺寸。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术提供了一种能够执行操作控制的直线振动电动机的 操作控制方法，利用该方法，可以以经济高效的方式将电流馈送至绕组。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于控制直线振动电动机的操作 的方法，所述直线振动电动机包括由具有绕组的电磁体或永磁体形成的定 子、设置了永磁体或具有绕组的电磁体的振动器、以及用于对供应给所述 电磁体的所述绕组的驱动电流进行控制的控制单元，将所述直线振动电动机构造为使所述振动器相对于所述定子往复运动，所述方法包括设置非 通电时间段，在所述非通电时间段期间，没有驱动电流流经所述电磁体的 所述绕组，所述非通电时间段大于等于1/4周期；当所述振动器在所述非通 电时间段内进行振动运动时，检测在所述绕组中感应的电动势电压(electromotive voltage);基于所检测的电动势电压来检测所述振动器的位移、 速度或加速度；并且最佳地，基于所检测的所述振动器的所述位移、速度 或加速度和电流供应时刻来对供应给所述绕组的所述驱动电流进行控制。利用本专利技术的直线振动电动机操作控制方法，可以执行操作控制，利 用该操作控制可以将电流以经济高效的方式馈送至绕组。附图说明通过结合附图给出的实施例的下列描述，本专利技术的目的和特征将变得显而易见，在附图中图1的方框图示出了根据本专利技术一个实施例的直线振动电动机；图2的电路图示出了图1所示的直线振动电动机的振幅检测单元和电源电路，其中根据电池电压来调整参考电压；图3的波形图用于说明测量绕组的电动势电压的时刻；图4的电路图示出了图2所示的电源电路的修改例；图5的波形图用于说明测量传统直线振动电动机中的绕组的电动势电压的时刻；以及图6的电路图示出了图1所示的直线振动电动机的振幅检测单元和电 源电路，其中控制输出单元根据电池电压来调整参考电压。具体实施例方式下文，将参照构成本专利技术一部分的附图，描述根据本专利技术实施例的直 线振动电动机及控制直线振动电动机的操作的方法。参考图1，根据本专利技术实施例的直线振动电动机包括具有绕组1的定子2;具有永磁体3的振动器4;用于保持振动器4的框架5;弹簧6a和 6b，所述弹簧6a和6b保持在振动器4与框架5之间；振幅检测单元7，所 述振幅检测单元7基于在绕组1中感应的电动势电压来检测振动器4的振动振幅；以及控制输出单元8，所述控制输出单元8基于振幅检测单元7的 检测结果来对馈送至绕组1的驱动电流进行PWM(脉宽调制)控制。如图2 所示，振幅检测单元7包括用于放大绕组1的两端之间的电压的放大器电 路11和用于将放大的电压与参考电压V0 (即零电压)进行比较的比较器 电路12。将放大的电压等于参考电压V0的时间TO看作是振动振幅的转向 点(turningpoint)。控制输出单元8设定非通电时间段，在该非通电时间段 中，驱动电流从该转向点起的1/4周期或更长时间中不流经绕组1。振幅检 测单元7还包括振幅转换电路14，用于在该非通电时间段期间周期性地采 样绕组1的电动势电压并利用采样的电动势电压的最大值来计算振动振幅。 在传统的直线振动电动机中，如图5所示，基于转向点处的时间TO与 电动势电压等于指定的恒定电压VI时的时间Tl之间的时间差来检测振动 振幅。由于用于检测的时间段很短，因此传统的检测方法易于产生测量误 差并容易受噪声的影响，这样会减小检测精度。利用根据本实施例的直线 振动电动机，振幅转换电路14在非通电时间段期间周期性地对绕组1的电 动势电压进行采样，并利用采样的电动势电压的最大值来计算振动振幅。 因此，即使采样时刻有一定程度的偏差，也可以可靠地检测振动振幅。并 且，在绕组1被再次通电之前，剩余充足的时间。因此，利用本实施例的 直线振动电动机，可以及时地给绕组1通电，由此有效地操作电动机并节 省电能。为了有效的通电，优选的是在从最大位移点起的1/20周期内或从最大 速度点起的1/4周期内给绕组1通电。如果微机检测到最大振幅点或最大速 度点，那么还可以在更精确的时刻给绕组1通电。在将微机用于控制用途 的情况下，可以精确地检测振动振幅，即便在采样时刻有一定程度的偏差 时也是如此。由于该特征，即便在采用具有降低精度的振荡电路或者内置 于微机中的振荡时钟时，也能够以比传统情况下更精确的精度控制直线振 动电动机。微机的使用以及非通电时间段的延长可以将用于检测最大位移点的时 间段设置得比传统情况下的时间段长。例如，可以将用于检测最大位移点 的时间段设置为等于300毫秒，其比传统的检测时间段长IOO毫秒或更多。 这使得可以在不错过最大位移点的情况下控制直线振动电动机，即便当急剧的负载变化延迟了最大位移点时也是如此。典型地，通过使用用于给绕组1通电的逆变器电路的、位于上下方的开关器件Ql和Q2(参见图2)，可以对供应给绕组1的驱动电流进行PWM(脉 宽调制)控制。在非通电时间段为二分之一周期的控制中，同样可以对位于 上方的开关器件Ql进行WPWM(加权脉宽调制)控制。利用该控制，可以 使得电动机的开关时刻保持相同，并且可以在有效的时刻供应电流，即使 在根据负载变化来调整电流量时也是如此。图6所示的电池电压转换电路15实时检测电池的电压Vcc。根据所检 测的电压，控制输出单元8执行振幅调整控制。如果不管电压而以统一的 模式控制开关器件Ql和Q2，那么当电池电压高时，电流和振动振幅将增 大。然而，利用上面所述的执行电压反馈控制的结构，可以不管由于电池 容量的变化所引起的电压差而将振动振幅控制为恒定。作为替换，如图2所示，可以利用电池电压转换电路15来调整比较器 电路12的参考电压，从而抑制由电池电压Vcc所引起的振幅变化。如果控 制输出单元8不管电压而以统一的模式进行控制，那么当电池电压高时， 电流和振动振幅将增大。相反，当电池电压低时，电流和振动振幅将降低。 然而，如果按照上述调整参考电压，那么当电池电压保持为高时，检测的 振动器的速度也是高的。这样可以执行速度降低控制。另一方面，当电池 电压保持为低时，检测的振动器的速度也是低的。这样可以执行速度增大 控制。由于该特征，如果恰当地调整参考电压，那么可以消除电池电压对 振动振幅的影响，并且可以不管电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制直线振动电动机的操作的方法，所述直线振动电动机包括由具有绕组的电磁体或永磁体形成的定子、设置了永磁体或具有绕组的电磁体的振动器、以及用于对供应给所述电磁体的所述绕组的驱动电流进行控制的控制单元，将所述直线振动电动机构造为使所述振动器相对于所述定子往复运动，所述方法包括：　设置非通电时间段，在所述非通电时间段期间，没有驱动电流流经所述电磁体的所述绕组，所述非通电时间段大于等于１／４周期；　当所述振动器在所述非通电时间段内进行振动运动时，检测在所述绕组中感 应的电动势电压；　基于所检测的电动势电压来检测所述振动器的位移、速度或加速度；以及　基于所检测的所述振动器的所述位移、速度或加速度来对供应给所述绕组的所述驱动电流进行控制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柏原稔，伊吹康夫，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]