启动程序的减化制造技术

本发明专利技术涉及一种以节能方式使操作性地连接到例如压缩机的无刷电机、如多相无刷电机进入最佳角度启动位置的方法，该方法包括以下步骤：施加第一驱动电压到电机的第一相绕组；和测量在所述电机的另一相绕组中流动的电流，所述电流响应于施加到第一相绕组的第一驱动电压而产生。该方法进一步包括以下步骤：当所述电流达到稳态条件时，切断施加的第一驱动电压。通过应用本发明专利技术的方法，可以节省大量功率。本发明专利技术进一步涉及用于执行本发明专利技术的系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用节能方式使与例如压缩机操作性连接的无刷电机、诸 如多相无刷电机，进入最佳角度启动位置的方法。
技术介绍
由于转动压缩机、并因而转动操作性连接到压缩机的多相无刷电机的转子 所需的转矩与压缩机在其压缩循环中所处的位置具有很大关系，因此启动制冷 压缩机会比较困难。因此重要的是，转子位于最佳角度位置，从而使其获得充 分动量，以克服启动时的最大转矩。US 5, 206, 567中描述了用于启动操作性连接到压缩机的多相无刷电机的 方法。在US 5， 206, 567中，通过监视每个电机线围中产生的反电动势，来探测 转子i兹极的位置。根据US 5, 206, 567，使用对准步骤程序，其中电压被施加到 一个绕组，引起电流流过该绕组并通过另两个绕组流出。这将转动转子到特殊 位置。当转子静止在该新位置时，进行下一定位步骤，第二绕组被以相同方式 供电。再一次，电流流过该绕组，并通过另两个绕组流出。该第二步骤之后是 第三步骤以及相似步骤。程序确保至少在第三步骤结束时，转子处于其能够充 分加速以克服最大转矩的位置。US 5， 206， 567中所教导的方法的缺点在于，相对大量的电功率在启动过程 期间被注入电机。在将压缩气体提供到下游系统中并不必须使用该功率，因此 会导致高功率损耗。这种损耗很严重，尤其对于电池供电系统。US 5， 206， 567的进一步的缺点在于，由于上述启动程序(start-up sequence) 中转子有限的速度和限制的运动，产生的反电磁力信号极小。转子有限的速度 和限制的运动导致低S/N比，这限制了转子运动的测量精度。因而，启动程序 可能延长以确保转子实际已停止。从功率消耗的观点来看，延长的启动程序是 主要的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效并节能的方法，其使操作性连接到压缩机的 多相无刷电机到达要求的角度启动位置，从而电机能够充分加速以克服压缩机 循环的最大转矩。上述目标通过以下实现第一方面，提出一种有效地使多相电机的转子进 入需要的角度启动位置的方法，该方法包括以下步骤 -施加第 一驱动电压到电机的第 一相绕组；-测量所述电机的另一相绕组中流动的电流，所述电流响应于施加到第一 相绕组的第一驱动电压而产生；和-当所述电流达到稳态条件时，切断施加的第一驱动电压。电机可以是操作性连接到压缩机的多相无刷电机。如前所述并如以下进一 步详细描述，电机需要到达最佳角度启动位置，从而电机可以充分加速以克服 压缩机周期的最大转矩。应当注意，本专利技术并不限于压缩机相关的应用。因而，本专利技术可以应用于 大范围的电机驱动应用。在电机具有第二相绕组的情况下，该方法进一步可包括以下步骤-施加第二驱动电压到电机的第二相绕组；-测量在所述电机的另一相绕组中流动的电流，所述电流响应于施加到第 二相绕组的第二驱动电压而产生；和-当所述电流达到稳态条件时，切断所施加的第二驱动电压。相似地，在电机具有第三相绕组的情况下，该方法可进一步包括以下步骤-施加第三驱动电压到电机的第三相绕组；-测量在所述电机的另一相绕组中流动的电流，所述电流响应于施加到第 三相绕组的第三驱动电压而产生；和-当所述电流达到稳态条件时，切断所施加的第三驱动电压。 施加的第一、第二和第三驱动电压可包括基于脉宽调制(PWM)的驱动电 压，其频率从仅几kHz到大概数百kHz。对于压缩机应用，可以采用的频率范 围为3-8kHz,诸如4-7kHz, 5 - 6kHz,诸如大概5.5kHz。选择性地，第一、 第二和第三驱动电压调制可以具有更高的频率，诸如频率范围在8 - 30kHz中，诸如10 - 25kHz中，诸如15 - 22kHz中，诸如大概20kHz。选择地，施加的第一、第二和第三驱动电压可以包括经过滤波的基于PWM 的驱动电压。通过使基于PWM的驱动电压通过例如匹配驱动电压转换频率的 带通滤波器来提供经过滤波的基于PWM的驱动电压。选择性地，表示测量电 流的电压可以在进一步处理之前进行适当地滤波。对电压进行滤波的合适方法 可包括带通或者^氐通滤波。对于确定何时已实现稳态电流条件的标准的选择可取决于几个因素，其又 取决于电机所连接的装置，以及使用其的特定应用。当电流幅度的变化处于稳 态电流的一定百分比内、诸如在通过电机的总电流一半的3%以内时，可以认 为已达到稳态电流条件。这种百分比的选择可以通过以下确定，即希望在启动 程序进行之前电机有多接近稳态条件。如果选择低百分比，那么在进行启动程 序之前电机要比选择更大百分比更靠近稳态条件。原则上，第一、第二和第三驱动电压可以具有任意幅度，诸如从几伏到几 百伏。本专利技术尤其适合于低电压/高电流的应用。这种低电压/高电流应用的实 例是电池驱动应用。例如车辆相关的电池驱动应用的电压幅度典型地处于10-30V的范围内，诸如在10 - 14V或者22 - 26V范围内。第二方面，本专利技术涉及一种有效地使多相电机的转子进入要求角度启动位 置的系统，该系统包括-用于产生驱动电压的装置，所述驱动电压^^皮施加到电^L的相绕组；-用于测量响应于驱动电压、在所述电机的另 一相绕组中流动的电流的装置；-用于确定所述电流达到稳态条件的时间的装置。 如前所述，电机可以是操作性连接到压缩机的多相无刷电机。 用于产生驱动电压的装置可以适于产生基于PWM的驱动电压。另外，可 以设置滤波装置，其用于在施加驱动电压到相绕组之前对基于PWM的驱动电 压进行滤波。选择性地，可以设置对表示测量电流的电压进行滤波的滤波装置。 这种滤波装置可以包括带通或者低通滤波器，其分别具有合适的中心频率或者 截止频率。附图说明现在参照附图，进一步详细描述本专利技术，其中图1显示了实现本专利技术的系统；图2显示了压缩机应用中转矩对角度转子位置；图3显示了施加的第一基于PWM的驱动电压及其它相位绕组中的相关电流;图4显示了施加的第二基于PWM的驱动电压及其它相偉绕组中的相关电流;图5显示了施加的第三基于PWM的驱动电压及其它相位绕组中的相关电流;图6显示了本专利技术的原理；图7显示了图示说明本专利技术的第一实施例的流程图；和图8显示了图示说明本专利技术的第二实施例的流程图。虽然本专利技术允许各种修改和替代方式，本文以图中实例的方式显示特定实 施例，并将详细描述。然而，应当理解为，本专利技术并不限于所述特殊形式。相 反，本专利技术覆盖所有落入由权利要求书所限定的本专利技术的原理和范围中的修改、 等同物，及替代物。具体实施例方式最广义上，本专利技术涉及一种以高效并节能的方式、使操作性连接到压缩机 的多相无刷电机到达需要的角度启动位置的方法。本专利技术的原则是顺序地将驱 动电压施加到多相无刷电机的各个相绕组，同时将每一驱动电压的持续时间减 小到绝对极小值。这通过测量转子的两个未加电相绕组中的电流而实现。当这 些电流达到稳态条件时，无刷电机的转子稳定。因而，不同于采用固定且预定 的周期的已知方法，本专利技术涉及仅等待到激励电机下一相绕组之前转子稳定。 通过采用本专利技术的方法，使多相无刷电机到达要求的角度启动位置所需要的总 时间大大缩短，并因此节约了大量功率。后者对于电池驱动应用很重要。另外， 根据本专利技术的方法将使与驱动系统关联的元件载荷强度最小，并使压缩机上的 机械应力最小。我们认为，只要使用无感测电机启动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效地使多相电机的转子进入要求的角度启动位置的方法，所述方法包括以下步骤：　施加第一驱动电压到电机的第一相绕组；　测量所述电机的另一相绕组中流动的电流，所述电流是响应于施加到该第一相绕组的第一驱动电压而产生的；和　当所 述电流达到稳态条件时，切断施加的第一驱动电压。

【技术特征摘要】
DK 2008-8-22 PA2008011491.一种有效地使多相电机的转子进入要求的角度启动位置的方法，所述方法包括以下步骤施加第一驱动电压到电机的第一相绕组；测量所述电机的另一相绕组中流动的电流，所述电流是响应于施加到该第一相绕组的第一驱动电压而产生的；和当所述电流达到稳态条件时，切断施加的第一驱动电压。2. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤 施加第二驱动电压到电机的第二相绕组；测量在所述电机的另 一相绕组中流动的电流，所述电流是响应于施加到第 二相绕组的第二驱动电压而产生的；和当所迷电流达到稳态条件时，切断所施加的第二驱动电压。3. 根据权利要求2所述的方法，进一步包括以下步骤 施加第三驱动电压到电;^几的第三相绕组；测量在所述电机的另一相绕组中流动的电流，所述电流是响应于施加到第 三相绕组的第三驱动电压而产生的；和当所迷电流达到稳态条件时，切断所施加的第三驱动电压。4. 根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，当电流幅度的振荡 保持在总电机电流除以未驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁内汤姆森，尼尔斯佩德森，
申请(专利权)人：丹佛斯压缩机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[]