电子换向电动机中监视平均电流和输入功率的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电子换向电动机中监视平均电流和输入功率的方法和装置。具体地，说明了用于监视对电子换向电动机（ECM）的输入功率的方法。该方法包括：通过处理设备确定对电动机的平均输入电流，该平均输入电流基于与电动机串联的分流电阻器两端的电压降；通过利用处理设备测量向电动机施加的平均输入电压；将平均输入电流乘以平均电压以确定大致的输入功率；和将平均输入功率传送给外部接口。

Method and apparatus for monitoring average current and input power in an electronically commutated motor

The invention relates to a method and an apparatus for monitoring an average current and an input power in an electronically commutated motor. In particular, a method for monitoring the input power of an electronically commutated motor (ECM) is described. The method includes: determining the average input current of the motor through the processing equipment, the average input current voltage and shunt resistor at both ends of motor based on series of drop; the average input voltage by measuring motor applied to processing equipment; the average input current multiplied by the average voltage to determine the input power approximately; and the average input power transmission to the external interface.

【技术实现步骤摘要】
电子换向电动机中监视平均电流和输入功率的方法和装置本申请是题为“电子换向电动机中监视平均电流和输入功率的方法和装置”的、申请日为2009年8月28日的专利技术专利申请200910171033.1的分案申请。
本公开的领域一般涉及电子换向电动机，更具体地，涉及用于电子换向电动机中监视平均电流和输入功率的方法和装置。
技术介绍
电子换向电动机(ECM)被用于广泛的应用中。在工业中以及在这里，ECM有时被称为无刷DC电动机。运用ECM的一种应用是气流传输系统。在气流传输系统中，诸如在大型冷却器中的蒸发器风扇单元中，期望知道在某些加载条件下使用多大的功率，以使能量使用最小化。为了节约能量，可以使用该功率利用信息以确定什么时候不需要除霜循环或者什么时候系统处于利用中。一些系统加入峰值电流控制电路以及恒定扭矩算法，以确定电动机上的负载。这种配置的缺点在于，为了计算总功率输入，必须进行效率估计。一般地，这种配置利用用于获得效率估计的查找表。如果作为查找表的替代利用实时功率测量，那么可获得更好的数据。
技术实现思路
在一个方面中，提供一种用于监视对电子换向电动机(ECM)的输入功率的方法。该方法包括:通过处理设备确定对电动机的平均输入电流，该平均输入电流基于与电动机串联的分流电阻器两端的电压降；通过利用处理设备测量向电动机施加的平均输入电压；将平均输入电流乘以施加的平均电压以确定大致的输入功率；和将平均输入功率传送给外部接口。在另一方面中，提供一种电子换向电动机(ECM)。该ECM包括:转子；用于使转子旋转的多个绕组；和ECM控制电路。ECM控制电路包括:可操作为选择性地将绕组耦合到电源上的开关电路；与所述开关电路串联的分流电阻器；被配置为控制所述开关电路的处理设备；和与所述处理设备耦合的至少一个模数转换器(ADC)。所述处理设备被配置为控制所述ADC的操作，使得可基于所述分流电阻器两端的电压降确定对电动机的平均输入电流，并且可使用电阻分压器测量向电动机施加的平均输入电压。可以在本专利技术的各实施例中独立地实现已讨论的特征、功能和优点，或者，在可参照以下的说明和附图看到其进一步的细节的另一些实施例中可以组合它们。【附图说明】图1是集成的电子换向电动机(ECM)和控制电路组件的分解视图。图2是图1的ECM和控制电路组件的完全组装图。图3是ECM的可选择的实施例的分解端视图。图4是ECM控制器的一个实施例的功能框图，该控制器包括平均输入电流监视能力。图5是平均输入电流监视电路的详细示意图。【具体实施方式】参照附图，更具体地参照图1和图2，附图标记10总体表示集成的电子换向电动机和控制电路组件。电动机组件10包括无刷电子换向DC电动机13，该无刷电子换向DC电动机13具有包括定子或铁芯17的固定组件15和包括永磁转子12和轴14的可旋转组件19。风扇(未示出)或诸如用于使空气移动通过空气处理系统的装置的被驱动的其它装置与轴14接合。特别地，电动机组件10用于与诸如空气调节系统的空气处理系统组合，该空气调节系统包括用于将空气吹过冷却线圈的风扇，用于向建筑物供给冷却空气。转子12被安装和锁定在轴14上，该轴14具有轴颈以便在常规的轴承16中旋转。轴承16被安装在与第一端部构件20和第二端部构件22成一体的轴承支架18中。端部构件20和22基本上是平的并且相互平行。端部构件20和22具有其间定位固定组件15和可旋转组件19的内部面对侧24、25。各端部构件20和22具有与其内侧24、25相对的外侧26、27。另外，第二端部构件22具有用于轴14穿过并从外侧26伸出的孔径23。转子12包括铁磁芯28，并可在定子17的钻孔内旋转。例如，通过与转子芯28结合的粘接剂固定永磁材料的八个基本上相同的磁性材料元件或相对较薄的弓形段30，每个磁性材料元件或相对较薄的弓形段提供相对恒定的通量场。各段30被磁性化为沿径向关于转子芯28被极化，使得相邻的段30如指示的那样交替极化。虽然出于公开的目的示出了转子12上的磁体30，但是可以设想，可以利用具有不同的构造的其它转子、和数量、构造、和通量场均不相同的其它磁体，使得这些其它转子满足其目的中的至少一些。固定组件15包括适于被通电以产生电磁场的多个绕组段(winding stage)32。各段32是缠绕在叠层定子芯部17的齿部34周围的导线的线圈。可通过一一位于芯部17的外表面中的各缺口 38中的四个绳夹舌板36将芯部17保持在一起。可选择地，本领域技术人员可以理解，可通过诸如例如焊接或粘接剂结合的其它适当的手段将芯部17保持在一起，或者，仅通过绕组将它们保持在一起。绕组端部匝延伸到定子端面外面，并且，通过在连接器42中端接的第一端部构件20中的孔径41将绕组终端引线40引出。虽然出于公开的目的示出了固定组件15，但是可以设想，在本专利技术的范围内，可以利用具有不同的形状并具有不同的齿部数量的各种其它构造的其它固定组件，以满足其目的中的至少一些。电动机组件10还包括被安装在电动机组件10的后部上的盖子44，以在盖子44内封装电动机13的控制装置46。盖子44包括具有多个从中伸出的间隔元件50的边缘48，这些间隔元件与第一端部构件20的外侧27接合。盖子44包括基本上呈环形的侧壁49，使得侧壁49的顶部形成边缘48。控制装置46位于第一端部构件20的外侧27附近。控制装置46包括安装在诸如印刷电路板的部件板56上的多个电子部件52和连接器(未示出)。控制装置46通过将连接器42和连接器54互连与绕组段32连接。控制装置46以预先选择的顺序在将绕组段32换向时向绕组段32中的一个或更多个施加电压，以使可旋转组件19绕着旋转轴旋转。包括多个螺栓的连接元件58穿过第二端部构件22中的螺栓孔60、芯部17中的螺栓孔61、第一端部构件20中的螺栓孔63和盖子44中的螺栓孔65。连接元件58的头部67与第二端部构件22接合。连接元件58适于将第二端部构件22和盖子44彼此压在一起，由此在其间支撑第一端部构件20、固定组件15和可旋转组件19。另外，用于封装和保护固定组件15和可旋转组件19的外壳62可位于第一端部构件20和第二端部构件22之间。这里仅出于公开的目的说明的电子换向电动机13是八转子磁极电动机，但是，可以理解，本专利技术的电子换向电动机可包括任意偶数的转子磁极，并且定子磁极的数量是转子磁极的数量的倍数，例如，定子磁极的数量可基于相位的数量。在图中未示出的一个示例性实施例中，三相ECM包含六个转子磁极对和18个定子磁极。根据本专利技术的电动机组件10以以下的方式操作。当以时间顺序对绕组段32通电时，建立三组八磁极，这些组将根据预先选择的顺序或对各段通电的次序提供绕芯部17顺时针或逆时针移动的径向磁场。该移动场与磁体30磁极的通量场交互作用，以使转子沿期望的方向相对于芯部17旋转，以形成作为磁场的强度的正函数的扭矩。通过在可旋转组件19在芯部17内旋转时感测其旋转位置、并依次利用作为转子12的旋转位置的函数产生的电信号以便以不同的预先选择的次序或确定转子12的旋转方向的顺序向绕组段32中的每一个施加DC电压，在没有电刷的情况下使绕组段32换向。可通过响应反电动势(BEMF)的位置检测电路实现位置感测，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护电动机的电动机控制器的方法，所述方法包括：通过处理设备基于与电动机串联的分流电阻器两端的电压降确定对电动机的平均输入电流；测量至少一个电压；通过处理设备基于所测量的至少一个电压确定对电动机施加的平均输入电压；将平均输入电流乘以平均输入电压以确定平均输入功率；以及基于所述平均输入功率为电动机控制器设置最大功率限制值。

【技术特征摘要】
2008.08.29 US 12/201,4861.一种保护电动机的电动机控制器的方法，所述方法包括: 通过处理设备基于与电动机串联的分流电阻器两端的电压降确定对电动机的平均输入电流； 测量至少一个电压； 通过处理设备基于所测量的至少一个电压确定对电动机施加的平均输入电压； 将平均输入电流乘以平均输入电压以确定平均输入功率；以及 基于所述平均输入功率为电动机控制器设置最大功率限制值。2.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所确定的平均输入功率作为气流传输系统中的用于控制由系统使用的功率量的指示。3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所测量的至少一个电压确定对电动机施加的平均输入电压包括: 整流和滤波对电动机施加的AC输入电压； 按比例将经整流和滤波的AC输入电压分压为与模数转换器相适应的电平；以及 在固定的时间间隔上将经分压的电压的多个读数平均化以确定平均输入电压。4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所测量的至少一个电压确定对电动机施加的平均输入电压包括: 按比例将DC输入电压分压为与模数转换器相适应的电平；以及 在固定的时间间隔上将经分压的电压的多个读数平均化以确定平均输入电压。5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定对电动机的平均输入电流包括:向模数转换器施加分流电阻器两端的电压降。6.—种电动机,包括: 转子； 用于使所述转子旋转的多个绕组；...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·布拉托里，小G·伯尼尔，
申请(专利权)人：雷加尔贝洛伊特公司，
类型：发明
国别省市：