用于同步马达的电子启动控制设备制造技术

用于单向地旋转同步马达（１０）的永磁体转子（１４）的电子启动控制设备包括用于串联连接到同步马达的定子（１２）的绕组的静态开关（２２）；和用于检测同步马达的转子的位置且用于提供相应的输出（Ｐ↓［ｃｏｎ］）的位置传感器（２４）。设备的特征在于包括ＡＣ到ＡＣ转换器（２６），具有来自与同步马达的定子串联的固定频率的交流电压源（Ｖ↓［ａｃ］）的输入（Ｖ↓［ａ］）和从电压输入得到的单一的输出（Ｖ↓［ｃ］）；和ＸＮＯＲ单元（２８），其具有与ＡＣ到ＡＣ转换器的输出连通的第一输入（Ｇ↓［１］）、与位置传感器的输出（Ｐ）连通的第二输入（Ｇ↓［２］）和与静态开关连通的输出（Ｇ↓［ｏ］）。静态开关可由从ＸＮＯＲ单元输出的信号（Ｇ↓［ｃｏｎ］）控制，使得同步马达的转子仅在单一的方向旋转。优选地，ＡＣ到ＡＣ转换器是移相器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于控制同步马达的永磁体转子的电子启动控制设 备，使得旋转仅发生在一个方向上，且也涉及具有所述的电子启动控 制设备的同步马达。
技术介绍
已知用于同步马达的电子启动控制设备。然而，这些电子启动控 制设备仅涉及启动马达，这是有问趙的，因为转子必须在非常短的时期内实现与电网頻率电源同步速度，一个这样的设备在EP0574823A中 建议。标准的或典型的同步马达的转子在两个方向中的任一个方向上旋 转，因此，转子仅能驱动双向设备，例如用于洗衣机或洗碗机的排水 泵的叶片或叶轮。典型地，双向设备因此将不如单向设备有效.同步马达的其他共同的缺点是转子可能极难在非常低的類定电网 电压下转动，例如额定电网电压的+/-30%，和在非常高的额定电网电压下倾向于发生转子去磁。可靠性和成本效益也是非常重要的因素。 本专利技术寻求提供对这些问題的解决方案.
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了电子启动控制设备用于单向旋转 同步马达的永磁体转子，设备包括用于串联连接到同步马达的定子 的绕组的静态开关；和用于检测同步马达的转子位置和用于提供相应 的输出的位置传感器；其特征在于设备包括AC到AC转换器，AC到AC 转换器具有来自与同步马达的定子串联的固定频率的交流电压源的输 入和从电压输入得到的单一的输出；设备还包括XNOR单元，XN0R单 元具有与AC到AC转換器的榆出连通的第一输入、与位置传感器的榆 出连通的第二输入和与静态开关连通的输出，静态开关可由来自XN0R 单元的信号输出控制，使得同步马达的转子仅在单一的方向旋转。 优选地，AC到AC转换器为移相器。优选地，AC到AC转换器具有两个电压输入(V/; V")。 优选地，二极管连接到移相器的电压榆入的一个(V/ )。 优选地，静态开关为三端双向可控硅开关。 优选地，位置传感器为霍尔效应传感器。优选地，AC到AC转换器输出具有范围在90度到180度的相位滞 后(入)的信号( ;Vc。/ )。优选地，固定的频率在50 Hz到60 Hz范围内。根据本专利技术的笫二方面，提供了电子启动控制设备用于单向地旋转同步马达的永磁体转子，设备包括用于串联连接到同步马达的定子的绕组的静态开关；和用于检测同步马达的转子的位置且用于提供相应的输出的位置传感器；其特征在于设备包括移相器，移相器具有 两个来自与同步马达的定子串联的固定频率的交流电压源的电压输入和从电压输入得到的单一的输出；设备还包括XNOR单元，XNOR单元具有与移相器的输出连通的第一输入、与位置传感器的输出连通的第 二输入和与静态开关连通的输出，静态开关可由来自XNOR单元的信号 输出控制，使得同步马达的转子仅在单一的方向旋转。根据本专利技术的笫三方面，提供了具有永磁体转子和与固定频率的 交流电压源串联连接的定子的同步马达，马达包括根据本专利技术第一或 第二方面的电子启动控制设备，由电子启动控制设备控制转子仅在一 个方向旋转。优选地，同步马达进一步包括可由转子驱动的单向叶片。 附图说明现在将仅通过例子参考附图更特定地描述本专利技术，其中图1是具有两个定子极和永磁体转子的同步马达的示意性视图， 且示出了用于转子的位置传感器；图2示出了同步马达以其运行的电网电压和电流的总的波形的曲 线图，且示出了位置传感器的输出信号；图3示出了根据本专利技术的第一方面的电子启动控制设备的第一实 施例的电路图，电子启动控制设备用于在单一方向上启动马达的转 子； 图4a到图4c示出了类似于图1的同步马达的示意性視困且示出 了曲线图，曲线图示出了启动原理以实现转子的单向旋转；图5a到图5c分别示出了当转子在重栽下运转时的电压、电流和位置信号的波形图；从移相器输出的信号；和当马达在轻栽下运转时 的电压、电流和位置信号的波形闺；图6示出了变化的电压和由电子启动控制设备的移相器榆出的信 号之间的对比；和图7是根据本专利技术的第二方面的电子启动控制设备的第二实施例 的电路图，它类似于图3示出的电路图。具体实施例方式首先参考附图的图l到图6,同步马达IO包括固定的定子12、可 旋转地位于定子12的极片之间的转子14和形成在定子12的极片上或 邻近定子12的极片形成且串联连接的绕組16。为给转子14赋予启动转矩，在定子12和转子14的邻近的表面之 间形成非对称气隙18，使得在停止或失速状态期间转子14和定子12 的极轴R和S将分别角向地偏移角度a 。参考图3，定于12的绕組16与正弦交流电压源V"串联连接，正 弦交流电压源V"具有固定频率，典型地为电网频率，优选地在50 Hz 到60 Hz的范围内。交流电压源L例如可以由电网电来供电.电子启动控制设备20的第一实施例在图3中示出且包括典型地具 有三端双向可控硅开关的形式的静态开关22、典型地具有霍尔效应传 感器形式的位置传感器24、移相器26和XNOR单元28。静态开关22与交流电压源Va。和马达10的定子12的绕组16串联 连接。位置传感器24位于定子12上或定子12内，它从定子12的极轴S 偏移角位移a。当在转子14停止期间和在马达10运行期间，通过位 置传感器24确定极性且因此确定转子14的位置。移相器26具有直接从交流电压源V"获取的输入V,。因此从移相 器26的输出l输出的单一输出信号v^基于交流电压源V"的电压。 移相器26在输出信号vm上赋予相位滞后入，相位滞后入取决于转子 14上的负荷而在90度和180度之间。移相器26的输出L和位置传感器24的输出P连接到XN0R单元 28的各自的输入G,和G2，且XN0R单元28的输出G。连接到静态开关 22。因此通过从XNOR单元28输出的信号G^控制静态开关22,电子启动控制设备20因此调节了转子14的启动方向，使得转子 14仅在一个单一的方向上旋转。参考图4a到图4c，现在描述转子14的启动阶段。如果位置传感 器24确定永磁体转子14的S极面向它，则输出的信号P，为高，等于 逻辑1。移相器26也输出带有合适的相位滞后入的信号v。。n,当该信 号v^为高(逻辑1)时，其对应于交流电压源V"的负平均电压Vnw (图4b)。当到XNOR单元28的两个信号v。。。和P^都为逻辑1时，输 出G^也为逻辑1，且因此静态开关22闭合以接通电路.因为移相器26的输出vm对应于负的平均电压，所以定子12呈现 与由位置传感器24所检测到的转子14的极相同的极性，在困4a中示 出的构造中，转子14因此以顺时针方向移动。类似地，如果位置传感器24确定在失速状态(图4a)下转子14 的N极面向它，则输出的信号F^为低，等于逻辑0.移相器26也输 出带有合适的相位滞后入的信号v。。n，当信号v。。n为低(逻辑0)时， 其对应于交流电压源Vae的正平均电压V。。s (图4c)。当XN0R单元28 处的两个信号v^和P，都为逻辑0时，输出信号G。。-为逻辑1，且因 此静态开关22又闭合以接通电路。因为移相器26的输出信号Ve。n对应于正的平均电压，所以定子12又呈现与由位置传感器24所检测到的转子14的极相同的极性.在困 4a中示出的构造中，转子14因此又以顺时针方向移动。参考图2，图2示出了交流电压源V,。的电压V和电流I的总的波 形以及从位置传感器24输出的信号P，。功率因数角e指示了马达负 荷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于单向地旋转同步马达（１０；１１０）的永磁体转子（１４）的电子启动控制设备，该设备包括：用于串联连接到同步马达（１０；１１０）的定子（１２）的绕组的静态开关（２２）；和用于检测同步马达（１０；１１０）的转子（１４）的位置且用于提供相应的输出（Ｐ↓［ｃｏｎ］）的位置传感器（２４）；其特征在于，该设备包括ＡＣ到ＡＣ转换器（２６；１２６），该ＡＣ到ＡＣ转换器（２６；１２６）具有来自与同步马达（１０；１１０）的定子（１２）串联连接的固定频率的交流电压源（Ｖ↓［ａｃ］；Ｖ↓［ａｃ］′）的输入（Ｖ↓［ａ］；Ｖ↓［ａ］′）和从电压输入（Ｖ↓［ａ］；Ｖ↓［ａ］′）得到的单一的输出（Ｖ↓［ｃ］；Ｖ↓［ｃ］′）；和ＸＮＯＲ单元（２８），该ＸＮＯＲ单元（２８）具有与ＡＣ到ＡＣ转换器（２６；１２６）的输出（Ｖ↓［ｃ］；Ｖ↓［ｃ］′）连通的第一输入（Ｇ↓［１］）、与位置传感器（２４）的输出（Ｐ）连通的第二输入（Ｇ↓［２］）和与静态开关（２２）连通的输出（Ｇ↓［０］），静态开关（２２）可由从ＸＮＯＲ单元（２８）输出的信号（Ｇ↓［ｃｏｎ］）控制，使得同步马达（１０；１１０）的转子（１４）仅在单一的方向旋转。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国权，王恩晖，
申请(专利权)人：德昌电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]