用于驱动直流无刷电动机的方法和装置制造方法及图纸

为了用一种简单布置的装置在非常短时间内使得直流无刷电动机能够向无传感器操作转换，在起动之后经过固定时间，停止对整流部分施加加速转子的外部同步信号。固定时间设置为使转子达到足以起动无传感器操作的速度所需要的时间，在停止之后，使用位置检测电路根据驱动绕组中所产生的反电动势电压而输出无传感器信号，由位置反馈驱动信号发生器输出整流控制信号，以便整流部分根据转子位置控制为整流至驱动绕组的驱动电流。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于驱动直流无刷电动机的方法和装置本专利技术涉及用于驱动直流无刷电动机的方法和装置，其中根据电动机驱动绕组中所感应的电压来检测转子的位置，并且整流供给驱动绕组的电流。至直流无刷电动机的驱动绕组的驱动电流的整流通常是根据一个使用磁传感器，光传感器或其它类似传感器的检测器所检测的永磁转子的位置来引导的。然而，为了适应难以使用这种检测器的情况，已经研制了一种直流无刷电动机驱动装置，其以同步操作方式起动电动机，并且然后把它转换为无传感器无刷电动机操作。这种装置对电动机供给外部同步信号，用来以同步电动机起动和加速电动机；当永磁转子已达到规定旋转速度，能从驱动绕组得到足够大的反电动势(BEMF)电压时，根据所感应的反电动势电压来检测永磁转子的位置；以及根据所检测的位置，整流至驱动绕组的驱动电流，以便驱动永磁转子。由于这种型式的直流无刷电动机驱动装置在电动机操作过程中，从同步电动机操作方式转换为直流无刷电动机操作方式，所以在以同步电动机操作方式加速结束之后，当电动机正向其中是根据驱动绕组的反电动势电压来整流驱动电流的无传感器操作转换时，在该暂态期间操作易于变得不稳定。对此有两个原因：感应电动势电压的电平不足，以及难以区别驱动信号和电动势电压信号。Japanese Patent Application Public Disclosure No.Sho 59-36520(’520)提出通过检测同步信号与反电动势(电动势)电压信号之间的相位差，并且根据零相位差附近的反电动势电压，从同步操作转换为无传感器操作来克服这个问题。为了同样目的，Japanese Application Public DisclosureNo.Hei 5-219785(’785)通过在电动机起动之后以规定样式用规定时期，增加由驱动绕组所产生的旋转磁场的频率及施加于电动机的电压的负载比；-->控制变换电路，以便刚好在规定时期结束之前把施加于电动机的电压的负载比降到规定值；以及在经过规定时期之后，根据驱动绕组中所感应的电压来检测磁转子的位置，教导了直流无刷电动机的操作。由于’520不仅要求复杂的相位检测装置，而且还要求更加复杂的装置，用于控制零附近的相位差，所以它大大增加了费用，并且还限制了加速装置和电动势电压信号产生装置的选择。这样，其通用性低。这些问题就’785来说不出现。然而，由于’785和’520都要求一定时限，用于根据驱动绕组的电动势电压，从同步电动机操作转换为无传感器操作，所以没有一个能够在短时限内转换操作状态。此外，在暂态转换期间，同步信号继续施加于驱动绕组。由于这样防碍了检测磁转子的位置所要求的反电动势电压的检测，所以它降低了磁转子位置检测的可靠性。尽管就’785来说电路相对简单，但是用于施加电压的负载控制的电流斩波为噪声。这样使其在控制转换的暂态期间，更加难以根据反电动势电压来检测磁转子的位置。本专利技术的一个目的是提供用于驱动直流无刷电动机的方法和装置，它们能够克服上述现有技术的问题。本专利技术的另一个目的是提供用于驱动直流无刷电动机的方法和装置，它们使得从加速磁转子的同步电动机操作向无传感器操作的转换能够在非常短的时限内引导。本专利技术的又一个目的是提供用于驱动直流无刷电动机的方法和装置，它们使得在从同步操作向无传感器操作转换之后，能够可靠地检测转子的位置。为了实现这些目的，本专利技术提供一种用于驱动具有磁转子和驱动绕组的直流无刷电动机的方法，该方法包括步骤：把外部同步信号施加于直流无刷电动机，以便以同步电动机起动电动机；在从其施加开始经过一个固定时限之后停止施加外部同步信号，这里固定时限为使驱动绕组中所产生的反电动势电压达到足以保证位置信号指示磁转子位置所要求的时限；以及此后根据驱动绕组中产生的反电动势电压，控制至驱动绕组的驱动电流的整流。-->本专利技术还提供一种用于驱动具有磁转子和驱动绕组的直流无刷电动机的装置，该装置包括：一个位置检测电路，响应驱动绕组中感应的电压信号，用于检测磁转子的旋转位置；整流装置，具有开关元件，并且适合于对驱动绕组供给驱动电压；用于供给加速控制信号的装置，以便接通/断开控制整流装置的开关元件，使驱动绕组产生用于旋转磁转子的旋转磁场；以及位置反馈驱动信号产生装置，响应位置检测电路的检测结果，用于供给整流控制信号，以接通/断开控制整流装置的开关元件，由此整流至驱动绕组的驱动电流，加速控制信号仅在使磁转子足以达到规定值的旋转速度的固定时限供给整流装置，以及整流装置在经过该固定时限之后由整流控制信号控制。固定时限适当设置为使加速控制信号所旋转的磁转子在驱动绕组中产生足以保证位置信号的电平的反电动势电压所要求的时限。经过该固定时限之后，当停止对驱动绕组供给加速控制信号时，位置检测电路仅施加有驱动绕组中所感应的足够高电平的反电动势电压，并且因此能可靠地检测磁转子的位置。结果，位置反馈驱动信号产生装置根据位置检测电路的位置检测结果所产生的整流控制信号，使得至驱动绕组的驱动电流的要求的整流在停止供给加速控制信号之后马上可靠地引导。因此所有与暂态操作时期有关的问题得以克服。本专利技术使用加速控制信号来起动直流无刷电动机，并且然后在磁转子已经加速之后，通过停止供给加速控制信号而转换为无传感器操作。由于它因此能以非常简单的布置实现，所以它不会导致费用增加，而且此外，由于至无传感器操作的转换能在非常短的时间内实现，所以其间可能发生不稳定的暂态操作时期被显著缩短。此外，由于在向无传感器操作转换期间无电流流通，所以磁转子的旋转位置能不受噪声影响而可靠地检测。此外，加速方法和处理电动势电压方法无相反效果产生这一事实使本专利技术具有高度通用性和广泛适用性。本专利技术所提供的另一个优点是当电动机在停止过程中，在磁转子借助其自身惯性仍在旋转情况下，它能无需任何加速装置再起动。参考附图从下列优选实施例的详细叙述中，本专利技术将会得到更好地理-->解，并且它的其它目的和优点将会更为明显。图1是表示用于驱动直流无刷电动机的装置的布置的方框图，它为本专利技术的一个实施例。图2是表示图1所示位置检测电路的具体布置的电路图。图3是表示图2位置检测电路中无传感器信号和据此产生的整流控制信号的波形的示意图。图4是图2所示电路的等效电路。图5是与图4有关的波形图，表示(a)电动势电压与(b)施加于第三比较器的第一和第三电压差信号之间的关系。图6是用于说明确定图1布置中整流周期的示意图。图7是表示不同波形的示意图，用于说明图1装置所提供的直流无刷电动机的驱动控制。图8是用于说明图1位置反馈驱动信号发生器的操作的流程图。图9是表示当使用微型计算机作为图1控制装置时所应用的控制程序一例的流程图。如图1所示，三相Y形连接直流无刷电动机10具有A相驱动绕组11，B相驱动绕组12，C相驱动绕组13及永磁转子14。该直流无刷电动机10为常规布置，并且其结构这里将不作详细叙述。直流无刷电动机10由本专利技术的一个实施例即驱动装置20所驱动。驱动装置20装备有用于整流至驱动绕组11-13的驱动电流的整流部分21。如图示说明那样，整流部分21包括以常规方式连接的开关晶体管22-27和二极管28-33。从控制装置40的位置反馈驱动信号发生器41输出的整流控制信号AU－CL通过相关“或”门42-47施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动一台具有磁转子和驱动绕组的直流无刷电动机的装置，该装置包括：一个电源开关，一个整流电路，具有开关元件，并且适合于对驱动绕组供给驱动电压，一个加速控制信号供给装置，响应电源开关的接通操作，用于对整流电路供给加速控制信号 ，以便接通／断开控制整流电路的开关元件，使驱动绕组产生用于旋转磁转子的旋转磁场，并且仅在使磁转子足以达到规定旋转速度的固定时限期间，继续供给加速控制信号，一个位置检测电路，响应由磁转子的旋转而在驱动绕组中所感应的电压信号，用于检测磁转子 的旋转位置，一个位置反馈驱动信号产生装置，响应位置检测电路的检测结果，产生用于接通／断开控制整流电路的开关元件的整流控制信号，由此整流至驱动绕组的驱动电流，以及供给电路装置，用于对整流电路供给加速控制信号。

【技术特征摘要】
JP 1995-10-13 290544/951.一种用于驱动一台具有磁转子和驱动绕组的直流无刷电动机的装置，该装置包括：一个电源开关，一个整流电路，具有开关元件，并且适合于对驱动绕组供给驱动电压，一个加速控制信号供给装置，响应电源开关的接通操作，用于对整流电路供给加速控制信号，以便接通/断开控制整流电路的开关元件，使驱动绕组产生用于旋转磁转子的旋转磁场，并且仅在使磁转子足以达到规定旋转速度的固定时限期间，继续供给加速控制信号，一个位置检测电路，响应由磁转子的旋转而在驱动绕组中所感应的电压信号，用于检测磁转子的旋转位置，一个位置反馈驱动信号产生装置，响应位置检测电路的检测结果，产生用于接通/断开控制整流电路的开关元件的整流控制信号，由此整流至驱动绕组的驱动电流，以及供给电路装置，用于对整流电路供给加速控制信号。2.如权利要求1所述的一种装置，其中加速控制信号供给装置包括一个信号产生装置，用于产生加速控制信号，以及一个计时电路装置，响应电源开关的接通操作，使得信号供给装置仅操作固定时限。3.如权利要求2所述的一种装置，其中计时电路装置为单稳态多谐振荡器。4.如权利要求1所述的一种装置，其中加速控制信号通过供给电路装置供给整流电路。5.如权利要求1所述的一种装置，其中供给电路装置由“或”电路构成，并且以接通/断开控制信号对所要求的整流电路的开关元件，相互无关地供给加速控制信号供给装置输出的加速控制信号，以及位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：武川顺之，
申请(专利权)人：株式会社杰克赛尔，
类型：发明
国别省市：JP[日本]