專利名稱：用于開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的初期啟動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)的啟動(dòng)方法，特別是涉及一利用于開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的初期啟動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
圖1為轉(zhuǎn)子和定子極數(shù)比為6/4或12/8結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的繞組。圖2為一種可檢測(cè)上述開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)電流的電路圖。開(kāi)關(guān)元件Q1～Q6聯(lián)接于電機(jī)各相繞組La、Lb、Lc的上部和下部，每個(gè)二極管D1～D6并列聯(lián)接于電機(jī)繞組La、Lb、Lc和電源之間，而可檢測(cè)出三相電流的電阻Rd則聯(lián)接于各相下部的開(kāi)關(guān)元件Q2、Q4和Q6上。圖3為另一種可檢測(cè)上述開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)電流的電路圖。其基本結(jié)構(gòu)與圖2相同，唯一不同的是可檢測(cè)各相電流的電阻Rd1、Rd2和Rd3分別與各相下部的開(kāi)關(guān)元件Q2、Q4和Q6相聯(lián)接。在上述的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)情況下，如果啟動(dòng)前轉(zhuǎn)子未完全定位于相對(duì)某一相的定位位置時(shí)，那么，相對(duì)這一相而言，轉(zhuǎn)子就無(wú)法在正確的定位位置上進(jìn)行調(diào)整，因而電機(jī)也就無(wú)法正常啟動(dòng)。根據(jù)圖4雖然可以采用對(duì)A相、B相、C相按順序調(diào)整或可按A相、B相的順序一起將二相順序進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)避開(kāi)誤排列的方法來(lái)將轉(zhuǎn)子定位于所希望的相上，即在所希望定位的相上施加一定寬度的脈沖，使電流流過(guò)該相，開(kāi)始時(shí)脈寬和時(shí)間間隔都較長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)一定的次數(shù)后，脈寬逐漸縮短，直到達(dá)到所希望的時(shí)間間隔后就可在該相上形成定位，但這種方法的缺點(diǎn)是定位所需的時(shí)間隨負(fù)載慣性的增大而增加，而且接通電流時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)噪音大等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種啟動(dòng)迅速并且噪音低的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的初期啟動(dòng)方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的極數(shù)比為6/4或8/6，且使用一個(gè)傳感器。首先為檢測(cè)出開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的相繞組上的電流，先在各相上施加一定寬度的脈沖，同時(shí)，按檢測(cè)出的各相電流來(lái)確定產(chǎn)生的電感優(yōu)先順序，并施加初期回轉(zhuǎn)脈沖，此為第一過(guò)程；從傳感器引入中斷信號(hào)后，在各相上施加一定寬度的脈沖，并重新進(jìn)行電流檢測(cè)，此為第二過(guò)程；在上述第二過(guò)程中，將檢測(cè)出的電流進(jìn)行比較，并據(jù)此確定在各相上形成的電感優(yōu)先順序，隨即施加回轉(zhuǎn)脈沖而使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此為第三過(guò)程。
按照本發(fā)明的方法啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，無(wú)需轉(zhuǎn)子的定位過(guò)程，而可直接檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的位置，并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此可縮短啟動(dòng)時(shí)間，并且可降低啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪音。


圖1為原有6/4結(jié)構(gòu)及12/8結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)繞組示意圖。
圖2為檢測(cè)本發(fā)明開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)電流的實(shí)例電路圖。
圖3為檢測(cè)本發(fā)明開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)電流的另一種實(shí)例電路圖。
圖4為原有開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的轉(zhuǎn)子定位模式示意圖。
圖5為本發(fā)明開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的初期啟動(dòng)方法動(dòng)作流程圖。
圖6為具有12/8結(jié)構(gòu)繞組的本發(fā)明開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)三相轉(zhuǎn)子相對(duì)應(yīng)的各相電感形成圖。
圖7為采用本發(fā)明開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的啟動(dòng)方法來(lái)確定初期回轉(zhuǎn)脈沖施加相的形成圖。
圖8為圖5中施加脈沖時(shí)間與電流檢測(cè)時(shí)間的關(guān)系形成圖。
圖9為圖5中中斷產(chǎn)生后按相別順次檢測(cè)電流的模式示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖5為與本發(fā)明開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的初期啟動(dòng)方法有關(guān)的動(dòng)作流程圖。如圖所示，為了檢測(cè)出開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的相繞組電流，在各相上施加一定寬度的脈沖，根據(jù)已檢測(cè)出的各相電流來(lái)決定產(chǎn)生的電感優(yōu)先順序，并施加初期回轉(zhuǎn)脈沖，此為第一過(guò)程；從傳感器引入中斷信號(hào)后，在各相上施加一定寬度的脈沖，并重新進(jìn)行電流檢測(cè)，此為第二過(guò)程；在上述第二過(guò)程中，對(duì)已檢測(cè)出的電流進(jìn)行比較，并據(jù)此確定在各相上形成的電感優(yōu)先順序，隨即施加回轉(zhuǎn)脈沖而使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此為第三過(guò)程。
在開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)中，某一相的電感是由定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置來(lái)決定的，圖6示出具有12/8結(jié)構(gòu)繞組的三相開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置相對(duì)應(yīng)的各相電感。
開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)在終止?fàn)顟B(tài)時(shí)的電壓方程式為V＝Ldi/dt，其各相上的電流可由下式來(lái)表示I＝∫V/Ldt (1)其中V—相上施加的電壓；I—施加電壓時(shí)的相繞組電流；L—由轉(zhuǎn)子和定子的相對(duì)位置來(lái)決定的電感。
在式1中，當(dāng)施加一定寬度的脈沖時(shí)，電流的大小就由電感來(lái)決定，并與電感成反比，即各相上電流的大小與定位的距離越接近越小，而與誤排列位置越接近越大；因此，電感越大，電流就越小。
本發(fā)明主要是利用上述特性來(lái)進(jìn)行的，參見(jiàn)圖5，在開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的各相上施加一定寬度的脈沖，然后檢測(cè)出各相繞組上的電流，即對(duì)A相而言，在該相上施加一定寬度的脈沖后，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，檢測(cè)出此相上的電流并保存；對(duì)B相、C相也進(jìn)行同樣的處理，然后將各相上的電流進(jìn)行比較，由此就可確定施加初期回轉(zhuǎn)脈沖的相。然后從傳感器引入中斷信號(hào)，重新在各相上施加一定寬度的脈沖并檢測(cè)出相應(yīng)的電流，將已檢測(cè)出的電流進(jìn)行比較，確定出各相電感的優(yōu)先順序，隨即施加回轉(zhuǎn)脈沖，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
依據(jù)精度，在各相上進(jìn)行一次至數(shù)次的電流檢測(cè)。如圖8所示，檢測(cè)電流是在施加脈沖的瞬間至脈沖為“0”之前的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，而且在各相上施加的脈沖寬度應(yīng)限制在轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生調(diào)整的范圍內(nèi)。
為此，不需將轉(zhuǎn)子定位。同時(shí)為使轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)將脈沖施加于電感按正向增加的相上。一旦確定出各相電流產(chǎn)生的電感優(yōu)先順序，如圖6所示，在初期就可按上述電感的優(yōu)先順序沿圖示方向來(lái)決定施加脈沖的相。
在這里，如果從微處理器的性能和分辨能力來(lái)考慮，其電感優(yōu)先順序的可交換部分是與圖6中的“甲”、“乙”、“丙”、“丁”“戊”、“巳”的位置相一致的，雖然其中的“乙”、“丁”、“巳”部分的電感優(yōu)先順序可交換，但在初期不能改變施加脈沖的相。就“乙”部分來(lái)說(shuō)，不管電感的優(yōu)先順序是從A＞C＞B(施加脈沖的相B)向A＞B＞C(施加脈沖的相B)變化，還是從A＞B＞C(施加脈沖的相B)向A＞C＞B(施加脈沖的相B)變化，在初期施加脈沖的相是沒(méi)有變化的。
既然如此，在與上述圖6中“甲”、“丙”、“戍”相一致的部分中，若電感的優(yōu)先順序改變，在初期施加脈沖的相也相應(yīng)變化。以“甲”部分為例，不管電感的優(yōu)先順序是從C＞A＞B(施加脈沖的相A)向A＞C＞B(施加脈沖的相B)變化，還是從A＞C＞B(施加脈沖的相B)向C＞A＞B(施加脈沖的相B)變化，在初期都可進(jìn)行施加脈沖的相的變化。
因此，只有考慮到上述因素才能夠確定施加初期脈沖的相，即在確定好電感優(yōu)先順序后，如果比較大的兩相電感差小于給定值的話，就可確認(rèn)出兩種可能的電感優(yōu)先順序，對(duì)這兩種電感優(yōu)先順序而言，可在電感增加的相上施加回轉(zhuǎn)脈沖；若電感差大于給定值，就可按已確定好的電感優(yōu)先順序在電感增加的相上施加脈沖。
以圖6中“甲”部分為例，在電感優(yōu)先順序?yàn)镃＞A＞B情況下，若(Lc-La)/Lc大于給定值，電感的優(yōu)先順序就能按C＞A＞B來(lái)確定，在初期就可在A相上施加脈沖。
如果(Lc-La)/Lc小于給定值，電感的優(yōu)先順序按A＞C＞B或C＞A＞B都可以，在這兩種情況下可將脈沖施加于電感增加的B相。此時(shí)向電感增加的相上施加脈沖時(shí)，應(yīng)引入出現(xiàn)2～3次中斷的脈沖。
取決于微處理器的性能，上述給定值可按0.2～0.5設(shè)定。
在確定電感優(yōu)先順序階段，若采用上述過(guò)程，就可根據(jù)圖7來(lái)確定初期施加脈沖的相，如果已確定好該相，可按大約45度的機(jī)械角(360度電角度)來(lái)施加可進(jìn)行調(diào)整的脈沖。
在12/8結(jié)構(gòu)的繞組上，若從傳感器引入的中斷信號(hào)按每15度的機(jī)械角發(fā)生，轉(zhuǎn)子則按此角的2～3倍的角度進(jìn)行回轉(zhuǎn)，中斷信號(hào)產(chǎn)生后，重新按相別順次檢測(cè)電流，使電機(jī)正?；剞D(zhuǎn)。
如圖9所示，上述中斷產(chǎn)生后，按相別順次檢測(cè)其電流，首先是在中斷發(fā)生時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，即使此時(shí)電感非常小也應(yīng)很容易檢測(cè)出，而且中斷產(chǎn)生后，由此確認(rèn)出電感的優(yōu)先順序。若在每相上施加的脈沖為1～2次的話，電機(jī)就可完全不反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的啟動(dòng)方法，該電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子極數(shù)比為6/4或12/8，并使用一個(gè)傳感器，其特征在于為檢測(cè)出開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的相繞組上電流，在各相上施加一定寬度的脈沖，按檢測(cè)出的各相電流產(chǎn)生的電感優(yōu)先順序施加初期回轉(zhuǎn)脈沖，此為第一過(guò)程；從傳感器引入中斷信號(hào)后，重新在各相上施加一定寬度的脈沖并檢測(cè)其電流，此為第二過(guò)程；在上述第二過(guò)程中，將檢測(cè)出的電流進(jìn)行比較，并據(jù)此確定在各相上形成的電感優(yōu)先順序，隨即施加回轉(zhuǎn)脈沖而使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此為第三過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的啟動(dòng)方法，其特征在于為檢測(cè)電流而施加具有一定寬度的脈沖，其寬度一般應(yīng)限制在轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生調(diào)整的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的啟動(dòng)方法，其特征在于依據(jù)精度，在各相上順次施加一次至數(shù)次的脈沖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的啟動(dòng)方法，其特征在于電流檢測(cè)是在施加脈沖后至脈沖為“0”之前的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的啟動(dòng)方法，其特征在于為使轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動(dòng)，如果比較大的兩相電感差小于給定值，將兩相的電感優(yōu)先順序進(jìn)行交換，并在電感增加的相上施加回轉(zhuǎn)脈沖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的啟動(dòng)方法，其特征在于為使轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動(dòng)，在第一電感＞第二電感＞第三電感情況下，如果第一電感和第二電感的差與第一電感相除后的數(shù)值小于給定值，則在電感增加的第三電感的相上施加回轉(zhuǎn)脈沖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的啟動(dòng)方法，其特征在于為使轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動(dòng)，如果比較大的兩相電感差大于給定值，則將按已確定的電感優(yōu)先順序在電感增加的相上施加回轉(zhuǎn)脈沖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的啟動(dòng)方法，其特征在于為使轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動(dòng)，在第一電感＞第二電感＞第三電感情況下，如果第一電感和第二電感的差與第一電感相除后的數(shù)值小于給定值，則在第二電感的相上施加回轉(zhuǎn)脈沖。
9.根據(jù)權(quán)利要求5～8中任一項(xiàng)所述的開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的啟動(dòng)方法，其特征在于所述的給定值為0.2～0.5。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的初期啟動(dòng)方法。在初期，電機(jī)轉(zhuǎn)子不必固定于定位位置，而是按電感增加方向移動(dòng)轉(zhuǎn)子進(jìn)行開(kāi)關(guān)磁阻型電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明的具體實(shí)施方法是在各相上施加一定寬度的脈沖，然后檢測(cè)出該電機(jī)的相繞組電流，根據(jù)檢測(cè)出的各相電流來(lái)決定電感優(yōu)先順序并施加初期回轉(zhuǎn)脈沖，此為第一過(guò)程；從傳感器引入能夠識(shí)別的中斷信號(hào)后，在各相上施加一定寬度的脈沖，重新進(jìn)行電流檢測(cè)，此為第二過(guò)程；將上述第二過(guò)程中檢測(cè)出的電流進(jìn)行比較，并據(jù)此確定出各相上感應(yīng)的電感優(yōu)先順序后，立即施加回轉(zhuǎn)脈沖，進(jìn)行電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，此為第三過(guò)程。按照本發(fā)明的方法啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子不必固定在定位位置，而可直接檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的位置，并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此可縮短啟動(dòng)時(shí)間，并且可降低啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪音。
文檔編號(hào)H02P6/20GK1412938SQ0113637
公開(kāi)日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月12日
發(fā)明者金相永 申請(qǐng)人:樂(lè)金電子(天津)電器有限公司