專利名稱：用于電子換向式電機的低速驅(qū)動方法、實施該方法的控制器、結(jié)合該方法的洗衣機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明寬泛地涉及用于控制電子換向式電機的方法和設(shè)備，尤其但非唯一地涉及 用于控制驅(qū)動洗衣器具的電子換向式電機的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
諸如水平軸洗衣機的一些白色陶瓷器具具有繞中心水平軸旋轉(zhuǎn)的洗鼓?？梢灾苯?由固定于洗鼓后壁的電機轉(zhuǎn)動洗鼓?；蛘?，可以通過靠近洗鼓并通過適當(dāng)?shù)尿?qū)動機構(gòu)耦合 到洗鼓的電機來轉(zhuǎn)動洗鼓，所述驅(qū)動機構(gòu)例如是皮帶和滑輪傳動。白色陶瓷行業(yè)中現(xiàn)在使用的一種電機是電子換向式無刷外轉(zhuǎn)子電機。在美國專利 5，821，708中進一步詳細描述了電子換向式電機，在此通過引用將其內(nèi)容并入。這種電子換 向式電機被設(shè)計成通常以高達lOOOrpm或更大速度工作。在現(xiàn)有技術(shù)描述的一些機器中需要洗鼓低速轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)諸如洗衣機門打開或關(guān) 閉流程的任務(wù)。例如，在美國專利7，065，905中描述了需要低速轉(zhuǎn)動的開門流程。也可以使 用低速轉(zhuǎn)動來允許流體在洗鼓轉(zhuǎn)動時緩慢從洗鼓排出。這種流體可以是殘余的洗滌流體， 或在洗滌周期中已經(jīng)在平衡室內(nèi)被俘獲的流體。然而，低速轉(zhuǎn)動具有其內(nèi)在的困難。電機低速轉(zhuǎn)動的一個這種困難是電機停頓的風(fēng)險增大。由于重新啟動旋轉(zhuǎn)需要大 量電能，因此停頓是不希望出現(xiàn)的。由于洗鼓之內(nèi)洗滌負(fù)載分布不均衡可能會發(fā)生停頓。隨 著洗滌負(fù)載被洗鼓提升，增加的重量可能導(dǎo)致電機減速和停頓。類似地，在洗滌負(fù)載開始向下運動時出現(xiàn)另一難題。電機可能會不利地加速。加 速可能會導(dǎo)致，例如在開門流程結(jié)束時重重的沖撞。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面中，可以寬泛地說本發(fā)明包含一種操作電機的方法，該方法包括感測與所述電機的角位置對應(yīng)的事件，其中如果所述事件發(fā)生于第一時間閾值和 第二時間閾值之間，所述方法包括減慢所述電機，并且如果所述事件在所述第一時間閾值 之前尚未發(fā)生，所述方法包括增大供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。在第二方面中，可以寬泛地說本發(fā)明包含一種適于操作電機的電機控制系統(tǒng)，該 系統(tǒng)包括適于感測與所述電機的角位置對應(yīng)的事件的傳感器，其中如果所述事件發(fā)生于第 一時間閾值和第二時間閾值之間，所述方法包括減慢所述電機，并且如果所述事件在所述 第一時間閾值之前尚未發(fā)生，所述方法包括增大供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。優(yōu)選地，所述電機是工作于從典型運行速度顯著降低的速度的電子換向式電機。優(yōu)選地，所述第一時間閾值是事件之間的期望時間。優(yōu)選地，所述第二時間閾值小于所述第一時間閾值。優(yōu)選地，所述第二時間閾值介于所述第一時間閾值的80%和95%之間。
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優(yōu)選地，所述事件是與所述電機的角位置變化對應(yīng)的一系列事件。優(yōu)選地，如果在所述第二時間閾值之前未發(fā)生所述事件，則增大供應(yīng)給所述電機 的驅(qū)動功率。優(yōu)選地，如果在所述第一時間閾值之前未發(fā)生所述事件，則增大供應(yīng)給所述電機 的驅(qū)動功率。優(yōu)選地，如果在所述第一閾值之前發(fā)生所述事件，則對所述電機制動，直到過去所 述第一時間閾值。優(yōu)選地，如果在所述第二閾值之前發(fā)生所述事件，則減少供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。優(yōu)選地，所述電機適于驅(qū)動水平軸洗衣機。優(yōu)選地，所述事件是來自一個或多個位置感測裝置的信號，靠近所述電機轉(zhuǎn)子設(shè) 置所述位置感測裝置以感測所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述事件是電子換向式電機驅(qū)動器中的圖案變化(patternchange)。優(yōu)選地，典型的電機運行速度大約為lOOOrpm。優(yōu)選地，顯著低于所述正常運行速度的所述速度小于20rpm。本發(fā)明還可以寬泛地包含在本申請說明書中單個或集中提到或指出的部分、元件 和特征、以及任何兩個或更多部分、元件或特征的任何或所有組合，并且在本文中提到在本 發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有已知等價物的具體整體結(jié)構(gòu)時，認(rèn)為這種已知等價物被并入本 文，如同單獨闡述一般。對于本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，很多結(jié)構(gòu)變化和本發(fā)明很多不同實施例和 應(yīng)用將不言自明，而不會脫離所附權(quán)利要求中界定的本發(fā)明的范圍。這里的公開和描述純 粹是例示性的，并不意在在任何情況下加以限制。本發(fā)明由前述內(nèi)容構(gòu)成，還想到了下文給出范例的構(gòu)造。


現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1示出了水平軸洗衣機的最大負(fù)載。圖2示出了用于白色陶瓷行業(yè)中的范例電機。圖3示出了圖2的電機控制器的工作流程圖。圖4是預(yù)期的霍耳圖案表格。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的低速電機運行的流程圖。圖6示出了范例操作序列的時間線。
具體實施例方式圖1示出了水平軸洗衣機的最大負(fù)載。洗衣機具有洗鼓10，洗鼓10繞水平軸11 旋轉(zhuǎn)。鼓閘門12位于洗鼓的外周中以覆蓋進出孔30。鼓閘門12在外部洗鼓表面上滑動以 覆蓋和顯露進出孔30。進出孔30與洗衣機頂面中的門13對準(zhǔn)，以提供開口，允許用戶對洗 鼓10加載和卸載。電機2輔助洗鼓10的轉(zhuǎn)動。電機2耦合到鼓10的端壁?；蛘撸姍C2可以靠近鼓設(shè)置并通過適當(dāng)?shù)尿?qū)動機構(gòu)耦合到鼓上。電機2具有外部轉(zhuǎn)子20，外部轉(zhuǎn)子繞著中心靜止定子組件21旋轉(zhuǎn)。中心定子21 支撐多個繞組23，對多個繞組有選擇地施加激勵或換向。磁體22布置于轉(zhuǎn)子20的周邊， 以對被施加激勵的繞組做出反應(yīng)，并且使轉(zhuǎn)子20轉(zhuǎn)動。電機被設(shè)計成通常在典型使用周期 中，例如洗衣機旋轉(zhuǎn)周期中，以高達lOOOrpm或更高的速度工作。優(yōu)選靠近轉(zhuǎn)子布置旋轉(zhuǎn)感測裝置。旋轉(zhuǎn)感測裝置通過發(fā)射與轉(zhuǎn)子20的運動相關(guān) 的信號跟蹤轉(zhuǎn)子20的轉(zhuǎn)動。感測裝置可以感測轉(zhuǎn)子的相對或絕對運動。此外，可以使用超 過一個位置感測裝置來實現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)動信號分辨率。兩種最常用的用于感測轉(zhuǎn)子位置的裝置是電磁或光學(xué)傳感器。適當(dāng)?shù)碾姶艂鞲衅骺梢允腔魻栃?yīng)傳感器。通過霍爾效應(yīng)傳感器附近的外部轉(zhuǎn)子 電機磁體會在這種傳感器中產(chǎn)生電流?？拷姍C2中磁體布置的霍爾效應(yīng)傳感器可用于探 測電機2的轉(zhuǎn)動?；魻栃?yīng)傳感器中變化的電流表明電機中的磁體正相對于傳感器運動。 然后可以解釋變化的傳感器信號以確定電機位置。適當(dāng)?shù)墓鈧鞲衅鞑贾冒鎸D(zhuǎn)子20的光源。轉(zhuǎn)子20周期性地向光敏裝置反射 光，所述光敏裝置產(chǎn)生電流或改變電流的流動。轉(zhuǎn)子上適當(dāng)?shù)牧涟祱D案能夠提供精確的位 置反饋。使用反EMF來跟蹤多相電機的位置。在通過引用并入的美國專利5，821，708中詳 細描述了反EMP位置感測的使用?？梢栽谵D(zhuǎn)子以5到20rpm范圍的非常低速度旋轉(zhuǎn)的同時 使用反EMP來探測轉(zhuǎn)子位置。不過，電子設(shè)備必須要比以更高速度驅(qū)動電機時使用的那些 敏感得多。此外，在接近零的速度下，反EMP電平降低到接近零。出于這些原因，在反EMP 是一種選擇時，前面描述的位置感測設(shè)備提供了一種在非常低和接近零的速度下跟蹤位置 的更好方案。圖2示出了外部轉(zhuǎn)子電機2，其磁體22繞著轉(zhuǎn)子20沿周向設(shè)置。轉(zhuǎn)子20繞著中 心定子21轉(zhuǎn)動。定子21支撐多個繞組23，對多個繞組有選擇地施加激勵以驅(qū)動轉(zhuǎn)子?？拷D(zhuǎn)子20上的磁體22設(shè)置一個或多個轉(zhuǎn)動感測裝置4。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)動感測裝置 4包括多個霍爾效應(yīng)傳感器。每個霍爾效應(yīng)傳感器輸出與電機2旋轉(zhuǎn)時通過傳感器4的磁 體22對應(yīng)的信號。在優(yōu)選實施例中，三個霍爾效應(yīng)傳感器沿周向偏移，如果轉(zhuǎn)子20以恒定 速度旋轉(zhuǎn)，在來自每個傳感器4的信號之間產(chǎn)生預(yù)定義的時間延遲?；魻栃?yīng)傳感器在磁體通過時提供交替變化的高低信號。通過應(yīng)用閾值，將來自 每個霍爾效應(yīng)傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換成雙電平信號。例如，在來自霍爾傳感器的信號電平 輸出高于閾值電平時輸出“高”信號。類似地，在來自霍爾傳感器的信號電平輸出低于閾值 電平時輸出“低”信號。典型地，閾值電平為零伏，或盡可能靠近零?？梢允褂帽容^器、邏輯 門或二極管電路以電子方式應(yīng)用閾值。圖4示出了來自三個霍爾效應(yīng)器件的圖案輸出表格。三個霍爾效應(yīng)傳感器A、B、 C產(chǎn)生三比特圖案，或六個個體圖案0-5。每個圖案對應(yīng)于轉(zhuǎn)子相對于定子的特定電角度。 每個電角度或圖案具有與驅(qū)動或制動轉(zhuǎn)子相關(guān)聯(lián)的特定換向圖案。在美國專利5，821，708 中進一步詳細描述了使用圖案來控制電子換向式電機。轉(zhuǎn)子的電角度是相對于任何特定組的繞組和磁體而言的。在例如具有56個極性 交替的磁體和三個繞組的三相電機中，電機的一次物理回轉(zhuǎn)將涉及到28個電周期或168個霍爾效應(yīng)圖案變化。例如，可以通過利用PWM信號調(diào)制換向信號來控制供應(yīng)到電機的電功率并從而控 制電機功率。也可以由電機控制器供應(yīng)PWM信號。圖3示出了可以用于本發(fā)明至少一個實施例的范例電機控制器的功能塊圖。電機 2包括位置傳感器4，位置傳感器4在線59上輸出由轉(zhuǎn)子20轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的信號。優(yōu)選地，位 置傳感器4是靠近轉(zhuǎn)子磁體22設(shè)置的三個霍爾事件傳感器?；魻柺录盘栍奢敵鰣D案塊50接收。輸出圖案塊50向霍爾事件信號應(yīng)用閾值， 以產(chǎn)生表示位置信號圖案的3比特數(shù)字。然后容易地將數(shù)字化輸出圖案引導(dǎo)到其他數(shù)字邏 輯電路，例如電機換向控制器3。在鏈路61上將來自塊50的輸出圖案信號供應(yīng)給驅(qū)動圖案塊52并沿鏈路60供應(yīng) 給程序循環(huán)塊57。驅(qū)動圖案塊52輸出換向信號以根據(jù)從塊50接收的圖案指明的轉(zhuǎn)子位置 驅(qū)動電機。在美國專利5，821，708中進一步詳細描述了 3比特圖案位置信號和換向圖案。鏈路可以是物理的線、微處理器中的內(nèi)部連接、印刷電路板上的跡線或其他適當(dāng) 的連接裝置或材料?；蛘撸梢詫㈦姍C控制器塊的功能包括在可編程控制器的固件中。在 這里，鏈路代表程序流。典型的白色陶瓷器具已經(jīng)包含了適當(dāng)?shù)奈⑻幚砥?，能夠?qū)ξ⑻幚砥骶幊桃园ㄜ?件算法和電機控制器塊的功能。因此如果需要的話可以將這種功能追溯加入適當(dāng)現(xiàn)有器具 中。此外，可以將程序流應(yīng)用到任何適當(dāng)?shù)囊呀?jīng)有能力加速和制動電子換向式電機的電機 控制器。將圖3的所有功能塊集成到單個微處理器中將提供有效方案。不過，可以從微處 理器中排除各種功能塊，或者通過其他形式的硬件或軟件來實施各種功能塊。例如，可以由 獨立的電機驅(qū)動電路來執(zhí)行電機控制功能。再次參考圖3，程序循環(huán)塊57存儲表示霍爾事件信號周期之間期望時間(T)的第 一閾值變量。例如，如果每次電機旋轉(zhuǎn)有168次圖案變化且電機正在以lOrpm旋轉(zhuǎn)，期望的 時間T將是圖案變化之間大約35ms?；蛘?，時間T可以是若干先前圖案變化間隔的平均時 間?；蛘撸瑫r間T可以是通過外插先前圖案變化間隔預(yù)測的時間。期望時間T是輸入到主循環(huán)中的可變輸入58，由程序循環(huán)塊57處理該可變輸入。 時間T通常從期望的電機轉(zhuǎn)速參數(shù)導(dǎo)出，可以是恒定時間，或者它可以根據(jù)電機中的轉(zhuǎn)速 波動而變化。電機控制器還存儲表示期望時間T的一小部分的第二閾值變量Z。針對電機的特 定應(yīng)用或電機的運行速度或兩者調(diào)節(jié)變量Z。發(fā)明人證實，介于時間T的80%和95%的值 適于大約5rpm到20rpm的低速電機驅(qū)動。不過，Z可以是時間T的任何適當(dāng)?shù)牟糠?。變?Z控制將為電機正性施加激勵以實現(xiàn)低速驅(qū)動模式的典型時間的比例。Z的值可以在電機 運行期間是恒定的，或可以根據(jù)先前或當(dāng)前操作電機的參數(shù)修改它。程序循環(huán)塊57輸出各種電機控制數(shù)據(jù)。這包括制動數(shù)據(jù)55和PWM數(shù)據(jù)56。在電 機控制器3需要制動電機時，從程序循環(huán)塊輸出制動數(shù)據(jù)。制動數(shù)據(jù)55由制動超馳(override)塊53接收。制動超馳塊53攔截從驅(qū)動圖案 塊52輸出的換向數(shù)據(jù)。在制動數(shù)據(jù)55指出希望制動時，塊53利用制動換向控制數(shù)據(jù)替換 驅(qū)動換向數(shù)據(jù)。
PWM塊54從驅(qū)動圖案塊52接收驅(qū)動換向數(shù)據(jù)，或從制動超馳塊53接收制動換向 信號。PWM塊還接收從程序循環(huán)塊57輸出的PWM控制數(shù)據(jù)56。PWM塊54由諸如功率晶體管或類似裝置的電機驅(qū)動器功率電子器件構(gòu)成。PWM塊 54接收換向數(shù)據(jù)。換向數(shù)據(jù)通常由從數(shù)字電子裝置輸出的低電平信號構(gòu)成。PWM塊54放 大它們以變成適于驅(qū)動電機的信號。將PWM數(shù)據(jù)供應(yīng)給P麗塊54。PWM數(shù)據(jù)與期望的電驅(qū)動電流大小或電機加速或減 速的期望速率對應(yīng)。因此可以由程序循環(huán)塊57控制驅(qū)動或制動換向的大小。圖5示出了本發(fā)明的電機控制算法的實施例。將算法作為一系列步驟和基于各種 電機運行特性的決定而提供。算法有幾個操作參數(shù)。這些參數(shù)是當(dāng)前圖案參數(shù)、表示從發(fā)生上次圖案變化開始 的時間t的計時器值、表示下次圖案變化的期望時間的時間T、表示期望時間T的一小部分 的百分比變量Z以及一對布爾參數(shù)初始值1和初始值2。應(yīng)當(dāng)以比圖案信號變化頻率高的速度循環(huán)該算法，以確保最精確的電機控制。不 過，如果抑制電機噪音和高水平準(zhǔn)確性不是設(shè)計考慮的話，可以在更低速度下運行算法。算法開始于控制步驟100。在第一次開始算法時，重置計時器并將布爾參數(shù)初始值 1和初始值2設(shè)置為真。設(shè)計算法以在三種主要情形下操作電機。這三種情形是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過快、過慢或 大致在期望的速度時。如果圖案變化發(fā)生得比時間Z更早，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動得太快。如果圖案變化發(fā)生得晚于 期望時間T，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動得過慢。在轉(zhuǎn)子以大致期望的速度轉(zhuǎn)動時，圖案變化發(fā)生于時間Z和 時間T之間。參考圖5，現(xiàn)在將描述在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過慢時本發(fā)明的電機控制技術(shù)的實施例。在步驟101，將來自輸出圖案塊50的圖案與存儲的圖案比較。存儲的圖案表示相 對于定子的當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置。如果讀取的圖案與存儲的圖案匹配，程序前進到塊102。在塊 102，檢查布爾初始值1。如果布爾初始值1為真，程序前進到塊103。根據(jù)可能已經(jīng)變化的其他程序參數(shù)或可能已經(jīng)發(fā)生的事件，使用布爾初始值1令 算法分支。在塊103將當(dāng)前計時器值t與時間在比較。在t < Z時，算法結(jié)束。算法將持續(xù) 不斷循環(huán)，直到結(jié)束塊109，除非圖案將變化或直到計時器到達或變得大于時間Z。在到達結(jié)束塊109或程序中的任何其他結(jié)束塊時，程序在塊100處重新開始。在已經(jīng)過去時間Z時，程序?qū)膲K103前進到塊104。一開始，如果圖案保持不變， 計時器值t將介于時間Z和期望時間T之間。因此，程序?qū)膲K104前進到塊110。布爾初始值2為假，因此在步驟111為PWM塊54提供信號56以遞增電機功率。增 加的電機功率使電機加速。在步驟112將布爾初始值2設(shè)置為真，程序在塊100重新開始。因此，在圖案變化未發(fā)生在過去的時間Z之內(nèi)時，通過遞增驅(qū)動功率使電機加速。如果圖案保持不變，程序?qū)⒗^續(xù)循環(huán)直到塊110，在此將布爾初始值2識別為被設(shè) 置為假。然后程序?qū)⒃趬K126結(jié)束并在塊100處重新開始。如果圖案保持不變，計時器值t將變得大于期望時間T。程序?qū)⒀h(huán)到塊104，在此將計時器識別為大于期望時間T。程序接下來將前進到塊105，在此進一步遞增由PWM塊 54供應(yīng)給電機的動率。發(fā)明人證實，通過大幅度增大驅(qū)動功率直到發(fā)生圖案變化，可以最好地避免電機 停頓。因此，功率的第二次遞增可以顯著大于第一次遞增，以避免可能的電機停頓。程序接下來將前進到塊106，在此將布爾初始值1設(shè)置為假。然后程序在塊107結(jié) 束并在塊100重新開始。程序?qū)⒀h(huán)到結(jié)束塊108，因為已經(jīng)將布爾初始值1設(shè)置為假。這一循環(huán)將繼續(xù)進 行，直到發(fā)生圖案變化并被塊101識別出為止。因此，持續(xù)不斷地為電機供應(yīng)顯著增加的驅(qū)動功率，直到發(fā)生圖案變化。當(dāng)在塊101探測到圖案變化之后，程序然后前進到塊114。塊101將計時器值t與 期望的時間τ進行比較。在計時器t大于期望時間T時，程序前進到塊121。在塊121將圖案變量設(shè)置為新變化的圖案。然后程序在塊122重置計時器值t，并 在塊123將制動布爾值設(shè)置為假(如果未已經(jīng)這樣做的話)。通過將制動布爾值設(shè)置為假，使開始于算法中別處的任何制動換向周期無效并開 始驅(qū)動換向。在接下來的塊124將布爾初始值1和初始值2都設(shè)置為真，程序在塊125結(jié)束?，F(xiàn)在將描述在轉(zhuǎn)子大致以期望的速度旋轉(zhuǎn)時圖5所示的本發(fā)明的電機控制技術(shù)。程序在塊100開始或重新開始。程序持續(xù)不斷地循環(huán)通過程序到達結(jié)束塊109，直 到在塊101處圖案變化或計時器值t大于時間Z。在塊103將當(dāng)前計時器值t與時間Z比較。在過去的時間大于時間Z時，程序?qū)?前進到塊104。在計時器值t介于時間Z和期望時間T之間時，程序?qū)⑶斑M到塊110。在第一次進 入塊110時，布爾初始值2為真。接下來，在塊111遞增電機驅(qū)動功率，并在塊112將布爾 初始值2設(shè)置為假。然后程序在塊113結(jié)束并重新開始。程序接下來將循環(huán)到結(jié)束塊126，直到圖案變化或計時器值t變得大于期望時間T 為止。如果在計時器值t介于時間Z和時間T之間時發(fā)生圖案變化，程序從塊114前進 到塊115。布爾初始值1為真，程序前進到塊116，在此將其設(shè)置為假。在時間Z和時間T之間發(fā)生圖案變化表明轉(zhuǎn)子正在以大致期望的速度旋轉(zhuǎn)。在塊107將當(dāng)前計時器值t與時間Z比較。如果時間值t大于時間Z，程序前進到 塊119，在此開始制動換向。然后程序在塊120結(jié)束并在塊100重新開始。程序?qū)⒗^續(xù)循環(huán)到塊120，直到發(fā)生圖案變化或計時器值t變得大于期望的時間 T為止。當(dāng)在塊114處計時器值t大于期望時間T時，程序?qū)⑶斑M到塊121、122、123、124、 125。計時器將被重置，圖案變量被設(shè)置成輸出圖案塊50所提供的當(dāng)前圖案。制動換向也 將被去激勵，布爾初始值1和初始值2被設(shè)置為真。因此，電機被固定在這樣的電機周期中在其大致以期望的速度旋轉(zhuǎn)時，該周期使 電機先加速后減速?，F(xiàn)在將描述在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過快時圖5所示的本發(fā)明的電機控制技術(shù)。電機控制技術(shù)開始于控制步驟100。程序持續(xù)不斷地循環(huán)通過程序到達結(jié)束塊109，直到在塊101處圖案變化或計時器值t變得大于時間Z。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過快，圖案變化將發(fā)生得早于預(yù)期。程序從探測到圖案變化的塊101前進到塊114。在塊114，將時間值t與期望時間 T進行比較。計時器值t小于期望時間T，因此程序前進到塊115。在塊115，布爾初始值1為真，程序前進到塊116，在此將初始值1設(shè)置為假。在塊 117將計時器值t與時間Z比較。在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過快時，在時間Z過去之前發(fā)生圖案變化。接 下來在塊118遞減供應(yīng)到電機的換向功率。如果轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度使得圖案變化在時間Z之前 發(fā)生，僅使功率遞減一次。在塊119開始制動換向序列。程序接下來在塊120結(jié)束并在塊100重新開始。程 序然后將繼續(xù)循環(huán)到塊120，直到計時器值t變得大于期望時間T為止。繼續(xù)向電機施加制 動，直到計時器值t大于期望時間T為止。因此，減少供應(yīng)給電機的功率并施加制動，直到過去期望的時間T。在計時器值t變得大于期望時間T時，程序?qū)膲K114前進到塊121。在塊121將圖案變量設(shè)置為新變化的圖案。然后程序在塊122重置計時器值t，并 在塊123將制動布爾設(shè)置為假。在接下來的塊124將布爾初始值1和初始值2都設(shè)置為真，程序在塊125結(jié)束。已經(jīng)描述了體現(xiàn)本發(fā)明的范例算法。該算法最適于由微處理器實施，不過，也可以 由適于相應(yīng)處理算法步驟的分立電子裝置來實施算法中的每個步驟或塊?？梢砸庾R到，在電機整流未基于圖案變化的情況下，可以利用與電機的角旋轉(zhuǎn)或 角位置變化對應(yīng)的任何其他事件同等地替換程序算法中的圖案變化。圖6是范例電機操作序列的時間線，示出了圖案變化161的發(fā)生、驅(qū)動換向功率 162以及何時施加制動163，全部根據(jù)本發(fā)明的低速電機驅(qū)動技術(shù)。時間周期Tl表示電機給定轉(zhuǎn)速的期望時間周期164。圖案變化早于預(yù)期發(fā)生。向 電機施加制動換向序列，直到過去時間周期Tl。還對供應(yīng)給電機162的驅(qū)動功率進行遞減。時間周期T2表示從前一時間周期Tl 164過去之后開始的期望時間周期165。在 過去時間周期Z時，對供應(yīng)給電機的驅(qū)動功率進行遞增。圖案變化173發(fā)生于時間周期Z 171和T 172之間。從發(fā)生圖案變化173的時間到過去時間周期T2 165，向電機施加制動 換向序列。在前一期望時間T2 165過去時，時間周期T3 166開始。在過去時間周期Z 174 時，增加驅(qū)動換向功率，在過去時間周期T 175時再次增加驅(qū)動換向功率。時間周期T4 167從發(fā)生較晚的圖案變化176開始。時間周期T4表示下一圖案變 化的期望時間周期。在過去時間周期Z 177時，增大驅(qū)動整流功率。在期望時間周期T 178 發(fā)生圖案變化。因此不向電機施加制動換向序列。在過去前一期望時間T4 167時，開始時間周期T5 168。在時間周期Z180之前發(fā) 生下一圖案變化179。從時間周期Z直到過去時間周期T 181，向電機施加制動換向序列。 從早期發(fā)生圖案變化179直到過去時間周期T168還對供應(yīng)到電機的驅(qū)動換向功率進行遞 減。從過去前一期望時間T5 168開始，開始時間周期T6 169。在時間周期Z 183之前 發(fā)生下一圖案變化182。從到達圖案變化182直到過去時間周期169，向電機施加制動換向序列。從早期發(fā)生圖案變化182直到過去時間周期T6 169，還對供應(yīng)到電機的驅(qū)動換向功 率進行遞減。
權(quán)利要求
一種操作電機的方法，所述方法包括感測與所述電機的角位置對應(yīng)的事件，其中如果所述事件發(fā)生于第一時間閾值和第二時間閾值之間，則所述方法包括減慢所述電機，并且如果所述事件在所述第一時間閾值之前尚未發(fā)生，則所述方法包括增大供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電機是工作于從典型運行速度顯著降低的 速度的電子換向式電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一時間閾值是事件之間的期 望時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的方法，其中，所述第二時間閾值小于所述第一時 間閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的方法，其中，所述第二時間閾值介于所述第一時 間閾值的80%禾口 95%之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項所述的方法，其中，所述事件是與所述電機的角位置變 化對應(yīng)的一系列事件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的方法，其中，如果在所述第二時間閾值之前未發(fā) 生所述事件，則增大供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項所述的方法，其中，如果在所述第一時間閾值之前未發(fā) 生所述事件，則增大供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項所述的方法，其中，如果在所述第一閾值之前發(fā)生所述 事件，則制動所述電機，直到過去所述第一時間閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項所述的方法，其中，如果在所述第二閾值之前發(fā)生所 述事件，則減少供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項所述的方法，其中，所述電機適于驅(qū)動水平軸洗衣機。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一項所述的方法，其中，所述事件是來自一個或多個位置 感測裝置的信號，靠近所述電機轉(zhuǎn)子設(shè)置所述位置感測裝置以感測所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中任一項所述的方法，其中，所述事件是電子換向式電機驅(qū)動 器中的圖案變化。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到13中任一項所述的方法，其中，典型的電機運行速度大約為 lOOOrpm。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到14中任一項所述的方法，其中，顯著低于所述正常運行速度的所 述速度小于20rpm。
16.一種適于操作電機的電機控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括適于感測與所述電機的角位置對應(yīng)的事件的傳感器，其中如果所述事件發(fā)生于第一時間閾值和第二時間閾值之間，則所述方法包括減慢所述電 機，并且如果所述事件在所述第一時間閾值之前尚未發(fā)生，則所述方法包括增大供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述電機是工作于從典型運行速度顯著降低 的速度的電子換向式電機。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述第一時間閾值是事件之間 的期望時間。
19.根據(jù)權(quán)利要求16到18中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述第二時間閾值小于所述第 一時間閾值。
20.根據(jù)權(quán)利要求16到19中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述第二時間閾值介于所述第 一時間閾值的80%和95%之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求16到20中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述事件是與所述電機的角位 置變化對應(yīng)的一系列事件。
22.根據(jù)權(quán)利要求16到21中任一項所述的系統(tǒng)，其中，如果在所述第二時間閾值之前 未發(fā)生所述事件，則增大供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。
23.根據(jù)權(quán)利要求16到22中任一項所述的系統(tǒng)，其中，如果在所述第一時間閾值之前 未發(fā)生所述事件，則增大供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。
24.根據(jù)權(quán)利要求16到23中任一項所述的系統(tǒng)，其中，如果在所述第一閾值之前發(fā)生 所述事件，則制動所述電機，直到過去所述第一時間閾值。
25.根據(jù)權(quán)利要求16到24中任一項所述的系統(tǒng)，其中，如果在所述第二閾值之前發(fā)生 所述事件，則減少供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。
26.根據(jù)權(quán)利要求16到25中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述電機適于驅(qū)動水平軸洗衣機。
27.根據(jù)權(quán)利要求16到26中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述事件是來自一個或多個位 置感測裝置的信號，靠近所述電機轉(zhuǎn)子設(shè)置所述位置感測裝置以感測所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。
28.根據(jù)權(quán)利要求16到27中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述事件是電子換向式電機驅(qū) 動器中的圖案變化。
29.根據(jù)權(quán)利要求16到28中任一項所述的系統(tǒng)，其中，典型的電機運行速度大約為 lOOOrpm。
30.根據(jù)權(quán)利要求16到29中任一項所述的系統(tǒng)，其中，顯著低于所述正常運行速度的 所述速度小于20rpm。
全文摘要
提供了一種以低速操作電機的方法。該方法包括感測與電機角位置對應(yīng)的事件。如果所述事件發(fā)生于第一時間閾值和第二時間閾值之間，該方法包括減慢所述電機。如果所述事件在所述第一時間閾值之前尚未發(fā)生，該方法包括增大供應(yīng)給所述電機的驅(qū)動功率。
文檔編號H02P1/22GK101889388SQ200880119822
公開日2010年11月17日 申請日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者D·C·羅茲 申請人:菲舍爾和佩克爾應(yīng)用有限公司