专利名称：单相开关式磁阻电机驱动装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种电器领域电机的驱动装置及方法，特别是涉及一种设置有启动传感器和运转传感器驱动电机，使其能高速、高效率运转的单相开关式磁阻电机驱动装置及方法。
背景技术：
开关式磁阻电机是现有电机中的一种，属于同开关控制装置结合在一起特殊形状的电机。
开关式磁阻电机的定子和转子均为凸极形结构，分别具有不同个数的磁极。尤其，只在定子部分绕有线圈，而转子部分没有绕线圈，所以认为开关式磁阻电机最大的特点是结构简单。
因上所述的开关式磁阻电机具有结构简单的特点，给制作生产带来很大好处，而且同直流电机一样，启动特性好，转矩大，不需要进行定期更换电刷之类的维修。并且同用逆变器驱动的感应电动机进行比较时，其驱动装置的结构简单，在单位容量的转矩，效率及转换器的标称值等很多方面具有优良的特性。在可变速范围内要求超低速运转方面，显示出非常优良的特性，被广泛推广使用。
图1是现有单相开关式磁阻电机驱动装置的方框图。
参照图1，单相开关式磁阻电机驱动装置是由以下部分构成；由施加交流电压的交流电源101；滤成直流电压的滤波电路102；输入滤波电路102供给的电压和微型计算机106施加的控制信号，用以驱动电机104的电机驱动部分103；以及检测电机104的位置和速度，并将信号输入给微型计算机106的孔传感器105。
下面描述现有单相开关式磁阻电机驱动装置的工作原理。
首先，滤波电路102将电源101输入的交流电压进行滤波，将滤波后的电压供给电机驱动部分103，电机驱动部分驱动电机104，孔传感器105检测电机104的转动速度和相位并产生信号，孔传感器将产生的信号送入微型计算机106，微型计算机再控制电机驱动部分103，电机驱动部分调节输出供给电机104的电压。
图2是现有单相开关式磁阻电机的结构视图。图3是现有单相开关式磁阻电机的相位变化电感曲线图。
下面参照图2和图3对电机驱动部分向电机供给电压情况的详细说明。
图2给出单相双6磁极单相开关式磁阻电机的结构，它由定子201、转子202、电机线圈203、位置检测用磁体204和停车磁体205所构成。
若在如上所述构成的开关式磁阻电机中测试电感，则如图3所示，当定子201的凸极部和转子202的凸极部增对齐(对齐Align)时，其电感显示最大，而当定子201的凸极部和转子202的凸极部完全错开(错开Misa1ign)时，其电感显示最小。
而且，当单相开关式磁阻电机为双6磁极结构时，每隔30度轮番出现电感最大点和最小点。
在如上所述的开关式磁阻电机中，为要驱动电机，孔传感器(未示出)检测转子202的位置，在当转子202的位置(a)移动到定子201的(b)或(b’)位置时，也就是在电感开始增加的时刻，产生信号送到微型计算机，则在微型计算机中产生控制信号，去控制电机驱动部分，以此供给电压，在电机线圈203中流过电流。
但是，尽管电压增加了，由于特性上的原因，电流增加的速度比电压增加的速度要慢，所以在要求高速转动的产品中就成了问题。
为解决上述问题，将在电机的线圈中激励电流的时刻，同电机的转动速度相对应，提前到定子和转子相错开的相位之前。换句话说，随着电机的转动速度，提前一个相位激励电流。
但是，即使是在如上所示的情况下，也要在微型计算机中计算转动速度和应该超前的相位，以此去控制电机驱动部分，所以就存在系统可能变得不稳定，而且要使用高价的微型计算机的缺点。
由此可见，上述现有的单相开关式磁阻电机驱动装置仍存在有诸多的缺陷，而丞待加以改进。
有鉴于上述现有的单相开关式磁阻电机驱动装置存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年，具有丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的单相开关式磁阻电机驱动装置，能够改进传统现有常规单相开关式磁阻电机驱动装置的成型结构，使其更具有竞争性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有的单相开关式磁阻电机驱动装置存在的缺陷，而提一种新型结构的单相开关式磁阻电机驱动装置及方法，使其在电机与微型计算机之间设置多个传感器，微型计算机对传感器产生的信号，采用不同的选择方法，控制电机的工作电压，致使电机能高速、高效稳定的工作。
本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种新型单相开关式磁阻电机驱动装置，使其控制装置具有结构简单，且低成本的优良功效，而更加具有实用性，并能大大提高经济效益，从而在总体上具有增进的功效，且具有产业上的利用价值。
本发明解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的单相开关式磁阻电机驱动装置，它包括供电的交流电源、整流电路、驱动电机的电机驱动部分、接收检测电机转动速度和相位信号的微型计算机及电机，其特征在于在电机与微型计算机之间设置有用来检测电机转动速度和相位的多个传感器，传感器将检测到的电机转动速度和相位信号送入微型计算机，经微型计算机选择传感器送入的不同信号，再输出控制信号给电机驱动部分，由电机驱动部分进行调节输出的电压送入电机。
前述的单相开关式磁阻电机驱动装置，其中所述传感器是用以检测相互不同的相位。
前述的多个传感器包括启动传感器和运转传感器。
前述的微型计算机随着电机的转动速度，在两个传感器中选择一个输入信号。
前述的在两个传感器中，同先被微型计算机选中的传感器所检测到的相位相比，后被选中的传感器所检测到的相位要超前。
本发明解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。依据本发明提出的单相开关式磁阻电机驱动方法，其特征在于(a).通过一个以上的传感器来检测电机的转动速度和转子的位置，产生信号。
(b).选择传感器之中的一个，按着所选择的传感器中所产生的信号，产生控制信号，去控制供给电机的电压。
(c).连续地检测电机的转动速度，将电机的转动速度同驱动装置的基准速度进行比较。
(d).对连续地检测电机的转动速度，将电机的转动速度同驱动装置的基准速度进行比较的结果，若电机的转动速度比驱动装置所定的基准速度要快时，则要选择另一个传感器，按着这个传感器中所产生的信号去产生控制信号，以此控制供给电机的电压。
前述的传感器是检测相互不同的相位。
前述的对连续地检测电机的转动速度，将电机的转动速度同驱动装置的基准速度进行比较的结果，若所检测的电机的转动速度比驱动装置所定的基准速度要慢时，以从一开始选择的传感器中继续输入信号。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明在电机与微型计算机之间分别设置启动传感器和运转传感器来检测电机的转动速度和相位，并产生传送信号送入微型计算机去控制电机驱动部分，由此调节电机的工作电压。使电机可以高速、高效稳定的运转，并且还可用低价的微型计算机控制操作。该产品结构简单，成本底，可靠实用。
综上所述，本发明单相开关式磁阻电机驱动装置及方法，其在技术发展空间有限的领域中，不论在结构上或功能上皆有较大的改进，且在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅为本发明技术方案特征部份的概述，为使专业技术人员能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1是现有单相开关式磁阻电机驱动装置的方框图。
图2是现有单相开关式磁阻电机的结构图。
图3是现有单相开关式磁阻电机的相位变化的电感曲线图。
图4是本发明单相开关式磁阻电机驱动装置的方框图。
图5是单相开关式磁阻电机的相位变化的电感曲线及本发明启的动传感器和运转传感器所产生的信号图。
图6是本发明单相开关式磁阻电机的断面及永久磁铁部分的断面图。
具体实施例方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
101.交流电源 102.整流电路 103.电机驱动部分104.电机 105.孔传感器 106.微型计算机201.定子 202.转子 203.电机线圈204.位置检测用磁铁 205.停车磁体 401.交流电源402.整流电路 403.电机驱动部分 404.电机405.启动传感器 406.运转传感器 407.微型计算机604.位置检测用磁铁 605.停车磁体 606.启动传感器607.运转传感器请参阅图4所示，本发明单相开关式磁阻电机驱动装置是由下列部分构成交流电源401；整流电路402；接整流电路402输出电压和由微型计算机407输入的控制信号，以此驱动电机404的电机驱动部分403；检测电机404的转动速度和相位，并向微型计算机407输出信号的启动传感器405和运转传感器406。
下面参照图4，详细说明如上所述构成的本发明的单相开关式磁阻电机驱动装置的具体结构。
首先，由交流电源401输入交流电压，经整流电路402整流滤波成直流电压，将整流滤波后的直流电压供给电机驱动部分403，而电机驱动部分403将按着微型计算机407的控制信号，向电机404供给电压。
随后，启动传感器405和运转传感器406检测电机404的转动速度和相位，并产生信号。
这时，上述启动传感器405和运转传感器406检测出电机转子的相互不同的相位。换句话说，运转传感器406检测到转子的相位比启动传感器405检测到转子的相位超前。
如上面所述，将在启动传感器405和运转传感器406中产生的信号，输入到微型计算机407中，当刚开始启动电机时，在微型计算机407中选择启动传感器405上所产生的信号，以产生用来控制电机驱动部分403的控制信号。
还有，若电机的速度超过驱动装置中所定的基准速度，则选择并输入在运转传感器406中所产生的信号，以此用来输出控制电机驱动部分403的控制信号。
参照图5，当开关式磁阻电机的转子的凸极部和定子的凸极部完全错开(Misaling)时电感最小，在电感开始增加的时刻，电机驱动部分将电压供给开关式磁阻电机，使电流在电机线圈中流过。
在本发明的开关式磁阻电机驱动装置中所采用的启动传感器，是检测电感开始增加的相位来产生信号，运转传感器则检测比上述启动传感器所检测的相位超前的相位。
如上所述，启动传感器和运转传感器是，在检测电机的转动速度和相位后，产生信号并送到微型计算机中去，但在微型计算机中，却依据电机的转动速度，在所输入的两个传感器产生的信号中选择一个并加以输入，再向电机驱动部分输出控制信号。
微型计算机在启动传感器或运转传感器上产生的信号之中进行选择为基准，举例说明，当开关式磁阻电机每分钟的转数为1000rpm～2000rpm时，选择输入启动传感器上产生的信号，而在其以上时，则选择输入运转传感器上产生的信号。
请参照图6开关式磁阻电机的断面图和永久磁铁部分的断面图，它给出位置检测用磁铁604、停车磁体605、启动传感器606及运转传感器607的结构和位置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种单相开关式磁阻电机驱动装置，它包括供电的交流电源、整流电路、驱动电机的电机驱动部分、接收检测电机转动速度和相位信号的微型计算机及电机，其特征在于在电机与微型计算机之间设置有用来检测电机转动速度和相位的多个传感器，传感器将检测到的电机转动速度和相位信号送入微型计算机，经微型计算机选择传感器送入的不同信号，再输出控制信号给电机驱动部分，由电机驱动部分进行调节输出的电压送入电机。
2.根据权利要求1所述的单相开关式磁阻电机驱动装置，其特征在于所述传感器是用以检测相互不同的相位。
3.根据权利要求1所述的单相开关式磁阻电机驱动装置，其特征在于所述多个传感器包括启动传感器和运转传感器。
4.根据权利要求3所述的单相开关式磁阻电机驱动装置，其特征在于所述的微型计算机随着电机的转动速度，在两个传感器中选择一个输入信号。
5.根据权利要求4所述的单相开关式磁阻电机驱动装置，其特征在于所述的在两个传感器中，同先被微型计算机选中的传感器所检测到的相位相比，后被选中的传感器所检测到的相位要超前。
6.一种单相开关式磁阻电机驱动的方法，其特征在于(a).通过一个以上的传感器来检测电机的转动速度和转子的位置，产生信号；(b).选择传感器之中的一个，按着所选择的传感器中所产生的信号，产生控制信号，去控制供给电机的电压；(c).连续地检测电机的转动速度，将电机的转动速度同驱动装置的基准速度进行比较；(d).对连续地检测电机的转动速度，将电机的转动速度同驱动装置的基准速度进行比较的结果，若电机的转动速度比驱动装置所定的基准速度要快时，则要选择另一个传感器，按着这个传感器中所产生的信号去产生控制信号，以此控制供给电机的电压。
7.根据权利要求6所述的单相开关式磁阻电机驱动的方法，其特征在于所述的传感器是检测相互不同的相位。
8.根据权利要求7所述的单相开关式磁阻电机驱动的方法，其特征在于所述的对连续地检测电机的转动速度，将电机的转动速度同驱动装置的基准速度进行比较的结果，若所检测的电机的转动速度比驱动装置所定的基准速度要慢时，以从一开始选择的传感器中继续输入信号。
全文摘要
本发明涉及一种单相开关式磁阻电机驱动装置及方法，它由交流电源、整流电路、驱动电机的电机驱动部分、接收检测电机转动速度和相位信号的微型计算机、传感器及电机组成。其特征在于在电机与微型计算机之间设置有用来检测电机转动速度和相位的一个以上的传感器，传感器将检测到的电机转动速度和相位信号送入微型计算机，经微型计算机选择传感器送入的不同信号，再输出控制信号给电机驱动部分，由电机驱动部分进行调节输出的电压送入电机。通过启动传感器和运转传感器检测电机的转动速度和转子的位置产生信号，由微型计算机选择传感器产生的不同信号，控制电机驱动部分供给电机的工作电压。使本发明能高速、高效率稳定工作，其结构简单，成本低，可靠实用。
文档编号H02P6/08GK1412933SQ0113633
公开日2003年4月23日 申请日期2001年10月10日 优先权日2001年10月10日
发明者林俊荣 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司