专利名称：永磁单相同步电动机启动方法及实现该方法的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明在其总体方面涉及用于启动单相永磁同步电动机的方法，以及能够与电动机关联以实现所述启动方法的电子设备。特别而言，该方法涉及在以极需降低成本和体积为特征的应用中使用的单向同步电动机的启动。例如，该方法涉及在诸如洗衣机和洗碗机等的家用电器中使用的电动机的启动。
背景技术：
·如已知的那样，同步电动机在得益于高能量效率和出色的运行速度稳定性的同时，也具有与其启动困难相关的实质性缺点。实际上，在启动步骤中，必须使转子从零速度达到其频率与机器电源耦合的情形。实际操作中，为了实现所述频率耦合，采用了机械和/或电子技术规定，这必然牵涉相当大的生产和安装成本。一方面在进行机械适应时并当被广泛应用时，导致效率和噪音的问题，另一方面电子系统通常具有更高的成本而依赖性却更大。特别地，包括逆变器和断路器的电子电路(其会使得容易改变电网电压的波幅及频率，在启动步骤中改变它们)是极难于负担的，并且对由于成本低的原由而被优先用在电气设备中的低功率单相同步电动机的控制也不适合。因此，采用基于低成本电路的启动方法，采用诸如开关来转换交流电，其中该交流电以旨在启动转子初始转动的同一符号下的启动脉冲斜坡来为电动机相供电。然而在这种类型的解决方案中，须知道转子的初始位置以确定启动脉冲应具有哪个符号。实际上，单相同步永磁电动机的转子可占据两个不同的静止位置，在典型的2极机器情况中该两个静止位置被分开半圈；在第一位置中，转子以负电流脉冲激励，在相反的位置中以正电流脉冲激励。转子的起始位置可以依靠位置传感器确定，例如依靠读取由转子磁铁局部限定的磁场的霍尔效应(Hall effect)传感器来确定。然而这种解决方案需要使用额外的组件并且相对昂贵。在专利EP0945973中描述了不需要位置传感器的更经济的解决方案。该专利提出，在上述启动脉冲斜坡之前加上简短的具有相反符号的对准脉冲序列，以旨在使转子进入预定启动位置。事实上，在转子位于与预定启动位置不同的静止位置的情况下，脉冲将使其转动；在相反情况中，脉冲将不具有任何作用。因此，随后的启动斜坡基于该预定位置来确定启动。为了使EP0945973所描述的方法正确工作，必须以高精度确定脉冲的数目和幅度，以使得脉冲产生期望的转子旋转(在典型的2极机器情况中为180° )。在实际应用中，具有各种不确定性干预因素，例如无法预料的负载变化或者电网电压的波动，这形成与计划参数的也相当大的偏差。由此，出现对准脉冲无法完成其目的的偏离情况这是由于脉冲强度不够高而无法将转子推到预定位置，或者相反，由于其强度太高而使转子越过预定位置而返回至初始位置。这两种环境都意味着电动机启动失败。因此，形成本发明基础的技术问题是发明一种启动方法和实现该方法的相应的电子设备，其使得以低生产和安装成本实现永磁单相同步电动机的启动，同时消除EP0945973提出的方法中所观察到的启动失败的问题。
发明内容
以上提到的技术问题通过用于启动单相同步电动机的方法来解决，该单相同步电动机包括永磁转子和定子，该定子设有通过开关连接至电网的绕组。该方法包括以下步骤第一启动尝试，其中，使用仅在电网电压的第一极性的半周期期间产生的一个或
多个第一启动脉冲来对绕组馈送电流；第一控制步骤，其中，检测是否在所述第一启动尝试过程中已经获得启动条件；如果该第一控制步骤没有检测到在该第一启动尝试期限内已经获得启动条件，则在第二启动尝试中，使用仅在电网电压的与第一极性相反的第二极性的半周期期间产生的一个或多个第二启动脉冲来对绕组馈送电流；以上描述的控制逻辑还能够采用低成本组件以无传感器模式执行，实现单相同步电动机简单而高效的启动。事实上，两个相继的启动尝试确保了转子在所述可能静止位置中的任一个中被启动，而不需要具有位置传感器来检测转子发现其自身所处的位置。此外，不存在转子对准的关键步骤，这避免了由于对准脉冲的不正确校准而引起的失败启动。在第一控制步骤的过程中检测其获得情况的启动条件，可有利地由反电动势信号超过控制阀值来表示。反电动势信号可无需传感器帮助而轻易地得到，例如，作为在馈送至绕组的电流为零的时期内开关两端电压与电网电压之间的差得到。零电流条件可通过确保开关两端的电压与零相差足够大或者通过分流电阻来评估。注意到，由于启动尝试被预设为克服齿槽转矩的回拉，所以反电动势阈值以这样的方式选定其在随后的过渡阶段中在转子的旋转角度内(使用此后描述的特定控制逻辑)建立同步运行，该转子的旋转角度与定子的两个连续极间轴之间夹着的角度相同。对于具有两个极的单相电动机这一特定情况，因此在转子旋转第一个180°内开始该控制逻辑。尤其是，可有利地确立当反电动势超过在运行速度下反电动势峰值的10%至20 %之间的阀值时，实施控制逻辑。在以上提到的方法中，第一启动脉冲优选为多个，并且在这种情况中第一控制步骤可包括在每个启动脉冲之后检测是否已经达到启动条件。在该方式中，脉冲的序列可被迅速打断，转换至更适合于相继的过渡阶段中转子的运动状态的控制模式。第一启动脉冲和第二启动脉冲可为强度逐渐增加(例如通过相位控制而调制)的多个脉冲以限定在转子的第一启动阶段中与齿槽转矩相逆的斜坡。优选的，该方法包括等待步骤，其将第一启动尝试和第二启动尝试分开，所述等待步骤具有足够的长度以确保转子的稳定。事实上，即使第一启动尝试所作用于的转子以使其不能由所采用脉冲的极性来启动的方式定向，这些脉冲也还是会引起在静止位置附件的震荡，这些震荡最好在下次启动尝试之前逐渐消失。此外，第一启动脉冲在数量和强度上必须以这样的方式构造如果转子发现其自身处于第一静止位置则该第一启动脉冲克服齿槽转矩而启动转子，而如果转子发现其自身处于第二静止位置则不改变转子位置。该方法可有利地包括第二控制步骤，在该第二控制步骤中，在第二启动尝试过程 中检测启动条件的可能获得。因而在第一或第二控制步骤检测到启动条件时，采用电动机的控制逻辑直到获得同步状态的步骤被激活。该控制逻辑可采用用于接通的两个条件，旨在确保绕组中流通的电流的符号与电动机产生的反电动势的符号大体上(即，在大部分时间中)相同。此后，我们简要解释为何这样的符号确保了电动机的良好启动。由绕组中的电流瞬间产生的驱动转矩Cm由乘积Cm = -i⑴· Φ · sin ( Θ (t))给出。其中Φ为由绕组中的磁铁感应的流量的峰值，并且Θ是转子的角位移。另一方面，反电动势为fcem = -Φ ωηι · sin( Θ (t))因此Cm · ωω = fcem · i (t)为了获得与转动速度ωπ —致的转矩值CM，即，为了在启动期间确保驱动转矩而非制动转矩，因此，必须如上所述使绕组中流通的电流的符号与反电动势的符号相同。在检测到的反电动势信号具有与电网电压信号相同的符号时检验用于接通开关的第一条件，而在所述反电动势信号具有与其一阶导数值相同的符号时检验第二条件。此外，假定上述控制逻辑仅控制用于接通开关的条件，为了实现该控制逻辑，使用的开关可为简单的TRIAC开关，在电流过零的时刻，该开关中断电连接。另一方面，更精密的控制逻辑(其包括当电流与反电动势之间符号相异时用于断开开关的条件)需要使得能够中断电流的开关，以及用于吸收在定子绕组的电感中消散的能量的合适电路。这样的逻辑还需要同样地在电流于绕组中循环流过时通过复杂电路的实现而获取电流信号以及估计反电动势。然而，事实上，根据本发明的控制逻辑的第二条件防止了定子电流不同于反电动势的情况，以使开关的断开条件成为多余，并且实质简化了控制架构及其实现。对所述第一条件的检验可容易地通过对矩形反电动势信号和对电网同步信号实施XNOR逻辑操作而实现。第二条件还可容易地通过对矩形反电动势信号和对矩形的反电动势一阶导数信号实施XNOR逻辑操作来检验。作为变型，第一和第二条件可通过在电网同步信号与第二矩形信号之间实施XNOR逻辑操作而同时检验，其中，该第二矩形信号来自反电动势信号与其适当成比例调整的一阶导数信号之和。由于反电动势一阶导数领先反电动势，所以这两个信号的矩形的和也领先仅矩形反电动势的矩形信号；所述领先随着一阶导数具有的比例因数而增加；阈值矩形值也使得可以延迟上升边缘并使下降沿提前；利用仅仅两个参数，因而可以根据情况的需要(惯性矩，液压机械负载，损坏风险等)设置允许接通条件的范围。可将开关的接通相对于控制逻辑的第一条件的发生而提前，并且开关可以比反电动势改变符号以具有与电网电压相同的符号的时刻稍微提前接通。考虑到转矩与转子方位角的正弦的关联以及电流信号相对于由定子绕组代表的欧姆-感应电路中的电压信号的延迟，这种解决方案是可行的。方位角始终是相反的，制动转矩可忽略。然而，提前接通确实给电路提供了更多时间以允许电流增长，从而在方位角的正弦变为同样宽时采用所述电流。为了避免第二条件在由于齿槽转矩或电动机负荷而造成局部减慢的情况下抑制开关的接通，可以将前述第二条件放宽，以使得即使当(尽管反电动势信号已采用不同于其一阶导数值的符号)与反电动势一阶导数的符号的上一次变更一致的反电动势信号峰值具有低于阈值的模数时，也允许接通开关。控制逻辑的第二种条件在转子极靠近定子极时(反电动势的符号改变前的情形)希望抑制开关的接通。但是，前述局部减慢可能引起信号的负一阶导数，但未必发生所述临界条件。然而，这种境况可从以下情况识别出在出现自身减慢之前，反电动势峰值的绝对值具有低值(在额定速度下通常小于反电动势峰值的20% )。这就是如果所述值未达到特定阈值则控制逻辑能有利地提供TRIAC开关的接通(与之前的指示相违背)的原因。前述技术问题还通过用于启动同步电动机的电子设备来解决，该同步电动机包括处理单元、用于对由所述处理单元控制的所述同步电动机进行馈电的开关，所述控制单元接收电网电压信号和开关两端的电压信号，所述电子设备用于实现上述方法。如前所述，开关可为TRIAC型开关。从优选实施例的以下描述中将容易理解本发明其它特征和优势，该描述是参考附图给出，用于说明目的而非限制目的。
图I示意性示出使用根据本发明的启动逻辑来控制的同步电动机；图2示意性示出根据本发明的应用于图I所示同步电动机的电子设备；图3示出了描述根据本发明的启动方法的各种步骤的框图；图4示出在根据本发明的启动方法的第一步骤期间与图I的同步电动机有关的若干参数的时间分布图；
图5示出在根据本发明的启动方法的第一步骤期间与图I的同步电动机有关的若干参数的时间分布图；图6示出在根据本发明的启动方法的第二步骤期间与图I的同步电动机有关的若干参数的时间分布图7对比了在根据本发明的启动方法的两个可替选实施方式的第二步骤期间产生的驱动转矩的时间分布图；图8对比了在根据本发明的启动方法的两个可替选实施方式的第二步骤期间与图I的同步电动机有关的若干参数的时间分布图；图9示出在根据本发明的启动逻辑中使用的若干信号的时间分布图。
具体实施例方式参照附图I，参考数字I表示永磁单相同步电动机，包括定子10和能够相对其转动的圆柱形转子15。 定子10限定了包围转子15的磁路，该转子15可旋转地布置在定子自身的第一极扩展部12a和第二极扩展部12b之间。定子具有由电子设备20馈电的两个绕组11。转子15包括永久磁铁，其被布置为在该元件的外周边上限定两个沿直径对置的磁极。我们使用术语“转子轴AR”来定义在如此定义的两极之间的理想分隔平面上的转子直径。根据定子10的极轴AP而布置的极扩展部12a、12b以形态不对称为特征，使得静止时的转子15被布置为转子轴AR相对于定子10的极间轴Al倾斜不对称角度Θ R。这种不对称已知能保证同步电动机的单向启动。在本示例中，转子轴AR相对于极间轴沿逆时针方向倾斜6° ,这有助于转子沿相同方向启动。电子设备20 (其优选采用控制面板的形式)具有静态开关21，在这个特定情况下为TRIAC开关，其被布置用于调整由交流电网22提供的对定子绕组11的供电。TRIAC开关21被连接至处理单元30的PWM输出33，处理单元30优选采用微处理器的形式。所述处理单元30实现下述用于启动同步电动机I的方法。处理单元30具有接收电网电压信号23的第一输入31，以及另一方面，接收开关上的电压信号24的第二输入32。通过处理这样的信号，在电流为零的时刻，处理单元30能够进行对同步电动机I所产生的反电动势的间接测量，获得作为电网电压信号23与开关上的电压信号24之间的差。控制单元30在评估开关上的电压信号24(尤其是确保该信号离零值足够远)的同时检测所述零电流状态。根据零电流时期中的反电动势测量，处理单元30可估计所述电动势的时间分布图。因此产生了矩形反电动势信号26(其在反电动势为正时具有单一值，否则为零)和矩形的反电动势一阶导数信号27 (其在反电动势的函数具有正导数时为单一值，否则为零)。电子设备20还具有用以与电源电网同步的部分35，该部分35获得电网同步信号25 (即在电网电压具有正值时为单一值而在电网电压具有负值时为零的信号)，并将该信号发送给处理单元30。在图9中与反电动势的时间分布图相对照地示意性示出了电网同步信号25、矩形反电动势信号26和矩形的反电动势梯度信号27的时间分布图。电子设备20还具有处理器30的馈电部分36，也被布置用于为所述单元提供电压
基准信号。在静止状态下，转子15被布置成两极分别面向第一极扩展部12a和第二极扩展部12b。因此，给出了两种可能的静止位置，在第一位置中，转子15的北极面向定子10的第二极扩展部12b，而在第二位置中，转子15的北极反而面向第一极扩展部12a。用于启动同步电动机I的本方法的第一步骤包括下述方式的第一启动尝试100。电子设备20控制TRIAC开关21，从而向绕组11馈送仅在电网22的电压信号的确定的半周期(在本文描述的特定实施例中为正的)期间产生的电流脉冲序列，其在这里被称为第一启动脉冲50。在应用中，TRIAC开关必定仅当电网同步信号23具有正值时被接通。生成的第一启动脉冲50优选具有增强的强度，因此定义了正的启动斜坡。该强度借由相位控制来调整，即改变TRIAC开关21的起始角度。如果转子15发现其自身在上述的第一静止位置，则第一启动脉冲50引起所述转子的转动，理想是转动不超过高达180°角。 首先，特别是在第一个(90+0R)°的运动(在这里讨论的实施例中为96° )中，转子15被欲将其带回启动位置的齿槽力制动。这样，根据以下已知公式，在启动脉冲50期间增加的反电动势在每个脉冲结束处回到零
其中，φ是由绕组11中的磁铁感应的瞬间流，φ是该瞬间流的峰值，Oni是转子的旋转速度，且Θ是转子的角位移。齿槽力在转子角度为(45+θ R) °时达到其最大值，其中θκ是转子在静止(具有零电流)时具有的角度，然而仅由于电流作用引起的扭矩随正弦曲线分布图增加至高达90°，所以超过特定角度，电流脉冲使得克服齿槽力向后的拖拽，并且反电动势实质增加至超过控制阈值，表示性地等于正常运行中其最大值的10-20%。因此，在一个启动脉冲50和下一个启动脉冲之间，电子设备20在第一控制步骤200中监视反电动势信号的分布图；并且如果当所述信号超过控制阈值时，电子设备20中断脉冲序列并转到此后描述的电动机控制逻辑500。在图4的图表中示出上述的第一情况，其中转子15发现其自身在第一静止位置并且导致其在第一启动尝试100的过程中转动，该图表代表电流i、电网电压T和转子旋转角度Θ的分布图。然而，如果转子15发现其自身在上述的第二静止位置，则第一启动脉冲50对其具有相对可忽略的影响，激起其在该静止位置附近适度的震荡。应该注意，事实上，第一启动脉冲50的数量和强度被限定为使得它们不激起过量震荡，使得决不会出现从第二静止位置转换到第一静止位置。在该方式中，如果转子15发现其自身在第二静止位置，其在第一启动尝试100的过程中不以任何实质方式运动，反电动势保持为零，并且，在形成斜坡的预定数量第一启动脉冲50终止时，控制阈值未被突破并且电子设备20未激活控制逻辑500。在这种情况下，本方法包括使得转子15在第二静止位置附近的震荡逐渐消失的等待步骤。当然，等待时间取决于各种因素，首先是转子15的摩擦力和惯性矩。对于小型永磁同步电动机可能的时间段在任何情况下都是大约700ms。在等待步骤结束时，所述方法包括以与第一启动尝试相同的方式执行的第二启动尝试300，但是其采用第二启动脉冲60的序列，这次该序列是在电网电压信号22的负半周期期间产生的。这样产生的负启动斜坡显示出与上述关于正斜坡所述相同的特性，但是单个明显的例外为信号极性。为了简洁，不会广泛描述负斜坡的特性，其中暗指对正斜坡的描述也可以加以必要变更而适用于负斜坡。同样在该种情况中，与参照正斜坡所描述的完全相同，在一个启动脉冲60和下一个启动脉冲之间，电子设备20监视反电动势信号(第二控制步骤400)的分布图，以检测控制阈值的超过，其中该控制阈值决定通往控制逻辑500。假定位于第一静止位置的转子15在第一启动尝试100期间已启动，则应该假设转 子15发现其自身在第二静止位置并且假设在第二启动尝试300期间反电动势超过了控制阈值。在图5的图表中示出上述第二种情况，其中，转子15发现其自身在第二静止状态下，并使其在第二启动尝试300期间转动，该图表描述了电流i、电网电压T和转子旋转角度Θ的分布图。但是，如果在形成负斜坡的预定数量第二启动脉冲60终止时，反电动势的控制阈值还没有达到，则所述方法可包括以第一启动尝试100开始重启或最终停止电动机，但这可能在一系列负面测试和/或关于可能损坏或故障的诊断步骤之后。但是，如果电子设备200检测出电动势的控制阈值已被超过，则所述方法提出应用控制逻辑500，其确定朝电动机I的正常运行过渡。在该最后启动步骤中，电子设备20控制TRIAC开关21,允许其仅在以下两种条件均发生时被接通a)估计的反电动势信号必须具有与电网电压相同的符号(第一条件)；b)估计的反电动势信号必须远离零(第二条件)。第一条件是由电子设备20通过对电网同步信号25和矩形反电动势信号26执行的XNOR操作而实现的。第二条件同样是通过在矩形反电动势信号26和矩形的反电动势一阶导数信号27之间的XNOR操作而实现的。当两个运算符号具有相同的值(即，如果一阶导数的符号与函数的符号相同)时，XNOR操作给出正的结果；限定该函数的解析条件远离零。图6示出在应用所述控制逻辑500的步骤过程期间反电动势e、电网电压T、转子旋转角度Θ以及定子电流i的时间分布图。仅当绕组11中的电流转移确定沿转子15的旋转方向的驱动转矩时，前述接通逻辑才趋向于保持TRIAC开关21导通，如从以下公式化考虑中变得更加清楚的那样。定子电流产生的驱动转矩由乘积Cm =-i(t) · Φ · sin(9 (t))给出，而反电动势为fcem = -Φ ωω · sin( Θ ⑴)因此，Cm· ωηι = fcem · i (t)。为了使得到的驱动转矩值Cm与ω m的相同，在绕组中流动的电流因此必须也具有与反电动势的符号相同的符号。
基于这种考虑，电动机的有利控制逻辑可在反电动势和电网电压具有相同符号(接通逻辑的第一条件被实际实现)时使得馈电开关接通，并在反电动势和电流具有不同符号时使得馈电开关断开。如果使用的开关允许几乎瞬间断开电流，则这种控制逻辑就产生了朝向转子15旋转方向的驱动转矩，即，从不制动。但是，另一方面，这种控制逻辑(我们称之为接通/断开逻辑以将其与实际实现的仅接通逻辑进行区分)不能由根据此处所述实施例的电子设备20复制。实际上，电子设备20并未提供用于检测断开条件所须的电流信号的输入，并且还使用不能充分地实现这种断开的TRIAC开关21。仅接通逻辑实际上用第二接通条件来代替对断开的控制。通过这种方式，假设在变量处于改变符号的过程中并且会很快与开关的接通所产生的电流脉冲相异的这种情况下，TRIAC开关21在反电动势的周期分布图已经超过其峰值的情况下不被接通。换句话说，第二条件先天避免了可能根据接通/断开逻辑而导致断开的情形。因此，得益于第二条件，仅接通逻辑避免了在同步电动机I的转子15上产生制动转矩。应该注意的是，可通过在与电网电压不同的反电动势处于符号改变过程中时使开关21提前接通来改变仅接通逻辑的第一条件。这种情况下，当反电动势信号(其即使与电网电压的符号不同)接近零值并且具有比预定阈值低的绝对值时，第一条件允许开关21接 通。如果所允许的提前行为并非过度，则即便考虑到电流相对于电网电压仍具有延迟，该第一条件也不会显著影响反电动势和电流之间的符号匹配。通过这种方式，电流峰值更早到来，有助于启动。图8对照了在应用具有或不具有提前启动的控制逻辑期间反电动势e、定子电流i以及转矩C的时间分布图。与提前启动有关的值由下标I标识，而涉及非提前启动的值具有下标2。还应该注意，仅接通逻辑的第二条件还可禁止开关21的接通，此外伴随着减慢与反电动势的绝对峰值不对应的转子15(例如由于齿槽转矩或转子上的负载而减慢)。在这种情况下，假设所产生的电流脉冲会在转子15上产生驱动转矩，该第二条件证明是过于限制性。虽然有不期望的禁止，但第二条件实质改善了电动机的启动性能。关于这点，请参考图7，该图7将仅采用接通逻辑的第一条件而产生的转矩Ca和采用该逻辑的第一和第二条件而产生的转矩Cab进行了比较。在控制逻辑500的应用期间，依靠对电压和电流之间的相位差的测量，监视是否达到同步状态700 (第三控制步骤600)。如果该相位差在一些连续的时间段内保持为近乎恒量，则认为已达到同步条件700，并且完成了电动机的启动。当然，本领域技术人员能对上述方法和洗衣机提出多种改变和变型，以满足临时和特定的要求，其全部由如所附权利要求定义的本发明的保护范围所覆盖。
权利要求
1.一种启动单相同步电动机的方法，所述单相同步电动机包括永磁转子和设有绕组的定子，所述绕组通过开关与电网相连；所述方法包括以下步骤 第一启动尝试，其中，使用仅在电网电压的第一极性的半周期期间产生的一个或多个第一启动脉冲来对所述绕组馈送电流； 第一控制步骤，其中，检测是否在所述第一启动尝试过程中已经获得启动条件； 如果所述第一控制步骤没有检测到在所述第一启动尝试期限内已经获得启动条件，则在第二启动尝试中，使用仅在所述电网电压的与所述第一极性相反的第二极性的半周期期间产生的一个或多个第二启动脉冲来对所述绕组馈送电流。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，在所述第一控制步骤期间检验其获得情况的所述启动条件是反电动势信号超过控制阈值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述反电动势信号作为在馈送至绕组的电流为零期间在开关两端电压与所述电网电压之间的差而获得。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一启动脉冲为多个，所述第一控制步骤在每个启动脉冲之后提供对可能获得所述启动条件的检测。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一启动脉冲和所述第二启动脉冲为强度逐渐增加的多个脉冲。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一启动脉冲和所述第二启动脉冲的强度通过相位控制来调制。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，包括等待步骤，所述等待步骤将所述第一启动尝试和所述第二启动尝试分开，所述等待步骤具有足够长度以确保所述转子的稳定。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一启动脉冲在数量和强度上以使得如果所述转子发现其自身在第一静止位置则所述第一启动脉冲克服齿槽转矩而启动转子的方式、并且以如果所述转子发现其自身在第二静止位置则所述第一脉冲不改变所述转子位置的方式配置。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述开关为TRIAC开关。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，还包括第二控制步骤，其中检测在所述第二启动尝试期间是否已经获得所述启动条件；并且包括在所述第一控制步骤或所述第二控制步骤期间检测到启动条件时应用所述电动机的控制逻辑的步骤，直到激活的同步状态。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述控制逻辑提供用于接通开关的第一条件和第二条件，所述第一和第二条件的目的在于在所述控制逻辑的应用期间，确保绕组中流通的电流与所述电动机产生的所述反电动势大体上具有相同的符号；当检测到的反电动势信号具有与电网电压信号相同的符号时检验所述第一条件；当所述反电动势信号具有与其一阶导数值相同的符号时检验所述第二条件。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过对矩形的反电动势信号和电网同步信号采用XNOR逻辑操作而检验所述第一条件。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，通过对矩形的反电动势信号和对矩形的所述反电动势的一阶导数信号采用XNOR逻辑操作而检验所述第二条件。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，通过对电网同步信号和对第二矩形信号采用XNOR逻辑操作而同时检验所述第一和第二条件，所述第二矩形信号来自所述反电动势信号与其经适当比例调整的一阶导数信号之和。
15.一种启动同步电动机的电子设备，包括处理单元、用于对受控于所述处理单元的所述同步电动机进行馈电的开关，所述处理单元接收电网电压信号和开关两端的电压信号，所述电子设备用于实现根据前述权利要求之一所述的方法。
全文摘要
可简单且高效实现的启动永磁单相同步电动机的方法，所述电动机包括永磁转子和设有通过开关与电网相连的绕组的定子；所述方法包括以下步骤第一启动尝试(100)，其中，使用仅在电网电压的第一极性的半周期期间产生的一个或多个第一启动脉冲来对绕组馈送电流；第一控制步骤(200)，其中，检测是否在第一启动尝试(100)过程中已经获得启动条件；如果所述第一控制步骤(200)没有检测到在第一启动尝试(100)期限内已经获得启动条件，则在第二启动尝试(300)中，使用仅在所述电网电压的与所述第一极性相反的第二极性的半周期期间产生的一个或多个第二启动脉冲来对绕组馈送电流。
文档编号H02P6/20GK102904510SQ20121025848
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者埃利奥·马里奥尼 申请人:阿思科尔控股责任有限公司