基于传感器速度检测和非传感器速度检测的组合来驱动旋转装置的制造方法
【专利说明】基于传感器速度检测和非传感器速度检测的组合来驱动旋转装置
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本公开要求于2013年10月I日提交的美国专利申请号14/043,405的优先权，该专利申请要求于2012年10月4日提交的美国临时专利申请号61/709，732的优先权，它们以引用的方式合并于本文。
技术领域
[0003]本公开的实施例涉及旋转装置，并且尤其涉及基于旋转装置的速度检测来驱动旋转装置。
【背景技术】
[0004]除非在本文中另有陈述，在本节中描述的方法对于本公开的权利要求来说并不是现有技术，并且也不由于其包含在本部分中就被视为现有技术。
[0005]传感器，例如为霍尔效应传感器，被经常用于电机来检测电机的位置(例如，检测电机的转子和/或磁极的位置)和/或电机的速度。这种位置和/或速度的检测被例如用于驱动电机(例如，控制电机的速度、执行电机的软起动等)。例如，三相电动机可能需要三个或更多的传感器来相对精确地检测电机的位置和/或速度。
[0006]通常，相对大量的霍尔效应传感器增加了检测电机位置和/或速度的准确性。然而，例如，如果一个或多个霍尔效应传感器失效，可能无法相对精确地检测电机的位置和速度。此外，霍尔效应传感器数量多也会随之使得生产成本增加。同时，包括在电机中的每个霍尔效应传感器可以具有关联的集成电路(IC)，由此进一步增加了组合很多霍尔效应传感器的成本。另外，随着更多的霍尔效应传感器被配备在电机中，用来容纳霍尔效应传感器，伴随的IC和接线所需的空间也增加了，从而增大了系统的复杂性。例如，可能难以对与霍尔效应传感器和伴随的IC关联的接线进行布线，并且可能需要多层印刷电路板(PCB)以用于对导线布线并容纳1C。
【发明内容】
[0007]在多个实施例中，本发明提供了一种方法，其包括基于传感器和在旋转装置中产生的反电磁力来检测所述旋转装置的速度；并且基于(i)使用所述传感器检测到的所述速度或(ii)使用所述反电磁力检测到的所述速度，来驱动所述旋转装置。检测所述旋转装置的速度进一步包括在所述旋转装置的起动期间，基于所述传感器检测所述旋转装置的速度；在所述旋转装置的所述起动之后，并且当所述旋转装置的速度高于阈值速度时，检测在所述旋转装置中产生的反电磁力，并且基于所述检测到在所述旋转装置中产生的反电磁力来检测所述旋转装置的速度。检测所述旋转装置的速度进一步包括:当所述旋转装置的速度低于阈值速度时，基于所述传感器检测所述旋转装置的速度；并且当所述旋转装置的速度高于阈值速度时，检测在所述旋转装置中产生的反电磁力，并且基于所述检测到在所述旋转装置中产生的反电磁力来检测所述旋转装置的速度。在一个实施例中，该方法进一步包括在所述旋转装置的速度低于所述阈值速度时，抑制用所述反电磁力检测所述旋转装置的速度。在所述旋转装置的速度高于所述阈值速度时检测所述旋转装置的速度进一步包括当所述旋转装置的速度高于所述阈值速度时，使用(i)所述检测到的反电磁力和(ii)所述传感器，来检测所述旋转装置的速度。驱动所述旋转装置进一步包括:基于使用所述传感器检测到的所述速度，通过调节在所述旋转装置的起动期间施加到所述旋转装置的电压，执行所述旋转装置的软起动。驱动所述旋转装置进一步包括:当所述旋转装置的速度高于阈值速度时，基于使用所述反电磁力检测到的所述速度，驱动所述旋转装置。在一个实施例中，所述方法进一步包括:在所述旋转装置的速度低于所述阈值速度时，使用所述传感器监视所述旋转装置的位置，其中监视所述旋转装置的位置包括监视所述旋转装置的磁极或转子中的至少一个的位置；在所述旋转装置的速度高于所述阀值速度时，使用所述检测到的反电磁力来监视所述旋转装置的位置，其中驱动所述旋转装置进一步包括:基于(i)使用所述传感器检测到的所述位置或(ii)使用所述反电磁力检测到的所述位置，来驱动所述旋转装置。所述反电磁力基于所述旋转装置的转动而在所述旋转装置的绕组中产生。在一个实施例中，所述方法进一步包括:检测所述旋转装置中产生的反电磁力的缺失；并且基于检测到所述旋转装置中产生的反电磁力的缺失，检测在所述旋转装置中的转子锁定事件。所述传感器包括一个或多个霍尔效应传感器。
[0008]在多个实施例中，本发明提供了一种系统，其包括:旋转装置；传感器，其被配置用于检测所述旋转装置的速度；以及反电磁力(BEMF)模块，其被配置用于检测所述旋转装置中产生的反电磁力，并且使用所述检测到的反电磁力检测所述旋转装置的速度，其中基于使用(i)所述传感器的输出或(ii)使用所述反电磁力检测到的所述速度，驱动所述旋转
目.ο
【附图说明】
[0009]在下面的详细说明中，将结合附图进行说明，并且附图形成说明书的一部分，其中贯穿本文，相同的附图标记指示相同的部件，并且其中以实施例的方式示出，图示了本公开的原则。应该理解可能使用其他的实施例，并且可以做出结构上和逻辑上的变动，而不脱离本发明的范围。所以，下列详细说明不是出于限制意义，而且根据本发明的实施例的范围由所附权利要求和他们的等效物限定。
[0010]图1示意性地图示了一种用于检测电机的位置和/或速度，并且驱动该电机的系统。
[0011]图2图示了用于检测旋转装置的位置和/或速度以及驱动所述旋转装置的例示方法。
【具体实施方式】
[0012]图1示意性地图示了一种用于检测电机104的位置(例如，检测电机104的转子和/或磁极的位置)和/或电机104的速度，并且驱动电机104的系统100。电机104可以被用于任何适当的目的，例如用于旋转叶片、旋转盘传动装置的盘驱动、旋转任何适当的旋转部件和/或其他。
[0013]在一个实施例中，系统100包括电机软起动模块116，被配置用于起动电机104 (例如，以执行电机104的软起动)，速度控制模块120，被配置用于调节电机104的速度，以及电源模块124，被配置用于为系统100的一个或多个部件供电(例如，为电机104的旋转供电)。提供给电机104的功率例如是单相交流电流(AC)、两相AC、三相AC、直流电流(DC)或其他之中的一个。在一个实施例中，电机软起动模块116和速度控制模块120例如可以被集成到单个模块中，所述模块被配置用于(i)执行电机104的软起动和(ii)在电机104的软起动之后调节电机104的速度。
[0014]在一个实施例中，系统100包括传感器108。传感器108的输出，例如可用于当电机104正在旋转的时候检测电机104的位置(例如，电机104的磁极和/或转子的位置)。附加地或可替换地，传感器108的输出可用于检测电机104的速度。这样，传感器108用作位置传感器、速度传感器或位置传感器和速度传感器的组合。虽然在图1中仅示出了一个传感器108，但是在一个实施例中，传感器108代表一个或多个传感器。
[0015]如本领域技术人员所熟知的，霍尔效应传感器是一种换能器，其具有响应于穿过霍尔效应传感器的磁场的变化而变化的输出。在一个实施例中，传感器108包括靠近电机104的转子的转动路径的周围设置的霍尔效应传感器。当电机104旋转的时候，该电机的磁极周期性经过霍尔效应传感器附近，其中经过霍尔效应传感器附近的磁极的频率基于电机104的速度。当电机104旋转的时候，每次电机104的磁极经过霍尔效应传感器的附近，则霍尔效应传感器的输出电压发生变化(例如，由于穿过霍尔效应传感器的磁场因为经过磁极而变化)。霍尔效应传感器的输出电压的这种变化指示霍尔效应传感器附近有电机104的磁极经过。与霍尔效应传感器关联的电路(图1中未示出)检测霍尔效应传感器输出电压的这种变化，从而检测电机104的磁极的当前位置。还可以基于霍尔效应传感器的输出来确定电机104的速度。例如，检测到的电机104的磁极位置被用来确