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_2

文档序号:8548332阅读:来源:国知局
定电机10的速度。
[0016]在一个实施例中,系统100包括多于一个的传感器108。例如,传感器108包括单个霍尔效应传感器、两个霍尔效应传感器、三个霍尔效应传感器等等。在另一个实施例中,传感器108包括任何其他类型的传感器(例如,除了霍尔效应传感器之外的)来检测电机104的位置和/或速度。
[0017]反电动势(BEMF,也被称作逆电动势)为电压,或者电动势,其针对感应出BEMF的电流而动作。BEMF由变化的电磁场引起。BEMF是楞次电磁定律的效应。BEMF为例如在电机中产生的电压,在电机中存在电机的电枢和外部磁场之间的相对运动。在使用旋转电枢的电机中,随着电枢的旋转,电枢中的导体切割磁场线。变化的磁场强度在电机的线圈中产生电压(例如、基于法拉第感应定律)。该电压对抗电机中的初始外加电压,并且由此,该电压也被称作反电动势或逆电动势。
[0018]系统100进一步包括BEMF模块112。BEMF检测模块被配置用于检测当电机104旋转时产生的BEMF。基于检测到的BEMF,BEMF检测模块112检测电机104的位置和/或速度。基于BEMF检测电机的位置和/或速度的一个实例在共同未决的美国专利申请号_,
于_提交(代理案号为MP4921)中揭露,其以引用的方式并入本文。
[0019]这样,BEMF检测模块112没有包括配备在电机104中的传感器。相反地,BEMF检测模块112通过测量在电机104的接线中感应的电压来检测电机104的速度和/或位置。相应地,BEMF检测模块112执行电机104的速度和/或位置的无传感器检测(即,执行检测而不使用传感器)。
[0020]在电机104已经获得充分的速度时(例如,当电机104超过阀值速度旋转时),BEMF可以由BEMF检测模块进行检测。然而,当电机104以低速旋转(例如,在电机104的起动期间)或当电机104不旋转时,BEMF检测模块112不能检测到足够的BEMF,由此,不能检测到电机104的速度。
[0021 ] 在电机104的软起动期间,在电机逐渐起动时,电机软起动模块116调节施加到电机104的电压,并且电机104的速度逐渐地从零增加到预定速度。电机104的软起动,例如,确保了电机104起动期间的低噪声、减小电机104上的机械应力、并且减小附接到电机104的电源电缆的电动力应力,借此延长了系统100的寿命。在一个例子中,电机软起动模块116包括固态器件以在电机104的软起动期间控制施加到电机104的电压和电流。在一个实施例中,为了便于电机104的软起动,电机软起动模块116要求关于电机104的速度和/或位置的反馈信息。
[0022]在电机104的软起动之后(即,在电机运行在足够高速时),速度控制模块120调节施加到电机104的电压,以调节电机104的速度。例如,在电机104以电机104的额定速度(例如,预定速度)或其左右的速度操作时,控制模块120调节施加到电机104的电压。在一个实施例中,为了便于速度控制,速度控制模块120也要求关于电机104的速度和/或位置的反馈信息。
[0023]如以前论述,当电机104以低速旋转(例如,在电机104的起动期间)或当电机104不旋转时,BEMF检测模块112无法检测到足够的BEMF,并且由此,无法检测到电机104的位置和/或速度。相应地,当电机104以低于阀值速度的旋转(或者处于静止状态(stand-still)时,传感器108被用来检测电机104的速度和/或位置。一旦电机104已经达到至少为阀值速度时,BEMF检测模块112被用来检测电机104的速度和/或位置。在一个实施例中,一旦电机104已经达到至少为阀值速度时,BEMF检测模块112和传感器108两者都被用来检测电机104的速度和/或位置。在一个实施例中,阀值速度例如基于BEMF检测模块112的灵敏性。举例来说,阀值速度是基于由BEMF检测模块112相对精确地检测到电机104的最低速度(例如,基于检测到在所述最低速度处产生的BEMF)。例如,阀值速度可以稍微高于最低速度。
[0024]换句话说,传感器108被用来在电机105的起动期间检测电机104的速度和/或位置。例如,电机软起动模块116使用传感器108的输出来执行电机104的软起动。一旦电机104已经达到至少阀值速度,BEMF检测模块112被用来检测电机104速度和/或位置(例如,作为由传感器108对电机104的速度和/或位置的检测的替代或附加)。例如,一旦电机104已经达到至少阀值速度,速度控制模块120使用BEMF检测模块112的输出(例如,作为由传感器108的输出的替代或附加)来控制电机104的速度。
[0025]转子锁定事件引发电机104的停机,在电机104应该旋转的时候,例如,由于电机104的故障或失效。在一个实施例中,传感器108和/或BEMF检测模块112可用于检测这种转子锁定事件。例如,传感器108可以基于实际地监视电机105的速度而检测转子锁定事件。在速度控制模块120供应充分的功率以电机104的正常速度驱动电机104的时候,BEMF检测模块112可以基于BEMF的突然缺失而检测转子锁定事件。
[0026]有选择地利用传感器108和BEMF检测模块112来检测电机104的速度和/或位置具有若干优点。例如,利用传感器108促进电机104的软起动。一旦电机104已经达到足够的速度,BEMF检测模块112被用来相对精确地检测电机104的速度和/或位置。
[0027]对于仅使用霍尔效应传感器来检测电机的速度和/或位置的传统的电机,可能需要很多霍尔效应传感器以用于精确的检测。例如,对于传统的三相电机,可能需要三个或更多的霍尔效应传感器来检测传统电机的速度和/或位置。然而,在系统100中,因为传感器108 (其包括一个或多个霍尔效应传感器)主要在电机104的起动期间使用(并且BEMF检测模块在电机104的正常运行期间使用),可以需要相对少的霍尔效应传感器。例如,对于系统100的三相电动机104,除了使用BEMF检测模块之外,可以使用一个或多个霍尔效应传感器,来检测电机104的速度和/或位置。也就是说,相比于传统电机使用很多霍尔效应传感器来检测电机的速度和/或位置,系统100的传感器108包括相对较少数量(例如,一、二等)的霍尔效应传感器。系统100中的霍尔效应传感器的数量减少不会影响对电机104的速度和/或位置的检测的准确性,这是由于在电机104的正常运行期间使用BEMF检测模块112,以用于相对精确地检测电机104的速度和/或位置。在系统100中霍尔效应传感器数量的减少(例如,与仅使用霍尔效应传感器的常规系统相比)例如使得,生产成本降低,霍尔效应传感器、伴随的IC和导线的安置和布线的复杂性降低。
[0028]图2图示了用于检测旋转装置(例如,图1的电机104)的位置和/或速度以及驱动所述旋转装置的例示方法。在204,当旋转装置的速度低于阀值速度时,传感器(例如,传感器108)被用来检测旋转装置的速度和/或位置。此外,基于使用传感器检测到的速度和/或位置,旋转装置的软起动被执行(例如,由电机软起动模块116)。在一个实施例中,传感器包括一个或多个霍尔效应传感器。
[0029]在208,当旋转装置的速度高于阀值速度时(例如,在旋转装置的软起动之后并且一旦旋转装置获得足够的速度),检测到旋转装置中产生的反电磁力(例如,通过BEMF检测模块112),并且利用反电磁力,检测旋转装置的速度和/或位置(例如,通过BEMF检测模块)。此外,基于使用反电磁力检测到的速度和/或位置,来驱动旋转装置(例如,通过速度控制模块120)。在一个实施例中,在旋转装置的接线中检测反电磁力。
[0030]根据多个实施例,制造的产品可能被提供为包括具有存储其上的指令的存储介质,如果执行,使得本文描述的操作对应于图2的方法200 (和/或多个在本公开中论述的其他操作)。在一个实施例中,存储介
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