专利名称：电驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电驱动装置。
在EP73503B1中描述了一种电动机控制系统，其中电动机为无刷直流电动机，它包括定子绕组、永磁转子，及一个位置传感器、用以检测所述转子相对于定子绕组的位置，及在其中一个激磁电流发生电路响应于由位置传感器提供的位置信号并能向定子绕组提供正弦激磁电流。然后根据位置信号对正弦激磁电流的频率进行控制，以便获得与转子旋转同步的旋转磁场。为了控制正弦激磁的相位以动态地控制由定子绕组产生的旋转磁场及转子位置之间的角度，设置了一个转矩角控制电路，它与激磁电流发生电路相连接。该控制系统还包括一个与转子耦合的测速计以检测转子速度，该测速计以这样的方式与转矩角控制电路相连接，即，使得正弦激磁电路的相位根据转子速度改变。位置传感器尤其提供代表转子位置的数字信号及测速计相应地提供代表转子速度的信号。转矩角系数被存储在一存储器中，并设置了根据数字转子速度信号选择该存储器中的转矩角系数及将该选出的转矩角系数加在数字转子位置信号上的装置，以便产生激磁矢量位置信号。该公知的电动机控制系统还包括激磁电流发生装置，通过它绕组能用其值正比于符合激磁矢量位置信号增量地控制的正弦值的正弦激磁电流激磁。
在DE4136538A1中描述了用梯形波驱动的无刷直流电动机的换向电路，其中无刷直流电动机的换向编码器的换向脉冲能够被这样优化，即换向脉冲提前而在同时使换向脉冲优化。这是为了能在电动机速度的整个范围上及电动机负载的整个范围上获得电动机的最大效率或最大功率及最大转矩。该换向电路尤其使用一个具有可预设正向计数器的ROM地址部分，该正向计数器由二进位计数器的输出信号的时钟脉冲触发向上计数及它被根据电动机的主角速度及负载电流对于每个参考换向脉冲用提前换向角预设成预置值，该主速度及负载电流被读入到已存储了由换向脉冲的提前换向角形成的数据的ROM中，该读入是在提供ROM地址信号的地址部分的输出信号的控制下进行的。
根据EP73503B1的电动机控制系统需要代表转子位置的数字信号有非常精确的分辨率，该分辨率应至少为8位。根据DE4136538A1的换向电路包括大量存储电路及用于这些存储电路的地址部分。
本发明的目的在于提供一种电驱动装置，它能使用简单的位置信号及简单的电路使转矩角、即定子产生的磁场与转子位置之间的相位角根据转子的运动速度来控制。根据本发明，该目的是借助于这样的电驱动装置来实现的，该驱动装置包括—一个人为激磁的电动机，它包括具有作为多个相绕组布置的绕组的定子及转子；—一个电子换向电路，它用电能来激磁电动机的相绕组；—一个位置传感装置，用于根据转子相对于定子的瞬时位置对电动机的每个相绕组提供传感信号，每个传感信号是关于转子位置的可传递相位关系；—一个相位控制级，用于使传感信号的相位关系经受相位移，该相位移至少依赖于转子的运动速度并对于所有传感信号是一致的，其结果是获得综合的传感信号；—一个波形发生器，对它施加综合的传感信号及在其中由每个综合传感信号获得相应相绕组的换向信号，以便控制换向电路中要供给电动机的电能的时间及幅度变化；及—一个控制级，用于至少根据转子运动速度控制供给电动机的电能的幅度及相位移，该相位控制级包括—控制信号发生级，它对于由控制级当前传送的相位移值，对所有多个传感信号中的每一个传感信号选择这样一个信号作为替代传感信号，这个信号可借助一个最小延时以直接或反相的形式给出待从所述每个传感信号求得的综合传感信号的相位关系，该级能够提供包含关于该选择的信息的控制信号；—传感信号分配级，对它可提供来自位置传感装置的传感信号，并在其中在控制信号的控制下从传感信号中求得替代传感信号并使其有效；—延时确定级，用于根据相位关系的当前表达值，转子的运动速度及沿描述转子位置的运动座标的传感信号相位之间的间隔来确定与每个替代传感信号及待由它们求得的综合传感信号之间延时相对应的时间间隔(延时)；—传感信号输出级，对其可提供替代传感信号，及它可响应于负载信号存入及提供综合传感信号；及
—负载信号发生级，在其中根据传感信号或替代传感信号中一个每个值的变化可重新产生负载信号，并相对该变化延时一个在延时确定级中确定的延时提供给传感信号输出级。
在根据本发明的电驱动装置中，被称为定子及转子的部件可彼此相对地旋转或线性地移动；在其中也包括这样的情况，即被称为定子的部件是可移动的而被称为转子的部件设置成相对驱动装置的运动座标是静止的。在此情况下，转子的位置被定子相应位置替代。但是为了简明起见，假定下文中转子相对定子运动。转子的位置可以用相对定子静止的运动座标来描述。位置传感装置则也是相对定子静止的。电动机是这样地构成的，即在转子及定子之间沿运动座标获得周期性复现的相同位置关系；对于旋转电动机这最好为转子的一转；这以相应的方式也适用于线性电动机。来自位置传感装置的传感信号相对于转子的运动周期及对运动座标选取的零点呈现一定的测量相位关系。在它的一个改型中，也可以选取具有对每相绕组单独零点的运动座标的座标系统。每个运动座标的零点这样地被选择，即每相绕组的相关传感信号每次相对它的运动座标具有相同的相位关系。通常的做法是将位置传感装置以这样的方式相对定子或转子布置，即传感信号相对转子呈现一种相位关系，其中它们在波形发生器中产生出通过转子运动座标的电源变化，使至少在给定电动机工作点即对于给定负载及给定运动速度获得最佳功率输出及电动机最佳转矩。正如从引证的现有技术文献中清楚看到的，在传感信号及施加给电机相绕组的电量之间的相位角可被控制以设定工作点。在根据本发明的驱动装置中这是借助于相位控制级来实现的，其中所有的传感信号受到相同的相位移，它然后直接地作为沿运动座标相对于转子位置的电功率的相位移。为了获得最佳转矩及由此获得根据本发明的驱动装置在所有工作区域上的最佳效率，相位移可不仅根据转子运动速度而且也根据电动机的负载即待产生的转矩来作出。该相位移与供给电动机的电功率幅值是在控制级中确定的。
因此，根据本发明的驱动装置是基于也可使用于对于供电使用不变相位的传感信号的驱动装置的结构。本发明仅增加了相位控制级。该控制级从来自于位置传感器装置的传感信号并通过使该传感信号受到一个附加的相对转子运动座标正或负的相位移来导出波形发生器的综合传感信号。本发明基于这样的认识传感信号的负的相位移即向前的相位移(在时间上或也相对运动座标)将会产生问题，尤其是在简单矩形波传感信号的情况下，它们的周期相当于转子运动的一周期。在现有技术中这些问题这样地部分得到解决，即位置传感器提供沿运动座标具有非常精细分级的位置信号，该信号被转换成数字形式以给出所需的相位移。该方法不能用于所述的简单传感信号。因此根据本发明，通过传感信号的时延也实现负的相位移。但是，这在理论上是不能以这样简单的方式实现的，即负的相位移用相对整个运动周期的互补正相位移来表达，因为这将导致非常长的延时，一方面这在技术上较难达到，另一方面将引起电动机工作的缺陷。
根据本发明将执行彼此适配的两个步骤。在第一步骤中，确定所需相位移，从传感信号的相位或如需要时从它们的反相相位通过最小的正向相位移或时延可导出相应的所需综合传感信号。该信息是在控制信号发生级中导出的并由该级以控制信号的方式提供出来。因此，控制信号包括关于选择用于每个传感信号的替代传感信号的信息，及此外，关于对于一个传感信号的替代传感信息是以正向还是以反向形式使用的信息。该替代传感信号是在传感信号分配级中从传感信号本身导出的。
根据替代传感信号的确定，延时确定级确定出相应替代传感应号应作出的延时，以便导出被分配给相应传感信号的综合传感信号。该延时取决于获得的相位移及转子的运动速度。此外，一个对确定替代传感信号及由此确定延时起作用的因素是传感信号的相位关系是如何沿转子运动座标在转子一个运动周期上布置或相隔开的。
在根据本发明的电驱动装置中，通过替代传感传感信号被负载信号读入传感信号输出级使替代传感信号延时，以便获得综合传感信号。在传感信号输出级从读入的瞬时它们作为综合传感信号被使用。在负载信号发生级中这样地产生负载信号，即使得替代传感信号延迟一个延时被读入。为此目的，在每次变化即一个传感信号的每个信号边沿时产生负载信号，该负载信号引起替代传感信号被读入到传感信号输出级中，作为相对该边沿延时了所述延时的综合传感信号。
本发明可用于电子换向的人为激磁(即永磁铁激磁)的电动机，它通常用于家用设备，家用电子娱乐装置及医疗设备的驱动电机，但也用于专业的应用。家用设备也包括身体护理装置。本发明因此能简单地作到在多个工作点上用可获得的最佳效率工作。这种应用的一个例子是食品加工机，它必须以很低的速度揉和操作及以很高的速度混合。根据本发明的方法对于每个相应任务总能工作在最佳效率。此外，本发明仅需相当简单的电路，适用于大规模低成本的系列生产。
根据本发明的传感信号相位控制用一种简单的方式不仅能获得最佳的驱动转矩，而且也能获得用于制动操作的最大制动转矩。这允许以非常简单及有效的方式使用电制动，尤其是对于以低成本获得高可靠性的情况。其例子也是家用设备，例如食品加工机或机械工具的电驱动。
本发明的另一优点是位置传感装置沿转子运动座标的位置不再固定地限制固定的相位关系上。这使得出于结构的原因或出于电磁相容性的原因可选择安装位置传感装置的最有利的位置，而不会由此对电动机工作带来副作用。因此可使结构简化并能获得改进的传感信号抗干扰性能。
本发明还允许任意地调节传感信号及电动机电源之间的相位关系，而不会由此限制功率值的控制范围或定子相绕组上的电压值。此外，在根据本发明的电驱动装置中相位控制级可与不同的波形发生器相结合。
在一个有利的实施例中，根据本发明的电驱动装置包括控制信号修正级，对其可提供来自控制信号发生级的控制信号及运动方向信号，及通过它在运动方向信号的控制下控制信号可转换成运动方向校正控制信号，并能使替代传感信号直接地从对于转子运动主方向的传感信号中导出。
该控制信号修正级简单地从由传感信号分配级提供的替代传感信号获得由运动方向校正的替代传感信号。这就可能在电动机的两个运动方向上获得相位移或相位关系的任意控制。与整个相位控制级的电驱动装置另外元件相同地，控制信号修正级也表现为相位控制级中的一种组件式结构。这意味着，该电驱动装置能用或不用根据本发明的相位控制级来工作。类似地，控制信号修改级可被包括在内，而不需对根据本发明的电驱动装置附加另外的元件—如果该驱动装置选择用于两个运动方向的结构的话。
在根据本发明驱动装置的一个优选实施例中，它包括一个运动方向检测级，它用于检测转子的当前运动方向并将相应形成的运动方向信号提供给控制信号修正级。该运动方向检测级也可作为一种组件包括在内，而不需对根据本发明的电驱动装置附加另外的元件。最好可通过比较至少两个传感信号的相位关系由运动方向检测级确定当前运动方向。
为了确定转子的运动方向，根据本发明的电驱动装置最好包括一个速度测量级。它可为本身公知的测速发电机。但是在一优选实施例中，使用的速度测量级可直接地对传感信号估值并能省掉单独的测速发电机。在这个速度测量级中，传感信号给定部分的一个接一个的时间与速度测量级中的时间标准相比较，及可从该比较中导出代表运动速度的速度信号，以便被提供给延时确定级。为此目的，例如可以测量至少传感信号的两个信号边沿之间的时间间隔并与时间标准相比较，或对出现在给定时间标准中的传感信号的信号边沿计数。第一种方法对于低速运动是特别可取的；但是也可考虑使用这两种方法的组合，例如使用第一种方法用于低速运动，及使用后述一种方法用于高速运动。
在另一实施例中，根据本发明的电驱动装置的特征在于，至少由转子运动在定子中感应的电压部分用于在位置传感器中产生传感信号，及由相位控制施加给每相绕组传感信号的相位移确定了相关相电压的相位关系。该相电压应理解为由换向电路施加给相应相绕组以使用电能激励相绕组的电压。感应电压可直接由电子装置求值；这可以作到省掉单独的确定转子位置的机械装置；位置传感装置则由简单的电子电路组成。
虽然根据本发明的电驱动装置可处理具有不同波形的传感信号，但最好，该位置传感装置产生矩形波传感信号，它们的边沿形成转子相对于相关相绕组的位置的量度。特别简单的情况是，如果矩形波传感信号具有至少为50％占空比，及它们的相位在转子运动的一个周期上实际上是等距离的。最好是，矩形波传感信号的一个周期就相当于转子运动的一个周期。
本发明的一个实施例被描述在附图中，以下将对其详细地描述。附图为
图1是根据本发明电驱动装置的电路框图；图2至4是表示根据本发明的电驱动装置中相位移过程的波形图；图5是说明根据本发明的电驱动装置的相位控制级中的操作及信号流的电路框图；图6是根据本发明的电驱动装置的相位控制级一个例子的电路框图；图7是相位控制级中控制信号发生级一个例子的详细电路框图；图8表示图6中所示相位控制级中传感信号分配级及传感信号输出级的一个例子；图9表示图6的相位控制级中的延时测量级，使用传感信号边沿检测的负载信号发生级及速度测量级的一个例子；图10表示图6的相位控制级中的控制信号修正级的一个例子；及图11表示图6的相位控制级用的运动方向检测级的一个例子。
各个图中相同的元件标以相同的标号。
图1概要地表示出一个具有定于及永磁转子2的电动机1。定子带有绕组，在本例中布置成三相绕组3，4，5。在本例中该三相绕组最好形成三相系统。它们由电子换向电路6用电能激磁。该电子换向电路6包括一个主整流器7，电功率可从它的输入端子输入，该电功率最好来自一个交流电网。主整流器7将作为直流供电电压的电能提供到输出端10，11，在它们之间设有一个平波电容12。此外，在主整流器7的输出端10，11之间设置了三个各串联了两个电子开关器件的串联支路，在图1的例中每个开关器件图示为双极性晶体管。这些开关器件分别具有标号13，14，15，16及17，18。两个开关器件13及14，15及16，17及18的各个两串联支路的每个节点形成了电子换向电路6的中抽头19，20，21。第一中抽头19连接到定子的第一相绕组3，第二中抽头20连接到第二相绕组4，及第三中抽头21连接到第三相绕组；每个相绕组3，4，5的第二端连接到公共节点22。因此，作为一个三相系统，相绕组3，4，5便形成星形连接。
图1中的电动机1还包括象征地表示的位置传感装置23，它通过导致24将传感信号提供给电动机的每个相绕组3，4，5。该传感信号提供的是关于转子相对于定子的相应相绕组3，4，5的瞬时位置的信息。如果对于转子2的位置确立了一个运动座标，转子2的一转相当于一个运动周期，每个传感信号则表现为相对该运动座标的给定相位关系。该相位关系又依赖于位置传感装置的结构及布置。
传感信号的导线24与相位控制级25相连接，后者还通过导线26接收信号，该信号包括关于传感信号相位关系期望值的信息。由相位控制级25产生的综合传感信号通过导线27提供给波形发生器28。该波形发生器28由通过导线27接收的综合传感信号产生用于定子各有关相绕组3，4或5的换向信号，这些控制信号分别经过导线29，30，31，32，33及34提供给开关器件13，14，15，16，16，17及18的控制端子。借助于这些换向信号，波形发生器28以这样的方式控制开关器件13至18，即电动机1基本上由在相绕组3至5上产生的电压的基波驱动，这些电压最好在图1的例中产生三相旋转磁场。为此目的，利用脉宽调制信号来控制这些开关器件13至13是有利的。在相绕组3，4或5上的电压基波幅值或其均方根值是由波形发生器28确定的，为此它经由导线35接收一个携带有关这个信息的信号。
以此方式，波形发生器28控制电动机中的能量流。
用于有关传感信号相位关系期望值的信号及有关相绕组3，4及5上电压幅值或均方根值的信号的导线26及35被连接到控制级36。控制级36用来控制提供给电动机1的电量的幅值及相位移。在控制级36中，在导线26及35上的信号例如受到电动机所需运动速度预设信息的影响，但如需要时，也受到电动机1的负载的影响。这个外部的信息用线37象征地表示。然后控制级36例如通过转子2的运动速度的偏离比较，在导线35上产生一个信号，及有关导线27上综合传感信号相位关系相应期望值的信号可经由导线26提供，例如与转子2运动速度实际值相一致地提供。转子2的运动速度可由测速发电机38确定，它经由导线39提供相应的信号。在图1电驱动装置的一个变型中，也可为此目的使用速度测量级，它对来自位置传感装置23的传感信号求值。这样便可省掉测速发电机。
该电驱动装置操作系统的组件结构可从图1中清楚看出。实际上，如果去掉相位控制级25，并将导线24直接地连接到导线27，就可以不采用任何其它部件地获得(综合)传感信号的不变的相位关系。
在图1中涉及向电动机1供电的电路元件组合在电子换向电路6中，而用于控制的所有元件包括在组件40中。
以下将参照图2至4来描述相位控制级25的基本操作。图2基于假定相控制级25未引入传感信号的相位移。这意味着，图2表示一种没有相控级25时也能获得的操作状态。图2a)表示作为时间函数的用于定子第一相绕组3的传感信号。其中字母t代表时间，但图2a)也同样可视为其中用于第一相绕组3的传感信号描绘成转子2的运动座标的函数的波形图。为了简明起见，假定图2的波形覆盖的时间是转子2的恒定运动速度的周期。类似地，图2b)及2c)分别表示用于第二相绕组4及第三相绕组5的作为时间函数的传感信号。所有传感信号具有矩形波形，它们的周期相当转子一个运动周期，在本例中为转子的一转。图2a)至2c)中所示的矩形波传感信号的占空比为50％，及这些信号相对于时间座标t(或运动座标)的相位位置在转子2的一个运动周期上是周期性等距离的。这与上述三相系统相对应。
图2所示的例子基于这样的假定传感信号的相位关系涉及由转子2的运动在定子中感应的电压的相位关系。该感应电压作为例子以正弦波d1表示在图2d)中。在第一相绕组3上用于激励该相绕组3的电压的基波(相电压)以d2为参考。与波形发生器28的构造相一致，在图2d)中以d所示的用于第一相绕组的综合传感信号的矩形波形对于产生第一相绕组3上相电压的基波d2是必需的。在图2例中，该综合传感信号与来自位置传感装置23的相应传感信号相同，因为已经假定相位移为零。因此，所需的延时tv也为零。此外，图2中给出了由转子2的运动在第一相绕组3中感应出的电压d1过零点的瞬间t1，及在第一相绕组3上相电压基波d2的相关过零点的瞬时t2。PH1是相电压的基波d2和感应电压d1之间的相位角。该相位角PHI，与传感信号的相位关系相结合，或在本例中与具有固定相位关系的感应电压d1的相位相结合，确定了综合传感信号d的相位关系，并因此也确定了相电压基波d2的相位关系。相位控制级25通过给定相位角PHI控制相位移，有关该相位角PHI所需值的信息经过导线26提供。
以与从图2a)的传感信号无延时(tv＝0)地求得图2d)的综合传感信号相似的方式，由图2b)的传感信号求得用于第二相绕组4的图2e)中的综合传感信号，及由图2c)的传感信号求得用于第三相绕组5的图2f)中的综合传感信号。
图3表示的操作情况不同于图2，其中相位控制级25使综合传感信号相对于来自位置传感器23的相应传感信号延时。其结果是，综合传感信号及相电压的基波d2均向后地相位移动。在图3的例中，这引起了相位角PHI量值的减小，即基波电压d2相对感应电压d1的导前相位减小。在图3a)至3c)中的信号波形与图2a)至2c)中的相同，但是图3d)至3f)表示延时tv的综合传感信号的波形。
图4表示借助相控制级25的相位移控制的例子，其中相位角PHI的量值与图2中无延时的情况相比是增加了。这产生出传感信号及待从它导出的综合传感信号之间的负延时。在图3所示的例中，每个综合传感信号直接地从它相关的传感信号导出，这意味着，例如用于第一相绕组3的综合传感信号直接地从位置传感装置23取得的用于第一相绕组3的传感信号导出，等等。因为在图3的例中施加的延时小，来自位置传感装置23的传感信号现在直接构成了它的替换传感信号，即例如，用于第一相绕组3的图3a的传感信号也构成它的替换传感信号，等等。这是因为用于第一相绕组的传感信号可用可能极小的延时给出用于第一相绕组3的图3d)中所示的综合传感信号。
相反地，在图4的情况下，发生的状态是，几乎传感信号的一个整周期即几乎转子运动的一个完整周期的延时是必需的，以便给出例如由位置传感装置23提供给第一相绕组的传感信号及用于第一相绕组3的综合传感信号的相位关系。。除了对于这样长延时需要的附加装置外，这些延时也引起了电动机1对运动速度的可能变化的响应非常慢。因此，根据本发明，从所有多个传感信号中选择用于每一个传感信号的替代传感信号。这种选择是以这样的方式实现的，即替代传感信号或直接地或以反相的形式可借助于最小延时来给出用于相关相绕组的综合传感信号的相位关系。因此，该延时TV总是尽可能地小。在图4中，例如用根据图4a)的对于第一相绕组3的传感信号来说明这点。由这个传感信号应该导出如图4d)所示的综合传感信号，它相当于由箭头v1所示的相位导前方向的位移。现在从图4a)所示的来自位置传感装置23的传感信号开始，在该相位移v1的方向上确定出图4a)至4c)的三个传感信号中一个最近的信号边沿。该最近信号边沿出现在用于第三相绕组5的传感信号上。该搜索过程在图4中用箭头v2表示。
因为传感信号中的原始信号边沿是上升信号沿，而在根据箭头v2搜索中找到的信号边沿是下降沿，这样搜索到的传感信号在另一个由箭头v3所示的步骤以中被反相，以便形成替代传感信号。这样形成的并表示在图4cc)中的信号就代表用于第一相绕组传感信号的替代传感信号。
上述过程最好用于具有至少基本为50％占空比的传感信号。但是，如果传感信号反相所获得的信号不适用于延时来作为综合传感信号，则用箭头v2所示的搜索将持续进行，直到类似定位信号边沿被找到为止。在图4例中，该替代传感信号也可是图4b)中所示的用于第二相绕组的传感信号；在此情况下，延时tv将延长1/6的运动周期。
最后，图4中箭头V4表示图4cc)中替代传感信号的延时，借助它可获得图4d)中所示用于第一相绕组3的综合传感信号。如此看来，不管与负相位角PHI的增加相对应的实际负相位移为多少，总可获得小量值的正延时tV。
因此可借助于短时延的单一延时获得在两个方向上的相位移，这有助于对可能的速度变化的快速响应及在动态情况下更精确的相位控制。
图5是表示根据本发明的作为例子的电驱动装置相位控制级的结构与操作的电路框图及信号流图。在该例中，位置传感装置23通过导线24以上述方式对相控制级25提供的传感信号。在第一步骤中，所有传感信号的所有信号边沿在一个边沿检测级41中被检测出来。每当在一个传感信号中出现一边沿时，边沿检测级41就在起动线42上产生一个延时起动信号，最好该信号是以短脉冲的形式。在第二步骤中，传感信号从导线24施加到运动方向检测级43。该级在运动方向信号线44上产生运动方向信号。
在第三步骤中，传感信号从线24施加到一个单元45，该单元组合了控制信号修正级46，传感信号分配级47及控制信号发生级48的功能。然后，关于传感信号相位关所需值信息的信号，即关于相位角PHI的信号从控制级36经导致26施加给控制信号发生级48。控制信号修正级46与运动方向信号线44相连接，以施加运动方向信号。
图5中的单元45，尤其是传感信号分配级47接收来自导线24的传感信号，以便求得运动方向校正替代信号，该信号经导线49输出。为了形成运动方向校正替代信号使用了来自于控制信号发生级48及控制信号修正级46的信息。以下将要详细描述这些级的结构。如参照图4所解释的，关于如何由位置传感装置23选择出每个传感信号的替代传感信号的信息可以由传感信号的时间变化及所需相位角PHI来导出。这个信息是以由控制信号发生级48提供给传感信号分配级47的控制信号的形式得到的。在单元45中，这被概要地表示为连接线50。此外，控制信号修正级46从运动方向信号中得到关于替代传感信号相对来自位置传感装置23的传感信号的分配或偏差将如何与检测的运动方向一致地被校正的信息。借助于该信息—该信息的传送在单元45中概要地表示为连接线51，可从替代传感信号导出运动方向校正替代传感信号。在下文描述的一个例中，这最好是这样实现的，即使用所述信息从由控制信号发生级48接收的控制信号导出运动方向校正控制信号。
为了获得综合传感信号应使(运动方向校正)替代传感信号延迟的延时将在延时确定级52中计算。因为延时tV的量值取决于运动速度及相位角PHI，该延时确定级52应经由导线26从控制级36接收相应的信息及经由导线39从测速发电机38接收信息。也可以不用测速发电机38，如已述地，使用任何能提供关于转子2运动速度信息信号的另外来源替代。
延时确定级52将关于延时量值tV的信息提供给负载信号发生级53。该负载信号发生级53还接收关于传感信号边沿位置的信息，该信息包括经由起动导线42接收的延时起动信号中。由该信号这样地导出负载信号，即综合传感信号相对于运动方向校正替代传感信号产生了一个延时tv。在图5中，这是以这样的方式图示的，即最好由脉冲形负载信号通过负载信号线54闭合开关，当出现负载信号时这些开关使来自于导线49的运动方向校正替代传感信号传送给传感信号输出级55。在该传送时，运动方向校正替代替传感信号也用作导线27上的综合传感信号，以便提供给波形发生器。通过将运动方向校正替代传感信号延迟时间tv地输入到传感信号输出级55便简便地获得了延时。在本例的一个改型中，被负载信号线54控制的导线49中的开关也可设计成与传感信号输出级55相连接。于是负载信号线54直接地与传感信号输出级55相连接。
图6表示根据本发明的电驱动装置相位控制级实例的总电路框图。图7至11则以例子形式表示与图6电路框图相对应的详细电路图。因此以下将连合图6至11进行描述。在该说明中假定导线24上的传感信号具有如图2至4所示的波形。
在图7的控制信号发生级48中，用于关于传感信号相位关系所需值信息也即关于相位角PHI信息的信号的导线26分别连接到第一、第二、第三、 第四及第五比较器61，62，63，64及65的第一输入端56，57，58，59及60上。关于所需相位角PHI的信息作为数字信号经由导线26传送。每个比较器61，62，63，64及65分别具有第二输入端66，67，68，69及70，它们分别地与限值指标器71，72，73，74及75相连接。每个比较器61至65分别具有第一输出端76，77，78，79及80，及分别具有第二输入端81，82，83，84及85。
如参照图2至4已解释过的，从所有传感信号的集合中选择用于每个传感信号的替代传感信号取决于在哪些传感信号的边沿之间综合传感信号(图2至4的例中)的上升信号沿将处于与所需相位角PHI相符合。为了首先确定用于给定相位角PHI的两个信号边沿之间的相关间隔，使通过导线26施加的相位角PHI的所需值与传感信号的信号边沿的相角关系相比较。这些相角关系由限值指标器71至75给出。比较是在比较器61至65中进行的。然后第一限值指示器71提供一个限值(以相位角或相位关系的形式)，它相当于图2中的时刻t2，在第一相绕组3中由转子感应出的电压d1的过零点t1被称为用于确定相位关系或相位角，尤其是相位角PHI的零点。因此第一限值指示器71提供相应于图2中相位角PHI的限值；另外的限值指示器72至75提供的限值每次以传感信号中两信号边沿之间的间隔递增，它们相当于从图2中时刻t1开始的逐个传感信号边沿的相位关系。在图2中例如相位角PHI为-30°，图2a)至2c)的传感信号的信号边沿具有这样的相位关系，即它们依次间隔60°。第一限值指示器71则提供限值PHI＝-30°。第二限值指示器72在相位角PHI的方向上以传感信号两信号边沿之间间隔为增量，即以60°为增量提供一个值。在该本例中，由第二限值指示器72提供的第二限值因此为-90°。类似地，第三限定指示器73提供第三限值-150°，第四限值指标器74提供第四限值-210°，第五限值指标器75提供第五限值-270°。
比较器61至65将提供到第一输入端56，57，58，59及60上的各信号与由限值指标器71，72，73，74及75施加到第二输入端66，67，68，69及70上的各限值相比较。这个比较的结果将作为二进制信号出现在各第一及第二输出端76至80和81至85上。如果第一输入端上的信号超过施加在第二输入端上的限值，每个比较器将在它的第二输出端上产生一个逻辑1。在另外情况下，逻辑1将出现在比较器的第一输出端上。比较器的各另外输出端将具有逻辑0。在本数字式例中，这意味着，在所需相位角PHI为-45°的情况下，即它小于第一限值指标器71的第一限值-30°时，第一比较器在其第一输出端76上产生逻辑1而在其第二输出端上产生逻辑0。另外的比较器62至65，由于相位角PHI为-45°，超过各个限值-90°，-150°，-210°及-270°，则在它们的第一输出端77至80上产生逻辑0，而在它们的第二输出端82至85上产生逻辑1。
图7中所示的控制信号发生级48还包括各个第一、第二、第三及第四AND门86，87，88及89。这些AND门86至89用它们的第一输入端90，91，92及93与第一、第二、第三及第四比较器61，62，63及64的各个第一输出端76，77，78及79分别相连接，它们的第二输入端94至97与第二、第三、第四及第五比较器62，63，64及65的各个第二输出端82，83，84及85分别相连接。控制信号发生级48最后包括三个OR门102，103及104。第一OR门102的第一输入端105与第三AND门88的输出端100相连接，第二OR门103的第一输入端106与第五比较器65的输出端80相连接，及第三OR门104的第一输入端107与第四AND门89的输出端101相连接。类似地，第一OR门102的第二输入端108与第一比较器61的第二输出端相连接，第二OR门103的第二输入端109与第二AND门87的输出端99相连接，及第三OR门104的第二输入端110与第一AND门86的输出端98相连接。类似地，第二OR门103的输出端112与第三控制信号线116的端子相连接，及第三OR门104的输出端113与第五控制信号118的端子相连接。第一及第三AND门86及88的输出端98及100分别地连接到第二及第四控制信号线115及117的端子上，及第五比较器65的第一输出端80连接到第六控制信号线119的端子上。
控制信号发生级48通过控制信号线114至119提供控制信号，这些控制信号包括关于选择一个传感信号作为一个传感信号的替代传感信号的信息。由于该选择从两个限值之间的一个区域变化到下一区域，在控制信号线114至119上由控制信号提供的信息等于关于其中包括所需相位角PHI的限值范围的信息。在本例中，PHI＝-45°，这在第二及第五控制信号线115及118上产生逻辑1，而在另外的控制信号线114，116，117及119上产生逻辑0。
图10表示控制信号修正级46的一例。该控制信号修正级46具有七个输入端其中6个输入端各与控制信号线114至119中的一个相连接，及其中第七输入端与运动方向信号线44相连接，该控制信号修正级46还具有6个输出端，每个连接在运动方向校正控制信号线上。该控制信号修正级46提供控制信号线114至119上控制信号与相关导线上的运动方向校正控制信号之间的连接，这些相关导线在图10中具有标号120至125。这个连接过程受到来自于运动方向信号线14的运动方向信号的控制。在该控制信号修正级46中第一控制信号114直接与用于第一运动方向校正控制信号的第一线120相连接；第四控制信号线117直接与用于第四运动方向校正信号的第四线123相连接。第三及第五控制信号线116及118经由第一逻辑电路126分别与用于第三及第五运动方向校正控制信号的第三及第五线122及124相连接。第二逻辑电路127与第一逻辑电路126相同，它将第二及第六控制信号线115及119分别连接到用于第二及第六运动方向校正控制信号的第二及第六线121及125。取决于运动方向信号的值，还和运动方向信号线44相连接的逻辑电路可使第三及第五控制信号线116及118分别与第三及第五线122及124相连接，并类似地，使第二及第六控制信号线115及119分别与第二及第六控制信号线121及125相连接，以交换信息。
对于逻辑电路126，127的结构将以例子的方式对第一逻辑电路126作出描述。第二逻辑电路127的相同元件的标号给在括号内。
第一(第二)逻辑电路126(127)的第一AND门130(160)的第一输入端131(161)与第三(第六)控制线116(119)相连接，它的第二输入端132(162)与运动方向信号线44相连接。第一AND门130(160)的输出133(163)与第一(第二)逻辑电路126(127)的第一OR门134(164)的第一输入端135(165)相连接。后者的第二输入端136(166)也成为第二AND门137(167)的输出端，该第二AND门的第一输入端138(168)与第五(第二)控制信号线相连接，及它的第二输入端139(169)连接到一个反相器140(170)的输出端141(171)。该反相器140(170)的输入端142(172)与运动方向信号线44相连接。反相器140(170)的输出端141(171)还成为第三AND门143(173)的第一输入端，后者的第二输入端144(174)与第三(第六)控制信号线116(119)相连接。
第四AND门146(176)的第一输入端147(177)与第五(第二)控制信号线118(115)相连接。第四AND门146(176)的第二输入端148(178)与运动方向信号线44相连接。
第三AND门143(173)及第四AND门146(176)的各自输出端145(175)及149(179)分别连接到第二OR门150(180)的第一输入端151(181)及第二输入端152(182)。第一OR门134(164)的输出端153(183)与用于第三(第六)运动方向校正控制信号的第三(第六)线122(125)相连接。第二OR门150(180)的输出端154(184)与用于第五(第二)运动方向校正控制信号的第五(第二)线124(121)相连接。
利用该逻辑电路126，127，如果运动方向信号线44是逻辑1，则将第二、 第三、第五及第六控制信号线115，116，118及119分别与用于相应的运动方向校正控制信号的第二、第三、第五及第六线121，122，124及125相连接。如果不是这样，而所述运动方向信号线为逻辑O，控制信号修正级46的逻辑电路126，127将产生以下的连接第二控制信号线115与第六线、第六控制信号线119与第二线121，第三控制信号线116与第五线124，及第五控制信号线118与第三线122相连接。
在该数值的例中，对于-45°的相位角PHI，当运动方向信号为逻辑1的情况下，在第二线121及第五线124上得到逻辑1，而如果运动方向信号为逻辑，则在第三线122及第六线125上得到逻辑0。线120至125上的另外信号每次相当于逻辑0电位。
在运动方向信号线44上的运动方向信号是借助于运动方向检测线43产生的，并由通过导线24从位置传感装置23供给的传感信号导出的。图11表示这种运动方向检测级43的一个例子。在该例中，导线24包括三根导体，其中第一导体241带有与第一相绕组3相关的传感信号。第二导体242带有与第二相绕组4相关的传感信号，及第三导体243用于提供与第三相绕组5相关的第三传感信号。这些传感信号最好如图2a)至2c)中所示。第二及第三导体242，243各与第一及第二单稳多谐振荡器192及193相连接。这些单稳多谐振荡器192，193以这种方式构成，即当在第二导体242及第三导体243上的第二传感信号(如图2b)所示)或在第三传感信号(如图2c)中所示)出现上升信号边沿时，它们分别上产生一个从逻辑0至逻辑1的信号脉冲，该脉冲比传感信号中两个相继信号边沿之间的时间间隔短。这些脉冲从第一单稳多谐振荡器192的输出端194提供给运动方向检测级43的第一AND门198的第一输入端196；及在第二单稳多谐振荡器193的输出195上产生的信号提供给运动方向检测级43的第二AND门200的第一输入端199。第一AND门198的第二输入端197及第二AND门200的第二输入端201同时连接到第一导体以提供第一传感信号(与第一相绕组3相关；最好具有图2a)所示的波形)。
AND门198，200它们各自的输出端202及203与双稳多谐振荡器的输入端相连接。这些输入端中的第一个是由运动方向检测级43的第一OR门206的第一输入端形成的，及这些输入端中的第二个是由运动方向检测级43的第二OR门209的第一输入端207形成的。第一OR门206的输出210也构成了运动方向检测级43的第一反相器211的输入端。类似地，第二OR门209的输出端212构成运动方向检测级43的第二反相器213的输入端。第一反相器211的输出端214与第二OR门209的第二输入端208相连接，及第二反相器213的输出端215与第一OR门206的第二输入端205相连接。
该双稳多谐振荡器本身是公知的，它的输出端由第二反相器213的输出端215构成，并连接在运动方向信号线44上，该双稳多谐振荡器被第一OR门206的第一输入端204上的脉冲转换到第一转换状态，该状态维持到在第二OR门209的第一输入端207上出现类似脉冲为止。在所述第一转换状态中，运动方向信号线44上的运动方向信号假定为逻辑1电平及在该双稳多谐振荡器的第二转换状态中该信号假定为逻辑0电平。在假定为图2a)至2c)中传感信号波形的运动方向上，图2b)的第二传感信号的上升信号边沿及由此第二单稳多谐振荡器193的输出195总是与图2a)的第一传感信号的逻辑0电平相一致的，而图2a)的第一传感信号在来自第一单稳多谐振荡器192的脉冲出现时(作为图2c)的第三传感信号中上升信号边沿的结果)总是假定为逻辑1。类似地，第一AND门198对于来自第一单稳多谐振荡器192的脉冲产生导通，及第二AND门200对于来自第二单稳多谐振荡器193的脉冲产生关闭。随后的双稳多谐振荡器电路206，209，211，213接着将运动方向信号置成逻辑1。在相反的运动方向上，根据图2b)及2c)的第二及第三传感信号波形将互换。然后双稳多谐振荡器206，209，211，213仅接收来自第二单稳多谐振荡器193的脉冲，因此运动方向信号改变为逻辑0。
图9表示图6的电路框图中的用于从传感信号及传感信号相位关系或导线26上的相位角PHI的所需值在负载线54上产生负载信号的那些元件。输入级216用于形成传感信号或电动机1的各机绕组3，4及5上的相电压基波d2的三倍频率的矩形波信号。为此目的，该输入级216包括三个AND门217，218及219。这些AND门中的第一个217的两输入端分别与线24的第二导体242及第三导体243相连接。类似地，第二AND门218的两输入端分别与第一导体241及第二导体242相连接，及第三AND门219的两输入端分别与第一导体214及第三导体243相连接。AND门217，218及219的三个输出220，221及222分别形成0R门223的三个输入端，在后者的输出端224上可得到相电压(参见图2d)基波d2的三倍频率的所述矩形波信号。因此该矩形波信号对于三个传感信号的每个信号边沿具有一个相应的信号边沿。
图9的电路框图还包括一个边沿检测级41，对它提供来自上述OR门223的输出端224的矩形波信号。为此，该输出端224直接地连接到该边沿检测极41的第一单稳多谐振荡器226的输入端225，并经反相器227连接到第二单稳多谐振荡器229的输入端228。边沿检测级41的这两个单稳多谐振荡器226，229的功能相应于图11中运动方向检测极43的单稳多谐振荡器192，193的功能。因此，当来自输出端224的矩形波信号中每个上升信号边沿时，在边沿检测级41的第一单稳多谐振荡器226的输出230上产生上升到逻辑1的短脉冲，而第二单稳多谐振荡器229在来自输出端224的矩形波信号的每个下降信号边沿时在它的输出端231上产生这样一个脉冲。单稳多谐振荡器226，229的输出端230，231也形成了边缘检测级41的OR门232的输入端。然后在其输出端233上产生脉冲状信号，该信号包括对于传感信号每个信号边沿的上升到逻辑1的短脉冲，及它用作为负载信号发生级53的触发信号。
此外，输入级216的OR门223的输出端224与速度测量级245的输出端244相连接。换一种方式，该输出端244也可与边沿检测级41的OR门232的输出端233相连接。在这两种情况下，速度测量级245接收关于传感信号两个边沿之间时间间隔的信息。该速度测量级245持续地将该间隔与时间标准相比较，并由该比较求得一个速度信号，该速度信号代表运动速度并出现在速度测量级245的输出端246上。该时间标准例如是具有一稳定频率的时钟信号，该频率相当于来自输出端224的矩形波的最高频率那样高。然后该速度测量级245对出现在矩形波信号两边沿(或输出端233上的触发信号的两个脉冲)之间的时钟周期进行计数。这样由在矩形波信号两边沿之间测量出的时间间隔所确定的时钟周期数目反比于转子2的运动速度。该速度信号最好取(多位)二进制信号的形式。
在本例中，图9所示的速度测量级245完成图1及5中测速发电机的任务。因此，在图9所示电路的情况下，根据本发明的电驱动装置可不使用单独的测速发电机来构成。
图9中所示的电路框图还包括一个延时确定级52。该级包括第一计算级247及第二计算级248。对第一计算级247施加关于传感信号相位关系所需值即关于相位角PHI所需值的信息。在第一比较级247中，该所需值受到余数类除法，其中除数相当于OR门223的输出端224上矩形波信号或传感信号的相继两个信号边沿之间的相位角，或是OR门232的输出端233的触发信号的两相继脉冲之间的间隔。这在第一计算级247的输出端249上产生了一个数字信号，该信号相当于相位角PHI所需值的余数类除法的余数。在本例中，在第一计算级247中执行余数60°除法。该除法的余数然后再作为关于用于替代传感信号或运动方向校正替代传感信号的相位控制级25中所需延时的信息使用，而在余数类除法期间来自相位角PHI的60°整数倍的所需值在合适地选择一个传感信号作为替代传感信号或运动方向校正替代传感信号时进行考虑。
与第一计算级中余数类除法的余数相对应的信号通过第一计算级247的输出端249施加给第二计算级248，该输出端249也形成为第二计算级248的第一输入端。来自速度测量级245的输出端246的(数字)速度信号经由第二输入端提供给第二计算级250。该第二计算级248以这样的方式处理输入的信号，即余数类除法的余数被转子2的运动速度除，或余数被反比于运动速度的速度信号相乘。在第二计算级248的输出端251上，这直接地产生出代表延时tv实际值的(数字)信号。
该延时确定级52的第二计算级248的输出端251连接到负载信号发生级53的预置输入端252。负载信号发生级53还包括与边沿检测级的OR门232的输出端233相连接的触发信号输入端253。负载信号发生级53最好构成定时电路，该定时电路最好使用与在速度测量级245中的时间标准的相同时间信号操作。负载信号发生级53在每个触发信号周期中被预置成通过预置输入端252输入的延时值tv，这是响应于触发信号脉冲的前边沿执行的。接着，以所述时钟信号的节奏执行从预置值到0的向下计数。当计数达到0时，从触发信号的最后脉冲开始时起的所需延时tv正好期满。当计数达到0时，因此负载信号发生级53在负载信号线54上产生负载信号，该信号为脉冲形式，它相当于触发信号两个相继脉冲之间时间间隔那样短。
图8是传感信号分配级47一个例子的详细逻辑电路图及传感信号输出级55的一个例子的电路图。该传感信号输出级47包括总共九个AND门280至288，被布置成三组280至282，283至285，及286至288。第一组的AND门280至282的第一输入端289，290及291各与用于第一运动方向校正控制信号的第一线120相连接。第二组的AND门283至285的第一输入端292，293及294分别与用于第三运动方向校正控制信号的第三线122相连接，及第三组AND门286至288的第一输入端295，296及297分别与用于第五运动方向校正控制信号的第五线124相连接。
在每个AND门组280至282，283至285及286至288中，每个AND门与用于传感信号的线24中的每个导体相连接。具体是，第一，第六及第八AND门280，285及287的第二输入端298，303及305分别与第一导体241相连接；第二，第四及第九AND门281，283及288的第二输入端299，301及306分别与第二导体242相连接；及第三、第五及第七AND门282，284及286的第二输入端300，302及304分别与第三导体243相连接。
AND门280至288的输出端307至315与总共九个可控的反相器325至333的第一输入端316至324相连接，这些反相器的每个与AND门280至288中的一个相连接，因此它们也布置成第一、第二及第三组325至327，328至330及331至333。第一组的可控反相器325至327的第二输入端334至336与用于第四运动方向校正控制信号的第四线123相连接。类似地，第二组的可控反相器328，329，330的第二输入端337，338，339与用于第六运动方向校正控制信号的第六线相连接，及第三组的可控反相器331，332，333的第二输入端340，341，342与用于第二运动方向校正控制信号的第二线121相连接。
这些可控反相器325至333也可称为异或(EXCLVSIVE-OR)元件，每当逻辑1被提供给它们的第二输入端334至342时，它们将其第一输入端316至324上出现的信号分别传送到它们的输出端343至351。但是，如果在第二输入端334至342上输入逻辑0时，则使第一输入端316至324上的信号反相地出现在输出端343至351。
第一组可控反相器325至327的输出端343至345的每个分别形成为第一、第二及第三OR门352，353及354的第一输入端。同样地，第二组可控反相器328至330的输出端346至348的每个分别成为这三个OR门352至354的第二输入端，及第三组可控反相器331至333的输出端349至351的每个分别成为这三个OR门352至354的第三输入端。因此OR门352至354执行分别将输出端343至345，346至348，及349至351转移到用于运动方向校正替代信号的导线49的第一、第二及第三导体上。这些导体491，492及493形成OR门352，353及354的输出端。
在传感信号分配级47中分两个步骤从导线24上的传感信号导出线49上的运动方向校正替代信号。在第一步骤中，在第一、第三及第五运动方向校正控制信号的控制下，在AND门280至288中，根据所需相位角PHI的要求，将各个传感信号分配到用于运动方向校正替代传感信号的信号通路上。在本例中，有三种该分配的可能性。第一导体491上的第一运动方向校正传感信号可以从导体241上的第一传感信号，导体242上的第二传感信号或导体243上的第三传感信号来导出。由于这三种可能性，对于导体492及493上的另外运动方向校正替代信号也产生出固定的分配。对于每一种分配可能性，设置了一组AND门280至282，283至285，及286至288。因为每次仅是三种可能性中的一种适用，导线120，122及124上的三个运动方向校正控制信号中仅是一个将为逻辑1。其结果是仅是一组AND门开启，而其它的AND门则关闭。
由一组开启的AND门280至282，283至285及286至288，相应交替排列的传感信号被提供到可控反相器的分配组325至327，328至330及331至333上。根据相位角PHI，传感信号将按需要必须反相或必须不反相。这是分别借助于第二、第四及第六导线121，123及125上的第二、第四及第六运动方向校正控制信号来获得。对于其相关AND门组关闭的可控反相器组上的运动方向校正控制信号被控制信号发生级48及控制信号修正级置成逻辑O。因此这些可控反相器的输出为零，它们不会影响OR门352至354。对于未被相应运动方向校正控制信号开通的AND门组，其后级的可控反相器组可选择地以反相或非反相形式传送传感信号。这些信号没有任何进一步改变地到达OR门325至354到达导体491至493作为运动方向校正替代信号。
图8中所示的传感信号输出级55包括一个用于三个二进制运动方向校正替代传感信号的输出存储器355。导体491至493形成为用于待存储的二进制运动方向校正替代传感信号的输入端。用于综合传感信号的导线27中的第一、第二及第三导体271，272及273形成了在其中存储信号的输出存储器355的第一、第二及第三输出端。输出存储器355具有与负载信号线54相连接的负载信号输入端356。
如果各门中的过渡时间忽略不计时，导线49上的运动方向校正替代传感信号可与导线24上的传感信号同时地得到。输出存储器355以这样的方式构成，即当负载信号线54上出现负载信号脉冲时，则在输入端即导体491至493上得到的信号值在此时刻被存储到输出存储器355中，并在输出端271至273上保持其值不变直到下一负载信号脉冲将出现在导体491至493上的信号值存储到输出存储器355中为止。因此就用非常简单的方式获得了相对运动方向校正替代信号延迟了延时tv的综合传感信号。
图6表示图7至11电路框图的组合。借助控制信号线114至119的及借助于导线120至125的用于运动方向控制信号的连接线取代了图5所示例中的对于控制信号的连接线50及对于关于运动方向校正的信息的连接线51。但是，这种改变并未偏离根据本发明的电驱动装置的原则。
权利要求
1.一种电驱动装置，包括—一个人为激磁的电动机，它包括具有作为多个相绕组布置的绕组的定子及转子；—一个电子换向电路，它用电能来激励电动机的相绕组；—一个位置传感装置，用于根据转子相对于定子的瞬时位置对电动机的每个相绕组提供传感信号，每个传感信号是关于转子位置的可传递相位关系；—一个相位控制级，用于使传感信号的相位关系经受相位移，该相位移至少依赖于转子的运动速度并对于所有传感信号是一致的，其结果是获得综合的传感信号；—一个波形发生器，对它施加综合的传感信号及在其中由每个综合传感信号获得相应相绕组的换向信号，以便控制换向电路中要供给电动机的电能的时间及幅度变化；及—一个控制级，用于至少根据转子运动速度控制供给电动机的电能的幅度及相位移，该相位控制级包括—控制信号发生级，它对于由控制级当前传送的相位移值，对所有多个传感信号中的每一个传感信号选择这样一个信号作为替代传感信号，这个信号可借助一个最小延时以直接或反相的形式给出待从所述每个传感信号求得的综合传感信号的相位关系，该级能够提供包括关于该选择的信息的控制信号；—传感信号分配级，对它可提供来自位置传感装置的传感信号，并在其中在控制信号的控制下从传感信号中求得替代传感信号并使其有效；—延时确定级，用于根据相位关系的当前表达值，转子的运动速度及沿描述转子位置的运动座标的传感信号相位之间的间隔来确定与每个替代传感信号及待由它们求得的综合传感信号之间延时相对应的时间间隔(延时)；—传感信号输出级，对其可提供替代传感信号，及它可响应于负载信号存入及提供综合传感信号；及—负载信号发生级，在其中根据传感信号或替代传感信号中一个每个值的变化可重新产生负载信号，并相对该变化延时一个在延时确定级中确定的延时提供给传感信号输出级。
2.根据权利要求1所述的电驱动装置，其特征在于一个控制信号修改级，对其可提供来自控制信号发生级的控制信号及运动方向信号，及通过它在运动方向信号的控制下控制信号可转换成运动方向校正控制信号，并能使替代传感信号直接地从对于转子运动主方向的传感信号中导出。
3.根据权利要求2所述的电驱动装置，其特征在于一个运动方向检测级，它用于检测转子的当前运动方向并将相应形成的运动方向信号提供给控制信号修正级。
4.根据权利要求3所述的电驱动装置，其特征在于当前运动方向可由运动方向检测级借助于至少两个传感信号的相位关系的比较来确定。
5.根据以上权利要求中任一项所述的电驱动装置，其特征在于一个速度测量级，用于确定转子运动的速度。
6.根据权利要求5所述的电驱动装置，其特征在于传感信号可提供给速度测量级，传感信号给定部分的一个接一个的时间与速度测量级的时间标准相比较，及可从该比较中导出代表运动速度的速度信号，以便被提供给延时确定级。
7.根据以上权利要求中任一项的电驱动装置，其特征在于至少由转子运动在定子中感应的电压部分用于在位置传感装置中产生传感信号，及由相控位级施加给每相绕组的传感信号的相位移确定了相关相电压的相位关系。
8.根据以上权利要求中任一项的电驱动装置，其特征在于位置传感装置产生矩形波信号，它们的边沿形成转子相对于相关相绕组的位置的量度。
9.根据权利要求8所述的电驱动装置，其特征在于矩形波传感信号具有至少为50％的占空比，及它们的相位在转子运动的一个周期上实质上是周期地等距离的。
全文摘要
一种电驱动装置，包括人为激磁的电动机，电子换向电路，位置传感装置，相位控制级，波形发生器，以及控制级，相位控制级包括控制信号发生级，传感信号分配级，延时确定级，传感信号输出级，负载信号发生级，该驱动装置能使用简单的位置信号及简单的电路根据转子运动的速度使转矩角、即定子中产生的磁场及转子位置之间的相位角受到控制。
文档编号H02P6/08GK1158022SQ9612204
公开日1997年8月27日 申请日期1996年9月8日 优先权日1995年9月8日
发明者E·波尔特, J·哈尔夫曼, L·索尔滕, M·文特 申请人:菲利浦电子有限公司