电机控制设备的制造方法_2

文档序号:9583801阅读:来源:国知局
举例的方式呈现根据本发明的两个控制设备以及由这些设备处理的信号。
[0088]图1是根据本发明的第一电机控制设备的示意性表示;
[0089]图2是图1中的控制设备的参考模块的示意性表示;
[0090]图3是由图2中的参考模块处理的信号的表示;
[0091]图4是图1的控制设备的参考模块的变形的示意性表示;
[0092]图5是由图4中的参考模块处理的信号的表不;
[0093]图6是由图1的设备的控制模块实现的控制定律的表示;并且
[0094]图7和图8是示出了由根据本发明的设备的模块处理的信号的延迟的示图。
[0095]图9是根据本发明的控制方法的流程图;并且
[0096]图10是根据本发明的第二电机控制设备的示意性表示。
【具体实施方式】
[0097]图1表示用于无刷式三相电机Μ的控制设备CTRL。
[0098]电机Μ包括定子和转子。定子设置有通过其端子Α、Β、以及C以三角形连接的三个绕组Ε1、Ε2、以及Ε3。转子设置有三个永磁体。
[0099]电机Μ由控制模块COM驱动,从而能够为端子A、B、以及C根据预定控制定律选择:
[0100]-与电源AUM的端子V或GND中的一个连接的配置;和
[0101]-从电源AUM的端子V和GND断开的配置。
[0102]电源AUM是相对于端子GND (其是固定参考端子)为参考。
[0103]控制模块COM包括开关ΚΙ、K2、K3、K4、K5、及K6,其例如时是能够在导通状态与断开状态之间切换的晶体管或继电器。
[0104]通过形成所述控制流的信号S_K1、S_K2、S_K3、S_K4、S_K5、及S_K6控制开关Kl、K2、K3、K4、K5、&K6 的切换。
[0105]控制定律被划分成一连串的切换序列,每个序列均对应于确定时间段内的一组信号 S_K1、S_K2、S_K3、S_K4、S_K5、及 S_K6。
[0106]控制模块COM还包括续流二极管D1、D2、D3、D4、D5、及D6,每个续流二极管分别被安装成与相应的开关1、K2、K3、K4、K5、及K6并联或集成在这些开关中。
[0107]对于开关1、K2、K3、K4、K5、及K6从其导通状态到其断开状态的每次切换,绕组E1、E2、及E3中的一个通过续流二极管Dl、D2、D3、D4、D5、及D6放电。
[0108]续流二极管Dl、D2、D3、D4、D5、及D6中的导通时间取决于开关Kl、K2、K3、K4、K5、及K6与二极管Dl、D2、D3、D4、D5、及D6的结构特性、以及在切换时刻在绕组El、E2、及E3中存在的电流强度。
[0109]控制设备CTRL包括三个转换模块FPB1、FPB2、及FPB3。
[0110]转换模块FPB1、FPB2、及FPB3被配置为用于将在绕组El、E2、及E3的端子处获取的源信号s1、S2、S3转换成浮动图像信号S_FPB1、S_FPB2、& S_FPB3,浮动图像信号S_FPB1、S_FPB2、及S_FPB3表示在绕组El、E2、及E3中感应的反电动势S_IND1、S_IND2、及S_IND3的实际信号(图6中所示)。
[0111]浮动图像信号具有与反电动势S_IND1、S_IND2、及S_IND3的实际信号相同的频率。
[0112]作为使用条件,反电动势S_IND1、S_IND2、及S_IND3的实际信号在确定的频带内改变。
[0113]转换模块FPB1、FPB2、及FPB3被配置为:
[0114]-保持源信号Sl、S2、及S3的包括在确定频带中的频率分量;并且
[0115]-截止源信号Sl、S2、及S3的未包括在确定频带中的频率分量。
[0116]转换模块FPB1、FPB2、及FPB3具有比考虑应用中的续流二极管D1、D2、D3、D4、D5、及D6的导通时间更大并且比电机Μ的电气时间常数更大的时间常数。
[0117]在图1的实施方式中,转换模块FPB1、FPB2、及FPB3包括低通滤波器并且连接至遵循三角形拓扑的端子Α、Β、以及C。图10中示出了转换模块FPB1、FPB2、及FPB3与端子Α、Β、及C之间的遵循星形拓扑的另一连接。
[0118]转换模块FPB1、FPB2、及FPB3引入了信号S_FPB1、S_FPB2、及S_FPB3相对于信号S_IND1、S_IND2、及 S_IND3 的延迟 Θ 1。
[0119]延迟θ 1根据操作参数(电机速度、电机扭矩、绕组中的电流强度、温度)而改变并且还根据电机的绕组El、E2、及E3的电气特性(L,R)而改变,并且延迟θ 1根据构成转换模块FPB1、FPB2、FPB3的电子部件而改变。
[0120]考虑应用的极端操作条件,延迟θ 1可在设计阶段确定的两个值Θ lmin与θ 1MAX之间改变。通过选择构成转换模块FPB1、FPB2、FPB3的电子部件可以调整Θ lmin与θ 1MAX值。
[0121]因此,在设计阶段中可以构造通过转换模块FPBUFPB2、及FPB3引入的延迟θ 1的变化。
[0122]控制设备CTRL包括三个参考模块REF1、REF2、及REF3,这三个参考模块REF1、REF2、及REF3被设计成将浮动图像信号S_FPB1、S_FPB2、及S_FPB3转换成相对于固定参考端子GND为参考并且被二值化的信号S_REF1、S_REF2、及S_REF3。
[0123]每个参考模块REF1均包括:
[0124]-输入级10,其端子连接至转换模块FPB1的输出端子;和
[0125]-输出级12,与输入级10电气绝缘。
[0126]参考模块REFUREF2、及REF3相同。此外,后面仅描述了参考模块REF1。
[0127]在第一实施方式中(图2和图3所不),参考模块REF1包括两个光親合器14和16。
[0128]每个光親合器14、16具有与输入级10的端子连接的发光二极管14a、16a以及与输出级12的端子连接的光电晶体管14b、16b。
[0129]第一二极管14a的阳极连接至第二二极管16a的阴极,反之亦然。
[0130]发光二极管14a被设计成仅在输入级10的端子处的浮动图像信号S_FPB1比值+V.SEUIL更大时才发射光。
[0131]发光二极管16a被设计成仅在输入级10的端子处的浮动图像信号S_FPB1比值-V_SEUIL更小时才发射。
[0132]光电晶体管1仙、1613分别通过电阻1?14和1?16连接至电源端子¥0:。
[0133]两个光耦合器的输出连接至触发器RS的输入端子Ini和In2。通过触发器RS产生信号S_REF1。
[0134]如图3中示出的,信号S_REF1的上升转换与信号S_FPB1沿上升方向通过预定值+V_SEUIL对应;信号S_REF1的下降转换与信号S_FPB1沿下降方向上通过预定值_V_SEUIL对应。
[0135]信号S_FPB1沿上升方向通过预定值+V_SEUIL的时刻相对于相同信号S_FPB1沿上升方向通过零点具有延迟Θ 2 ;信号S_FPB1沿下降方向通过预定值_V_SEUIL的时刻相对于信号S_FPB1沿下降方向通过零点具有相同的延迟Θ 2。
[0136]因此,信号S_REF1的上升转换相对于信号S_FPB1沿上升方向通过零点具有延迟Θ 2 ;信号S_REF1的下降转换相对于信号S_FPB1沿下降方向通过零点具有延迟Θ 2。对于每个光耦合器,延迟Θ2相同。
[0137]输入级10有利地包括与发光二极管14a、16a串联连接的电阻R。电阻R允许调整图像信号S_FPB1的阈值方向并且由此调整通过参考模块S_REF1引入的延迟Θ 2。
[0138]电阻R的增加导致延迟Θ 2的增大,而电阻的减少导致延迟Θ 2的减小。因此,在设计阶段中可以调整和构造在确定频带内的延迟Θ 2的值。
[0139]在参考模块REF1的输出处,存在信号S_REF1,信号S_REF1的转换相对于反电动#S_IND1的实际信号通过零点的时刻具有总延迟Θ。总延迟Θ等于由两个模块FPB1和REF1分别引入的两个延迟Θ1和Θ 2的和,因此,在设计阶段中可以调整和构造总延迟Θ。
[0140]如图1中示出的,参考模块REF1、REF2、REF3可遵循三角形拓扑连接至转换模块卩卩81、??82、及??83,或者如图10中示出的,参考模块REF1、REF2、REF3可遵循星形拓扑连接至转换模块FPB1、FPB2、及FPB3。应注意,参考模块REF1、REF2、REF3与转换模块FPB1、FPB2、及FPB3之间的连接的拓扑独立于转换模块FPB1、FPB2、及FPB3与绕组的端子A,B, C之间的连接的拓扑。因此,转换模块FPB1、FPB2、FPB3至端子A, B, C的连接的三角形拓扑和参考模块REF1、REF2、及REF3与转换模块FPB1、FPB2、及FPB3之间的连接的星形拓扑(或反之亦然)的组合(未示出)落在本发明的范围内。控制设备CTRL还包括与参考模块REF1、REF2、及REF3的输出级12的端子连接的数字处理模块TR。
[0141]处理模块TR被设计成处理信号S_REF1、S_REF2、及S_REF3,从而:
[0142]-产生控制定律的信号S_K1、S_K2、S_K3、S_K4、S_K5、及 S_K6 ;和 / 或
[0143]-对通过转子执行的转数进行计数;和/或
[0144]-确定转子的位置。
[0145]现将描述控制设备CTRL的第二实施方式;控制设备CTRL的变形与第一个相似,但参考模块REF1除外。因此,参考模块REF1
[0146]-在输入处接收相对于对应信号S_IND1具有延迟θ1的图像信号S_FPB1 ;在设计阶段构造在值Θ lmin与θ 1MAX之间的延迟θ 1 ;
[0147]-输出信号3_1?卩1。
[0148]根据该第二实施方式(图4和图5中所示),参考模块REF1包括单个光耦合器。仅在更换信号S_FPB1时检测关于图像信号S_FPB1的阈值。
[0149]如图5中示出的,信号S_REF1的下降转换对应于信号S_FPB1沿上升方向通过预定值+V_SEUIL ;信号S_REF1的上升转换对应于信号S_FPB1沿下降方向通过相同预定值+V_SEUILo
[0150]信号S_FPB1沿上升方向上通过预定值+V_
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