其于是应阻止温度的进一步升高，或使得温度下降。然而，如果电机组件1的温度继续升高，且第二阈值被超过，则将发生电机组件1在温度补偿不充分的情况下操作的情形。可想象，即使在第二阈值处可能可以施加补偿值其减小输入功率充分的量以避免温度进一步升高。然而，输入功率的降低可能太大而不利地影响电机3的性能。替代地，输入功率中的降低可能实际上具有副作用，并且使得电机组件1中的温度升高。例如，电机组件1可以被用于驱动叶轮，且由叶轮产生的空气流可以被用于冷却风扇组件1。当电机3的输入功率降低时，空气流的质量流量也降低。由此可能在第二阈值处，所需的输入功率的降低太大，使得导致的空气流的质量流量的降低导致电机系统1的温度升高，而不是降低。
[0057]在上述实施例中，控制器15响应于电机组件1的转子速度和温度中的变化而仅改变相时段T_PHASE。关于这两个时段(即相时段和传导时段)，电机3的输入功率通常对于相时段中的改变更加敏感。因此，通过改变相时段，对于电机3的输入功率的更好的控制可以被实现。然而，不考虑这些益处，控制器15可替代地响应于转子速度和温度的变化而仅改变传导时段乙00。这可能是期望的，例如阻碍同步换向在整个稳态模式中被使用的情况下。替代地，控制器15可响应于转子速度和电机组件1的温度的变化改变相时段和传导时段两者。这在电机3的输入功率在通过仅改变相时段不能充分控制的情况下(例如)可能是必须的。或者可能改变相时段和传导时段是期望的，以便于改善电机3的效率。然而，改变相时段和传导时段两者的缺点在于需要附加的查找表，由此对控制器15的存储器具有额外的需要。
[0058]控制器15响应于电源电压的变化改变相时段和传导时段。这于是具有益处在于电机3的效率可以在每个电压点处被更好地优化。然而，可能通过改变仅相时段和传导时段中的一个在电机3的输入功率上实现期望的控制。由于电机3的输入功率对于相时段的改变更敏感，通过改变相时段可以实现对输入功率的更好的控制。然而，存在期望调整传导时段的情况。例如，控制器15可能在整个稳态模式中使用同步换向。
[0059]控制器15由此可被认为响应于电源电压和转子速度的变化改变相时段和/或传导时段。尽管两个时段可以响应于电源电压和转子速度的变化而被改变，可想象控制器15响应于电源电压和转子速度中的仅一个而改变这些时段。例如，由电源2提供的电压可能是相对稳定的。在这种情况下，控制器15可仅响应于转子速度的变化改变相时段和/或传导时段。替代地，在稳态模式中，电机3可能需要在恒定速度下或相对小的速度范围上操作。在这种情况下，控制器15可仅响应于电源电压的变化改变相时段和/或传导时段。因此，更普遍地说，控制器15由此可被认为响应于电源电压和/或转子速度的变化而改变相时段和/或传导时段。此外，不是存储电压查找表或速度查找表，控制器15可以被认为是存储功率查找表，其包括用于不同电源电压和/或转子速度的不同控制值。每个控制值于是在特定电压和/或速度点处实现特定输入功率。控制器15然后使用转子速度和/或电源电压索引功率查找表，以从功率查找表选择控制值。控制值然后被用于限定相时段或传导时段。
[0060]当在稳态模式下操作时，控制器15将每个电半周期分为传导时段和随后的续流时段。控制器15于是在传导时段激励相绕组7并且在续流时段续流相绕组7。在传导时段中预期相电流不会超过电流限值，且由此控制器仅在每个电半周期从激励切换到续流仅一次。功率查找表于是存储控制值，其被用于限定传导时段的长度或相位。然而，控制器15可以可想象地使用替代方案用于当在稳态模式下操作时控制相绕组7的激励。例如，控制器15可以使用与在加速模式中使用的相同的方案。在这种情况下，由功率查找表存储的控制值可以被用于限定电流限值或续流时段的长度。因此，更普遍地说，控制值可以被认为是限定了激励的属性，例如相时段、传导时段、电流限值或续流时段。不考虑控制值限定何种属性，温度补偿值，当施加到控制值时，使得电机3在更低的输入功率下被驱动。
[0061]不是存储不同温度补偿值的查找表，控制器15可替代地使用方程来确定要被施加到选择的温度控制值的补偿值。尽管这于是减小了控制器15的存储需求，控制器15需要执行计算，其对于处理器可能是相对复杂的，由此需要更昂贵的控制器。作为另一替代，控制器15可以使用单个固定的补偿值。该补偿值可于是被设置为使得在刚低于第二阈值的温度处，输入功率被减小使得电机组件1的温度稳定或降低的量。这于是具有减小控制器15的存储需求的益处。然而，不利的是当温度刚高于第一阈值时，该补偿值大于稳定或降低电机组件1的温度所需的补偿值。结果，电机3的输入功率被降低比热保护所需的量大得多的量。此夕卜，电机3的输入功率在相对较大的补偿值被施加、温度降低到低于第一阈值、补偿值被移除、温度再次升高到第一阈值之上时会过度振荡。
[0062]电机组件1包括电机3，其具有永磁体转子5。控制器15由此使用一方法，其保护转子5不会热退磁。然而，该方法不局限于具有永磁体电机的电机组件。例如，在电机系统中的过高温度缩短轴承或电气部件(例如功率开关Q1-Q4)的寿命。由控制器15使用的该方法可于是被用于热保护具有不同类型的无刷电机的电机组件。对于永磁电机，相绕组通常在相对于在相绕组中感生的反电动势的过零点的时间处换向。该相时段T_PHASE于是对应于换向和反电动势的过零点之间的间隔。对于磁阻电机，另一方面，相绕组通常在相对于相绕组的电感的最小值的时刻处换向。该相时段T_PHASE于是对应于换向和电感最小值之间的间隔。
【主权项】
1.一种控制无刷电机的方法，该方法包括: 存储功率查找表，该功率查找表包括用于多个电压或速度的每个的控制值； 测量电源电压或电机的速度的大小； 使用测得的电压或速度索引功率查找表，以选择控制值； 测量电机的温度； 在测得的温度大于预定阈值的情况下，施加补偿值到选择的控制值；以及 利用电源电压激励电机的绕组， 其中选择的控制值被用于限定激励的属性，且补偿值在施加到选择的控制值时降低电机的输入功率。2.如权利要求1所述的方法，其中该补偿值取决于温度，响应于更高的温度，更大的补偿值被施加到选择的控制值，使得输入功率的减小量更大。3.如权利要求1或2所述的方法，其中该方法包括存储温度查找表，其包括用于多个温度的每个的补偿值，以及使用测得的温度索引温度查找表，以选择补偿值。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中控制值限定激励的相位或长度。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中该方法包括相对于反电动势的过零点或相绕组中的升高电感在由相时段限定的时刻处激励绕组，并且激励绕组传导时段，且控制值限定相时段或传导时段。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中该方法包括将电机的电周期的每个半部分为传导时段和随后的续流时段，且控制值限定传导时段的相位和长度中的一个。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中该方法包括在测得的温度大于预定的另一阈值时关闭电机，该另一阈值高于所述阈值。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中电机包括具有永磁体的转子，且测得的温度与磁体的温度成比例。9.一种用于无刷电机的控制电路，该控制电路被配置为执行前述权利要求中任一项所述的方法。10.如权利要求9所述的控制电路，其中控制电路包括用于测量电机的温度的温度传感器、逆变器，用于联接到电机的绕组、门驱动器模块和控制器，所述门驱动器模块响应于从控制器接收的控制信号控制逆变器的开关，且控制器:存储功率查找表;接收提供电源电压或电机速度的大小的测量值的输入信号;使用测得的电压或速度索引功率查找表，以选择控制值;接收来自温度传感器的温度信号;在电机的测得的温度大于预定阈值的情况下，施加补偿值到选择的控制值；以及产生控制信号，以利用电源电压激励电机的绕组，其中选择的控制值被用于限定激励的属性，且补偿值在施加到选择的控制值时降低电机的输入功率。11.一种电机组件，包括无刷电机和根据权利要求9或10所述的控制电路。
【专利摘要】一种控制无刷电机的方法。该方法包括：存储功率查找表，该功率查找表包括用于多个电压或速度的每个的控制值；测量电源电压的大小或电机的速度；使用测得的电压或速度索引功率查找表，以选择控制值。该方法还包括测量电机的温度；在测得的温度大于一阈值的情况下，施加补偿值到选择的控制值。然后利用电源电压激励电机的绕组，且选择的控制值被用于限定激励的属性。补偿值在施加到选择的控制值时降低电机的输入功率。
【IPC分类】H02P29/62, H02P6/15
【公开号】CN105453416
【申请号】CN201480045196
【发明人】T.塞利克
【申请人】戴森技术有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年6月10日
【公告号】EP3008816A1, US20140368144, WO2014199143A1