[發(fā)明專利]準確的電機速度控制

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810094708.2
• 申請日: 2008-05-04
• 公開（公告）號: CN101299582A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬文·L·考施
• 申請（專利權(quán)）人: 愛特梅爾公司
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00;H02P6/06
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司
• 代理人: 孟銳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機控制裝置，且更明確地說，涉及提供電機速度的準確調(diào)整的電機控制裝置。

背景技術(shù)

低成本無刷DC(BLDC)電機用于驅(qū)動各種類型的電子系統(tǒng)(例如個人計算機)的冷卻風扇。BLDC電機具有安裝到轉(zhuǎn)子的永磁體以及兩個或兩個以上換向定子繞組，電流穿過所述定子繞組以提供電場來驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子。霍爾效應傳感器用于轉(zhuǎn)子上的永磁體的磁場，從而提供關(guān)于風扇結(jié)構(gòu)附接到的轉(zhuǎn)子的位置和運動的信息。需要相對于環(huán)境溫度而調(diào)節(jié)冷卻風扇的速度，以為電子系統(tǒng)提供充分的冷卻。許多用于冷卻風扇的BLDC電機都是開環(huán)操作的，且速度控制較差。

發(fā)明內(nèi)容

一種控制無刷直流(BLDC)電機的方法包含向查找表提供BLDC電機針對環(huán)境溫度的預定相應所需每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。使用霍爾裝置來測量BLDC電機的實際旋轉(zhuǎn)時間(revolution?time，RT)。將DRT與RT進行比較，使得響應于比較結(jié)果而改變脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號的持續(xù)時間。將PWM信號施加到兩個BLDC電機繞組中的一者。

一種控制無刷直流(BLDC)電機的方法包含：讀取對應于環(huán)境溫度的VT電壓；使用經(jīng)數(shù)字化的VT電壓來進入查找表，所述查找表針對每個經(jīng)數(shù)字化的VT電壓值提供所需的RPM值，以使BDLC電機的速度與由VT信號表示的特定環(huán)境溫度相匹配；通過使常數(shù)值除以所需的RPM值來計算BLDC電機的轉(zhuǎn)子針對特定環(huán)境溫度值的所需旋轉(zhuǎn)時間(DRT)；通過測量用于兩個霍爾裝置輸出脈沖的時間，來測量用于BLDC電機的轉(zhuǎn)子的一個完整實際旋轉(zhuǎn)的時間(RT)；將所需旋轉(zhuǎn)時間(DRT)與用于一個完整實際旋轉(zhuǎn)的時間(RT)進行比較，使得：如果RT＞DRT，那么使發(fā)送到PWM電路的控制信號的值遞減；如果RT＜DRT，那么使發(fā)送到PWM電路的控制信號的值遞增；如果RT＝DRT，那么不更新發(fā)送到控制器102的PWM電路128的控制信號的值；使用霍爾傳感器所提供的電機位置信息來使適當?shù)腂DLC電機繞組換向；將PWM信號施加到用于第一定子繞組的第一驅(qū)動器電路或用于第二定子繞組的第二驅(qū)動器電路；以及將PWM信號施加到用于第一定子繞組的第一驅(qū)動器電路或用于第二定子繞組的第二驅(qū)動器電路。

一種無刷BLDC電機系統(tǒng)包含用于各自的電機第一和第二定子繞組的第一和第二驅(qū)動器電路。霍爾裝置提供對應于電機的旋轉(zhuǎn)的輸出信號。控制器接收環(huán)境溫度信號和所述霍爾裝置的輸出信號。控制器向各自的電機第一和第二定子繞組提供脈沖寬度經(jīng)調(diào)制的信號。控制所述脈沖寬度經(jīng)調(diào)制的信號的寬度，以使電機的所需速度與環(huán)境溫度信號相匹配。

一種無刷直流(BLDC)電機系統(tǒng)包含BLDC電機，其具有安裝有永磁體的轉(zhuǎn)子，且具有帶第一定子繞組和第二定子繞組的定子。提供用于第一定子繞組的第一驅(qū)動器電路和用于第二定子繞組的第二驅(qū)動器電路。霍爾裝置固定到所述定子，且經(jīng)配置以由來自安裝到轉(zhuǎn)子的永磁體的磁場啟動，所述霍爾裝置在其輸出端子處提供霍爾輸出脈沖。提供控制器，其具有經(jīng)配置以接收霍爾輸出脈沖的霍爾脈沖輸入端子；具有經(jīng)配置以從傳感器接收針對環(huán)境溫度的信號的VT輸入端子；具有用于向第一和第二驅(qū)動器電路提供PWM信號的脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路；且具有用于選擇第一定子繞組或第二定子繞組的換向器電路。所述控制器經(jīng)配置以將對應于環(huán)境溫度的VT電壓數(shù)字化，且使用查找表來針對每個經(jīng)數(shù)字化的VT電壓值提供所需的RPM值，以便使BDLC電機的速度與由VT信號表示的特定環(huán)境溫度相匹配。所述控制器經(jīng)配置以通過使常數(shù)值除以所需的RPM值來計算針對特定環(huán)境溫度值的所需旋轉(zhuǎn)時間(DRT)。所述控制器經(jīng)配置以通過測量用于兩個霍爾裝置輸出脈沖的時間，來測量用于所述轉(zhuǎn)子的一個完整實際旋轉(zhuǎn)的時間(RT)。

所述控制器經(jīng)配置以將所需旋轉(zhuǎn)時間(DRT)與用于一個完整實際旋轉(zhuǎn)的時間(RT)進行比較，使得：如果RT＞DRT，那么所述控制器經(jīng)配置以使發(fā)送到PWM電路的控制信號的值遞減；如果RT＜DRT，那么所述控制器經(jīng)配置以使發(fā)送到PWM電路的控制信號的值遞增；且如果RT＝DRT，那么所述控制器經(jīng)配置以不更新發(fā)送到PWM電路的控制信號的值。所述控制器經(jīng)配置以使用用于第一定子繞組的第一驅(qū)動器電路或用于第二定子繞組的第二驅(qū)動器電路，使用霍爾傳感器所提供的電機位置信息，來使適當?shù)腂DLC電機繞組換向。

附圖說明

并入本說明書中且形成本說明書的一部分的附圖說明本發(fā)明的實施例，且連同描述內(nèi)容一起，用于闡釋本發(fā)明的原理：