[發(fā)明專利]用于無刷直流電機的控制卡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080057302.2
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN102714476A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T.C.西潘;R.特克
• 申請（專利權(quán)）人: 阿塞里克股份有限公司
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10;H02P7/29
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 彭武;楊炯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制卡，其控制了在家用電器中所使用的無刷直流電機。

背景技術(shù)

特別地，在如洗碗機和洗衣機這樣的家用電器中的主循環(huán)或水排放操作中所用的泵中，無刷直流電動器由于它們的高效率和靜音操作而是優(yōu)選的。無刷直流電機大體上為三相結(jié)構(gòu)，且由120度梯形波形驅(qū)動方法來驅(qū)動。在梯形驅(qū)動方法中，提供電機速度控制的電子電路結(jié)構(gòu)具有簡單配置和低成本，但在被稱作換向（commutation）的電機電流從一相轉(zhuǎn)換為另一相的過渡時刻，供應到電機的電流中出現(xiàn)振蕩。在電流中的振蕩造成了由電機施加的力矩也振蕩且因而導致噪音增加。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，安置于電機控制卡中的微處理器比較了電機的預定參考速度與實際速度、并且生成了具有合適占空比的PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號來使得電機速度變成參考速度，但PWM信號不能對換向期間所產(chǎn)生的電流振蕩做出響應(圖1)。也能通過利用對電流的控制來直接地控制相電流以減輕在換向期間的電流振蕩，但需要電流檢測電阻器和模擬信號放大器電路以便維持電流控制。電流控制還給微處理器帶來顯著負荷。

在國際專利申請No.?WO0227912的現(xiàn)有技術(shù)中，解釋了一種電機控制系統(tǒng)，其向方形波相電流施加舍入效果(rounding?effect)以便減少在換向通道期間生成的噪聲。在驅(qū)動所述電機的電流從一相轉(zhuǎn)換到另一相時，借助于同時處于轉(zhuǎn)變中的相位開關(guān)，兩相重疊，且通過在換向時刻提供突然增加而減小電流的振蕩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于實現(xiàn)一種控制卡，其對在如洗碗機和洗衣機這樣的家用電器中所使用的無刷直流電機提供速度控制且降低電機噪音。

實現(xiàn)該控制卡以便達成本發(fā)明的目的且在權(quán)利要求中解釋，該控制卡包括：轉(zhuǎn)換器，其將AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓，三相逆變器，其借助于晶體管將從轉(zhuǎn)換器接收到的直流變換為三相電流；以及，微處理器，其具有速度控制器，速度控制器通過促動所述三相逆變器中的晶體管而提供電機的速度控制。該微處理器根據(jù)從感測單元接收的數(shù)據(jù)來比較電機的實際速度與預定參考速度，感測單元借助于霍爾傳感器或反電動勢測量單元來檢測轉(zhuǎn)子位置和因此轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度；控制在三相逆變器中的晶體管的操作；以及，通過借助于包括在其軟件中的PI算法而生成占空比脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號，來將電機的速度改變?yōu)閰⒖妓俣取?/p>

在本發(fā)明的該實施例中，微處理器通過在施加到電機上的電流在三相逆變器中從一相轉(zhuǎn)到其它相的換向持續(xù)時間內(nèi)增加占空比來施加至少一個所生成的PWM。

在換向期間，微處理器通過乘以大于一的系數(shù)來計算由此生成的至少一個PWM的占空比。

在本發(fā)明的一實施例中，在換向期間，微處理器通過增加占空比來施加多于一個連續(xù)PWM信號。

在本發(fā)明的另一實施例中，微控制器通過增加占空比來在整個換向期間施加由此所生成的PWM信號。

在本發(fā)明的另一實施例中，微處理器通過僅在換向開始時增加占空比來施加一個或多個PWM信號。

在本發(fā)明的另一實施例中，通過增加它們的占空比而由微處理器所生成的PWM信號的數(shù)量是與三相逆變器中的切換頻率成正比的。

在本發(fā)明的另一實施例中，比為了增加由微處理器生成的PWM信號的占空比而將要乘以的系數(shù)更大的系數(shù)是與電機的電時間常數(shù)成正比的。

附圖說明

為了達成本發(fā)明的目的而實現(xiàn)的控制卡在附圖中示出，在附圖中：

圖1為控制卡的示意圖。

圖2為在現(xiàn)有技術(shù)中施加到電機上的電流和PWM信號的曲線圖。

圖3為在根據(jù)本發(fā)明的實施例中施加到電機上的電流和PWM信號的曲線圖。

附圖所示的元件如下標注數(shù)字：

1-?控制卡

2?-?轉(zhuǎn)換器

3?-?三相逆變器

4?-?感測單元

5?-?微處理器。

具體實施方式

用于控制無刷直流(BLDC)電機(M)的控制卡(1)包括：AC-DC轉(zhuǎn)換器(2)，其用于將AC電力網(wǎng)電壓/電源電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓；三相逆變器(3)，其借助于晶體管將從AC-DC轉(zhuǎn)換器接收的直流變換為三相(A,?B,?C)電流；感測單元(4)，其利用霍爾傳感器或者利用反電動勢測量方法來檢測轉(zhuǎn)子位置和因此檢測速度；以及，微處理器(5)，其利用從感測單元(4)接收的信號而促動該三相逆變器(3)中的晶體管來對電機(M)提供速度控制。