[發明專利]無刷直流電動機的控制方法

有效

• 申請號: 201110416752.2
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102570894A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: A·法瑞德;E·阿尼
• 申請（專利權）人: 梅西耶-布加蒂-道提公司
• 主分類號: H02M9/02
• 分類號: H02M9/02;B64C25/44;H02P6/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 茅翊忞

技術領域

本發明涉及無刷直流(DC)電動機的控制方法。

背景技術

這種電動機通常通過連接到直流電壓電源并傳遞用于電動機的每個相的電壓的靜態變換器進行控制，例如通過以對電動機轉子的角度位置伺服控制的方式開關控制的功率晶體管。為此，電動機通常裝有用于測量其角度位置的裝置，該裝置傳遞代表所述位置的信號，該信號用于靜態變換器以開關功率晶體管，從而執行由有刷電動機的整流器執行的自動同步開關功能。

其還適于使所傳遞的電壓適應所需動力和扭矩水平。為此，靜態變換器通常被控制成根據所要傳遞的機械動力或扭矩改變遞送到電動機的電壓。因此，響應于動力或扭矩設定值，靜態變換器發送可變電壓到電動機，從而使得電動機能夠產生所要求的動力或扭矩。為此，已知各種電壓變化方法，諸如例如脈寬調制(PWM)。

還已知包括與角度位置傳感器相關的用于控制功率晶體管的靜態接觸器的控制方案，該靜態接觸器于是不執行靜態變換器的電壓變化功能，而僅執行同步功能。電壓通過將可變DC電壓傳遞到靜態接觸器的上游DC/DC變換器進行改變。

發明內容

本發明的目的是提供對無刷直流電動機供電的另一種方法。

為此，本發明提供一種對至少一個無刷直流電動機供電的方法，無刷直流電動機具有用于供電的多個相，該方法包括以下步驟：

將靜態接觸器與電動機關聯以取得輸入電壓并將多相電壓以對所述電動機的轉子的角度位置伺服控制的方式傳遞到電動機；以及

使用直流電壓源以產生電壓脈沖，所述電壓脈沖具有固定的頻率和可控制的占空比，從而形成至靜態接觸器的輸入電壓。

本發明的裝置具有多個優點：

-與電動機關聯的靜態接觸器非常簡單，因為靜態接觸器僅用于執行相電壓的排序，而不改變相電壓。其可盡可能靠近電動機布置，且可甚至直接包含在電動機內，轉子角度位置傳感器整合在電動機內并遞送由靜態接觸器直接使用的信號。可考慮靜態接觸器替換整流器和具有電刷的電動機的電刷。

-輸入電壓發生器還可以是非常簡單的，因為其以固定頻率傳遞單相電壓。僅脈沖的占空比是可變的，且這在技術上實施非常簡單；以及

-靜態接觸器和電壓脈沖發生器可物理上彼此遠離，且可通過適于以傳遞固定頻率電壓脈沖的裝置連接在一起。具體來說，電壓脈沖可通過變壓器傳遞，由此實現電絕緣。

附圖說明

根據參照附圖給出的以下本發明的具體實施例的說明可更好地理解本發明，附圖中：

圖1是使得本發明的方法能夠實施的裝置的示意圖；

圖2是用于對多個電動機供電的類似于圖1裝置的裝置示意圖；以及

圖3是具有實施本發明的方法的機電制動器的飛機起落架的底部的剖視圖。

具體實施方式

參見圖1，該方法用于對無刷DC型電動機1供電。根據本發明，電動機1與靜態接觸器10相關聯，靜態接觸器10具有可控開關，可控開關中斷輸入電壓12以根據關于通過角度位置傳感器14傳遞的電動機的角度位置的信息將輸入電壓12傳遞到電動機1的各相。靜態接觸器10的唯一功能是中斷輸入電壓以產生用于各相的電壓。可控開關可以是例如閘流晶體管。

還根據本發明，輸入電壓12是脈沖電壓U_脈沖，該脈沖電壓U_脈沖通過電壓脈沖發生器20從DC源電壓產生。電壓脈沖發生器20較佳地是具有受控開關的斬波器(chopper)，該受控開關將DC電壓源以固定頻率(在示意圖中可看到具有等時間間隔的相等周期Δt)轉換成脈沖單相電壓，但占空比是可控的以產生可控平均值的電壓脈沖，例如，根據傳遞到脈沖發生器20的力設定值。

適當的是，為了在將輸入電壓施加到靜態接觸器的受控開關之前平滑輸入電壓，能夠在輸入到靜態接觸器10時提供濾波階段。

靜態接觸器10和傳感器14較佳地位于電動機的中部附近，或實際上包含在電動機內。以這種方式布置且在圖中以虛線矩形示意性示出的組件僅具有用于以輸入電壓脈沖供應組件的兩條輸入電線。

如所示，電壓脈沖可通過電纜15從電壓脈沖發生器22傳遞到靜態接觸器10。如圖2中所示，電壓脈沖還可通過單相變壓器30傳遞，單相變壓器30在這兩個構件之間提供電絕緣。給定輸入電壓12的頻率(通常為100千赫茲(kHz)量級)，變壓器可以是非常緊湊的。

如圖2所示，電壓脈沖通過變壓器容易地傳遞到多個組件，每個組件包括一個電動機和一個靜態接觸器以及一個角度位置傳感器。