[發明專利]后電磁力檢測電路

有效

• 申請號: 201210096126.4
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102739139A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 尼爾斯·佩德森;克里斯汀·斯文森;波·拓蘭克爾·彼得森;漢斯·朗貝格·澤倫森;杰普·默勒·荷姆
• 申請（專利權）人: 思科普有限責任公司
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳敬蓮

技術領域

本發明涉及一種檢測電動機的轉子的位置的方法。本發明還涉及一種能夠檢測所述位置的電路。

背景技術

為了控制無刷直流電動機11(BLDCM)，需要知道機器1的轉子5的位置。可以使用傳感器找到轉子5的位置。由于非常嚴酷的環境以及由于價格的原因，在壓縮機的應用中這是不切實際的。另一方式是無傳感器方法。在壓縮機工業中，廣泛地使用的無傳感器的檢測方案是“直接的BEMF方法(直接的后電磁力方法)”，其中通過讀取根據圖1的電動機反饋信號2，來檢測所感應的機器電壓的過零點。

圖1顯示在機器(電動機)相3上直接讀出的電動機反饋信號2。反饋信號2由控制單元4處理，用于確定對電動機11的適合的變換序列。

對于圖1中顯示的“直接BEMF方法”(BEMF＝后電磁力)，可以對于每60電角度間隔讀取轉子5的位置。在圖2中呈現出BLDCM的模型7(代表性的等價電路)，顯示出三相全橋逆變器8和BLDCM的模型7。感應電壓被用e_a，e_b和e_c表示。

利用兩相導通策略進行BLDCM?11的驅動。這意味著理想地兩相3a，3b，3c在一瞬間進行導電。事實上，這不是完全正確的。在相序列之間的交換期間，所有的三相3a，3b，3c都在一短的時間段導通。其原因是磁能(回掃(fly-back)能量)存儲在機器電感9中。在變換之后的短時間段(所謂的去磁時間段)導通的“額外的”相3a，3b，3c起到重要作用。從所述相3a，3b，3c，利用BEM?F電壓(BEM?F的過零點)導出轉子5的位置。這一事件實質上用于確定發生相變換的時間。

之后，給出對BLDCM?11的驅動的描述。與驅動相關的關聯事件是：BEM?F電壓的過零點(Z事件)、變換(C事件)和去磁(D事件)。在下文描述這些事件。圖3顯示一個電學旋轉的這些電事件，是在驅動BLDCM?11時一些相關信號的草圖。圖3中的實線顯示三相3a，3b，3c的電動機的BEMF電壓。虛線顯示三相電動機的相電流I_a，I_b，I_c。

圖3顯示與BLDCM?11的驅動相關的三個事件：BEMF的過零點(Z事件)、變換(C事件)和去磁(D事件)。此外，可見，相BEM?F電壓e_a，e_b，e_c和相電流I_a，I_b，I_c以每360電角度被重復。圖3還顯示上述的三個事件(即Z事件、C事件和D事件)每60電角度出現。對具有梯形形狀的相BEM?F電壓e_a，e_b，e_c的BLDCM的驅動利用6步進模式來完成，其中傳統地兩相3a，3b，3c在每60電角度導通。在表1中給出6步進模式。

表1

表1和圖3顯示這一策略基于將120電角度的電流脈沖注入到BLDCM?11中。

在研究相B時，可見發生的第一事件是去磁(在0電角度(其與360電角度“相同”)和60電角度之間的間隔處，緊隨之前的間隔，尤其是在240和360電角度之間的之前的間隔，其中注入了負電流-I_b)。這一有限的去磁間隔由于電感9b中的能量存儲而發生。電流序列從(+I_a，-I_b)(在300和360電角度之間)來到(+I_a，-I_c)(在0＝360電角度和60電角度之間)。這意味著在該點處不再電流I_b注入到相B中。相B電感9b包含磁場能。該磁場能將被釋放(回掃效應)到三相全橋逆變器8中。去磁的終點處可以看到在BLDCM?11上的電動機電位電壓e_b的跳躍，這是因為能量路徑通常通過三相全橋逆變器8中的續流二極管10，這意味著電動機電位電壓e_a，e_b，e_c起初處于正或負的DC鏈路軌道(DC-link?rail)上(在這一考慮中忽略了續流二極管10上的電壓降)，直到各個相電感9a，9b，9c被斷電為止。在相3a，3b，3c被斷電時，各個電動機電位e_a，e_b，e_c大致返回至DC鏈路電壓V_dc的一半。