[發明專利]啟動無刷馬達的方法

有效

• 申請號: 201280061945.3
• 申請日: 2012-10-05
• 公開（公告）號: CN103988415A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 陳宇
• 申請（專利權）人: 戴森技術有限公司
• 主分類號: H02P1/02
• 分類號: H02P1/02;H02P1/46
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳钘

技術領域

本發明涉及一種啟動無刷馬達的方法。

背景技術

圖1示出了無刷馬達1，該無刷馬達1包括永久磁體轉子2，具有相繞組4的定子3和霍爾效應傳感器5。該轉子2具有四個磁極(標示為A-D)，且定子具有四個凸極6(繞轉子2布置)。該馬達1是單向性的，且僅沿向前方向被驅動。

啟動馬達1的傳統方法典型地如下進行。當轉子2在圖1中的停靠位置中時，霍爾效應傳感器5被假設以檢測轉子磁極A的極性。在通過霍爾效應傳感器5輸出信號的基礎上準確極性的相電流被供應到繞組4，以致轉子2被向前驅動。不幸地，當轉子2在停靠位置時，霍爾效應傳感器5的角度位置比較接近于轉子2的極性的過渡區。因此，霍爾效應傳感器5位置的任何變化可意味著馬達1未能啟動。例如，圖2示出了相同的無刷馬達，但其中霍爾效應傳感器5的位置些微地向右轉移。結果，霍爾效應傳感器5不再檢測轉子磁極A而是改為檢測轉子磁極B，其具有相反極性。因此，初始相電流將具有錯誤的極性且由此轉子2將被向后驅動而不是向前。

開啟馬達1的傳統方法由此遭受問題，對霍爾效應傳感器5的位置相對嚴格的公差被需求。

發明內容

本發明提供了啟動無刷馬達的方法，該方法包括定子，具有至少一個相繞組的定子和轉子位置傳感器，該方法包括激勵繞組；通過傳感器檢測信號輸出；如果信號的邊緣在第一周期期間被檢測到：響應于該邊緣換向激勵繞組；否則：在第一周期的末端處換向激勵繞組；檢測信號；且響應在第二周期期間檢測到的信號的兩個邊緣的第二個換向激勵繞組。

激勵繞組導致轉子沿向前或向后方向旋轉。由轉子位置傳感器輸出的信號在激勵期間被檢測到。如果信號的邊緣在第一周期內被檢測到，則轉子被假設為沿向前方向旋轉。因此，響應該邊緣，繞組被換向激勵以便繼續向前驅動轉子。在另一方面，如果信號的邊緣沒有在第一周期內被檢測到，轉子被假設為沿向后方向旋轉。在此情況下，繞組在第一周期的端部處被換向激勵以便向前驅動轉子。由轉子位置傳感器輸出的信號再次被檢測，且繞組響應信號的兩個邊緣的第二個被換向激勵以便繼續向前驅動轉子。結果，該轉子不考慮在傳感器的位置處的任何公差而被向前驅動。甚至，當轉子在停靠位置時，轉子可在不需要檢測傳感器的信號的情況下向前驅動。

初始的激勵導致轉子向前或向后方向(也就是由激勵產生的扭矩是正的或負的)旋轉。當初始激勵產生正的激勵扭矩時，該第一周期可在一時間(其足以用于轉子從靜止旋轉通過至少360/N的機械度的角度)處終止，其中N是轉子磁極的數量。因此，如果轉子不考慮傳感器的位置中的任何公差的情況下向前旋轉，當信號的每個邊緣對應于在轉子磁極之間過渡部時，信號的邊緣將在第一周期期間被檢測到。

該第二周期可在換向激勵繞組之后一時間(其足以用于轉子從靜止旋轉通過大于360/N的機械度的角度)處終止，其中N是轉子磁極的數量。因此，如果轉子向前旋轉，當信號的每個邊緣對應于在轉子磁極之間過渡部時，信號的兩個邊緣可在第二周期期間被檢測到。如果第二周期早于此結束，那么即使當轉子向前旋轉時，也可能檢測不到信號的兩個邊緣。

該第一周期可在激勵的開始之后固定的時間周期處開始。同樣地，該第二周期可在換向激勵之后固定的時間周期處開始。由傳感器輸出的信號由此對于該激勵或換向激勵之后的固定時間周期被有效地忽視。出現在激勵或換向激勵的開始處的信號中的任何虛假的邊緣由此被忽視。例如，在轉子位置傳感器是霍爾效應傳感器的情況下，定子磁場可影響由傳感器輸出的信號。然而，該定子磁場可能僅在穿過霍爾效應傳感器的轉子磁場是相對弱的(例如在轉子磁極之間過渡部處)影響霍爾效應傳感器的輸出。在激勵或換向激勵繞組不久之后，轉子將旋轉到位置(其中穿過霍爾效應傳感器的轉子磁場強得多且超過定子磁場)。因此，定子磁場在霍爾效應傳感器輸出上可具有的任何不良影響可能為短暫的，且通過對于激勵或換向激勵之后的固定時間周期忽視該信號而避免。

激勵繞組可包括檢測信號，響應邏輯上的高位信號沿第一方向激勵繞組，且響應邏輯上的低位信號沿第二方向激勵繞組。當轉子在不對齊位置時，當信號是邏輯上的高位信號時沿第一方向激勵繞組，且當信號為邏輯上的低位信號時沿第二方向激勵繞組產生正激勵扭矩。通過最初檢測HALL信號，然后沿一般地產生正扭矩的方向激勵繞組，轉子將在大多數情況下立即向前驅動。

如果在第一周期期間沒有檢測到信號邊緣且在第二周期期間未能被檢測到信號的兩個邊緣，那么這表明轉子不向前驅動。因此，該方法可包括在在第二周期期間未被檢測到信號的兩個邊緣的事件中產生故障。