[發(fā)明專利]啟動(dòng)無刷馬達(dá)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280061945.3
• 申請(qǐng)日: 2012-10-05
• 公開（公告）號(hào): CN103988415A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 戴森技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02P1/02
• 分類號(hào): H02P1/02;H02P1/46
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳钘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種啟動(dòng)無刷馬達(dá)的方法。

背景技術(shù)

圖1示出了無刷馬達(dá)1，該無刷馬達(dá)1包括永久磁體轉(zhuǎn)子2，具有相繞組4的定子3和霍爾效應(yīng)傳感器5。該轉(zhuǎn)子2具有四個(gè)磁極(標(biāo)示為A-D)，且定子具有四個(gè)凸極6(繞轉(zhuǎn)子2布置)。該馬達(dá)1是單向性的，且僅沿向前方向被驅(qū)動(dòng)。

啟動(dòng)馬達(dá)1的傳統(tǒng)方法典型地如下進(jìn)行。當(dāng)轉(zhuǎn)子2在圖1中的停靠位置中時(shí)，霍爾效應(yīng)傳感器5被假設(shè)以檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極A的極性。在通過霍爾效應(yīng)傳感器5輸出信號(hào)的基礎(chǔ)上準(zhǔn)確極性的相電流被供應(yīng)到繞組4，以致轉(zhuǎn)子2被向前驅(qū)動(dòng)。不幸地，當(dāng)轉(zhuǎn)子2在?？课恢脮r(shí)，霍爾效應(yīng)傳感器5的角度位置比較接近于轉(zhuǎn)子2的極性的過渡區(qū)。因此，霍爾效應(yīng)傳感器5位置的任何變化可意味著馬達(dá)1未能啟動(dòng)。例如，圖2示出了相同的無刷馬達(dá)，但其中霍爾效應(yīng)傳感器5的位置些微地向右轉(zhuǎn)移。結(jié)果，霍爾效應(yīng)傳感器5不再檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極A而是改為檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極B，其具有相反極性。因此，初始相電流將具有錯(cuò)誤的極性且由此轉(zhuǎn)子2將被向后驅(qū)動(dòng)而不是向前。

開啟馬達(dá)1的傳統(tǒng)方法由此遭受問題，對(duì)霍爾效應(yīng)傳感器5的位置相對(duì)嚴(yán)格的公差被需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了啟動(dòng)無刷馬達(dá)的方法，該方法包括定子，具有至少一個(gè)相繞組的定子和轉(zhuǎn)子位置傳感器，該方法包括激勵(lì)繞組；通過傳感器檢測(cè)信號(hào)輸出；如果信號(hào)的邊緣在第一周期期間被檢測(cè)到：響應(yīng)于該邊緣換向激勵(lì)繞組；否則：在第一周期的末端處換向激勵(lì)繞組；檢測(cè)信號(hào)；且響應(yīng)在第二周期期間檢測(cè)到的信號(hào)的兩個(gè)邊緣的第二個(gè)換向激勵(lì)繞組。

激勵(lì)繞組導(dǎo)致轉(zhuǎn)子沿向前或向后方向旋轉(zhuǎn)。由轉(zhuǎn)子位置傳感器輸出的信號(hào)在激勵(lì)期間被檢測(cè)到。如果信號(hào)的邊緣在第一周期內(nèi)被檢測(cè)到，則轉(zhuǎn)子被假設(shè)為沿向前方向旋轉(zhuǎn)。因此，響應(yīng)該邊緣，繞組被換向激勵(lì)以便繼續(xù)向前驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。在另一方面，如果信號(hào)的邊緣沒有在第一周期內(nèi)被檢測(cè)到，轉(zhuǎn)子被假設(shè)為沿向后方向旋轉(zhuǎn)。在此情況下，繞組在第一周期的端部處被換向激勵(lì)以便向前驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。由轉(zhuǎn)子位置傳感器輸出的信號(hào)再次被檢測(cè)，且繞組響應(yīng)信號(hào)的兩個(gè)邊緣的第二個(gè)被換向激勵(lì)以便繼續(xù)向前驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。結(jié)果，該轉(zhuǎn)子不考慮在傳感器的位置處的任何公差而被向前驅(qū)動(dòng)。甚至，當(dāng)轉(zhuǎn)子在?？课恢脮r(shí)，轉(zhuǎn)子可在不需要檢測(cè)傳感器的信號(hào)的情況下向前驅(qū)動(dòng)。

初始的激勵(lì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子向前或向后方向(也就是由激勵(lì)產(chǎn)生的扭矩是正的或負(fù)的)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)初始激勵(lì)產(chǎn)生正的激勵(lì)扭矩時(shí)，該第一周期可在一時(shí)間(其足以用于轉(zhuǎn)子從靜止旋轉(zhuǎn)通過至少360/N的機(jī)械度的角度)處終止，其中N是轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量。因此，如果轉(zhuǎn)子不考慮傳感器的位置中的任何公差的情況下向前旋轉(zhuǎn)，當(dāng)信號(hào)的每個(gè)邊緣對(duì)應(yīng)于在轉(zhuǎn)子磁極之間過渡部時(shí)，信號(hào)的邊緣將在第一周期期間被檢測(cè)到。

該第二周期可在換向激勵(lì)繞組之后一時(shí)間(其足以用于轉(zhuǎn)子從靜止旋轉(zhuǎn)通過大于360/N的機(jī)械度的角度)處終止，其中N是轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量。因此，如果轉(zhuǎn)子向前旋轉(zhuǎn)，當(dāng)信號(hào)的每個(gè)邊緣對(duì)應(yīng)于在轉(zhuǎn)子磁極之間過渡部時(shí)，信號(hào)的兩個(gè)邊緣可在第二周期期間被檢測(cè)到。如果第二周期早于此結(jié)束，那么即使當(dāng)轉(zhuǎn)子向前旋轉(zhuǎn)時(shí)，也可能檢測(cè)不到信號(hào)的兩個(gè)邊緣。

該第一周期可在激勵(lì)的開始之后固定的時(shí)間周期處開始。同樣地，該第二周期可在換向激勵(lì)之后固定的時(shí)間周期處開始。由傳感器輸出的信號(hào)由此對(duì)于該激勵(lì)或換向激勵(lì)之后的固定時(shí)間周期被有效地忽視。出現(xiàn)在激勵(lì)或換向激勵(lì)的開始處的信號(hào)中的任何虛假的邊緣由此被忽視。例如，在轉(zhuǎn)子位置傳感器是霍爾效應(yīng)傳感器的情況下，定子磁場(chǎng)可影響由傳感器輸出的信號(hào)。然而，該定子磁場(chǎng)可能僅在穿過霍爾效應(yīng)傳感器的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是相對(duì)弱的(例如在轉(zhuǎn)子磁極之間過渡部處)影響霍爾效應(yīng)傳感器的輸出。在激勵(lì)或換向激勵(lì)繞組不久之后，轉(zhuǎn)子將旋轉(zhuǎn)到位置(其中穿過霍爾效應(yīng)傳感器的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)強(qiáng)得多且超過定子磁場(chǎng))。因此，定子磁場(chǎng)在霍爾效應(yīng)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(duì)于激勵(lì)或換向激勵(lì)之后的固定時(shí)間周期忽視該信號(hào)而避免。

激勵(lì)繞組可包括檢測(cè)信號(hào)，響應(yīng)邏輯上的高位信號(hào)沿第一方向激勵(lì)繞組，且響應(yīng)邏輯上的低位信號(hào)沿第二方向激勵(lì)繞組。當(dāng)轉(zhuǎn)子在不對(duì)齊位置時(shí)，當(dāng)信號(hào)是邏輯上的高位信號(hào)時(shí)沿第一方向激勵(lì)繞組，且當(dāng)信號(hào)為邏輯上的低位信號(hào)時(shí)沿第二方向激勵(lì)繞組產(chǎn)生正激勵(lì)扭矩。通過最初檢測(cè)HALL信號(hào)，然后沿一般地產(chǎn)生正扭矩的方向激勵(lì)繞組，轉(zhuǎn)子將在大多數(shù)情況下立即向前驅(qū)動(dòng)。

如果在第一周期期間沒有檢測(cè)到信號(hào)邊緣且在第二周期期間未能被檢測(cè)到信號(hào)的兩個(gè)邊緣，那么這表明轉(zhuǎn)子不向前驅(qū)動(dòng)。因此，該方法可包括在在第二周期期間未被檢測(cè)到信號(hào)的兩個(gè)邊緣的事件中產(chǎn)生故障。