CN101299579B - 磁阻电动机的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁阻电动机的控制方法，该磁阻电动机包括转子(1)和定子(4)，其中，转子(1)有多个转子段(3)，以及定子(4)有数量与之相关的线圈(6)，也就是说对于两个转子段(3)是四个线圈(6)，以及包括一个控制器，该控制器在接通时刻(E)与断开时刻(A)之间转子(1)运动的一个规定的角度范围内，在定子(4)每一相(PH1)的一个线圈(6)上施加电压。为了提供所述类型的一种改进的方法，借助它可以达到控制一台有利的磁阻电动机，建议，一个相(PH1)的接通时刻(E)选择成不对应于每个线圈(6)角度范围的几何间距(G)而有所延迟，也就是说，比对应于几何间距(G)适当推迟，而断开时刻(A)保持与几何间距(G)相应。

Description

磁阻电动机的控制方法
技术领域
本发明涉及一种磁阻电动机的控制方法，该磁阻电动机包括转子和定子，其中转子有多个转子段以及定子有数量与之相关的线圈，也就是说对于两个转子段对应有四个线圈，以及包括一个控制器，该控制器在接通时刻与断开时刻之间转子运动的一个规定的角度范围内，在转子每一相的线圈上施加电压。
背景技术
磁阻电动机原则上用直流电压工作。为了运行需要一个中间电路。在这种电动机中主要的损失尤其产生在转子和定子绕组内，以及也产生在铁芯内。例如由DE10229443A1已知这种磁阻电动机的一种控制方法。为此，此专利申请的内容全面吸纳在本申请公开的内容中，也为此目的，此专利申请的特征也吸收在本申请的权利要求中。
发明内容
鉴于上述先有技术，本发明的技术目的在于，提供一种改进的所述类型方法，借助该方法可以实现有利地控制一台磁阻电动机。
此目的通过这样一种用于控制磁阻电动机的方法来达到，该磁阻电动机包括转子和定子，其中，所述转子有多个转子段，以及所述定子有数量与之相关的线圈，也就是说对于两个转子段对应有四个线圈，以及包括一个控制器，该控制器在接通时刻与断开时刻之间转子运动的一个规定的角度范围内，在定子各个相的一个线圈上施加电压，按照本发明：一个相的接通时刻选择成不同于每个线圈角度范围的几何间距而有所延迟，也就是说，相对于与几何间距保持一致而言要适当晚些，而断开时刻则保持与几何间距一致。
接通和断开时刻尤其借助传感器检测。与之相关地已知采用转子位置识别器。基于磁阻电动机通常大于400转/分钟，甚至大于1000转/分钟至3000转/分钟和更大的高转速，所以使用两相SR电动机。其优点在于每转一圈的接通过程数量少，从而可以使电功率的损失小。在这种两相电动机中每转一圈360度实施四个步骤。因此每转一圈每一相接通两次。由此得出一个几何间距为90度。为了识别位置，通常使用传感器，它提供静态信号。对于一个90度的区域交替发出逻辑零或逻辑1的信号。传感器信号的转换点处于所谓校准(aligned)位置的区域内。由于缺少电流限制，电动机在加速时通过脉冲宽度调制控制。在这里脉宽确定为，使得调整为有限的电流。若取代可能的90度的几何间距选择一个与之相比较小的接通角度范围，则高速旋转的SR电动机处于有利的状况。这通过将接通时刻延长为沿转子旋转方向推迟的时刻达到，而断开时刻与几何间距相应。这同样适用于例如四相SR电动机，它有四个转子段和六个相配的线圈，此时几何间距等于60度。即使在这种构型中，按本发明仍在保持断开时刻的情况下选择延迟各相的接通时刻。
工作电压同时提高。因此高速旋转的SR电动机设计用于在过压下运行。若例如额定电压为230伏，则满流电动机(亦即电流流过整个几何间距的电动机)针对190至210伏设计。采用所建议的方法导致损失的再分配。铜损失减少，反之铁损失增加。因此在通过外表面冷却电动机时还得到另一个优点。由于铜损失降低铜冷却方面的需求减少。此外，采用所建议的方法可以用一个小的中间回路电容器工作。甚至不需要用电解电容器工作。确切地说，可以使用一个普通电容器，例如3至6μF的电容器，或例如4.7μF的电容器。
此外还有一些优选地与本发明的上述基本特征组合有重要意义的特征，但它们原则上也可以只与上述基本特征中的一些结合或可有独立的意义。
例如还规定，延迟的角度范围相当于几何间距的10％或大于10％，从而在两相电动机和相应的几何间距为90度时为9度或大于9度。相应地接通时刻延迟所述的角度，其另一个结果是减小按相位的接通角度范围。因此被接通相位的通电只例如在这样一个角度范围内进行，它等于几何间距的90％或更小。在这里相的断开时刻始终保持不变，仅延迟与较大电压的接通时刻。按一项进一步发展规定，对于两相电动机延迟的角度范围优选地相当于几何间距的20至25％，因此优选地约18至22.5度，这相当于相的通电相应地在67.5至72度范围内。对于四相电动机，通电不对应于几何间距60度，而是由于延迟接通时刻12至15度所以仅45至48度。业已证实特别有利的是，延迟的角度范围在几何间距为90度时相当于20度角。取代可能的90度，每个相通电仅70度。由此导致减小铜损失约10至20％。
最后建议，施加在线圈上的电压高于该磁阻电动机的为每一个相在全部几何间距内通电时所设计的电压。在通电减少时以额定电压为例如230伏运行的磁阻电动机的设计电压涉及新得出的有效值，例如涉及200至220伏，还例如209伏。在本发明的范围内减少通电指的是不全程进行通电，但其电流大小不变。与电动机设计参数(例如209伏)相比较高的电压在短时间内作用在电动机上，从而在此装置内，尤其通过所述的损失再分配，不造成更多的发热。
附图说明
下面借助仅表示两种实施例的附图详细说明本发明。其中：
图1示意表示一个两相磁阻电动机；以及
图2表示涉及一个要通电的相与几何间距相比较的通电角度范围。
具体实施方式
图1示意表示一台两相的磁阻电动机。旋转固定地装在转子轴2上的转子1有两个沿直径对置的转子极(转子段)3。
围绕转子1的定子4有四个沿转子1周向各占据一个90度角的定子极5。它们分别带一个线圈6构成的定子绕组。
在转子极3与对应的定子极5之间在运行时留有一个环形空气间隙7。
在这种两相电动机中，转子1每转一圈360度实施四个步骤。因此每转一圈每一相接通两次。为了识别转子位置使用一个图中未表示的传感器(转子位置识别器)，它提供信号S。
图2表示一个示意图，其中绘有相PH1的通电与传感器信号S的关系。相应于电动机的两相设计，传感器信号在转子1的每90度位置时发送，由此形成一个90度的几何间距。例如在0度时由传感器提供第一个信号，以及沿转子旋转方向看90度后提供另一个信号，这同时意味着是相通电的断开时刻A。
相通电的接通时刻E相对于几何间距G延迟。相应地在一个预定的延迟角度范围V内，例如在图示的实施例中为从第一个传感器信号起计量的前20度角，起先不实施相通电。因此在图示的实施例中相PH1的通电仅在通电角度范围B为70度的范围内进行。
因为断开时刻与几何间距G保持一致，所以尤其在几千转/分钟的很高的转速情况下不发生相干叠加。确切地说，一个相按照几何间距在预定的断开时刻A切断，而下一个相推迟所述的延迟角度范围V才接通。
所建议的方法在转速可调的电动机中完全可以在超过预先规定的转速时，例如当超过400转/分钟或更多时才起作用，而在与之相比较低的转速时也完全可以使用另一种与较低的转速彼此协调的控制方法。
所有公开的特征均为(本)发明的重要内容。在本申请所公开的内容中也全面吸收了相关的/附上的先有文件(先申请副本)所公开的内容，也为此目的，这些文件的特征吸纳在本申请的权利要求中。

Claims (6)

1.一种磁阻电动机的控制方法，该磁阻电动机包括转子(1)和定子(4)，其中，所述转子(1)有多个转子段(3)，以及所述定子(4)有数量与之相关的线圈(6)，以及包括一个控制器，该控制器在接通时刻(E)与断开时刻(A)之间转子(1)运动的一个规定的角度范围内，在定子(4)各个相(PH1)的一个线圈(6)上施加电压，其特征为：一个相(PH1)的接通时刻(E)选择成不同于每个线圈(6)角度范围的几何间距(G)而有所延迟，也就是说，相对于与几何间距(G)保持一致而言要适当晚些，而断开时刻则保持与几何间距(G)一致。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为，所述延迟的角度范围(V)相当于所述几何间距(G)的10％或大于10％。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征为，所述延迟的角度范围(V)优选地相当于所述几何间距(G)的20至25％。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征为，所述延迟的角度范围(V)在所述几何间距(G)为90度时相当于20度角。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征为，施加在线圈上的电压高于该磁阻电动机的为每一个相在全部几何间距内通电时所设计的电压。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征为，如果所述转子(1)具有两个转子段(3)，则所述定子(4)有四个线圈(6)。
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