CN101800504B - 用于两相电机控制系统的外部扰动检测系统和方法 - Google Patents

用于两相电机控制系统的外部扰动检测系统和方法 Download PDF

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CN101800504B CN200910206454.3A CN200910206454A CN101800504B CN 101800504 B CN101800504 B CN 101800504B CN 200910206454 A CN200910206454 A CN 200910206454A CN 101800504 B CN101800504 B CN 101800504B
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Abstract

本申请公开了用于两相电机控制系统的外部扰动检测系统和方法。一种系统包括功率控制模块、周期确定模块以及控制模块。所述功率控制模块控制通过电机的定子线圈的电流，以使转子旋转。所述周期确定模块确定第一组感应定子线圈电压之间的第一时间长度，以及确定第二组感应定子线圈电压之间的第二时间长度。所述控制模块基于所述第一时间长度和第二时间长度的差异确定外部扰动是否干扰所述转子的旋转。

Description

用于两相电机控制系统的外部扰动检测系统和方法
与相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年11月13日提交的美国临时专利申请第61/114,158号的权益。上述申请的全部内容通过引用而并入此处。
技术领域
本公开涉及电机控制，以及更特别地涉及检测外力何时干扰转子转动。
背景技术
此处提供的背景描述的目的在于一般地提出本公开的环境。所提出命名为发明人的工作，达到了此背景部分描述的工作的程度，此外所描述的方面可能不像提交时的现有技术一样获得承认，当现有技术与本公开对立时，本公开不明确也不暗示承认。
冷却风扇装置可提供气流以驱散由电子组件产生的热量。冷却风扇装置可包括通过转子驱动风扇叶片的电机。转子的速度可被调整以调整气流和散热。
现在参考图1，冷却风扇系统100包括电机102和电机控制模块104。电机102可包括两相无刷直流(DC)电机。电机102可包括四个定子极：极A1 106、极A2 108、极B1 110以及极B2 112。极A1 106和极A2 108可被总称为“极对A”。极对A可被定子线圈114缠绕(下文中记为“线圈A 114”)。极B1 110和极B2 112可被总称为“极对B”。极对B可被定子线圈115缠绕(下文中记为“线圈B 115”)。电机控制模块104可对线圈A 114施加电压和/或电流，以产生在极A1 106与极A2 108之间的磁场。对线圈A 114施加电压和/或电流可被称为“驱动相A”。电机控制模块104可对线圈B 115施加电压和/或电流，以产生在极B1 110与极B2 112之间的磁场。对线圈B 115施加电压和/或电流可被称为“驱动相B”。
电机102包括转子116。转子116可包括至少一个永磁体。电机控制模块104可驱动相A和/或相B以驱使转子116绕轴118运动。轴118可将转子116机械连接到一装置。例如，轴118可将转子116机械连接到用以冷却电子组件的风扇120上。尽管图1中的转子116位于定子极106、108、110、112之间，但电机102可包括环绕定子极106、108、110、112的转子。
电机控制模块104可交替驱动相A和驱动相B，以使转子116旋转。电机控制模块104可驱动相A两次并驱动相B两次，以使转子116旋转一转。例如，电机控制模块104可驱动相A，然后驱动相B，然后驱动相A，然后驱动相B，以使转子116旋转一转。
电机102可包括至少一个霍耳效应传感器122，其指示转子116的旋转。例如，当转子116的磁极通过霍耳效应传感器122时，霍耳效应传感器122可产生脉冲。电机控制模块104可基于来自霍耳效应传感器122的脉冲确定转子116的转速。
现在参考图2A，电机102可被连接到一电源，该电源提供一电源电压(VSupply)。VSupply可通过二极管123连接到线圈A 114和线圈B 115的公共终端154(下文中记为“中心抽头154”)。二极管123可防止反向电压。
当电压被施加到晶体管A 150的栅极时，晶体管A 150可将线圈A 114接地。当晶体管A 150将线圈A 114接地时，电源可通过线圈A 114提供电流。相应地，电机控制模块104可将电压施加到晶体管A 150，以驱动相A。当电机控制模块104驱动相A时，节点电压VA可近似接地。
当电压被施加到晶体管B 152的栅极时，晶体管B 152可将线圈B 115接地。当晶体管B 152将线圈B 115接地时，电源可通过线圈B 115提供电流。相应地，电机控制模块104可将电压施加到晶体管B 152，以驱动相B。当电机控制模块104驱动相B时，节点电压VB可近似接地。
电机控制模块104可降低施加到晶体管A 150的电压，以关掉晶体管A 150。当晶体管A 150被关掉时，电流不能流过线圈A 114。电机控制模块104可降低施加到晶体管B 152的电压，以关掉晶体管B 152。当晶体管B 152被关掉时，电流不能流过线圈B 115。
现在参考图2B，该图示出了基于来自霍耳效应传感器122的信号的驱动相A和驱动相B。当转子116的速度小于全速时，电机控制模块104可利用脉宽调制(PWM)驱动电机102。脉宽调制驱动信号可包括如在155中示出的一系列驱动脉冲。电机控制模块104可控制驱动脉冲的占空比，以控制转子116的速度。
发明内容
一种系统，其包括功率控制模块、周期确定模块以及控制模块。所述功率控制模块控制通过电机的定子线圈的电流，以使转子旋转。所述周期确定模块确定第一组感应定子线圈电压之间的第一时间长度，以及确定第二组感应定子线圈电压之间的第二时间长度。所述控制模块基于所述第一时间长度和第二时间长度之间的差异，确定外部扰动是否干扰所述转子的旋转。
在其它特征中，当所述定子线圈中的一个两端的电压小于或等于预定电压时，所述周期确定模块确定所述转子感应出所述感应定子线圈电压中的一个。
在其它特征中，所述功率控制模块控制通过所述定子线圈的电流，以使所述转子加速。
在其它特征中，当所述第二时间长度大于或等于所述第一时间长度时，所述控制模块确定力干扰了所述转子的旋转，并且其中，所述第二组感应定子线圈电压中的至少一个感应定子线圈电压出现在所述第一组感应定子线圈电压之后。
在其它特征中，所述功率控制模块控制通过所述定子线圈的电流，以使所述转子以目标速度旋转。
在其它特征中，当所述差异的大小大于一阈值时，所述控制模块确定力干扰了所述转子的旋转，以及其中，所述第二组感应定子线圈电压中的至少一个感应定子线圈电压出现在所述第一组感应定子线圈电压之后。
在其它特征中，所述第一组感应定子线圈电压包括：第一定子线圈中感应的第一电压以及第二定子线圈中感应的第二电压，以及其中，所述第二组感应定子线圈电压包括：所述第二定子线圈中感应的所述第二电压以及所述第一定子线圈中感应的第三电压。
在其它特征中，一种方法，其包括：控制通过电机的定子线圈的电流，以使转子旋转。所述方法还包括：确定第一组感应定子线圈电压之间的第一时间长度，以及确定第二组感应定子线圈电压之间的第二时间长度。此外，所述方法包括：基于所述第一时间长度和第二时间长度之间的差异，确定外部扰动是否干扰所述转子的旋转。
在其它特征中，所述方法包括：当所述定子线圈中的一个两端的电压小于或等于预定电压时，确定所述转子感应出所述感应定子线圈电压中的一个。
在其它特征中，所述方法包括：控制通过所述定子线圈的电流，以使所述转子加速。所述方法还包括：当所述第二时间长度大于或等于所述第一时间长度时，确定力干扰了所述转子的旋转，其中，所述第二组感应定子线圈电压中的至少一个感应定子线圈电压出现在所述第一组感应定子线圈电压之后。
在其它特征中，所述方法包括：控制通过所述定子线圈的电流，以使所述转子以目标速度旋转。
在其它特征中，所述方法包括：当所述差异的大小大于一阈值时，确定力干扰了所述转子的旋转，其中，所述第二组感应定子线圈电压中的至少一个感应定子线圈电压出现在所述第一组感应定子线圈电压之后。
在其它特征中，所述方法包括：确定所述第一组感应定子线圈电压之间的所述第一时间长度，其中，所述第一组感应定子线圈电压包括在第一定子线圈中感应的第一电压，以及在第二定子线圈中感应的第二电压。所述方法还包括：确定所述第二组感应定子线圈电压之间的第二时间长度，其中所述第二组感应定子线圈电压包括在第二定子线圈中感应的所述第二电压，以及在所述第一定子线圈中感应的第三电压。
在其它特征中，一种方法，其包括：施加通过电机的第一定子线圈的电流达第一周期，以使转子在所述第一周期内定位在第一位置；以及基于在所述第一周期内所述电机的第二定子线圈中感应的电压来检测外部扰动何时从所述第一位置移动所述转子。
在其它特征中，所述方法包括：当所述第二定子线圈上的电压小于或等于预定电压时，确定在所述第二定子线圈中感应出了电压，其中，所述预定电压是基于预定的转子移动量的电压。
在其它特征中，上面描述的系统和方法通过一个或多个处理器执行的计算机程序来实施。所述计算机程序可驻留在计算机可读介质上，比如但不局限于存储器、非易失性数据存储器和/或其他合适的有形存储介质。
本公开适用性的更多方面从详细描述、权利要求以及附图将变得明显。详细描述和特定例子仅是用于说明的目的，且并非为了限制本公开的范围。
附图说明
从详细描述以及附图，本发明将被更全面的理解，其中：
图1是根据现有技术的冷却风扇系统；
图2A是根据现有技术的包括驱动晶体管的冷却风扇系统；
图2B示出了根据现有技术，当转子采用脉宽调制激励信号驱动时，在电机的端子产生的信号；
图3为根据本发明的电机系统；
图4A示出了位置A处的转子；
图4B示出了位置B处的转子；
图5为根据本发明的电机控制模块；
图6A为示出了根据本发明的扰动检测系统的三阶段图；
图6B为示出了根据本发明的扰动检测系统的定位阶段中的感应电压检测图；
图7示出了根据本发明，在定位阶段检测对转子的扰动的方法；
图8示出了根据本发明，在加速阶段检测对转子的扰动的方法；以及
图9示出了根据本发明，在速度控制阶段检测对转子的扰动的方法。
具体实施方式
下面的详述在性质上只是示范性的，且绝不是为了限制本公开、其应用或用途。为了清楚，图中将用相同的参考号标识相同的元件。正如此处所用的，词组A、B和C中的至少一个将被应用非排他性的逻辑或(OR)来解释表述逻辑(A或B或C)。应当理解，方法中的步骤可以以不同顺序执行而不改变本公开的原理。
此处所用的术语模块可以指、属于或包括专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或组)和/或存储器(共享的、专用的或组)，来执行一个或多个软件或固件程序、组合逻辑电路和/或其他提供所描述功能的合适的组件。
施加到转子上的外力可干扰转子的速度和/或方向。外力可被施加到连接到转子的装置(比如风扇叶片)。比如，来自风扇叶片路径上的另一个风扇或物体的气流可干扰风扇叶片的旋转。
在风扇装置中采用的电机典型地包括至少一个的霍耳效应传感器，以检测外力何时干扰转子。然而，霍耳效应传感器增加电机的成本。此外，霍耳效应传感器可能失效，因此降低了电机的可靠性。
根据本公开的扰动检测系统，不需要利用霍耳效应传感器可确定外力何时干扰转子。取而代之的，当转子被扰动时，扰动检测系统基于电机的定子线圈中感应的电压来检测外力。霍耳效应传感器的除去可减小电机中包括的组件数量，并且因此可减小电机的成本以及增加电机的可靠性。
当转子在起动中被干扰时，转子可反向旋转，当转子驱动风扇时，这可能导致气流的减小。当转子起动时，扰动检测系统可检测对转子的扰动，以防止转子反向旋转。扰动检测系统将起动中的转子驱动到预定位置。当转子被驱动向预定位置时，扰动检测系统基于电机的定子线圈中感应的电压检测转子何时被干扰。
当转子在旋转中被干扰时，转子的转速可减小，当转子驱动风扇时，这可能导致气流的减小。当转子旋转时，扰动检测系统可检测对转子的扰动。扰动检测系统可确定在定子线圈中感应的电压之间的周期长度。周期长度可表明转子的速度。相应地，扰动检测系统可基于转子的速度变化确定转子何时被干扰。
现在参考图3，根据本公开的示范性电机系统200，其包括电机202和电机控制模块204。仅举例，电机202可包括两相无刷直流(DC)电机。尽管扰动检测系统被描述为控制两相无刷直流电机，扰动检测系统也可控制其他电机系统(比如，三相电机系统)。
电机控制模块204可驱动电机202的相A和/或相B。电机控制模块204可测量VA和VB。电机控制模块204也可测量在电机202的中心抽头154处的电压(下文中记为“VC”)。电机控制模块204可基于VA、VB和VC驱动相A和相B。
电源电压(VSupply)可通过二极管123连接到中心抽头154。相应地，VC可近似为VSupply减去二极管压降。在某些实施方式中，电机系统200可不包括二极管123。电机控制模块204可控制晶体管A 150和B 152，以分别驱动相A和相B。尽管晶体管A 150和B 152被作为n-沟道金属氧化物半导体场效应晶体管示出和描述，但是电机系统200可采用其他晶体管和/或提供类似功能的开关，来实施扰动检测系统。
晶体管A 150和B 152在下文可分别被指为开关A150和B 152。当电机控制模块204闭合开关A 150时，电流可通过线圈A 114流到地。当电机控制模块204闭合开关B 152时，电流可通过线圈B 115流到地。相应地，电机控制模块204可闭合开关A 150和B 152以分别驱动相A和相B。当电机控制模块204断开开关A 150时，电流可被限制不流过线圈A 114。当电机控制模块204断开开关B 152时，电流可被限制不流过线圈B 115。
一般地，电机控制模块204分别驱动相A和相B，以使转子116旋转。比如，电机控制模块204可断开开关B 152，同时，电机控制模块204闭合开关A 150。电机控制模块204也可断开开关A 150，同时，电机控制模块204闭合开关B 152。
此外，旋转转子116，电机控制模块204可将转子116定位在预定位置。转子116的位置可表明转子116相对于极A1 106、A2 108、B1 110和B2 112的方向。电机控制模块204可驱动相A和/或相B，以调整转子116的位置。
现在参考图4A和4B，转子116的位置可包括使转子116与极对A或极对B对准。在图4A中，电机控制模块204驱动相A，以将转子116的位置调整为沿着极对A(下文中记为“位置A”)。在图4B中，电机控制模块204驱动相B，以将转子116的位置调整为沿着极对B(下文中记为“位置B”)。
现在参考图5，电机控制模块204包括功率控制模块210、反电动势(BEMF)检测模块212以及周期确定模块214。功率控制模块210可驱动相A和/或相B，以调整转子116的位置和转速。当转子116旋转时，反电动势检测模块212测量在线圈A 114和线圈B 115中感应的电压。
周期确定模块214可确定在线圈A 114和线圈B 115中感应的电压之间的周期长度。相应地，周期确定模块214可基于感应电压之间的周期长度确定转子116的速度。
电机控制模块204也包括目标速度模块216、位置控制模块218、加速模块220以及速度控制模块222。目标速度模块216可基于由输入装置所要求的速度产生转子116的目标速度。
位置控制模块218可通过功率控制模块210控制转子116的位置，以将转子116定位在预定位置。相应地，位置控制模块218可驱动相A或驱动相B，以控制转子116的位置。
加速模块220可通过功率控制模块210控制转子116的加速。相应地，加速模块220可驱动相A和/或相B，以从预定位置将转子116加速到目标速度。
速度控制模块222可通过功率控制模块210控制转子116，以将转子116的速度保持在目标速度。相应地，速度控制模块222可驱动相A和/或相B，以控制转子116的速度。
当转子116旋转时，转子116可在线圈A 114和/或线圈B 115中感应反电动势(下文中记为“感应反电动势”)。反电动势检测模块212可基于VA、VB和VC检测感应反电动势。反电动势检测模块212可基于对VA和VC的比较，检测在线圈A 114中的感应反电动势。比如，当VA从大于VC的值向小于VC的值过渡时，反电动势检测模块212可检测在线圈A 114中的感应反电动势。反电动势检测模块212可基于对VB和VC的比较，检测在线圈B 115中的感应反电动势。比如，当VB从大于VC的值向小于VC的值过渡时，反电动势检测模块212可检测在线圈B 115中的感应反电动势。
周期确定模块214可确定在检测到感应反电动势之间的周期长度。感应反电动势被检测到之间的周期可在下文中指为“反电动势周期”。比如，周期确定模块214可基于在线圈A 114的感应反电动势、随后是线圈B 115中的感应反电动势之间的时间量确定反电动势周期的长度。相应地，周期确定模块214可基于在线圈A 114中的第一感应反电动势和线圈A 114中的第二感应反电动势之间的时间量确定反电动势周期的长度。
周期确定模块214可基于反电动势周期确定转子116的当前速度。比如，四个反电动势周期可对应转子116的一转。相应地，当反电动势周期长度为T秒时，周期确定模块214可确定转子116的当前速度是(4×T)-1转/秒。反电动势周期的长度可随着转子116速度减小而增加。
现在参考图6A，电机控制模块204可在三个阶段实施扰动检测系统：定位阶段、加速阶段和速度控制阶段。电机控制模块204可连续地实施定位阶段、加速阶段以及速度控制阶段。定位阶段的开始可在下文中指为“起动”。
在起动时，扰动检测系统可开始转子116的旋转。比如，转子116在起动阶段可以是静止的，且目标速度大于零。当转子116被干扰时，扰动检测系统可返回起动。
转子116可在扰动检测系统的三个阶段的每个阶段中被干扰。在三个阶段的每个阶段中，电机控制模块204可基于感应反电动势来检测转子116何时被干扰。现在依次对在三个阶段的每个阶段中的扰动检测进行讨论。
在定位阶段，电机控制模块204可将转子116定位在预定位置。电机控制模块204可基于感应反电动势确定转子116是否从所述预定位置被干扰。当在定位阶段检测到扰动时，扰动检测系统可返回起动。扰动检测系统可返回起动，以防止转子116以反方向起动。比如，如果转子116从预定位置被干扰到反方向，转子116可在加速阶段以反方向旋转。
在加速阶段，电机控制模块204可将转子116从零转每分钟(RPM)加速到目标速度。电机控制模块204可基于感应反电动势确定在加速中转子116是否被干扰。当在加速阶段检测到扰动时，扰动检测系统可返回起动。
在速度控制阶段，电机控制模块204可调整转子116的速度，以保持目标速度。电机控制模块204可基于感应反电动势确定在速度控制中转子116是否被干扰。当在速度控制阶段检测到扰动时，扰动检测系统可返回起动。
定位阶段开始时，位置控制模块218控制转子116，以将转子116定位在位置A或B。比如，定位控制模块218可驱动相A，以将转子116定位在位置A处。位置控制模块218可在预定驱动时间段内(比如，小于一秒)将转子116定位在位置A处。
当位置控制模块218驱动相A时，转子116可被从位置A干扰。当转子116被从位置A干扰时，转子116可在线圈B 115中感应一反电动势。当位置控制模块218驱动相A时，反电动势检测模块212可测量VB，以检测在线圈B 115中的感应反电动势。当转子116的位置由于扰动偏离位置A时，反电动势检测模块212可检测在VB处的感应反电动势。当反电动势检测模块212检测到在VB处的感应反电动势时，位置控制模块218可停止驱动相A。当反电动势检测模块212检测到在VB处的感应反电动势时，位置控制模块218可重启扰动检测系统。
现在参考图6B，当位置控制模块218驱动相A时，VB可近似等于VC。仅举例，当转子116被干扰时，VB可减小到低于VC。当VB减小到小于一低于VC的阈值时，反电动势检测模块212可检测到感应反电动势。阈值以250示出。阈值可相应于在定位阶段所容许的转子移动量。大的阈值可相应于转子116从位置A的更大移动。相应地，扰动检测系统在定位阶段的公差可通过阈值而得到校准。
再回到参考图6A，在定位阶段中，沿着反电动势线的两个脉冲表明了反电动势检测模块212何时检测到感应反电动势。当反电动势检测模块212在定位阶段中检测到感应反电动势时，扰动检测系统可返回起动。当在预定驱动时间段中未检测到扰动时，扰动检测系统可继续到加速阶段。
在位置控制模块218驱动相A后，到转子116稳定在位置A之前，可经过一时间周期(下文中记为“稳定周期”)。比如，稳定周期可包括转子116转向位置A的周期。稳定周期也可包括转子116在位置A附近摆动直到转子116稳定在位置A处的周期。在稳定周期中，在转子116稳定在位置A处之前，反电动势检测模块212可检测到感应反电动势。
在稳定周期中检测到感应反电动势，可能并不表明对转子116有扰动。相应地，反电动势检测模块212可在位置控制模块开始驱动相A一延迟周期252之后，开始测量VB。
在加速阶段中，加速模块220可控制转子116的速度，以将转子116加速到目标速度。加速模块220可驱动相A和相B，以将转子116加速到目标速度(比如，利用脉宽调制激励信号)。仅举例，当目标速度是转子116的最大速度时(比如，3000-4000转每分钟)，加速模块220可在1-2秒内将转子116加速到目标速度。
加速模块220可基于反电动势周期的长度，确定转子的当前速度。相应地，加速模块220可基于两个连续的反电动势周期，确定转子116当前速度的变化。当加速模块220加速转子116时，连续的反电动势周期可减小长度。
转子116可在加速阶段被干扰。比如，加速模块220可基于两个连续的反电动势周期的比较，确定转子116被干扰。当转子116在加速阶段被干扰时，转子116可减速。相应地，当在第一反电动势周期之后测量的第二反电动势周期比第一反电动势周期长时，加速模块220可确定转子116已被干扰。
示范性的反电动势周期T1、T2、T3和T4示出了在加速阶段中的扰动的检测。随着加速模块220加速转子116，反电动势周期T1、T2和T3长度减小。然而反电动势周期T4的长度大于先前确定的反电动势周期T3。反电动势周期T4的长度增加可表明转子116在反电动势周期T4中被干扰。相应地，确定T4大于T3后，加速模块220可确定转子116被干扰。
在某些实施方式中，加速模块220可包括最小周期阈值，其表明了可接受的最小反电动势周期长度。当反电动势周期小于最小周期阈值时，加速模块220可确定转子116被干扰。
当加速模块220确定转子116被干扰时，转子模块220可停止驱动相A和相B。当加速模块220确定转子116被干扰时，扰动检测系统可返回起动。当在加速阶段未检测到扰动时，扰动检测系统可继续到速度控制阶段。
在加速模块220将转子116加速到目标速度之后，速度控制模块222可控制转子116的速度。当速度控制模块222控制转子116的速度时，速度控制阶段可开始。速度控制模块222可基于转子116的当前速度与所述目标速度之间的差异，调整转子116的速度。
速度控制模块222可基于反电动势周期确定转子116的当前速度。当当前速度小于目标速度时，速度控制模块222可增大转子116的速度以达到目标速度。当当前速度大于目标速度时，速度控制模块222可减小转子116的速度以达到目标速度。
速度控制模块222可基于感应反电动势控制转子116的速度，其根据申请号为____、于____提交的标题为“Motor Speed Control System andMethod Without Pulse-Width Modulation”(客户参考号MP3028，律师案号5059-002468/US)，以及2008年12月1日提交的美国临时申请第61/118,820号，这两个申请的全部内容通过引用而并入此处。
目标速度在速度控制阶段可发生改变。目标速度模块216可基于由输入装置所要求的速度产生目标速度。输入装置可包括开关。相应地，操作员可利用开关要求目标速度。比如，操作员可利用开关从速度范围中选择。输入装置可基于感知到的周围温度要求目标速度。比如，当转子116驱动风扇叶片时，输入装置可当所述周围环境温度增大时要求增加目标速度。相应地，目标速度的增加可导致气流增加，从而冷却连接到电机系统200的组件。
典型地，在速度控制阶段，速度控制模块222可逐渐地调整转子116的速度。相应地，在速度控制阶段，连续的反电动势周期的长度可逐渐地改变。比如，连续的反电动势周期的长度改变的量可小于一反电动势周期阈值。当转子116在速度控制阶段被干扰时，连续的反电动势周期的长度改变的量可大于反电动势周期阈值。
速度控制模块222可比较连续的反电动势周期，以确定连续的反电动势周期之间的改变量。当连续的反电动势周期的改变大于反电动势周期阈值时，速度控制模块222可确定转子116已被干扰。
在某些实施方式中，速度控制模块222可对第一反电动势周期和在第一反电动势周期之后确定的第二反电动势周期进行比较。当第二反电动势周期不在第一反电动势周期的反电动势周期阈值之内时，速度控制模块222可确定转子116被干扰。比如，当第二反电动势周期以反电动势周期阈值大于第一反电动势周期时，速度控制模块222可确定转子116被干扰。此外，当第二反电动势周期以反电动势周期阈值小于第一反电动势周期时，速度控制模块222可确定转子116被干扰。反电动势周期阈值可基于第一反电动势周期。比如，反电动势周期阈值可为第一反电动势周期的一个百分比(比如，大约10％)。反电动势周期阈值可基于电机202的参数。
示范性的反电动势周期T5、T6和T7示出了在速度控制阶段对扰动的检测。反电动势周期T5和T6大致相等，其表明转子116未被干扰。然而反电动势周期T7的长度大于先前确定的反电动势T6的长度。反电动势周期长度从T6增大到T7，可表明转子116在周期T7中被干扰。相应地，当反电动势周期T7比反电动势周期T6大一反电动势周期阈值时，速度控制模块222可确定转子116被干扰。
当速度控制模块222确定转子116被干扰时，速度控制模块222可停止驱动相A和相B。当速度控制模块222确定转子116被干扰时，扰动检测系统可返回起动。
现在参考图7，用于在定位阶段对检测转子的扰动的方法300从步骤301开始。在步骤302中，位置控制模块218将转子116驱动到位置A。在步骤304中，反电动势检测模块212等待稳定周期。
在步骤306中，反电动势检测模块212确定是否在VB处检测到感应反电动势。如果步骤306的结果为真，方法300继续步骤307。如果步骤306的结果为假，方法300继续步骤308。在步骤307中，位置控制模块218确定转子116被干扰。在步骤308中，位置控制模块218确定预定驱动时间段是否已经通过。如果步骤308的结果为假，方法300重复步骤306。如果步骤308结果为真，方法300继续步骤310。在步骤310中，扰动检测系统开始加速阶段。方法300在步骤312结束。
现在参考图8，用于在加速阶段检测对转子的扰动的方法400从步骤401开始。在步骤402中，反电动势检测模块212确定是否在VA处检测到感应反电动势。如果步骤402的结果为假，方法400重复步骤402。如果步骤402的结果为真，方法400继续步骤404。在步骤404中，加速模块220驱动相A，以加速转子116。在步骤406中，反电动势检测模块212确定是否在VB处检测到感应反电动势。如果步骤406的结果为假，方法400重复步骤406。如果步骤406的结果为真，方法400继续步骤408。
在步骤408中，周期确定模块214确定第一反电动势周期。在步骤410中，加速模块220驱动相B，及加速转子116。在步骤412中，反电动势检测模块212确定是否在VA处检测到感应反电动势。如果步骤412的结果为假，方法400重复步骤412。如果步骤412的结果为真，方法400继续步骤414。在步骤414中，周期确定模块214确定第二反电动势周期。
在步骤416中，加速模块220确定第二反电动势周期是否大于第一反电动势周期。如果步骤416的结果为真，方法400继续步骤418。如果步骤416的结果为假，方法400继续步骤420。在步骤418中，加速模块220确定转子116被干扰。在步骤420中，加速模块220确定转子116是否处于目标速度。如果步骤420的结果为假，方法400继续步骤404。如果步骤420的结果为真，方法400继续步骤422。在步骤422中，扰动检测系统开始速度控制阶段。方法400在步骤424处结束。
现在参考图9，用于在速度控制阶段检测对转子的扰动的方法500从步骤501开始。在步骤502中，反电动势检测模块212确定是否在VA处检测到感应反电动势。如果步骤502的结果为假，方法500重复步骤502。如果步骤502的结果为真，方法500继续步骤504。在步骤504中，速度控制模块222驱动相A。在步骤506中，反电动势检测模块212确定是否在VB处检测到感应反电动势。如果步骤506的结果为假，方法500重复步骤506。如果步骤506的结果为真，方法500继续步骤508。
在步骤508中，周期确定模块214确定第一反电动势周期。在步骤510中，速度控制模块222驱动相B。在步骤512中，反电动势检测模块212确定是否在VA处检测到感应反电动势。如果步骤512的结果为假，方法500重复步骤512。如果步骤512的结果为真，方法500继续步骤514。在步骤514中，周期确定模块214确定第二反电动势周期。
在步骤516中，速度控制模块222确定第二反电动势周期是否在第一反电动势周期的反电动势周期阈值内。如果步骤516的结果为假，方法500继续步骤518。如果步骤516的结果为假，所述方法500继续步骤520。在步骤518中，速度控制模块222确定转子116被干扰。方法500在步骤520处结束。
本公开的宽泛教导可以以不同形式来实施。因此，尽管此公开包括了特定例子，由于依靠对本公开附图、详述以及随后的权利要求的研究，其他修改将变得明显，因此本公开的真正范围不应被限制于此。

Claims (14)

1.一种用于电机控制的系统，其包括：
功率控制模块，其控制通过电机的定子线圈的电流，以使转子旋转；
周期确定模块，其
确定第一组感应定子线圈电压之间的第一时间长度，以及
确定第二组感应定子线圈电压之间的第二时间长度，其中所述第二组感应定子线圈电压中的第二个感应定子线圈电压出现在所述第一组感应定子线圈电压中的第一个感应定子线圈电压和第二个感应定子线圈电压之后；以及
控制模块，其基于所述第一时间长度和第二时间长度之间的差异确定外部扰动是否干扰所述转子的旋转。
2.如权利要求1所述的系统，其中，当观察到所述定子线圈中的第一个定子线圈两端的电压减小到低于预定电压时，所述周期确定模块确定已经出现了所述第一组感应定子线圈电压中的所述第一个感应定子线圈电压。
3.如权利要求2所述的系统，其中，当在确定出现了所述第一组感应定子线圈电压中的所述第一个感应定子线圈电压之后观察到所述定子线圈中的所述第一个定子线圈两端的电压减小到低于所述预定电压时，所述周期确定模块确定已经出现了所述第一组感应定子线圈电压中的所述第二个感应定子线圈电压。
4.如权利要求2所述的系统，其中，当观察到所述定子线圈中的第二个定子线圈两端的电压减小到低于所述预定电压时，所述周期确定模块确定已经出现了所述第一组感应定子线圈电压中的所述第二个感应定子线圈电压。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述功率控制模块控制通过所述定子线圈的电流，以使所述转子加速。
6.如权利要求5所述的系统，其中，在所述转子加速时，响应于所述第二时间长度大于所述第一时间长度，所述控制模块确定力干扰了所述转子的旋转。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述功率控制模块控制通过所述定子线圈的电流，以使所述转子以目标速度旋转。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述目标速度基于输入装置所要求的速度。
9.如权利要求7所述的系统，其中，当所述差异的大小大于一阈值时，所述控制模块确定力干扰了所述转子的旋转。
10.如权利要求1所述的系统，其中，
所述第一组感应定子线圈电压包括第一定子线圈中感应的第一电压以及第二定子线圈中感应的第二电压，以及其中，所述第二组感应定子线圈电压包括所述第二定子线圈中感应的所述第二电压以及所述第一定子线圈中感应的第三电压。
11.如权利要求1所述的系统，其中，响应于所述外部扰动干扰了所述转子的旋转的确定，所述功率控制模块控制通过所述定子线圈的电流，以将所述转子定位在预定位置。
12.一种用于电机控制的系统，其包括：
功率控制模块，其施加通过电机的第一定子线圈的电流达第一周期，以使转子在所述第一周期内定位在第一位置；以及
检测模块，其(i)在所述第一周期内监测所述电机的第二定子线圈中感应的电压，(ii)响应于观察到在所述第一周期内所监测的电压的偏离，确定外部扰动已经影响了所述转子的定位。
13.如权利要求12所述的系统，其中，通过小于或等于预定电压的所述第二定子线圈两端的所述电压定义所监测的电压的所述偏离。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述预定电压对应于预定的转子移动量的电压。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8807956B2 (en) 2008-11-13 2014-08-19 Marvell World Trade Ltd. Apparatus and method for controlling speed of a fan via a first control module connected by a cable and/or conductors between a motor and a second control module
DE112011102832A5 (de) * 2010-08-27 2013-06-13 Isatech Gmbh Verfahren zum Ansteuern eines einphasigen BLDC Kleinmotors
US8897954B2 (en) * 2011-05-05 2014-11-25 Deere & Company Method for calibrating position sensor on electric motor
TWI473415B (zh) * 2012-04-10 2015-02-11 Padauk Technology Co Ltd 可提高馬達驅動運轉效率之控制器與方法
US20140097777A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 Marvell World Trade Ltd. Driving a rotating device based on a combination of speed detection by a sensor and sensor-less speed detection
CN106026798B (zh) * 2016-07-14 2018-12-14 上海金脉电子科技有限公司 车用水泵电机控制器
CN108459271B (zh) * 2018-02-07 2021-01-15 福建睿能科技股份有限公司 两相电机的检测方法及检测装置、具有存储功能的装置
JP2021002929A (ja) * 2019-06-21 2021-01-07 株式会社アドヴィックス モータ制御装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4684866A (en) * 1986-04-16 1987-08-04 General Motors Corporation Adaptive controller for a motor vehicle engine throttle operator
CN1092915A (zh) * 1993-01-06 1994-09-28 机械创发公司 单相交流电动机速度控制系统
US5859520A (en) * 1996-04-12 1999-01-12 Sgs-Thomson Microelectronics S.A. Control of a brushless motor
CN1614872A (zh) * 2003-11-05 2005-05-11 索尼株式会社 无传感器无刷马达
US6949900B1 (en) * 2004-06-30 2005-09-27 Silicon Laboratories Inc. MCU control for brushless DC motor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5128825A (en) * 1990-02-01 1992-07-07 Westinghouse Electric Corp. Electrical contactor with controlled closure characteristic
US6215261B1 (en) * 1999-05-21 2001-04-10 General Electric Company Application specific integrated circuit for controlling power devices for commutating a motor based on the back emf of motor
US6979970B2 (en) * 2003-06-30 2005-12-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sensorless motor driving device and its driving method
US6900657B2 (en) * 2003-09-24 2005-05-31 Saia-Burgess Automotive, Inc. Stall detection circuit and method
US7202617B2 (en) * 2004-04-12 2007-04-10 Delta Electronics, Inc. Circuit and method for controlling brushless DC motor
US7183734B2 (en) * 2005-02-18 2007-02-27 Atmel Corporation Sensorless control of two-phase brushless DC motor
US7514888B2 (en) * 2006-11-01 2009-04-07 Analog Devices, Inc. Method and system for sensorless brushless DC motor control with predictive switch timing
US7876522B1 (en) * 2008-09-30 2011-01-25 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive updating estimate of voice coil resistance to account for resistance change prior to unload operation
US8269440B2 (en) 2008-12-01 2012-09-18 Marvell World Trade Ltd. Motor speed control system and method without pulse-width modulation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4684866A (en) * 1986-04-16 1987-08-04 General Motors Corporation Adaptive controller for a motor vehicle engine throttle operator
CN1092915A (zh) * 1993-01-06 1994-09-28 机械创发公司 单相交流电动机速度控制系统
US5859520A (en) * 1996-04-12 1999-01-12 Sgs-Thomson Microelectronics S.A. Control of a brushless motor
CN1614872A (zh) * 2003-11-05 2005-05-11 索尼株式会社 无传感器无刷马达
US6949900B1 (en) * 2004-06-30 2005-09-27 Silicon Laboratories Inc. MCU control for brushless DC motor

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