CN103988415B - 启动无刷马达的方法 - Google Patents

Abstract

一种启动无刷马达的方法，该马达包括转子，具有至少一个相绕组的定子，以及转子位置传感器。该方法包括激励绕组和检测由传感器输出的信号。如果信号的边缘在第一周期内被检测到，绕组响应边缘换向激励。另外，该方法包含在第一周期的末端处换向激励绕组，检测信号，响应在第二周期期间检测到的信号的第二边缘的第二个换向激励绕组。附加地，一种控制系统，其执行该方法，一种马达组件，包括无刷马达和控制系统。

Description

启动无刷马达的方法

技术领域

本发明涉及一种启动无刷马达的方法。

背景技术

图1示出了无刷马达1，该无刷马达1包括永久磁体转子2，具有相绕组4的定子3和霍尔效应传感器5。该转子2具有四个磁极(标示为A-D)，且定子具有四个凸极6(绕转子2布置)。该马达1是单向性的，且仅沿向前方向被驱动。

启动马达1的传统方法典型地如下进行。当转子2在图1中的停靠位置中时，霍尔效应传感器5被假设以检测转子磁极A的极性。在通过霍尔效应传感器5输出信号的基础上准确极性的相电流被供应到绕组4，以致转子2被向前驱动。不幸地，当转子2在停靠位置时，霍尔效应传感器5的角度位置比较接近于转子2的极性的过渡区。因此，霍尔效应传感器5位置的任何变化可意味着马达1未能启动。例如，图2示出了相同的无刷马达，但其中霍尔效应传感器5的位置些微地向右转移。结果，霍尔效应传感器5不再检测转子磁极A而是改为检测转子磁极B，其具有相反极性。因此，初始相电流将具有错误的极性且由此转子2将被向后驱动而不是向前。

开启马达1的传统方法由此遭受问题，对霍尔效应传感器5的位置相对严格的公差被需求。

发明内容

本发明提供了启动无刷马达的方法，该方法包括定子，具有至少一个相绕组的定子和转子位置传感器，该方法包括激励绕组；通过传感器检测信号输出；如果信号的边缘在第一周期期间被检测到：响应于该边缘换向激励绕组；否则：在第一周期的末端处换向激励绕组；检测信号；且响应在第二周期期间检测到的信号的两个边缘的第二个换向激励绕组。

激励绕组导致转子沿向前或向后方向旋转。由转子位置传感器输出的信号在激励期间被检测到。如果信号的边缘在第一周期内被检测到，则转子被假设为沿向前方向旋转。因此，响应该边缘，绕组被换向激励以便继续向前驱动转子。在另一方面，如果信号的边缘没有在第一周期内被检测到，转子被假设为沿向后方向旋转。在此情况下，绕组在第一周期的端部处被换向激励以便向前驱动转子。由转子位置传感器输出的信号再次被检测，且绕组响应信号的两个边缘的第二个被换向激励以便继续向前驱动转子。结果，该转子不考虑在传感器的位置处的任何公差而被向前驱动。甚至，当转子在停靠位置时，转子可在不需要检测传感器的信号的情况下向前驱动。

初始的激励导致转子向前或向后方向(也就是由激励产生的扭矩是正的或负的)旋转。当初始激励产生正的激励扭矩时，该第一周期可在一时间(其足以用于转子从静止旋转通过至少360/N的机械度的角度)处终止，其中N是转子磁极的数量。因此，如果转子不考虑传感器的位置中的任何公差的情况下向前旋转，当信号的每个边缘对应于在转子磁极之间过渡部时，信号的边缘将在第一周期期间被检测到。

该第二周期可在换向激励绕组之后一时间(其足以用于转子从静止旋转通过大于360/N的机械度的角度)处终止，其中N是转子磁极的数量。因此，如果转子向前旋转，当信号的每个边缘对应于在转子磁极之间过渡部时，信号的两个边缘可在第二周期期间被检测到。如果第二周期早于此结束，那么即使当转子向前旋转时，也可能检测不到信号的两个边缘。

该第一周期可在激励的开始之后固定的时间周期处开始。同样地，该第二周期可在换向激励之后固定的时间周期处开始。由传感器输出的信号由此对于该激励或换向激励之后的固定时间周期被有效地忽视。出现在激励或换向激励的开始处的信号中的任何虚假的边缘由此被忽视。例如，在转子位置传感器是霍尔效应传感器的情况下，定子磁场可影响由传感器输出的信号。然而，该定子磁场可能仅在穿过霍尔效应传感器的转子磁场是相对弱的(例如在转子磁极之间过渡部处)影响霍尔效应传感器的输出。在激励或换向激励绕组不久之后，转子将旋转到位置(其中穿过霍尔效应传感器的转子磁场强得多且超过定子磁场)。因此，定子磁场在霍尔效应传感器输出上可具有的任何不良影响可能为短暂的，且通过对于激励或换向激励之后的固定时间周期忽视该信号而避免。

激励绕组可包括检测信号，响应逻辑上的高位信号沿第一方向激励绕组，且响应逻辑上的低位信号沿第二方向激励绕组。当转子在不对齐位置时，当信号是逻辑上的高位信号时沿第一方向激励绕组，且当信号为逻辑上的低位信号时沿第二方向激励绕组产生正激励扭矩。通过最初检测HALL信号，然后沿一般地产生正扭矩的方向激励绕组，转子将在大多数情况下立即向前驱动。

如果在第一周期期间没有检测到信号边缘且在第二周期期间未能被检测到信号的两个边缘，那么这表明转子不向前驱动。因此，该方法可包括在在第二周期期间未被检测到信号的两个边缘的事件中产生故障。

一旦转子向前旋转(也就是在信号的边缘在第一周期期间被检测到或两个边缘在第二周期期间被检测到之后)，该方法可包括随后检测信号且响应信号的每个边缘换向激励绕组。例如，该绕组可与信号的每个边缘同步地被换向激励。替代地，绕组的换向激励可为相对于信号的每个边缘提前的或滞后的。

该转子可包括永久磁体，且转子位置传感器可为霍尔效应传感器。该霍尔效应传感器于是对永久磁体的磁场敏感。该永久磁体可形成转子芯部的一部分，也就是转子的一部分，其与定子的磁通相互作用。替代地，永久磁体可独立于转子芯部且仅仅被提供为用于指示转子位置的器件。在该永久磁体形成转子芯部的一部分的情况下，霍尔效应传感器的设置提供了用于检测转子位置的成本有效器件。

本发明还提供了控制系统，该控制系统执行上述的任一个中描述的方法。

本发明还提供了马达组件，该马达组件包括无刷马达和上述描述的控制系统，其中该无刷马达包括永久磁体转子，具有单个相绕组的定子以及霍尔效应传感器。

附图说明

为了本发明可被更容易地理解,本发明的实施例现在将要参考附图通过实例而被描述，其中：

图1是无刷马达的剖视图；

图2是相同的无刷马达的剖视图，但其中霍尔效应传感器被向右移动。

图3示出了根据本发明的马达组件；

图4示出了在一个机械周期上该马达组件的反电动势、HALL信号、齿槽转矩的波形；

图5示出了马达组件的转子的两个停靠位置；以及

图6是通过马达组件实施的用于启动马达的方法。

具体实施方式

图3中的马达组件10包括无刷马达1和控制系统11。

马达1与图1中所示的相同且包括永久磁体转子2，具有相绕组4的定子3和霍尔效应传感器5。

该转子2具有四个磁极(标示为A-D)，且定子具有四个凸极6(绕转子3布置)。

该霍尔效应传感器5被定位于定子3的槽形开口内且对转子2的磁场敏感。该霍尔效应传感器5输出数字信号HALL，该数字信号HALL是逻辑上的高位或低位，取决于穿过传感器5的磁通量的方向。该HALL的每个边缘由此表示转子2的极性中的改变。

该控制系统11负责驱动马达1，且包括逆变器12，门驱动器模块13和控制器14。

该逆变器12包括四个功率开关Q1-Q4的全桥接，其将绕组4连接到直流电压。

门驱动器模块13响应来自控制器14的控制信号驱动开关Q1-Q4的断开和闭合。

该控制器14输出两个控制信号，DIR1，DIR2，到门驱动器模块13。DIR1和DIR2控制穿过逆变器12且由此穿过绕组4的电流的方向。当DIR1被拉为逻辑上的高位且DIR2被拉为逻辑上的低位，该门驱动器模块13闭合开关Q1和Q4，断开开关Q2和Q3，由此导致电流从左到右驱动穿过绕组4。相反地，当DIR2被拉为逻辑上的高位且DIR1被拉为逻辑上的低位，该门驱动器模块13闭合开关Q2和Q3，断开开关Q1和Q4，由此导致电流从右到左驱动穿过绕组4。绕组4中的电流由此通过反转DIR1和DIR2换向激励。如果DIR1和DIR2都被拉为逻辑上的低位，门驱动器13完全断开开关Q1-Q4。此后，术语'设置'和'清除'将被用于指示信号分别被拉为逻辑上的高位和低位。

该马达1是单向性的，且仅沿向前方向被驱动。在图1中示出的特殊实施例中，马达1沿顺时针方向被驱动。

定子磁极6和转子之间的空气间隙是不对称的。结果，齿槽转矩中的过零点相对于反电动势中的过零点偏移。因此，当转子2静止时，转子2停靠在位置中，对于该位置激励扭矩非零且由此转子2可被启动。图4示出了在装置2的一个机械回转上齿槽转矩，反电动势和HALL信号的波形。

图5示出了转子2的两个可能停靠位置。每个停靠位置对应于齿槽转矩中的过零点，在图4中标志为P和Q。停靠位置P通常指稳定停靠位置，同时停靠位置Q指不稳定停靠位置。虽然停靠位置Q是不稳定的，然而由于例如转子摩擦，该转子2仍可停靠在这个位置。霍尔效应传感器5被定位在槽形开口内以致当转子2停靠在任一位置中时，该霍尔效应传感器5理想地检测转子磁极A的极性。然而由于霍尔效应传感器5的位置中的公差，当被停靠在位置P时，该传感器可能改为检测转子磁极B的极性。

该控制器14负责启动和随后驱动马达。

通常，该控制器14可能尝试以下面的方法启动马达1。首先，控制器14检测HALL信号。不考虑转子2停靠在位置P还是位置Q，该控制器14假设该霍尔效应传感器5检测转子磁极A的极性。在HALL信号的基础上，该控制器14沿适于产生正激励扭矩的方向激励绕组4。当转子2被停靠在位置Q中时，霍尔效应传感器5不考虑霍尔效应传感器5的位置中的公差检测转子磁极A的极性。因此，当转子2被停靠在位置Q中时，激励扭矩的极性是正的且转子2被向前驱动。与此相反，当转子2停靠在位置P中时，霍尔效应传感器5可检测转子磁极A或转子磁极B的极性。如果霍尔效应传感器5检测转子磁极A，激励扭矩的极性是正的且转子2被向前驱动。在另一方面，如果霍尔效应传感器5检测转子磁极B的极性，激励扭矩的极性是负的且转子2被相反地向后驱动。

如果转子2被向后驱动，转子2将停在对齐位置处，在该位置处，激励扭矩平衡齿槽转矩也就是说激励扭矩的大小与齿槽转矩的大小相等的。由于转子2随后不再运动，霍尔效应传感器5将不能检测到在转子2的极性中的任何进一步的改变，由此控制器14将假定为故障已发生。

现在将参考图6描述避免这个问题的启动马达1的方法。

该控制器14首先检测HALL信号S20。在HALL信号的基础上，该控制器14以打算产生正的激励扭矩S21的方式激励绕组4。所以，例如，当HALL信号是逻辑上的高位时，该绕组4可从左到右被激励，且当HALL信号是逻辑上的低位时，该绕组4可从右到左被激励。

该控制器14在激励期间继续检测HALL信号(S22)。如果HALL信号的边缘在第一预定周期内被检测到(S23)，控制器14响应该边缘换向激励绕组4(S24)。当激励扭矩是正的时，该第一预定周期在激励的开始处开始，且在足够用于转子2从静止旋转通过至少90机械度的角度的时间之后终止。当向前旋转时，通过至少90机械角度的旋转，霍尔效应传感器5将检测到转子2的极性中的转变。因此，如果控制器14在第一预定周期期间检测HALL的边缘(S23)，转子2被假设为向前旋转。该控制器14由此响应HALL信号换向激励绕组4(S24)，以便保持正的激励扭矩且由此保持向前驱动转子2。

如果没有HALL信号的边缘在第一预定周期内被检测到(S23)，控制器14执行下列一系列步骤。首先，该控制器14在第一预定周期的末端处换向激励绕组4(S25)。该控制器14于是检测HALL信号(S26)。响应于HALL信号的第一边缘，该控制器沿相同的方向(也就是没有换向激励)继续激励绕组4。响应于HALL信号的第二边缘，该控制器14换向激励绕组(S28)。如果控制器14在第二预定周期内未能检测HALL信号的两个边缘(S27)，该控制器14产生故障且断开所有功率开关Q1-Q4(S29)。

如果没有HALL信号的边缘在第一预定周期内检测到(S23)，将假设为初始激励产生了负扭矩且转子2向后旋转且停止在对齐位置，也就是激励扭矩和齿槽转矩平衡的位置。该控制器14由此在第一预定周期的末端处换向激励绕组4(S25)，以便产生正的激励扭矩且由此向前驱动转子2。负激励被假设为仅仅出现在当转子被停靠在位置P处且霍尔效应传感器5检测转子磁极B时。因此，当转子2从对齐位置向前驱动时，该霍尔效应传感器5将首先检测到转子磁极B和A之间的转变。如果控制器14响应HALL信号的第一边缘换向激励绕组4，引起的激励扭矩将为负的且转子2将被向回驱动到对齐位置。该控制器14由此响应HALL信号的第一边缘沿相同方向继续激励绕组4。在转子旋转过另一90机械度之后，该霍尔效应传感器5将检测转子磁极A和D之间的转变。响应HALL信号的这个第二边缘，该控制器14换向激励绕组(S28)以便保持正的激励扭矩且由此保持向前驱动转子2。

当激励扭矩是正的时，该第二预定周期在换向激励的点处开始，且在足够用于转子2从静止(也就是当在对齐位置时)旋转通过180机械度的角度的时间之后终止。因此，如果转子2从对齐位置向前驱动，HALL信号的两个边缘将在第二预定周期内被检测到。

当转子2被停靠在对齐位置时，分离霍尔效应传感器5和转子磁极A和B之间的过渡部的机械角度通常是小的。对于图1中示出的马达1，该角度约为四机械度。因此，甚至当霍尔效应传感器5位置中的公差被考虑时，HALL信号的第一边缘将在相对小的机械角度(当然小于90机械度)之后被检测到。因此，该第二预定周期可在比上述更早的时间处终止。然而，为了使得HALL信号的两个边缘被检测到，该第二预定周期必须在足够用于转子2从静止旋转通过大于90机械度的角度的时间之后终止。

转子2从静止旋转通过90机械度的角度所需的时间根本上取决于马达1的设计，也就是转子2的直径，马达的磁通链路特性，直流电压的大小，等等。该时间某种程度上还取决于马达1内的公差，也就是霍尔效应传感器5的位置，转子磁极的磁化强度的平衡等等。因此第一和第二预定周期的长度将取决于马达1的设计和公差。

从位置P和Q启动马达的方法的操作将在下面更详细地描述。为了本说明书的目的，假设当霍尔效应传感器5检测转子磁极A和C时HALL信号是逻辑上的高位，且当霍尔效应传感器5检测转子磁极B和D时HALL信号是逻辑上的低位。而且，假设当绕组4从左到右被激励时且信号是逻辑上的高位时，或当绕组4从右到左被激励且HALL信号是逻辑上的低位时，正的激励扭矩基本上被产生。

当转子2被停靠在位置Q，霍尔效应传感器5检测转子磁极A且由此HALL信号是逻辑上的高位。响应逻辑上的高位的HALL信号，该控制器14设置DIR1和清除DIR2以便从左到右激励绕组4。该引起的激励产生正的扭矩，其向前驱动转子2(也就是顺时针方向)。在通过约45机械度的旋转之后，转子磁极A和D之间的过渡部掠过霍尔效应传感器5。导致的HALL信号的边缘出现在第一预定周期内。因此，响应该边缘，控制器14通过清除DIR1且设置DIR2换向激励绕组4以便从右到左激励绕组4。通过响应HALL信号的边缘换向激励绕组4，正的激励扭矩被保持，且由此转子继续向前驱动。

当转子2被停靠在位置P时，霍尔效应传感器5检测转子磁极A或转子磁极B。首先，让我们考虑霍尔效应传感器5检测转子磁极A的情况。响应逻辑上的高位的HALL信号，该控制器14设置DIR1且清除DIR2以便从左到右激励绕组4。该引起的激励产生正的扭矩，其向前驱动转子2(也就是顺时针方向)。在通过少于90机械度的旋转之后，转子磁极A和D之间的过渡部掠过霍尔效应传感器5。其自然地遵循规律，由于每个转子磁极跨越90机械度，转子磁极A和D之间的过渡部将出现在90机械度内。得到的HALL信号的边缘由此出现在第一预定周期内。响应HALL信号的边缘，控制器14通过清除DIR1且设置DIR2换向激励绕组4以便从右到左激励绕组4。正的激励扭矩由此被保持且转子2继续向前驱动。

让我们现在考虑霍尔效应传感器5检测转子磁极B的情况。响应当前逻辑上低位的HALL信号，控制器14清除DIR1且设置DIR2以便从右到左激励绕组4。该引起的激励产生负的扭矩，其向后驱动转子2(也就是逆时针方向)。该转子2停止在对齐位置处，在该位置处，该负的激励扭矩被正的齿槽转矩平衡。由此没有HALL信号边缘在第一预定周期内被检测到。因此，在第一预定周期的末端处，控制器14通过设置DIR1且清除DIR2换向激励绕组4以便从左到右换向激励绕组4。该引起的正的激励扭矩向前驱动转子2(也就是顺时针方向)。在旋转通过相对小的机械角度之后，转子磁极B和A之间的过渡部掠过霍尔效应传感器5。该控制器14忽视引起的HALL信号的边缘且继续沿相同方向也就是从左到右激励绕组4。结果，正的激励扭矩被保持且由此转子2继续向前驱动。在转子通过另一90机械度的旋转之后，转子磁极A和D之间的过渡部掠过霍尔效应传感器5。响应HALL信号的这个第二边缘，控制器14通过清除DIR1且设置DIR2换向激励绕组4以便从右到左激励绕组。通过响应HALL信号的第二边缘换向激励绕组4，正的激励扭矩被保持，且由此转子2继续向前驱动。

该控制器14由此能够不考虑转子2的停靠位置且不考虑霍尔效应传感器5的位置中的公差启动马达1。

一旦马达1已经启动且转子2准确地向前旋转，该控制器14可使用传统方法用于加速或其他方式驱动马达1。例如，在启动马达1后，该控制器14可与HALL信号的边缘同步地换向激励绕组4以便加速马达1。

申请人最初设计了一种用于启动马达1的替代方法。然而，该替代方法遭受特殊问题，该特殊问题意味着马达1在某种情况下未能启动。上述的方法被克服这个问题，且由此可能需要描述该替代方法和其遭受的问题。

启动马达1的替代方法如下进行。首先，控制器14检测HALL信号。在HALL信号的基础上，该控制器14以打算产生负的激励扭矩的方法激励绕组4。在预定时间周期之后，该控制器14再次检测HALL信号且以打算产生正的激励扭矩的方法激励绕组4；这可或可不涉及换向激励绕组4。这个从位置P和Q启动马达1的替代方法的操作现在将被检查。

当转子2被停靠在位置Q时，霍尔效应传感器5检测转子磁极A且由此初始激励扭矩是负的。该转子2由此向后驱动且停止在对齐位置。在预定周期的末端，霍尔效应传感器5继续检测转子磁极A且由此绕组5被换向激励以便产生正的激励扭矩。结果，转子2向前驱动。

当转子2被停靠在位置P时，霍尔效应传感器5检测转子磁极B，初始激励扭矩是正的而不是负的。结果，转子2向前驱动。在预定周期期间，转子磁极B和A的过渡部经过霍尔效应传感器5。因此在预定周期的末端处，该霍尔效应传感器5检测转子磁极A。该控制器14由此沿相同的方向继续激励绕组4以便产生正的激励扭矩，且转子2继续向前驱动。

当转子被停靠在位置P且霍尔效应传感器检测转子磁极A，潜在问题发生。初始激励扭矩是负的且转子2由此向后驱动且停止在对齐位置。在预定周期的末端处，控制器1再次检测HALL信号。不幸地，由于在霍尔效应传感器5的位置中的公差，当转子2被停靠在对齐位置时，该传感器5可检测转子磁极A或转子磁极B。如果霍尔效应传感器5检测转子磁极A，控制器14换向激励绕组4，其产生正的激励扭矩且由此向前驱动转子2。然而，如果霍尔效应传感器5检测转子磁极B，控制器14继续沿相同方向激励绕组4且由此转子2未能从对齐位置运动。

本发明的方法克服了这个问题且可不考虑转子2的停靠位置且不考虑霍尔效应传感器5的位置中的公差顺利地启动马达1。

除了转子2的磁场外，当绕组4被激励时，霍尔效应传感器5可对由定子3产生的磁场敏感。理想地，霍尔效应传感器5平行于定子3的磁场线取向，以致霍尔效应传感器5对定子磁场的不敏感。然而，由于霍尔效应传感器5的位置和取向中的公差，该传感器5可对定子3的磁场敏感。结果，当绕组4被激励或被换向激励时，该HALL信号可改变。该控制器14于是将HALL信号中的改变错误地解释为转子2的极性的转变，且由此马达1可未能启动。

由于霍尔效应传感器5的取向，该传感器5对转子2的磁场更敏感。因此，仅当转子磁场是相对弱的也就是在转子磁极之间过渡部处时，定子3的磁场有可能影响HALL信号。所以，例如，当转子2被停靠在位置P中时，绕组4的初始激励可导致HALL信号改变。同样地，当转子2在对齐位置中时，绕组4的换向激励可导致HALL信号改变。在两个例子中，该控制器14可错误地说明HALL信号中的改变为转子2的极性的转变。为了阻止这个发生，控制器14忽视在绕组4的激励或换向激励之后立即出现的HALL信号的任何边缘，如将描述的。

当转子2被停靠在位置P时，霍尔效应传感器5检测转子磁极A或转子磁极B。由于下面描述的行为对两个转子磁极都一样，霍尔效应传感器5检测哪个转子磁极无关紧要。所以对于本说明书的目的，让我们假设霍尔效应传感器5检测转子磁极A。HALL信号由此是最初的逻辑性的高位。该控制器14于是激励绕组4以便向前驱动转子2。穿过霍尔效应传感器5的转子磁场是相对弱的，且由此导致的定子磁场可引起HALL信号从逻辑性的高位改变到逻辑性的低位。HALL的这个改变被控制器忽视，且由此转子2通过正的激励扭矩向前驱动。当转子旋转时，穿过霍尔效应传感器5的转子磁场的强度增强。在相对短的时间周期后，穿过霍尔效应传感器5的转子磁场超过定子磁场的强度。结果，HALL信号再次改变，这次从逻辑性的低位到逻辑性的高位。控制器14再次忽视HALL信号中的这个改变。因此，在相对短的时间周期之后，HALL信号恢复到它的最初值。通过在激励之后的短周期时间内忽视HALL信号，定子磁场可能对HALL的任何不良影响可被避免。该控制器14由此使用在激励开始后一设定时间周期处开始的第一预定周期。

当转子2停止在对齐位置中时，该相同的行为(也就是短时间内相继两个HALL信号的边缘)可在换向激励绕组4之后短期内被观察。该控制器14由此忽视换向激励之后短时间周期内的HALL信号的任何边缘。因此，该第二预定周期不在换向激励的点处开始，而是在换向激励之后一设定时间周期处开始。

在设定时间周期(第一和第二预定周期在该处开始)根本上取决于马达的设计，例如霍尔效应传感器5的位置和取向中的公差，转子2的磁场强度，在激励期间定子3的磁场强度，在激励期间转子2旋转的角速度，等等。

在马达1开始旋转之后，转子磁场可继续影响在转子磁极中的过渡部处的HALL信号。这个影响的净效果是HALL信号的每个边缘相对于反电动势中的过零点些微地偏移。因此，该影响相似于由于霍尔效应传感器5的位置中的公差导致的那个。

图6中描述和示出的方法通过监测HALL信号开始。在HALL信号的基础上，该绕组4沿以打算产生正的激励扭矩的方向激励。然而，监测HALL信号的这个初始步骤可忽略且该方法可仅仅沿特定方向激励绕组4开始。话虽这么说，当转子2被停靠在位置Q时霍尔效应传感器5始终检测转子磁极A，且对于大部分马达，当转子2被停靠在位置P时霍尔效应传感器5将检测转子磁极A。因此通过检测HALL信号且随后沿以打算产生正的扭矩的方向激励绕组4，该转子2将在大多数场合直接地向前驱动。

过多相电流可损害功率开关Q1-Q4或消磁转子2。因此，该控制系统11可使用本控制方案，其限制绕组4中的相电流的大小。因此，在涉及激励绕组4的情况下，应该理解为用于激励绕组4的直流电压可被削减。

在所述实施例中，转子2的位置使用霍尔效应传感器5检测。然而，其他类型的传感器可能同样地被使用于检测转子2的位置。例如，传感器可采取光学编码器的形式，包括被安装到转子2的编码器圆盘和光学传感器。该编码器圆盘可包括四个段，每个与转子2的磁极相对应。该光学传感器于是输出数字信号，该数字信号随着编码器圆盘的每个段改变。

由于不同于霍尔效应传感器的传感器可被用于检测转子2的位置，结果就是转子2不需要包括永久磁体。因此，该马达可为具有非永久磁体转子的磁阻马达。

迄今所参考的无刷马达1具有单个相绕组4，四个转子磁极A-D和四个定子磁极6。然而，上述方法可能同样地被用于启动具有多个相绕组和/或更少或更多数量的转子和定子磁极的马达。

在该马达包括多个相绕组的情况下，应该理解为不是所有的相绕组在任何同一时间被激励。因此，在提及激励绕组时，应该理解为仅仅那些相绕组被激励，其产生正的或负的扭矩。同样地，提及换向激励绕组时，应该理解相绕组的激励以要么保持正扭矩(如果装置向前旋转)要么颠倒扭矩的极性(如果转子在对齐位置处停止)的方式切换。

当激励扭矩是正时，第一预定周期被描述为终止于足够用于转子2从静止旋转穿过至少90机械度的角度的时间处。这个周期适合于四个磁极转子2，其中每个转子磁极跨越90机械度。对于具有替代塑料的转子磁极的马达，第一预定周期终止于足够用于转子从静止旋转穿过至少360/N机械度的角度的时间处，其中N是转子磁极的数量。同样地，该第二预定周期终止于足够用于转子从静止旋转穿过大于360/N机械度的角度的时间处。

Claims (11)

1.一种启动无刷马达的方法，所述马达包括转子、具有至少一个相绕组的定子、以及转子位置传感器，该方法包括：

激励绕组；

检测由传感器输出的信号；

如果信号的边缘在第一周期期间被检测到：

响应于该边缘换向激励绕组；

否则：

在第一周期的末端处换向激励绕组；

检测由传感器输出的信号；以及

响应在第二周期期间检测到的信号的两个边缘的第二个而换向激励绕组。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述转子具有N个磁极且当激励绕组产生正的激励扭矩时，第一周期终止于足够用于转子从静止旋转经过至少360/N机械度的角度的时间处。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述转子具有N个磁极且第二周期终止于在第一周期的末端处换向激励绕组之后足够用于转子从静止旋转经过大于360/N机械度的角度的时间处。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一周期在启动激励之后的固定时间周期处开始。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述第二周期在换向激励之后的固定时间周期处开始。

6.如权利要求1所述的方法，其中激励绕组包括检测由传感器输出的信号，响应逻辑上的高位的信号沿第一方向激励绕组，响应逻辑上的低位的信号沿第二方向激励绕组，其中当转子在未对齐位置时，在信号是逻辑上的高位时沿第一方向激励绕组以及在信号是逻辑上的低位时沿第二方向激励绕组产生正的激励扭矩。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括在第二周期期间未检测到信号的两个边缘的事件中产生故障。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括随后检测由传感器输出的信号且响应信号的每个边缘换向激励绕组。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述转子包括永久磁体，且转子位置传感器是霍尔效应传感器。

10.一种用于无刷马达的控制系统，所述控制系统执行权利要求1-9中任一项描述的方法。

11.一种马达组件，包括无刷马达和权利要求10中描述的控制系统，所述无刷马达包括永久磁体转子、具有单个相绕组的定子以及霍尔效应传感器。