CN105379099A - 无刷直流马达的象限变化控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制无刷直流马达的操作的象限变化的方法和装置。识别马达操作的象限变化。为了响应识别象限变化，开关桥中的多个开关的选择的开关经选择以被控制从而耦合直流电源到马达的绕组，从而改变绕组中的实际电流的方向。

Description

无刷直流马达的象限变化控制

技术领域

本公开一般涉及电动马达，诸如无刷直流(DC)马达，且涉及这种电动马达的控制。更具体地，本公开涉及控制无刷DC马达以在不同的操作象限之间变化。

背景技术

飞机可采用各种电子设备和系统执行飞机上的各种功能。例如，但不限于，飞机上的电动马达可用于移动飞行控制表面、升起并降下起落架，且执行飞机上的其它功能。用于飞机上的电动马达和其它电子系统和设备的动力可通过飞机动力系统提供。

在飞机上使用且用于许多其它应用的一种类型的电动马达的实例是无刷DC电动马达。这些类型的马达也称之为电子整流马达。无刷DC马达通过直流(DC)电力供以动力且具有电子转接器。

无刷DC马达具有旋转的永磁体，和包括定子绕组的固定电枢。电子控制器连续不断地转换提供到绕组的功率相位，以使马达一直转动。控制器可采用固态电路提供定时的动力分布到马达绕组。

因为控制器必须引导转子旋转，所以控制器要求确定相对于定子绕组的转子的方向的一些装置。一些无刷DC马达使用霍尔效应传感器或旋转编码器直接测量转子的位置。其它测量未驱动的绕组中的反电动势(EMF)以推断转子位置。该后一种类型的控制器常称为无传感器控制器。其它无传感器控制器能够测量由磁体的位置引起的绕组饱和以推断转子位置。

用于无刷直流马达的控制器可提供双向输出以控制DC电源到马达绕组的驱动。输出可通过逻辑电路控制。简单控制器可采用比较器确定输出相位何时应该被推进。更高级的控制器可采用微控制器管理加速度、控制速度，并优化调谐-马达效率。该类型的马达控制器可称为电子速度控制器。

控制器通过控制开关桥中的开关可控制提供到DC马达的绕组的动力。开关桥耦合DC电源到DC马达的绕组。例如，三相开关桥可具有6个开关，其经布置以形成3个并联的半H-桥以用于耦合DC电源到DC马达的3个马达绕组。开关桥的开关可通过控制器控制以在每个马达绕组上的任一方向上驱动电流。例如，但不限于，开关桥可使用诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的固态切换设备实施。

各种方法可用于控制开关桥中的开关，从而调制无刷DC马达的绕组中的电流。然而，用于调制无刷DC马达的马达绕组中的电流的现有方法有缺点。一种克服这些缺点的用于控制无刷DC马达的绕组中的电流的方法是可取的。

无刷DC马达中的转子可经控制以在顺时针或逆时针的任一方向上旋转。马达的绕组中的电流可经控制以在顺时针方向或逆时针方向上在转子上产生转矩。绕组中的电流在特定时间点可经控制以在与转子的旋转方向相同的方向上，或在与转子的旋转方向相反的方向上在转子上产生转矩。

无刷DC马达的操作因此可参考4个象限描述。例如，在操作的第一象限中，转子可正在顺时针方向上旋转且马达绕组中的电流可在相同的顺时针方向上在转子上产生转矩。在操作的第二限制中，转子可正在逆时针方向上旋转且马达绕组中的电流可在相反的顺时针方向上在转子上产生转矩。在操作的第三象限中，转子可正在逆时针方向上旋转且马达绕组中的电流可在相同的逆时针方向上在转子上产生转矩。在操作的第四象限中，转子可正在顺时针方向上旋转且马达绕组中的电流可在相反的逆时针方向上在转子上产生转矩。

由于无刷DC马达经控制以在操作的所有四个象限中操作，提供平稳且连续的电流控制是可取的。具体地，由于马达的操作经控制以从操作的一个象限变化到操作的另一个象限，减少或消除马达中非期望的电流是可取的。

因此，一种具有考虑一个或更多个上述问题以及可能其它问题的方法和装置是可取的。

发明内容

本公开的实施例提供一种装置，其包括马达、开关桥、反馈控制器、开关控制器和象限变化控制器，其中所述马达包括绕组和转子。开关桥经配置以经由多个开关耦合直流电源到绕组。反馈控制器经配置以生成相对于绕组中的所需电流和绕组中的实际电流之间差异的输出，所述所需电流通过电流命令指示，所述实际电流通过电流反馈识别。开关控制器经配置以控制器多个开关以响应来自反馈控制器的输出，从而控制绕组中的实际电流。象限变化控制器经配置以识别马达操作的第一象限变化并选择由开关控制器待控制的多个开关中第一选择的开关从而改变绕组中的实际电流的方向以响应识别第一象限变化。

本公开的实施例还提供一种控制无刷直流马达的操作的象限变化的方法。识别马达操作的第一象限变化。为了响应识别第一象限变化，开关桥中的多个开关中第一选择的开关经选择以被控制从而耦合直流电源到马达的绕组以改变绕组中的实际电流的方向。

本公开的实施例提供控制无刷直流马达的操作的象限变化的另一种方法。识别马达操作的象限变化。为了响应识别象限变化，开关桥中多个开关中选择的开关经选择以被控制从而耦合直流电源到马达的绕组以改变绕组中的实际电流的方向。也为了响应识别象限变化，多个开关中选择的开关经控制以使穿过开关桥的绕组中的实际电流短路。

进一步，根据下列条款，本公开包括实施例：

条款1.一种装置，其包括：

马达，其包括绕组和转子；

开关桥，其经配置以经由多个开关耦合直流电源到绕组；

反馈控制器，其经配置以生成相对于由电流命令指示的绕组中的所需电流和由电流反馈识别的绕组中的实际电流之间差异的输出；

开关控制器，其经配置以控制多个开关以响应来自反馈控制器的输出，从而控制绕组中的实际电流；以及

象限变化控制器，其经配置以识别马达操作的第一象限变化并选择通过开关控制器待控制的多个开关中第一选择的开关从而改变绕组中的实际电流的方向以响应识别第一象限变化。

条款2.根据条款1所述的装置，其中所述象限变化控制器经配置以识别第一象限变化以响应：

电流命令，其指示绕组中所需电流的方向的变化；以及

来自反馈控制器的输出控制开关控制器以控制多个开关，从而配置开关桥用于将绕组中的实际电流再生回直流电源。

条款3.根据条款1所述的装置，其中：

第一象限变化包括从操作的牵引象限到操作的制动象限的变化，在所述操作的牵引象限中，转子正在第一旋转方向上旋转且绕组中的实际电流在第一电流方向上以在第一旋转方向上在转子上产生转矩，在所述操作的制动象限中，转子正在第一旋转方向上旋转且绕组中的实际电流在第二电流方向上以在第二旋转方向上在转子上产生转矩，其中第一旋转方向不同于第二旋转方向，且第一电流方向不同于第二电流方向；且

通过开关控制器待控制的多个开关中第一选择的开关经选择以使绕组中的实际电流的方向从第一电流方向变化到第二电流方向。

条款4.根据条款3所述的装置，其中象限变化控制器进一步经配置以打开多个开关中第一选择的开关以响应识别第一象限变化。

条款5.根据条款4所述的装置，其中：

开关控制器经配置以在切换循环过程中打开和关闭多个开关中第一选择的开关以控制绕组中的实际电流；且

象限变化控制器进一步经配置以设置反馈控制器的输出从而控制开关控制器，以打开用于完整切换循环的多个开关中第一选择的开关，以响应识别第一象限变化。

条款6.根据条款3所述的装置，其中所述象限变化控制器进一步经配置以：

识别马达操作从操作的制动象限到操作的牵引象限的第二象限变化；

为了响应识别第二象限变化，选择待控制的多个开关中第二选择的开关以使绕组中的实际电流的方向从第二电流方向变化到第一电流方向；且

为了响应识别第二象限变化，控制多个开关中第二选择的开关以使穿过开关桥的绕组中的实际电流短路。

条款7.根据条款6所述的装置，其中：

开关控制器经配置以在周期性切换循环过程中打开和关闭多个开关中第二选择的开关以控制绕组中的实际电流；且

象限变化控制器进一步经配置以设置反馈控制器的输出从而控制多个开关桥中第二选择的开关，从而使穿过用于完整切换循环的开关桥的绕组中的实际电流短路，以响应识别第二象限变化。

条款8.根据条款3所述的装置，其中所述象限变化控制器经配置以识别从操作的制动象限到操作的反转牵引象限的第二象限变化，在所述操作的反转牵引象限中，转子正在第二旋转方向上旋转且绕组中的实际电流在第二电流方向上以在第二旋转方向上在转子上产生转矩。

条款9.根据条款1所述的装置，其中反馈控制器为比例-积分控制器。

条款10.根据条款1所述的装置，其中所述多个开关包括切换设备，其经配置以当切换设备闭合时在第一方向上传导，且与切换设备并联的二极管经配置以在与第一方向相反的第二方向上传导。

条款11.根据条款1所述的装置，其中所述装置在飞机上。

条款12.一种控制无刷直流马达的操作象限的变化的方法，其包括：

识别马达操作的第一象限变化；且

为了响应识别第一象限变化，选择待控制的开关桥中多个开关的第一选择的开关以耦合直流电源到马达的绕组从而改变绕组中的实际电流的方向。

条款13.根据条款12所述的方法，其中识别第一象限变化包括：

识别电流命令，其指示绕组中所需电流的方向的变化；以及

识别来自反馈控制器的输出控制多个开关，以配置开关桥用于使绕组中的实际电流再生回直流电源。

条款14.根据条款12所述的方法，其中：

第一象限变化包括从操作的牵引象限到操作的制动象限的变化，在所述操作的牵引象限中，马达的转子正在第一旋转方向上旋转且马达绕组中的实际电流在第一电流方向上从而在第一旋转方向上在转子上产生转矩，在所述操作的制动象限中，转子正在第一旋转方向上旋转且绕组中的实际电流在第二电流方向上从而在第二旋转方向上在转子上产生转矩，其中第一旋转方向不同于第二旋转方向，且第一电流方向不同于第二电流方向；以及

打开多个开关中第一选择的开关，以响应识别第一象限变化。

条款15.根据条款14所述的方法，其包括设置反馈控制器的输出以打开用于完整切换循环的多个开关中第一选择的开关以响应识别第一象限变化。

条款16.根据条款14所述的方法，进一步包括：

识别马达操作从操作的制动象限到操作的牵引象限的第二象限变化；

为了响应识别第二象限变化，选择待控制的多个开关中第二选择的开关以将绕组中的实际电流的方向从第二电流方向变化到第一电流方向；以及

为了响应识别第二象限变化，控制多个开关中第二选择的开关以使穿过开关桥的绕组中的实际电流短路。

条款17.根据条款15所述的方法，进一步包括设置反馈控制器的输出以控制多个开关中第二选择的开关，以使穿过用于完整切换循环的开关桥的绕组中的实际电流短路，以响应识别第二象限变化。

条款18.一种控制无刷直流马达的操作象限的变化的方法，其包括：

识别马达操作的象限变化；

为了响应识别象限变化，选择待控制的开关桥中的多个开关中选择的开关以耦合直流电源到马达的绕组，从而改变绕组中的实际电流的方向；且

为了响应识别象限变化，控制多个开关中选择的开关以使穿过开关桥的绕组中的实际电流短路。

条款19.根据条款18所述的方法，其中象限变化为从操作的制动象限到操作的牵引象限的变化，在所述操作的制动象限中，马达的转子正在第一旋转方向上旋转且马达绕组中的实际电流在第二电流方向上从而在第二旋转方向上在转子上产生转矩，在所述操作的牵引象限中，转子正在第一旋转方向上旋转且绕组中的实际电流在第一电流方向上从而在第一旋转方向上在转子上产生转矩，其中第一旋转方向不同于第二旋转方向，且第一电流方向不同于第二电流方向。

条款20.根据条款18所述的方法，进一步包括设置反馈控制器的输出以控制多个开关中选择的开关，以使穿过用于完整切换循环的开关桥的绕组中的实际电流短路，以响应识别象限变化。

特征和功能可在本公开的各个实施例中独立实现或可结合在其它实施例中，其中进一步细节参考下列描述和附图可见。

附图说明

所附权利要求陈述被认为是说明性实施例的特点的新颖特征。然而，说明性实施例，以及优选使用方式、进一步目标，以及其中的特征将参考本公开的说明性实施例的下列详细描述并结合附图得到最好的理解，其中：

图1根据一个说明性实施例示出马达控制环境的方框图；

图2根据一个说明性实施例示出马达控制器的方框图；

图3根据一个说明性实施例示出用于控制马达中的电流的开关桥的电路原理图；

图4根据一个说明性实施例示出用于控制驱动配置中的马达中的电流的开关桥的电路原理图；

图5根据一个说明性实施例示出用于控制第一惰行配置中的马达中的电流的开关桥的电路原理图；

图6根据一个说明性实施例示出用于控制第二惰行配置中的马达中的电流的开关桥的电路原理图；

图7根据一个说明性实施例示出用于控制再生配置中的马达中的电流的开关桥的电路原理图；

图8根据一个说明性实施例示出用于为马达提供驱动和惰行电流的切换循环的开关正时(switchtiming)；

图9根据一个说明性实施例示出用于为马达仅提供惰行电流的切换循环的开关正时；

图10根据一个说明性实施例示出用于为马达提供惰行和再生电流的切换循环的开关正时；

图11根据一个说明性实施例示出用于为马达仅提供再生电流的切换循环的开关正时；

图12根据一个说明性实施例示出马达操作象限；

图13根据一个说明性实施例示出马达操作象限之间的变化的状态图；

图14根据一个说明性实施例示出用于控制无刷DC马达中的电流以改变马达操作象限的过程的流程图；

图15根据一个说明性实施例示出马达绕组中的电流命令和电流的波形图。

具体实施方式

不同的说明性实施例意识并考虑到若干不同的注意事项。如这里参考物品所用的“若干”意为一个或更多个物品。例如，“若干不同的注意事项”意为一个或更多个不同的注意事项。

不同的说明性实施例意识并考虑到存在一些经由马达绕组中的切换调制控制电流的现有方法。然而，所有的这些现有方法有缺点。

不同的说明性实施例意识并考虑到脉冲宽度调制(PWM)常用于控制马达绕组中的电流。然而，使用脉冲宽度调制控制的马达电流在所有操作过程中，甚至在静止的操作过程中经历纹波电流。利用脉冲宽度调制，0电流命令导致纹波电流。根据电感、动力供应，和占空比频率，纹波电流可变大且引起不必要的开关桥的开关加热、马达的涡流加热，以及连续不断的可听得见的马达嗡嗡声。用于马达控制的脉冲宽度调制方法的使用也对在马达设计上可允许的最小电感施加限制。该限制与减少电感以增加马达的高旋转速率的可取性冲突。

不同的说明性实施例意识且考虑到其它方法利用马达绕组的短路消除纹波电流并导致马达中的加热。然而，这样的方法仅为两象限控制器。两象限控制意味着当绕组具有正电流时控制器仅能影响电流强制功能的正变化。当绕组具有负电流时第二象限正影响电流强制功能的负变化。当在电流命令在一个电流水平但反电动势正引起电流为在相同方向上的较高电流水平的情况下试图控制电流时，马达电流的两象限控制可引起问题。在该实例中，两象限控制器不提供强制功能以在负方向上驱动电流。

不同的说明性实施例也意识并考虑到滞环斩波器提供控制马达绕组中的电流的另一种方法。然而，这些方法是高度非线性的且能改变频率，从而引起不可预知的热条件。

说明性实施例使用脉冲宽度调整(IWM，impulsewidthmodulation)提供DC马达的绕组中的电流的控制。无刷DC马达的脉冲宽度调整是一种提供利用开关桥切换配置的马达绕组内的电流的四象限控制的数字计算方法。在每个占空比过程中，闭合环路动作确定用于一个开关桥打开或关闭的适当时间，以提供电流的所需正脉冲或负脉冲。

根据一个说明性实施例，电流仅在用于每个占空比的所需方向上施以脉冲。然后通过打开或关闭另一个开关使绕组短路。因此，每占空比仅一个开关打开且关闭。这为常规脉冲宽度调制马达控制提供一种可取的切换方法，其在每个占空比过程中通过打开和关闭四个开关在正和负电流强制功能之间循环。根据一个说明性实施例，脉冲宽度调整在生成和再生条件过程中提供适当的开关选择以提供精确的且没有与脉冲宽度调制相关联的纹波电流的电流控制。参照图1，根据一个说明性实施例描述马达控制环境的方框图的图解。马达控制环境100可被实施以用于控制用于平台102上的操作的马达101。平台102可为马达101可在其上操作的任何固定或移动的结构。

马达控制环境100可经配置以操作马达101，从而在平台102上执行任何适当的功能或功能的组合。例如，但不限于，平台102可为飞机104或另一种交通工具。飞机104可为固定翼、旋翼或轻于空气的飞机。

在一些说明性实例中，飞机104还可为有人驾驶的或无人驾驶的。例如，但不限于，飞机104可为商业客机、货机、军用飞机、政府飞机、私人飞机或任何其它类型的飞机，其经配置以执行任何适当的作业或任务或作业或任务的组合。举进一步实例来说，平台102可为潜水艇、汽车、卫星或任何其它交通工具，其能够在空中、太空中、陆地上、水面上、水下或任何其它介质或媒介的组合中行进。

马达101是电动马达。具体地，马达101可包括无刷DC马达108。例如，但不限于，马达101可包括无刷内置式永磁马达、永磁同步马达或任何其它适当类型的无刷DC马达108或其它适当的电动马达。

马达101包括绕组110和转子112。绕组110是静止的且形成马达定子。绕组110也可称为线圈。动力可提供在绕组110上以驱动转子112的旋转。因此，绕组110形成用于马达101的电枢。

转子112可耦合到负荷114。负荷114可为任何结构，其可以任何方式经由到转子112的任何适当的直接连接或间接连接移动。例如，在飞机104上，负荷114可包括致动器，其用于飞机104上的飞行控制服务、用于起落架，或用于执行任何其它适当的功能或功能的组合。在其它应用中，负荷114可为平台102上的泵、交通工具传动系、用于执行另一种功能的致动器，或任何其它适当的负荷或负荷的组合。

用于马达101的电力可通过DC电源116提供。DC电源116可包括任何适当的DC电源。例如，但不限于，飞机104上的DC电源116可包括DC总线，其提供有从AC到DC动力转换器的DC动力。用于AC到DC动力转换器的动力可从AC总线上的AC动力提供。AC总线上的AC动力可通过飞机104上的发电机提供。例如，但不限于，发电机可通过飞机104上的若干引擎驱动。在其它应用中，DC电源116可为另一种类型的DC电源，诸如电池或任何其它适当的电源或DC电源的源的组合。

DC电源116经由开关桥118耦合到马达101的绕组110。开关桥118包括多个开关，其经配置以打开和关闭从而连接DC电源116到各种配置中的绕组110。开关桥118中的多个开关可经控制以提供绕组110上适当的动力配置，从而以所需方式操作马达101。开关桥118中开关的数量和布置可取决于马达101的绕组110的相位数量。例如，但不限于，开关桥118可为3相桥，其包括用于耦合DC电源116到三相马达中的三相绕组的3个并联的半H桥。

马达控制器120可经配置以控制开关桥118的切换，从而以所需方式控制马达101的操作。在本申请中，包括在权利要求中，开关桥的切换指开关桥中一个或更多个开关的切换。例如，马达控制器120可经配置以控制开关桥118的切换，从而在马达101的操作象限之间提供平稳的变化，致使马达101中非预期的电流减少或消除。例如，但不限于，马达控制器120可采用电流命令122、电流反馈124，和旋转反馈126，以控制马达101。

电流命令122可指示马达101的绕组110中的所需电流。例如，但不限于，电流命令122可指示绕组110中的电流的所需幅度和方向。由马达101产生的转矩是马达101的绕组110中的电流的函数。因此，电流命令122可称为转矩命令128。

马达控制器120可接收电流命令122以启动马达101、停止马达101，或在所需方向上以所需速度操作马达101或负荷114。例如，但不限于，马达控制器120可经配置以使用电流命令122识别马达101的操作象限的变化。

电流命令122可以任何适当的形式从任何适当的来源提供到马达控制器120。例如，但不限于，电流命令122可通过来自用于控制马达101或负荷114的一个或更多个较高水平的控制器的马达控制器120接收。这种较高水平的控制器可包括完全自动控制器、人类操作员，或人类操作员与机器控制器的组合。

电流反馈124可识别马达101的绕组110中的电流。通过电流反馈124识别的马达101的绕组110中的电流可称为绕组110中的实际电流。优选地，电流反馈124包括识别绕组110中的电流幅度和方向的信息。

电流反馈124可通过任何适当的电流传感器130提供。电流传感器130可包括任何数量的适当的传感器，其经配置以提供所需的电流反馈124。例如，但不限于，马达控制器120可经配置从而以适当的方式控制开关桥118的切换以引起如通过电流反馈124识别的马达101的绕组110中的电流匹配电流命令122中识别的所需电流。

旋转反馈126可识别马达101的转子112的旋转。优选地，旋转反馈126包括识别转子112旋转的方向和速度二者的信息。旋转反馈126可通过任何适当的旋转传感器132提供。旋转传感器132可包括任何数量的适当的传感器，其可以经配置以提供所需的旋转反馈126。例如，但不限于，马达控制器120可使用旋转反馈126识别马达101的操作象限的变化以及出于用于马达101控制的任何其它适当的目的。

马达控制器120可使用硬件或软件与硬件的组合实施。例如，马达控制器120可使用可配置的硬件134、可编程的设备136或两者实施。可配置的硬件134可包括可经配置以执行马达控制器120的一个或更多个功能的硬件。可编程的设备136可包括可经编程以实施马达控制器120的一个或更多个功能的任何设备。例如，但不限于，可编程的设备136可包括可编程的微控制器、数字信号处理器或其它可编程的设备。

可编程的设备136可经配置从而以程序指令138的形式运行硬件或固件，以实施马达控制器120的一个或更多个功能。程序指令138可储存在任何适当的计算机可读存储介质140中以备可编程的设备136使用或输送到可编程设备136。例如，但不限于，计算机可读存储介质140可包括计算机可读存储设备或任何其它用于储存程序指令138的物理介质。储存在计算可读存储介质140上的程序指令138可包括计算机程序产品142。

图1的图解不意味着暗示对不同说明性实施例可实施的方式的物理或结构性限制。除了、替代或既除了又替代所示组件，可使用其它组件。在一些说明性实施例可不需要一些组件。而且，块经呈现以说明一些功能组件。当一个或更多个这些块在不同说明性实施例中实施时，可组合成或分成不同的块。

例如，马达101可被连接以驱动不止一个负荷。说明性实例可用于控制任何大小的马达以在任何应用或操作环境中使用。例如，但不限于，说明性实施例可用于控制在汽车、飞机、船、宇宙飞船和任何其它交通工具上使用的马达。例如，但不限于，说明性实施例可用于控制马达，其用于宇宙飞船上的指向天线、用于暖通空调(HVAC)系统、用于机翼和机身上的铆接的镗孔设备，以及用于其它应用。

参照图2，根据一个说明性实施例描述马达控制器的方框图的图解。在该实例中，马达控制器200可为图1中的马达控制器120的一个实施方式的实例。马达控制器200可经配置以控制开关桥202的切换，从而以所需方式控制无刷DC马达的操作。

在该实例中，开关桥202是用于图1的马达101的开关桥118的实例。具体地，马达控制器200可经配置以控制开关桥202的切换，从而以减少或消除马达中非预期的电流的方式改变马达操作的象限。马达控制器200可包括反馈控制器204、开关控制器206和象限变化控制器208。

反馈控制器204可经配置以接收作为输入的电流命令210和电流反馈212。电流命令210可指示马达绕组中的所需电流211。例如，电流命令210可指示马达绕组中的电流的所需幅度和方向。电流反馈212可识别马达绕组中的实际电流213。反馈控制器204可以任何适当的方式实施以生成相对于所需电流211和实际电流213之间差异的输出214。例如，但不限于，反馈控制器204可包括比例-积分控制器216或任何其它用于提供相对于所需电流211和实际电流213之间差异的输出214的适当的控制器。来自反馈控制器204的输出214可提供到开关控制器206。

开关控制器206可经配置以生成用于以所需方式打开和关闭开关桥202中的开关的适当的控制信号。任何适当的电路可在开关控制器206和开关桥202之间提供以允许通过开关控制器206生成的控制信号打开和关闭开关桥202中的开关。

开关控制器206可经配置以打开和关闭开关桥202中的开关，致使开关桥202中的开关经配置以用于驱动218、惰行220或再生222。当开关桥202中的开关经配置以用于驱动218时，DC电源可穿过马达绕组连接，以增加绕组中的电流幅度。驱动218也可称为在马达绕组中生成电流。开关桥202中的开关可经配置以使穿过开关桥202的马达绕组短路，从而配置开关桥202用于惰行220。

在惰行220过程中，马达绕组中的电流可保持相对恒定。例如，在惰行220过程中，仅由于开关桥202和马达绕组中的电阻以及类似的损耗，马达绕组中的电流可减少。当开关桥202中的开关经配置以用于再生222时，DC电源可穿过马达绕组连接以使马达绕组中的能量返回到DC电源。在再生222过程中，马达绕组中的电流幅度相对迅速地降低。

基于来自反馈控制器204的输出214，开关控制器206可配置开关桥202以用于驱动218、惰行220或再生222。例如，开关控制器206可控制每个切换循环224开关桥202中的开关的切换。切换循环224的持续时间可以任何适当的方式选择。开关控制器206可控制每个切换循环224开关桥202中的开关从而控制每个切换循环224的部分，其中基于来自反馈控制器204的输出214，开关桥202经配置以用于驱动218、惰行220或再生222。

例如，来自反馈控制器204的输出214可指示马达绕组中的所需电流大于马达绕组中的目前电流。在这种情况下，开关控制器206可控制开关桥202中的开关以配置开关桥202用于在一部分切换循环224的驱动218，从而增加绕组中的电流。

来自反馈控制器204的输出214可包括占空比226。占空比226可指示每个切换循环224的部分，其中开关桥202应该经配置以用于驱动218、惰行220，或再生222。开关控制器206然后可经配置以控制每个切换循环224开关桥202中的开关，从而实施提供为来自反馈控制器204的输出214的占空比226。

例如，但不限于，占空比226可提供为来自反馈控制器204的单一值输出214，其指示马达绕组中的所需电流是否大于或小于马达绕组中的目前电流，以及指示马达绕组中的所需电流和目前电流之间的差异幅度。例如，占空比226的符号可指示所需电流是否大于或小于绕组中的目前电流。占空比226的绝对值可指示所需电流和目前电流之间的差异幅度。例如，当马达绕组中的所需电流匹配马达绕组中的目前电流时，在这种情况下，占空比226的值可为0。

象限变化控制器208可经配置以识别马达操作的象限变化何时发生，且以降低马达中非预期电流的方式控制马达操作从操作的一个象限到操作的另一个象限的变化。例如，象限变化控制器208可包括象限变化标识符228。

象限变化标识符228可经配置以识别马达操作的象限变化。例如，但不限于，象限变化标识符228可识别马达操作的象限变化，以响应指示马达绕组中的电流方向的所需变化的电流命令210和来自反馈控制器204的输出214二者。例如，象限变化标识符228可经配置以识别马达操作的象限变化，以响应电流命令210和来自反馈控制器204的输出214二者，所述电流命令210指示马达绕组中的电流的所需方向的变化，所述输出214要求开关控制器206配置开关桥202以用于切换循环224中的再生222。象限变化标识符228也可识别马达操作的象限变化以响应旋转反馈230，其指示转子的旋转方向的变化。

经控制以配置开关桥202用于驱动218、惰行220，或再生222的开关桥202中的开关可根据马达绕组中的电流的所需方向而不同。换句话说，经控制以配置开关桥202用于驱动218、惰行220，或再生222的开关桥202中的开关可根据马达的操作象限而不同。

象限变化控制器208可包括开关选择器232以用于在开关桥202中选择适当的开关，其通过开关控制器206控制以配置开关桥202用于驱动218、惰行220，或再生222，以用于马达操作的特定象限。例如，但不限于，开关选择器232可经配置以改变开关桥202中的开关，其需要时通过开关控制器206的控制以响应通过象限变化标识符228的马达操作的象限变化的识别。

象限变化控制器208也可经配置以设置反馈控制器输出234。设置的反馈控制器输出234可经配置以设置反馈控制器204的输出214，以响应通过象限变化标识符228的马达操作的象限变化的识别。具体地，设置的反馈控制器输出234可经配置以在马达操作象限变化时降低马达中的非期望电流的方式设置反馈控制器204的输出214，以响应马达操作的象限变化。

在通过设置的反馈控制器输出234设置反馈控制器204的输出214以响应马达操作的象限变化后，反馈控制器204然后可被允许以正常的方式操作，从而调节马达中的电流。通过设置的反馈控制器输出234设置反馈控制器204的输出214引起的通过开关控制器206的开关桥202的切换的变化在通过开关控制器206控制的开关的任何适当变化后由开关选择器232优选实施。

例如，但不限于，设置的反馈控制器输出234可设置反馈控制器204的输出214以要求开关控制器206使开关桥202中的开关打开，从而配置用于完整切换循环224的开关桥202以用于再生222，以响应马达操作从象限1到象限4的变化。举另一个实例来说，设置的反馈控制器输出234可设置反馈控制器204的输出214，以要求开关控制器206配置用于完整切换循环的开关桥202中的开关以用于惰行220，从而响应马达操作象限从象限4回到象限1的变化。

图2的图解不意味着暗示对不同说明性实施例可实施的方式的物理或结构性限制。除了、替代或既除了又替代所示组件，可使用其它组件。在一些说明性实施例可不需要一些组件。而且，块经呈现以说明一些功能组件。当一个或更多个这些块在不同说明性实施例中实施时可组合成或分成不同的块。

现在参照图3，根据一个说明性实施例描述用于控制马达中的电流的开关桥的电路原理图的图解。在该实例中，开关桥300可为图1的开关桥118和图2的开关桥202的一个实施方式的实例。

开关桥300连接到线302和地面304上的DC动力。开关桥300经配置以耦合线302上的DC动力到马达的绕组306、绕组308和绕组310。

在该实例中，连接到开关桥300的马达是三相马达，其包括用于相A的绕组306、用于相B的绕组308和用于相C的绕组310。出于本说明的目的，分别通过箭头307、箭头309和箭头311指示的方向上的绕组306、绕组308和绕组310中的电流可称为正电流或正方向上的电流。与箭头307、箭头309和箭头311相反的方向上的绕组306、绕组308和绕组310中的电流可称为负电流或负方向上的电流。

开关桥300包括切换单元312、314、316、318、320和322，其经布置以形成3个并联的半H桥。切换单元312、314、316、318、320和322可使用固态电路元件实施。例如，但不限于，切换单元312、314、316、318、320和322可使用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或其它晶体管或晶体管的组合实施。切换单元312、314、316、318、320和322可包括切换设备，其经配置以当切换设备闭合时在第一方向上传导，以及与切换设备并联连接且经配置以在与第一方向相反的第二方向上传导的二极管。

切换单元312在线302和用于相A的绕组306之间连接。切换单元312包括开关AH324和二极管326。当开关AH324闭合时其在从线302到绕组306的方向上传导电流。二极管326与开关AH324并联且在开关AH324的相反方向上传导电流。

切换单元314在线302和用于相B的绕组308之间连接。切换单元314包括开关BH328和二极管330。当开关BH328闭合时其在从线302到绕组308的方向上传导电流。二极管330与开关BH328并联且在开关BH328的相反方向上传导电流。

切换单元316在线302和用于相C的绕组310之间连接。切换单元316包括开关CH332和二极管334。当开关CH332闭合时其在从线302到绕组310的方向上传导电流。二极管334与开关CH332并联且在开关CH332的相反方向上传导电流。

切换单元318在用于相A的绕组306和地面304之间连接。切换单元318包括开关AL336和二极管338。当开关AL336闭合时其在从绕组306到地面304的方向上传导电流。二极管338与开关AL336并联且在开关AL336的相反方向上传导电流。

切换单元320在用于相B的绕组308和地面304之间连接。切换单元320包括开关BL340和二极管342。当开关BL340闭合时其在从绕组308到地面304的方向上传导电流。二极管342与开关BL340并联且在开关BL340的相反方向上传导电流。

切换单元322在用于相C的绕组310和地面304之间连接。切换单元322包括开关CL344和二极管346。当开关CL344闭合时其在从绕组310到地面304的方向上传导电流。二极管346与开关CL344并联且在开关CL344的相反方向上传导电流。

根据一个说明性实施例，开关桥300中的开关可使用脉冲宽度调整控制，从而控制绕组306、绕组308和绕组310中的电流。对于绕组306、绕组308和绕组310中的一个的正方向或负方向上的现有电流，开关桥300可经配置以用于驱动来自线302上的DC动力的现有电流、用于惰行开关桥300中的现有电流，或用于使现有电流再生回线302。开关桥300也可经控制以使绕组306、绕组308和绕组310中的电流倒转，从而改变马达操作的象限。

开关桥300是通用类开关桥结构的一个实例，所述通用类开关桥结构经呈现以更清楚地描述各种说明性实施例的操作。图3的图解不意味着暗示对根据不同说明性实施例的开关桥可实施的方式的物理或结构性限制。根据不同的说明性实施例的开关桥可用与例如图3中所示的那些不同的零件的组合实施。

例如，对于使用IGBT实施的开关桥，开关桥的切换单元中的二极管可能需要提供为独立的设备，因为IGBT没有体二极管。对于使用MOSFET实施的开关桥，可使用MOSFET的内部体二极管。至于用于开关的MOSFET，独立的续流二极管是不必要的。与MOSFET开关串联的独立的二极管也是不必要的，但可在一些应用中使用。

参照图4至图7，根据一个说明性实施例描述用于驱动、惰行，和再生马达绕组中的电流的图3中的开关桥300的各种配置。图4至图7的实例配置用于驱动、惰行，且再生在操作的第一象限中操作的马达的一组绕组的电流。基于这里所呈现的详细描述和说明性实施例的实例，本领域技术人员将知悉用于驱动、惰行，和再生马达的其它绕组中的电流以及用于其它操作象限的开关桥的切换配置。

参照图4，根据一个说明性实施例描述用于控制驱动配置中的马达中的电流的开关桥的电路原理图的图解。在该实例中，开关桥400是图3中的开关桥300的实例配置。

在该实例中，用于开关桥400的驱动配置包括闭合开关AH324和开关BL340。闭合开关AH324和开关BL340导致电流402在穿过用于相A的绕组306的箭头307的正方向上从线302穿过闭合的开关AH324，且穿过闭合的开关BL340运行到地面304。假定在箭头307的方向上绕组306中存在正电流，电流402将驱动绕组306中的现有电流，从而增加绕组306中的电流。例如，但不限于，可使用用于开关桥400的驱动配置以响应来自马达控制器的指示，其指示在绕组306中箭头307的正方向上的电流应该增加。

现在参照图5，根据一个说明性实施例描述用于控制第一惰行配置中的马达中的电流的开关桥的电路原理图的图解。在该实例中，开关桥500是图3中的开关桥300的另一个实例配置。

在该实例中，开关AH324闭合以为开关桥500提供惰行配置。假定在箭头307的方向上绕组306中存在正电流，闭合开关AH324造成穿过用于绕组306中的现有电流的开关桥500的短路。开关桥500中得到的电流502在箭头307的正方向上从绕组306穿过切换单元314中的二极管330、穿过闭合的开关AH324，且运行回绕组306。绕组306中的现有电流与惰行配置中的开关桥500可保持相对恒定。

至于惰行配置中的开关桥500，由于开关桥500和绕组306以及绕组308中的电阻和类似的损耗，绕组306中的现有电流可增加相对小的数量。例如，但不限于，可使用用于开关桥500的惰行配置以响应来自马达控制器的指示，其指示在绕组306中箭头307的正方向上的电流应该维持在目前水平。

参照图6，根据一个说明性实施例描述用于控制第二惰行配置中的马达中的电流的开关桥的电路原理图的图解。在该实例中，开关桥600是图3中的开关桥300的另一个实例配置。

在该实例中，开关BL340闭合以为开关桥600提供惰行配置。假定在箭头307的方向上绕组306中存在正电流，闭合开关BL340造成穿过用于绕组306中的现有电流的开关桥600的短路。开关桥600中得到的电流602在箭头307的正方向上从绕组306穿过闭合的开关BL340、穿过切换单元318中的二极管338，且运行回绕组306。绕组306中的现有电流与惰行配置中的开关桥600可保持相对恒定。

至于惰行配置中的开关桥600，由于开关桥600和绕组306以及绕组308中的电阻和类似的损耗，绕组306中的现有电流可增加相对小的数量。例如，但不限于，可使用用于开关桥600的惰行配置以响应来自马达控制器的指示，其指示在绕组306中箭头307的正方向上的电流应该维持在目前水平。

图5中的开关桥500和图6中的开关桥600的惰行配置为用于在绕组306中的箭头307的正方向上惰行电流的可替换配置。根据一个说明性实施例，两个可替换配置可在切换循环过程中使用，在所述切换循环中要求在绕组306中的箭头307的正方向上惰行正电流。例如，在要求惰行绕组306中的正电流的切换循环过程中，对于一部分切换循环过程，开关AH324可闭合且开关BL340可打开以实施用于图5中的开关桥500的惰行配置。在另一部分切换循环过程中，开关AH324然后可打开且开关BL340可闭合，以实施用于图6中的开关桥600的惰行配置。

在这种方式中不同的惰行配置之间的切换共同担负携带每个切换循环开关桥的不同组件之间的惰行电流。因此，在这种方式中不同的惰行配置之间的切换可减少从携带惰行电流引起的开关桥中的组件的非期望的加热。

参照图7，根据一个说明性实施例描述用于控制再生配置中的马达中的电流的开关桥的电路原理图的图解。在该实例中，开关桥700是图3中的开关桥300的另一个实例配置。

在该实例中，开关桥700的再生配置包括打开开关桥700中的所有开关。假定在箭头307的方向上绕组306中存在正电流，打开开关桥700中的所有开关将导致再生电流702。

再生电流702在从地面304穿过二极管338的方向上，在穿过绕组306的箭头307的正方向上，以及穿过二极管330到线302运行。再生电流702经由线302使绕组306中的能量返回到DC电源，从而减少绕组306中的电流。例如，但不限于，可使用用于开关桥700的再生配置以响应来自马达控制器的指示，其指示在绕组306中箭头307的正方向上的电流应该减少。

参照图8至图10，根据一个说明性实施例描述用于控制用于驱动、惰行和再生马达绕组中的电流的开关桥中的开关的各种切换循环中的开关正时。图8至图10中的实例切换循环用于驱动、惰行以及再生在操作的第一象限中操作的马达的一组绕组中的电流。基于这里所呈现的详细描述和说明性实施例的实例，本领域技术人员将知悉用于控制用于在马达的其它绕组中驱动、惰行以及再生电流的且用于操作的其它象限的开关桥中的开关的切换循环。参考图8至图10中的特定开关为参考图3中的开关桥300的相应开关。

参照图8，根据一个说明性实施例描述用于为马达提供驱动和惰行电流的切换循环的开关正时的图解。在该实例中，切换循环800可为在开关控制器206中实施的切换循环224的一个实施方式的实例，所述开关控制器206用于控制图2中的开关桥202或图3中的开关桥300中的开关。

切换循环800可参考三角波802限定。三角波802的频率可限定切换循环800的频率。根据一个说明性实施例，开关桥中的开关可在每个切换循环过程中打开和闭合以为马达绕组提供所需的驱动、惰行和再生电流，如通过马达控制器限定的那样。因此，三角波802的频率也可限定开关桥中的开关的切换频率。三角波802的频率，且因此切换循环800的频率可以任何适当的方式选择。

在该实例中，线804相对于三角波802的位置可在切换循环800过程中限定开关桥中的开关AH的切换正时。例如，开关AH可在点808处闭合，其中三角波802下降且与线804相交。开关AH可在点810处打开，其中三角波802上升且与线804相交。类似地，线806相对于三角波802的位置可在切换循环800过程中限定开关桥中的开关BL的切换正时。例如，开关BL可在点812处打开，其中三角波802下降且与线806相交。开关BL可在点814处闭合，其中三角波802上升且与线806相交。

将看到，线804和线806相对于三角波802的位置可限定每个切换循环过程中开关桥经配置以用于马达绕组中的驱动、惰行，或再生电流的时间。因此，线804和线806相对于三角波802的位置可通过马达控制器适当地调整以在马达绕组中得到所需电流。例如，但不限于，线804和线806相对于三角波802的位置可经调整以响应来自反馈控制器的输出，诸如图2中来自反馈控制器204的输出214。

在该实例中，切换循环800的完整周期可从时间t1运行到时间t6。在从时间t1到时间t2的时间段816过程中，开关桥中的开关BL闭合且开关桥中的开关AH打开。因此，在时间段816过程中，开关桥可经配置以用于如图6所示的惰行电流。开关AH在时间t2处闭合。在从时间t2到时间t3的时间段818过程中，开关BL和开关AH都闭合。因此，在时间段818过程中，开关桥可经配置以用于如图4所示的驱动电流。

开关BL在时间t3处打开。在从时间t3到时间t4的时间段820过程中，开关BL打开且开关AH闭合。因此，在时间段820过程中，开关桥可经配置以用于如图5所示的惰行电流。在时间t4处，开关BL又闭合。在从时间t4到时间t5的时间段822过程中，开关BL和开关AH都闭合且开关桥又经配置以用于如时间段818处的驱动。在时间t5处，开关AH打开。在从时间t5到时间t6的时间段824过程中，开关BL闭合且开关AH打开，且开关桥又经配置以用于如时间段816处的惰行。

在该实例中，开关桥经配置以用于切换循环800过程中近一半时间的驱动电流。在切换循环800过程中的另一半时间中，开关桥经配置以用于惰行。因此，但不限于，用于切换循环800的占空比可称为50％占空比或+50％占空比。

来自反馈控制器的输出可将用于开关桥中的开关的切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值。在这种情况下，例如，但不限于，开关桥中的开关可如切换循环800所描述的那样被控制以响应来自反馈控制器的输出值0.5。

参照图9，根据一个说明性实施例描述用于仅为马达提供惰行电流的切换循环的开关正时的图解。在该实例中，切换循环900可为在开关控制器206中实施的切换循环224的一个实施方式的实例，所述开关控制器206用于控制图2中的开关桥202或图3中的开关桥300中的开关。

在该实例中，限定开关桥中的开关AH的切换正时的线804和限定开关桥中的开关BL的切换正时的线806可在三角波802峰值之间的中途布置。在这种情况下，在切换循环900过程中，开关BL在开关AH闭合的同一时间打开，且开关AH在开关BL闭合的同一时间打开。在切换循环900期间，每个开关AH和BL打开和闭合一次

因此，在该实例中，在切换循环900过程中的近一半时间内，开关BL闭合且开关AH打开。在该时间中，开关桥可经配置以用于如图6所示的惰行电流。在切换循环900过程中的另一半时间内，开关BL打开且开关AH闭合。在该时间中，开关桥可经配置以用于如图5所示的惰行电流。

因此，开关桥经配置以用于切换循环900过程中近所有时间的惰行电流。因此，例如，但不限于，用于切换循环900的占空比可称为0％占空比。来自反馈控制器的输出可将用于开关桥切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值。在这种情况下，例如，但不限于，开关桥中的开关可如切换循环900所描述的那样被控制以响应来自反馈控制器的输出值0。

参照图10，根据一个说明性实施例描述用于为马达提供惰行和再生电流的切换循环的开关正时的图解。在该实例中，切换循环1000可为在开关控制器206中实施的切换循环224的一个实施方式的实例，所述开关控制器206用于控制图2中的开关桥202或图3中的开关桥300中的开关。如之前的实例，线804和相806相对于三角波802的位置可分别限定切换循环1000过程中的开关桥中的开关AH和开关BL的切换正时。

在该实例中，切换循环1000的完整周期可从时间t1运行到时间t5。在从时间t1到时间t2的时间段1002过程中，开关桥中的开关BL闭合且开关桥中的开关AH打开。因此，在时间段1002过程中，开关桥可经配置以用于如图6所示的惰行电流。当三角波802下降且与线806相交时，开关BL在时间t2处打开。

在从时间t2到时间t3的时间段1004过程中，开关BL和开关AH都打开。因此，在时间段1004过程中，开关桥可经配置以用于如图7所示的再生电流。当三角波802下降且与线804相交时，开关AH在时间t3处闭合。在从时间t3到时间t4的时间段1006过程中，开关BL打开且开关AH闭合。因此，在时间段1006过程中，开关桥可经配置以用于如图5所示的惰行电流。当三角波802上升且与线804相交时，开关AH在时间t4处打开。在从时间t4到时间t5的时间段1008过程中，开关BL和开关AH都打开且开关桥又经配置以用于如时间段1004处的再生。

在该实例中，开关桥经配置以用于切换循环1000过程中近一半时间的再生电流。在切换循环1000过程中的另一半时间中，开关桥经配置以用于惰行。再生电流与马达中的驱动电流在相反方向上。因此，例如，但不限于，用于切换循环1000的占空比可称为-50％占空比。

来自反馈控制器的输出可将用于开关桥的切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值。在这种情况下，例如，但不限于，开关桥中的开关可如切换循环1000所描述的那样被控制以响应来自反馈控制器的输出值-0.5。

参照图11，根据一个说明性实施例描述用于仅为马达提供再生电流的切换循环的开关正时的图解。在该实例中，切换循环1100可为在开关控制器206中实施的切换循环224的一个实施方式的实例，所述开关控制器206用于控制图2中的开关桥202或图3中的开关桥300中的开关。

图8至图10中的实例切换循环用于控制在操作的第一象限中操作的一组马达绕组中的电流。相比之下，切换循环1100是当马达在操作的第四象限操作时用于控制相同的一组马达绕组中的电流的切换循环的实例。

在操作的第四象限中用于驱动、惰行和再生的绕组中的电流方向可与在操作的第一象限中用于驱动、惰行和再生的绕组中的电流方向相反。因此，在操作的第四象限中的切换循环过程中被控制的开关桥中的开关可与在操作的第一象限中的切换循环中被控制的开关桥的开关不同，从而为在第四象限中的马达操作提供所需的驱动、惰行和再生电流，其与用于在第一象限中的马达操作的电流方向相反。

例如，在图8至图10中，在切换循环过程中控制开关桥中的开关AH和BL，从而控制用于在第一象限中操作的马达的马达绕组中的电流。相比之下，在切换循环1100过程中控制开关桥中的开关AL和BH，从而控制用于在第四象限中操作的马达的相同绕组中的电流。

在该实例中，线1104相对于三角波802的位置可限定在切换循环1100过程中开关桥中的开关AL的切换正时。例如，当三角波802下降且与线1104相交时开关AL可闭合，且当三角波802上升且与线1104相交时开关AL可打开。类似地，线1106相对于三角波802的位置可限定在切换循环1100过程中开关桥中的开关BH的切换正时。例如，当三角波802上升且与线1106相交时开关BH可闭合，且当三角波802下降且与线1106相交时开关BH可打开。

因此，线1104和线1106相对于三角波802的位置可限定在每个切换循环过程中开关桥经配置以用于马达绕组中的驱动、惰行，或再生电流的时间。因此，线1104和线1106相对于三角波802的位置可通过马达控制器适当地调整以在马达绕组中得到所需电流。例如，但不限于，线1104和线1106相对于三角波802的位置可经调整以响应来自反馈控制器的输出，诸如图2中来自反馈控制器204的输出214。

在该实例中，线1104和线1106可在三角波802的相反峰值处布置致使三角波802与线1104和1106永不相交。在这种情况下，开关AL和BH在整个切换循环1100中可都保持打开。因此，开关桥可经配置以用于为所有的切换循环1100仅提供马达绕组中的再生电流。

在操作的第四象限中的马达操作过程中马达绕组中的电流与在操作的第一象限中的马达操作过程中的马达绕组中的电流方向相反。因此。在操作的第四象限中的马达操作过程中绕组中的再生电流与在操作的第一象限的马达操作过程中绕组中的驱动电流方向相同。因此，例如，但不限于，用于切换循环1100的占空比可称为100％占空比，其中开关桥经配置以用于切换循环1100的近全部时间的马达绕组中的再生电流。

来自反馈控制器的输出可将用于开关桥的开关的切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值。在这种情况下，例如，但不限于，开关桥中的开关可如操作的第四象限中的马达操作过程中的切换循环1100所描述的那样被控制以响应来自反馈控制器的输出值1。

参照图12，根据一个说明性实施例描述马达操作的象限的图解。在该实例中，马达的操作的象限1200可为图1中的马达101的操作象限的实例。操作的象限1200可参考马达的旋转速率和马达绕组中的电流限定。

在该实例中，马达的旋转速率可参考横轴1202识别。例如，但不限于，马达的旋转速率可为每分钟转数RPM表示的转子速度，或使用任何其它用于指示马达旋转速度的适当单位表示的转子速度。

在横轴1202上的点1206处马达的旋转速率为0。因此，横轴1202上的点1206对应于任一方向上的马达的无旋转。

横轴1202上的点1206右边的点对应于第一旋转方向上的马达的旋转。离横轴1202上的点1206的右边较远的点对应于第一旋转方向上的马达的较快旋转。例如，但不限于，横轴1202上的点1206右边的点对应于顺时针方向上的马达的旋转。横轴1202上的点1206右边的点可用正数识别。因此，在第一旋转方向上的马达的旋转可称为正旋转。

横轴1202上的点1206左边的点对应于第二旋转方向上的马达的旋转。离横轴1202上的点1206的左边较远的点对应于第二旋转方向上的马达的较快旋转。第二旋转方向可称为相对于第一旋转方向的相反旋转方向。

类似地，第一旋转方向可称为相对于第二旋转方向的相反旋转方向。例如，但不限于，横轴1202上的点1206左边的点可对应于逆时针方向上的马达的旋转。横轴1202上的点1206左边的点可用负数识别。因此，在第二旋转方向上的马达的旋转可称为负旋转。

在该实例中，马达绕组中的电流参考纵轴1207识别。例如，但不限于，马达绕组中的电流可使用任何适当的电流单位识别。由马达产生的转矩的方向和幅度可随马达绕组中的电流方向和幅度直接变化。因此，马达绕组中的电流也可使用任何适当的转矩单位识别。在这种情况下，由马达产生的转矩可参考纵轴1207识别，且操作1200的象限可参考马达的旋转速率和由马达产生的转矩限定。

在纵轴1207上的点1206处，马达绕组中的电流和由马达产生的转矩为0。因此，纵轴1207上的点1206对应于任一方向上的马达绕组中的无电流和任一方向上的由马达产生的无转矩。

纵轴1207上点1206上面的点对应于第一电流方向上的马达绕组中的电流以及第一旋转方向上的由马达产生的转矩。纵轴1207上点1206更上面的点对应于第一电流方向上的电流的更大幅度以及第一旋转方向上的更大转矩。例如，但不限于，纵轴1207上点1206上面的点可对应于顺时针方向上的转矩。纵轴1207上点1206上面的点可用正数识别。因此，第一电流方向上的电流可称为正电流或正方向上的电流，且第一旋转方向上的转矩可称为正转矩。

纵轴1207上点1206下面的点对应于第二电流方向上的马达绕组中的电流以及第二旋转方向上的由马达产生的转矩。纵轴1207上点1206更下面的点对应于第二电流方向上的电流的更大幅度以及第二旋转方向上的更大转矩。第二电流方向可称为相对于第一电流方向的电流的相反方向。

类似地，第一电流方向可称为相对于第二电流方向的电流的相反方向。例如，但不限于，纵轴1207上点1206下面的点可对应于逆时针方向上的转矩。纵轴1207上点1206下面的点可用负数识别，因此，第二电流方向上的电流可称为负电流或负方向上的电流，且第二旋转方向上的转矩可称为负转矩。

当马达正在第一旋转方向上旋转且马达绕组中的电流在第一电流方向上以在第一旋转方向上产生转矩时，马达可正在象限11208中操作。因此，在该实例中，象限11208中马达操作的特征可为正旋转、正电流，和正转矩。

当马达正在第二旋转方向上旋转且马达绕组中的电流在第一电流方向上以在第一旋转方向上产生转矩时，马达可正在象限21210中操作。因此，在该实例中，象限21210中马达操作的特征可为负旋转、正电流，和正转矩。

当马达正在第二旋转方向上旋转且马达绕组中的电流在第二电流方向上以在第二旋转方向上产生转矩时，马达可正在象限31212中操作。因此，在该实例中，象限31212中马达操作的特征可为负旋转、负电流，和负转矩。

当马达正在第一旋转方向上旋转且马达绕组中的电流在第二电流方向上以在第二旋转方向上产生转矩时，马达可正在象限41214中操作。因此，在该实例中，象限41214中马达操作的特征可为正旋转、负电流，和负转矩。

在象限11208和象限31212中，马达绕组中的电流产生转矩，其方向与马达旋转的方向相同。因此，在象限11208和象限31212中，由马达产生的转矩支持马达的旋转。在象限11208和象限31212中马达的操作可称为牵引。在象限11208和象限31212中操作马达的旋转方向是反转的。因此，象限31212可称为相对于象限11208的操作的反转牵引象限。象限11208可称为相对于象限31212的操作的反转牵引象限。

在象限21210和象限41214中，马达绕组中的电流产生转矩，其方向与马达旋转的方向相反。因此，在象限21210和象限41214中，由马达产生的转矩对抗马达的旋转。在象限21210和象限41214中马达的操作可称为制动。

在一个实例中，线1216示出当马达在操作1200的几个象限中操作时旋转、绕组电流以及马达转矩的变化速率。马达的操作可在象限11208中开始。线段1218指示在正方向上马达绕组中的电流的初始相对大的增加。电流的相对大的增加在第一旋转方向上产生转矩的相应大的增加，从而引起马达在第一旋转方向上开始旋转。

线段1220指示绕组中的正电流，且因此第一旋转方向上的转矩可被维持以使第一旋转方向上的马达的旋转速率加速到所需的惰行速度。线段1220指示在马达开始旋转后且随着马达的旋转速率加速到所需的惰行速度，正电流，且因此在第一旋转方向上产生的转矩的幅度可逐渐减少。线段1222指示随着马达的旋转速率维持在所需的惰行速度处，马达绕组中的正电流，且因此在第一旋转方向上产生的转矩的幅度可进一步减少。

在点1224处，马达操作从象限11208变化到象限41214。线段1226指示负方向上马达绕组中的电流的相对大的增加。负电流的相对大的增加在第二旋转方向上产生转矩的相应大的增加。由马达产生的转矩现在对抗马达的旋转，从而引起马达开始制动。

线段1228指示绕组中的负电流，且因此第二旋转方向上的转矩可被维持以减少第一旋转方向上的马达的旋转速率。线段1228指示负电流，且因此在第二旋转方向上产生的转矩的幅度可在制动过程中随着马达的旋转速率降低而降低。

在点1230处，马达操作从象限41214变化到象限31212。在点1230处，马达的旋转方向从第一旋转方向反转到第二旋转方向。线段1232指示马达绕组中的负电流，且因此在第二旋转方向上产生的转矩可被维持以加速在第二旋转方向上的马达的旋转速率。

参照图13，根据一个说明性实施例描述马达操作的象限之间的变化的状态图图解。在该实例中，状态图1300可示出用于图12中马达的操作1200的象限之间的变化的条件的一个实施方式的实例。例如，但不限于，象限11302、象限21304、象限31306，和象限41308可分别对应于图12中的象限11208、象限21210、象限31212，和象限41214。

在该说明性实例中，但不限于，在状态图1300中所示的用于马达操作的象限之间的变化的条件可通过图2中的象限变化标识符228使用从而识别马达操作的象限变化。

在象限11302中，马达可正在第一旋转方向上旋转，且马达绕组中的电流方向可引起马达产生也在第一旋转方向上的转矩。在象限11302中操作的马达的旋转速率可称为正旋转速率。象限11302中马达绕组中的电流方向可称为正电流。

当电流命令变负且反馈控制器输出指示再生1310时，马达操作可从象限11302变化到象限41308。变负的电流命令指示将马达绕组中的电流方向从正电流反转到负电流的要求。

当反馈控制器输出指示再生时，开关桥中的切换设备可经控制以配置开关桥用于再生，从而将马达绕组中的任何剩余的正电流减少至0。在上述实例中，其中来自反馈控制器的输出将用于开关桥的切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值，指示再生的反馈控制器输出在这种情况下可通过变为负值的反馈控制器输出指示。

在象限41308中，马达可正在第一旋转方向上旋转，但马达绕组中的电流方向现在引起马达在第二旋转方向上产生制动转矩，所述第二旋转方向与第一旋转方向相反。在象限41308中操作的马达的旋转速率可称为正旋转速率，如象限11302。象限41308中马达绕组中的电流方向与象限11302中的电流方向相反，且因此可称为负电流。

当电流命令变正且反馈控制器输出指示马达运行(motoring)1312时，马达操作可从象限41308变化回象限11302。变正的电流命令指示将马达绕组中的电流方向从负电流反转回正电流的要求。

当反馈控制器输出指示再生时，开关桥中的切换设备可经控制以配置开关桥用于再生，从而将马达绕组中的任何剩余的负电流减少到0。在上述实例中，其中来自反馈控制器的输出将用于开关桥的切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值，指示再生的反馈控制器输出在这种情况下可通过变为正值的反馈控制器输出指示。

当旋转速率变负1314时，马达操作可从象限41308变化到象限31306。变负的旋转速率指示马达的旋转方向从第一旋转方向到与第一旋转方向相反的第二旋转方向的变化。

在象限31306中，马达可正在第二旋转方向上旋转，且马达绕组中的电流方向可引起马达产生也在第二旋转方向上的转矩。在象限31306中操作的马达的旋转速率可称为负旋转速率。象限31306中马达绕组中的电流方向可称为负电流。

当电流命令变正且反馈控制器输出指示再生1316时，马达操作可从象限31306变化到象限21304。变正的电流命令指示将马达绕组中的电流方向从负电流反转到正电流的要求。

当反馈控制器输出指示再生时，开关桥中的切换设备可经控制以配置开关桥用于再生，从而将马达绕组中的任何剩余的负电流减少到0。在上述实例中，其中来自反馈控制器的输出将用于开关桥切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值，指示再生的反馈控制器输出在这种情况下可通过变为正值的反馈控制器输出指示。

在象限21304中，马达可正在第二旋转方向上旋转，但马达绕组中的电流方向现在引起马达在与第二旋转方向相反的第一旋转方向上产生转矩。在象限21304中操作的马达的旋转速率可称为负旋转速率，如象限31306。象限21304中马达绕组中的电流方向与象限31306中的电流方向相反，且因此可称为正电流。

当电流命令变负且反馈控制器输出指示马达运行1318时，马达操作可从象限21304变化回象限31306。变负的电流命令指示将马达绕组中的电流方向从正电流反转回负电流的要求。

当反馈控制器输出指示再生时，开关桥中的切换设备可经控制以配置开关桥用于再生，从而将马达绕组中的任何剩余的正电流减少到0。在上述实例中，其中来自反馈控制器的输出将用于开关切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值，指示再生的反馈控制器输出在这种情况下可通过变为负值的反馈控制器输出指示。

当旋转速率变正1320时，马达操作可从象限21304变化到象限11302。变正的旋转速率指示马达的旋转方向从第二旋转方向回到与第二旋转方向相反的第一旋转方向的变化。

在该实例中，只要马达的旋转方向不变，操作的邻近的牵引象限和操作的制动象限之间的来回变化是可能的。在这种变化中，马达绕组中的电流方向改变但马达的旋转方向在象限变化之间不改变。然而，在该实例中，如果操作的目前象限中的马达的旋转方向是从操作的紧接的前一象限中的马达的旋转方向反转的，直接变回到操作的紧接的前一象限可能是不可能的。在这种情况下，马达操作可通过操作的其它象限变化，以再次反转马达的旋转方向。

换句话说，在状态图1300的实例中马达操作的象限之间的变化通常在顺时针方向上。在一些情况下，操作象限之间的变化可在逆时针方向上。例如，从象限11302中的第一旋转方向上的牵引到象限41308中的第一旋转方向上的制动的变化，紧接着可以是回到象限11302中的第一旋转方向上的牵引的变化。类似地，从象限31306中的第二旋转方向上的牵引到象限21304中的第二旋转方向上的制动的变化，紧接着可以是回到象限31306中的第一旋转方向上的牵引的变化。

然而，一旦马达操作已经从象限41308中的第一旋转方向上的旋转变化到象限31306中的第二旋转方向上的旋转，回到象限11302中的第一旋转方向上的旋转的唯一方法是经由改变到象限21304。类似地，一旦马达操作已经从象限21304中的第二旋转方向上的旋转变化到象限11302中的第一旋转方向上的旋转，回到象限31306中的第二旋转方向上的旋转的唯一方法是经由改变到象限41308。

可注意的是，状态图1300中象限11302，象限41308，和象限31306之间的变化是状态图1300中的象限31306，象限21304，和象限11302之间的变化的互逆。换句话说，状态图1300中象限11302，象限41308，和象限31306之间的变化与状态图1300中的象限31306，象限21304，和象限11302之间的变化大致相同，除了电流方向和旋转方向在操作象限之间的这两组变化中是反转的。

马达操作从象限11302到象限41308的象限变化可称为第一象限变化。在这种情况下，马达操作从象限41308回到象限11302的象限变化可称为第二象限变化。可替换地，马达操作从象限41308到象限31306的象限变化可称为第二象限变化。类似地，马达操作从象限31306到象限21304的象限变化可称为第一象限变化。在这种情况下，马达操作从象限21304回到象限31306的象限变化可称为第二象限变化。可替换地，马达操作从象限21304到象限11302的象限变化可称为第二象限变化。

参照图14，根据一个说明性实施例描述用于控制无刷DC马达中的电流以改变马达操作的象限的流程图的图解。如所述，过程1400可为在图2中的象限变化控制器208中实施的过程的实例。

过程1400可从马达在操作的牵引象限中操作开始，在所述操作的牵引象限操作中，马达正在第一旋转方向上旋转且马达绕组中的电流在第一电流方向上以用于在马达中产生也在第一旋转方向上的转矩。例如，但不限于，过程1400可从马达在图12中的象限11208中或图13中的象限11302中操作开始。

可确定马达操作的象限是否从操作的牵引象限变化到操作的制动象限(步骤1402)。例如，从操作的牵引象限到操作的制动象限的变化可被识别以响应电流命令和来自用于马达的反馈控制器的输出，所述电流命令指示马达绕组中的电流方向应该反转，所述输出指示用于马达的开关桥中的切换设备可经控制以配置开关桥用于再生马达绕组中的目前电流。

例如，但不限于，指示马达绕组中的电流方向应该反转的电流命令可通过从要求马达绕组中的正电流变化到要求马达绕组中的负电流的电流命令指示。在上述实例中，其中来自反馈控制器的输出将用于开关桥切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值，指示开关桥经配置用于再生的反馈控制器输出在这种情况下可通过变负值的反馈控制器输出指示。步骤1402可被重复以响应马达操作的象限不从操作的牵引象限变化到操作的制动象限的确定。

响应马达操作的象限从操作的牵引象限变化到操作的制动象限的确定，待控制以控制马达绕组中的电流的开关桥中的开关可经选择以反转马达绕组中的电流方向(步骤1404)。开关桥中的开关然后可打开以配置开关桥用于再生(步骤1406)。反馈控制器的输出可经设置以使开关桥中的开关一直打开从而配置用于完整切换循环的开关桥用于再生(步骤1408)。

步骤1406和1408可被执行为相同操作的一部分或独立操作。在上述实例中，其中来自反馈控制器的输出将用于开关桥的切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值，用于配置开关桥以用于完整占空比的再生的反馈控制器输出在这种情况下可设置为1。例如，图11中的切换循环1100可为作为设置步骤1408中的反馈控制器的输出的结果的用于开关桥中的开关的开关正时的实例。在步骤1408中设置反馈控制器的输出后，反馈控制器可被允许操作以调整反馈控制器的输出，从而以正常的方式控制马达绕组中的电流。

响应步骤1408，马达可正在操作的制动象限中操作，在所述操作的制动象限中，马达正在第一旋转方向上旋转，但马达绕组中的电流在与第一电流方向相反的第二电流方向上。在第二电流方向上的马达绕组中的电流在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上在马达中产生转矩。例如，但不限于，响应步骤1408，马达可正在图12的象限41214中或图13的象限41308中操作。

然后可确定马达操作的象限是否从操作的制动象限变化回操作的牵引象限(步骤1410)。例如，当马达在第一旋转方向上旋转，从操作的制动象限回到操作的牵引象限的变化可被识别，以响应电流命令和来自用于马达的反馈控制器的输出，所述电流命令指示马达绕组中的电流方向应该反转，所述输出指示用于马达的开关桥中的切换设备可经控制以配置开关桥用于再生马达绕组中的目前电流。

例如，但不限于，指示马达绕组中的电流方向应该反转的电流命令可通过从要求马达绕组中的负电流变化的电流命令到要求马达绕组中的正电流的电流命令指示。在上述实例中，其中来自反馈控制器的输出将用于开关桥的切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值，指示开关桥经配置用于再生的反馈控制器输出在这种情况下可通过变正值的反馈控制器输出指示。

响应马达操作的象限从操作的制动象限变回到操作的牵引象限的决定，待控制以控制马达绕组中的电流的开关桥中的开关可改变回在从操作的牵引象限到操作的制动象限的变化之前马达正在操作的牵引象限中操作时正在被控制的开关(步骤1412)。选择待控制以控制马达绕组中的电流的开关桥中的开关为在变化到操作的制动象限之前被控制的开关将导致开关桥中的开关被控制，从而使马达绕组中的电流从第二电流方向反转回第一电流方向。

开关桥中的开关然后可被控制以使穿过开关桥的马达绕组中的电流短路，从而配置开关桥用于惰行(步骤1414)。反馈控制器的输出可被设置以使开关桥中的开关保持在用于惰行完整切换循环的穿过开关桥的马达绕组中的电流的配置(步骤1416)。

步骤1412和1414可被执行为相同操作的部分或独立操作。在上述实例中，其中来自反馈控制器的输出将用于开关桥的切换的所需占空比限定为从1到-1范围内的单一符号值，用于配置开关桥以用于完整占空比的惰行的反馈控制器输出在这种情况下可设置为0。例如，图9中的切换循环900可为作为设置步骤1416中的反馈控制器的输出的结果的用于开关桥中的开关的开关正时的实例。在步骤1416中设置反馈控制器的输出后，反馈控制器可被允许操作以调整反馈控制器的输出，从而以正常的方式控制马达绕组中的电流。

为了响应步骤1416，马达可再次正在操作的牵引象限中操作，在所述操作的牵引象限中，马达正在第一旋转方向上旋转，且马达绕组中的电流在第一电流方向上，从而在马达中产生在第一旋转方向上的转矩。该过程然后可从步骤1402继续。

如果在步骤1410处确定操作的象限不从操作的制动象限(其中马达正在第一旋转方向上旋转)改变回操作的牵引象限(其中马达正在操作的第一方向上旋转)，可确定操作的象限是否从操作的制动象限(其中马达正在第一旋转方向上旋转)变化到牵引象限(其中马达正在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转)(步骤1418)。例如，步骤1418可包括识别马达操作在反转旋转方向上从制动到牵引的象限变化，以响应识别马达的旋转方向从第一旋转方向到第二旋转方向的变化。

为了响应在步骤1418中识别马达操作的象限在相反旋转方向上从制动到牵引的变化，马达可正在操作的牵引象限中操作，在所述牵引象限中，马达正在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转，且其中马达绕组中的电流在第二电流方向上，以在马达中产生也在第二旋转方向上的转矩。例如，但不限于，为了立即响应在步骤1418中识别马达操作的象限在反转旋转方向上从制动到牵引的变化，马达可正在图12中的象限31212或图13中的象限31306中操作。

过程1400可终止以响应在步骤1418中识别马达操作象限的变化。过程1400可返回到步骤1410，以响应在步骤1418中马达操作象限不变化的决定。

步骤1400可为用于改变图12中的象限11208和象限41214之间的马达操作且改变马达操作到象限31212，或用于改变图13中的象限11302和象限41308之间的马达操作且改变马达操作到象限31306的过程的一个实施方式的实例。互逆过程可用于改变图12中的象限31212和象限21210之间的马达操作且改变马达操作到象限11208，或用于改变图13中的象限31306和象限21304之间的马达操作且改变马达操作到象限11302。在互逆过程中旋转、电流和转矩的方向将与图1400中提及到的旋转、电流，和转矩的方向反转。

参照图15，根据一个说明性实施例描述马达绕组中的电流和电流命令的波形图的图解。在该实例中，波形图1500中的波形通过无刷DC马达操作的计算机实施的仿真生成。波形图1500中的横轴1502指示时间(秒)。波形图1500中的纵轴1504指示电流(安培)

波形1506指示在马达操作的第一仿真中用于一个相位的绕组中的所需电流。因此，波形1506对应于在第一仿真中用于马达绕组中的电流的电流命令。波形1508指示用于马达的一个相位的马达绕组中的仿真的实际电流，其中用于马达的开关桥中的开关使用常规脉冲宽度调制控制以控制马达绕组中的电流从而跟踪由波形1506指示的命令的电流。波形1508指示使用常规脉冲宽度调制控制马达绕组中的电流导致约4安培峰对峰的马达绕组中的纹波电流。

波形1510指示在相同的马达的操作的第二仿真中用于一个相位的绕组中的所需电流。因此，波形1510对应于在第二仿真中用于马达绕组中的电流的电流命令。波形1512指示用于马达的一个相位的马达绕组中的仿真的实际电流，其中用于马达的开关桥中的开关使用根据一个说明性实施例的常规脉冲宽度调整控制，以控制马达绕组中的电流，从而跟踪由波形1510指示的命令的电流。波形1512指示使用根据说明性实施例的脉冲宽度调整控制马达绕组中的电流导致约0.4安培峰对峰的马达绕组中的纹波电流。

比较波形1508和波形1512指示与使用常规脉冲宽度调制控制马达中的电流相比，使用根据一个说明性实施例的脉冲宽度调整控制马达中的电流可大量减少马达绕组中的非预期的纹波电流。

波形1510指示在约时间2.5秒处通过电流命令的马达绕组中的电流方向的所需变化。马达绕组中电流方向的该变化可对应于马达操作象限的变化。波形1512指示如这里所述，当根据一个说明性实施例控制象限变化时，响应操作象限的变化的马达绕组中的仿真的实际电流的方向的变化相对平稳且不导致马达绕组中不能接受的电流。

不同的说明性实施例能够采取整个硬件实施例、整个软件实施例，或包括硬件或软件元件的实施例的形式。一些实施例在软件中实施，所述软件包括但不限于这样的形式，诸如，例如，但不限于，固件、常驻软件和微码。

此外，不同的实施例能够采取可从计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品，所述计算机可用或可读介质提供程序代码以备或结合计算机或任何执行指令的设备和系统使用。出于本公开的目的，计算机可用或可读介质通常能够为任何有形装置，其可包含、储存、沟通、通信或传输程序以备或结合指令执行系统、装置或设备使用。

计算机可用或可读介质能够为，例如，但不限于，电子的、磁的、光学的、电磁的、红外线的，或半导体系统，或传播介质。计算机可读介质的非限制性实例包括半导体或固态存储器、磁带、移动计算机软盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘，和光盘。光盘可包括光盘-只读存储器(CD-ROM)、光盘-读/写(CD-R/W)，和DVD。

进一步，计算机可用或可读存储器可包含或储存计算机可读或计算机可用程序代码，以至于当计算机可读或计算机可用程序代码在计算机上执行时，该计算机可读或计算机可用程序代码的执行引起计算机在通信链接上输送另一个计算机可读或计算机可用程序代码。该通信链接可使用例如，但不限于为物理的或无线的介质。

适合储存和/或执行计算机可读或计算机可用程序代码的数据处理系统将包括一个或更多个处理器，其通过诸如系统总线的通信介质直接或间接耦合到存储器元件。存储器元件可包括在程序代码的实际执行过程中采用的局部存储器、大容量存储器和高速缓冲存储器，其提供至少一些计算机可读或可用程序代码的暂时存储以减少在代码的执行过程中从大容量存储器检索代码的次数。

输入/输出或I/O设备可直接耦合到系统，或通过中间I/O控制器耦合到系统。这些设备包括，例如，但不限于，键盘、触摸屏显示和定点设备。不同的通信适配器也可耦合到系统以使数据处理系统通过中间专用网络或公用网络能够耦合到其它数据处理系统或远程打印机或存储器设备。一些当前可用的通信适配器类型仅是诸如调制解调器和网络适配器的非限制性实例。

出于说明和描述的目的，已经呈现不同的说明性实施例的描述，且不旨在详尽无遗的，或限制到公开形式的实施例。许多修改和变化将对本领域普通技术人员显而易见。进一步，相比其它说明性实施例，不同的说明性实施例可提供不同的特征。选择的实施例或多个实施例经选择和描述以便最佳解释实施例的原理、实际应用，并使本领域其它普通技术人员能够理解本公开的可具有适合与所考虑的具体使用的各种修改的各种实施例。

Claims (15)

1.一种装置，其包括：

马达(101)，其包括绕组(110)和转子(112)；

开关桥(118)，其经配置以经由多个开关耦合直流电源(116)到所述绕组(110)；

反馈控制器(204)，其经配置以生成相对于由电流命令(210)指示的所述绕组(110)中的所需电流(211)和由电流反馈(212)识别的所述绕组(110)中的实际电流(213)之间差异的输出(214)；

开关控制器(206)，其经配置以控制所述多个开关以响应来自所述反馈控制器(204)的所述输出(214)从而控制所述绕组(110)中的所述实际电流(213)；以及

象限变化控制器(208)，其经配置以识别所述马达(101)操作的第一象限变化且选择通过所述开关控制器(206)待控制的所述多个开关中第一选择的开关，从而改变所述绕组(110)中所述实际电流(213)的方向以响应识别所述第一象限变化。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述象限变化控制器(208)经配置以识别所述第一象限变化以响应：

所述电流命令(210)，其指示所述绕组(110)中的所述所需电流(211)的所述方向的变化；以及

来自所述反馈控制器(204)的所述输出(214)控制所述开关控制器(206)从而控制所述多个开关以配置所述开关桥(118)以用于使所述绕组(110)中的所述实际电流(213)再生回所述直流电源(116)。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中：

所述第一象限变化包括从操作的牵引象限到操作的制动象限的变化，在操作的所述牵引象限中，所述转子(112)正在第一旋转方向上旋转且所述绕组(110)中的所述实际电流(213)在第一电流方向上从而在所述第一旋转方向上在所述转子(112)上产生转矩，在操作的所述制动象限中，所述转子(112)正在所述第一旋转方向上旋转且所述绕组(110)中的所述实际电流(213)在第二电流方向上从而在第二旋转方向上在所述转子(112)上产生转矩，其中所述第一旋转方向不同于所述第二旋转方向，且所述第一电流方向不同于所述第二电流方向；且

通过所述开关控制器(206)待控制的所述多个开关中所述第一选择的开关经选择以使所述绕组(110)中的所述实际电流(213)的所述方向从所述第一电流方向变化到所述第二电流方向。

4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中所述象限变化控制器(208)经进一步配置以打开所述多个开关中所述第一选择的开关以响应识别所述第一象限变化；

所述开关控制器(206)经配置以在切换循环过程中打开和关闭所述多个开关中所述第一选择的开关，从而控制所述绕组(110)中的所述实际电流(213)；且

所述象限变化控制器(208)进一步经配置以设置所述反馈控制器(204)的所述输出(214)，从而控制所述开关控制器(206)以打开用于完整切换循环的所述多个开关中所述第一选择的开关，以响应识别所述第一象限变化。

5.根据权利要求3所述的装置，其中所述象限变化控制器(208)进一步经配置以：

识别所述马达(101)的所述操作从操作的所述制动象限到操作的所述牵引象限的第二象限变化；

为了响应识别所述第二象限变化，选择待控制的所述多个开关中第二选择的开关以使所述绕组(110)中的所述实际电流(213)的所述方向从所述第二电流方向变化到所述第一电流方向；以及

为了响应识别所述第二象限变化，控制所述多个开关中所述第二选择的开关以使穿过所述开关桥(118)的所述绕组(110)中的所述实际电流(213)短路。

6.根据权利要求5所述的装置，其中：

所述开关控制器(206)经配置以在周期性切换循环过程中打开和关闭所述多个开关中所述第二选择的开关，以控制所述绕组(110)中的所述实际电流(213)；且

所述象限变化控制器(208)进一步经配置以设置所述反馈控制器(204)的所述输出(214)，从而控制所述开关控制器(206)以控制所述多个开关中所述第二选择的开关，从而使穿过用于完整切换循环的所述开关桥(118)的所述绕组(110)中的所述实际电流(213)短路，以响应识别所述第二象限变化。

7.根据权利要求3所述的装置，其中所述象限变化控制器(208)经配置以识别从操作的所述制动象限到操作的反转的牵引象限的第二象限变化，在所述反转的牵引象限中，所述转子(112)正在所述第二旋转方向上旋转且所述绕组(110)中的所述实际电流(213)在所述第二电流方向上，从而在所述第二旋转方向上在所述转子(112)上产生所述转矩。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个开关包括切换设备，其经配置以当所述切换设备闭合时在第一方向上传导，且与所述切换设备并联的二极管经配置以在与所述第一方向相反的第二方向上传导。

9.根据权利要求1至8所述的任一装置，其中所述装置在飞机(104)上。

10.一种控制无刷直流马达(108)的操作象限的变化的方法，其包括：

识别马达(101)的操作的第一象限变化；且

为了响应识别所述第一象限变化，选择待控制的开关桥(118)中的多个开关中第一选择的开关以耦合直流电源(116)到所述马达(101)的所述绕组(110)，从而改变所述绕组(110)中的实际电流(213)的方向。

11.根据权利要求10所述的方法，其中识别所述第一象限变化包括：

识别电流命令(210)，其指示所述绕组(110)中的所需电流(211)的方向的变化；且

识别来自控制所述多个开关的反馈控制器(204)的输出(214)，从而配置所述开关桥(118)以用于使所述绕组(110)中的所述实际电流(213)再生回所述直流电源(116)。

12.根据权利要求10所述的方法，其中：

所述第一象限变化包括从操作的牵引象限到操作的制动象限的变化，在操作的所述牵引象限中，所述马达(101)的转子(112)正在第一旋转方向上旋转且所述马达(101)的所述绕组(110)中的所述实际电流(213)在第一电流方向上从而在所述第一旋转方向上在所述转子(112)上产生转矩，在操作的所述制动象限中，所述转子(112)正在所述第一旋转方向上旋转且所述绕组(110)中的所述实际电流(213)在第二电流方向上从而在第二旋转方向上在所述转子(112)上产生所述转矩，其中所述第一旋转方向不同于所述第二旋转方向，且所述第一电流方向不同于所述第二电流方向；以及打开所述多个开关中所述第一选择的开关以响应识别所述第一象限变化。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括设置反馈控制器(204)的输出(214)，从而打开用于完整切换循环的所述多个开关中所述第一选择的开关，以响应识别所述第一象限变化。

14.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：

识别所述马达(101)的所述操作从操作的所述制动象限到操作的所述牵引象限的第二象限变化；

为了响应识别所述第二象限变化，选择待控制的所述多个开关中第二选择的开关以使所述绕组(110)中的所述实际电流(213)的所述方向从所述第二电流方向变化到所述第一电流方向；以及

为了响应识别所述第二象限变化，控制所述多个开关中所述第二选择的开关以使穿过所述开关桥(118)的所述绕组(110)中的所述实际电流(213)短路。

15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括设置所述反馈控制器(204)的所述输出(214)以控制所述多个开关中第二选择的开关，从而使穿过用于所述完整切换循环的所述开关桥(118)的所述绕组(110)中的所述实际电流(213)短路，以响应识别第二象限变化。