CN1285167C

CN1285167C - 控制无刷直流电动机的装置和方法

Info

Publication number: CN1285167C
Application number: CNB2003101036411A
Authority: CN
Inventors: 李光云
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2023-11-06
Also published as: CN1518205A; US7112936B2; JP3825434B2; KR100966879B1; US20040130284A1; KR20040063524A; JP2004215489A

Abstract

一种控制无刷直流电动机的装置和方法，所述装置和方法使无刷直流电动机的转矩脉动减至最小，包括：电转换单元，用于将交流电转换为多相交流电并将多相交流电供应给无刷直流电动机。转子位置/速度检测单元检测转子的状态信息。端电压检测单元检测多相交流电的端电压变化。控制单元利用由位置/速度检测单元提供的转子状态信息和由端电压检测单元提供的多相交流电的端电压变化信息检测多相交流电的换向期间。控制单元控制电转换单元向无刷直流电动机供应补偿电压，所述补偿电压用于在所检测的换相期间恒定地维持多相交流电非换相相的平均电压。

Description

控制无刷直流电动机的装置和方法

技术领域

本发明总的来说涉及控制电动机的装置和方法，本发明尤其涉及控制无刷直流电动机的装置和方法，所述装置和方法可使转矩脉动最小。

背景技术

本领域技术人员所熟知的是，无刷直流电动机采用包含开关装置的整流电路代替机械元件，例如电刷和换相器。无刷直流电动机的特征在于由于摩擦而更换电刷不再是必需的，并且几乎没有电磁干扰和驱动噪音存在。以下将参照图1详细描述驱动无刷直流电动机的控制装置。

图1是控制无刷直流电动机的常规装置的框图。如图1所示，包括转换器104、电容器108和逆变器106的电开关装置将来自交流电供应单元102的交流电转换为脉冲式三相交流电，并将三相交流电供给无刷直流电动机(BLDC电机)110。从逆变器106供给无刷直流电动机110的三相交流电的U、V和W相电流中，U相和V相电流被第一和第二电流传感器112a and 112b所检测。分别由第一和第二电流传感器112aand 112b所检测的U相和V相电流信息被提供给控制单元114，提供给逆变器106的逆变器控制信号基于所检测的V相和U相电流信息。无刷直流电动机110的转子的位置和速度由位置/速度检测单元116所检测。所检测的转子的位置/速度信息进一步提供给控制单元114，并且，提供给逆变器106的逆变器控制信号基于所检测的位置/速度信息。也就是说，控制单元114根据由电流传感器112a和112b输入的相电流信息和由位置/速度检测单元116输入的转子的位置/速度信息控制无刷直流电动机110的转速。控制单元114输出逆变器控制信号以便控制由逆变器106输出的三相交流电的换相时间及其相电流强度，从而允许无刷直流电动机110的转速遵守速度命令。

无刷直流电动机的转矩可用感应电压乘以电流来表示。在三相交流电换相期间，相电流临时减小，从而产生转矩脉动。由于转矩脉动是产生噪音和振动的原因，就需要减小转矩脉动的方案。

为了使无刷直流电动机的转矩脉动减至最小，在换相期间临时减小的相电流必须得到补偿。补偿必须只能在换向期间进行。如果不能精确检测换相期间，就会出现相电流补偿不足或过度补偿。因此，为了将转矩脉动减到最小，精确地检测换相期间是非常重要的。在相关技术中，诸如霍尔效应传感器的电流传感器被用于检测无刷直流电动机的换向期间。然而，如图1所示，利用电流传感器检测各个相电流，增加了无刷直流电动机的控制装置的成本，因此给生产者和用户都增加了很重的负担。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种控制无刷直流电动机的装置和方法，所述装置和方法精确检测三相交流电的换相时间和期间并补偿在所检测的换相期间发生的电流减小以便使在供给无刷直流电动机的三相电流换向期间所发生的相电流临时减小所引起的转矩脉动减至最小。

本发明的其它方面和/或优点部分将通过下面的说明来描述，部分从说明中可明显看出或可通过实施本发明而得知。

本发明的上述和/或其它方面通过提供一种控制无刷直流电动机的装置来实现，所述装置包括电转换单元，用于将商业交流电转换为多相交流电并将多相交流电供应给无刷直流电动机。转子位置/速度检测单元检测无刷直流电动机的转子的状态信息。端电压检测单元检测供应给无刷直流电动机的多相交流电的端电压的变化信息。控制单元利用由位置/速度检测单元提供的转子状态信息和由端电压检测单元提供的多相交流电的端电压变化信息检测多相交流电的换向期间。并且，控制单元控制电转换单元向无刷直流电动机供应补偿电压，所述补偿电压用于在所检测的换相期间恒定地维持多相交流电非换相相的平均电压。其中，电转换单元包括：转换器，用于将交流电转换为直流电；逆变器，用于将直流电转换为多相交流电；和连接在转换器和逆变器之间的直流链电容器；其中，端电压检测单元将多相交流电的每一端电压与参考电压比较并产生对应于每一端电压的端电压变化信息，并且，当多相交流电的各个端电压大于参考电压时端电压变化信息具有第一逻辑电平，当多相交流电的各个端电压小于参考电压时端电压变化信息具有第二逻辑电平；其中，由端电压检测单元检测的端电压变化是在换相时以多相交流电端电压信号波形的形式产生的触发脉冲；其中，控制单元利用触发脉冲的宽度来计算多相交流电的换相期间。

本发明的上述和/或其它方面通过提供一种无刷直流电动机的控制方法来实现，所述无刷直流电动机由电转换单元供电，所述电转换单元将交流电转换为多相交流电，所述方法包括：通过供给无刷直流电动机非换相相电流驱动无刷直流电动机；利用转子位置信息监测换相开始时间；当换相开始时向无刷直流电动机供给补偿电压以使由于换相引起的转矩脉动最小；和利用端电压波形的触发脉冲产生时的时间信息检测换相终止时间以便停止供给补偿电压；其中，换相终止时间的检测包括：将多相交流电的每一端电压与参考电压比较；和产生端电压变化信息，所述端电压变化信息对应于每一端电压，并且当多相交流电的各个端电压大于参考电压时端电压变化信息具有第一逻辑电平，当多相交流电的各个端电压小于参考电压时端电压变化信息具有第二逻辑电平；其中，利用触发脉冲产生的时间信息计算多相交流电的换相期间。

本发明还提供一种控制无刷直流电动机转动的方法，所述无刷直流电动机被供以多相交流电，所述无刷直流电动机中具有转子，所述方法包括：向无刷直流电动机供给非换相相电流；利用转子操作信息检测换相开始时间，并且，利用当端电压信号波形的触发脉冲产生时的时间信息检测换相终止时间以停止提供补偿电压，换相期间由换相开始时间和换相终止时间限定；和向无刷直流电动机提供补偿电压以便排除无刷直流电动机在换相期间产生的转矩脉动；其中，换相终止时间的检测包括：将多相交流电的每一端电压与参考电压比较；对于每一端电压产生端电压变化信息，当多相交流电的各个端电压大于参考电压时端电压变化信息具有第一逻辑电平，当多相交流电的各个端电压小于参考电压时端电压变化信息具有第二逻辑电平；其中，利用触发脉冲产生时的时间信息计算多相交流电的换相期间。

附图说明

通过以下参照附图对优选实施例进行描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将会变得更加明显和易于理解。

图1是控制无刷直流电动机的常规控制装置的框图；

图2是根据本发明的实施例的无刷直流电动机的控制装置的框图；

图3图2的无刷直流电动机控制装置中的三相全桥逆变器的电路图；

图4A至4F示出了用于驱动图2的无刷直流电动机控制装置的逆变器的逆变器控制信号；

图5是图2的无刷直流电动机控制装置中的控制单元的框图；

图6是图2的无刷直流电动机控制装置中的端电压检测单元的电路图；

图7A至7C示出了在换相期间流过图3的逆变器的电流方向；

图8A至8D的波形图示出了图6的端电压检测单元的输入/输出信号；

图9是图5的无刷直流电动机控制装置的控制单元中的控制信号转换单元的框图；

图10A至10D的波形图示出了图2的无刷直流电动机控制装置的逆变器控制信号和PWW载波信号；

图11是根据本发明实施例的控制无刷直流电动机的方法的流程图；

具体实施方式

下文将详细描述本发明的优选实施例，其例子在附图中示出，其中在全文中相同的标号表示相同的元件。

图2是根据本发明的实施例的无刷直流电动机的控制装置的框图。如图2所示，电开关装置包括转换器204、直流链电容器208和逆变器206。电开关装置将由交流电供应单元202供应的交流电换为直流电，并将直流电转换为三相交流电，接着将三相交流电供应给无刷直流电动机210。转换器204将交流电转换为直流电，逆变器206将直流电转换为脉冲式三相交流电。

端电压检测单元216检测从逆变器206供给无刷直流电动机210的三相交流电的相端电压U、V和W，并将各相的端电压信息U_C、V_C和W_C供给控制单元214。位置/速度检测单元246利用位置检测器检测转子的位置或者检测供应给无刷直流电动机210的相端电压U、V和W的换向信息。控制单元214根据由端电压检测单元216提供的三相交流电的相端电压信息U_C、V_C和W_C和由位置/速度检测单元246提供的无刷直流电动机210的转子位置/速度信息F/G产生逆变器控制信号P1至P6以便控制无刷直流电动机210的转速。由控制单元214产生的逆变器控制信号P1至P6被用于控制换相时间和从逆变器206输出到无刷直流电动机210的三相交流电的各相U、V和W的电流量。逆变器控制信号P1至P6允许无刷直流电动机210的转速遵循从外部输入的速度命令H。

图3是图2的无刷直流电动机控制装置中的三相全桥逆变器206的电路图；参照图3，各个开关装置即晶体管Q1至Q6响应于三相交流信号P1至P6导通/截止从而变换相电流，所述三相交流信号P1至P6中每一个都具有二相激励模式，这将在后面的图4中说明。

图4A至4F示出了用于驱动图2的无刷直流电动机控制装置中的逆变器206的逆变器控制信号。在这种情况下，图4A至4F示出逆变器控制信号P1至P6，所述控制信号以三相交流信号实现，其中每一信号具都有二相激励模式并被用于后端单极脉冲宽度调制。在后端单极脉冲宽度调制中，脉冲宽度通过单个开关装置以120°导通期间的后60°间隔(输出相)的导通/截止操作进行调制。

图5是图2的无刷直流电动机控制装置中的控制单元214的框图。如图5所示，设置在控制单元214输入端的加法器502计算由外部提供的速度命令H和由位置/速度检测单元246提供的速度信息G之间的差，并将该差数提供给速度控制单元504。速度控制单元504根据速度命令H和速度信息G之间的差产生第一电流控制信号A以便使无刷直流电动机210的转速遵循速度命令H。从速度控制单元504输出的第一电流控制信号A被提供给控制信号转换单元510。控制信号转换单元510转换从速度控制单元504输出的第一电流控制信号A以便在内部产生第二电流控制信号B(在图5中未示出，参照图8A至8D)。控制信号转换单元510选择第一电流控制信号A和内部产生的第二电流控制信号B(未示出)其中之一并输出选择的信号作为第三电流控制信号C。在这种情况下，根据由换相期间检测单元516提供的换相期间检测信号D执行选择。

当每一换相开始时，换相时间检测单元518检测时间并将所检测的换相开始时间信息t_C提供给换向期间检测单元516。换向期间检测单元516利用由换相时间检测单元518提供的换相开始时间信息t_C由端电压检测单元216提供的各相的端电压信息U_C、V_C和W_C来检测出精确的换相期间，并利用所检测的换相期间信息产生换相期间检测信号D。也就是说，换相期间检测信号D仅在换相期间激活以便允许控制信号转换单元510输出第二电流控制信号B以作为第三电流控制信号C。在两相导通期间，换相期间检测信号D失活，从而在两相导通期间输出第一电流控制信号A以作为第三电流控制信号C。从控制信号转换单元510输出到逆变器控制单元514的第三电流控制信号C确定从逆变器控制单元514输出的具有两相激活模式的每个逆变器控制信号P1至P6的时间比率。

图6是图2的无刷直流电动机控制装置中的端电压检测单元的电路图。如图6所示，供给无刷直流电动机210的相端电压U、V和W和直流链电容器208端部之间的直流链电压V_DC输入到端电压检测单元216中。相端电压U、V和W以及直流链电压V_DC其中每一个都按构成端电压检测单元216的电阻器R1，R2，R3和R4的比例分配，并且确定为电阻器R1，R2，R3和R4的相应比率的每一对相应的电压通过各个比较器602，604和606互相比较。各对电压的比较结果作为端电压信息U_c、V_C和W_C输出。也就是说，例如，每一相端电压与直流链电容器208端部之间的直流链电压V_DC的1/2比较。如果每一相端电压大于V_DC/2，每一端电压信息U_C、V_C和W_C输出为“1”状态(高逻辑电平状态)，而如果每一相端电压小于V_DC/2，每一端电压信息U_C、V_C和W_C输出为“0”状态(低逻辑电平状态)。以下将描述通过将相端电压U、V和W和V_DC/2比较获得各相的端电压信息U_C、V_C和W_C和使用相端电压信息U_C、V_C和W_C检测换相期间的原理。

图7A至7C示出了在换相期间流过图3的逆变器206的电流方向。图7A至7C分段地示出在U-V相(0°至60°间隔)被转换为U-W相(60°至120°间隔)期间产生的电流流动。在图7A中图示出了在U-V相(0°至60°间隔)中逆变器206的电流流动。在0°至60°间隔期间，晶体管Q1和Q6导通以允许U-V相电流流过晶体管Q1和Q6。

在这种状态下，如图7B和7C所示，晶体管Q6关闭并且晶体管Q2导通从而自U-V相到U-W相的换相开始。图7B和7C示出换向期间熄火的V相电流702和点火的W相电流704的电流流动。在图7B中，晶体管Q1和Q2导通，从而新点火的W相电流704出现在直流链电容器208的负端。在图7C中，晶体管Q1关闭而晶体管Q2继续导通。在这种情况下，熄火的V相电流106流过二极管D3。因此，V相端电压V与直流链电压V_DC具有相同的强度(即，量值和瞬时值magnitude orinstantaneous value)直到熄火的V相电流减至“0”。从V相转换为W相的换相完成后，开路的V相端的端电压用下式(1)表示：

V = E_{V} + \frac{V_{DC}}{2} (Q 1 = ON) - - - (1)

V＝0 (Q1＝OFF)

其中E_V为V相的反电动势(EMF)。由于反电动势E_V的强度在换相完成后立即小于“0”，V相端电压小于V_DC/2。也就是说，开路的V相的端电压V在换相期间大于V_DC/2，而在换相完成之后小于V_DC/2。因此，利用图6所示的比较电路将每一相的端电压与V_DC/2比较可精确地检测换相期间。

图8A至8D的波形图示出了图6的端电压检测单元216的输入/输出信号，各相端电压U、V和W与它们的相端电压信息U_C，V_C和W_C图示在一起。如图8A至8D所示，在每一相端电压U、V和W大于V_DC/2的间隔期间，每一相端电压信息U_C，V_C和W_C为“1”状态。并且，在每一相端电压U、V和W小于V_DC/2的间隔期间，每一相端电压信息U_C，V_C和W_C为“0”状态。

在图8A至8D中，示出了三相换相时间#1，#2和#3，它们分别代表U、V和W相的换相开始时间。如图7A至7C所示，在每一相换相开始之后熄火相电流减至“0”之前，熄火相端电压强度为“0”或“V_DC”。因此，在换相发生后立即熄火的相端电压与V_DC/2比较，比较结果维持在“1”或“0”的期间为换相期间。

在图8A至8D中，在换相时间#1之后，W相端电压维持在V_DC，从而，图6的比较器606的输出在“1”状态下维持一时间段t_W。时间段t_W是W相的换相期间。并且，在换相时间#2之后，V相端电压维持在“0”，从而，比较器604的输出在“0”状态下维持一时间段t_V。时间段t_V是V相的换相期间。类似地，在换相时间#3之后，U相端电压维持在V_DC，从而，比较器602的输出在“1”状态下维持一时间段t_U。时间段t_u是U相的换相期间。因此，图5的换相期间检测单元516利用由换相时间检测单元518提供的换相开始时间信息t_C识别每一相的换相开始时间，并允许控制信号转换单元510输出第三电流控制信号C，第三电流控制信号C能够防止由于换相期间t_U，t_V和t_W换相引起的电压变化。其中t_U，t_V和t_W每一个代表从换相开始时间到换相结束的期间，从而将在换相期间产生的转矩脉动减至最小。

图9是图5的无刷直流电动机控制装置的控制信号转换单元510的框图。如图9所示，控制信号转换单元510通过开关910输出由速度控制单元504提供的第一电流控制信号A和内部产生的第二电流控制信号B其中之一作为第三电流控制信号C。第二电流控制信号B通过以下过程产生。具有3/4增益的第一电流放大器902放大第一电流控制信号A并将放大的结果提供给加法器908。具有1/2增益的第二电流放大器902放大第一电流控制信号A的最大电流密度A_MAX并将放大的结果提供给加法器908。信号发生器906产生信号K_eω/2V_DC，并将信号K_eω/2V_DC提供给加法器908。在这种情况下，K_e是反电动势常数，ω是无刷直流电动机210的转子的转速，和V_DC是直流链电容器208端部之间的电压。通过加法器908相加后的信号经过可变增益控制(AGC)放大器914可变地放大以便产生第二电流控制信号B。在导通期间，转换器910的触点连接到端子S1上，从而第一电流控制信号A输出为第三电流控制信号C。并且，在换相期间，转换器910的触点通过激发的换相期间检测信号D连接到端子S2上，从而用于补偿在换相期间产生的平均电流变化的第二电流控制信号B被输出作为第三电流控制信号C。

响应于从换相期间检测单元516提供的增益控制信号E来控制输出第二电流控制信号B的AGC放大器914的增益K。增益K用于防止当换相在一个PWM载波信号周期中完成时产生的过度补偿引起的电流脉动。增益K具有0到1之间的值，并且其值根据换相期间的宽度与输入到逆变器控制单元514中的PWM载波信号周期的比率确定。例如，如果PWM载波信号的周期为250μs并且换相期间的宽度为125μs，则增益K为0.5。这时，通过用于控制逆变器206的晶体管Q1至Q6的每个逆变器控制信号P1至P6的时间比率(time ratio)乘以增益K得到的值限定第二电流控制信号B。如果PWM载波信号周期为250μs并且换相期间的宽度为300μs，即如果换相期间长于PWM载波信号的一个周期，则在换相之后在一个PWM载波信号周期中增益K立即为1。这样，如果换相期间长于PWM载波信号的一个周期，则在PWM载波信号的两个周期期间，换相期间检测信号D控制转换器910输出第二电流控制信号B作为第三电流控制信号C。通常，每个逆变器控制信号P1至P6的时间比率(time ratio)具有0至1之间的值，从而限制器912将第三电流控制信号C的时间比率限制在0至1之间。

如上所述，控制每个逆变器控制信号P1至P6的时间比率(time ratio)对于补偿在换相期间的平均电压变化很重要，以下将详细描述。第一，如果U-V相导通，施加到每一导通相U相和V相上的平均相电压V_M1由以下公式(2)确义：

V_{M 1} = \frac{V_{DC} \cdot T_{1}}{2} (0 < T_{1} < 1) - - - (2)

其中，V_DC是平行于逆变器206的直流链电容器208端部之间的电压，T₁是施加到逆变器206的晶体管Q6上的逆变器控制信号P6的时间比率。在从U-V相导通到U-W相导通的换相期间施加到非换相的U相上的平均电压V_M2用以下公式(3)表示：

V_{M 2} = \frac{V_{DC}}{3} (2 T_{2} - 1) - \frac{E_{U} + E_{V} + E_{W}}{3} (0 < T_{1} < 1) - - - (3)

其中，T₂是在从U-V到U-W相换相期间施加到逆变器206的晶体管Q1上的逆变器控制信号P1的时间比率，E_U、E_V和E_W分别是U、V和W相的反电动势。

如公式(2)和公式(3)所表示，如果在两相导通期间和换相期间的逆变器控制信号P6和P1的时间比率T₁和T₂分别相同，则施加到非换相的U相上的平均电压V_M1由于换相而临时改变为V_M2。平均电压的临时改变引起非换相相的电流脉动。无刷直流电动机210的转矩在换相间隔期间与非换相相的电流成比例，从而由于换相引起的非换相相的电流脉动进而引起转矩脉动。因此，如公式(4)中所示，为了减少由于换相引起的转矩脉动，对在换相期间提供给逆变器206的逆变器控制信号P1的时间比率T2进行调整，以便允许没有电流脉动的恒定电流在换相期间流过非换相相，也就是说，V_m1将等于V_M2。

T_{2} = \frac{1}{2} + \frac{3}{4} T_{1} + \frac{E_{U} + E_{V} + E_{W}}{2 V_{DC}} - - - (4)

假设在换相期间每一相U、V和W相的反电动势E_U，E_V和E_W的强度恒定并且与无刷直流电动机210的转速成比例，则公式(4)可以简化为以下公式(5)：

T_{2} = \frac{1}{2} + \frac{3}{4} T_{1} + \frac{K_{e} \cdot ω}{2 V_{DC}} - - - (5)

因此，当控制两相激励型无刷直流电动机210时，必须防止在换相期间施加到非换相相上的平均电压的变化以便减小由于换相引起的电流脉动。为了这些操作，必须在换相的同时根据以上公式(5)控制每一逆变器控制信号P1至P6的时间比率。如果在两相导通期间，每一逆变器控制信号P1至P6的时间比率为T₁，则只有当它们的时间比率在换相开始的同时改变为T₂并且在换相完成的时点(即当熄火相的相电流变为“0”时)又改变为时间比率T₁时，可阻止非换相相的平均电压变化。

如果在换相完成之前预先将它们的时间比率从时间比率T₂改变为时间比率T₁，则可能不能够充分地补偿由于换相引起的平均电压的减小(补偿不足)，从而引起电流脉动。如果即使在换相完成之后它们的时间比率仍然维持在时间比率T₂，则由于过度补偿引起电流脉动。因此，为了减小由于换相引起的转矩脉动，必须精确地检测换相期间，并且每一逆变器控制信号P1至P6必须只在换相期间保持时间比率T₂。

图10A至10D的波形图示出了用于控制晶体管Q1、Q2和Q6的逆变器控制信号和作为本发明实施例的无刷直流电动机控制装置的载波信号。如图10A至10D所示，在图5的控制单元214被用于减小由于换相引起的转矩脉动的情况下，PWM载波信号必须与新点火的开关装置的导通时间同步，否则在新点火的开关装置导通时施加到非换相相的平均电压就会改变，从而引起转矩脉动。如图10A至10D所示，当改变PWM载波信号的频率以便使PWM载波信号与新点火的开关装置的导通时间同步时，必须通过适当调整PWM脉冲的导通时间使PWM载波信号的时间比率保持为恒定值。如果在PWM脉冲的导通时间恒定时仅仅PWM载波信号的频率发生变化，则施加过度或不足的输入信号以引起电流脉动。.如图10A至10D所示，为了同步PWM载波信号与新相的点火时间，可根据换相时间在临近换相之前改变施加到熄火相上的PWM脉冲的载波频率。并且，也可利用将PWM载波信号的载波频率改变60°角的方法。

图11是根据本发明的实施例控制无刷直流电动机的方法流程图。如图11所示，在操作1102中，提供非换相相电流以驱动无刷直流电动机210。在操作1104中，利用转子的位置信息监控换相开始时间。如果在操作1106中换相开始，则在操作1108中供给无刷直流电动机210补偿电压以使转矩脉动减至最小。如果在操作1110中完成换相，则停止供给补偿电压。

从以上描述中很明显，提供了一种控制无刷直流电动机的装置和方法，所述装置和方法能够精确检测三相交流电的换相时间和换相期间并补偿在所检测的换相期间的相电流减小以便将供给无刷直流电动机的三相电流的换相期间所发生的相电流临时减小引起的转矩脉动减至最小。

尽管在此示出和描述了本发明的实施例，本领域的技术人员应当理解，在不偏离本发明的原理和实质的情况下，可以对所述实施例进行改变，其范围也限定在权利要求及其等同物的范围内。

Claims

1、一种用于控制具有转子的无刷直流电动机的装置，包括：

电转换单元，用于将交流电转换为多相交流电并将多相交流电供给无刷直流电动机；

转子位置/速度检测单元，用于检测无刷直流电动机的转子的状态信息；

端电压检测单元，用于检测供给无刷直流电动机的多相交流电的端电压变化信息；和

控制单元，所述控制单元利用由位置/速度检测单元提供的转子状态信息和由端电压检测单元提供的多相交流电的端电压变化信息检测多相交流电的换相期间，并且控制电转换单元向无刷直流电动机供应补偿电压，所述补偿电压用于在所检测的换相期间恒定地维持多相交流电非换相相的平均电压；

其中，电转换单元包括：转换器，用于将交流电转换为直流电；逆变器，用于将直流电转换为多相交流电；和连接在转换器和逆变器之间的直流链电容器；

其中，端电压检测单元将多相交流电的每一端电压与参考电压比较并产生对应于每一端电压的端电压变化信息，并且，当多相交流电的各个端电压大于参考电压时端电压变化信息具有第一逻辑电平，当多相交流电的各个端电压小于参考电压时端电压变化信息具有第二逻辑电平；

其中，由端电压检测单元检测的端电压变化信息是在换相时以多相交流电端电压信号波形的形式产生的触发脉冲；

其中，控制单元利用触发脉冲的宽度来计算多相交流电的换相期间。

2.根据权利要求1所述的用于控制具有转子的无刷直流电动机的装置，其特征在于，参考电压为直流链电容器两端的直流链电压的1/2；和

第一逻辑电平大于直流链电压的1/2，并且第二逻辑电平小于直流链电压的1/2。

3.根据权利要求1所述的用于控制具有转子的无刷直流电动机的装置，其特征在于，由转子位置/速度检测单元检测的转子状态信息是转子的位置和速度信息。

4.根据权利要求1所述的用于控制具有转子的无刷直流电动机的装置，其特征在于，控制单元包括：

速度控制单元，用于在多相交流电的非换相期间根据从外部输入的速度命令和由转子位置/速度检测单元提供的当前速度信息产生第一电流控制信号以便提供非换相相电流；

换相期间检测单元，用于利用由端电压检测单元提供的端电压变化信息检测换相期间，并产生换相期间检测信号；

控制信号转换单元，用于输入第一电流控制信号，产生第二电流控制信号，并响应由换相期间检测单元发出的换相期间检测信号输出第一和第二电流控制信号其中之一作为第三电流控制信号；和

逆变器控制单元，用于产生一个或多个逆变器控制信号，其中每一个逆变器控制信号具有响应于由控制信号转换单元输出的第三电流控制信号而确定的时间比率。

5.一种无刷直流电动机控制方法，所述无刷直流电动机由电转换单元供电，所述电转换单元将交流电转换为多相交流电，所述方法包括：

通过供给无刷直流电动机非换相相电流驱动无刷直流电动机；

利用转子位置信息监测换相开始时间；

当换相开始时向无刷直流电动机供给补偿电压以使由于换相引起的转矩脉动最小；和

利用端电压波形的触发脉冲产生时的时间信息检测换相终止时间以便停止供给补偿电压；

其中，换相终止时间的检测包括：

将多相交流电的每一端电压与参考电压比较；和

产生端电压变化信息，所述端电压变化信息对应于每一端电压，并且当多相交流电的各个端电压大于参考电压时端电压变化信息具有第一逻辑电平，当多相交流电的各个端电压小于参考电压时端电压变化信息具有第二逻辑电平；和

其中，利用触发脉冲产生的时间信息计算多相交流电的换相期间。

6.根据权利要求5所述的无刷直流电动机控制方法，其特征在于，

电转换单元包括：转换器，用于将交流电转换为直流电；逆变器，用于将直流电转换为多相交流电；和连接在转换器和逆变器之间的直流链电容器；

参考电压是直流链电容器两端的直流链电压的1/2；和

第一逻辑电平大于直流链电压的1/2，第二逻辑电平小于直流链电压的1/2。

7.一种控制无刷直流电动机转动的方法，所述无刷直流电动机被供以多相交流电，所述无刷直流电动机中具有转子，所述方法包括：

向无刷直流电动机供给非换相相电流；

利用转子操作信息检测换相开始时间，并且，利用当端电压信号波形的触发脉冲产生时的时间信息检测换相终止时间以停止提供补偿电压，换相期间由换相开始时间和换相终止时间限定；和

向无刷直流电动机提供补偿电压以便排除无刷直流电动机在换相期间产生的转矩脉动；

其中，换相终止时间的检测包括：将多相交流电的每一端电压与参考电压比较；和

对于每一端电压产生端电压变化信息，当多相交流电的各个端电压大于参考电压时端电压变化信息具有第一逻辑电平，当多相交流电的各个端电压小于参考电压时端电压变化信息具有第二逻辑电平；和

其中，利用触发脉冲产生时的时间信息计算多相交流电的换相期间。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，转子操作信息的检测包括：

利用位置检测器和供给无刷直流电动机的每一端电压的换相信息其中之一检测转子的位置信息和速度信息。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，补偿电压的供给包括：

补偿在换相期间发生的相电流减小以便使无刷直流电动机的转矩脉动最小。