CN1949649A - 无刷直流电机控制装置及其控制方法 - Google Patents
无刷直流电机控制装置及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1949649A CN1949649A CNA200610058302XA CN200610058302A CN1949649A CN 1949649 A CN1949649 A CN 1949649A CN A200610058302X A CNA200610058302X A CN A200610058302XA CN 200610058302 A CN200610058302 A CN 200610058302A CN 1949649 A CN1949649 A CN 1949649A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motor
- revolution
- brshless
- brushless
- electric current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/282—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling field supply only
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明涉及一种无刷DC电机控制装置,用于控制无刷DC电机的转数,所述无刷DC电机具有n磁极(这里n是自然数)的转子,对定子供应m相(这里m是自然数)源电流时转子旋转,所述控制装置包括:旋转探测器部分,用于计数转子旋转时无刷DC电机的旋转脉冲数;转数需要量输入部分,用于接收无刷DC电机的转数作为输入并将其转换成相应的转数需要量;比较部分,用于比较旋转脉冲数和转数需要量;以及电流控制器部分,用于根据比较部分的比较结果控制供应到无刷DC电机的源电流。转数的控制是利用数字化方法通过检测和计数无传感器型无刷DC电机的反电动势或者传感器型无刷DC电机的F/G脉冲实现的。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流(DC)电机,特别是涉及一种无刷DC电机控制装置及其控制方法。
背景技术
电机是一种能量转换装置,是通过电磁现象将电能转换成旋转的或直线的动能。由于电子设备在电气、电子和机械工业的广泛使用,使电机应用领域扩展;作为驱动力的关键来源,电机的重要性日益增大。另外,随着工业的快速增长,电机作为驱动源,其速度更快,容量更大。
特别是,精确控制电机使精确运动在速度控制方面具有快速响应时间和宽的范围。通过重复停止、启动和反转动作等,这些电机按照控制信号运行。随着技术发展和应用领域扩展,例如,动力电子学发展、微计算机发展、精确技术的实际应用和高性能永磁体以及表面安装技术发展,精确控制电机的重要性日益增大。
精确控制电机的例子包括步进电机和无刷DC电机,这通常使用高性能永磁体。
最常用于位置控制的电机是步进电机。在精确控制一般的机械位移时,步进电机适合用于micoms,因为使用脉冲可以对它们数字化控制。步进电机可以旋转特定角度,并在没有检测电机轴位置的反馈的情况下能高精度停止。而且,步进电机可以实现开环控制,容易用数字信号控制,并且在停止时可以保持转矩。
但是,这些电机的转矩低,因而难以应用于需要高转矩的场合。而且,在某些频率下可能出现振动和谐振现象,这些电机抵抗负载惯性的能力差,在高速运行过程中出现步进超出。并且,由于在与常用驱动器一起工作过程中缠绕绕组的感应效应,缠绕绕组不能流过足够的电流,因此增大脉冲速率时力矩减小,与DC电机相比效率较低。
这样,提供高转矩的无刷DC电机,优选为在位置控制或转数时。无刷DC电机不但耐用高效,而且易于在恒速和变速控制中使用。
无刷DC电机被设计为没有作为换向器的电刷,同时还保持DC电机的性能,并且根据是否具有检测转子位置和转速的传感器可以分成传感器型和无传感器型。
在公开的第1998-0013 970号韩国专利申请中披露了“无传感器BLDC电机的位置控制方法”。该专利申请涉及一种BLDC电机,其中检测由电机转子在定子上产生的反电动势,并且当这些反电动势与标准电压相比时,脉冲被分成多级。对脉冲计数,以确定相对于电机转子的正常位置的电机转子的准确位置,并且输出相应的控制信号以提供准确的位置控制。
这种基于控制信号的位置控制用于控制电机转子的旋转位置,不能控制转子的转数。
发明内容
为了达到上述目的,本发明的一个方面是提供一种无刷DC电机控制装置及其控制方法,可以控制使用无传感器型或传感器型无刷DC电机的转数。
本发明的另一个方面是提供一种无刷DC电机控制装置及其控制方法,其中利用数字化方法通过检测和计数无传感器型无刷DC电机的反电动势来控制转数。
本发明的另一个方面是提供一种无刷DC电机控制装置及其控制方法,其中利用数字化方法通过检测和计数传感器型无刷DC电机的F/G脉冲来控制转数。
通过下面给出的解释将理解本发明的其它方面。
为了解决上述问题,本发明的一个实施例可以提供一种无刷DC电机控制装置,用于控制无刷DC电机的转数,所述无刷DC电机具有n磁极(这里n是自然数)的转子,对定子供应m相(这里m是自然数)源电流时转子旋转,所述控制装置包括:旋转探测器部分,用于计数由转子旋转产生的无刷DC电机的旋转脉冲数;转数需要量输入部分,用于接收无刷DC电机的转数作为输入并将其转换成相应的转数需要量;比较部分,用于比较旋转脉冲数和转数需要量;以及电流控制器部分,用于根据比较部分的比较结果控制供应到无刷DC电机的源电流。
优选地,电流控制器部分在旋转脉冲数小于转数需要量时控制源电流,使无刷DC电机旋转,或者在旋转脉冲数等于转数需要量时控制源电流,使无刷DC电机停止。
无刷DC电机可以是无传感器型,并且旋转探测器部分可以将检测到的定子多相绕组产生的反电动势总次数计数为旋转脉冲数。这里,转数需要量可以是(转数)×(无刷DC电机旋转一圈过程中产生的反电动势总次数)。
另一方面,无刷DC电机可以是传感器型,并且旋转探测器部分可以包括磁传感器,用于检测转子旋转产生的F/G脉冲,并可以将检测到的F/G脉冲总数计数为旋转脉冲数。这里,转数需要量可以是(转数)×(无刷DC电机旋转一圈过程中产生的F/G脉冲总数)。
而且,电流控制器部分可以在转数输入到转数需要量输入部分之后供应启动无刷DC电机的源电流。
并且,电流控制器部分可以包括多相逆变器,用于将具有m相的源电流供应给无刷DC电机。
为了达到上述目的,本发明的另一个方面可以提供一种控制无刷DC电机的方法,所述无刷DC电机具有n磁极(这里n是自然数)的转子,对定子供应m相(这里m是自然数)源电流时转子旋转,所述方法包括:(a)接收无刷DC电机的转数作为输入;(b)将转数转换为转数需要量;(c)供应启动无刷DC电机的第一源电流;(d)计数由无刷DC电机旋转产生的旋转脉冲数;(e)比较转数需要量和旋转脉冲数;以及(f)根据比较(步骤e)得到的比较结果向无刷DC电机供应第二源电流。
优选地,供应第二源电流(步骤f)可以包括当旋转脉冲数小于旋转需要量时,供应使无刷DC电机旋转的第二源电流,并且重复计数(步骤d)和比较(步骤e),或者可以包括当旋转脉冲数等于转数需要量时,供应使无刷DC电机停止的第二源电流。
而且,无刷DC电机可以是无传感器型,并且计数(步骤d)可以包括将检测到的定子多相绕组产生的反电动势总次数计数为旋转脉冲数。这里,转数需要量可以是(转数)×(无刷DC电机旋转一圈过程中产生的反电动势总次数)。
另一方面,无刷DC电机可以是传感器型,并且计数(步骤d)可以包括将检测到的定子多相绕组产生的F/G脉冲总数计数为旋转脉冲数。这里,转数需要量可以是(转数)×(无刷DC电机旋转一圈过程中产生的F/G脉冲总数)。
附图说明
图1是表示根据本发明一个优选实施例的无传感器型无刷DC电机的水平剖视图;
图2是表示根据本发明另一个优选实施例的传感器型无刷DC电机的水平剖视图;
图3是表示根据本发明一个优选实施例的无传感器型无刷DC电机的控制装置的示意图;
图4是表示根据本发明一个优选实施例的传感器型无刷DC电机的控制装置的示意图;
图5是表示根据本发明一个优选实施例的、图1所示无传感器型无刷DC电机100的控制方法的流程图;
图6是表示根据本发明另一个优选实施例的、图2所示传感器型无刷DC电机200的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面给出的描述仅是解释本发明的原理。因此,本领域一般技术人员可以设计出不同的方法和装置,用于实现本发明的原理并且不偏离本发明的精神和范围,尽管可能没有在本说明书中清楚地解释或说明。而且,可以理解的是,不但本发明的原理、观点和实施例,而且描述特殊实施例的所有详细说明可以包括结构和功能的等价内容。
下面参考附图,并结合详细描述和优选实施例,将进一步清楚本发明的其它目的、特殊优点和新颖特征。在本发明的描述中,当现有技术被认为是不必要地模糊本发明的关键时,将省略对其的详细解释,描述中使用的数字(例如,第一、第二等等)仅是以次序方式区分相同或类似的部分。
下面将参考附图详细地描述本发明的优选实施例。
图1是表示根据本发明一个优选实施例的无传感器型无刷DC电机的水平剖视图。图1表示常规的具有三相和两极的内转子型无传感器型无刷DC电机。
此无传感器型无刷DC电机100包括外壳110、定子120、转子130和旋转轴140。
外壳110通常是圆柱形,但当然可以使用其它形状。
定子120位于外壳110内,并包括缠绕在多个(在此实施例中是三个)T形齿(125u、125v、125w,下面称为125)上的三相绕组(U相绕组150u、V相绕组150v、W相绕组150w)。多个齿125沿轴向延伸,在每个齿125之间具有相同数量的齿缝开度,三相绕组穿过这些齿缝开度而缠绕。
转子130位于外壳110内,被旋转插入并固定在定子120每个齿125的内部位置上,并包括永磁体,其中不同的磁极(在此实施例中是N极和S极)相对于旋转轴140被交替安置。
当三相源电流供应到三相绕组即U相绕组150u、V相绕组150v和W相绕组150w时,由于根据Fleming左手定则产生转矩,由具有多个磁极的永磁体构成的转子130绕旋转轴140旋转。
在转子130旋转一圈的过程中,缠绕U相绕组150u的齿125u面对N极和S极各一次,因此在U相绕组150u中产生反电动势两次。这对于V相绕组150v和W相绕组150w也是如此。
因此,在转子130旋转一圈的过程中,在U相绕组150u、V相绕组150v、W相绕组150w中共出现6次反电动势。换言之,通过首先累加U相绕组150u、V相绕组150v、W相绕组150w中产生的反电动势次数,再除以6,即可确定无传感器型无刷DC电机100的转子130的转数。
由于定子120使用三相感应电流,所以多个齿125的数量是3的倍数;并且由于转子130使用具有交替N极和S极的永磁体,所以磁极的数量为2的倍数。换言之,定子120上的齿125的数量与转子130上的磁极数量之比为3a∶2b(这里a和b是自然数)。在转子130旋转一圈的过程中,定子120的每个齿125的反电动势次数是2b,并且由于定子120上的齿125的数量是3a,则在转子130旋转一圈的过程中,无传感器型无刷DC电机100产生的反电动势次数是6ab。
图2是表示根据本发明一个优选实施例的传感器型无刷DC电机的水平剖视图。图2表示常规的具有三相和两极的内转子型传感器型无刷DC电机。
此传感器型无刷DC电机200包括外壳110、定子120、转子130、旋转轴140和磁传感器210。
外壳110通常是圆柱形,但当然可以使用其它形状。
定子120位于外壳110内,并包括缠绕在多个(在此实施例中是三个)T形齿125上的三相绕组(U相绕组150u、V相绕组150v、W相绕组150w)。多个齿125沿轴向延伸,在每个齿125之间具有相同数量的齿缝开度,三相绕组穿过这些齿缝开度而缠绕。
转子130位于外壳110内,旋转插入并固定在定子120每个齿125的内部位置上,并包括永磁体,其中不同的磁极(在此实施例中是N极和S极),相对于旋转轴140被交替安置。
当三相源电流供应到三相绕组即U相绕组150u、V相绕组150v和W相绕组150w时,由于根据Fleming左手定则产生转矩,由具有多个磁极的永磁体构成的转子130绕旋转轴140旋转。
位于外壳110内的磁传感器210检测转子130的位置。它可以位于两个齿125之间的空间中,如图2所示,或者可以位于每个齿125上。磁传感器210在其位置上根据转子130的旋转检测N极和S极的接近程度,并产生F/G脉冲(频率发生器脉冲)。
在此实施例中,磁传感器210每次面对N极和S极时产生一个F/G脉冲。换言之,由检测到一个F/G脉冲可以推断传感器型无刷DC电机200的转子130旋转一圈。
由于定子120使用三相感应电流,所以多个齿125的数量是3的倍数;并且由于转子130使用具有交替N极和S极的永磁体,所以磁极的数量为2的倍数。换言之,定子120上的齿125的数量与转子130上的磁极数量之比为3a∶2b(这里a和b是自然数)。在转子130旋转一圈的过程中,磁传感器210产生的F/G脉冲数量是b。
这里,磁传感器210可以是霍尔元件。
本发明的无刷DC电机控制装置控制无刷DC电机的转数。无刷DC电机控制装置包括旋转探测器部分、转数需要量输入部分、比较部分和电流控制器部分。
旋转探测器部分计数由无刷DC电机转子的旋转产生的旋转脉冲数。对于无传感器型无刷DC电机,旋转脉冲数是在多相绕组上检测到的反电动势次数;对于传感器型,旋转脉冲数是从磁传感器检测到的F/G脉冲数。
转数需要量输入部分从用户接收所需的无刷DC电机的转数作为输入。然后,将输入的转数转换成相应的转数需要量。下面将参考图3和图4详细讨论转换公式。
比较部分比较旋转探测器部分的旋转脉冲数和转数需要量输入部分的转数需要量。
电流控制器部分根据比较部分的比较结果控制供应到无刷DC电机的源电流。无刷DC电机根据源电流继续以恒定速度旋转或停止。
为了停止无刷DC电机,通过使源电流为零或者使供应到构成无刷DC电机的每个定子的多相电流完全相同来中止转子的旋转。
下面将详细讨论无刷DC电机控制装置,无传感器型将参考图3,传感器型将参考图4。
图3是表示根据本发明一个优选实施例的无传感器型无刷DC电机的控制装置的示意图。如图3所示,控制装置包括无传感器型无刷DC电机100、电流控制器部分320、转数需要量输入部分330、比较部分340和反电动势探测器部分350。
无传感器型无刷DC电机100,如图1所示,包括定子120和转子130,并利用电流控制器部分320供应的多相源电流按照Fleming左手定则使转子130旋转。由于转子130的旋转,缠绕在定子120上的多相线圈产生反电动势。无传感器型无刷DC电机可以按不同形式实现,例如,定子120接收a对三相源电流,转子130具有b对两磁极,等等。
下面将根据图1所示的常规三相两极形式进行解释。但是,很明显,本发明的范围不限于这种情况。
反电动势探测器部分350对应于旋转探测器部分。反电动势探测器部分350检测无传感器型无刷DC电机100产生的反电动势。反电动势在无传感器型无刷DC电机100的定子的三个T形齿125上分别出现两次。在转子130旋转一圈的过程中,U相绕组150u缠绕的齿125u面对转子130的N极和S极各一次,因此反电动势在U相绕组150u中产生两次。对于V相绕组150v和W相绕组150w也是如此。
因此,在转子130旋转一圈的过程中,反电动势在U相绕组150u、V相绕组150v和W相绕组150w中总共出现6次。
U相绕组150u、V相绕组150v和W相绕组150w根据N极和S极的运动产生的反电动势是在不同时间间隔产生的,并且在这些时间间隔上顺序地产生反电动势。
反电动势探测器部分350在每次出现反电动势时增加检测到的反电动势脉冲数,并将检测到的反电动势脉冲数计算为到目前为止检测到的反电动势脉冲数。接着,优选的是,当无传感器型无刷DC电机100停止时,将检测到的反电动势脉冲数重设为其初始值,从而当无传感器型无刷DC电机100再次旋转时,从初始开始增加以计数新检测到的反电动势脉冲数。
转数需要量输入部分330从用户接收无传感器型无刷DC电机100所需转数作为输入。对于图1所示的无传感器型无刷DC电机100,在等时间间隔顺序感测到6次出现反电动势。这样,转数需要量输入部分330接收所需的转数作为输入,并将其转换成所需的反电动势脉冲数,用于通过比较部分340进行比较。所需的反电动势脉冲数等于(输入的转数)×(无传感器型无刷DC电机旋转一圈过程中当前感测到的反电动势总次数)。也可以使用其它公式。
上述转换是比较部分340执行的,其中输入了转数,而不是转数需要量输入部分330执行的。
比较部分340从反电动势探测器部分350接收检测到的反电动势脉冲数作为输入,从转数需要量输入部分330接收所需的反电动势脉冲数作为输入,并比较这两个数值。
电流控制器部分320从比较部分340接收比较结果,并向无传感器型无刷DC电机100提供源电流,该源电流控制无传感器型无刷DC电机100的旋转。
根据比较部分340的比较结果,如果检测到的反电动势脉冲数小于所需的反电动势脉冲数,则无传感器型无刷DC电机100没有旋转到用户需要值,因此电流控制部分320将源电流供应到无传感器型无刷DC电机100,使无传感器型无刷DC电机100继续旋转。
根据比较部分340的比较结果,如果检测到的反电动势脉冲数大于或等于所需的反电动势脉冲数,则无传感器型无刷DC电机100已旋转达到用户需要值,因此电流控制部分320或者将停止电流供应到无传感器型无刷DC电机100,使无传感器型无刷DC电机100立即停止,或者停止供应源电流。由此,无传感器型无刷DC电机100停止旋转并立即停在其位置上。
电流控制器部分320可以包括多相逆变器310。多相逆变器310是改变每个电流相位的部分,当电流控制器部分320将源电流或停止电流输出到无传感器型无刷DC电机100时,使不同相位的电流传输到U相、V相和W相绕组。
当用户输入转数时,电流控制器部分320首先启动并使无传感器型无刷DC电机100旋转。
通过根据本发明一个优选实施例的控制装置,可以控制无传感器型无刷DC电机100旋转用户所需的转数。
可以理解的是,在不偏离本发明的精神的情况下,本发明的每个部分可以组合或单独执行如上所述的功能。
图4是根据本发明一个优选实施例的传感器型无刷DC电机的控制装置的示意图。如图4所示,该控制装置包括传感器型无刷DC电机200、电流控制器部分420、转数需要量输入部分430、比较部分440和F/G脉冲探测器部分450。
如图2所示,传感器型无刷DC电机200包括定子120和转子130,并使用电流控制器部分420供应的多相源电流根据Fleming左手定则使转子130旋转。磁传感器210根据转子130的旋转产生F/G脉冲。无传感器型无刷DC电机可以按不同形式实现,例如,定子120接收a对三相源电流,转子130具有b对两磁极,等等。
下面将根据图2所示的常规三相两极形式进行解释。但是,很明显,本发明的范围不限于这种情况。
F/G脉冲探测器部分450对应于旋转探测器部分。F/G脉冲探测器部分450检测传感器型无刷DC电机200产生的F/G脉冲。在转子130旋转时,每当磁传感器210分别面对N极和S极一次,就产生一次F/G脉冲。因此,在此实施例中,转子130旋转一圈就产生一个F/G脉冲。
F/G脉冲探测器部分450在每次检测到F/G脉冲时增加检测到的F/G脉冲数,并将检测到的F/G脉冲数计算为到目前为止检测到的F/G脉冲数。接着,优选的是,当传感器型无刷DC电机200停止时,将检测到的F/G脉冲数重设为其初始值,从而当传感器型无刷DC电机200重新旋转时,从初始开始增加以计数新检测到的F/G脉冲数。
转数需要量输入部分430从用户接收传感器型无刷DC电机200所需转数作为输入。对于图2所示的传感器型无刷DC电机200,每转一圈检测到F/G脉冲产生一次。这样,转数需要量输入部分430接收所需的转数作为输入,并将其转换成F/G脉冲数,通过比较部分440进行比较。所需的F/G脉冲数等于(输入的转数)×(传感器型无刷DC电机旋转一圈过程中当前检测到的F/G脉冲总数)。也可以使用其它公式。
上述转换是比较部分440执行的,其中输入了转数,而不是转数需要量输入部分430执行的。
比较部分440从F/G脉冲探测器部分450接收检测到的F/G脉冲数作为输入,从转数需要量输入部分430接收所需的F/G脉冲数作为输入,并比较这两个数值。
电流控制器部分420从比较部分440接收比较结果,并向传感器型无刷DC电机200提供源电流,该源电流控制传感器型无刷DC电机200旋转。
根据比较部分440的比较结果,如果检测到的F/G脉冲数小于所需的F/G脉冲数,则传感器型无刷DC电机200没有旋转到用户需求值,因此电流控制部分420将源电流供应到传感器型无刷DC电机200,使传感器型无刷DC电机200继续旋转。
根据比较部分440的比较结果,如果检测到的F/G脉冲数大于或等于所需的F/G脉冲数,则传感器型无刷DC电机200旋转到用户需求值,因此电流控制部分420或者将停止电流供应到传感器型无刷DC电机200,使传感器型无刷DC电机200立即停止,或者停止供应源电流。由此,传感器型无刷DC电机200停止旋转并立即停在其位置上。
电流控制器部分420可以包括多相逆变器410。多相逆变器410是改变每个电流相位的部分,当电流控制器部分420将源电流或停止电流输出到传感器型无刷DC电机200时,使不同相位的电流传输到U相、V相和W相绕组。
当用户输入转数时,电流控制器部分420首先启动并使传感器型无刷DC电机200旋转。
通过根据本发明一个优选实施例的控制装置,可以控制传感器型无刷DC电机200旋转用户所需的转数。
可以理解的是,在不偏离本发明的精神的情况下,本发明的每个部分可以组合或单独执行如上所述的功能。
图5是表示根据本发明一个优选实施例的、图1所示无传感器型无刷DC电机100的控制方法的流程图。
如图5所示,在步骤S505,用户通过转数需要量输入部分330输入无传感器型无刷DC电机100所需的转数。这里,优选的是,将反电动势探测器部分350检测到的反电动势脉冲数设置为缺省值。
在步骤S510,转数需要量输入部分330通过根据无传感器型无刷DC电机100特性建立的公式,将输入的转数转换成所需的反电动势脉冲数。所需的反电动势脉冲数可以等于(输入的转数)×(在旋转一圈的过程中检测到的反电动势次数)。也可以使用其它公式。上述转换是由比较部分340执行的,其中输入了转数,而不是转数需要量输入部分330执行的。
在步骤8515,当用户输入转数时,电流控制器部分320首先启动并使无传感器型无刷DC电机100旋转。
在步骤S520,反电动势探测器部分350检测由于无传感器型无刷DC电机100旋转产生的反电动势,并计算到目前为止产生和检测到的反电动势脉冲数。
在步骤S525,比较部分340比较所需的反电动势脉冲数和检测到的反电动势脉冲数。
如果比较结果表明检测到的反电动势脉冲数等于所需的反电动势脉冲数,则无传感器型无刷DC电机100已经旋转到用户需要值,并且过程继续步骤S530。电流控制部分320或者供应停止电流使无传感器型无刷DC电机100立即停止,或者停止供应源电流。由此,无传感器型无刷DC电机100停止旋转并立即停在其位置上。
但是,如果比较结果表明检测到的反电动势脉冲数小于所需的反电动势脉冲数,则无传感器型无刷DC电机100没有旋转到用户需要值,则过程返回到步骤S515,电流控制器部分320将源电流供应到无传感器型无刷DC电机100,使无传感器型无刷DC电机100继续旋转。接着,重复步骤S515到S525。
图6是表示根据本发明另一个优选实施例的、图2所示传感器型无刷DC电机200的控制方法的流程图。
如图6所示,在步骤S605,用户通过转数需要量输入部分430输入传感器型无刷DC电机200所需的转数。这里,优选的是,将F/G脉冲探测器部分450检测到的F/G脉冲数设置为缺省值。
在步骤S610,转数需要量输入部分430通过根据传感器型无刷DC电机200特性建立的公式,将输入的转数转换成所需的F/G脉冲数。所需的F/G脉冲数可以等于(输入的转数)×(在旋转一圈的过程中检测到的F/G脉冲数)。也可以使用其它公式。上述转换是由比较部分440执行的,其中输入了转数,而不是转数需要量输入部分430执行的。
在步骤S615,当用户输入转数时,电流控制器部分420首先启动并使传感器型无刷DC电机200旋转。
在步骤S620,F/G脉冲探测器部分450检测由于传感器型无刷DC电机200旋转产生的F/G脉冲,并计算到目前为止产生和检测到的F/G脉冲数。
在步骤S625,比较部分440比较所需的F/G脉冲数和检测到的F/G脉冲数。
如果比较结果表明检测到的F/G脉冲数等于所需的F/G脉冲数,则传感器型无刷DC电机200已经旋转到用户需要值,并且过程继续步骤S630。电流控制部分420或者供应停止电流使传感器型无刷DC电机200立即停止,或者停止供应源电流。由此,传感器型无刷DC电机200停止旋转并立即停在其位置上。
但是,如果比较结果表明检测到的F/G脉冲数小于所需的F/G脉冲数,则传感器型无刷DC电机200没有旋转到用户需要值,过程返回到步骤S615,电流控制器部分420将源电流供应到传感器型无刷DC电机200,使传感器型无刷DC电机200继续旋转。接着,重复步骤S615到S625。
如上所述,使用根据本发明的无刷DC电机控制装置及其控制方法可以实现指定转数的控制。
而且,转数的控制是利用数字化方法通过检测和计数无传感器型无刷DC电机的反电动势实现的。
而且,转数的控制是利用数字化方法通过检测和计数传感器型无刷DC电机的F/G脉冲实现的。
虽然参考优选实施例描述了本发明,但应该认识到,本领域一般技术人员在不偏离权利要求给出的本发明精神和范围的情况下,可以改变或修改本发明。
Claims (16)
1.一种无刷直流电机控制装置,用于控制无刷直流电机的转数,所述无刷直流电机具有n磁极的转子,对定子供应m相源电流时转子旋转,其中n、m为自然数,所述控制装置包括:
旋转探测器部分,用于计数转子旋转时无刷直流电机的旋转脉冲数;
转数需要量输入部分,用于接收无刷直流电机的转数作为输入并将其转换成相应的转数需要量;
比较部分,用于比较旋转脉冲数和转数需要量;以及
电流控制器部分,用于根据比较部分的比较结果控制供应到无刷直流电机的源电流。
2.如权利要求1所述的无刷直流电机控制装置,其中,所述电流控制器部分在旋转脉冲数小于转数需要量时,控制源电流使无刷直流电机旋转。
3.如权利要求1所述的无刷直流电机控制装置,其中,所述电流控制器部分在旋转脉冲数等于转数需要量时,控制源电流使无刷直流电机停止。
4.如权利要求1所述的无刷直流电机控制装置,其中,所述无刷直流电机是无传感器型,并且
旋转探测器部分将检测到的定子多相绕组产生的反电动势总次数计数为旋转脉冲数。
5.如权利要求4所述的无刷直流电机控制装置,其中,所述转数需要量的值为:转数×无刷直流电机旋转一圈过程中产生的反电动势总次数。
6.如权利要求1所述的无刷直流电机控制装置,其中,所述无刷直流电机是传感器型,并且
旋转探测器部分包括磁传感器,用于检测转子旋转产生的F/G脉冲,并将检测到的F/G脉冲总数计数为旋转脉冲数。
7.如权利要求6所述的无刷直流电机控制装置,其中,所述转数需要量的值为:转数×无刷直流电机旋转一圈过程中产生的F/G脉冲总数。
8.如权利要求1所述的无刷直流电机控制装置,其中,所述电流控制器部分在转数输入到转数需要量输入部分之后供应启动无刷直流电机的源电流。
9.如权利要求1所述的无刷直流电机控制装置,其中,所述电流控制器部分包括多相逆变器,用于将具有m相的源电流供应给无刷直流电机。
10.一种控制无刷直流电机的方法,所述无刷直流电机具有n磁极的转子,对定子供应m相源电流时转子旋转,其中n、m为自然数,所述方法包括:
(a)接收无刷直流电机的转数作为输入;
(b)将转数转换为转数需要量;
(c)供应启动无刷直流电机的第一源电流;
(d)计数无刷直流电机旋转产生的旋转脉冲数;
(e)比较转数需要量和旋转脉冲数;以及
(f)根据步骤(e)得到的比较结果向无刷直流电机供应第二源电流。
11.如权利要求10所述的方法,其中,步骤(f)所述供应第二源电流包括当旋转脉冲数小于旋转需要量时,供应使无刷直流电机旋转的第二源电流,并且重复步骤(d)的计数和步骤(e)的比较。
12.如权利要求10所述的方法,其中,步骤(f)所述供应第二源电流包括当旋转脉冲数等于转数需要量时,供应使无刷直流电机停止的第二源电流。
13.如权利要求10所述的方法,其中,无刷直流电机是无传感器型,并且
步骤(d)的计数包括将检测到的定子多相绕组产生的反电动势总次数计数为旋转脉冲数。
14.如权利要求13所述的方法,其中,所述转数需要量的值为:转数×无刷直流电机旋转一圈过程中产生的反电动势总次数。
15.如权利要求10所述的方法,其中,所述无刷直流电机是传感器型,并且
步骤(d)的计数包括将检测到的定子多相绕组产生的F/G脉冲总数计数为旋转脉冲数。
16.如权利要求15所述的方法,其中,所述转数需要量的值为:转数×无刷直流电机旋转一圈过程中产生的F/G脉冲总数。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050094976 | 2005-10-10 | ||
KR1020050094976A KR100725174B1 (ko) | 2005-10-10 | 2005-10-10 | 브러시리스 직류모터의 제어장치 및 제어방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1949649A true CN1949649A (zh) | 2007-04-18 |
Family
ID=35883883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA200610058302XA Pending CN1949649A (zh) | 2005-10-10 | 2006-03-01 | 无刷直流电机控制装置及其控制方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7391174B2 (zh) |
JP (1) | JP2007110886A (zh) |
KR (1) | KR100725174B1 (zh) |
CN (1) | CN1949649A (zh) |
DE (1) | DE102006003151A1 (zh) |
FI (1) | FI119041B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109983690A (zh) * | 2016-11-22 | 2019-07-05 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 用于确定电动机的转子的位置的方法和电路装置 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7305316B2 (en) * | 2004-12-23 | 2007-12-04 | Minebea Co., Ltd. | Microcontroller methods of improving reliability in DC brushless motors and cooling fans |
KR100685716B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2007-02-26 | 삼성전기주식회사 | 브러시리스 직류모터의 분당 회전수 제어 장치 및 제어방법 |
DE102007011018A1 (de) * | 2007-03-07 | 2008-09-11 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffpumpe |
KR100894657B1 (ko) * | 2007-08-28 | 2009-04-24 | (주)모토닉 | 브러시형 직류 모터의 알피엠 측정장치 및 방법 |
CN102545749B (zh) * | 2012-01-06 | 2014-06-11 | 上海大学 | 宽调速范围无刷直流电机无位置传感器控制装置及方法 |
EP2621078B1 (de) | 2012-01-26 | 2014-08-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines bürstenlosen Gleichstrommotors bei der Verstellung eines Stellelementes |
US11463028B2 (en) | 2017-08-31 | 2022-10-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Control device and control method for actuator |
JP7224204B2 (ja) | 2019-02-26 | 2023-02-17 | ローム株式会社 | ステッピングモータの駆動回路、それを用いた電子機器 |
JP7327951B2 (ja) * | 2019-02-28 | 2023-08-16 | ローム株式会社 | ステッピングモータの駆動回路およびその駆動方法、それを用いた電子機器 |
JP7208071B2 (ja) | 2019-03-14 | 2023-01-18 | ローム株式会社 | ステッピングモータの駆動回路およびその駆動方法、それを用いた電子機器 |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4686437A (en) * | 1980-06-20 | 1987-08-11 | Kollmorgen Technologies Corporation | Electromechanical energy conversion system |
US4642539A (en) * | 1985-06-10 | 1987-02-10 | Northern Magnetics, Inc. | Torque motor with unlimited angular excursion |
DE3784917T2 (de) * | 1986-08-06 | 1993-06-24 | Fujitsu Ltd | Gleichstrommotorantriebssystem. |
US4772831A (en) * | 1986-11-20 | 1988-09-20 | Unimation, Inc. | Multiaxis robot control having improved continuous path operation |
US4855652A (en) * | 1987-01-28 | 1989-08-08 | Hitachi, Ltd. | Speed control apparatus for a brushless direct current motor |
US4922169A (en) * | 1988-10-04 | 1990-05-01 | Miniscribe Corporation | Method and apparatus for driving a brushless motor |
JP2551833B2 (ja) * | 1989-01-26 | 1996-11-06 | セイコープレシジョン株式会社 | 小型ステップモータ |
BR8901539A (pt) * | 1989-03-27 | 1990-10-30 | Brasil Compressores Sa | Processo e circuito eletronico para controle de motor de corrente continua sem escovas |
IT1236865B (it) | 1989-11-17 | 1993-04-22 | Sgs Thomson Microelectronics | Pilotaggio di un motore "brushless" multifase privo di sensori di posizione del rotore, impiegando un sistema di filtraggio digitale |
US5057753A (en) * | 1990-06-29 | 1991-10-15 | Seagate Technology, Inc. | Phase commutation circuit for brushless DC motors using a spike insensitive back EMF detection method |
JP2507688B2 (ja) * | 1990-08-02 | 1996-06-12 | 株式会社東芝 | 直流モ―タ駆動回路 |
CA2029917C (en) * | 1990-11-14 | 2003-01-21 | Richard Eakins | Adjustable chair |
US5220257A (en) * | 1991-07-15 | 1993-06-15 | Rohm Co., Ltd. | Motor torque control circuit with barking control and motor drive system using the same |
US5220259A (en) * | 1991-10-03 | 1993-06-15 | Graco Inc. | Dc motor drive system and method |
US5543695A (en) * | 1993-12-15 | 1996-08-06 | Stryker Corporation | Medical instrument with programmable torque control |
KR100202579B1 (ko) * | 1996-08-06 | 1999-06-15 | 구자홍 | 센서리스 비엘디씨 전동기의 위치제어 방법 |
US5847530A (en) | 1997-08-28 | 1998-12-08 | Barber Colman | Systems and methods for torque control of actuator and brushless DC motor therein |
JP2001197768A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Hitachi Ltd | モータ駆動装置 |
JP3965934B2 (ja) * | 2001-05-09 | 2007-08-29 | 株式会社日立製作所 | 移動体の制御装置並びに移動体システム |
JP2003019314A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-21 | Sanyo Product Co Ltd | 遊技機 |
JP4296936B2 (ja) | 2002-04-15 | 2009-07-15 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
KR20040018716A (ko) * | 2002-08-26 | 2004-03-04 | 삼성전자주식회사 | 무정류자 직류모터의 속도제어장치 및 방법 |
JP4357826B2 (ja) * | 2002-10-23 | 2009-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電動機の運転制御装置 |
US7437201B2 (en) * | 2003-01-14 | 2008-10-14 | Cullen Christopher P | Electric motor controller |
JP4194862B2 (ja) * | 2003-03-11 | 2008-12-10 | オリエンタルモーター株式会社 | 電動機の位置決め制御方法および装置 |
JP4250051B2 (ja) * | 2003-10-07 | 2009-04-08 | オリエンタルモーター株式会社 | 位置制御用モータの制御装置 |
JP4269338B2 (ja) * | 2003-10-16 | 2009-05-27 | 株式会社デンソー | バルブタイミング調整装置 |
-
2005
- 2005-10-10 KR KR1020050094976A patent/KR100725174B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-01-23 DE DE102006003151A patent/DE102006003151A1/de not_active Withdrawn
- 2006-01-24 JP JP2006015700A patent/JP2007110886A/ja active Pending
- 2006-01-25 FI FI20060073A patent/FI119041B/fi not_active IP Right Cessation
- 2006-01-27 US US11/340,625 patent/US7391174B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-03-01 CN CNA200610058302XA patent/CN1949649A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109983690A (zh) * | 2016-11-22 | 2019-07-05 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 用于确定电动机的转子的位置的方法和电路装置 |
CN109983690B (zh) * | 2016-11-22 | 2023-07-14 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 用于确定电动机的转子的位置的方法和电路装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100725174B1 (ko) | 2007-06-04 |
FI20060073A0 (fi) | 2006-01-25 |
US20070080654A1 (en) | 2007-04-12 |
DE102006003151A1 (de) | 2007-04-19 |
US7391174B2 (en) | 2008-06-24 |
KR20070039744A (ko) | 2007-04-13 |
FI119041B (fi) | 2008-06-30 |
JP2007110886A (ja) | 2007-04-26 |
FI20060073A (fi) | 2007-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1949649A (zh) | 无刷直流电机控制装置及其控制方法 | |
CN1949650A (zh) | 用于控制无刷直流电机的装置和方法 | |
CN1200506C (zh) | 同步马达的启动控制方法和控制装置及其应用 | |
CN1041155C (zh) | 直流无刷电机的驱动控制装置 | |
CN1064122C (zh) | 用于控制空调机的电动机的控制方法和装置 | |
CN1068999C (zh) | 无电刷直流电动机驱动控制方法及其装置以及电气机器 | |
CN1897447A (zh) | 交流电动机驱动装置及其控制方法 | |
CN1173229A (zh) | 对硬磁盘驱动器主轴电机制造容差的适应性补偿 | |
CN1767361A (zh) | 电动机驱动设备和电动机驱动方法 | |
CN103563241B (zh) | 无刷电机控制装置以及无刷电机控制方法 | |
CN1848659A (zh) | 无刷直流马达的控制方法及控制电路 | |
CN1205518C (zh) | 同步电动机的无传感器控制装置 | |
CN1619939A (zh) | 磁极位置检测装置 | |
CN1848615A (zh) | 三相dc无刷电动机和绕线方法 | |
CN1197235C (zh) | 无传感器矢量控制设备及其方法 | |
CN1790892A (zh) | 用于控制电机驱动的方法和装置 | |
CN1992506A (zh) | 用于控制无刷dc电动机每单位时间转数的设备和方法 | |
CN1033062C (zh) | 无刷直流电动机 | |
CN1928579A (zh) | 一种电动机负载的判断方法 | |
CN1204678C (zh) | 便携式电源单元 | |
CN1160846C (zh) | 驱动液压泵的永磁铁同步电动机的启动及稳态供电的方法 | |
CN1030128C (zh) | 无位置传感器无刷直流电动机及其控制装置 | |
CN208508755U (zh) | 一种单相无刷电机 | |
CN1521933A (zh) | 电动机控制装置 | |
CN1567698A (zh) | 具频率设定与校正功能的电动机驱动电路及其方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20070418 |