CN1993878A - 用于同步电机的驱动电路 - Google Patents

用于同步电机的驱动电路 Download PDF

Info

Publication number
CN1993878A
CN1993878A CNA2005800175772A CN200580017577A CN1993878A CN 1993878 A CN1993878 A CN 1993878A CN A2005800175772 A CNA2005800175772 A CN A2005800175772A CN 200580017577 A CN200580017577 A CN 200580017577A CN 1993878 A CN1993878 A CN 1993878A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
drive circuit
circuit device
output
signal
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.)
Granted
Application number
CNA2005800175772A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100539387C (zh
Inventor
S·阿奎威瓦
D·迪阿科诺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Askoll P&C SRL
Original Assignee
Emerson Appliance Motors Europe SRL
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emerson Appliance Motors Europe SRL filed Critical Emerson Appliance Motors Europe SRL
Publication of CN1993878A publication Critical patent/CN1993878A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100539387C publication Critical patent/CN100539387C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • 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
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/46—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
    • 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
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

驱动电路(10)包括：含有保护电路(16)的处理和控制电路(14)，其被设计为在它的输出端产生逻辑禁止信号(C)，该禁止信号(C)从电机供电电压(V)的每个过零点开始，该禁止信号(C)具有小于供电电压(V)的周期的四分之一的预定持续时间(t0)；和连接到转子的位置传感器(6)的启动电路(17)，其被设计为启动与定子绕阻(4)相关联的第一和第二可控导通设备(12、13)，以与由位置传感器(6)所提供的信号(H)同步地交替导通电流。该启动电路(17)以这样一种方式被连接到保护电路(16)，即通过在任何时候启动的可控导通设备(12、13)的电流的导通，在禁止信号(C)的持续时间(t0)被禁止。

Description

用于同步电机的驱动电路
本发明一般涉及用于同步电机的驱动电路。
尤其是，本发明涉及一种用于同步电机的驱动电路，其中该同步电机由交流电源提供的电压供电，该同步电机包括：
具有至少一个绕组的定子，和
永磁体转子，其与位置传感器装置相关联，以提供实质上为方波形式的电信号。
更特别的是，本发明涉及一种驱动电路，包括：
控制电流导通的装置，其实质上与前述电源的终端之间的定子绕组的至少一部分相串联连接，并且包括相互反并联连接的具有相应控制输入端的第一和第二可控单向导通电子设备；和
处理和控制电路装置，其连接到所述位置传感装置和所述电源，并设计为以预定方式控制所述可控单向导通设备的所述控制输入。
当同步电机被启动时，所期望的是，为了使在加速期间在短时间内发展成高转矩，定子绕组中的电流要迅速达到一个很高的水平，这样才能迅速实现与供应电压同步的条件。另一方面，提供给所述定子绕组的电流不必达到一个特别高的水平，因为这将承担导致转子磁体退磁的风险。
因此，本发明的一个目的就是提供一种生产简单且经济的驱动电路，其以这样一种方式使定子电流被控制以避免转子的永磁体损坏的风险。
根据具有上述具体类型的驱动电路的本发明，该目的及其他目的被实现，其特征在于用于处理和控制的前述电路装置包括：
保护电路装置，其被设计为在其输出端产生逻辑禁止信号，该信号在供电电压的每个过零点起动，该禁止信号具有比供电电压的1/4周期小的预定持续时间，和
启动电路装置，其连接到前述的位置传感器装置，并设计为与前述位置传感器装置所提供的方波信号同步地，交替启动第一和第二单向导通设备，以导通电流；
所述的启动电路装置被以这种方式连接到所述保护电路装置，即，通过所述在任何时候被启动的单向导通装置的电流的导通，在所述禁止信号的持续时间被禁止。
本发明进一步的特征和优点将参考附图通过随后的详细描述更加清楚，该描述单纯以举例的方式来说明，而没有限制性的目的，其中：
图1是具有永磁体转子的同步电机的结构的示意图；
图2是用于图1所示类型的同步电机的驱动电路的电路结构图；
图3是表示根据本发明的驱动电路的一部分的详细电路图；和
图4是表示图3所示电路运行期间所产生的一些信号的波形的组图；
在图1中，数字1表示整个交流同步电机。按已知方式，该电机包括定子2，该定子包含基本上以字母C成形的一捆磁叠片3。该定子2也包括环绕所述捆磁叠片3的一部分的绕组4。在所示实施例中，定子绕组4有两个末端4a和4b和中间端或者抽头4c。
永磁体转子5被旋转地安装在定子叠片捆3的端子3a和3b之间。
在所示实施例中，转子5包括两个磁极。另外，形成在转子5的基本成圆柱形表面和定子的磁极末端3a和3b的相对表面之间的气隙以不均匀的尺寸形成(按已知的方式)，以确保电机具有足够的启动转矩。
与电机的转子5相关联的电动位置传感器在图1中以数字6表示。在运行期间，处于静态位置的这个传感器能提供与转子5的旋转相同步的方波信号。
例如，传感器6是霍尔效应传感器。
在图2中，数字10表示用于上述类型的同步电机的整个驱动电路。电路10包括两个供电端N、P，其设计为连接到交流电源，诸如普通的50(60)Hz的电源。
在以举例方式所示的实施例中，驱动电路10包括在供电端N，P之间与定子绕组4串联连接的三端双向可控硅开关元件11。
驱动电路10还包括由12和13所表示的第一和第二可控单向电子开关设备，其在供电端N和中间端或定子绕组4的抽头4c之间相互反向并联连接。
例如，设备12和13是SCR，并具有分别由12a和13a所表示的控制(栅极)输入端。
在图2中，数字14表示整个处理和控制电路，其具有连接到供电端N和P的两个输入端。
电路14具有连接到与转子5相关联的位置传感器6的另一输入端，和连接到三端双向可控硅开关元件11的控制端或输入端的输出端，和连接到可控单向导通设备12和13的控制输入端12a，13a的另外两个输出端。
在图2和3中，处理和控制电路14还包括作为一个整体由15所示的逻辑电路。在运行期间，作为位置传感器6所提供的信号和终端N和P之间施加的供电电压的过零点的函数，该逻辑电路驱动单向导通设备12和13的控制输入端12a，13a。
从图3中详细所示的实施例中可以看出，电路15主要包括保护电路16和相关联的启动电路17。
保护电路16包括在其输入端接收供电电压V的方波整形电路18。具体地，电路18是电压V的过零点的检测器，并在其输出端提供方波信号VSQ，其变化在图4中从顶部起第二个图形的例子中被示出，在顶部图形之下表示电源电压V的变化。
电路18的输出端被直接连接到EX-NOR电路19的第一输入端。
电路18的输出端还通过反相器21被连接到禁止信号发生设备20。
设备20在其输入端接收信号 VSQ，如从图4的顶部起第三个图形所示，信号 VSQ的变化基本上与信号VSQ反向。例如，该设备20是单稳态电路，在其输出端提供在图3和4中用A表示的方波信号，其前沿和下降转换沿相对于信号 VSQ的相应边沿延迟时间t0。
设备20的输出端，通过由图3中22所表示的另一反相器，被连接到EX-NOR电路19的第二输入端。因此，在运行期间，等于反信号A的，由B所表示的信号出现在EX-NOR电路19的这个附加输入端。
EX-NOR电路19的输出端的信号在图3和4中由C表示。
如以下更详细的解释，出现在保护电路16的输出端上的信号C是一个禁止信号，其能够在连续的时间间隔内禁止启动电路17的输出，其中每个时间间隔具有t0的持续时间。
启动电路17具有连接到与电机的转子5相关联的位置传感器6的第一输入端17a，和连接到EX-NOR电路19的输出端的第二输入端17b。
启动电路17被设计为启动两个可控单向导通设备12和13，以与位置传感器6所提供的方波信号H同步的方式交替地导通电流。
在图3中以示例方式所示的实施例中，该启动电路17包括由23和24所表示的两个与门，每个与门具有一个连接到EX-NOR电路19输出端的输入端，和连接到位置传感器6的第二输入端，其中对于与门23的情况是通过反相器25连接位置传感器6，而对于与门24的情况是直接连接到位置传感器6。
在运行中，位置传感器6所提供的信号H确定两个单向导通设备12和13中哪一个能随时导通电流。另一方面，无论什么时候相对于电源电压V的最后一个过零点，保护电路16被启动(从而在定子绕组中)，其通过禁止信号C确定可控导通设备12或13中的电流开始之后的延迟。
参考图4，之前由t0所示的这个延迟适宜小于电源电压周期的四分之一。它也可以是个常数，并因此是固定的，或者为了防止可能导致产生负机械转矩的错误切换，在电机的初始加速期间，能够以预定的方式随时间而减小。
在任何情况下，延迟时间t0的最小值以这种方式被选择，电机1中的电流不会造成任何转子磁体去磁的风险。
参考图2到4，在上述实施例的例子中，驱动电路10是这样一个具体的类型，其中，在启动时，三端双向可控硅开关元件11起初被禁止，电流通过单向导通设备12和13被仅提供给位于终端4b和4c之间的定子绕组4的一部分。由于这种配置，在电机启动阶段，电流被较低的阻抗所对抗，且该电流能达到较高的水平。
在启动阶段的末尾，由于三端双向可控硅开关元件11驱动电机，所以使得电流能流过整个定子绕组4。
然而，如上所述，根据本发明的解决原理也可以适用于没有三端双向可控硅开关元件11的驱动电路，并且其中甚至在电机的初始启动阶段，通过两个反并联连接的可控导通装置，整个定子绕组被驱动。
很清楚，假定本发明的原理是被保留的，在不脱离如所附权利要求所限定的本发明保护范围的情况下，应用的形式和结构的细节可以广泛地不同于单纯以举例的方式且没有限制性意图的那些描述和举例说明。

Claims (5)

1、一种用于同步电机(1)的驱动电路(10)，所述同步电机(1)由交流电源提供的电压(V)供电，并包括：
定子(2)，其具有至少一个绕组(4)，和
永磁体转子(5)，其与位置传感器装置(6)相关联，以提供实质上为方波形式的电信号(H)；
所述驱动电路(10)包括：
控制电流导通的装置(11-13)，其实质上与所述电源的终端(N、P)之间的转子绕组(4)的至少一部分相串联连接，并且包括相互反并联连接的，具有相应控制输入端(12a、13a)的第一和第二可控单向导通电子设备(12、13)；和
处理和控制电路装置(14)，其连接到所述位置传感器装置(6)和所述电源，并设计为以预定方式控制所述控制电流导通的装置(11-13)；
所述驱动电路(10)的特征在于：
所述处理和控制电路装置(14)包括：
保护电路装置(16)，其被设计为在它们的输出端产生在所述电机供电电压(V)的每个过零点启动的逻辑禁止信号(C)，所述禁止信号(C)具有比所述供电电压(V)的周期的四分之一小的指定持续时间(t0)；和
启动电路装置(17)，其连接到所述位置传感器装置(6)，并被设计为与由所述位置传感器装置(6)所提供的方波信号(H)同步地，交替启动所述第一和第二可控导通设备(12、13)，以导通电流；
所述启动电路装置(17)以这样一种方式被连接到保护电路装置(16)，即，通过在任何时候启动的所述可控导通设备(12、13)的电流的导通，在所述禁止信号(C)的持续时间(t0)被禁止。
2、根据权利要求1的驱动电路，其中所述保护电路装置被设计为在它们的输出端产生禁止信号(C)，该禁止信号(C)的持续时间(t0)从所述供电电压(V)的每个过零点开始，以预定的方式随时间减少。
3、根据前面任一权利要求的驱动电路，其中所述启动电路装置(17)包括一对与门设备(23、24)，每个与门设备具有连接到所述保护电路装置(16)的输出端的第一输入端，和连接到所述位置传感器装置(6)的输出端的第二输入端，在一种情况下是直接连接，而在另一种情况下是通过逻辑反相器(25)进行连接。
4、根据前面任一权利要求的驱动电路，其中所述保护电路装置包括用于在运行期间检测施加到所述电机(1)的所述供电电压(V)的过零点的电路(18)，这个电路的输出端被连接到EX—NOR逻辑电路(19)的第一和第二输入端，一种情况下是直接连接，而另一种情况下是通过包括延迟设备(20)的电路进行连接。
5、根据前面任一权利要求的驱动电路，其中所述保护电路装置(16)包括方波整形电路(18)，在所述供电电压(V)的每个过零点之前或者之后，只要这个电压(V)不为零，，该方波整形电路将电机供电电压(V)整形为方波。
CNB2005800175772A 2004-05-31 2005-05-25 用于同步电机的驱动电路 Expired - Fee Related CN100539387C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITTO2004A000366 2004-05-31
IT000366A ITTO20040366A1 (it) 2004-05-31 2004-05-31 Circuito per il pilotaggio di un motore elettrico sincrono

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1993878A true CN1993878A (zh) 2007-07-04
CN100539387C CN100539387C (zh) 2009-09-09

Family

ID=34956338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800175772A Expired - Fee Related CN100539387C (zh) 2004-05-31 2005-05-25 用于同步电机的驱动电路

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7479755B2 (zh)
EP (1) EP1774644B1 (zh)
KR (1) KR20070030236A (zh)
CN (1) CN100539387C (zh)
DE (1) DE602005004418T2 (zh)
ES (1) ES2296184T3 (zh)
IT (1) ITTO20040366A1 (zh)
WO (1) WO2005117247A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102342004A (zh) * 2009-03-03 2012-02-01 戴森技术有限公司 电机

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2468310B (en) * 2009-03-03 2015-01-07 Dyson Technology Ltd Stator core
CN103997276B (zh) * 2009-12-18 2018-03-27 株式会社电装 用于电功率转换电路的驱动器件
US8575873B2 (en) 2010-08-06 2013-11-05 Nidec Motor Corporation Electric motor and motor control
DE102011085853A1 (de) * 2011-11-07 2013-05-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zum Betrieb von Synchronmotoren
DE102011085859A1 (de) * 2011-11-07 2013-05-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zum Betrieb von Synchronmotoren
US9563180B2 (en) * 2014-02-28 2017-02-07 Rockwell Automation Technologies, Inc. Configuration-enabled motor drive safety
WO2018019378A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Pierburg Pump Technology Gmbh An electrical device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1259115B (it) * 1992-06-17 1996-03-11 Askoll Spa Dispositivo elettronico per l'avviamento di un motore sincrono con rotore a magnete permanente
US5675226A (en) * 1995-09-06 1997-10-07 C.E.Set. S.R.L. Control circuit for an synchronous electric motor of the brushless type
DE19534423A1 (de) * 1995-09-16 1997-03-20 Wunnibald Kunz Vorrichtung zur Steuerung des Anlaufs und des Betriebs eines Einphasensynchronmotors mit permanentmagetischem Rotor
IT1289817B1 (it) * 1996-12-30 1998-10-16 Plaset Srl Dispositivo per il controllo di un motore elettrico sincrono con rotore a magnete permanente
DE20002284U1 (de) * 2000-02-09 2001-06-13 Mulfingen Elektrobau Ebm Wechselstrom-Synchronmotor
AU2002224030B2 (en) * 2000-11-09 2006-06-08 Daikin Industries, Ltd. Synchronous motor control method and device
JP3765287B2 (ja) * 2002-05-09 2006-04-12 トヨタ自動車株式会社 エネルギー変換機制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102342004A (zh) * 2009-03-03 2012-02-01 戴森技术有限公司 电机
CN102342004B (zh) * 2009-03-03 2015-08-26 戴森技术有限公司 电机

Also Published As

Publication number Publication date
ITTO20040366A1 (it) 2004-08-31
DE602005004418T2 (de) 2009-01-15
WO2005117247A1 (en) 2005-12-08
DE602005004418D1 (de) 2008-03-06
EP1774644A1 (en) 2007-04-18
US20070273323A1 (en) 2007-11-29
KR20070030236A (ko) 2007-03-15
EP1774644B1 (en) 2008-01-16
ES2296184T3 (es) 2008-04-16
US7479755B2 (en) 2009-01-20
CN100539387C (zh) 2009-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1993878A (zh) 用于同步电机的驱动电路
US7145303B2 (en) Method for the commutation of a brushless direct current motor
CN1068433C (zh) 改进的位置编码器
EP2421144A3 (en) Method for starting a permanent magnet single-phase synchronous electric motor and electronic device for implementing said method
JP2006280044A (ja) 三相ｄｃブラシレスモータ及び巻線方法
CN1677833A (zh) 无感测无刷直流马达的激活程序
CN1373926A (zh) 用于无刷直流电动机的状态步进控制器的换向电路
EP3182576A1 (en) Motor control system, control method and vacuum cleaner
US7764032B2 (en) Electronic commutation method and related apparatus
CN1282298C (zh) Dc无电刷马达的并联驱动方法
Firmansyah et al. Six-step commutation with round robin state machine to alleviate error in hall-effect-sensor reading for BLDC motor control
CN103248298A (zh) 一种直流电机的驱动方法
CN110247588A (zh) 一种霍尔电机的单脉冲控制方法及系统
Lai et al. Novel back-EMF detection technique of brushless DC motor drives for whole duty-ratio range control
CN1123070A (zh) 无刷直流电动机
KR20150064562A (ko) 모터 구동 장치 및 모터 구동 방법
JP2018182790A (ja) ポンプ制御装置
CN101771319B (zh) 无刷直流马达及其驱动单元
KR101684807B1 (ko) 진상각 제어기
Hu et al. Sensorless drive of permanent magnet brushless DC motor with 180 degree commutation
JP4291976B2 (ja) ブラシレス・センサレスｄｃモータの起動方法
CN203691302U (zh) 直流无刷电机控制装置
CN1298104C (zh) 一种消除调速风扇震动噪音的电路
JP3298267B2 (ja) 位置センサレスｄｃブラシレスモータの制御装置
JP3326256B2 (ja) ブラシレスモータの始動方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090909

Termination date: 20210525