ITMI972683A1

ITMI972683A1 - Motore monofase per apparato lavabiancheria

Info

Publication number: ITMI972683A1
Application number: IT97MI002683A
Authority: IT
Inventors: Glen Chester Young; Brian Lee Beifus; Robert Keith Hollenbeck; Austars R Schnore; Charles Michael Sthephens; Paul M Szczesny; Thomas Merlin Jahns; Eric Roger Benedict
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 1999-06-04
Also published as: EP0848489A2; IT1296838B1; US5838127A; EP0848489A3

Description

Descrizione

Questa invenzione riguarda in generale motori e loro controlli e, particolarmente, un perfezionato motore monofase commutato elettronicamente e un controllo da usare in una macchina lavatrice.

In generale, un motore come un motore commutato elettronicamente o senza spazzole ha dei magneti permanenti montati sul suo rotore.. Lo statore di tale motore ha una pluralità di denti e di bobine di filo avvolto sui denti che, quando eccitate con una corrente, interagiscono con il rotore a magneti permanenti producendo una coppia positiva o negativa, a seconda del senso della corrente rispetto alla polarità dei magneti. La polarità dei magneti rispetto agli avvolgimenti di statore si alterna quando il rotore si muove in un solo senso. Quindi, è necessario alternare il senso della corrente nello statore in sincronismo per mantenere un senso o una coppia costanti. Un ponte invertitore elettronico controlla tipicamente l’eccitazione deH’awolgimento di statore per controllare il senso e la quantità di coppia prodotta dal motore come pure la velocità all’albero del motore.

Motori convenzionali non sono stati capaci di fornire il desiderato profilo di velocità e coppia da usare in una macchina lavatrice assieme con i pregi di costo di un motore monofase. In particolare, le applicazioni alle macchine lavatrici richiedono alta coppia e basse velocità durante il lavaggio e bassa coppia e alte velocità per asciugatura centrifuga.

In generale, i motori a corrente continua senza spazzole sono descritti, per esempio, nei brevetti USA No. 5.423.192, 4.933.584 e 4.757.241, tutti i quali sono ceduti al medesimo titolare della presente invenzione qui descritta e le cui intere descrizioni sono qui incorporate per riferimento. In particolare, i motori monofasi sono descritti, per esempio, nei brevetti USA No. 5.483.139, 5.465.019, 5.140.243; 4.724.678, 4.635.349, 4.626.755, 4.313.076 e 3.134.385, tutti i quali sono ceduti al medesimo titolare della presente invenzione qui descritta e le cui intere descrizioni sono incorporate per riferimento.

Tra i parecchi scopi di questa invenzione si può notare la realizzazione di un perfezionato sistema motore che è particolarmente adatto all’uso con una macchina lavatrice automatica; la realizzazione di un tale sistema che consenta arresto del motore cortocircuitando il suo avvolgimento; la realizzazione di un tale sistema che inizi un arresto di motore in risposta ad uno sportello aperto di macchina lavatrice; la realizzazione di un tale sistema che inizi un arresto di motore in risposta ad una condizione di sovratensione; la realizzazione di un tale sistema che inizi un arresto di motore in risposta ad una condizione di sottotensione; la realizzazione di un tale sistema che fornisca regolazione di corrente e di tensione; la realizzazione di un tale sistema che determini una stima di stato stazionario della corrente di motore; la realizzazione di un tale sistema che sincronizzi la risposta di arresto di motore alla stima di corrente stazionaria; la realizzazione di un tale sistema che fornisca migliorate inversioni di motore; la realizzazione di un tale sistema che fornisca migliorata rivelazione di posizione; la realizzazione di un tale sistema che fornisca migliorata commutazione in funzione della velocità di motore e della corrente desiderata e la realizzazione di un tale sistema di motore che sia economicamente fattibile e commercialmente pratico.

Descritto in breve, l’aspetto di realizzazione di un motore e di controlli dell’ invenzione comprende un complesso fisso avente un avvolgimento e un complesso rotante in relazione di accoppiamento magnetico con il complesso fisso. Un collegamento di alimentazione fornisce energia aU’awolgimento. Secondo l’invenzione, il collegamento di alimentazione ha una linea superiore e una linea inferiore alimentate da un alimentatore e dei commutatori di potenza sensibili ad un segnale di controllo di* motore per collegare a scelta le linee al l’avvolgimento allo scopo di alimentare l’awolgimento con corrente di motore. Come tale, si produce un campo elettromagnetico per far ruotare il complesso rotante. I commutatori di potenza comprendono commutatori superiori e commutatori inferiori, ciascuno avente uno stato conduttore e uno stato interdetto. Il motore e il controllo contengono anche un circuito di disabilitazione per generare a scelta un segnale di disabilitazione e un circuito di controllo per generare il segnale di controllo di motore allo scopo di controllare i commutatori di potenza. Il circuito di controllo è sensibile al segnale di disabilitazione per controllare i commutatori di potenza in modo che i commutatori di potenza inferiori diventino conduttori e i commutatori di potenza superiori diventino interdetti, o viceversa, diseccitando così l’avvolgimento per disabilitare il motore.

In un’altra realizzazione, la presente invenzione riguarda un controllore per un motore. Il motore contiene un complesso fisso avente un avvolgimento e un complesso rotante in relazione di accoppiamento magnetico con il complesso fisso. Un collegamento di alimentazione avente linee superiori e inferiori alimentate da un alimentatore e commutatori di potenza aventi ciascuno uno stato di conduzione e uno stato di interdizione, fornisce energia all’ avvolgimento. I commutatori di potenza comprendono commutatori superiori e inferiori. Il controllo contiene un circuito per generare un segnale di controllo di motore allo scopo di controllare i commutatori di potenza. I commutatori di potenza sono sensibili al segnale di controllo di motore per collegare a scelta le linee all’avvolgimento allo scopo di alimentare l’avvolgimento. Come tale, si produce un campo elettromagnetico per far ruotare il complesso rotante. Il controllo contiene anche un circuito di disabilitazione per generare a scelta un segnale di disabilitazione. Il circuito per generare il segnale di controllo di motore è sensibile ad un segnale di disabilitazione per controllare i commutatori di potenza di modo che i commutatori di potenza inferiori diventino conduttori e i commutatori di potenza superiori diventino interdetti, o viceversa, diseccitando perciò l’avvolgimento per disabilitare il motore.

In un’altra realizzazione, gli aspetti di realizzazione di un motore e di controllo comprendono un complesso fisso avente un avvolgimento e un complesso rotante in relazione di accoppiamento magnetico con il complesso fisso. Un collegamento di alimentazione fornisce energia all 'avvolgimento. Secondo l’invenzione, il collegamento di alimentazione ha linee superiori e inferiori alimentate da un alimentatore e commutatori di potenza sensibili ad un segnale di controllo di motore per collegare a scelta le linee all’ avvolgimento allo scopo di eccitare l’avvolgimento con una corrente di motore. Come tale, si produce un campo elettromagnetico per far ruotare il complesso rotante. Il motore e il controllo comprendono anche un rivelatore di posizione diretto e un rivelatore di posizione in quadratura per rivelare una posizione angolare del complesso rotante rispetto al complesso fisso. I rivelatori di posizione diretti e in quadratura forniscono segnali di posizione diretti e in quadratura, rispettivamente, sfasati tra di loro di circa 90° (elettrici), che sono rappresentativi della posizione rivelata del complesso rotante. Il motore e il controllo comprendono inoltre un circuito di controllo per generare il segnale di controllo di motore in funzione della posizione rivelata del complesso rotante allo scopo di controllare i commutatori di potenza. Il circuito di controllo è sensibile ad un comando di senso inverso per cambiare il funzionamento del motore dal modo in avanti al modo all’indietro. II modo in avanti è definito dalla commutazione dell’ avvolgimento generalmente in fase con il segnale diretto di posizione e il modo all’indietro è definito per commutazione di avvolgimento generalmente in fase con il segnale di posizione in quadratura.

In un’altra realizzazione, aspetti di realizzazione di motore e di controllo dell’invenzione comprendono un complesso fisso avente un avvolgimento e un complesso rotante in relazione di accoppiamento magnetico con il complesso fisso. Un collegamento di alimentazione fornisce energia all’avvolgimento. Secondo l’invenzione, il collegamento di alimentazione ha linee superiori e inferiori alimentate da un alimentatore e commutatori di potenza sensibili ad un segnale di controllo di motore per collegare a scelta le linee all’ avvolgimento allo scopo di eccitare l’awolgimento con una corrente di motore. Come tale, si produce un campo elettromagnetico per far ruotare il complesso rotante. Il motore e il controllo comprendono anche un circuito rivelatore di posizione per rivelare una posizione angolare del complesso rotante rispetto al complesso fisso e fornire un segnale di posizione rappresentate la posizione rivelata. Il motore e il controllo comprendono inoltre un circuito di controllo per generare un segnale di controllo di motore in funzione della posizione rivelata del complesso rotante allo scopo di controllare i commutatori di potenza. Il circuito di controllo contiene un elaboratore sensibile al segnale di posizione per stimare gli attraversamenti dello zero della forza contro elettromotrice (EMF) dell’avvolgimento e genera il segnale di controllo di motore per controllare i commutatori di potenza allo scopo di obbligare gli istanti di commutazione a capitare in anticipo rispetti agli attraversamenti dello zero stimati per un intervallo di avanzamento ADV definito in microsecondi da:

dove COMPER è un tempo trascorso tra due precedenti istanti di commutazione in microsecondi, IOUT è un livello di corrente regolato rappresentate velocità e/o coppia desiderate del motore e KADV è una costante dipendente dal motore.

In ancora un’altra realizzazione, aspetti di realizzazione del motore e del controllo dell’invenzione comprendono un complesso fisso avente un avvolgimento e un complesso rotante in relazione di accoppiamento magnetico con il complesso fisso. Un collegamento di alimentazione fornisce energia all’ avvolgimento. Secondo l’invenzione, il collegamento di alimentazione ha linee superiori e linee inferiori alimentate da un alimentatore e commutatori di potenza sensibili ad un segnale di controllo di motore per collegare a scelta le linee all’avvolgimento allo scopo di alimentare l’avvolgimento con corrente di motore. Come tale, si produce un campo elettromagnetico per far ruotare il complesso rotante. Il motore e il controllo contengono anche un circuito rivelatore di posizione per rivelare una posizione angolare del complesso rotante rispetto al complesso fisso e fornire un segnale di posizione rappresentante la posizione rivelata. Il motore e il controllo contengono inoltre un circuito di controllo per generare il segnale di controllo di motore in funzione della funzione rivelata del complesso rotante allo scopo di controllare i commutatori di potenza. Il circuito di controllo contiene un elaboratore sensibile al segnale di posizione per rivelare attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice dell’ avvolgimento in funzione della posizione rivelata del complesso rotante e per stimare successivi attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice in funzione degli attraversamenti dello zero rivelati. Il circuito di controllo genera il segnale di controllo di motore per controllare i commutatori di potenza per obbligare gli istanti di commutazione a capitare alternativamente dopo gli attraversamenti dello zero rivelati per un intervallo A’ e un intervallo B’ in funzione dell’intervallo di ritardo Td definiti in microsecondi da:

dove COMPER è un tempo trascorso tra due precedenti istanti di commutazione in microsecondi e ADV è un intervallo di anticipo che è una funzione di una velocità e/o coppia desiderata del motore.

Altri scopi e caratteristiche saranno in parte evidenti e in parte precisati qui avanti.

La figura 1 è uno schema a blocchi di un sistema di motore secondo una realizzazione preferita dell’ invenzione.

La figura 2 è uno schema di un ponte invertitore per azionare il motore di figura 1.

Le figure 3A-3N sono schemi illustranti un circuito di controllo per controllare il motore di figura 1.

Le figure 4A-4B sono grafici esemplificativi illustranti la corrente di motore rispetto alla tensione di alimentazione e alla forza controelettromotrice (EMF) per un motore -convenzionale.

Le figure 5A-5B sono grafici esemplificativi illustranti corrente di motore rispetto alla tensione di alimentazione e alla forza controelettromotrice per il motore di figura l .

La figura 6 è un grafico esemplificativo di corrente transitoria di picco per svariate velocità di motore rispetto alla coppia unitaria del motore di figura 1 rispetto ad un convenzionale motore.

La figura 7 è un diagramma esemplificativo di scansione illustrante le relazioni tra la posizione di rotore e la commutazione del motore di figura 1.

La figura 8 è uno schema di flusso esemplificativo illustrante una routine per correggere uno sfalsamento continuo risultante da imprecisioni di rivelazioni di posizione e simili.

La figura 9 è uno schema di flusso esemplificativo illustrante una routine per invertire il motore di figura 1.

La figura 10 è un diagramma esemplificativo di scansione illustrante le relazioni tra la velocità e la posizione di rotore del motore di figura 1 e la sua corrente di motore per invertire il senso di marcia del motore.

La figura 11 è uno schema di un circuito per sincronizzare l’arresto del motore di figura 1 con una stima di stato stazionario della sua corrente. La figura 12 è un grafico esemplificativo illustrante la corrente di motore rispetto alla tensione di alimentazione e alla forza controelettromotrice per il motore di figura 1 avente un arresto sincronizzato del circuito di figura 1. La figura 13 è un grafico esemplificativo di corrente transitoria di picco per svariate velocità di motore rispetto alla coppia unitaria del motore di figura 1 , avente un arresto sincronizzato del circuito di figura 11.

Simboli di riferimento corrispondenti indicano parti corrispondenti in tutti i disegni.

Considerando ora i disegni, la figura 1 mostra un sistema di motore 100 secondo una realizzazione preferita della presente invenzione. Il sistema 100 contiene un motore, generalmente indicato con 102, avente un complesso fisso o statore 104 e un complesso rotante, o rotore 106 in relazione di accoppiamento magnetico con lo statore 104. Nella realizzazione qui descritta, il motore 102 è un motore monofase a magneti permanenti commutato elettronicamente. Si deve capire, tuttavia, che aspetti della presente invenzione possono essere applicati a qualsiasi motore, o macchina elettrica rotante, controllabile elettronicamente alimentato tipicamente mediante un circuito elettronico di controllo. Tali motori comprendono, per esempio, motori a rotore esterno (cioè motori a rotore invertito), motori a magneti permanenti, motori a velocità singola e variabile, motori a velocità selezionabile aventi una pluralità di velocità, motori a corrente continua senza spazzole, motori commutati elettronicamente, motori a riluttanza commutata e motori ad induzione. In aggiunta, i motori possono essere motori multifasi o monofasi e, in ogni caso, tali motori possono avere un avvolgimento monofase diviso o un avvolgimento multifase. Tali motori possono anche fornire una o più velocità finite e distinte di rotore scelte da un commutatore elettrico o altri circuiti di controllo. La domanda di brevetto USA No. (da assegnare) intitolata “Motore monofase con posizioni di parcheggio a coppia positiva”, depositata il 5 dicembre 1996, la cui intera descrizione è qui incorporata per riferimento, descrive un opportuno motore avente uno statore a poli salienti da usare secondo la presente invenzione.

In una realizzazione preferita dell’ invenzione, un albero di motore 108 collega meccanicamente il rotore 106 ad un particolare dispositivo da azionare, come un componente rotante 110. Per esempio, il componente rotante 110 comprende un cestello 112 che è parte di una macchina lavatrice o lavabiancheria automatica ad asse orizzontale o centrale, dopo agitazione, generalmente indicata con 114. Di preferenza il componente rotante 110 contiene anche un meccanismo di collegamento 116 per collegare il cestello 112 all’albero 108. Il meccanismo di collegamento 116 può comprendere un riduttore di velocità a rapporto fìsso, come una scatola di ingranaggi o un complesso di pulegge o, come in alcune applicazioni, l’albero 108 del motore 102 può essere collegato direttamente al cestello 112. Benché descritto per uso con il cestello 112, si deve capire che il motore 102 può essere parte di un numero di differenti sistemi per azionare un componente rotante. Per esempio, il componente rotante 110 può essere un agitatore e/o un cestello di una macchina lavatrice ad asse verticale o di un ventilatore, una soffiante, un compressore o simili. I brevetti USA ceduti al presente titolare No. RE 33.655, 5.492.273, 5.418.438, 5.423.192 e 5.376.866, le cui intere descrizioni sono qui incorporate per riferimento, che descrivono svariati componenti rotanti per i quali la presente invenzione è adatta all’uso.

Nell’apparato lavabiancheria come la macchina lavabiancheria 114, il cestello 112 è ruotabile entro una vasca (non mostrata) che contiene acqua per lavare i tessuti da trattare. Il cestello 112 agita prima l’acqua e i tessuti da lavare e quindi li centrifuga per provocare uno spostamento centrifugo dell’acqua dalla vasca. La vasca ha uno sportello (non mostrato) mobile dalla parte dell’utente tra una posizione aperta e una posizione chiusa. In una realizzazione, la macchina lavabiancheria 114 contiene un interruttore di sportello 118 che fornisce un segnale rappresentante la posizione dello sportello per uso nell’assicurare che la macchina 114 non funzioni con il suo sportello aperto.

Di preferenza, un’interfaccia di utente, o controllo di sistema 120, fornisce segnali di controllo al sistema nella forma di comandi di motore ad un circuito di controllo, generalmente indicato con 122, attraverso una linea 124. In questo caso, il sistema di controllo 120 fornisce segnali rappresentanti desiderati tempi di lavaggio, desiderati tipi di lavaggio e simili. Come rappresentato dallo schema a blocchi di figura 1, il circuito di controllo 122 fornisce segnali di controllo di motore o di commutazione attraverso la linea 126 per controllare elettronicamente una pluralità di azionatori di porte 128. A sua volta, gli azionatoli di porte 128 forniscono segnali di azionamento attraverso una linea 130 per commutare una pluralità di commutatori di potenza 132, come IGBT, BJT o MOSFET. In aggiunta a spostare di livello i segnali di azionamento da, per esempio, 5 volt a 15 volt per azionare i commutatori di potenza 132, gli azionatori di porte 128 condizionano anche i segnali fomiti dal circuito di controllo 122 attraverso la linea 126 per un funzionamento ottimale dei commutatori di potenza 132.

Come mostrato in figura 1, un alimentatore 134 fornisce energia a corrente continua ad alta tensione attraverso una linea 136 ai commutatori di potenza 132. Commutando a scelta l’alimentatore 134 in collegamento con l’awolgimento di motore 138 (vedere figura 2) compreso nello statore 104, i commutatore di potenza 132 forniscono energia attraverso la linea 140 al motore 102. Come tali, le linee 136 e 140 in combinazione con i commutatori di potenza 132 costituiscono un collegamento di alimentazione per collegare l’alimentatore 134 all’ avvolgimento di motore 138. Di preferenza, i commutatori di potenza 132 eccitano l’avvolgimento di motore 138 in una prescelta sequenza per commutare il motore 102 in risposta al circuito di controllo 122. In questo caso, il circuito di controllo 122 attiva a scelta i commutatori di potenza 132 per controllare la rotazione del motore 102 in funzione di un segnale di commutazione. Si deve capire che l’alimentatore 134 può anche fornire energia per azionare il circuito di controllo 122.

Considerando ora la figura 2, i commutatore di potenza 132 sono preferibilmente parte di un ponte invertitore 142. In una realizzazione preferita dell’invenzione, il ponte invertitore 142 comprende un ponte ad H avente una linea positiva o superiore 144 e una linea negativa o inferiore 146 alimentate dall 'alimentatore 134. I commutatori di potenza 132 comprendono due commutatori superiori 148, 150 e due commutatori inferiori 152, 154. Benché non illustrati in figura 2, dei diodi di circolazione possono essere collegati in relazione in anti parallelo con ciascun commutatore. Un resistore di derivazione, un trasformatore di corrente, un rivelatore di corrente ad effetto Hall, un rivelatore di corrente integrato o un altro rivelatore o circuito noto nella tecnica può essere usato per rivelare la corrente di avvolgimento o di motorizzazione del motore 102. Nella realizzazione illustrata, il sistema 100 contiene un derivatore resistivo nella linea inferiore 146 del ponte invertitore 142.

Uno schema preferito di eccitazione per il motore 102 implica comandare in conduzione due commutatori durante ciascun intervallo di commutazione, uno dai commutatori superiori 148, 150 e uno dai commutatori inferiori 152, 154. In particolare, il circuito di controllo 122 genera un opportuno segnale di commutazione per mandare in conduzione uno dei commutatori superiori 148, 150 e uno posizionato diagonalmente dei commutatori inferiori 152, 154. Attivando i commutatori di potenza 132 in coppie, il ponte invertitore 142 collega l’avvolgimento di motore 138 alle linee superiori e inferiori 144, 146 e, quindi, lo collega all’alimentatore di potenza 134. In condizioni normali, il circuito di controllo 122 sceglie anche uno dei commutatori superiori 148, 150 o dei commutatori inferiori 152, 154 da usare per modulare la larghezza di impulsi di energia applicata all 'avvolgimento 138 in un dato tempo per controllare la corrente di motore. Per esempio, il commutatore attivo superiore 148 o 150 è usato per modulazione a larghezza di impulsi (PWM) durante il normale funzionamento di motorizzazione. Il brevetto USA, ceduto al presente titolare, No. 4.757.603, la cui intera descrizione è qui incorporata per riferimento, mostra un esempio di controllo PWM di un motore.

Considerando ancora la figura 1, il circuito di controllo 122 comprende un rivelatore di posizione 156 che fornisce una reazione attraverso una linea 158 rappresentante la posizione angolare del rotore 106 rispetto allo statore 104. In una realizzazione preferita, il rivelatore di posizione 156 comprende uno o più rivelatori ad effetto Hall (vedere i rivelatori Hall HI e H2 di figura 3 E) fomenti un segnale di reazione di posizione di rotore che ha una predefinita relazione angolare rispetto alla forza controelettromotrice (EMF) del motore (per esempio in fase o sfasata di 90° rispetto alla forza controelettromotrice). Altri rivelatori di posizione, come rivelatori ottici, possono anche essere usati per fornire una reazione di posizione di rotore invece di o in aggiunta ai rivelatori Hall. La domanda di brevetto USA ceduta al medesimo titolare No. di serie 08/680.010 depositata il 15 luglio 1996, la cui intera descrizione si considera qui incorporata per riferimento, descrive un avvolgimento in quadratura adatto a generare un segnale di posizione in un motore monofase secondo la presente invenzione.

In una realizzazione preferita, il circuito di controllo 122 contiene un microprocessore o microcalcolatore, come il microcontrollore 160 (mostrato in dettaglio in figura 3 E) e contiene un circuito integrato per applicazione specifica (ASIC) o un circuito integrato per motore universale commutato elettronicamente (UECM IC), come un ASIC 162 (mostrato in dettaglio nelle figure 31 - 3L). Come mostrato, il microcontrollore 160 e l’ASIC 162 comunicano tra di loro attraverso una linea 164. La National Semiconductor fabbrica un opportuno microcontrollore 160 sotto il suo modello No.COP884.

Secondo l’invenzione, una macchina di stato, funzionante come circuito stimatore di commutazione, è realizzata dal microcontrollore 160 per determinare gli opportuni istanti di commutazione per controllare il motore 102. A sua volta, l’ASIC 162 emette i segnali di commutazione per controllare i commutatori di potenza 132 attraverso piloti di porte 128. Benché illustrati come esterni all’ASIC 162, si può capire che i piloti di porte 128 possono essere interni all’ASIC 162.

Di preferenza, il circuito di controllo 122 genera_i suoi segnali- di commutazione in funzione degli- attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice -dell’ avvolgimento 138. Come tale, il prodotto della corrente e della forza controelettromotrice determina la produzione di coppia nel motore 102. Allo scopo di sostenere una coppia positiva, è necessario alimentare l’avvolgimento 138 quando la forza controelettromotrice ha attraversato lo zero nella direzione che si oppone alla tensione che lo alimenta. Poiché si desidera che la corrente di motore attraversi lo zero al momento in cui anche la forza controelettromotrice attraversa lo zero, il circuito di controllo 122 commuta di preferenza il motore 108 ad un angolo rispetto al successivo attraversamento dello zero della forza controelettromotrice. In altre parole, il circuito di controllo 122 stima successivi attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice basati sulla posizione rivelata del rotore e genera dei segnali piloti di porta alla linea 126 per pilotare i commutatori di potenza 132 in coincidenza o in anticipo rispetto agli attraversamenti dello zero stimati della forza contro elettromotrice. Quindi, il circuito di controllo 122 genera i segnali di commutazione in funzione della posizione rivelata del rotore 106 rappresentato dal segnale di posizione. Come esempio, il brevetto USA No.

5.423.192 ceduto al presente titolare, la cui intera descrizione è qui incorporata per riferimento, descrive un mezzo preferito per rivelare gli attraversamenti dello zero.

Nel funzionamento, il circuito di controllo 122 genera dei segnali di commutazione attraverso la linea 126 in risposta ai segnali di controllo del sistema per obbligare il sistema 100 a produrre una corrente di motore che si adatta alla domanda di coppia di carico in funzione del livello regolato in riferimento di corrente. Adattando il carico di coppia alla coppia prodotta, il motore 102 riesce a funzionare a coppia o velocità desiderate. I segnali di commutazione preferibilmente contengono una serie di cicli modulati a larghezza di impulsi, in cui ciascun ciclo provoca un corrispondente evento di commutazione dei commutatori di potenza 132. A sua volta, la corrente nell 'avvolgimento 138 produce un campo elettromagnetico per far ruotare il rotore 106 del motore 102. Per controllare la velocità del componente rotante 110, il sistema 100 controlla di preferenza la velocità del motore 102 controllando l’energia fornita al carico. In particolare, il sistema 100 regola la corrente nel motore 102 che, a sua volta, regola la coppia, per ottenere la desiderata velocità di motore adattando il carico e la coppia della domanda per perdita di motore alla velocità desiderata. Il circuito di controllo 122 genera inoltre dei segnali di commutazione per invertire il motore 102.

Considerando ulteriormente la figura 1, il sistema 100 contiene anche un circuito 166 regolatore di corrente (mostrato in dettaglio in figura 3F) che usa le informazioni riguardanti la corrente rivelata in P<er >controllare la corrente nell’avvolgimento 138. Il circuito 166 regolatore di corrente coopera con il microcontrollore 160 e l’ASIC 162 per regolare la corrente nel sistema di motore 100. In particolare, il circuito 166 regolatore di corrente paragona la corrente rivelata ad un livello di riferimento di corrente regolato e ad un livello massimo di corrente. Nella realizzazione illustrata, il livello di corrente regolata è determinato dal microcontrollore 160 e comunicato al circuito 166 regolatore di corrente attraverso l’ASIC 162 e la linea 168. In una realizzazione, il livello di riferimento di corrente regolata è una corrente di picco regolata per un funzionamento normale comunicato mediante un segnale modulato a larghezza di impulsi avente ciclo attivo variabile rappresentativo del livello desiderato. Per esempio, il ciclo attivo può variare dallo 0% al 100% dove il 100% corrisponde ad un valore di corrente regolato di picco più alto e il ciclo attivo è proporzionale alla corrente desiderata nel motore 102. In alternativa il circuito di controllo 122 genera un segnale di tensione variabile, la cui ampiezza rappresenta la corrente desiderata. Altri mezzi opportuni per fornire il livello di corrente di picco regolato contengono un semplice circuito resistivo o un potenziometro.

Come esempio di funzionamento del motore 102, il circuito di controllo 122 abilita una coppia di commutatori di potenza 132 (per esempio i commutatori 148, 154 o i commutatori 150, 152) ciascuno su un Iato opposto del ravvolgimento 138 al funzionamento normale di motorizzazione. Uno dei due commutatori attivi (per esempio il commutatore 148 o il commutatore 150) esegue la modulazione a larghezza di impulsi mentre l’altro (per esempio il commutatore 154 o il commutatore 152) rimane nel suo stato conduttore per l’intero intervallo di commutazione, come comandato dalla logica di commutazione. La polarità della forza controelettromotrice durante questo intervallo di tempo è contro la tensione di alimentazione in modo che la forza elettromotrice azionatrice per sviluppare corrente nel motore 102 è pari alla tensione di alimentazione meno la forza controelettromotrice.

Il circuito 166 regolatore di corrente paragona inoltre la corrente rivelata nel collegamento di alimentazione ad un livello massimo di corrente. II livello massimo di corrente è, per esempio, dal 10 al 50% maggiore del livello più alto della corrente di picco regolata. Di preferenza, il livello di corrente massimo è fissato secondo le limitazioni di potenza dei commutatori di potenza 132, del circuito di controllo 122 e/o del motore 102. Secondo l’invenzione il circuito regolatore di corrente 166 paragona la corrente rivelata nel collegamento di alimentazione al livello massimo di corrente e genera un segnale di sovracorrente quando la corrente rivelata supera il livello massimo di corrente. Come sarà descritto in dettaglio qui sotto, il circuito di controllo 122 impiega il segnale di sovracorrente per impostare la macchina di stato PWM del microcontrollore 160 di conseguenza.

La domanda di brevetto No. di serie 08/647.694, ceduta al presente titolare, depositata il 15 maggio 1996, la cui intera descrizione è qui incorporata per riferimento, descrive un sistema per regolare la corrente di motorizzazione e per controllare le correnti circolanti in un motore monofase.

In aggiunta alla regolazione di corrente, il circuito di controllo 122 del sistema di motore 100 fornisce regolazione della tensione di linea, o di invertitore, ai capi della linea superiore 144 e della linea inferiore 146 del collegamento di alimentazione attraverso un circuito 170 regolatore di linea. Come sarà descritto in dettaglio qui sotto, il circuito 170 regolatore di linea è collegato tra le linee superiori e inferiori 144, 146 del collegamento di alimentazione. Il collegamento di alimentazione contiene almeno un condensatore di linea (non mostrato in figura 1) tra la linea superiore 144 e la linea inferiore 146. Il circuito 170 regolatore di linea paragona la tensione di linea ai capi del condensatore di linea ad una soglia di tensione e funziona per limitare la tensione di linea scaricando il condensatore di linea quando la tensione di linea supera la soglia di tensione. Il brevetto USA No.

5.513.058 ceduto al presente titolare, la cui intera descrizione è qui incorporata per riferimento, descrive un circuito di collegamento a corrente continua fornente regolazione di linea per dissipare condizioni di sovratensione nel collegamento di alimentazione.

Secondo l’invenzione, il circuito di controllo 122 è sensibile ad un segnale di disabilitazione per disabilitare il funzionamento del motore 102 nell’evento di certe condizioni indesiderabili. In risposta al segnale di disabilitazione, il circuito 122 di controllo genera un opportuno segnale di controllo di motore per controllare i commutatori di potenza in modo che i commutatori di potenza inferiori 152, 154 diventino conduttori e i commutatori di potenza superiori 148, 150 diventino interdetti, o viceversa. Quindi, l’avvolgimento 138 è diseccitato (cioè cortocircuitato) per impedire il funzionamento del motore 102 e per impedire alla forza controelettromotrice del motore di caricare la linea. In questo caso, il circuito di controllo 122 manda in conduzione i conduttori inferiori 152, 154 (o i commutatori superiori 148, 150) per arrestare il motore 102 allo scopo di fermare la rotazione del rotore 106 e proteggere la linea dalla sovratensione piuttosto che come parte di un tipico schema di frenatura. Come mostrato in figura 1, il circuito di controllo 122 contiene circuiti 172 di sovratensione e sottotensione per generare un segnale di disabilitazione per disabilitare il motore 102 nell’evento di condizioni indesiderabili di sovratensione o di sottotensione, rispettivamente. I circuiti 172 di sovratensione e di sotto tensione saranno descritti in dettaglio qui sotto rispetto alla figura 3G. In una realizzazione preferita dell’invenzione, il circuito di controllo 122 contiene anche un circuito 174 di rivelazione di sportello ricevente e sensibile al segnale di posizione di sportello attraverso una linea 176 dall’ interruttore di sportello 118. Secondo l’invenzione, il circuito di rivelazione di sportello 174 genera anche il segnale di disabilitazione per disabilitare il funzionamento del motore 102 quando lo sportello di vasca della macchina lavabiancheria 114 è aperto. Il circuito 174 di rivelazione di sportello sarà descritto in dettaglio qui sotto rispetto alla figura 3D. Come tali, i circuiti 172 di sovratensione e di sottotensione e il circuito 174 di rivelazione di sportello costituiscono circuiti per generare a scelta un segnale di disabilitazione. Il circuito di controllo 122 sensibile a questo circuiti, arresta il motore 102 fintanto che è presente il segnale di disabilitazione.

Considerando ora lo schema delle figure 3A-3N, svariati aspetti del circuito di controllo 122 saranno descritti in maggior dettaglio.

Come sopra descritto, Γ interruttore di sportello 118 contenuto nella macchina lavabiancheria 114 fornisce un segnale che indica se Io sportello della macchina è nella posizione aperta o nella posizione chiusa. Si considera che il segnale di posizione di sportello è un segnale di tensione bassa (cioè zero) o un segnale di tensione alta quando l''interruttore di sportello 118 è aperto (cioè lo sportello è aperto) e di circa metà della tensione di linea quando l’interruttore di sportello 118 è chiuso (cioè lo sportello è chiuso), a seconda della configurazione dell’ interruttore 118 collegato dal fabbricante dell’equipaggiamento originale (OEM). Per esempio, l' ΟΕΜ può collegare una pompa per acqua (non mostrata) in serie con rinterruttore 118 di sportello. In questa situazione, aprire lo sportello porta ad una tensione di linea L1 (vedere figura 3 A), alternata in funzione della frequenza di linea, essendo presentata al terminale LID del circuito di rivelazione di sportello 174 (vedere figura 3D). D’altra parte, se la pompa per acqua non è collegata all’ interruttore di sportello 118, il segnale di posizione di sportello sarà zero (circuito aperto) quando Io sportello è nella sua posizione chiusa. Vantaggiosamente, la presente invenzione rivela entrambi i tipi di segnali di posizione di sportello paragonando la tensione di linea neutra con il segnale presentato al terminale LID.

Come mostrato in figura 3D, il circuito 174 di rivelazione di sportello contiene un doppio circuito di rivelazione nella forma di transistori Q20 e Q25 con le loro associate reti resistive R63-R66, R78, R79, R81, R82 e R71-R73, R75, R83, R84, R86 rispettivamente. La tensione a NCC (vedere figura 3 A) è circa la metà della tensione di linea (per esempio 150 volt a corrente continua). Per esempio, la figura 3 A illustra un circuito raddoppiatore di tensione 182 che contiene diodi D 16, DI 7 e condensatori di linea CIO, CI 1 per fornire la tensione NCC a circa metà della tensione di linea ai capi di entrambi i condensatori di linea CIO, CI 1. Di preferenza, il valore del resistore R31 è meno della metà di quello del resistore R63 e il valore del resistore R86 meno della metà di quello del resistore R75. Questo stabilisce una soglia alla quale i transistori Q20 e Q25 vanno in conduzione quando la tensione del terminale LID è meno della metà della tensione a NCC. Quindi, nel caso che una pompa per acqua sia collegata al terminale di linea LI e rinterruttore di sportello 118 sia aperto, la tensione ai collettori dei transistori Q20 e Q25 sarà sollevata una volta ogni ciclo di linea. D’altra parte, la tensione rimane relativamente stazionaria (per esempio metà della tensione di linea) quando rinterruttore di sportello 118 è chiuso. Quindi, i transistori Q20 e Q25 costituiscono un circuito comparatore per paragonare un livello del segnale di posizione di sportello ad una soglia di tensione.

Secondo l’invenzione, il circuito 174 di rivelazione di sportello fornisce il segnale di disabilitazione attraverso il transistore Q20 ad un ingresso L7 del microcontrollore 160 quando lo sportello è nella sua posizione aperta. In aggiunta, il circuito 174 di rivelazione di sportello fornisce un percorso circuitale diretto per il segnale di disabilitazione (indicato come LIDD) all’ASIC 162 attraverso i transistori Q25 e Q26. In risposta al segnale di disabilitazione generato dal circuito 174 di rivelazione di sportello, il circuito di controllo 122 genera un opportuno segnale di controllo di motore per controllare i commutatori di potenza in modo che i commutatori di potenza inferiori 152, 154 diventino conduttori e i commutatori di potenza superiori 148, 150 diventino non conduttori o viceversa. In questo modo, l’avvolgimento 138 è diseccitato (cioè cortocircuitato) per impedire il funzionamento del motore 102. Come tale, il circuito di controllo 122 è rapidamente sensibile ad un’alta tensione ai rispettivi collettori dei transistori Q20 o Q25 per arrestare il funzionamento del motore 102.

Dopo una condizione di sportello aperto, il circuito di controllo 122 reinizia il funzionamento del motore 102 solo dopo che sia passato un intervallo di tempo maggiore di un ciclo della tensione di linea (per esempio 17 millisecondi a 60 Hz). In una realizzazione preferita, il circuito 174 di rivelazione di sportello contiene un circuito temporizzatore 184 formato dal transistore Q26 e dal ritardo RC (cioè resistere R74 e condensatore C16) per temporizzare l’intervallo. In aggiunta, il microcontrollore 160 esegue una routine di temporizzazione che attiva una interruzione ad una transizione alta e ripristina il funzionamento solo dopo l’intervallo opportuno di bassa tensione continua all’ingresso L7 del microcontrollore 160 (che indica che il transistore Q20 è interdetto perché rinterruttore di sportello 118 è chiuso). In altre parole, il circuito di controllo 122 inibisce il segnale di disabilitazione quando il livello del segnale di posizione di sportello è maggiore della soglia di tensione per l’intervallo temporizzato.

Fornendo un circuito di rivelazione ridondante nel circuito 174 di rivelazione di sportello, la presente invenzione minimizza il rischio che una rottura del componente porti a lasciare irrilevata una condizione di sportello aperto.

Considerando ora la figura 3G, i circuiti 172 di sovratensione e sottotensione forniscono anche il segnale di disabilitazione per disabilitare il motore 102 nel caso di una condizione di sovratensione o di sotto tensione. In una realizzazione preferita, i circuiti 172 contengono un circuito 186 di rivelazione di tensione di linea per rivelare una tensione di linea tra la linea superiore 144 e la linea inferiore 146 del collegamento di alimentazione e fornire un segnale di tensione di linea rappresentante la tensione di linea rivelata. Come mostrato in figura 3G, il circuito 186 rivelatore di tensione consiste di una rete dividitrice R35, R36, R31, R32, R33 avente resistori di isteresi R93, R94. Un circuito 188 rivelatore di tensione di linea dei circuiti 172 paragona il segnale di tensione di linea ad un riferimento di sovratensione. A sua volta, il circuito 188 rivelatore di sovratensione fornisce un segnale di sovratensione quando il segnale di tensione di linea è maggiore del riferimento di sovratensione. Secondo l’invenzione, i circuiti 172 contengono un circuito di ritardo 190 associato con il circuito 188 rivelatore di sovratensione. Come sarà descritto in dettaglio qui sotto, il circuito di ritardo 190 (contenente il condensatore C22) definisce un ritardo in risposta al segnale di sovratensione. Il circuito 188 rivelatore di sovratensione genera quindi un segnale di disabilitazione in funzione del segnale di sovratensione solo dopo che il circuito di ritardo 190 fa scadere l’intervallo di ritardo.

In modo simile, i circuiti 172 contengono anche un circuito 192 rivelatore di sottotensione di linea che paragona il segnale di tensione di linea ad un riferimento di sottotensione. In questo caso, il circuito 192 rivelatore di sottotensione genera il segnale di disabilitazione quando il segnale di tensione di linea è minore del riferimento di sottotensione. Come prima, il circuito 122 di controllo è sensibile al segnale di disabilitazione fornito dal circuito 188 di sovratensione o dal circuito 192 di sottotensione per generare un opportuno segnale di controllo di motore in modo che i commutatori di potenza inferiori 152, 154 diventino conduttori e i commutatori di potenza superiori 148, 150 diventino interdetti, o viceversa, per diseccitare ravvolgimento 138.

In una realizzazione preferita, il circuito di controllo 122 effettua l’arresto del motore 102 in risposta al segnale di disabilitazione cortocircuitando ravvolgimento 138 attraverso i commutatori di potenza inferiori 152, 154. Benché il circuito di controllo 122 possa diseccitare l’avvolgimento 138 cortocircuitandolo attraverso i commutatori superiori 148; 150, per chiarezza, la seguente descrizione di -svariati aspetti dell’invenzione farà riferimento all’uso dei commutatori di potenza inferiori 152, 154 per cortocircuitare l’avvolgimento 138 in risposta al segnale di disabilitazione. Rispetto alla risposta di arresto, si deve capire che il motore 102 è capace di funzionare in una gamma di ipervelocità o sovravelocità. Come è noto nella tecnica, il funzionamento di motore a ipervelocità capita a velocità alle quali la forza controelettromotrice dell’ avvolgimento 138 supera la tensione di linea tra la linea superiore 144 e la linea 146. Come esempio, la gamma di ipervelocità per il motore 102 è di circa 4.000 giri al minuto e più ed è particolarmente adatta all’operazione di centrifuga della macchina lavatrice 114. Sfortunatamente, impiegando ipervelocità per l’operazione di centrifugazione aumenta il rischio associato con ima perdita di controllo della corrente se capita un arresto dell’elettronica di controllo. Poiché la forza controelettromotrice supera la tensione di linea nel funzionamento ad ipervelocità, la forza controelettromotrice caricherà i condensatori di linea C10, C11 al valore della forza controelettromotrice (che può superare il valore di tensione dell’elettronica di potenza del motore 102) se il circuito di controllo 122 arresta il funzionamento dei commutatori di potenza 132. Tutta l’energia del carico rotante è disponibile per questo risultato. Vantaggiosamente, la presente invenzione fornisce regolazione di corrente durante la risposta di arresto per impedire danni al motore 102 in questa situazione.

In figura 3 A il circuito 170 regolatore di linea è mostrato interposto tra la linea superiore 144 e la linea inferiore 146 del collegamento di alimentazione. Secondo l’invenzione, il circuito 170 regolatore di linea contiene transistori Q23, Q24, Q22 e resistori di potenza R68 e coopera con il circuito 188 rivelatore di sovratensione di linea (vedere figura 3G) per regolare quantità relativamente modeste di energia dirette al collegamento di alimentazione durante il ciclo di agitazione. Nella realizzazione illustrata, il transistore Q22 rimane in conduzione in risposta ad una condizione di sovratensione di linea fino a che la tensione di linea, indicata come P+, cade aU’incirca a 15-16 volt. La figura 3A illustra anche la linea 136 secondo una realizzazione preferita dell’invenzione per collegare il sistema di motore 100 all’alimentatore 134. Nella realizzazione illustrata, la linea 136 contiene un filtro contro interferenze elettromagnetiche C14, C12 e L3, e anche i condensatori di linea CIO e CI 1.

Per gestire l’arresto di un cestello rotante 112 entro, per esempio, 7 secondi, il circuito di controllo 122 ha solo necessità di rimuovere la coppia azionatrice del motore 102 e impegnare un freno meccanico. Per proteggere l’elettronica di azionamento dalla rotazione continua del carico e del rotore 106, il circuito di controllo 122 manda in conduzione i due commutatori di potenza inferiori 152, 154 per effettuare un cortocircuito della forza controelettromotrice attraverso l’impedenza di avvolgimento del motore. Questo è accettabile perché l’induttanza relativamente alta del'avvvlgimento 138 mantiene la corrente al di sotto del livello di smagnetizzazione del motore 102 in stato stazionario.

Tuttavia, il valore di corrente nell’istante in cui entrambi i condensatori inferiori 152, 154 sono mandati in conduzione è una funzione della sincronizzazione della risposta di airesto-alla-posizione-del rotore 106. Quindi, se l’attivazione -dei commutatori inferiori 152, 154 è lasciata procedere a qualsiasi istante di rotazione (cioè senza riguardo alla posizione del rotore 106), si sviluppa una corrente transitoria che potrà provocare potenzialmente smagnetizzazione dei magneti di ferrite del rotore (specialmente a bassa temperatura). Come sarà descritto qui sotto, un circuito di controllo 122 fornisce vantaggiosamente regolazione delle correnti di arresto dopo che i commutatori inferiori 152, 154 sono attivati per impedire di danneggiare il motore 102.

La figura 4A è un grafico esemplificativo illustrante l’effetto indesiderabile di azionare i commutatori inferiori 152, 154 senza il beneficio della regolazione di corrente secondo la presente invenzione. Come mostrato, i commutatori inferiori diventano conduttori ad una posizione di rotore di circa 180° (elettrici) con un valore relativamente basso di corrente di motore presente all’attivazione. II grafico mostra un picco transitorio di corrente di circa 8,5 ampere ad una posizione di rotore di 360° (elettrici). Come è noto nella tecnica, la corrente di motore contiene una componente continua in queste situazioni che decade a zero sulle successive rotazioni del rotore 106. Benché la corrente da picco a picco rimanga la medesima (per esempio circa 9,0 ampere in figura 4A) nel tempo, il picco di corrente diminuisce a circa 4,5 ampere, per esempio, nello stato stazionario. In questo esempio, tuttavia, capita una smagnetizzazione parziale all’istante in cui la corrente di motore supera una soglia di smagnetizzazione di circa 6,17 ampere.

Come sopra descritto, capita ipervelocità quando la forza controelettromotrice supera la tensione di linea. A 4.500 giri al minuto, i valori unitari delle tensioni di forza elettromotrice e di invertitore sono all 'incirca in fase, come mostrato in figura 4A. La figura 4B illustra queste tensioni a 12.000 giri al minuto. A velocità maggiori, la tensione di linea (mostrata come tensione unitaria di invertitore, PUVINV) può essere controllata per ritardare la forza controelettromotrice (mostrata come forza controelettromotrice unitaria PUBEMF).

Considerando ancora gli schemi delle figure 3A-3N, l’ASIC 162 combina effettivamente i segnali di disabilitazione fomiti dal circuito 174 di rivelazione di sportello, dal circuito 188 di sovratensione e dal circuito 192 di sottotensione, come il segnale LIDD. Come mostrato in figura 3L, ima porta NAND 194 diventa alta alla sua uscita in risposta al segnale di disabilitazione. Come risultato, l’ASIC 162 istruisce i commutatori superiori 148, 150 ad interdirsi ed i commutatori inferiori 152, 154 ad andare in conduzione. In questo caso, un resistore R95 ed un condensatore C21 forniscono un ritardo di circa 10 microsecondi in modo che tutti e quattro i commutatori 148, 150, 152, 154 siano momentaneamente interdetti prima che i commutatori inferiori 152, 154 vadano in conduzione per impedire correnti di atraversamento del ponte. Quindi, il circuito RC del resistere R95 e del condensatore C21 costituisce un circuito per ritardare i commutatori inferiori 152, 154 dall’andare in conduzione in risposta al segnale di disabilitazione fino a dopo che i commutatori di potenza superiori 148, 150 siano interdetti. In altre parole, un segnale di transizione, TRANB, diventa basso in risposta al segnale di disabilitazione per 10 microsecondi, che obbliga una porta NAND 196 a diventare alta alla sua uscita. A sua volta, il livello alto all’uscita della porta 196 obbliga l’uscita di una porta NOR 198 (vedere figura 3K) a diventare bassa, il che interdice il commutatore 154 e obbliga l’uscita della porta NOR 202 (vedere figura 3J) a diventare bassa, il che interdice il commutatore 152. In un modo simile, l’alto livello all’uscita della porta 196 obbliga l’uscita della porta NOR 203 (vedere figura 3K) a diventare bassa, il che interdice il commutatore 150 e obbliga l’uscita di una porta NOR 204 (vedere figura 3J) a diventare bassa, il che interdice il commutatore 148. Dopo il ritardo il segnale di transizione TRANB diventa alto il che manda in conduzione i commutatori inferiori 152, 154.

Considerando ora le figure 3G e 3L, per quanto riguardino il circuito 192 rivelatore di sototensione di linea, un comparatore 205 a collettore aperto sul circuito 192 rivelatore di sototensione di linea (vedere figura 3G) paragona una tensione di riferimento fornita da un diodo zener DI alla tensione rivelata dal circuito 186 rivelatore di tensione. Quando la tensione rivelata è minore del riferimento, il circuito 192 di sototensione fornisce un segnale di disabilitazione (cioè LEDD) all’uscita del comparatore 205 ad un ingresso di una porta NAND 194 attraverso un resistore RI 5. Quindi, la condizione di sottotensione è trattata nello stesso modo della condizione di sportello aperto per gli scopi di disabilitare il motore 102. Un resistore R80 combinato con il resistore RI 5 fornisce reazione positiva per assicurare che questo circuito NAND non oscilli vicino al suo punto di commutazione. Secondo l’invenzione, i resi stori R80 e R15 obbligano la bassa tensione presentata ad un ingresso della porta 194 ad essere portata più bassa della soglia di dispositivo (per esempio metà della tensione VCC o 2,5 volt). Senza il resistore RI 5, una tensione alta all’uscita di una porta XNOR (NOR esclusivo) 206 tenderebbe a rialzare l’ingresso alla porta 194. Come tale, il resistore RI 5 assicura che l’ingresso della porta 194 sia più basso della soglia del dispositivo quando LIDD è basso. Dopo che la porta 194 diventa alta alla sua uscita (cioè dopo che il suo ingresso va al di sotto della soglia del dispositivo), la tensione bassa all’uscita della porta 206 porta l’ingresso della porta 194 più basso per impedire l’oscillazione vicina al punto di commutazione del dispositivo.

Vantaggiosamente, la protezione da sottotensione della linea, come qui descritta, impedisce alla tensione di linea di cadere rapidamente a zero durante il funzionamento se si interrompe l’energia. Senza la protezione di sottotensione, la risposta del circuito durante l’operazione di centrifuga sarebbe di interdire tutti i commutatori di potenza 132, il che porterebbe ad una forza controelettromotrice relativamente alta ricaricante la linea. Il circuito di controllo 122 tenterebbe quindi di scaricare rapidamente la linea per riprendere il funzionamento. Quindi, attivando i commutatori inferiori 152, 154 per iniziare un arresto per sottotensione, si riducono grandemente i cicli di scarica e ricarica della linea, il che può danneggiare potenzialmente il motore 102.

Un arresto per sovratensione iniziato dall’attivazione dei com r mutatori inferiori 152, 154 impedisce al resistore R68 regolatore di tensione derivata di linea di essere sovraccaricato. Come sopra descritto, il circuito di ritardo 190 di figura 3G esaurisce un intervallo in risposta al segnale di sovratensione. Un circuito 188 rivelatore di sovratensione di linea genera quindi il segnale di disabilitazione in funzione del segnale di sovratensione solo dopo che il circuito di ritardo 190 esaurisce l’intervallo di ritardo. Il circuito di ritardo 190 contiene un resistore R100 che limita la corrente per scaricare un condensatore CI 6 alla soglia della porta 194 (vedere figura 3L) come influenzata dai resistori R15 e R80 (vedere figura 3L) per effettuare il ritardo. Tale ritardo è desiderato per l’applicazione di macchina lavatrice richiedente una certa frenatura rigenerativa durante il ciclo di agitazione. Come esempio, se RI 00 è di 10 kH, il circuito di ritardo 190 fornisce un intervallo nominale di ritardo di 5 millisecondi prima della attivazione deH’arresto. Durante questo periodo transitorio di 5 millisecondi, il regolatore di linea 170 controlla la corrente. Se il resistore R68 regolatore di linea è di 100 Ω con un dimensionamento di 50 watt, questo intervallo richiede l’assorbimento di 8,5 Joule. Se il circuito dovesse essere ciclato alla frequenza massima, tuttavia, il resistore R68 dovrebbe dissipare 132 watt. Benché questo sia maggiore del dimensionamento di 50 watt per resistore R68, tale resistore riesce a dissipare 132 watt per un periodo relativamente breve. Inoltre, 132 watt sono molto al di sotto del carico di picco di circa 1.600 watt che risulterebbe se il circuito di controllo 122 interdicesse tutti e quattro i commutatori 132 nel medesimo momento.

Considerando ulteriormente la figura 3L, il circuito di controllo 122 impiega un transistore Q8 e un elemento logico AND per impedire al regolatore di linea 170 di continuare a scaricare i condensatori di linea C10, C11 dopo che i commutatori inferiori 152, 154 sono attivati. Nella realizzazione mostrata, i condensatori di linea C10, C11 sono dimensionati per 200 volt ciascuno, per esempio, in modo che la soglia di regolazione di linea sia portata a circa 400 volt. Come sovratensione iniziale, uno stato basso all’uscita di un comparatore 208 (vedere figura 3G) consente la conduzione del transistore Q8 per corrente di prelievo dal suo emettitore attraverso un resistore R101. In questo caso, la base del transistore Q8 è a 5 volt, a causa dei livelli logici alle uscite di una porta NOR 210, di ima porta XNOR 212 e di una porta XNOR 214, come pure i livelli logici alle uscite della porta 194 e della porta 196. Applicando 5 volt alla base del transistore Q8, si consente la conduzione del transistore Q23 (vedere figura 3 A) del regolatore di linea 170 al suo collegamento di base RR e si consente la conduzione del transistore Q22 attraverso il resistore R68 e il diodo D20. Dopo il ritardo imposto dal resistore R100, lo stato basso all’ingresso della porta 194 provoca uno stato alto alla sua uscita che risulta in uno stato basso all’uscita della porta N1R 210, la quale è collegata alla base del transistore Q8. Questo stato basso alla base del transistore Q8 quindi interdice il regolatore di linea 170. Addizionalmente, il regolatore di linea 170 è protetto dal funzionamento a meno della richiesta tensione di pilotaggio di porte dall’azione di un rivelatore 218 di sottotensione di alimentatore della logica comprendente un comparatore 220 cooperante con la porta 212, la porta 196 e la porta 210. La porta XNOR 214 in combinazione con il resistore R95 e il condensatore C21 fornisce un’addizionale inibizione di transizione richiesta per l’interdizione momentanea di tutti i commutatori di potenza 132 prima della attivazione dei commutatori inferiori 152, 154.

Quindi, il transistore Q8 e il resistore R101 costituiscono un circuito inibitore di regolatore di linea sensibile al segnale di disabilitazione per impedire al circuito 170 regolatore di linea di funzionare quando l’avvolgimento 138 viene diseccitato per disabilitare il motore 102.

Come è noto nella tecnica, la frenatura rigenerativa obbliga energia ad essere riportata in linea, il che può provocare una condizione di sovratensione a P+ sulla linea 144. Si deve capire che in certe applicazioni, particolarmente quelle non richiedenti frenatura rigenerativa, può essere desiderato eliminare il regolatore 170 di linea. In una realizzazione alternativa, il resistore R100 è di 1 Ω, per esempio, il che rimuove l’intervallo di tempo in cui funziona il regolatore di linea 170.

Considerando ora la figura 3F, un circuito 166 regolatore di corrente contiene di preferenza una coppia di comparatori 222, 224 e anche una rete resistiva e capacitiva consistente di resistori R37, R38 e R39 e un condensatore C4. Nella realizzazione illustrata, un derivatore di controllo costituisce un circuito rivelatore di corrente per rivelare la corrente nel collegamento di alimentazione. In questo caso, il circuito 166 di regolazione di corrente paragona la corrente rivelata, come rappresentata da ad un livello di corrente regolato rappresentativo di una desiderata velocità e/o coppia del motore 102 (cioè IOUTA). II circuito 166 di regolazione di corrente fornisce un segnale di regolazione di corrente LREG rappresentativo del paragone alla sua uscita. Come descrìtto sopra, il circuito 122 di controllo è sensibile al segnale di regolazione di corrente per controllare i commutatori di potenza 132 modulando a larghezza di impulsi l’energia fornita all’ avvolgimento 138 ad un ciclo attivo che è una funzione del livello di corrente regolato, regolando perciò la corrente di motore nel ravvolgimento 138 per controllare la velocità e/o coppia del motore 102. Secondo l’invenzione, il circuito 166 di regolazione di corrente agisce anche per regolare la corrente durante una risposta di arresto modulando la larghezza di impulsi dei due commutatori attivi (cioè i commutatori inferiori 152, 154) contemporaneamente. Per abilitare la regolazione della corrente prodotta dall’attivazione dei commutatori inferiori 152, 154 durante una risposta di arresto, la corrente è inviata attraverso il derivatore di controllo RSHUNT (cioè i resistori R57, R58, R59, R98 di figura 3B) dai raddrizzatori D24 e D25 (vedere figure 3M e 3N, rispettivamente) mediante il loro collegamento a S-. Affinché questa regolazione sia efficace nel limitare la corrente di motore senza sovraccaricare i condensatori di linea CIO, Cll, la corrente è regolata al valore più alto di corrente di picco regolata. Mentre il microcontrollore 160 controlla il regolatore di corrente 166 per il funzionamento normale, l’ASIC 162 interviene per fissare il livello di regolazione di corrente al suo livello più alto durante una risposta di arresto. Il circuito di controllo 122 realizza ciò inviando il segnale PWM IOUT presente all’uscita L6 del microcontrollore 160, all’ ASIC 162 ad un ingresso di una porta NOR 228 (vedere figura 3L). Questo ingresso della porta 228 è tenuto alto quando i commutatori inferiori 152, 154 sono attivati per arresto dell’azionamento. L’uscita della porta NOR 228 è tenuta bassa e una porta XNOR 230 inverte lo stato basso in stato alto e un segnale di 100% di PWM (cioè il livello più alto della regolazione di picco) è fornito al regolatore di corrente 166. In questo modo, il circuito di controllo 122 impedisce il sovraccarico di linea durante gli intervalli inattivi del PWM.

Considerando la figura SA, un grafico esemplificativo mostra la regolazione della corrente di motore da parte del circuito 166 di regolazione di corrente durante una risposta di arresto secondo la presente invenzione. In questo esempio, il circuito di controllo 122 attivava i commutatori inferiori<' >152, 154 in risposta ad un segnale-di disabilitazione a circa 180° (elettrici). La regolazione dopo l’attivazione dei commutatori inferiori 152, 154 modulando a larghezza di impulsi entrambi i commutatori in conduzione 152, 154 iniziava quando la corrente di motore raggiungeva il valore regolato di picco del 100% di circa 4,6 ampere, per esempio. Come mostrato, l’attività di regolazione cominciava a circa 270° (elettrici) e continuava fino a circa 360° (elettrici) quando il livello della corrente transitoria decadeva infine a un livello al quale la corrente di motore cadeva al di sotto della soglia di corrente.

Similmente, la figura 5B è un grafico esemplificativo della corrente di motore regolata con il motore 102 funzionante a circa 12.000 giri al minuto. Come mostrato, il circuito di controllo 122 attivava i commutatori inferiori 152, 154 in risposta al segnale di disabilitazione a circa 180° (elettrici) e iniziava la regolazione di corrente a circa 320° (elettrici). In questo caso, tuttavia, la corrente non cadde al di sotto del livello regolato fino a circa 390° (elettrici). Perciò, i commutatori in conduzione 152, 154 rimanevano essenzialmente interdetti per l’intero intervallo di regolazione. In altre parole, il ciclo attivo PWM era dello 0%.

Considerando ora la figura 6, un grafico della corrente transitoria di picco a correnti iniziali di motore variabili da 0 a 4,6 ampere (espresse sull’asse X come coppia unitaria) e a velocità variabili da 500 a 12.000 giri al minuto, mostra l’effetto della regolazione secondo la presente invenzione. Come è evidente da questo grafico, il circuito di controllo 122 impedisce vantaggiosamente alla corrente nel motore 102. di superare la soglia di smagnetizzazione del rotore 106.

Considerando ancora il circuito di regolazione di corrente 166 di figura 3G, il circuito 166 di regolazione di corrente contiene di preferenza un comparatore 222 per regolazione normale di corrente e contiene un comparatore 224 per rivelare correnti in eccesso rispetto al valore regolato previsto di una predeterminata quantità. Il comparatore 222 paragona la corrente rivelata nel collegamento di alimentazione (cioè la corrente in RSHUNT) al livello di corrente regolato inviato attraverso l’ASIC 162, come rappresentato da IOUTA. Il comparatore 222 genera quindi il segnale di regolazione di corrente IREG in funzione del paragone. A sua volta il circuito di controllo 122 riceve il segnale IREG e genera il segnale di commutazione come sua funzione per effettuare una regolazione di corrente nel sistema 100. Indipendentemente dalla funzione di regolazione di corrente, il comparatore 224 paragona la corrente in RSHUNT al livello massimo di corrente, un riferimento che è posto ad un livello più alto del valore massimo di regolazione di una quantità predeterminata (per esempio di 0,5 ampere). Il circuito di regolazione di corrente 166 fornisce un segnale di sovracorrente quando la corrente nel resistere di derivazione RSHUNT eccede il livello massimo, determinato dal comparatore 224. In risposta, il circuito di controllo 122 obbliga entrambi i commutatori attivi (per esempio, il commutatore superiore 148 e il commutatore inferiore 154 o il commutatore superiore 150 e il commutatore inferiore 152) durante l’operazione di motorizzazione ad essere modulati a larghezza di impulsi piuttosto che solo uno dei commutatori. Come tale, il comparatore 224 costituisce un circuito rivelatore di sovracorrente.

In una realizzazione preferita, il circuito di regolazione di corrente 162 contiene reti resistive e capacitive R39, C8 e R45, C6 per filtrare la corrente di recupero dei diodi. In questo modo, il circuito di regolazione di corrente 166 assicura un minimo di tempo che consente la scoperta mediante il comparatore 224 di una corrente che superi il valore massimo regolato di 0,5 ampere. Il circuito di regolazione di corrente 166 ha anche un filtraggio di corrente di recupero dei diodi fornito dai resistori R39, R40 e dal condensatore C9 sull’ingresso al comparatore 224 e dal resistere R46 e dal condensatore C7 sull’uscita.

Nel caso che entrambi i commutatori di potenza superiori e inferiori 132 vengano usati per la modulazione a larghezza di impulsi della corrente di motore, il circuito di controllo 122 fornisce di preferenza un maggiore intervallo PWM inattivo. La figura 31 illustra un circuito temporizzatore di interdizione 232 che contiene comparatori 234, 236 e un invertitore 238 per limitare la frequenza di commutazione in questa situazione. Quando il comparatore 236 si attiva, il circuito temporizzatore 232 di disattivazione aggiunge un condensatore C3 ai capi di un condensatore C5 che triplica, per esempio la costante di tempo del circuito. Come tale, il circuito di controllo 122 assicura che la frequenza di commutazione PWM fornisca intervalli inattivi che sono abbastanza lunghi per far decadere le correnti circolanti. In questo caso, un flip-flop D (DFF) 240, sensibile all’uscita del comparatore 224 contenuto nel circuito 166 di regolazione di corrente inizia il tempo di interdizione aumentato obbligando il comparatore 236 ad essere tenuto basso. La combinazione del condensatore C3 e del condensatore C5 si scarica attraverso un diodo D8 per iniziare l’intervallo di temporizzazione quando l’uscita del comparatore 222 o del comparatore 224 è bassa. Quando i comparatori 222, 224 sono entrambi alti, allora inizia la temporizzazione. Quando la carica del condensatore C5 raggiunge la soglia al comparatore 234, finisce Pintervallo di tempo di interdizione. Come mostrato in figura 31, una transizione alta all’uscita del comparatore 234 scandisce il DFF inferiore 240 e anche il DFF superiore 242.

Come sopra descritto, il circuito di controllo 122 comanda la commutazione del motore 102 in funzione della forza controelettromotrice dell’avvolgimento 138. In generale, capita una commutazione al’incirca in fase con la forza controelettromotrice quando il motore 102 aziona un carico a velocità relativamente basse. Quando la velocità del motore aumenta, tuttavia, la forza controelettromotrice si oppone in modo crescente alla crescita della corrente nell’avvolgimento 138. Come risultato, il circuito di controllo 122 commuta vantaggiosamente l’avvolgimento 138 prima dell’ attraversamento dello zero della forza controelettromotrice per ottenere la coppia massima. Secondo l’invenzione, il microcontrollore 160 calcola un tempo di anticipo per la commutazione in funzione del livello di regolazione della corrente comandata sul segnale di posizione fornito dal rivelatore di posizione 156.

In una realizzazione preferita, il microcontrollore 160 obbliga gli istanti di commutazione a capitare dopo un attraversamento dello zero rivelato dalla forza controelettromotrice in funzione dell’intervallo di ritardo Td che è definito in microsecondi da:

dove COMPER è un tempo trascorso tra due precedenti istanti di commutazione in microsecondi e ADV è un intervallo di anticipo che è una funzione di una desiderata velocità e/o copia del motore 102.

Il microcontrollore 160 definisce l’intervallo di anticipo ADV in microsecondi mediante: <“>

dove IOUT è il livello regolato di corrente rappresentativo della desiderata velocità e/o coppia del motore è una costante dipendente dal motore.

In un esempio, IOUT è un numero a otto bit da 0 a 255, dove 255 corrisponde alla piena corrente e KADV è uguale a circa 500.

Secondo l’invenzione, il microcontrollore 160 limita il valore di COMPER fissandolo uguale ad una costante XOVER, quando COMPER è maggiore o uguale a XOVER. In questo caso, la costante XOVER è circa il periodo di commutazione al quale la forza controelettromotrice del motore 102 uguaglia la tensione di alimentazione. In altre parole, il microcontrollore 160 sostituisce COMPER con XOVER quando il motore 102 funziona al di sotto dell’ipervelocità. Per esempio, se il passaggio da funzionamento normale a funzionamento ad ipervelocità capita a 4000 giri al minuto, allora XOVER è di circa 1250 microsecondi, che è l’intervallo di commutazione per un motore monofase a 12 poli a quella velocità. Quindi, se il microcontrollore 160 comanda un 50% di corrente e è pari a 500, allora ADV è una costante di 320 microsecondi a o al di sotto di 4000 giri al minuto. A velocità maggiori di 4000 giri al minuto, ADV è una funzione della velocità del motore 102. Per esempio, l’intervallo di commutazione è di circa 400 microsecondi a 12000 giri al minuto. Quindi, ADV è di circa 100 microsecondi a 12000 giri al minuto e ad una corrente comandata del 50%. In altre parole, ADV dipende solo dalla corrente comandata quando funziona al di sotto dell’ ipervelocità e dipende dalla corrente comandata e dalla velocità di motore all 'ipervelocità.

In una realizzazione preferita, il rivelatore di posizione 156 fornisce un segnale di posizione che ha una transizione, o fronte, capitante ogni volta che il rotore 106 ruota di 180° (elettrici). Di preferenza, ciascuna transizione del segnale di posizione corrisponde ad un attraversamento dello zero della forza controelettromotrice di avvolgimento 138. Come mostrato in figura 7, che paragona un segnale esemplificativo di posizione in figura 7 (a) ad un’uscita esemplificativa di pilotaggio in figura 7 (b), l’intervallo tra ciascun attraversamento dello zero rivelato e il successivo attraversamento dello zero stimato è definito alternativamente da (A' A) e da (Β' B), dove (A' A) è considerato un intervallo dispari e (Β' B) è considerato un intervallo pari. Particolarmente durante il funzionamento a ipervelocità, tuttavia, gli intervalli pari e dispari del segnale di posizione tendono a non essere uguali. Per esempio, se il rivelatore di posizione 156 comprende un dispositivo Hall che rivela la posizione dei magneti di rotore, allora la variazione del punto di cambiamento di flusso del dispositivo obbliga la sua uscita a diventare asimmetrica, particolarmente a velocità di motore relativamente alte. Quando la velocità del motore 102 aumenta al di sopra della sua velocità senza carico (cioè la forza controelettromotrice generata supera la tensione di alimentazione), la corrente di picco ottenibile diventa sempre più limitata dall’ induttanza dell'avvolgimento e dalla forza controelettromotrice generata. Per buona parte del funzionamento in questa regione di ipervelocità, la corrente di picco può effettivamente essere al di sotto del punto di riferimento del circuito limitatore di corrente del circuito di controllo 122 e controllata solo dalla temporizzazione di commutazione del motore 102. Quindi, se gli stati di uscita del pilota, o gli intervalli di commutazione, non sono di lunghezza uguale, allora si applica una componente continua netta all’avvolgimento di motore 138 che produce riscaldamento ma non produce coppia addizionale. Se questa componente continua è abbastanza grande, il salto di corrente incontra il limite di corrente in una direzione, limitando il salto e portando a perdita di coppia. Secondo una realizzazione preferita dell’invenzione, il circuito di controllo 122 genera il segnale di controllo di motore per controllare i commutatori di potenza 132 allo scopo di obbligare gli istanti di commutazione a capitare alternativamente dopo gli attraversamenti dello zero rivelati per un intervallo A’ e un intervallo B', gli intervalli A' e B' essendo definiti da:

dove Tofs è una variabile per ridurre rasimmetria, Γ asimmetria essendo definita da (Α' B) - (Β' A), tra intervalli di commutazione adiacenti. Sostituendo A' e B', l’asimmetria è definita da:

Secondo l’invenzione, il microcontrollore 160 memorizza nella sua memoria e aggiorna occasionalmente il valore memorizzato di fino a che la simmetria tra adiacenti intervalli di commutazione è nulla. Per esempio, il microcontrollore 160 aggiorna la variabile ogni N intervalli di commutazione incrementando o decrementando il suo valore, cominciando da zero.

Facendo ora riferimento alla figura 8, il microcontrollore 160 esegue una routine ogni 130 millesecondi, per esempio, per regolare Tofs allo scopo di ridurre la disuguaglianza tra gli intervalli di commutazione pari e dispari. Il microcontrollore 160 sottrae prima il valore di A dal valore di B e memorizza il valore nella fase 246. Nella fase 248, il microcontrollore 160 ricupera quindi Tofs dalla memoria, lo moltiplica per due e quindi sottrae Se il calcolo di assimetria è positivo, come definito alla fase 250, il microcontrollore 160 procede alla fase 252 per aumentare di uno. D’altra parte, il microcontrollore 160 diminuisce Tofs di uno alla fase 254 se il calcolo di assimetria è negativo. Rispetto a rivelare la posizione del rotore 106, il circuito 156 rivelatore di posizione di preferenza contiene un rivelatore ad effetto Hall HI a 0°, o diretto, e un rivelatore a effetto Hall H2 a 90°, o in quadratura. In questo caso, il rivelatore HI ad effetto Hall fornisce un segnale di posizione che è generalmente in fase con la forza contro elettromotrice dell’avvolgimento 138 e il rivelatore ad effetto Hall H2 fornisce un segnale di posizione che è generalmente a 90° fuori fase con la forza controelettromotrice dell’ avvolgimento 138.

Convenzionali controlli di motore monofase impiegano tipicamente un singolo rivelatore di posizione per rivelare la posizione del rotore 106. Durante il funzionamento ad ipervelocità, tuttavia, si richiede un funzionamento ad angolo in anticipo per formare corrente nell’avvolgimento di motore 138 allo scopo di sostenere la corrente e la coppia quando la forza controelettromotrice aumenta al di sopra della tensione di linea. Benché il valore della corrente durante il funzionamento ad ipervelocità può uguagliare quella del funzionamento a velocità minore, la corrente che è fuori fase con la forza controelettromotrice riduce la copia media prodotta dal motore 102. Per questa ragione, una rivelazione precisa di posizione è critica per commutare l’awolgimento 138 all’istante corretto. Il ritardo per un desiderato angolo di anticipo può essere calcolato dal segnale diretto di effetto Hall per deduzione dal precedente intervallo di rotazione di 180°, ma l’uso di un singolo rivelatore di posizione diventa problematico durante l’accelerazione o la decelerazione. Per questa ragione, la presente invenzione contiene vantaggiosamente un rivelatore di posizione in quadratura H2 in aggiunta al rivelatore diretto di posizione HI per migliorare la stima del successivo attraversamento dello zero.

Come si sa nella tecnica, i motori monofase producono un’uscita di coppia modulata sui loro alberi. Questa modulazione produce regioni relativamente piccole in cui si può produrre nessuna coppia. Queste regioni, chiamate regioni di coppia nulla, generalmente corrispondono agli attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice. Quando un tale motore aziona un carico a bassa velocità, la polarità della corrente applicata al suo avvolgimento è tipicamente azionata in fase con i segnali di posizione e quindi, in fase con la forza controelettromotrice generata. Il controllo di motore commuta ravvolgimento a o vicino airattraversamento dello zero della forza controelettromotrice, che è una regione di coppia nulla. Come tale, imprecisioni di rivelazione di posizione di rotore possono portare ad un piccolo angolo in cui la coppia è opposta al senso di rotazione desiderato. Se il rotore si muove, il suo momento lo porterà attraverso questo angolo. D’altra parte, se il rotore è arrestato o decelerato per ottenere un’inversione, il rotore può diventare intrappolato nella regione di coppia nulla e oscilla entro questo angolo.

Vantaggiosamente, il sistema 100 fornisce migliorate inversioni di motore mediante l’uso di due rivelatori di posizione HI, H2. Secondo l’invenzione, il microcontrollore 160 decodifica i due segnali di posizione per determinare il senso effettivo di rotazione e il circuito di controllo 122 commuta il motore 102 per respingere il rotore 106 via dalle regioni di coppia nulla.

Quando il sistema di controllo 120 comanda un’inversione, il circuito di controllo 122 prima interrompe la corrente all’ avvolgimento 138 per ridurre la velocità del motore 102. Dopo che la velocità del motore cade al di sotto di una soglia prefissata, il microcontrollore 160 cambia il funzionamento del motore 102 da un modo in avanti ad un modo invertito eseguendo una routine di inversione come quella illustrata in figura 9. La commutazione dell’avvolgimento 138 generalmente in fase con il segnale diretto di posizione definisce il funzionamento del modo in avanti, mentre la commutazione dell’avvolgimento 138 generalmente in fase con il segnale di posizione in quadratura definisce il funzionamento nel modo inverso. Di preferenza, la soglia di velocità è scelta per dare un’inversione di scadenza senza incorrere in eccessivi carichi di alimentazione provocati dall’effetto di frenatura della routine. In alternativa, il microcontrollore 160 inizia la routine di inversione ad un tempo predeterminato dopo che il circuito di controllo 122 interrompe la corrente.

Considerando ora la figura 10, esempi di segnali di posizione dal rivelatore diretto di posizione HI e dal rivelatore-di posizione in quadratura H2 sono mostrati in figura 10 (a) rispetto ad un grafico esemplificativo di velocità di motore in figura 10 (b) e ad un grafico esemplificativo di corrente di motore in figura 10 (c). Come mostrato in figura 10, il sistema di controllo 120 comanda un’inversione ad un tempo indicato dal simbolo di riferimento 300. Il microcontrollore 160 rivela transizioni, o fronti, nei segnali di posizione diretti e in quadratura che sono indicativi di un senso in cui ruota il rotore 106. Se la rotazione non è nel senso finale, il microcontrollore 160 commuta la polarità dell’avvolgimento 138 in fase con il segnale di posizione in quadratura invece del segnale diretto di posizione. Se la corrente fu tenuta costante, la coppia risultante sarebbe in avanti per metà del tempo e all’indietro per metà del tempo. Secondo l’invenzione, il circuito di controllo 122 controlla il commutatore di potenza 132 nel modo di inversione per modulare la corrente di motore in modo che la coppia in senso in avanti sia minore della coppia all’indietro fino a che il rotore 106 inverte il senso. Per esempio, il microcontrollore 160 fissa la corrente di motore quando il motore 102 produce la coppia in senso in avanti per essere circa la metà della corrente di motore quando il motore 102 produce la coppia in senso inverso. Quindi, la coppia netta agisce per invertire il senso del rotore 106.

Quando è necessaria un’inversione di rotazione, la polarità di corrente del motore è commutata in modo che il senso della coppia è sempre via dalla regione di coppia nulla. Questo può essere realizzato consentendo alle commutazioni di avvenire parzialmente tra due regioni di coppia nulla e cambiando il valore della corrente a seconda di su quale Iato della regione di coppia nulla si trova il rotore 106. Il valore_della córrente è aumentato dopo la commutazione ma prima che sia raggiunta la regione di coppia nulla. Dopo che la regione di coppia nulla è passata, allora il valore della corrente è ridotto ad un livello molto minore. Questa modulazione dei livelli di corrente impedisce al motore 102 di accelerare e spinge il rallentamento del motore 102 in modo da rendere più probabile che capiti un’inversione in una zona di potenziale produzione di grande coppia.

Dopo l’inversione, mostrata al tempo indicato dal simbolo di riferimento 302 in figura 10, un circuito di controllo 122 commuta ancora ravvolgimento 138 in fase con il segnale diretto di posizione per fornire una coppia nel senso finale. Di preferenza, il funzionamento continua secondo l’algoritmo di inversione di figura 9 fino, per esempio, la terza transizione oltre l’inversione per assicurare che il rotore 106 si inverta effettivamente prima di riprendere le regolazioni normali di funzionamento. In figura 10, un’inversione è indicata tra due transizioni consecutive di segnale in quadratura, mostrate dai simboli di riferimento 304 e 306.

Quindi, la terza transizione dopo la conoscenza dell’ inversione al simbolo di riferimento 306 è la transizione di segnale diretto al simbolo di riferimento 308. Benché mostrata rispetto al segnale in quadratura, si deve capire che l’inversione può anche essere indicata da due successive transizioni di segnale diretto. Tuttavia, nella situazione di transizioni consecutive di segnale diretto, il modo di inversione continua per un tempo fino a che il segnale in quadratura indichi un’inversione per assicurare che il rotore 106 ruoti nel nuovo senso.

Considerando ancora la figura 9, una routine preferita per invertire il motore secondo l' invenzione inizia nella fase 350. Alla fase 350, il microcontrollore 160 riceve i bit di senso dal rivelatore H2 di posizione in quadratura. Se la routine di inversione è abilitata alla fase 352, cioè un’inversione è stata comandata e la velocità del motore 102 ha raggiunto la soglia, il microcontrollore 160 procede alla fase 354. Alla fase 354, il microcontrollore 160 rivela transizioni in segnali di posizione diretti e in quadratura che sono indicativi di un senso nel quale ruota il rotore 106. Se la rotazione non è nel senso finale come quella del fronte di segnale di posizione più recente, il microcontrollore 160 determina nella fase 365 se è fissato un indicatore CHGPOL di cambiamento di polarità. Secondo l’invenzione, CHGPOL è fissato da due fronti consecutivi dal medesimo rivelatore ad effetto Hall HI o H2. Se CHGPOL non è fissato, il microcontrollore 160 procede alla fase 358 per cancellare un ricupero attraverso l’indicatore di quadratura QREC prima di fissare la corrente di motore desiderata IOUT ad un livello I2BACK alla fase 360. Dopo la fase 360, il microcontrollore 160 fissa il modo in quadratura QMODE alla fase 362 che fissa lo stato di uscita prima di finire. Se è fissato CHGPOL, il microcontrollore 160 procede direttamente alle fasi 360 e 362. In questa routine, il modo in quadratura QMODE comanda il circuito di controllo 122 per commutare l’avvolgimento 138 in risposta al segnale di posizione in quadratura piuttosto che al segnale di posizione diretta. Inoltre, l indicatore QREC è fissato dalla seconda delle due transizioni consecutive di segnale diretto e indica che l’evento successivo, o transizione, sarà un fronte di segnale in quadratura in senso finale. In altre parole, QREC estende il modo di commutazione in quadratura di un’altra commutazione. Di preferenza, il livello di corrente I2BACK è scelto per fornire una quantità di coppia relativamente grande in senso inverso per un’inversione rapida ed è uguale al valore principale della corrente invertita REVCUR.

D’altra parte, se il microcontrollore 160 determina nella fase 354 che il motore 102 ruota nel senso finale come il fronte del più recente segnale di posizione, procede alla fase 366 per determinare ancora se è fissato l’indicatore CHGPOL di cambio di polarità. Se è così, il microcontrollore 160 procede direttamente alla fase 368 per fissare la corrente di motore comandata ad un livello IRECQ, che è di preferenza uguale a REVCUR. Alla fase 368, il microcontrollore 160 fissa anche un indicatore TDIR di polarità di coppia alla direzione obiettiva, o nuova, OBJDIR. A questo punto, il microcontrollore 160 procede alla fase 372 per cancellare il modo di commutazione in quadratura o di inversione che fìssa Io stato di uscita prima di uscire.

Considerando ancora la fase 366, se CHGPOL non è fissato, allora il microcalcolatore 160 verifica l’indicatore di ricupero in quadratura QREC alla fase 376. Se QREC è fissato, il microcontrollore 160 procede alla fase 378 per cancellare QREC prima di fissare il livello desiderato di corrente di motore a IRECQ e la polarità di coppia a OBJDIR alla fase 368. Se QREC non è fissato, il microcalcolatore 160 procede alla fase 382 per verificare la velocità del motore 102. Alla fase 382, il microcontrollore 160 determina se la velocità di motore è airincirca zero. Se è così, il microcontrollore 160 esegue la fase 368. Se no, il microcontrollore 160 fissa la polarità di coppia TDIR al senso obiettivo OBJDIR alla fase 384 e quindi procede alla fase 386 per determinare se o no è stato riconosciuto un senso stazionario di rotazione. Se il motore 102 funziona in un senso stazionario, il microcontrollore 160 considera il motore 102 come se fosse stato correttamente invertito e, come risultato, disabilita il modo di inversione RMODE e disarma un indicatore RPND di routine di inversione alla fase 388. In questo modo, la routine di inversione obbliga il microcontrollore 160 a ritornare nelle condizioni operative di normale senso stazionario. Dopo la fase 388, o la fase 386 se la direzione non è ancora stazionaria, il microcontrollore 160 procede ad una fase 390 per fissare IOUT uguale a REVCUR e quindi procede alla fase 372 per cancellare il modo in quadratura.

Secondo la figura 9, il microcontrollore 160 è sensibile ai fronti dei segnali in quadratura per eseguire le fasi iniziando alla fase 350. In un modo simile, il microcontrollore 160 è sensibile ai fronti dei segnali diretti per eseguire fasi simili iniziando dalla fase 392. In questo caso, il microcontrollore 160 comanda una corrente di motore che è ad un livello ONEFWD, definito a circa metà di I2BACK.

Quando la routine di inversione è abilitata alla fase 394, il microcontrollore 160 rivela transizioni dei segnali di posizione alla fase 396 per determinare se il rotore 106 ruota nel senso finale come il fronte di segnale di posizione più recente. Se non lo fa’, il microcontrollore 160 procede alla fase 398 per cancellare il ricupero attraverso l’indicatore di quadratura QREC prima di fissare la corrente di motore desiderata IOUT al livello ONEFWD alla fase 400 e fissare il modo di quadratura QMODE alla fase 362. Come sopra descritto, il livello di corrente ONEFWD è di preferenza molto minore del livello di corrente I2BACK in modo che la coppia in senso in avanti è molto minore della coppia in senso inverso. La figura 10 (c) illustra i differenti livelli di corrente quando riguardano TintervaUo di commutazione definito dal segnale di posizione in quadratura.

D’altra parte, se il microcontrollore 160 determina alla fase 396 che il motore 102 ruota nel senso finale del fronte di segnale di posizione più recente, procede alla fase 402 per determinare se si fìssa l’indicatore CHGPOL di cambio di polarità. Se è così, il microcontrollore 160 procede direttamente alla fase 404 per fissare QREC. Come sopra descritto, l’indicatore QREC è fissato dalla seconda di due transizioni consecutive di segnale diretto e indica che l’evento successivo o transizione, sarà un fronte di segnale di quadratura nel senso finale. In altre parole, QREC prolunga il modo di commutazione in quadratura di un’altra commutazione. Dopo la fase 404, il microcontrollore 160 comanda IOUT uguale a IRECQ alla fase 306 e quindi fissa QMODE alla fase 362.

Considerando ancora la fase 402, se CHGPOL non è fissato, allora il microcalcolatore 160 verifica l’indicatore di ricupero QREC alla fase 408.

Se è fissato QREC, il microcontrollore 160 procede alla fase 410 per cancellare QREC prima di fissare il desiderato livello di corrente di motore a IRECQ alla fase 406. Se QREC non è fissato, il microcontrollore 160 procede alla fase 412 per verificare la velocità del motore 102. Alla fase 412, il microcontrollore 160 determina se la velocità di motore è airincirca zero. Se è così, il microcontrollore 160 fissa IOUT uguale a I2BACK alla fase 414. Se non lo è, il microcontrollore 160 fissa la polarità di coppia TDIR nel senso di obiettivo OBJDIR alla fase 384.

La routine di inversione di figura 9 fornisce anche una condizione di eccedenza per fissare certi parametri di inversione nel caso che non si rivelino pronti per almeno, per esempio, due servizi di clock. Il microcalcolatore 160 inizia la porzione di eccedenza della routine di inversione alla fase 422 e determina se è capitato qualche fronte nell’ intervallo predeterminato alla fase 424.

Le figure 11-13 riguardano una realizzazione alternativa della presente invenzione in cui il circuito di controllo 122 arresta il motore 102 in risposta al segnale di disabilitazione in sincronismo con una stima stazionaria della corrente piuttosto che regolare la corrente dopo attivazione dei commutatori di potenza inferiori 152,154. Come sopra descritto, la corrente di motore contiene una componente continua transitoria quando i commutatori inferiori 152,154 sono entrambi in conduzione. Questa componente transitoria decade normalmente a zero sulle successive rotazioni del rotore 106. Tuttavia, se la corrente non è regolata, parecchi cicli possono passare normalmente prima che la corrente di motore decada alla sua soluzione di stato stazionario. Secondo l’invenzione, il circuito di controllo 122 impedisce l’avvenimento di correnti potenzialmente smagnetizzanti sincronizzando la risposta di arresto. Se i commutatori di potenza inferiore 152,154 vanno in conduzione quando la corrente istantanea di motore è in prossimità alla sua soluzione di stato stazionario, la corrente rimane essenzialmente ai valori della soluzione di stato stazionario. Come tale, se l’attivazione iniziale dei commutatori inferiori 152,154 è sincronizzata dall’avvento della corrente istantanea di motore con il valore calcolato aggiornato continuamente della soluzione di stato stazionario, la regolazione delle correnti dopo la conduzione dei commutatori inferiori 152,154 può essere eliminata.

Secondo questa realizzazione alternativa dell’invenzione, il microcontrollore 160 esegue una routine per generare una stima della corrente di motore stazionaria (cioè dopo i decadimenti della componente transitoria). In risposta alla stima di corrente stazionaria, il circuito di controllo 122 sincronizza la risposta di arresto alla desiderata posizione del rotore 106 obbligando i commutatori di potenza inferiori 152,154 a diventare conduttori e i commutatori di potenza superiori 148,150 a diventare non conduttori quando la corrente di motore si avvicina all’incirca alla stima di stato stazionario. Quindi, il microcontrollore 160 costituisce un elaboratore per generare una stima di stato stazionario della corrente di motore.

Segue un esempio di stima di stato stazionario per un particolare motore: prima, la stima della corrente di cortocircuito di stato stazionario suppone una tensione sinusoidale di valore medio uguale alla forza controelettromotrice. In questo esempio, il rapporto tra il valore di picco e il valore medio della forza controelettromotrice del motore 102 è 1,29617. La tensione sinusoidale equivalente di picco è quindi:

La resistenza comprendente ravvolgimento 138 e i due commutatori inferiori

Se la resistenza è compresa nella stima della corrente stazionaria di cortocircuito all’attivazione dei commutatori inferiori 152,154, allora il valore di picco e l’angolo della corrente dovrebbero essere calcolati ad ogni velocità di funzionamento. Per i valori precedenti le simulazioni dimostravano che la resistenza può essere trascurata nella sincronizzazione della conduzione dei commutatori inferiori A bassa velocità dove il rapporto della resistenza rispetto alla reattanza sembrerebbe massimamente significativo, l’escursione transitoria della corrente non è significativa quando si trascura la resistenza nella sincronizzazione del cortocircuito di avvolgimento.

Eliminando la resistenza come fattore, la determinazione della soluzione stazionaria per sincronizzazione è semplificata:

Quindi, è costante per un particolare motore. Inoltre, l’angolo di questa corrente è in ritardo costante di 90° (elettrici).

Di preferenza, il microcontrollore 160 esegue una routine per calcolare la stima stazionaria della corrente con una risoluzione di tre bit. Si considera che la stima stazionaria può essere calcolata con maggiore risoluzione. Tuttavia, una risoluzione di solo tre bit fornisce una precisione sufficiente e richiede meno potere di elaborazione.

Considerando ora la figura 11, l’ASIC 162 realizza un circuito di sincronismo 260 secondo l’invenzione. L’opportunità presentata da una risoluzione di soli tre bit è una realizzazione basata sul microcontrollore 160 che dedica solo tre bit di una porta per azionare ima rete di conversione da digitale ad analogico 262 a scala R-2R. Di preferenza, il microcontrollore 160 aggiorna regolarmente la stima stazionaria all’angolo corretto rispetto alla forza controelettromotrice. In una realizzazione dell’invenzione, il circuito di sincronizzazione 260 contiene due comparatori 264, 266 disposti come un comparatore a finestra per paragonare la corrente di derivazione alla rappresentazione analogica della corrente stazionaria. Il circuito comparatore a finestra 264, 266 fornisce di preferenza un 4% della finestra a piena scala. In altre parole, l’uscita dei comparatori 264, 266 rivela quando la corrente di motore è entro 0,2 ampere, per esempio, rispetto alla stima stazionaria. Come mostrato in figura 11 , il circuito di sincronismo contiene un circuito di clock DFF 268 scandito dall’uscita del comparatore a finestra. In questo modo, il circuito di sincronismo 260 obbliga la risposta di arresto a capitare all’incirca in sincronismo con la corrente stazionaria, che, a sua volta, impedisce alla corrente di superare la soglia di smagnetizzazione del rotore 106. Di preferenza, il circuito di sincronismo 260 di figura 11 sostituisce le porte 194,206 e 214 della figura 3L.

Considerando la figura 12, un grafico esemplificativo mostra sincronizzazione della risposta di arresto secondo la presente invenzione. In questo esempio, il circuito di controllo 122 attivava i commutatori inferiori 152,154 in risposta al segnale di disabilitazione a circa 160° (elettrici) quando la corrente era entro 0,2 ampere rispetto alla stima stazionaria.

La figura 13 è un grafico della corrente transitoria di picco alle correnti iniziali di motore variabili da 0 a 4,6 ampere (espressa sull’asse X per coppia unitaria) e velocità variabili da 500 giri al minuto a 12000 giri al minuto e mostra l’effetto della sincronizzazione secondo la presente invenzione. Come è evidente da questo grafico, il circuito di controllo 122 impedisce vantaggiosamente alla corrente nel motore 102 di superare la soglia di smagnetizzazione del rotore 106. In questo esempio, la sincronizzazione limita la corrente di cortocircuito ad un valore massimo di picco di circa 5,08 ampere.

In vista di quanto sopra, si vedrà che i parecchi scopi dell’invenzione sono ottenuti e risultano ottenuti altri vantaggi.

Dato che svariati cambiamenti potrebbero essere fatti nelle costruzioni e metodi precedenti senza allontanarsi dal campo dell’invenzione, si intende che tutto il materiale contenuto nella precedente descrizione o mostrato negli allegati disegni sarà interpretato come illustrativo e non in senso limitativo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Motore e controllo comprendente: un complesso fisso contenente un avvolgimento; un complesso rotante in relazione di accoppiamento magnetico rispetto al complesso fìsso; un collegamento di alimentazione per fornire energia aU’awolgimento, detto collegamento di alimentazione avendo linee superiori e inferiori alimentate da un alimentatore e commutatori di potenza sensibili ad un segnale di controllo di motore per collegare a scelta le linee al ravvolgi mento allo scopo di eccitare l’avvolgimento con una corrente di motore, per cui si produce un campo elettromagnetico per far ruotare il complesso ruotante, detti commutatori di potenza comprendendo un gruppo di commutatori di potenza superiori e un gruppo di commutatori di potenza inferiori, ciascuno di detti commutatori di potenza avendo imo stato conduttore e uno stato interdetto; un circuito di disabilitazione per generare a scelta un segnale di disabilitazione; e un circuito di controllo per generare il segnale di controllo di motore allo scopo di controllare i commutatori di potenza, detto circuito di controllo essendo sensibile al segnale di disabilitazione per controllare i commutatori di potenza in modo che i commutatori di potenza inferiori diventino conduttori e i commutatori di potenza superiori diventino interdetti, viceversa, diseccitando perciò ravvolgimento per disabilitare il motore.
2. Il motore e il controllo della rivendicazione 1 da usare in un apparato lavabiancheria, detto apparato lavabiancheria contenendo una vasca avente uno sportello mobile da parte di un utente tra una posizione aperta e una posizione chiusa e contenente un interruttore di sportello che fornisce un segnale rappresentante la posizione dello sportello e in cui il circuito di disabilitazione comprende un circuito di rivelazione di sportello sensibile al segnale di posizione di sportello per generare il segnale di disabilitazione quando lo sportello è nella sua posizione aperta.
3. Il motore e controllo della rivendicazione 1 nel quale il circuito di rivelazione di sportello contiene un circuito comparatore per paragonare un livello del segnale di posizione di sportello ad una soglia di tensione, detto livello di segnale di posizione di sportello essendo rappresentativo della posizione dello sportello, e in cui il circuito di rivelazione di sportello è sensibile al circuito comparatore per generare il segnale di disabilitazione quando il livello del segnale di posizione di sportello è minore della soglia di tensione.
4. Il motore e controllo della rivendicazione 3, in cui l’alimentatore fornisce una tensione di linea a corrente alternata al collegamento di alimentazione, in cui il circuito di rivelazione di sportello contiene un circuito temporizzatore per temporizzare un intervallo più lungo di un ciclo della tensione di linea e in cui il circuito di controllo impedisce il segnale di disabilitazione quando il livello del segnale di posizione di sportello è maggiore della soglia di tensione per Γ intervallo temporizzato.
5. Il motore e controllo della rivendicazione 1 in cui il circuito di controllo contiene un circuito per ritardare i commutatori di potenza inferiori dal diventare conduttori in risposta al segnale di disabilitazione fino dopo che i commutatori di potenza superiori diventano interdetti, e viceversa.
6. Il motore e controllo della rivendicazione 1, in cui il collegamento di alimentazione contiene almeno un condensatore di linea tra la linea superiore e la linea inferiore e in cui il collegamento di alimentazione contiene un circuito regolatore di linea collegato tra la linea superiore e la linea inferiore per paragonare una tensione di linea ai capi del condensatore di linea ad una soglia di tensione, detto circuito regolatore di linea essendo funzionante per limitare la tensione di linea scaricando il condensatore di linea quando la tensione di linea supera la soglia di tensione.
7. Il motore e controllo della rivendicazione 6, in cui il circuito di disabilitazione comprende un circuito rivelatore di sovratensione di linea per paragonare la tensione di linea ad un riferimento di sovratensione, detto circuito rivelatore di sovratensione di linea fornendo un segnale di sovratensione quando la tensione di linea è maggiore del riferimento di sovratensione e in cui il circuito di controllo contiene un circuito di ritardo sensibile al segnale di sovratensione per scandire un intervallo di ritardo, detto circuito rivelatore di sovratensione di linea generando il segnale di disabilitazione in funzione del segnale di sovratensione dopo che è scaduto Γ intervallo di ritardo.
8. Il motore e controllo della rivendicazione 7, in cui il circuito di controllo contiene un regolatore di linea impedente il circuito sensibile al segnale di disabilitazione per impedire al circuito regolatore di linea di funzionare quando ravvolgimento viene diseccitato per disabilitare il motore.
9. Il motore e controllo della rivendicazione 1, in cui il circuito di controllo contiene un circuito rivelatore di corrente per rivelare corrente nel collegamento di alimentazione e un circuito di regolazione di corrente per paragonare la corrente rivelata ad un livello di corrente regolata rappresentativo della desiderata velocità e/o coppia del motore, detto circuito di regolazione di corrente fornendo un segnale di regolazione di corrente rappresentante il paragone e in cui il circuito di controllo è sensibile al segnale di regolazione di corrente per controllare i commutatori di potenza allo scopo di modulare a larghezza di impulsi l’energia fornita all’avvolgimento ad un ciclo attivo che è una funzione del livello regolato di corrente, regolando perciò la corrente di motore nell 'avvolgimento allo scopo di controllare la velocità e/o la coppia del motore.
10. Il motore e controllo della rivendicazione 9 in cui il livello di corrente regolato è un livello di corrente di picco regolato in risposta al segnale di disabilitazione e in cui il circuito di controllo è sensibile al segnale di disabilitazione e al segnale di regolazione di corrente per modulare a larghezza di impulsi i commutatori di potenza in conduzione ad un ciclo attivo che è una funzione del livello di corrente di picco regolato, regolando perciò la corrente circolante che rimane nel motore quando l’avvolgi mento deve essere diseccitato per disabilitare il motore.
11. Il motore e controllo della rivendicazione 9 in cui il circuito di regolazione di corrente contiene un circuito rivelatore di sovracorrente per paragonare la corrente rivelata ad una soglia di corrente maggiore del livello di corrente regolata, detto circuito rivelatore di sovracorrente fornendo un segnale di sovracorrente rappresentante il paragone e in cui il circuito di controllo è sensibile al segnale di sovracorrente per controllare i commutatori di potenza in modo che uno dei commutatori di potenza superiori o uno dei commutatori di potenza inferiori è usato per modulare a larghezza di impulsi l’energia fornita all’avvolgimento quando la corrente rivelata è minore della soglia di corrente e uno dei commutatori di potenza superiori e uno dei commutatori di potenza inferiori è usato per modulare a larghezza di impulsi l’energia fornita all 'avvolgimento quando la corrente rivelata è maggiore della soglia di corrente.
12. Il motore e controllo della rivendicazione 11 in cui l’energia modulata a larghezza di impulsi fornita all 'avvolgimento comprende alternativamente intervalli di conduzione e interdizione e in cui il circuito di controllo contiene un circuito temporizzatore di interdizione per determinare la durata degli intervalli di interdizione, detto circuito temporizzatore di interdizione essendo sensibile al segnale di sovracorrente per aumentare la durata degli intervalli di interdizione quando la corrente rivelata è maggiore della soglia di corrente.
13. Il motore e controllo della rivendicazione 1 in cui il circuito di controllo contiene un circuito rivelatore di tensione di linea per rivelare una tensione di linea tra la linea superiore e la linea inferiore del collegamento di alimentazione, detto circuito rivelatore di tensione di linea fornendo un segnale di tensione dì linea rappresentante la tensione di linea rivelata.
14. Il motore e controllo della rivendicazione 13 in cui il circuito di disabilitazione comprende un circuito rivelatore di sovratensione per paragonare il segnale di tensione di linea ad un riferimento di sovratensione, detto circuito rivelatore di sovratensione fornendo un segnale di sovratensione quando il segnale di tensione di linea è maggiore del riferimento di sovratensione.
15. Il motore e controllo della rivendicazione 14 in cui il circuito di controllo contiene un circuito di ritardo sensibile al segnale di sovratensione per scandire un intervallo di ritardo e in cui il circuito rivelatore di sovratensione di linea genera il segnale di disabilitazione in funzione del segnale di sovratensione dopo che è scaduto l’intervallo di ritardo.
16. Il motore e controllo della rivendicazione 13 in cui il circuito di disabilitazione comprende un circuito rivelatore di sottotensione di linea per paragonare il segnale di tensione di linea ad un riferimento di sottotensione, detto circuito rivelatore di sottotensione generando il segnale di disabilitazione quando il segnale di tensione di linea è minore del riferimento di sottotensione.
17. Il motore e controllo della rivendicazione 1 comprendente inoltre un circuito rivelatore di posizione per rivelare una posizione angolare del complesso rotante rispetto al complesso fisso, detto circuito rivelatore di posizione fornendo un segnale di posizione rappresentante la posizione rivelata, e in cui il circuito di controllo è sensibile al segnale di posizione per generare il segnale di controllo di motore in funzione della posizione rivelata del complesso rotante.
18. Il motore e controllo della rivendicazione 17 in cui il circuito rivelatore di posizione comprende un rivelatore diretto di posizione e un rivelatore di posizione in quadratura fornente segnali di posizione diretti e in quadratura, rispettivamente, all’ incirca 90° (elettrici) fuori fase tra di loro, detti segnali di posizione diretti e in quadratura essendo rappresentativi della posizione rivelata del complesso rotante.
19. Il motore e controllo della rivendicazione 18 in cui il circuito di controllo è sensibile ad un comando di senso inverso per cambiare il funzionamento del motore da un modo in avanti ad un modo all’indietro, detto modo in avanti essendo definito dalla commutazione dell’ avvolgimento generalmente in fase con il segnale diretto di posizione e detto modo di inversione essendo definito dalla commutazione dell’ avvolgimento generalmente in fase con il segnale di posizione in quadratura.
20. II motore e controllo della rivendicazione 19, in cui il circuito di controllo contiene un rivelatore di velocità per rivelare la velocità del motore e in cui il circuito di controllo è sensibile al comando di senso inverso per controllare i commutatori di potenza allo scopo di interdire la corrente di motore e quindi iniziare il modo di inversione quando la velocità di motore rivelata cade al di sotto di una soglia di velocità.
21. Il motore e controllo della rivendicazione 19 in cui il circuito di controllo contiene un elaboratore ricevente e sensibile ai segnali di posizione diretti e in quadratura per rivelare transizioni nei segnali di posizione diretti e in quadratura, dette transizioni essendo indicative di un senso in cui sta ruotando il complesso rotante.
22. Il motore e il controllo della rivendicazione 21 in cui il motore funzionante in modo all’ indietro produce coppia in senso in avanti per una porzione dell’ intervallo di commutazione e produce coppia in senso all’indietro per un’altra porzione dell’intervallo di commutazione, detto intervallo di commutazione nel modo all’indietro essendo definito da una transizione del segnale di posizione in quadratura ad una successiva transizione del segnale di posizione in quadratura e in cui il circuito di controllo controlla i commutatori di potenza nel modo aH’indietro per modulare la corrente di motore in modo che la coppia in senso in avanti è minore della coppia in senso al'indietro fino a che il complesso rotante inverte il senso.
23. Il motore e controllo della rivendicazione 22 in cui il circuito di controllo è sensibile al senso invertito del complesso rotante per riportare il funzionamento del motore dal modo aU’indietro al modo in avanti.
24. Il motore e controllo della rivendicazione 22 in cui la corrente di motore quando il motore produce la coppia in senso in avanti è circa la metà della corrente di motore quando il motore produce la coppia in senso inverso.
25. Il motore e controllo della rivendicazione 14, iη cui il circuito di controllo contiene un- elaboratore sensibile al segnale di posizione per rivelare attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice (EMF) dell’avvolgimento in funzione della posizione rivelata del complesso rotante e per stimare successivi attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice in funzione degli attraversamenti dello zero rivelati e in cui il circuito di controllo genera il segnale di controllo di motore per controllare i commutatori di potenza allo scopo di fare che gli istanti di commutazione capitino dopo gli attraversamenti dello zero rivelati in funzione di un intervallo di ritardo Ta definito in microsecondi da:

do ve: COMPER è un tempo trascorso tra due precedenti istanti di commutazione in microsecondi; e ADV è un intervallo di anticipo che è una funzione della desiderata velocità e/o coppia del motore.
26. Il motore e controllo della rivendicazione 25 in cui l’intervallo di avanzamento ADV è definito in microsecondi da:

dove: IOUT è un livello di corrente regolato rappresentante la velocità desiderata e/o la coppia del motore; e KADV è una costante dipendente dal motore.
27. Il motore e controllo della rivendicazione 26 in cui il valore di COMPER è limitato quando la forza controelettromotrice dell’avvolgimento è minore di una tensione di linea tra la linea superiore e la linea inferiore del collegamento di alimentazione circa al tempo trascorso tra due precedenti istanti di commutazione durante i quali la forza controelettromotrice e la tensione di linea sono aU’incirca uguali.
2S. Il motore e controllo della rivendicazione 25 in cui il circuito di controllo genera il segnale di controllo di motore per controllare i commutatori di potenza per obbligare gli istanti di commutazione a capitare alternativamente dopo gli attraversamenti dello zero rivelati ad un intervallo A' e ad un intervallo B'.
29. Il motore e controllo della rivendicazione 28 in cui un intervallo di commutazione tra ciascun attraversamento dello zero rivelato e il successivo attraversamento dello zero stimato è alternativamente definito da (A' A) e (Β' B) in cui gli intervalli A’ e B’ sono definiti da:

dove: è una variabile per ridurre un’asimmetria tra adiacenti intervalli di commutazione che è definita da (Α' B) - (Β' A).
30. Il motore e controllo della rivendicazione 29 in cui la variabile

iniziando a zero, è incrementata se l asimmetria tra gli intervalli di commutazione è positiva e decrementata se l asimmetria tra adiacenti intervalli di commutazione è negativa.
31. Il motore e controllo della rivendicazione 29 in cui il circuito di controllo contiene una memoria per memorizzare e in cui ogni N intervalli di commutazione l’elaboratore aggiorna il valore memorizzato di fino a che l’asimmetria tra adiacenti intervalli di commutazione è nulla.
32. Il motore e controllo della rivendicazione 1 comprendente'inoltré un elaboratore per generare una stima di stato stazionario della corrente di motore e un circuito di sincronizzazione sensibile al segnale di disabilitazione per obbligare i commutatori di potenza inferiori a diventare conduttori e i commutatori di potenza superiori a diventare interdetti, o viceversa, quando la corrente di motore uguaglia all’incirca la stima di stato stazionario in modo che sono ridotte le correnti transitorie rimanenti nel motore.
33. Il motore e controllo della rivendicazione 32 in cui la stima di stato stazionario della corrente di motore è definita da: dove:

Kc una costante dipendente dal motore in (tensione di picco)/RPM; è un picco misurato rispetto alla forza controelettromotrice media dell ’ avvolgimento; L è un’induttanza dell’avvolgimento in Henry e p è un numero di poli del motore.
34. Il motore e controllo della rivendicazione 1 da usare con un apparato lavabiancheria e comprendente inoltre un albero in relazione di azionamento con il complesso rotante per azionare un componente rotante dell’apparato lavabiancheria.
35. Controllore per un motore, detto motore avendo un complesso fisso contenente un avvolgimento e un complesso rotante in relazione di accoppiamento magnetico con il complesso fìsso, detto motore avendo un collegamento di alimentazione per fornire energia al’avvolgimento, detto collegamento di alimentazione comprendendo linee superiori e inferiori alimentate da un alimentatore e commutatori di potenza, ciascuno avente uno stato conduttore e uno stato interdetto, detti commutatori di potenza comprendendo un gruppo di commutatori di potenza superiori e un gruppo di commutatori di potenza inferiori, detto controllore comprendendo: un circuito per generare un segnale di controllo di motore per controllare i commutatori di potenza, detti commutatori di potenza essendo sensibili al segnale di controllo di motore per collegare a scelta le linee airawolgimento allo scopo di eccitare ravvolgimento, per cui si produce un campo elettromagnetico per far ruotare il complesso rotante; e un circuito di disabilitazione per generare a scelta un segnale di disabilitazione, detto circuito per generare il segnale di controllo di motore essendo sensibile al segnale di disabilitazione per controllare i commutatori di potenza in modo che i commutatori di potenza inferiori diventano non conduttori, o viceversa, diseccitando perciò avvolgimento per disabilitare il motore.
36. Motore e controllo comprendente: un complesso fisso contenente un avvolgimento; un complesso rotante in relazione di accoppiamento magnetico con il complesso fìsso; un collegamento di alimentazione per fornire energia all’ avvolgimento, detto collegamento di alimentazione avendo linee superiori e inferiori alimentate da un alimentatore e commutatori di potenza sensibili ad un segnale di controllo di motore per collegare a scelta le linee all’awolgimento allo scopo di alimentare l’avvolgimento con una corrente di motore, per cui si produce un campo elettromagnetico per far ruotare il complesso rotante; un rivelatore di posizione diretta e un rivelatore di posizione in quadratura rispetto al complesso fìsso, detti rivelatori di posizione diretta e in quadratura fornendo segnali di posizione diretti e in quadratura, rispettivamente, a circa 90° (elettrici) fuori fase tra di loro, detti segnali di posizione diretta e in quadratura essendo rappresentativi della posizione rivelata del complesso rotante; un circuito di controllo per generare il segnale di controllo di motore in funzione della posizione rivelata del complesso rotante per controllare i commutatori di potenza, detto circuito di controllo essendo sensibile ad un comando di senso inverso per cambiare il funzionamento del motore da un modo in avanti ad un modo all’ indietro, detto modo in avanti essendo definito dalla commutazione dell 'avvolgimento generalmente in fase con il segnale diretto di posizione e il modo all’indietro essendo definito dalla commutazione dell’ avvolgimento generalmente in fase con il segnale di posizione in quadratura.
37. Il motore e il controllo della rivendicazione 36 nel quale il circuito di controllo contiene un rivelatore di velocità per rivelare la velocità del motore e nel quale il circuito di controllo è sensibile al comando di senso inverso per controllare i commutatori di potenza allo scopo di interrompere la corrente di motore e quindi iniziare il modo di inversione quando la velocità di motore rivelata cade al di sotto di una soglia di velocità.
38. II motore e il controllo della rivendicazione 36 in cui il circuito di controllo contiene un elaboratore ricevente e sensibile ai segnali di posizione diretti e in quadratura per rivelare transizioni nei segnali di posizione diretti e in quadratura, dette transizioni essendo indicative di un senso nel quale ruota il complesso rotante.
39. Il motore e il controllo della rivendicazione 38, in cui il motore funzionante nel modo in inversione produce coppia in senso in avanti per una porzione dell’intervallo di commutazione e produce coppie in senso inverso per un’altra porzione dell’intervallo di commutazione, detto intervallo di commutazione nel modo inverso essendo definito da una transizione del segnale di posizione in quadratura ad una successiva transizione del segnale di posizione in quadratura e nel quale il circuito di controllo controlla i commutatori di potenza nel modo inverso per modulare la corrente di motore in modo che la coppia in senso in avanti sia minore della coppia in senso inverso fino a che il complesso rotante inverte il senso.
40. Il motore e controllo della rivendicazione 39, nel quale il circuito di controllo è sensibile all’inversione di senso del complesso rotante per riportare il funzionamento del motore dal modo inverso al modo in avanti.
41. Il motore e controllo della rivendicazione 39, nel quale la corrente di motore quando il motore produce la coppia in senso in avanti è circa la metà della corrente di motore quando il motore produce la coppia in senso inverso.
42. Motore e controllo comprendente: un complesso fisso contenente un avvolgimento; un complesso rotante in relazione di accoppiamento magnetico con il complesso fisso; un collegamento di alimentazione per fornire energia all’avvolgimento, detto collegamento di alimentazione avendo linee superiori e inferiori alimentate da un alimentatore e commutatori di potenza sensibili ad un segnale di controllo di motore per collegare a scelta le linee all’ avvolgimento allo scopo di eccitare l’avvolgimento con una corrente di motore, per cui si produce un campo elettromagnetico per far ruotare il complesso rotante; un circuito rivelatore di posizione per rivelare una posizione angolare del complesso rotante rispetto al complesso fisso, detto circuito rivelatore di posizione fornendo un segnale di posizione rappresentante la posizione rivelata; un circuito di controllo sensibile al segnale di posizione per generare il segnale di controllo di motore in funzione della posizione rivelata del complesso rotante allo scopo di controllare i commutatori di potenza, detto circuito di controllo contenendo un elaboratore sensibile al segnale di posizione per stimare gli attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice (EMF) dell’avvolgimento in funzione della posizione rivelata del complesso rotante, detto circuito di controllo generando il segnale di controllo di motore per controllare i commutatori di potenza allo scopo di obbligare gli istanti di commutazione a capitare in anticipo rispetto agli attraversamenti stimati dello zero per un intervallo di anticipo ADV definito in microsecondi da:

dove: COMPER è un tempo trascorso tra due precedenti istanti di commutazione in microsecondi; IOUT è un livello di corrente regolato rappresentante una desiderata velocità e/o la coppia del motore; e e una costante dipendente dal motore.
43. Il motore e controllo della rivendicazione 42 nel quale il valore di COMPER è limitato quando la forza controelettromotrice deH’awolgimento è minore di una tensione di linea tra la linea superiore e la linea inferiore del collegamento di alimentazione a circa il tempo trascorso tra due precedenti istanti di commutazione durante il quale la forza controelettromotrice e la tensione di linea sono approssimativamente uguali.
44. Motore e controllo comprendente: un complesso fisso contenente un avvolgimento; un complesso rotante in relazione di accoppiamento magnetico con il complesso fisso; un collegamento di alimentazione per fornire energia all’ avvolgimento, detto collegamento di alimentazione avendo linee superiori e inferiori alimentate da un alimentatore e commutatori di potenza sensibili ad un segnale di controllo di motore per collegare a scelta le linee all’avvolgimento per eccitare l’avvolgimento con una corrente di motore, per cui si produce un campo elettromagnetico per far ruotare il complesso rotante; un circuito rivelatore di posizione per rivelare una posizione angolare del complesso rotante rispetto al complesso fisso, detto circuito rivelatore di posizione fornendo un segnale di posizione rappresentante la posizione rivelata; un circuito di controllo sensibile al segnale di posizione per generare il segnale di controllo di motore in funzione della posizione rivelata del complesso rotante allo scopo di controllare i commutatori di potenza, detto circuito di controllo contenendo un elaboratore sensibile al segnale di posizione per stimare gli attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice (EMF) dell’avvolgimento in funzione della posizione rivelata del complesso rotante, allo scopo di controllare i commutatori di potenza, detto circuito di controllo contenendo un elaboratore sensibile al segnale di posizione per rivelare gli attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice (EMF) dell’avvolgimento in funzione della posizione rivelata del complesso rotante e per stimare successivi attraversamenti dello zero della forza controelettromotrice in funzione degli attraversamenti dello zero rivelati, detto circuito di controllo generando il segnale di controllo di motore per controllare i commutatori di potenza allo scopo di obbligare gli istanti di commutazione a capitare alternativamente dopo gli attraversamenti dello zero rivelati per un intervallo A' e un intervallo B' in funzione dell’ intervallo di ritardo Td definito in microsecondi da: Td = COMPER - ADV dove: COMPER è un tempo trascorso tra due precedenti istanti di commutazione in microsecondi; e ADV è un intervallo di anticipo che è una funzione della desiderata velocità e/o coppia del motore.
45. Il motore-e-controllo-della rivendicazione 44 in cui un intervallo di commutazione tra ciascun attraversamento dello zero rivelato e il successivo attraversamento dello zero stimato è definito alternativamente da

Tofs è una variabile per ridurre un’asimmetria tra adiacenti intervalli di commutazione che è definita da
46. Il motore e controllo della rivendicazione 45 in cui la variabile Tofs, cominciando a zero, è aumentata se I’asimmetria tra intervalli di adiacenti di commutazione è positiva e diminuita se l’asimmetria tra adiacenti intervalli di commutazione è negativa.
47. Il motore e controllo della rivendicazione 45 in cui il circuito di controllo contiene una memoria per memorizzare Tofs e in cui ogni N intervalli di commutazione l’elaboratore aggiorna il valore memorizzato di Tofs fino a che l’asimmetria tra adiacenti intervalli di commutazione è zero,