ITTO20060322A1 - Metodo di controllo di motori a corrente continua senza spazzole e senza sensori - Google Patents

Metodo di controllo di motori a corrente continua senza spazzole e senza sensori Download PDF

Info

Publication number
ITTO20060322A1
ITTO20060322A1 IT000322A ITTO20060322A ITTO20060322A1 IT TO20060322 A1 ITTO20060322 A1 IT TO20060322A1 IT 000322 A IT000322 A IT 000322A IT TO20060322 A ITTO20060322 A IT TO20060322A IT TO20060322 A1 ITTO20060322 A1 IT TO20060322A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
reference voltage
control method
sensorless
concentrated winding
set forth
Prior art date
Application number
IT000322A
Other languages
English (en)
Inventor
Heung Gyun Noh
Original Assignee
Samsung Kwangju Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Kwangju Electronics Co filed Critical Samsung Kwangju Electronics Co
Publication of ITTO20060322A1 publication Critical patent/ITTO20060322A1/it

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/15Controlling commutation time
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only

Landscapes

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

Description

DESCRIZIONE
Del brevetto per invenzione industriale,
CAMPO DELL'INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un metodo di controllo di un motore a corrente continua senza spazzole e senza sensori (BLDC). Più in particolare ad un metodo di controllo di azionamento che impedisce l'arresto di un motore BLDC ad avvolgimento concentrato a causa di guasti del rilevamento dei punti incrociati zero.
SFONDO DELL'INVENZIONE
In generale, un motore a corrente continua (DC) presenta un rapporto lineare tra tensione e velocità applicata. Il rapporto lineare fornisce semplicità nel controllo della velocità ed una gamma ampia per il controllo della velocità. Il motore a corrente continua comprende una spazzola come elemento necessario per mantenere la coppia unidirezionale. A causa della spazzola, il motore a corrente continua presenta svantaggi quale una scarsa stabilità per un funzionamento ad alta velocità, manutenzione frequente a causa dell'abrasione delle spazzole ed eccessiva rumorosità.
Un motore (BLDC) a corrente continua senza spazzole è stato sviluppato per evitare gli svantaggi del motore a corrente continua convenzionale. Diversamente dal motore a corrente continua convenzionale, il motore BLDC comprende uno statore avente una bobina avvolta sullo stesso ed un rotatore avente un magnete permanente. Un flusso magnetico dal magnete permanente del rotatore interagisce con il flusso magnetico generato da un flusso di corrente nella bobina dello statore. Nel motore BLDC, il flusso di corrente nella bobina dello statore è controllato in modo che l'angolo tra il flusso magnetico dello statore e il flusso magnetico del rotatore sia approssimativamente di 90° per fornire una forza rotazionale. Dato che il motore BLDC non ha spazzole, esso rimuove gli svantaggi di cui sopra del motore a corrente continua tradizionale e ne mantiene i vantaggi . Pertanto i motori BLDC sono stati ampiamente usati negli ultimi anni.
Per evitare l'uso di spazzole, il motore BLDC utilizza dispositivi di commutazione di invertitore per mantenere la coppia unidirezionale. I dispositivi di commutazione di invertitore controllano dove viene generato il flusso magnetico dello statore. Per controllare adeguatamente il flusso magnetico, è necessario determinare la posizione del rotatore relativa alle bobine dello statore per coordinare in modo adatto le operazioni di commutazione dei dispositivi di commutazione di invertitore in modo che l'angolo tra il flusso magnetico dello statore e il flusso magnetico del rotatore sia tale che le forze rotazionali siano sviluppate. A questo punto, per rilevare la posizione del rotatore, un sensore quale un sensore Hall può essere usato per misurare direttamente la posizione del rotatore. Tuttavia, a causa di fattori ambientali quali la temperatura e la pressione, è usato principalmente un approccio senza sensori. La posizione del rotatore è dedotta dalla misurazione di una tensione di forza controelettromotrice nelle bobine dello statore, rilevando in questo modo il punto incrociato zero (ZPC).
Uno ZPC è rilevato confrontando una tensione di riferimento con una tensione di forza controelettromotrice indotta in una certa fase dello statore. Se uno ZPC viene rilevato, viene generata una interruzione e la commutazione di fase si verifica dopo 30° elettrici dal rilevamento dello ZPC.
In un motore BLDC convenzionale del tipo ad avvolgimento concentrato, con magnete permanente superficiale, a 4 poli, a 6 fessure, vi sono due intervalli di 15 gradi che non hanno cambio di flusso magnetico. In questi intervalli, la tensione di forza controelettromotrice è zero, provocando un rilevamento non uniforme di ZCP. A causa del rilevamento non uniforme di ZCP, si verifica un rilevamento non uniforme della posizione del rotatore e la commutazione di fase non si adatta alla posizione del rotatore. Il rilevamento non uniforme della posizione del rotatore e la commutazione di fase irregolare generano una oscillazione di corrente di fase. L'oscillazione di corrente di fase può provocare vibrazioni o un funzionamento anomalo del motore BLDC. Può infine verificarsi l'arresto del motore BLDC. Pertanto le prestazioni di un motore BLDC possono essere diminuite.
Riepilogo dell'invenzione
Pertanto è un aspetto della presente invenzione prevedere un metodo di controllo di un motore a corrente continua senza spazzole e senza sensori (BLDC) in cui una tensione di riferimento immessa nei comparatori viene modificata per impostare nuovi punti di riferimento e poi i zero punti di incrocio (ZCP) vengono rilevati usando i nuovi punti di riferimento per evitare un rilevamento non uniforme degli ZCP.
È ancora un altro aspetto dell'invenzione prevedere un metodo di controllo di un motore BLDC senza sensori dove le volte di commutazione di fase sono corrette in corrispondenza degli ZCP rilevati rispetto ai nuovi punti di riferimento per ridurre l'oscillazione di corrente, controllando in modo stabile il motore BLDC senza sensori.
Aspetti e/o vantaggi addizionali dell'invenzione verranno esposti, in parte, nella descrizione che segue e, in parte, risulteranno ovvi dalla descrizione o possono essere appresi mettendo in pratica l'invenzione.
Secondo l'invenzione, gli aspetti di cui sopra e/o altri aspetti possono essere ottenuti prevedendo un metodo di controllo di un motore (BLDC) a corrente continua senza spazzole con avvolgimento concentrato senza sensori comprendente: produrre una nuova tensione di riferimento aggiungendo un certo valore preimpostato ad una tensione di riferimento o sottraendo un certo valore preimpostato da una tensione di riferimento per produrre una nuova tensione di riferimento, e rilevare i zero punti di incrocio rispetto alla nuova tensione di riferimento per controllare l'azionamento del motore BLDC ad avvolgimento concentrato senza sensori.
Il certo valore preimpostato può essere maggiore di zero e inferiore ad un valore corrispondente alla grandezza di una tensione di forza controelettromotrice.
Il certo valore preimpostato può essere aggiunto o sottratto regolando la resistenza dei resistori collegati ad un terminale ricevente la tensione di riferimento di un comparatore.
Di preferenza, la nuova tensione di riferimento viene usata per rilevare uno ZCP e una commutazione di fase viene eseguita ad un punto dato aggiungendo un angolo predeterminato a 30 gradi elettrici dopo rilevamento dello ZCP o sottraendo un predeterminato angolo da 30 gradi elettrici dopo il rilevamento dello ZCP per controllare l'azionamento di un motore BLDC ad avvolgimento concentrato senza sensori.
Di preferenza, se la nuova tensione di riferimento è impostata sottraendo il certo valore preimpostato, l'angolo predeterminato è aggiunto in un periodo ascendente di una tensione di forza controelettromotrice ed è sottratto in un periodo discendente di questo.
Di preferenza, se la nuova tensione di riferimento è impostata aggiungendo il certo valore preimpostato, l'angolo predeterminato viene sottratto in un periodo ascendente di una tensione di forza controelettromotrice e viene aggiunto in un periodo discendente di questo.
L'angolo predeterminato può variare di valore a seconda della velocità angolare del motore BLDC ad avvolgimento concentrato senza sensori.
Di preferenza, la commutazione di fase viene effettuata dopo ulteriore correzione mediante un angolo di riduzione dell'oscillazione di corrente.
L'angolo di riduzione di oscillazione di corrente da 10° a 15° può essere applicato per correggere il tempo di commutazione durante un azionamento ad alta velocità che supera una velocità preimpostata .
Di preferenza, il motore BLDC ad avvolgimento concentrato senza sensori è un tipo di magnete permanente superficiale a 4 poli a 6 fessure (SPM).
Breve descrizione dei disegni
Questi e/o altri aspetti e vantaggi della presente invenzione diventeranno evidenti e saranno apprezzati più prontamente dalla seguente descrizione delle forme di realizzazione, prese insieme con i disegni allegati di cui:
la figura 1 è un diagramma a blocchi che mostra un apparecchio di azionamento di un motore (BLDC) a corrente continua senza spazzole e senza sensori;
la figura 2 è un diagramma di circuito che mostra un circuito di rilevamento di punto di incrocio zero (ZCP) del motore BLDC senza sensori; la figura 3 è un diagramma che illustra un intervallo in cui non vi è alcun cambio nella connessione del flusso magnetico in un motore BLDC del tipo ad avvolgimento concentrato, a magnete permanente superficiale (SPM), a 4 poli, a 6 fessure;
la figura 4 è un diagramma che illustra la forma d'onda di una tensione di forza controelettromotrice di un motore BLDC del tipo ad avvolgimento concentrato, SPM, a 4 poli, a 6 fessure;
la figura 5 è un diagramma che illustra un metodo di rilevamento di ZCP secondo la presente invenzione;
le figure 6a e 6b mostrano forme d'onda della corrente di fase prima e dopo l'applicazione di un angolo di correzione, rispettivamente, secondo la presente invenzione; e
le figure 7a e 7b mostrano forme d'onda di una corrente di fase prima e dopo l'applicazione, rispettivamente, dell'angolo di correzione e un angolo di riduzione dell'oscillazione di corrente (angolo di avanzamento) secondo la presente invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE FORME DI
REALIZZAZIONE PREFERITE
Verrà ora fatto riferimento in dettaglio alle forme di realizzazione della presente invenzione, esempi delle quali sono illustrati nei disegni allegati in cui numeri di riferimento simili fanno riferimento ad elementi simili in tutto il testo. Le forme di realizzazione sono descritte sotto per spiegare la presente invenzione facendo riferimento alle figure.
La figura 1 è un diagramma a blocchi semplificato che mostra un apparecchio di azionamento di un motore (BLDC) a corrente continua senza spazzole e senza sensori. Come illustrato in figura 1, l'apparecchio di azionamento comprende una unità di raddrizzatore 12, un invertitore 13, un motore BLDC 14, un rilevatore di tensione terminale 15, un controllore 16 e un sensore di corrente 17. L'unità di raddrizzatore 12 riceve la corrente alternata (AC) da una alimentazione di potenza AC 11. L'unità di raddrizzatore 12 comprende un raddrizzatore per raddrizzare la potenza AC e un condensatore di livellamento in grado di livellare la potenza AC raddrizzata 11. La potenza AC raddrizzata e livellata fornisce tensioni in corrente continua immesse sull'invertitore 13. L'invertitore 13 comprende transistori e diodi che sono connessi in un angolo antiparallelo ai transistori. I transistori, in risposta ad un segnale di azionamento dal controllore 16, si collegano o si scollegano per controllare le tensioni a corrente continua in ingresso alimentate al motore BLDC 14. Controllando la commutazione dei transistori, l'invertitore 13 fornisce una potenza trifase al motore BLDC 14. Il motore BLDC 14 comprende uno statore ed un rotatore. Lo statore del motore BLDC riceve una potenza trifase convertita commutando l'invertitore 13 per produrre un campo magnetico rotante, e il rotatore del rotore BLDC ruota per effetto di una interazione con il campo magnetico rotante dello statore. Il rilevatore di tensione terminale 15 immette una tensione di forza controelettromotrice generata nello statore del motore BLDC 14, la confronta con una tensione di riferimento, rileva uno ZCP, estrae l'informazione di posizione del rotatore e invia l'informazione di posizione al controllore 16. Il controllore 16 calcola la velocità del motore BLDC 14 sulla base dell'informazione di posizione del rotatore e genera una configurazione di modulazione di ampiezza di impulso (PWM) per il controllo della velocità del motore BLDC 14 usando la velocità calcolata. Il sensore di corrente 17 rileva un flusso di corrente per determinare i carichi applicati al motore BLDC 14 e invia i dati di corrente rilevati al controllore 16.
La figura 2 mostra un circuito di rilevamento ZCP per rilevare gli ZCP del motore BLDC senza sensori. Il circuito di rilevamento di ZCP comprende comparatori 21, 22 e 23. Attraverso rispettivi terminali invertenti, i comparatori 21, 22 e 23 ricevono come ingresso di riferimento una tensione di punto neutro Vdc del motore BLDC senza sensori attraverso un resistore R3. Attraverso rispettivi terminali non invertenti, i comparatori 21, 22 e 23 ricevono tensioni terminali trifase Vu, Vv e Vw ciascuna divisa per resistori Ri e R2rispettivamente. Poi, i comparatori 21, 22 e 23 confrontano le rispettive tensioni trifase divise Vu, Vv e Vw con l'ingresso di riferimento. I comparatori 21, 22 e 23 emettono risultati del confronto Ca, Cb e Cc rispettivamente al controllore 16.
Il funzionamento dell'apparecchio di azionamento del motore BLDC senza sensori avente la configurazione sopra descritta è descritto sotto.
Una potenza in ingresso a corrente alternata viene raddrizzata e livellata attraverso una unità 12 di raddrizzatore e immessa nell'invertitore 13 che converte la potenza immessa in tensioni trifase mediante accensione o arresto di ciascun transistore in risposta ad un segnale di controllo dal controllore 16. Poi, sulla base della posizione del rotatore, le tensioni trifase convertite vengono applicate allo statore per controllare il motore BLDC.
Il rilevatore 15 di tensione terminale rileva quando cambia la tensione di forza controelettromotrice. Facendo riferimento alla figura 2, una tensione di punto neutro Vdc viene immessa attraverso il resistore R3ai terminali invertenti dei rispettivi comparatori 21, 22 e 23. Le tensioni di forza controelettromotrice delle diverse fasi sono divise per i resistori R1 e R2ed immesse nei terminali non invertenti dei rispettivi comparatori 21, 22 e 23 rispettivamente. Poi, le tensioni di forza controelettromotrice sono confrontate con la tensione di punto neutro. Vdc e i risultati corrispondenti del confronto vengono emessi in uscita come tensioni di uscita Ca, Cb e Cc, rispettivamente.
A questo punto, uno ZCP viene rilevato quando la polarità della tensione di forza controelettromotrice cambia da positiva a negativa o da positiva a negativa. In generale, se viene rilevato uno ZCP, viene generata una interruzione. La commutazione di fase è calcolata usando la posizione del rotatore e il valore di corrente rilevato dal sensore di corrente 17. E una configurazione PWM viene trasmessa all'invertitore 13 per controllare il motore BLDC 14.
In un motore BLDC del tipo SPM, a 4 poli, a 6 fessure convenzionale, vi sono due intervalli di 15° che non hanno cambi di connessione di flusso magnetico su uno dei lati di una fessura di statore. In questi intervalli, la tensione di forza controelettromotrice è zero provocando un rilevamento di ZCP non uniforme. A causa del rilevamento non uniforme degli ZCP, si verifica un rilevamento non uniforme della posizione del rotatore e la commutazione di fase non si adatta alla posizione del rotatore. Il rilevamento non uniforme della posizione del rotatore e la commutazione di fase irregolare possono provocare vibrazioni o un funzionamento anomalo del motore BLDC. L'arresto del motore BLDC può infine verificarsi. Pertanto, le prestazioni del motore BLDC possono essere diminuite.
La figura 3 illustra un intervallo in cui non vi è alcun cambio nella connessione di flusso magnetico di un motore BLDC avente un tipo di avvolgimento concentrato, magnete permanente superficiale (SPM), a 4 poli, a 6 fessure. Nel motore BLDC del tipo ad avvolgimento concentrato, SPM, a 4 poli, a 6 fessure, diversamente da un motore BLDC ad avvolgimento distribuito su 24 fessure, un intervallo di polo è 90° e un intervallo di fessura di statore è 60°. Una tensione di forza controelettromotrice indotta da un avvolgimento di fase dello statore 31 è provocata da cambiamenti della connessione di flusso magnetico. Come illustrato in figura 3, nel motore BLDC del tipo ad avvolgimento concentrato, SPM, a 4 poli, a 6 fessure, vi sono due intervalli 33 di 15° che non hanno cambiamenti nella connessione di flusso magnetico rispetto all'avvolgimento di fase sul lato sinistro e destro di un intervallo di fessura di statore, rispettivamente. A questi intervalli, la tensione di forza controelettromotrice è zero.
La figura 4 mostra la forma d'onda di una tensione di forza controelettromotrice di un motore BLDC del tipo ad avvolgimento concentrato, SPM, a 4 poli, a 6 fessure. Come illustrato in figura 4 esistono intervalli in cui la tensione di forza controelettromotrice è zero. Questi intervalli provocano un rilevamento non uniforme delle posizioni del rotatore e una commutazione di fase irregolare, generando oscillazioni di corrente di fase. L'oscillazione di corrente di fase può provocare vibrazioni o un funzionamento anomalo del motore BLDC. L'arresto del motore BLDC potrebbe infine verificarsi. Pertanto, le prestazioni di un motore BLDC possono essere diminuite.
La figura 5 è un diagramma che illustra un metodo di rilevamento di ZCP per risolvere questo problema del rilevamento non uniforme di ZCP, secondo la presente invenzione. Come illustrato in figura 5, una tensione di riferimento convenzionale è 1⁄2 Vdc, e la tensione di riferimento convenzionale viene sottratta per un certo valore a per ottenere una nuova tensione di riferimento 1⁄2 Vdc-a. Come illustrato in figura 2, la tensione di riferimento viene divisa per i resistori R3e R4e viene poi immessa nei terminali invertenti dei rispettivi comparatori. La nuova tensione di riferimento può essere immessa nei comparatori regolando i valori di resistenza dei resistori R3e R4. La nuova tensione di riferimento viene ricavata da [(R4)/(R3+R4)]Vdc e immessa nei terminali invertenti di ogni comparatore. Pertanto, per esempio, per impostare la nuova tensione di riferimento a 0,8Vdc, i valori di resistore di R3e R4vengono scelti in modo che R4=4R3. Il certo valore a può essere qualsiasi valore maggiore di zero e inferiore ad un valore corrispondente alla grandezza della tensione di forza controelettromotrice. Il certo valore a viene usato per rilevare uno ZCP in un modo stabile e uniforme. Pertanto, la presente invenzione evita i problemi associati ad un intervallo dove la tensione di forza controelettromotrice è zero.
Dopo che uno ZCP viene rilevato usando la nuova tensione di riferimento, la commutazione di fase si verifica poco dopo. Tipicamente, la commutazione di fase si verifica 30° elettrici dopo il rilevamento di uno ZCP. Nella presente invenzione, uno ZCP viene rilevato usando una nuova tensione di riferimento. Pertanto, se la commutazione di fase si verifica simile al caso convenzionale come insegnato dalla tecnica attuale, la commutazione di fase non si adatta alla posizione del rotatore. Si può capire dalla figura 5 che esiste una differenza di gradi elettrici μ tra uno ZCP rilevato usando una tensione di riferimento originale 1⁄2 Vdc e un corrispondente ZCP rilevato usando la nuova tensione di riferimento 1⁄2 Vdc-a. Di conseguenza, un tempo di commutazione di fase convenzionale deve essere corretto in modo che la commutazione di fase si verifichi a 30+μ gradi elettrici dopo il rilevamento di uno ZCP in un periodo ascendente della tensione di forza controelettromotrice, e a 30-μ gradi elettrici dopo il rilevamento di uno ZCP in un periodo discendente dello stesso. A questo punto il valore μ varia a seconda del valore certo a, che è aggiunto o sottratto per ricavare una nuova tensione di riferimento, e una velocità attuale del rotatore in giri al minuto o RPM. Pertanto, il valore di μ è determinato attraverso sperimentazioni dopo aver determinato anticipatamente quale certo valore a viene aggiunto o sottratto per ricavare la nuova tensione di riferimento.
In aggiunta, diversamente dal caso della figura 5 in cui un certo valore a viene sottratto dalla tensione di riferimento originale, un'altra nuova tensione di riferimento può essere ricavata aggiungendo il certo valore a alla tensione di riferimento originale. Similarmente al caso della figura 5 esiste una differenza di gradi elettrici μ tra uno ZCP rilevato usando la tensione di riferimento originale 1⁄2 Vdc e uno ZCP corrispondente rilevato usando la nuova tensione di riferimento 1⁄2 Vdc-a. Ma quando un certo valore a viene aggiunto alla tensione di riferimento originale, diversamente dal caso della figura 5, il tempo della commutazione di fase convenzionale viene corretto in modo che la commutazione di fase si verifichi a 30-μ gradi elettrici dopo rilevamento di uno ZCP in un periodo ascendente della tensione di forza controelettromotrice e a 30+μ gradi elettrici dopo rilevamento di uno ZCP in un periodo discendente della stessa.
Se la corrente di fase di una forma d'onda quadra è applicata al motore BLDC tipico la cui tensione di forza controelettromotrice ha una forma d'onda trapezoidale, viene prodotta una coppia esente da oscillazione. Per questa ragione, sarebbe utile usare un invertitore di fonte di corrente, ma gli invertitori di fonte di corrente sono relativamente costosi. Pertanto , viene generalmente usato un invertitore di fonte di tensione, ma gli invertitori di fonte di tensione non possono fornire la corrente di fase ideale di una forma d'onda quadra, in questo modo generando oscillazioni di corrente durante la commutazione di fase, in particolare nella gamma ad alta velocità dove loscillazione di corrente può diventare grande. Pertanto l'azione correttiva è necessaria per ridurre l'oscillazione di corrente. Per ridurre l'oscillazione di corrente, un angolo di anticipo, un angolo di riduzione di oscillazione di corrente, può essere applicato per la determinazione di quando si verifica la commutazione di fase. Il valore di questo angolo di riduzione di oscillazione di corrente può essere determinato attraverso sperimentazione. Occorre capire dalle figure 7a e 7b che, tipicamente, in una gamma di funzionamento ad alta velocità maggiore di o pari a 3000 giri al minuto, l'applicazione di un angolo di riduzione di oscillazione di corrente da 10° a 15° circa riduce significativamente l'oscillazione di corrente.
Le figure 6a e 6b mostrano forme d'onda di corrente di fase prima e dopo dell'applicazione dell'angolo di correzione secondo la presente invenzione, rispettivamente. Come illustrato in figura 6a, viene applicata una tensione di riferimento convenzionale. Quando una tensione di forza controelettromotrice ascende (periodo ascendente) , uno ZCP viene rilevato prima dai gradi elettrici μ e si verifica la corrispondente commutazione di fase dopo 30° elettrici dal rilevamento dello ZCP. Quando la tensione di forza controelettromotrice scende (periodo discendente), uno ZCP viene rilevato successivamente da μ e si verifica una commutazione di fase corrispondente dopo 30° dal rilevamento dello ZCP. Di conseguenza, il tempo di commutazione di fase viene anticipato per μ in un periodo ascendente e viene ritardato per μ in un periodo discendente, generando periodi di commutazione di fase non uguali. Nella presente invenzione, come illustrato nella figura 6b, una nuova tensione di riferimento viene applicata per rilevare gli ZCP e la commutazione di fase viene corretta di μ, rendendo uguali i periodi di commutazione di fase.
Le figure 7a e 7b mostrano forme d'onda di corrente di fase prima e dopo l'applicazione, rispettivamente, di un angolo di correzione e di un angolo di riduzione di oscillazione di corrente per ridurre l'oscillazione di corrente secondo la presente invenzione. Quando una tensione di riferimento convenzionale è applicata e un angolo di riduzione di oscillazione di corrente è applicato per correggere quando si verifica la commutazione di fase, come illustrato in figura la, l'oscillazione di corrente è minore rispetto a quella della figura 6a, ma i periodi di commutazione di fase sono ancora non uniformi. Con la presente invenzione, viene applicata una nuova tensione di riferimento; la commutazione di fase viene corretta di μ; e poi viene applicato un angolo di riduzione di oscillazione di corrente. Come illustrato in figura 7b, i periodi di commutazione di fase sono resi uguali e viene ridotta l'oscillazione di corrente.
Come risulta evidente dalla descrizione di cui sopra, la presente invenzione prevede un metodo di controllo di un motore BLDC ad avvolgimento concentrato senza sensori in cui la tensione di riferimento per il rilevamento degli ZCP viene alterata per evitare un rilevamento non uniforme di ZCP e le volte di commutazione di fase sono corrette corrispondendo agli ZCP rilevati rispetto ai nuovi punti di riferimento per rendere uguali i periodi di commutazione di fase portando ad un controllo stabile del motore BLDC senza sensori.
Benché poche forme di realizzazione della presente invenzione siano state illustrate e descritte occorre apprezzare che gli esperti nella tecnica potranno apportare cambiamenti a queste forme di realizzazione senza scostarsi dai principi e dallo spirito dell'invenzione, la cui portata è definita nelle rivendicazioni e loro equivalenti.

Claims (18)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di controllo di un motore a corrente continua senza spazzole, ad avvolgimento concentrato, senza sensori, comprendente: aggiungere un certo valore preimpostato ad una prima tensione di riferimento producendo una seconda tensione di riferimento; e rilevare zero punti di incrocio rispetto alla seconda tensione di riferimento per controllare l'azionamento del motore ad avvolgimento concentrato senza sensori.
  2. 2. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 1, in cui il certo valore preimpostato è maggiore di zero e inferiore ad un valore corrispondente alla grandezza di una tensione di forza controelettromotrice.
  3. 3 . Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 1, in cui il certo valore preimpostato viene aggiunto regolando la resistenza di uno o più resistori connessi ad un terminale di ricezione della tensione di riferimento di un comparatore.
  4. 4. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 1, in cui il motore ad avvolgimento concentrato senza sensori è un magnete permanente superficiale a 4 poli, a 6 fessure.
  5. 5. Metodo di controllo per un motore a corrente continua senza spazzole, ad avvolgimento concentrato, senza sensori, comprendente: sottrarre un certo valore preimpostato da una prima tensione di riferimento producendo una seconda tensione di riferimento; e rilevare i zero punti di incrocio rispetto alla seconda tensione di riferimento per controllare l'azionamento del motore ad avvolgimento concentrato senza sensori.
  6. 6. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 5, in cui il certo valore preimpostato è maggiore di zero ed inferiore ad un valore corrispondente alla grandezza di una tensione di forza controelettromotrice.
  7. 7. metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 5, in cui il certo valore preimpostato viene sottratto regolando la resistenza di uno o più resistori connessi ad un terminale ricevente la tensione di riferimento di un comparatore.
  8. 8. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 5, in cui il motore ad avvolgimento concentrato senza sensori è un magnete permanente superficiale a 4 poli, a 6 fessure.
  9. 9. Metodo di controllo di un motore a corrente continua senza spazzole ad avvolgimento concentrato senza sensori, comprendente: aggiungere un certo valore preimpostato ad una prima tensione di riferimento producendo una seconda tensione di riferimento; rilevare un punto di incrocio zero rispetto alla seconda tensione di riferimento; e effettuare una commutazione di fase in un punto dato aggiungendo un angolo predeterminato a 30° elettrici dopo il rilevamento del punto di incrocio zero o sottraendo l'angolo predeterminato da 30° elettrici dopo il rilevamento del punto di incrocio zero per controllare l'azionamento del motore ad avvolgimento concentrato senza sensori.
  10. 10. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 9, in cui l'angolo predeterminato varia di valore a seconda della velocità del motore ad avvolgimento concentrato senza sensori.
  11. 11. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 9, in cui l'angolo predeterminato viene sottratto in un periodo ascendente di una tensione di forza controelettromotrice e viene aggiunto in un periodo discendente della stessa.
  12. 12. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 9, in cui la commutazione di fase viene eseguita dopo ulteriore correzione mediante un angolo di riduzione di oscillazione di corrente.
  13. 13. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 12, in cui l'angolo di riduzione di oscillazione di corrente di 10° - 15° viene applicato per correggere la commutazione durante un azionamento ad alta velocità che supera una velocità preimpostata .
  14. 14. Metodo di controllo di un motore a corrente continua senza spazzole ad avvolgimento concentrato senza sensori comprendente: sottrarre un certo valore preimpostato da una prima tensione di riferimento producendo una seconda tensione di riferimento; rilevare un punto di incrocio zero rispetto alla seconda tensione di riferimento; e eseguire una commutazione di fase in un punto dato aggiungendo un angolo predeterminato a 30° elettrici dopo rilevamento di un punto di incrocio zero o sottraendo l'angolo predeterminato da 30° elettrici dopo rilevamento del punto di incrocio zero per controllare l'azionamento del motore ad avvolgimento concentrato senza sensori.
  15. 15. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 14, in cui l'angolo predeterminato varia di valore a seconda della velocità del motore ad avvolgimento concentrato senza sensori.
  16. 16. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 14, in cui l'angolo predeterminato viene aggiunto in un periodo ascendente di una tensione di forza controelettromotrice e viene sottratto in un periodo discendente della stessa.
  17. 17 . Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 14, in cui la commutazione di fase viene eseguita dopo ulteriore correzione mediante un angolo di riduzione di oscillazione di corrente.
  18. 18. Metodo di controllo come riportato nella rivendicazione 17, in cui l'angolo di riduzione di oscillazione di corrente di 10° - 15° è applicato per correggere la commutazione durante un azionamento ad alta velocità che supera un valore preimpostato.
IT000322A 2005-07-13 2006-05-03 Metodo di controllo di motori a corrente continua senza spazzole e senza sensori ITTO20060322A1 (it)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050063157A KR100791814B1 (ko) 2005-07-13 2005-07-13 센서리스 비엘디씨 전동기의 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITTO20060322A1 true ITTO20060322A1 (it) 2007-01-14

Family

ID=37609854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT000322A ITTO20060322A1 (it) 2005-07-13 2006-05-03 Metodo di controllo di motori a corrente continua senza spazzole e senza sensori

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7486037B2 (it)
JP (1) JP2007028886A (it)
KR (1) KR100791814B1 (it)
CN (1) CN1897448A (it)
BR (1) BRPI0601769A (it)
IT (1) ITTO20060322A1 (it)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7940020B2 (en) 2007-11-16 2011-05-10 The Bergquist Torrington Company Brushless DC motor with reduced current ripple
US7692395B2 (en) 2007-11-16 2010-04-06 The Bergquist Torrington Company Extrapolation of back EMF signals in brushless DC motors
JP2010193707A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Micronas Gmbh ブラシレスdcモータを駆動するための方法
JP2010273502A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Panasonic Corp モータ駆動装置およびモータ駆動方法
CN101753077B (zh) * 2009-12-29 2013-02-13 何伟斌 无转子传感器电机驱动器及具有该驱动器的车辆
DE102011017517A1 (de) 2011-04-26 2012-10-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur sensorlosen Kommutierungserkennung von elektronisch kommutierten Elektromotoren
DE102011081173A1 (de) * 2011-08-18 2013-02-21 Robert Bosch Gmbh Betriebszustandsschaltung für Wechselrichter und Verfahren zum Einstellen von Betriebszuständen eines Wechselrichters
KR101888197B1 (ko) * 2011-09-16 2018-08-14 엘지전자 주식회사 냉장고
CN103368476B (zh) * 2012-04-11 2017-05-10 广东高标电子科技有限公司 电动交通工具的电机转子电角度检测电路
US9000696B2 (en) 2012-05-25 2015-04-07 Cirrus Logic, Inc. Circuit and method for sensorless control of a permanent magnet brushless motor during start-up
US9088237B2 (en) 2012-05-25 2015-07-21 Cirrus Logic, Inc. Circuit and method for calibration of sensorless control of a permanent magnet brushless motor during start-up
US9024561B2 (en) 2012-05-25 2015-05-05 Cirrus Logics, Inc. Method and system for switching between different types of operation of a sensorless permanent magnet brushless motor at low or zero speed to determine rotor position
US8994306B2 (en) 2012-05-25 2015-03-31 Cirrus Logic, Inc. System and method for isolating the undriven voltage of a permanent magnet brushless motor for detection of rotor position
US9093941B2 (en) 2012-05-25 2015-07-28 Cirrus Logic, Inc. Determining commutation position for a sensorless permanent magnet brushless motor at low or zero speed using an asymmetric drive pattern
CN102832864A (zh) * 2012-08-01 2012-12-19 遵义天义利威机电有限责任公司 一种无位置传感器无刷直流电机控制器
CN103095194A (zh) * 2013-02-04 2013-05-08 安徽中家智锐科技有限公司 无刷直流电机反电动势过零点检测方法
US9425725B2 (en) 2013-02-28 2016-08-23 Cirrus Logic, Inc. Position estimation system and method for an electric motor
US9628002B2 (en) 2013-03-13 2017-04-18 Cirrus Logic, Inc. Circuit and method for detecting missed commutation of a brushless DC motor
KR101414818B1 (ko) 2013-07-10 2014-07-04 제정문 비엘디씨 모터의 구동 방법
CN108138762B (zh) * 2015-09-11 2019-08-02 日立江森自控空调有限公司 具备压缩机的故障预知、检测单元的空调机及其故障预知、检测方法
CN106452225B (zh) * 2016-09-27 2018-10-09 山东大学 无位置传感器无刷直流电机换向相位实时校正系统及方法
CN106685280A (zh) * 2016-12-23 2017-05-17 惠州市蓝微电子有限公司 一种简易控制直流无刷无霍尔电机换相角的方法
KR20200129227A (ko) 2019-05-07 2020-11-18 파이옴 주식회사 영구자석 동기 전동기 다상 제어 시스템 및 그 제어방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2667216B2 (ja) * 1988-08-10 1997-10-27 ソニー株式会社 ブラシレスモータの駆動回路
KR950004717A (ko) * 1993-07-15 1995-02-18 가나이 쯔또무 브러시리스 모터구동회로
JPH11187691A (ja) * 1997-12-22 1999-07-09 Toshiba Corp ブラシレスモータの駆動装置
KR100308006B1 (ko) 1998-04-27 2001-11-30 구자홍 브레쉬레스직류모터의위치감지에러보상방법
JPH11318097A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Toshiba Corp ブラシレスモータの駆動制御装置
AU9434198A (en) * 1998-10-12 2000-05-01 Danfoss Compressors Gmbh Method and device for controlling a brushless electric motor
JP3524834B2 (ja) * 2000-02-14 2004-05-10 三洋電機株式会社 Dcブラシレスモータ装置
JP4619483B2 (ja) * 2000-04-17 2011-01-26 パナソニック株式会社 電動装置
JP3515047B2 (ja) * 2000-06-19 2004-04-05 三菱電機株式会社 Dcブラシレスモータ装置
JP4147826B2 (ja) * 2002-06-11 2008-09-10 日本精工株式会社 ブラシレスモータ駆動制御装置
KR100497132B1 (ko) * 2003-06-13 2005-06-28 삼성광주전자 주식회사 브러시리스 직류 모터의 제어 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20070013330A1 (en) 2007-01-18
BRPI0601769A (pt) 2007-05-22
CN1897448A (zh) 2007-01-17
KR20080000001A (ko) 2008-01-02
US7486037B2 (en) 2009-02-03
JP2007028886A (ja) 2007-02-01
KR100791814B1 (ko) 2009-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITTO20060322A1 (it) Metodo di controllo di motori a corrente continua senza spazzole e senza sensori
JP5616409B2 (ja) 永久磁石の不可逆減磁を防止する永久磁石同期電動機の制御装置及びそのような制御装置を備える制御システム
JP5144337B2 (ja) ブラシレスモータ制御装置及びブラシレスモータ
JP2006136122A (ja) 発電装置の出力制御装置
JP2005094995A (ja) モータの速度誤差補償装置
KR20150071449A (ko) 모터의 구동장치 및 그 제어방법
KR101367837B1 (ko) 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터
JP6417544B2 (ja) モータ制御装置およびこれを備えたドラム式洗濯機またはドラム式洗濯乾燥機
KR20140057336A (ko) 전자적으로 정류된 다위상 dc 모터를 제어하는 방법
JP7361924B2 (ja) モータ制御装置、モータ制御方法
US20160156294A1 (en) Motor driving module
JP3717837B2 (ja) ブラシレスモータの制御装置
JP3333442B2 (ja) ブラシレスモータの駆動装置
KR20200059849A (ko) Bldc 모터 과부하 감지 장치 및 방법
KR20150031356A (ko) Bldc 모터 제어 시스템에서 역기전력의 제로 크로싱 지점 판단 기준전압 보상 장치 및 방법
JP7456834B2 (ja) モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法
US20150130391A1 (en) Motor drive controller and motor drive control method, and motor system using the same
JP2001292592A (ja) Srモータの制御装置
JP6935349B2 (ja) モータ駆動装置
KR101910012B1 (ko) 센서리스 bldc 모터의 재기동 장치 및 방법
JP2021044938A (ja) モータ制御装置およびその制御方法
JP6326927B2 (ja) 誘導電動機の制御装置および制御方法
JP7433113B2 (ja) モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法
WO2021200123A1 (ja) モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法
CN110620459B (zh) 用于操作bldc电动机的驱动电路