ITTO20070459A1 - Sistema di controllo senza sensori di posizione per un motore elettrico sincrono - Google Patents

Sistema di controllo senza sensori di posizione per un motore elettrico sincrono

Info

Publication number
ITTO20070459A1
ITTO20070459A1 IT000459A ITTO20070459A ITTO20070459A1 IT TO20070459 A1 ITTO20070459 A1 IT TO20070459A1 IT 000459 A IT000459 A IT 000459A IT TO20070459 A ITTO20070459 A IT TO20070459A IT TO20070459 A1 ITTO20070459 A1 IT TO20070459A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
control system
supply voltage
zero
sign
predetermined
Prior art date
Application number
IT000459A
Other languages
English (en)
Inventor
Sebastiano Acquaviva
Piergiorgio Ricco
Original Assignee
Emerson Appliance Motors Europe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emerson Appliance Motors Europe filed Critical Emerson Appliance Motors Europe
Priority to IT000459A priority Critical patent/ITTO20070459A1/it
Priority to PCT/IB2008/052501 priority patent/WO2009001291A2/en
Priority to DE602008004914T priority patent/DE602008004914D1/de
Priority to US12/666,665 priority patent/US8222856B2/en
Priority to EP08789159A priority patent/EP2168233B1/en
Priority to AT08789159T priority patent/ATE498236T1/de
Priority to MX2009014044A priority patent/MX2009014044A/es
Priority to ES08789159T priority patent/ES2360843T3/es
Priority to KR1020107000528A priority patent/KR101437716B1/ko
Priority to CN2008800214126A priority patent/CN101711453B/zh
Priority to PL08789159T priority patent/PL2168233T3/pl
Publication of ITTO20070459A1 publication Critical patent/ITTO20070459A1/it

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/46—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
    • H02P1/465—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor for starting an individual single-phase synchronous motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using supply voltage with constant frequency and variable amplitude
    • H02P27/024—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using supply voltage with constant frequency and variable amplitude using AC supply for only the rotor circuit or only the stator circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/26—Arrangements for controlling single phase motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Sistema di controllo senza sensori di posizione per un motore elettrico sincrono"
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un sistema per il controllo della rotazione del rotore di un motore elettrico di tipo sincrono, senza sensori di posizione .
Uno scopo della presente invenzione è di realizzare un tale sistema di controllo che sia di semplice ed economica realizzazione, e che presenti un funzionamento affidabile.
Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l'invenzione con un sistema di controllo senza sensori di posizione per un motore elettrico rotativo di tipo sincrono le cui caratteristiche principali sono definite nella rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'in
venzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo dì esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
la figura 1 è uno schema elettrico, in parte a blocchi, di un sistema di controllo per un motore elettrico sincrono secondo la presente invenzione;
la figura 2 è una rappresentazione parziale del sistema di controllo del motore, in cui è esplicitato un circuito equivalente dell'avvolgimento di statore;
la figura 3 è un diagramma che presenta andamenti esemplificativi di grandezze elettriche nel sistema della figura 1 in una fase di posizionamento iniziale del rotore del motore;
la figura 4 mostra schematicamente una posizione iniziale del rotore del motore;
la figura 5 è un diagramma che presenta un altro andamento esemplificativo della corrente nel motore della figura 1 in una fase di movimento iniziale del rotore; e
la figura 6 è una serie dì diagrammi che mostrano andamenti di grandezze elettriche e meccaniche e di segnali sviluppati nella fase di avviamento della rotazione del motore, pilotato dal sistema di controllo secondo l'invenzione.
Con M nella figura 1 è complessivamente indicato un motore elettrico sincrono, ad esempio un motore per una pompa di una macchina lavastoviglie.
Il motore M comprende un rotore R a magneti permanenti, ed uno statore S includente un avvolgimento W.
Il motore M può essere costruttivamente del tipo illustrato e descritto ad esempio nella domanda di brevetto europeo EP 0207 430 Al o nel brevetto europeo EP 0351 570 B1.
Al motore M è associato un sistema di controllo complessivamente indicato con CS. Tale sistema è in particolare privo di sensori di posizione associati al rotore R del motore M.
Il sistema di controllo CS comprende un interruttore elettronico che nell'esempio illustrato è un triac TR che è collegato in serie all'avvolgimento W del motore M, fra due terminali A e B destinati ad essere collegati ad una sorgente di tensione di alimentazione V in corrente alternata, quale l'usuale rete elettrica di distribuzione a 50(60} Hz.
Il triac TR ha il gate G collegato ad un'uscita di un microcontrollore MC.
Il sistema di controllo CS comprende inoltre un primo circuito rilevatore 1 atto a fornire al microcontrollore MC un segnale indicativo del segno e dei passaggi per lo zero della tensione di alimentazione V. Per segno della tensione di alimentazione si intende la sua polarità, assunta convenzionalmente come positiva quando il terminale A è a potenziale più elevato del terminale B.
Nella figura 6 è riportato nel grafico superiore l’andamento della tensione di alimentazione V, e nel grafico immediatamente sottostante è riportato l'andamento corrispondente del segnale Vzcfornito dal circuito rilevatore 1. In sintesi, quando V2Cè a livello "alto" (+5V), la tensione di alimentazione V è positiva. Inoltre, le transizioni di V2Cda livello "alto" a livello "basso" (OV) e viceversa, corrispondono ai passaggi per lo zero della tensione di alimentazione V.
Il sistema di controllo CS può comprendere inoltre un secondo circuito rilevatore indicato con 2. Tale circuito è un rivelatore di tensione ed ha l'ingresso collegato ai capì dell'avvolgimento di statore W e l'uscita collegata al microcontrollore MC.
Come risulterà più chiaramente dal seguito, in determinate condizioni operative la tensione ai capi dell'avvolgimento di statore W del motore M è rappresentativa dell'intensità della forza controelettromotrice (FCEM) sviluppata su tale avvolgimento, mentre in altre condizioni tale tensione corrisponde alla tensione di alimentazione V.
Il sistema di controllo CS comprende poi ancora un terzo circuito rilevatore 3, avente l’ingresso collegato fra l'avvolgimento di statore W ed il triac TR, e l'uscita collegata al microcontrollore MC. Tale rilevatore è atto a fornire un segnale indicativo di quando è nulla la corrente I fluente operativamente nell'avvolgimento di statore W.
I circuiti rilevatori 1, 2 e 3 possono essere eventualmente integrati, parzialmente o totalmente, nel microcontrollore MC.
Nella figura 1 con PS è infine indicato un alimentatore di tensione in corrente continua, collegato fra i terminali di alimentazione A e B per rendere operativamente disponibile una tensione continua di alimentazione VCc- L’alimentazione di tensione PS crea internamente un riferimento di massa GMD per il sistema di controllo CS.
II microcontrollore MC è predisposto per pilotare il triac TR in modo tale per cui quando il mo
tore M opera a regime, il triac TR è reso conduttivo soltanto quando il segno o verso della corrente I fluente nell'avvolgimento W e il segno o polarità della forza controelettromotrice sviluppata su tale avvolgimento W sono tali da soddisfare una relazione predeterminata.
In particolare, assumendo che la corrente I sia positiva quando fluisce nel verso indicato dalle frecce nelle figure 1 e 2, e assumendo che il segno della forza controelettromotrice E sia positivo quando la sua polarità positiva è rivolta al terminale di alimentazione A, il controllo realizzato dal microcontrollore MC è tale per cui il triac TR viene reso conduttivo in modo tale che il segno della corrente I sia concorde con il segno della forza controelettromotrice E ovvero che si ottenga simultaneamente
I>0 ed E>0, oppure I<0 ed E<0 {1}
Nella figura 2, l'avvolgimento W è rappresentato mediante il suo circuito equivalente (circuito equivalente di Thevenin). In tale rappresentazione Rwe Lwrappresentano la resistenza e l'induttanza dell'avvolgimento W, E rappresenta la forza controelettromotrice sviluppata su tale avvolgimento, e RFrappresenta la resistenza dovuta alle perdite nel circuito magnetico associato all'avvolgimento di statore W.
Con riferimento alla figura 2, se con Vwsi indica la tensione ai capi dell'avvolgimento di statore W {che viene applicata all'ingresso del circuito rivelatore 2 della figura 1) e con VTRsi indica la tensione ai capi del triac TR (ritenuta positiva quando la sua polarità positiva è rivolta al terminale A), si ha che
Vw= V-VTR= RwI+Lwdl/dt E (2 )
Dalla relazione (2) sopra riportata, risulta che quando il triac TR non è conduttivo, e dunque la corrente I nel motore M è nulla (1=0), si ha che Vw= E = V-VTO(3)
ovvero la tensione Vwacquisita in tale condizione dal microcontrollore MC attraverso il circuito rivelatore 2 rappresenta l'intensità della forza controelettromotrice E. Quando invece il triac TR è conduttivo la tensione Vwcorrisponde essenzialmente alla tensione di alimentazione V.
Il sistema di controllo CS può dunque essere predisposto per acquisire la forza elettromotrice E, ad esempio nel modo seguente: il circuito rilevatore 3 segnala al microcontrollore MC il verificarsi della condizione di corrente I nulla, ed in tale condizione il microcontrollore MC può interpretare il segnale fornito dal circuito rilevatore 2 come rappresentativo della forza controelettromotrice E.
Altri modi di acquisizione/determinazione della forza elettromotrice E possono peraltro essere utilizzati, senza 1'impiego del circuito rilevatore 3.
Come sopra descritto, la forza controelettromotrice E può essere acquisita negli intervalli di tempo in cui è nulla la corrente I. Tali intervalli, come apparirà più chiaramente dal seguito, possono essere agevolmente desunti osservando la tensione V-TRai capi del triac TR: in effetti, se in valore assoluto si ha che VTRè maggiore di ad esempio IV, allora il triac TR è spento e vale la relazione {3) sopra riportata, diversamente se VTRè minore di IV si ha I ≠ o.
Per il vero la forza controelettromotrice E è in linea di principio desumibile anche quando si ha I ≠ 0, ma in tal caso essa può essere ricavata ad esempio risolvendo l’equazione differenziale
Lwdl/dt = V„ - E - RWI (4)
il che è più complicato.
E' da notare che quando la corrente I nel mo
tore M si annulla, il triac TR si spegna automaticamente e la tensione ai suoi capi VTRpassa pressoché istantaneamente da un valore pari a circa ±1V a un valore che secondo la relazione (3) è pari a v-E.
Si descriverà ora il funzionamento del sistema dì controllo CS secondo l'invenzione.
A partire dal regime di quiete del motore M, il suo passaggio al funzionamento a regime, cioè alla velocità dì rotazione che corrisponde al sincronismo con la frequenza della tensione di alimentazione V, si articola essenzialmente nelle seguenti fasi successive:
fase di preposizionamento iniziale, per predeterminare il verso di rotazione del rotore R, fase di avviamento della rotazione nel verso predeterminato e accelerazione della rotazione sino alla condizione di sincronismo.
Si descriveranno ora, con particolare riferimento ai grafici delle figure da 3 a 6, le modalità di attuazione del controllo, con riferimento alle singole fasi sopra definite.
Fase di preposizionamento
Come si è accennato in precedenza, questa fase è finalizzata a predeterminare il verso di rotazio
ne del motore. In questa fase il controllo deve: * disporre il rotore R in una posizione angolare θ0{figura 4) predeterminata, e
* determinare il valore della tensione applicata al motore.
La procedura di preposizionamento attuata dal microcontrollore prevede dunque:
* la selezione del segno o polarità (positiva o negativa) della tensione di alimentazione v con cui iniziare la procedura; con riferimento al grafico della figura 3, si assume che il segno della tensione V all'inizio della procedura sia quello positivo;
quando il segno della tensione V corrisponde al segno prescelto {positivo nell'esempio illustrato), dopo un intervallo di tempo di durata ta{figura 3) a partire dal primo zero-crossing positivo (cioè da negativo a positivo) di V, il microcontrollore MC pilota il triac TR in modo tale da impartire al motore M una serie di naimpulsi di corrente nello stesso verso; a titolo di esempio il diagramma della figura 3 mostra qualitativamente l'andamento della corrente I con na=3 impulsi equiversi, ma tale valore di nanon è limitativo.
Al termine della fase di preposizionamento, cioè al termine degli naimpulsi di corrente, sì ha che il rotore R è preposizionato in una posizione angolare θ0di riferimento predeterminata (figura 4), ed inoltre è nota l'ampiezza della tensione di alimentazione V.
Ai fini dell'attuazione della fase di preposizionamento sopra descritta, il segno di V più conveniente, la durata dell'intervallo taed il numero nadegli impulsi di corrente per uno specifico motore possono essere agevolmente predeterminati sperimentalmente .
Prima della fase di preposizìonamento iniziale del rotore R del motore può essere convenientemente verificata la condizione di libera mobilità del rotore. Con riferimento alla figura.5, ciò può essere realizzato nel modo seguente:
prescelto un segno o polarità della tensione di alimentazione V, ad esempio il segno positivo, come nella figura 5, dopo un intervallo di tempo di durata taa partire dal primo zero-crossing positivo (cioè da valori negativi a valori positivi) di V il microcontrollore MC pilota il triac TR in modo tale da impartire al motore M una serie di npimpulsi di corrente nello stesso verso;
successivamente al motore M viene applicato un impulso Itesti di segno (verso) opposto ai precedenti, con un ritardo tdpredeterminato misurato rispetto allo zero-crossing della tensione V, da positiva a negativa, immediatamente successivo all'ultimo degli npimpulsi equiversi (figura 5); l'ampiezza dell'impulso Itesti e la durata del ritardo tdsono selezionati (in dipendenza dall'ampiezza della tensione di alimentazione V) in modo tale da evitare di smagnetizzare il rotore R anche nel caso più sfavorevole.
Se a seguito dell'applicazione al motore del-1<1>impulso Itesti il circuito rilevatore 2 rileva lo sviluppo di una forza controelettromorice, allora il rotore R è evidentemente libero di ruotare.
La verifica della libertà di rotazione del rotore può essere eventualmente ripetuta nell'intorno della posizione angolare opposta, applicando al motore una ulteriore sequenza di nqimpulsi (figura 5) di segno (verso) opposto a quello degli npimpulsi iniziali (con riqpreferibilmente uguale a np), e poi, dopo un tempo di ritardo te(preferibilmente uguale a tde misurato rispetto allo zerocrossing della tensione V, da negativa a positiva, immediatamente successivo all'ultimo degli nqimpulsi eguiversi) un ulteriore impulso di verifica Itest2di segno (verso) opposto a quello degli nq. Se anche a seguito dell'applicazione al motore dell'impulso Itest2si rileva lo sviluppo di una forza elettromotrice nell'avvolgimento di statore W, allora il rotore R è verosimilmente libero di ruotare sull'intero campo di 360°.
Fase di avviamento
Una volta preposizionato il rotore R, il verso della corrente I nel motore necessario per far partire il rotore R nel verso desiderato risulta noto.
La fase di avviamento è divisa in due step: * inizio della rotazione e accelerazione iniziale, e
* accelerazione finale sino al raggiungimento della condizione di sincronismo.
Lo step dì inizio della rotazione viene attuato nel modo seguente. In questo step al motore M viene applicato un primo impulso di corrente (di segno o verso opposto a quello degli naimpulsi di posizionamento), indicato con II nella figura 6.
Tale primo impulso di corrente II inizia con un ritardo tl predeterminato rispetto al passaggio per lo zero immediatamente precedente della tensione di alimentazione V, ovvero al precedente passaggio della tensione V2Cdal livello "1” (corrispondente ad esempio ad una tensione di 5V) al livello<11>0<11>.
Il primo impulso di corrente II applicato al-1 'avvolgimento di statore W provoca lo sviluppo di una coppia elettromagnetica tale da mettere in rotazione il rotore e, a seguito di ciò, si genera sull'avvolgimento una forza controelettromotrice E, il cui andamento in funzione del tempo t riportato in ascissa è qualitativamente illustrato nel quarto diagramma della figura 6. Il valore assoluto o ampiezza della forza controelettromotrice E cresce inizialmente dal valore nullo sino ad un valore massimo, quindi prende nuovamente a ridursi in corrispondenza della prima semionda negativa della tensione di alimentazione V successiva a quella in corrispondenza della quale è stato avviato l'impulso di corrente II.
L'impulso di corrente iniziale II ha lo scopo di smuovere il rotore R dalla posizione iniziale θο, facendo passare la sua velocità angolare dal valore nullo sino ad un valore all'incirca intermedio rispetto alla velocità di sincronismo. Così, ad esempio, se la tensione di alimentazione V ha una frequenza pari a 50 Hz, ed il motore sìncrono è un motore a due poli, la velocità di sincronismo a regirne è di 3.000 girì/minuto, e dunque l'impulso iniziale II è destinato a portare il rotore R ad una velocità nei dipressi di 1.500 giri/minuto.
Se la velocità raggiunta dal rotore dopo il primo impulso II è vicina a metà della velocità di sincronismo, allora la forza controelettromotrice E invertirà il proprio segno da negativo a positivo in un istante interno all'intervallo T della figura 6. L'istante in cui sia nulla la forza controelettromotrice E dipende dall'inerzia meccanica del rotore e del carico meccanico agente su di esso, e tale istante viene poi considerato per la fase di accelerazione e sincronizzazione.
La successiva accelerazione del rotore R sino alla velocità di sincronismo viene ottenuta applicando all'avvolgimento di statore W un ulteriore impulso di corrente, indicato con 12 nella figura 6, avente segno o verso opposto a quello del primo impulso II. Il secondo impulso 12 è impartito, ovvero viene avviato, durante la semionda positiva della tensione di alimentazione V immediatamente susseguente alla semionda positiva in cui si è esaurito il primo impulso di corrente II. L'inizio dell'impulso di corrente 12 è ritardato, rispetto alla corrispondente semionda positiva della tensione V, di un tempo t2 (figura 6) che è dipendente dal valore della tensione V e dalla durata dell<1>intervallo tbdella figura 6 secondo una relazione predeterminabile .
Affinché il secondo impulso di corrente 12 riesca ad accelerare il rotore R sino alla velocità di sincronismo, occorre che prima di tale secondo impulso 12 il passaggio per lo zero della forza controelettromotrice E avvenga entro un intervallo di tempo T {figura 6) predeterminato, immediatamente precedente il terzo passaggio per lo zero della tensione di alimentazione V (dopo l'inizio dell'impulso II). Tale condizione è quella illustrata nella figura 6.
Per verificare che tale condizione sia effettivamente soddisfatta, il microcontrollo MC è predisposto per rilevare i passaggi per lo zero della forza controelettromotrice E, sulla base dei segnali fornitigli dai circuiti rilevatori 2 e 3.
Se la verifica fornisce esito positivo, cioè se la forza controelettromotrice E cambia segno ovvero passa per lo zero all'interno dell'intervallo T, il microcontrollore MC, pilota il triac TR in modo tale da provocare il passaggio del suddetto secondo impulso di corrente 12 nell'avvolgimento W.
Se invece la verifica fornisce esito negativo, il microcontrollore MC è predisposto per interrompere la procedura di avviamento in corso, e per ripetere dall'inizio tale procedura, ripartendo dalla fase di posizionamento iniziale, seguita poi da un primo impulso di corrente II, il cui ritardo tl rispetto al passaggio per lo zero immediatamente precedente della tensione V viene ridotto se nella procedura di avviamento precedente (abortita) il primo passaggio per lo zero della forza controelettromotrice E era avvenuto dopo l'intervallo di tempo T; il ritardo tl del primo impulso di corrente II viene invece incrementato se nella procedura di avviamento precedente il primo passaggio per lo zero della forza contro elettromotrice E era avvenuto prima dell'intervallo di tempo T.
Se a seguito della modifica del ritardo tl del primo impulso II la suddetta condizione sul passaggio per lo zero della forza controelettromotrice E viene soddisfatta, allora il microcontrollore MC pilota il triac TR in modo tale da imprimere all'avvolgimento di statore il secondo impulso di corrente 12 di cui si è detto più sopra.
In tal caso, successivamente, il triac TR viene poi pilotato in modo tale da far passare nel1<1>avvolgimento W una corrente alternata che è isofrequenziale con la tensione di alimentazione V, e che presenta porzioni alternatamente negative e positive, indicate con I- e 1+ nella figura 6, separate da intervalli di permanenza a zero aventi una durata t3 predeterminata (nulla o diversa da zero).
Le durate dei tempi di ritardo tl e t2 sono convenientemente determinate secondo rispettive funzioni crescenti prefissate del valore istantaneo, rilevato o calcolato, della tensione di alimentazione V. La durata del secondo tempo di ritardo t2 è convenientemente determinato anche secondo una funzione prefissata del ritardo con cui la forza controelettromotrice E passa per la prima volta per lo zero, rispetto al passaggio per lo zero immediatamente precedente della tensione di alimentazione V. Nella figura 6 tale ritardo è indicato con a.
Gli intervalli t3 di permanenza a zero della corrente I (quando presenti) presentano anch'essi una durata che è convenientemente una funzione crescente predeterminata del valore istantaneo della tensione di alimentazione V (misurata o calcolata), e del carico.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione, come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di controllo senza sensori di posizione (CS) per un motore elettrico rotativo (M) di tipo sincrono, comprendente un interruttore elettronico (TR) operativamente collegato in serie ad un avvolgimento di statore (W) del motore (M), fra un primo ed un secondo terminale (A, B) destinati ad essere collegati ad una sorgente di tensione alternata di alimentazione (V), primi mezzi rilevatori (1) atti a fornire un segnale elettrico (Vzc) indicativo del segno e dei passaggi per lo zero della tensione alternata di alimentazione {V); secondi mezzi rilevatori (2, 3) atti a fornire segnali indicativi del segno e dei passaggi per lo zero della forza controelettromotrice che nel funzionamento si sviluppa su detto avvolgimento di statore {w); e mezzi di controllo {MC) collegati all'interruttore elettronico (TR), e ai primi ed ai secondi mezzi rilevatori {1; 2, 3}, e predisposti per attuare l'avviamento della rotazione del rotore (R) a partire da una posizione iniziale (θ0) predeterminata, secondo una procedura comprendente le opera zioni di: a) pilotare l'interruttore elettronico (TR) in modo da provocare il passaggio nell'avvolgimento di statore (W) di un primo impulso di corrente (II) che inizia con un primo ritardo (tα) predeterminato rispetto al passaggio per lo zero immediatamente precedente della tensione di alimentazione (V); b) verificare se la forza controelettromotrice (E) conseguentemente sviluppata sull<1>avvolgimento di statore {W) presenta un primo passaggio per lo zero all'interno di un intervallo di tempo (T) predeterminato che precede immediatamente il terzo passaggio per lo zero della tensione di alimentazione (V) dopo l'inizio di detto primo impulso di corrente (II); c) quando la suddetta verifica fornisce un esito positivo, pilotare l'interruttore elettronico (TR) in modo tale da provocare il passaggio nell'avvolgimento di statore (W) di un secondo impulso di corrente (12) di segno o verso opposto al primo (II), con un secondo ritardo predeterminato (t2) rispetto a detto terzo passaggio per lo zero della tensione di alimentazione (V), e alimentare quindi all'avvolgimento (W) una tensione alla frequenza di detta sorgente; e d) quando detta verifica fornisce esito negativo, ripetere dall'inizio la procedura dalla fase a) di cui sopra, riducendo la durata di detto primo ritardo (tl) se il primo passaggio per lo zero della forza controelettromotrice (E) è avvenuto dopo detto intervallo di tempo (T), e incrementando la durata di detto primo ritardo (tl) se detto primo passaggio per lo zero della forza controelettromotrice (E) è avvenuto prima di detto intervallo di tempo (T).
  2. 2. Sistema di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di controllo (MC) sono inoltre predisposti per pilotare l'interruttore elettronico (TR) in modo tale da far passare nell'avvolgimento dì statore (w), dopo detto secondo impulso di corrente (i2), una corrente alternata che è isofrequenziale con la tensione di alimentazione (V), e che presenta porzioni alternatamente positive (1+) e negative (I-), separate da intervalli di permanenza a zero aventi una durata (t3) prefissata, eventualmente anche nulla.
  3. 3. Sistema di controllo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto primo ritardo (tl) e detto secondo ritardo (t2) sono determinati secondo funzioni crescenti predeterminate del valore istantaneo, rilevato o calcolato, della tensione di alimentazione {v).
  4. 4 . Sistema di controllo secondo la rivendicazione 3, in cui detto secondo ritardo (t2) è determinato secondo una funzione crescente prefissata del ritardo del suddetto primo passaggio per lo zero della forza elettromotrice (E) rispetto al passaggio per lo zero immediatamente precedente della tensione dì alimentazione (V).
  5. 5. Sistema di controllo secondo la rivendicazione 2, in cui detti intervalli di permanenza a zero della corrente (I) presentano una durata (t3) che è una funzione crescente predeterminata del valore istantaneo, rilevato o calcolato, della tensione dì alimentazione {V) e del carico.
  6. 6. Sistema di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti secondi mezzi rilevatori (2, 3) comprendono un primo circuito rilevatore (2) atto a fornire un segnale indicativo della tensione (Vw) che nel funzionamento si ha fra i capi di detto avvolgimento {W), e un secondo circuito rilevatore (3) atto a fornire un segnale indicativo di quando è nulla la corrente (I) fluente in detto avvolgimento.
  7. 7. Sistema di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di controllo (MC) sono inoltre predisposti per attuare, prima dell'avviamento della rotazione del rotore (R), una procedura di preposizionamento dello stesso in una posizione angolare iniziale (θ0) prefissata, e in cui all'avvio di detta procedura la tensione di alimentazione {V) viene applicata con una polarità o segno iniziale prefissato e poi, dopo che è trascorso un tempo prefissato, l'interruttore elettronico {TR) viene acceso ripetutamente per un numero (na) di volte prefissato, ogni volta con un ritardo prestabilito (ta) dall'ultimo zerocrossing di detta tensione (V) verso detta polarità o segno prefissato e mentre detta tensione {V) ha la polarità o segno prefissato, in modo tale per cui a detto avvolgimento (W) viene somministrato un corrispondente numero (na) di impulsi di corrente aventi tutti lo stesso segno o verso.
  8. 8 . Sistema di controllo secondo la rivendicazione 7, in cui i mezzi di controllo (MC) sono predisposti per attuare, prima della procedura di preposizionamento del rotore (R), una procedura o fase di verìfica della libertà di rotazione del rotore (R).
  9. 9. Sistema di controllo secondo la rivendicazione 8, in cui i mezzi di controllo (MC) nella procedura o fase di verifica della libertà di rotazione del rotore (R) applicano all'avvolgimento di statore (W) un treno di (np) impulsi di corrente unidirezionali seguiti da un impulso di corrente di verifica (Itest1) di segno o verso opposto a quello degli impulsi precedenti, con un ritardo prefissato (td) rispetto all'ultimo zero-crossing della tensione di alimentazione (V).
  10. 10. Sistema di controllo secondo la rivendicazione 9, in cui i mezzi di controllo (MC) nella procedura o fase di verifica della libertà di rotazione del rotore (R) dopo detto impulso di corrente di verifica (Itesti) applicano all'avvolgimento di statore (W) un ulteriore numero (nq) di impulsi di corrente aventi lo stesso segno o verso di detto impulso di verifica (Itesti)#e poi, con un ulteriore ritardo prefissato (te) un impulso finale di verifica (I-tesc2) di segno o verso opposto a quello del primo impulso di verifica (Itesti).
  11. 11. Sistema di controllo secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui i mezzi di controllo (MC) sono predisposti per verificare, tramite i suddetti secondi mezzi rilevatori (2, 3) se a seguito del o degli impulsi di corrente di verifica (Iresti#Itest2) sul-l'avvolgimento dì statore (W) si sviluppa una forza controelettromotrice (E).
IT000459A 2007-06-26 2007-06-26 Sistema di controllo senza sensori di posizione per un motore elettrico sincrono ITTO20070459A1 (it)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000459A ITTO20070459A1 (it) 2007-06-26 2007-06-26 Sistema di controllo senza sensori di posizione per un motore elettrico sincrono
PCT/IB2008/052501 WO2009001291A2 (en) 2007-06-26 2008-06-24 A control system without position sensors for a synchronous electric motor
DE602008004914T DE602008004914D1 (de) 2007-06-26 2008-06-24 Steuerungssystem ohne positionssensoren für einen synchronelektromotor
US12/666,665 US8222856B2 (en) 2007-06-26 2008-06-24 Control system without position sensors for a synchronous electric motor
EP08789159A EP2168233B1 (en) 2007-06-26 2008-06-24 A control system without position sensors for a synchronous electric motor
AT08789159T ATE498236T1 (de) 2007-06-26 2008-06-24 Steuerungssystem ohne positionssensoren für einen synchronelektromotor
MX2009014044A MX2009014044A (es) 2007-06-26 2008-06-24 Sistema de control sin sensores de posicion para un motor electrico sincronico.
ES08789159T ES2360843T3 (es) 2007-06-26 2008-06-24 Sistema de control sin sensores de posición para motor eléctrico simultáneo.
KR1020107000528A KR101437716B1 (ko) 2007-06-26 2008-06-24 동기식 전기 모터를 위한 위치 센서가 없는 제어 시스템
CN2008800214126A CN101711453B (zh) 2007-06-26 2008-06-24 用于同步电动机的不带有位置传感器的控制系统
PL08789159T PL2168233T3 (pl) 2007-06-26 2008-06-24 Układ sterowania synchronicznym silnikiem elektrycznym bez czujników położenia

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000459A ITTO20070459A1 (it) 2007-06-26 2007-06-26 Sistema di controllo senza sensori di posizione per un motore elettrico sincrono

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITTO20070459A1 true ITTO20070459A1 (it) 2008-12-27

Family

ID=40029281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT000459A ITTO20070459A1 (it) 2007-06-26 2007-06-26 Sistema di controllo senza sensori di posizione per un motore elettrico sincrono

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8222856B2 (it)
EP (1) EP2168233B1 (it)
KR (1) KR101437716B1 (it)
CN (1) CN101711453B (it)
AT (1) ATE498236T1 (it)
DE (1) DE602008004914D1 (it)
ES (1) ES2360843T3 (it)
IT (1) ITTO20070459A1 (it)
MX (1) MX2009014044A (it)
PL (1) PL2168233T3 (it)
WO (1) WO2009001291A2 (it)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8030867B1 (en) 2006-07-29 2011-10-04 Ixys Ch Gmbh Sample and hold time stamp for sensing zero crossing of back electromotive force in 3-phase brushless DC motors
ITTO20070458A1 (it) * 2007-06-26 2008-12-27 Emerson Appliance Motors Europe Sistema di controllo della rotazione a regime di un motore elettrico sincrono
EP2224175B1 (de) 2009-02-27 2017-11-01 Hauser, Oswald Regelungssystem zur Regelung von Thermosolaranlagen sowie Verfahren
IT1393208B1 (it) * 2009-03-04 2012-04-11 Askoll P&C S R L Procedimento per il monitoraggio del carico di un motore elettrico sincrono in corrente alternata con rotore a magneti permanenti
EP2410651B1 (en) * 2010-07-23 2013-06-05 Askoll Holding S.r.l. Method for starting a permanent magnet single-phase synchronous electric motor and electronic device for implementing said method
SI2410653T1 (sl) 2010-07-23 2019-07-31 Askoll Holding S.R.L. Naprava za nadziranje sinhronega električnega motorja s permanentnim magnetnim rotorjem
ES2578956T3 (es) * 2010-10-11 2016-08-03 Askoll Holding S.R.L. Método para el control de la bomba de descarga de un aparato electrodoméstico y unidad de procesamiento para la implementación de dicho método
KR101945888B1 (ko) 2011-07-25 2019-02-11 아스콜 홀딩 에스.알.엘. 영구 자석 단상 동기 전기 모터 구동 방법 및 이를 구현하는 전자 장치
US9312798B2 (en) * 2011-10-11 2016-04-12 Sondex Limited Sensor commuated electric motor with sensorless angular position determination and method
ITTO20120311A1 (it) * 2012-04-10 2013-10-11 Gate Srl Dispositivo circuitale di controllo per un motore brushless trifase in corrente continua
CN102638210B (zh) * 2012-04-17 2015-04-01 峰岹科技（深圳）有限公司 一种爪极同步电机的驱动系统及其驱动方法
US9431938B2 (en) * 2013-06-13 2016-08-30 Dyson Technology Limited Method of controlling a brushless permanent-magnet motor
GB2515086B (en) 2013-06-13 2015-10-07 Dyson Technology Ltd Method of controlling of a brushless permanent-magnet motor
GB201310575D0 (en) 2013-06-13 2013-07-31 Dyson Technology Ltd Method of controllinf of a brushless permanent-magnet motor
US10056851B2 (en) 2014-05-30 2018-08-21 Eaton Corporation System and method for induction motor speed estimation using a soft starter system
WO2016127252A1 (en) 2015-02-10 2016-08-18 Evolution Engineering Inc. Method and apparatus for determining rotor position in a fluid pressure pulse generator
CN105156343B (zh) * 2015-07-05 2017-10-27 江门市金羚排气扇制造有限公司 一种小功率换气扇
CN105156339B (zh) * 2015-10-02 2017-12-01 江门市地尔汉宇电器股份有限公司 一种u形铁芯单相永磁同步电动机驱动的小型离心泵
JP6439771B2 (ja) * 2016-10-19 2018-12-19 トヨタ自動車株式会社 駆動装置および自動車

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4750872A (en) 1985-07-01 1988-06-14 Easthorpe Investments Ltd. Centrifugal pump with damped motor connection
FR2653613B1 (fr) 1989-10-20 1994-11-18 Eaton Controls Sa Procede et dispositif pour le demarrage d'un moteur electrique synchrone monophase.
IT1253596B (it) * 1991-10-31 1995-08-22 Sgs Thomson Microelectronics Sistema di avviamento per un motore brushless multifase, privo di sensori di posizione del rotore.
IT1289817B1 (it) 1996-12-30 1998-10-16 Plaset Srl Dispositivo per il controllo di un motore elettrico sincrono con rotore a magnete permanente
DE19701856A1 (de) 1997-01-21 1998-07-23 Wunnibald Kunz Elektronische Anlauf und Betriebssteuerung für einen Einphasen-Synchronmotor
IT1295316B1 (it) 1997-10-10 1999-05-04 Sisme Immobiliare S P A Motore sincrono monofase con rotore a magneti permanenti
DE19813095A1 (de) * 1998-03-25 1999-09-30 Ako Werke Gmbh & Co Vorrichtung zum Steuern eines Einphasen-Synchronmotors
DE19820929A1 (de) * 1998-05-09 1999-11-11 Ako Werke Gmbh & Co Vorrichtung zum Steuern eines Einphasen-Synchronmotors
ES2197822B1 (es) 2002-06-18 2005-09-16 Fagor, S. Coop. Dispositivo electronico para el control de un motor sincrono con rotor de iman permanente.
US7026772B2 (en) * 2004-01-14 2006-04-11 International Rectifier Corporation Position sensorless drive for permanent magnet synchronous motors

Also Published As

Publication number Publication date
US20100188037A1 (en) 2010-07-29
WO2009001291A2 (en) 2008-12-31
KR20100042255A (ko) 2010-04-23
US8222856B2 (en) 2012-07-17
DE602008004914D1 (de) 2011-03-24
KR101437716B1 (ko) 2014-09-18
MX2009014044A (es) 2010-03-25
ES2360843T3 (es) 2011-06-09
EP2168233B1 (en) 2011-02-09
WO2009001291A3 (en) 2009-04-09
CN101711453A (zh) 2010-05-19
EP2168233A2 (en) 2010-03-31
ATE498236T1 (de) 2011-02-15
CN101711453B (zh) 2012-05-30
PL2168233T3 (pl) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITTO20070459A1 (it) Sistema di controllo senza sensori di posizione per un motore elettrico sincrono
TWI404323B (zh) 同步電動機之控制
KR20130095775A (ko) 전기 기계의 제어
EP1793486B1 (en) Method for controlling ac motors
KR20030002559A (ko) 센서리스 비엘디씨 모터를 채용한 세탁기의 운전제어방법
ES2296184T3 (es) Circuito excitador para un motor electrico sincrono.
CN111213314B (zh) 用于起动和运行bldc电机的方法以及bldc电机
ITTO20070458A1 (it) Sistema di controllo della rotazione a regime di un motore elettrico sincrono
EP0909013A2 (en) Single-phase synchronous motor with permanent-magnet rotor and method of driving it
JP3146887B2 (ja) 直流ブラシレスモータの駆動装置
CN101635548A (zh) 无刷直流电机无位置传感器控制的平滑切换方法
ITTO930715A1 (it) Procedimento e sistema per il controllo di un motore elettrico brushless.
KR20080053276A (ko) 동기식 전기 모터, 특히 가전제품용 동기식 전기 모터를제어하기 위한 시스템 및 방법
JP4269921B2 (ja) ブラシレスモータの駆動装置
CN105846734A (zh) 三相旋转电机的控制装置
CN104796052B (zh) 一种无霍尔电机的启动方法及装置
CN103956944A (zh) 永磁同步电机带速启停控制系统及控制方法
JP2018121501A (ja) モータ制御装置、及びモータ制御方法
JPS60257791A (ja) ブラシレス直流モ−タの駆動装置
JPH11206181A (ja) センサレス・スイッチドリラクタンスモータの回転子位置検出装置及びその方法
TW546913B (en) Method for detecting starting position of synchronous motor&#39;s permanent magnetic pole and apparatus thereof
US20230369999A1 (en) Method of controlling a brushless permanent-magnet motor
JP3326256B2 (ja) ブラシレスモータの始動方法
JP2003143881A (ja) 同期電動機の始動制御装置
JPH1023784A (ja) 圧縮機用直流ブラシレスモータ駆動装置