專利名稱：開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法，尤其是涉及一種先檢測出連接端的電壓，再根據(jù)電壓值以改變施加在驅(qū)動各相的開關(guān)器件上的脈沖信號功率的方法。
背景技術(shù)：
一般情況下，開關(guān)磁阻電機驅(qū)動時要有位置信號，即使只采用一個位置傳感器也能夠準確地得到電機的正/反旋轉(zhuǎn)的變更時間，用此來控制該開關(guān)磁阻電機正/反向旋轉(zhuǎn)。
下面，結(jié)合圖1說明已有技術(shù)中具有3個位置傳感器的開關(guān)磁阻電機的電路結(jié)構(gòu)和該電機的工作原理。
如圖1所示，是一般6/4結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機的電源電路以及驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)。所述的電源電路以及驅(qū)動電路包括依次向開關(guān)磁阻電機線圈施加電壓的控制用電源裝置(11)；向上述控制用電源裝置(SMPS)施加信號使電壓控制在15伏-40伏之間變化的微型計算機(12)；用來檢測出電機內(nèi)轉(zhuǎn)子的位置，并輸出轉(zhuǎn)子的位置信號的三個位置傳感器(Sa、Sb、Sc)和根據(jù)上述轉(zhuǎn)子位置信號對開關(guān)器件進行開/關(guān)切換的，由PNP開關(guān)器件構(gòu)成的基礎(chǔ)驅(qū)動電路(13)；N相并聯(lián)的三個電機線圈(La、Lb、Lc)；與上述電機線圈(La、Lb、Lc)分別上下串連的三個上部開關(guān)器件(Q1a、Q1b、Q1c)和三個對應的下部開關(guān)器件(Q2a、Q2b、Q2c)；所述的上部三個開關(guān)器件(Q1a、Q1b、Q1c)的集電極和分別對應的與下部三個開關(guān)器件(Q2a、Q2b、Q2c)的發(fā)射極之間對應地連接的三個單向二極管(FRD2、FRD4、FRD6)；所述上部三個開關(guān)器件(Q1a、Q1b、Q1c)的發(fā)射極和下部三個開關(guān)器件(Q2a、Q2b、Q2c)的集電極之間分別對應連接三個單向二極管(FRD3、FRD5、FRD7)；分別連接在上述上部三個開關(guān)器件(Q1a、Q1b、Q1c)的基極和下部三個開關(guān)器件(Q2a、Q2b、Q2c)的集電極之間的能使上述上部三個開關(guān)器件(Q1a、Q1b、Q1c)和下部三個開關(guān)器件(Q2a、Q2b、Q2c)同時導通的三個電阻(R21、R22、R23)；用來檢測出上述下部三個開關(guān)器件(Q2a、Q2b、Q2c)各相上電流的三個電阻(Rd1、Rd2、Rd3)。
下面對具有上述結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機的工作原理進行說明。
首先，微型計算機(12)通過其輸出端口(PORT1)向電源裝置施加可以改變電機速度的電壓信號。
上述控制用電源裝置(11)是開關(guān)式電源(SMPS)。該控制用電源裝置(11)的電壓可以在15伏-40伏之間變化，將變化的電壓供給開關(guān)磁阻電機(SRM)，隨之開關(guān)磁阻電機(SRM)的轉(zhuǎn)子便可以旋轉(zhuǎn)，并且其旋轉(zhuǎn)速度是可以變化的。
這時通過三個位置傳感器(Sa、Sb、Sc)檢測出電機轉(zhuǎn)子的位置，即，檢測出轉(zhuǎn)子的位置信號輸出在基礎(chǔ)驅(qū)動電路(13)的A相上的位置傳感器(PHOTO Sa)上，則PNP開關(guān)器件(PNP1)被導通，便能使定子線圈A相上產(chǎn)生電流。
隨著上述PNP開關(guān)器件(PNP1)被導通，有一個高電位的信號(Sa)供給A相的下部開關(guān)器件(Q2a)的基極，則A相的下部開關(guān)器件(Q2a)被導通，A相的下部開關(guān)器件(Q2a)被導通后，電流往地線分流，通過電阻(R21)向A相的上部開關(guān)器件(Q1a)的基極施加一個低電位信號，A相的上部開關(guān)器件(Q1a)也被導通，于是在A相電機線圈(La)上可以產(chǎn)生電流。
A相的電機線圈(La)上被產(chǎn)生電流后的瞬間，基礎(chǔ)驅(qū)動電路(13)的B相位置傳感器(PHOTO Sb)上也有信號產(chǎn)生，這時A相的位置傳感器(PHOTOSa)被關(guān)閉，隨之PNP開關(guān)器件(PNP1)也被關(guān)閉，于是A相的下部開關(guān)器件(Q2a)被關(guān)閉的同時上部的開關(guān)器件(Q1a)也同時被關(guān)閉，進而電機線圈(La)上產(chǎn)生的磁通被單向二極管(FRD3、FRD2)釋放，電機便平滑地開始旋轉(zhuǎn)。
B相位置傳感器(PHOTO Sb)上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置信號使PNP開關(guān)器件(PNP2)導通，隨著PNP開關(guān)器件(PNP2)的導通，一個高電位的信號(Sb)提供給B相下部開關(guān)器件(Q2b)的基極，則B相下部開關(guān)器件(Q2b)被導通。
隨著B相的下部開關(guān)器件(Q2b)被導通，電流向地線分流，通過電阻(R22)向B相的上部開關(guān)器件(Q1b)的基極施加一個低電位信號，這樣一來，B相的上部開關(guān)器件(Q1b)也被導通，于是便在B相電機線圈(Lb)上產(chǎn)生電流。
上述B相的電機線圈(Lb)上被產(chǎn)生電流后的瞬間基礎(chǔ)驅(qū)動電路(13)的C準到特定的相上，即向驅(qū)動特定相的開關(guān)器件的門施加帶有指定寬度的脈寬調(diào)制信號，經(jīng)過一定轉(zhuǎn)速后逐漸縮小脈寬，直到縮小到預期達到的寬度，將轉(zhuǎn)子校準到特定相上。
但是，上述已有技術(shù)，將轉(zhuǎn)子校準到特定相上時，如果外部電源發(fā)生變化不能發(fā)生均一的脈寬調(diào)制信號，導致不能準確地校準轉(zhuǎn)子，同時由于電流校準轉(zhuǎn)子錯誤，則會產(chǎn)生很強的噪音。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種開關(guān)磁阻電機校準脈寬調(diào)制信號的補償方法，即，將開關(guān)磁阻電機校準到特定的相位時，先檢測出外部電源直流連接端的電壓，再根據(jù)該電壓值改變向驅(qū)動各相的開關(guān)器件施加的脈寬調(diào)制信號的功率比。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括以下二個步驟第一步，將檢測出的直流連接端電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；第二步，按照指定轉(zhuǎn)數(shù)反復執(zhí)行第一步，然后檢測出平均值，為了相的一致，改變校準用脈寬調(diào)制信號的功率比并將其施加在特定相上。
所述第二步包括以下三種情形之一(1)當所述數(shù)字信號平均值大于或等于第1基準值時，則利用第1設定功率比輸出脈寬調(diào)制信號；或(2)當所述數(shù)字信號平均值小于第1基準值而又大于或等于第2基準值時，則利用第2設定功率比輸出脈寬調(diào)制信號；或(3)當所述數(shù)字信號平均值大于第2基準值時，則利用第3設定功率比輸出脈寬調(diào)制信號。所述第1基準值為187，第2基準值為156。所述第1設定功率比為34.8％，第2設定功率比為36.8％，第3設定功率比為38.8％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有意效果是將開關(guān)磁阻電機校準到特定的相位時，檢測出直流連接端的電壓，根據(jù)電壓值改變施加在驅(qū)動各相開關(guān)器件上的脈沖信號的功率。于是在電機初期啟動時能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子準確校準到特定的相位，同時可以減少校準時發(fā)生的噪音。


圖1是具有一般6/4結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機的電源電路以及驅(qū)動電路圖；圖2是本發(fā)明開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法的工作流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法作進一步詳細描述首先明確本發(fā)明開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法適用的裝置的電路與圖1所示的電路相同，在此省略。
圖2是本發(fā)明開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法的工作流程圖。如圖所示，第一步，將檢測出的直流連接端電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；第二步，按照指定轉(zhuǎn)數(shù)反復執(zhí)行10次第一步，然后檢測出這10次數(shù)字信號的平均值，為了相的一致，改變校準用脈寬調(diào)制信號的功率比并將其施加在特定相上。
其中，所述第二步包括以下三種情形之一(1)當所述數(shù)字信號平均值大于或等于第1基準值時，則利用第1設定功率比輸出脈寬調(diào)制信號；或(2)當所述數(shù)字信號平均值小于第1基準值而又大于或等于第2基準值時，則利用第2設定功率比輸出脈寬調(diào)制信號；或(3)當所述數(shù)字信號平均值大于第2基準值時，則利用第3設定功率比輸出脈寬調(diào)制信號。所述第1基準值為187，第2基準值為156。所述第1設定功率比為34.8％，第2設定功率比為36.8％，第3設定功率比為38.8％。改變電機速度的電壓信號。
上述控制用電源裝置(11)是開關(guān)式電源(SMPS)。該控制用電源裝置(11)的電壓可以在15伏-40伏之間變化，將變化的電壓供給開關(guān)磁阻電機(SRM)，隨之開關(guān)磁阻電機(SRM)的轉(zhuǎn)子便可以旋轉(zhuǎn)，并且其旋轉(zhuǎn)速度是可以變化的。
這時通過三個位置傳感器(Sa、Sb、Sc)檢測出電機轉(zhuǎn)子的位置，即，檢測出轉(zhuǎn)子的位置信號輸出在基礎(chǔ)驅(qū)動電路(13)的A相上的位置傳感器(PHOTO Sa)上，則PNP開關(guān)器件(PNP1)被導通，便能使定子線圈A相上產(chǎn)生電流。
隨著上述PNP開關(guān)器件(PNP1)被導通，有一個高電位的信號(Sa)供給A相的下部開關(guān)器件(Q2a)的基極，則A相的下部開關(guān)器件(Q2a)被導通，A相的下部開關(guān)器件(Q2a)被導通后，電流往地線分流，通過電阻(R21)向A相的上部開關(guān)器件(Q1a)的基極施加一個低電位信號，A相的上部開關(guān)器件(Q1a)也被導通，于是在A相電機線圈(La)上可以產(chǎn)生電流。
A相的電機線圈(La)上被產(chǎn)生電流后的瞬間，基礎(chǔ)驅(qū)動電路(13)的B相位置傳感器(PHOTO Sb)上也有信號產(chǎn)生，這時A相的位置傳感器(PHOTOSa)被關(guān)閉，隨之PNP開關(guān)器件(PNP1)也被關(guān)閉，于是A相的下部開關(guān)器件(Q2a)被關(guān)閉的同時上部的開關(guān)器件(Q1a)也同時被關(guān)閉，進而電機線圈(La)上產(chǎn)生的磁通被單向二極管(FRD3、FRD2)釋放，電機便平滑地開始旋轉(zhuǎn)。
B相位置傳感器(PHOTO Sb)上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置信號使PNP開關(guān)器件(PNP2)導通，隨著PNP開關(guān)器件(PNP2)的導通，一個高電位的信號(Sb)提供給B相下部開關(guān)器件(Q2b)的基極，則B相下部開關(guān)器件(Q2b)被導通。
隨著B相的下部開關(guān)器件(Q2b)被導通，電流向地線分流，通過電阻(R22)向B相的上部開關(guān)器件(Q1b)的基極施加一個低電位信號，這樣一來，B相的上部開關(guān)器件(Q1b)也被導通，于是便在B相電機線圈(Lb)上產(chǎn)生電流。
上述B相的電機線圈(Lb)上被產(chǎn)生電流后的瞬間基礎(chǔ)驅(qū)動電路(13)的C相的位置傳感器(PHOTO Sc)產(chǎn)生信號，這時C相的上下部對應的一對開關(guān)器件(Q1、Q2)被導通，從而在上述C相的電機線圈(Lc)上形成電流，使電機加速旋轉(zhuǎn)。反復進行這樣的工作，開關(guān)磁阻電機可以旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明通過如下方法將轉(zhuǎn)子校準到特定的相位。首先微型計算機檢測出直流連結(jié)端電壓，將電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，再將所述數(shù)字信號與使用者初期設定的基準值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整脈寬調(diào)制信號的功率比，使轉(zhuǎn)子校準到特定的相位上。
下面結(jié)合圖2作進一步詳細說明。
首先，為了讓微型計算機能夠掌握外部電壓的變化，先檢測出直流連接端的電壓，通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將檢測出的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。反復10次執(zhí)行上述工作過程，并得出上述10次數(shù)字信號的平均值。
然后，將上述數(shù)字信號的平均值與通過實驗已設定的第1、第2基準值進行比較，通過比較結(jié)果來調(diào)整脈寬調(diào)制信號的功率比，使轉(zhuǎn)子校準到一定的相位上。通過實驗設定上述第1基準值為187，第2基準值為156。
下面說明上述數(shù)字信號的平均值和第1、第2基準值進行比較后，可能產(chǎn)生的不同的結(jié)果。
當上述數(shù)字信號平均值大于或等于第1基準值187時，則輸出功率比為34.8％的脈寬調(diào)制信號；或當上述數(shù)字信號平均值比第1基準值187小，而又大于或等于第2基準值156時，則輸出功率比為36.8％的脈寬調(diào)制信號；或上述當數(shù)字信號平均值小于第2基準值156時，則輸出功率比為38.8％的脈寬調(diào)制信號。
總而言之，本發(fā)明通過如下方法將轉(zhuǎn)子校準到一定的相位。檢測出直流連接端電壓，將檢測出的電壓與使用者通過實驗初期設定的基準值進行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果來調(diào)整脈寬調(diào)制信號的功率比，使轉(zhuǎn)子校準到一定的相位上。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法，其特征在于它包括以下二個步驟第一步，將檢測出的直流連接端電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；第二步，按照指定轉(zhuǎn)數(shù)反復執(zhí)行第一步，然后檢測出平均值，為了相的一致，改變校準用脈寬調(diào)制信號的功率比并將其施加在特定相上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法，其特征在于所述第二步包括以下三種情形之一(1)當所述數(shù)字信號平均值大于或等于第1基準值時，則利用第1設定功率比輸出脈寬調(diào)制信號；或(2)當所述數(shù)字信號平均值小于第1基準值而又大于或等于第2基準值時，則利用第2設定功率比輸出脈寬調(diào)制信號；或(3)當所述數(shù)字信號平均值大于第2基準值時，則利用第3設定功率比輸出脈寬調(diào)制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法，其特征在于所述第1基準值為187，第2基準值為156。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法，其特征在于所述第1設定功率比為34.8％，第2設定功率比為36.8％，第3設定功率比為38.8％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關(guān)磁阻電機的校準脈寬調(diào)制信號的補償方法。其技術(shù)方案要點是先檢測出直流連接端電壓，再根據(jù)上述電壓值可以改變施加在驅(qū)動各相開關(guān)器件上的脈沖信號功率。為此，本發(fā)明分為如下兩個步驟執(zhí)行第一步，將檢測出的直流連接端電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；第二步，按照指定轉(zhuǎn)數(shù)反復執(zhí)行第一步，檢測出這些數(shù)字信號的平均值，為了相的一致，改變校準用脈寬調(diào)制信號的功率比并將其施加在特定相上。本發(fā)明具有在電機初期啟動時能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子準確校準到特定的相位上的特點，同時可以減少校準時發(fā)生的噪音。
文檔編號H02P6/22GK1412940SQ0113637
公開日2003年4月23日 申請日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月12日
發(fā)明者金相永 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司