專利名稱：無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法，特別是涉及適合在起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)矩的無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法。
例如，在日本特公平5-24760號(hào)公報(bào)記載的無電刷電動(dòng)機(jī)中，鑒于通電在3相定子繞組中依次不同的2相間進(jìn)行，檢測(cè)在未通電的相感應(yīng)出的電壓，根據(jù)該檢測(cè)的電壓計(jì)算出轉(zhuǎn)子的位置。在該無電刷電動(dòng)機(jī)中，不能獲得成為起動(dòng)時(shí)計(jì)算出轉(zhuǎn)子的位置的基準(zhǔn)的感應(yīng)電壓，所以，先進(jìn)行使轉(zhuǎn)子稍回轉(zhuǎn)的強(qiáng)制轉(zhuǎn)流。強(qiáng)制轉(zhuǎn)流指不論轉(zhuǎn)子的位置如何，在定子的各相間的任意相間例如U相和V相間通電(以下稱“1相通電”)。根據(jù)此時(shí)的感應(yīng)電壓檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的位置，之后，將該檢測(cè)位置作為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移到通常的通電。
在電動(dòng)機(jī)未通電的自由的狀態(tài)下停止時(shí)的轉(zhuǎn)子與定子的相對(duì)位置關(guān)系由磁鐵的吸引力和排斥力的關(guān)系規(guī)定。例如，在具有3相的固定繞組的外轉(zhuǎn)子型的無電刷電動(dòng)機(jī)的場合，作為轉(zhuǎn)子和定子的相對(duì)位置的停止位置存在如圖12所示的6種形式即停止位置p1-p6。圖12示出上述電動(dòng)機(jī)在自由狀態(tài)下停止時(shí)的轉(zhuǎn)子與定子的相對(duì)位置關(guān)系，同時(shí)，示出無電刷電動(dòng)機(jī)的要部的構(gòu)成。
在圖12中，對(duì)于轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向，將圖中的逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)稱為正轉(zhuǎn)Rs，將順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)稱為逆轉(zhuǎn)Rr。在無電刷電動(dòng)機(jī)的內(nèi)周側(cè)配置定子100，在外周配置轉(zhuǎn)子200。定子100具有U、V、W相的磁極300。在磁極300卷繞繞組。在轉(zhuǎn)子200設(shè)置沿周向交替地具有N極和S極的極性的永久磁鐵m1、m2、m3、…。
下面根據(jù)


從這些各停止位置p1-p6不進(jìn)行初期勵(lì)磁地從U相向W相強(qiáng)制轉(zhuǎn)流的場合的轉(zhuǎn)子的動(dòng)作。從U相向W相通電時(shí)，U相的極性為N極，W相為S極。
在停止位置p1，U相的N極吸引磁鐵m2的S極，磁鐵m2的S極受到W相的S極的排斥，轉(zhuǎn)子200按最大的轉(zhuǎn)矩朝正轉(zhuǎn)方向Rs回轉(zhuǎn)。在停止位置p2，磁鐵m2的S極受到U相的N極吸引，同時(shí)，磁鐵m3的N極受到排斥，轉(zhuǎn)子200按最大的轉(zhuǎn)矩朝正轉(zhuǎn)方向Rs回轉(zhuǎn)。在停止位置p3，U相的N極和磁鐵m2的S極間的吸引力與W相的S極和磁鐵m1的N極間的吸引力相互平衡，所以，不對(duì)轉(zhuǎn)子200產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力。
在停止位置p4，磁鐵m2的N極受W相的S極吸引，同時(shí)，磁鐵m1的S極受到排斥，轉(zhuǎn)子200朝反轉(zhuǎn)方向Rr回轉(zhuǎn)。同樣，在停止位置p5，磁鐵m3的S極受到N極吸引，同時(shí)，磁鐵m2的N極受到排斥，轉(zhuǎn)子200朝反轉(zhuǎn)方向Rr回轉(zhuǎn)。在停止位置p6，U相的N極和磁鐵m2的N極間的排斥力與W相的S極和磁鐵m1的S極間的排斥力相互平衡，所以，不發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)子200的回轉(zhuǎn)力。
這樣，在停止位置p3、p6，不發(fā)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即使發(fā)生也較小，所以，有時(shí)不能使無電刷電機(jī)起動(dòng)。特別是與無電刷電動(dòng)機(jī)相連的負(fù)荷大、要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的場合易于成為問題。例如，在內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))起動(dòng)用的電動(dòng)機(jī)中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦大，所以，即使使用大的能力的電動(dòng)機(jī)，也經(jīng)常發(fā)生不能獲得足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的場合。另外，在停止位置p4、p5，轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，所以，不能獲得轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)所需的感應(yīng)電壓，不能轉(zhuǎn)移到通常的通電。這樣，當(dāng)從電動(dòng)機(jī)停止于自由狀態(tài)的狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的場合為6次中的2次，即概率僅為1/3。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種即使在不使用轉(zhuǎn)子的位置檢測(cè)元件的場合也可獲得大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種在進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流的場合可按大的概率(準(zhǔn)確率)確實(shí)地使其正轉(zhuǎn)的無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法，該無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有磁鐵轉(zhuǎn)子和按120°電角的相位差配置的第1、第2、第3定子繞組，根據(jù)隨著上述轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)在上述各定子繞組感應(yīng)的電壓信號(hào)對(duì)上述各定子繞組依次通電進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流；其第1特征在于起動(dòng)時(shí)，作為初期勵(lì)磁，從上述第2定子繞組向第1定子繞組通電，使上述轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)而定位，另外，從上述第2定子繞組向第3定子繞組通電，使上述轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)而定位，接著從上述第1定子繞組向第3定子繞組通電，開始強(qiáng)制轉(zhuǎn)流動(dòng)作。
按照該特征，可在最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的位置起動(dòng)無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
另外，本發(fā)明的第2特征在于將上述初期勵(lì)磁的通電時(shí)間大體設(shè)定為直到由該初期勵(lì)磁產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)停止、位置穩(wěn)定的時(shí)間；另外，第3特征在于該初期勵(lì)磁的通電時(shí)間以從轉(zhuǎn)子自然停止的6個(gè)各位置到進(jìn)行初期勵(lì)磁時(shí)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子停止、使其位置穩(wěn)定為止的時(shí)間中的最長時(shí)間為基準(zhǔn)設(shè)定。
按照該第2、第3特征，可節(jié)省向無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的通電電力，而且可縮短起動(dòng)時(shí)間。
另外，本發(fā)明的第4特征在于通過將上述轉(zhuǎn)子連接于發(fā)動(dòng)機(jī)，作為發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。
按照該第4特征，即使對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)的大的摩擦也可不失調(diào)地進(jìn)行確實(shí)的起動(dòng)。
圖2為圖1的V-V斷面圖。
圖3為發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置的系統(tǒng)圖。
圖4為示出發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置的起動(dòng)控制的流程圖。
圖5為示出初期勵(lì)磁的控制的流程圖。
圖6為示出第1、第2初期勵(lì)磁的動(dòng)作的說明圖。
圖7為示出第1、第2初期勵(lì)磁的動(dòng)作的說明圖。
圖8為示出強(qiáng)制轉(zhuǎn)流的第1實(shí)施形式的控制流程圖。
圖9為示出強(qiáng)制轉(zhuǎn)流的第2實(shí)施形式的控制流程圖。
圖10為示出通常通電的控制的流程圖。
圖11為示出在對(duì)處于初期停止位置p1-p6進(jìn)行單相勵(lì)磁時(shí)轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定時(shí)間的圖。
圖12為示出在自由狀態(tài)下停止時(shí)的轉(zhuǎn)子與定子的相對(duì)位置關(guān)系的圖。
發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置1具有發(fā)動(dòng)機(jī)2和發(fā)電機(jī)3。發(fā)電機(jī)3為磁鐵式多極發(fā)電機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)2的曲軸4由設(shè)于曲軸箱5的側(cè)壁5a的軸承6支承，一端被引出到發(fā)動(dòng)機(jī)2的外部。在圍住曲軸4的曲軸箱5的側(cè)壁5a的周緣凸起部由螺栓8固定環(huán)狀星形鐵心7。鐵心7由環(huán)狀的軛鐵部7a和從其以放射狀凸出的27個(gè)凸極部7b構(gòu)成。
在上述軛鐵部7a依次交互地卷繞3相的線圈，構(gòu)成定子8。鐵心7通過這樣多極化，可取出大的輸出，同時(shí)，可縮短環(huán)狀的軛鐵部7a和凸極部7b的徑向尺寸，實(shí)現(xiàn)輕量化。
在曲軸4的前端配合作為鍛造品的輪轂9，在該輪轂9接合兼作轉(zhuǎn)子軛鐵的飛輪10。飛輪10由將高張力鋼板壓力成形為杯狀而形成的圓盤部10a和圓筒部10b構(gòu)成。圓盤部10a固定于輪轂9，圓筒部10b覆蓋鐵心7的凸極部7b外側(cè)地安裝。
在飛輪10的圓筒部10b的內(nèi)周面沿周向固定18個(gè)具有大磁力的釹系磁鐵11，構(gòu)成外轉(zhuǎn)子型磁鐵轉(zhuǎn)子12。這樣的轉(zhuǎn)子12通過在圓筒部10b的內(nèi)周面敷設(shè)磁鐵11而形成，可確保充足的質(zhì)量，由此可獲得作為飛輪的效果。
在飛輪10的圓盤部10a安裝冷卻扇13。冷卻扇13在圓環(huán)狀的基板13a的一方的側(cè)面沿周向立設(shè)多個(gè)葉片13b，基板13a固定于飛輪10的圓盤部10a的外表面。覆蓋冷卻扇13的風(fēng)扇罩14形成從飛輪10側(cè)方到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)2的冷卻風(fēng)的導(dǎo)風(fēng)路14a。
圖3為發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置1的系統(tǒng)圖。發(fā)電機(jī)3由(內(nèi)燃)發(fā)動(dòng)機(jī)2驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生3相交流。發(fā)電機(jī)3的輸出交流由變流器15進(jìn)行全波整流變換成直流，該變流器15由將半導(dǎo)體整流元件組裝到電橋獲得的整流電路構(gòu)成。從變流器15輸出的直流由電容器平滑電路16平滑化后輸入到逆變器17，由構(gòu)成逆變器17的FET的電橋電路變換成規(guī)定的頻率的交流。從逆變器17輸出的交流輸入到解調(diào)濾波器18，僅低頻成分(例如商用頻率)通過。通過解調(diào)濾波器18的交流通過繼電器19和熔斷器20連接到輸出端子21。繼電器19在發(fā)動(dòng)機(jī)2起動(dòng)時(shí)成為“開”，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)2起動(dòng)到規(guī)定程度時(shí)，成為“閉”。
發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置1的發(fā)電機(jī)3可作為起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2用的起動(dòng)機(jī)使用。發(fā)電機(jī)3具有用于這一目的的起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器22。為了向起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器22供給發(fā)動(dòng)機(jī)2起動(dòng)用的電流，設(shè)置整流電路23和平滑電路24。整流電路23由高次諧波濾波器231和變流器232構(gòu)成。高次諧波濾波器231連接到輸出端子21。發(fā)電機(jī)3的輸出側(cè)例如連接到交流200V的單相電源25，供給來自該電源25的用于起動(dòng)的交流。該交流輸入到高次諧波濾波器231而將高次諧波除去，在由變流器232變換成直流后，進(jìn)一步通過平滑電路24供給起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器22，作為其電源使用。
起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器22為了起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2，向發(fā)電機(jī)3的3相繞組的各相按預(yù)定的順序依次供給電流。設(shè)置有用于向各相的繞組供給電流的開關(guān)元件(FET)221、CPU222、不使用檢測(cè)轉(zhuǎn)子12的位置的傳感器的無傳感器驅(qū)動(dòng)部223。該無傳感器驅(qū)動(dòng)部223隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)，根據(jù)在形成電角120°的相位差配置的第1、第2、第3定子繞組中感應(yīng)起的電壓信號(hào)，檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的位置，決定向該定子繞組的通電。
圖4為示出發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置1的起動(dòng)控制的流程圖。當(dāng)發(fā)電機(jī)3從自由地停止回轉(zhuǎn)的狀態(tài)起動(dòng)時(shí)，可能根據(jù)轉(zhuǎn)子·定子的相互位置關(guān)系在強(qiáng)制轉(zhuǎn)流時(shí)不能獲得大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。另外，可能不正轉(zhuǎn)。因此，在步驟S1、S2，進(jìn)行用于使轉(zhuǎn)子12位移到可由強(qiáng)制轉(zhuǎn)流獲得最大的轉(zhuǎn)矩而且正轉(zhuǎn)的那樣的轉(zhuǎn)子·定子的相互關(guān)系位置的第1、第2的初期勵(lì)磁。由這些初期勵(lì)磁，可使轉(zhuǎn)子12位移到能夠獲得最大轉(zhuǎn)矩的規(guī)定位置。第1和第2初期勵(lì)磁的相互通電的相不同，但處理相同(在后面說明)。如后面說明的那樣，由2次初期勵(lì)磁，即使在轉(zhuǎn)子·定子處于上述自由的停止?fàn)顟B(tài)時(shí)即按任何相互位置關(guān)系(圖12的停止位置p1-p6)停止時(shí)，也可使轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)移到能夠獲得最大轉(zhuǎn)矩的位置。初期勵(lì)磁時(shí)間過短時(shí)，轉(zhuǎn)子的移動(dòng)不穩(wěn)定，在應(yīng)停止的位置擺動(dòng)，所以，在初期勵(lì)磁的通電時(shí)間，為直到轉(zhuǎn)子位置穩(wěn)定的時(shí)間例如1秒左右較好。
在步驟S3，進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流。強(qiáng)制轉(zhuǎn)流根據(jù)使上述第2初期勵(lì)磁結(jié)束后的可獲得上述最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子·定子的位置關(guān)系進(jìn)行單相通電。由強(qiáng)制轉(zhuǎn)流從未通電的相檢測(cè)感應(yīng)電壓，根據(jù)該感應(yīng)電壓檢測(cè)出轉(zhuǎn)子12的位置。當(dāng)檢測(cè)出感應(yīng)電壓從而檢測(cè)出轉(zhuǎn)子12的位置時(shí)，前進(jìn)到步驟S4，進(jìn)行通常的通電即通常電能。
圖5為示出初期勵(lì)磁(第1和第2初期勵(lì)磁相同)的處理的流程圖。在步驟S10，控制上述FET221，對(duì)預(yù)定的相通電，在第1初期勵(lì)磁中，從V相向U相通電，在第2初期勵(lì)磁中，從V相向W相通電。在步驟S11，使通電負(fù)荷的初期值增大預(yù)定的增量值(例如1％)。在步驟S12，發(fā)生反電動(dòng)勢(shì)后，判斷轉(zhuǎn)子12是否停止在轉(zhuǎn)子·定子的起始位置(后述的p1-p6或p1′-p6′)。如停止，則反電動(dòng)勢(shì)為“0”，所以，根據(jù)反電動(dòng)勢(shì)是否為“0”，判斷轉(zhuǎn)子12是否停止在起始位置。在該判斷步驟中，判斷一旦發(fā)生反電動(dòng)勢(shì)后的反電動(dòng)熱是否為“0”，在一次也不發(fā)生反電動(dòng)勢(shì)的場合，判斷為“否”。如步驟S12為肯定，則判斷初期勵(lì)磁結(jié)束，前進(jìn)到下一處理。即，第1初期勵(lì)磁后，轉(zhuǎn)移到第2初期勵(lì)磁，在第2初期勵(lì)磁后，轉(zhuǎn)移到強(qiáng)制轉(zhuǎn)流。
當(dāng)步驟S12為否定時(shí)，前進(jìn)到步驟S13，判斷FET221的通電負(fù)荷是否在預(yù)定的上限值(例如50％)以上。如不在上限值以上，則按現(xiàn)有負(fù)荷通電(步驟S14)，前進(jìn)到步驟S11。當(dāng)即使負(fù)荷達(dá)到上限值轉(zhuǎn)子12也不停止于起始位置或一次也不發(fā)生反電動(dòng)勢(shì)時(shí)，步驟S13為肯定，判斷處于鎖定狀態(tài)或過負(fù)荷狀態(tài)，在步驟S15使負(fù)荷為“0”，失敗結(jié)束(步驟S16)。
下面參照?qǐng)D6和圖7具體說明上述第1初期勵(lì)磁和第2初期勵(lì)磁的動(dòng)作。圖6、圖7的最左側(cè)的停止位置p1-p6示出轉(zhuǎn)子200相對(duì)停止時(shí)的定子100的初期停止位置，這與圖12的停止位置p1-p6相同。為了進(jìn)行第1初期勵(lì)磁，當(dāng)從V相向U相通電時(shí)，V相的極性為N極，U相的極性為S極。為此，處于初期停止位置p1的轉(zhuǎn)子200的永久磁鐵m2由V相N極吸引，永久磁鐵m3由U相S極吸引，獲得定子100和轉(zhuǎn)子200的磁極的平衡，轉(zhuǎn)子200不動(dòng)，成為停止位置p1′。初期停止位置p2-p6的場合的定子100與轉(zhuǎn)子200的相互位置關(guān)系也按同樣的理由分別成為停止位置p2′-p6′?？梢钥闯觯瑑H停止位置p1′-p6′中的停止位置p4′與其它停止位置p1′-p3′、p5′、p6′不同。
然后，當(dāng)為了第2初期勵(lì)磁而從V相對(duì)W相通電時(shí)，V相的極性為N極、W相的極性為S極。這樣，轉(zhuǎn)子200的S極受W相S極排斥，N極受到吸引，在S極的永久磁鐵m2來到V相N極的位置、N極的永久磁鐵m1來到W相S極的位置的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子200停止?？梢钥闯?，該停止位置p1″通過對(duì)由上述第1初期勵(lì)磁獲得的全部的停止位置p1′-p6′進(jìn)行第2初期勵(lì)磁而獲得。即，當(dāng)對(duì)最初的停止位置p1-p6實(shí)施第1、第2初期勵(lì)磁時(shí)，可收斂到1個(gè)停止位置p1″。該定子與轉(zhuǎn)子的位置關(guān)系為由作為下一強(qiáng)制轉(zhuǎn)流的從U相向W相的通電成為U相N極、W相S極時(shí)獲得正轉(zhuǎn)時(shí)最大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的位置。
因此，當(dāng)對(duì)處于上述停止位置p1″的狀態(tài)的發(fā)電機(jī)實(shí)施強(qiáng)制轉(zhuǎn)流時(shí)，由于從獲得最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子、定子的位置關(guān)系起動(dòng)，所以，發(fā)電機(jī)平滑地朝正轉(zhuǎn)側(cè)開始回轉(zhuǎn)。
下面，參照?qǐng)D11說明上述第1、第2初期勵(lì)磁的勵(lì)磁時(shí)間。圖11示出當(dāng)對(duì)處于上述停止位置p1-p6的定子和轉(zhuǎn)子進(jìn)行單相勵(lì)磁時(shí)在轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定之前所需時(shí)間。如初期勵(lì)磁時(shí)間過短，則轉(zhuǎn)子的動(dòng)作不穩(wěn)定，在應(yīng)停止的位置擺動(dòng)。由圖可以看出，從開始初期勵(lì)磁到轉(zhuǎn)子的動(dòng)作穩(wěn)定的時(shí)間在停止位置p5時(shí)最大，即為0.7秒。因此，預(yù)計(jì)具有余量，轉(zhuǎn)子的動(dòng)作穩(wěn)定之前的初期勵(lì)磁的通電時(shí)間例如最好為1秒左右。
圖8為示出強(qiáng)制轉(zhuǎn)流的處理的流程圖。在步驟S20，進(jìn)行預(yù)定的相例如從U相向W相的通電。在步驟S21，使PWM的負(fù)荷慢慢地增加，例如每次增加1％。在步驟S22，判斷使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需的轉(zhuǎn)矩例如需要特別大的轉(zhuǎn)矩的超過壓縮上止點(diǎn)時(shí)的電流是否為超過按通電容許值為基準(zhǔn)設(shè)定的上限值的值(過電流)。
在該步驟S22的判斷為肯定的場合即成為上限值的場合，為了保護(hù)驅(qū)動(dòng)器的開關(guān)元件等，前進(jìn)到步驟S24，使負(fù)荷例如減少1％。在步驟S25中，按該減少1％的負(fù)荷實(shí)施/繼續(xù)強(qiáng)制轉(zhuǎn)流。
另外，當(dāng)該步驟S22的判斷為否定時(shí)，前進(jìn)到步驟S23，判斷內(nèi)燃機(jī)是否回轉(zhuǎn)到預(yù)先設(shè)定的回轉(zhuǎn)次數(shù)例如10轉(zhuǎn)以上。如步驟S23為肯定，則判斷強(qiáng)制轉(zhuǎn)流產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)到達(dá)穩(wěn)定區(qū)域，結(jié)束強(qiáng)制轉(zhuǎn)流，轉(zhuǎn)移到圖10的通常通電。也可由轉(zhuǎn)速即每經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的回轉(zhuǎn)次數(shù)代替該回轉(zhuǎn)次數(shù)判斷回轉(zhuǎn)是否穩(wěn)定。
如上述那樣，由于在成為預(yù)先設(shè)定的上限值之前，逐漸增加PWM的負(fù)荷，所以可消除無用的大電流通電，有效地對(duì)各繞組通電。另外，在為上限值的場合，為了減少負(fù)荷，可按不產(chǎn)生過電流的負(fù)荷繼續(xù)進(jìn)行對(duì)各繞組的通電。
圖9為示出強(qiáng)制轉(zhuǎn)流的變型例的流程圖。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置1的開關(guān)元件和驅(qū)動(dòng)器等的能力，存在即使實(shí)際上為超過上限值的過電流狀態(tài)也進(jìn)行幾次強(qiáng)制轉(zhuǎn)流、需要按越過轉(zhuǎn)矩越過壓縮上止點(diǎn)的場合。該變型例為對(duì)這樣的場合適合的處理，對(duì)與圖8的處理相同或同等的處理采用相同的步驟編號(hào)，省略說明。
當(dāng)在步驟S22判定為過電流時(shí)，前進(jìn)到步驟S31，使計(jì)數(shù)值增加1。在步驟S32，判斷該計(jì)數(shù)值是否比例如10大，在否定的場合，前進(jìn)到步驟S25，按該過電流的負(fù)荷實(shí)施強(qiáng)制轉(zhuǎn)流。由該過電流進(jìn)行的強(qiáng)制轉(zhuǎn)流在計(jì)數(shù)值達(dá)到10之前繼續(xù)進(jìn)行，即使這樣，在過電流繼續(xù)的場合(步驟S32的判斷為否定)，為了消除該過電流將負(fù)荷減少1％。
圖10為示出通常通電的處理的流程圖。在步驟S41，使負(fù)荷增加1％，在步驟S42，判斷是否為預(yù)定的上限值即是否為過電流，當(dāng)該判斷為否定時(shí)，前進(jìn)到步驟S43，判斷轉(zhuǎn)速是否在設(shè)定轉(zhuǎn)速(例如800rpm)以上。當(dāng)步驟S43為肯定時(shí)，判定發(fā)動(dòng)機(jī)已起動(dòng)，結(jié)束起動(dòng)機(jī)的動(dòng)作。即，前進(jìn)到步驟S44，使負(fù)荷為0％。另一方面，當(dāng)上述步驟S42的判斷為肯定時(shí)，前進(jìn)到步驟S45，使負(fù)荷減少1％，在步驟S46按此時(shí)的負(fù)荷實(shí)施動(dòng)作。
在上述實(shí)施形式中，進(jìn)行第1、第2初期勵(lì)磁后，進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流，但本發(fā)明不限于此，也可在第1初期勵(lì)磁后進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流。當(dāng)在第1初期勵(lì)磁后進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流時(shí)，在圖7的停止位置p4的場合，由該強(qiáng)制轉(zhuǎn)流產(chǎn)生反轉(zhuǎn)。然而，可在其它停止位置p1-p3、p5和p6使其正轉(zhuǎn)。即，當(dāng)完全不進(jìn)行初期勵(lì)磁地使其進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流時(shí)成為正轉(zhuǎn)的場合與如上述那樣成為6次中的2次的場合相比，在第1初期勵(lì)磁之后進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流時(shí)成為正轉(zhuǎn)的概率為6次中的5次，改善效果大。
由以上的說明可知，按照本發(fā)明的第1-第5方面，在不使用位置檢測(cè)元件的無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，可在起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大的的位置起動(dòng)。另外，可使系統(tǒng)簡化，同時(shí)可進(jìn)行穩(wěn)定的起動(dòng)動(dòng)作。
特別是按照本發(fā)明的第3、4方面，可節(jié)省通電電力，而且可縮短起動(dòng)時(shí)間。
按照本發(fā)明的第5方面，可在起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大的位置起動(dòng)，所以，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)的大的摩擦也可不失調(diào)地進(jìn)行確實(shí)的起動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法，該無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有磁鐵轉(zhuǎn)子和按120°電角的相位差配置的第1、第2、第3定子繞組，根據(jù)隨著上述轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)在上述各定子繞組感應(yīng)的電壓信號(hào)對(duì)上述各定子繞組依次通電進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流；其特征在于起動(dòng)時(shí)，作為初期勵(lì)磁，從上述第2定子繞組向第1定子繞組通電，使上述轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)而定位；接著從上述第1定子繞組向第3定子繞組通電，開始強(qiáng)制轉(zhuǎn)流動(dòng)作。
2.一種無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法，該無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有磁鐵轉(zhuǎn)子和按120°電角的相位差配置的第1、第2、第3定子繞組，根據(jù)隨著上述轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)在上述各定子繞組感應(yīng)的電壓信號(hào)對(duì)上述各定子繞組依次通電，進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流；其特征在于起動(dòng)時(shí)，作為初期勵(lì)磁，從上述第2定子繞組向第1定子繞組通電，使上述轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)而定位；接著，從上述第2定子繞組向第3定子繞組通電，使上述轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)而定位；接著從上述第1定子繞組向第3定子繞組通電，開始強(qiáng)制轉(zhuǎn)流動(dòng)作。
3.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法，其特征在于將上述初期勵(lì)磁的通電時(shí)間基本設(shè)定為直到由該初期勵(lì)磁產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)停止、位置穩(wěn)定的時(shí)間。
4.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求3所述的無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法，其特征在于該初期勵(lì)磁的通電時(shí)間以從轉(zhuǎn)子自然停止的6個(gè)各位置到進(jìn)行初期勵(lì)磁時(shí)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子停止而使其位置穩(wěn)定為止的時(shí)間中的最長時(shí)間為基準(zhǔn)設(shè)定。
5.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法，其特征在于通過將上述轉(zhuǎn)子連接于發(fā)動(dòng)機(jī)，作為發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。
全文摘要
一種無電刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的起動(dòng)方法，其中在步驟S1、S2的初期勵(lì)磁中，從發(fā)電機(jī)自由地停止回轉(zhuǎn)的狀態(tài)由強(qiáng)制轉(zhuǎn)流使轉(zhuǎn)子移動(dòng)到可按最大轉(zhuǎn)矩正轉(zhuǎn)的規(guī)定的位置。在步驟S3，按強(qiáng)制轉(zhuǎn)流即第2初期勵(lì)磁后的可獲得上述最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子和定子的位置關(guān)系進(jìn)行單相通電。強(qiáng)制轉(zhuǎn)流時(shí)，從不通電的相檢測(cè)出感應(yīng)電壓，根據(jù)該感應(yīng)電壓檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置。然后，前進(jìn)到步驟S4，進(jìn)行通常的通電。這樣，不使用轉(zhuǎn)子的位置檢測(cè)元件也可獲得大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)流的場合，可按大的概率、可靠地使其正轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H02P6/00GK1424817SQ0215590
公開日2003年6月18日 申請(qǐng)日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月11日
發(fā)明者中村滿, 稻川敏規(guī), 飯島良洋, 脇谷勉 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社