專(zhuān)利名稱(chēng)：一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體是指一種爪極同步電機(jī) 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
目前，爪極同步電機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“電機(jī)”)因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)而在諸如風(fēng)扇的搖頭、空調(diào)出風(fēng)口的風(fēng)葉調(diào)節(jié)以及微波爐的轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)等地方得到了較為廣泛的應(yīng)用。圖I所示為傳統(tǒng)的電機(jī)利用單相交流電源來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，即變壓器2與電機(jī)線圈I相并聯(lián)，其使用變壓器，會(huì)使得對(duì)爪極電機(jī)的開(kāi)關(guān)控制簡(jiǎn)單，安全性改善，但成本上升和體積變大。隨著技術(shù)的發(fā)展，某些電機(jī)甚至設(shè)計(jì)成可直接連接到電網(wǎng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以省去變壓器。但是，采用這種驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，由于電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)工作于同步電機(jī)狀態(tài)，其電流頻率為固定的電源頻率，因此這種驅(qū)動(dòng)方式不僅效率較低、電機(jī)運(yùn)行電流及電磁噪音較大，而且為了與這種驅(qū)動(dòng)模式配合，電機(jī)的結(jié)構(gòu)還必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，從而增加了其制作成本。為了增加電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和達(dá)到需要的低轉(zhuǎn)速，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，電機(jī)通常還需要配備一個(gè)變比較大的減速齒輪箱。這樣做的結(jié)果雖然使得電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩上升，但會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，其效率也不高。在同步驅(qū)動(dòng)模式下，由于電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速是固定的，因此不能滿(mǎn)足現(xiàn)代電器對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)的需求，進(jìn)而使得電機(jī)的應(yīng)用范圍受到了一定限制?；蛘?，人們也可以采用無(wú)刷直流電機(jī)來(lái)替代爪極同步電機(jī)以解決噪音、效率和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的問(wèn)題，但是由于無(wú)刷直流電機(jī)不僅成本較高，而且由于還需要配備專(zhuān)用的霍爾位置傳感器，從而使得無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)法像爪極同步電機(jī)那樣可在高溫下運(yùn)行，因此該種方案也不適合廣泛推廣。綜上所述，目前人們所采用的這幾種驅(qū)動(dòng)模式都不能很好的解決現(xiàn)在爪極同步電機(jī)的效率較低、電機(jī)調(diào)速困難和電機(jī)噪音較大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服目前爪極同步電機(jī)的效率較低、電機(jī)調(diào)速困難及電機(jī)噪音較大的問(wèn)題，提供一種不僅能有效增加電機(jī)本身的額定轉(zhuǎn)矩、在產(chǎn)生同樣的輸出轉(zhuǎn)矩的條件下能降低齒輪箱的變比，而且還可以有效降低噪音、提高效率的一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的則是提供該爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)—種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),主要由場(chǎng)效應(yīng)管M0T1、場(chǎng)效應(yīng)管M0T2、場(chǎng)效應(yīng)管M0T3及場(chǎng)效應(yīng)管M0T4所組成的整流電路組成，在該整流電路的兩個(gè)橋接點(diǎn)之間還連接有轉(zhuǎn)子位置無(wú)傳感器檢測(cè)電路。所述整流電路的兩個(gè)橋接點(diǎn)分別與爪極同步電機(jī)電樞繞組的兩個(gè)端口相連接。
進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)子位置無(wú)傳感器檢測(cè)電路包括依次串接的電阻R1、電阻R2、電阻R3及電阻R4，以及串接在電阻Rl與電阻R2的連接點(diǎn)與電阻R3與電阻R4的連接點(diǎn)之間的比較器U，且所述電阻Rl和電阻R4分別連接于整流電路的兩個(gè)橋接點(diǎn)。為了確保本發(fā)明的使用效果，所述電阻Rl與電阻R2的比值等于電阻R4與電阻R3的比值。同時(shí)，在所述的場(chǎng)效應(yīng)管皿)11、場(chǎng)效應(yīng)管皿^2、場(chǎng)效應(yīng)管皿^3及場(chǎng)效應(yīng)管M0T4均并聯(lián)有穩(wěn)壓二極管D。一種上述爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，主要包括以下步驟 (I)本系統(tǒng)按預(yù)置的固定頻率進(jìn)行同步驅(qū)動(dòng)，并同時(shí)對(duì)電樞繞組的反電勢(shì)進(jìn)行檢測(cè)；(2)判定是否檢測(cè)到電樞繞組的反電勢(shì)？是，則執(zhí)行步驟⑶，否，則返回步驟
(I);(3)按預(yù)設(shè)寬度設(shè)定待電區(qū)的寬度；(4)檢測(cè)正半周或負(fù)半周反電勢(shì)的ZCP，計(jì)算其頻率，并按預(yù)設(shè)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的待電區(qū)的電角度生成下半周的待電區(qū)的寬度；(5)判定半周頻率是否大于預(yù)設(shè)最低速度的頻率？是，則返回步驟(1)，否，則執(zhí)行步驟⑶;(6)檢測(cè)負(fù)半周或正半周反電勢(shì)的ZCP，計(jì)算其頻率，并按預(yù)設(shè)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的待電區(qū)的電角度生成下半周的待電區(qū)的寬度；(7)判定半周頻率是否大于預(yù)設(shè)最低速度的頻率？是，則返回步驟(I);否，則執(zhí)行步驟⑷。進(jìn)一步地，本發(fā)明步驟(4)和步驟(6)中所述的“計(jì)算其頻率”是指根據(jù)公式
權(quán)利要求
1.一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要由場(chǎng)效應(yīng)管MO TI、場(chǎng)效應(yīng)管MO T 2、場(chǎng)效應(yīng)管M0T3及場(chǎng)效應(yīng)管M0T4所組成的整流電路組成，其特征在于在該整流電路的兩個(gè)橋接點(diǎn)之間還連接有轉(zhuǎn)子位置無(wú)傳感器檢測(cè)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述整流電路的兩個(gè)橋接點(diǎn)分別與爪極同步電機(jī)電樞繞組的兩個(gè)端口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子位置無(wú)傳感器檢測(cè)電路包括依次串接的電阻R1、電阻R2、電阻R3及電阻R4，以及串接在電阻Rl與電阻R2的連接點(diǎn)與電阻R3與電阻R4的連接點(diǎn)之間的比較器U，且所述電阻Rl和電阻R4分別連接于整流電路的兩個(gè)橋接點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述電阻Rl與電阻R2的比值等于電阻R4與電阻R3的比值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述的場(chǎng)效應(yīng)管MOTl、場(chǎng)效應(yīng)管M0T2、場(chǎng)效應(yīng)管M0T3及場(chǎng)效應(yīng)管M0T4均并聯(lián)有穩(wěn)壓二極管D。
6.一種上述爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，主要包括以下步驟 (1)本系統(tǒng)按預(yù)置的固定頻率進(jìn)行同步驅(qū)動(dòng)，并同時(shí)對(duì)電樞繞組的反電勢(shì)進(jìn)行檢測(cè)； (2)判定是否檢測(cè)到電樞繞組的反電勢(shì)？是，則執(zhí)行步驟(3)，否，則返回步驟⑴； (3)按預(yù)設(shè)寬度設(shè)定待電區(qū)的寬度； (4)檢測(cè)正半周或負(fù)半周反電勢(shì)的ZCP，計(jì)算其頻率，并按預(yù)設(shè)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的待電區(qū)的電角度生成下半周的待電區(qū)的寬度； (5)判定半周頻率是否大于預(yù)設(shè)最低速度的頻率？是，則返回步驟(I)，否，則執(zhí)行步驟(6)； (6)檢測(cè)負(fù)半周或正半周反電勢(shì)的ZCP，計(jì)算其頻率，并按預(yù)設(shè)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的待電區(qū)的電角度生成下半周的待電區(qū)的寬度； (7)判定半周頻率是否大于預(yù)設(shè)最低速度的頻率？是，則返回步驟(I);否，則執(zhí)行步驟⑷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟(4)和步驟(6)中所述的“計(jì)算其頻率”是指根據(jù)公式
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟⑷和步驟(6)中所述的“并按預(yù)設(shè)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的待電區(qū)的電角度生成下半周的待電區(qū)的寬度”是指根據(jù)公式Ttc/(180° /β s)，其中，β s為預(yù)設(shè)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的待電區(qū)的電角度，Tre為本半周期的時(shí)間長(zhǎng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所生成的下半周待電區(qū)的寬度的取值范圍為5° 90°電角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟(3)中所述的“按預(yù)設(shè)寬度設(shè)定待電區(qū)的寬度”是指預(yù)先按5° 50°的電角度來(lái)設(shè)定待電區(qū)的寬度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種爪極同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要由場(chǎng)效應(yīng)管MOT1、場(chǎng)效應(yīng)管MOT2、場(chǎng)效應(yīng)管MOT3及場(chǎng)效應(yīng)管MOT4所組成的整流電路組成，在該整流電路的兩個(gè)橋接點(diǎn)之間還串接有無(wú)感檢測(cè)電路。本發(fā)明不僅整體結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，而且還能確保爪極同步電機(jī)在運(yùn)行時(shí)其驅(qū)動(dòng)電流為最佳，即能確保在同樣負(fù)載情況下，其驅(qū)動(dòng)電流有效值為最小，進(jìn)而將爪極同步電機(jī)的電損耗降到最低，噪音得到減小，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)爪極同步電機(jī)的連續(xù)和光滑的調(diào)速。
文檔編號(hào)H02P6/18GK102638210SQ20121011289
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者畢磊 申請(qǐng)人:峰岹科技(深圳)有限公司