控制電機(jī)的方法
【專利摘要】一種控制電機(jī)的方法。電機(jī)包括具有芯和多個(gè)繞組的定子，以及靠近定子布置以與定子相互作用的轉(zhuǎn)子。該方法包括：配置具有振幅和頻率的三相交流(AC)電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的振幅值和頻率值；給多個(gè)繞組提供所述三相交流(AC)電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)；以及根據(jù)由頻率值定義的預(yù)編程的頻率斜坡函數(shù)改變?nèi)郃C電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的頻率。該方法還包括：在頻率斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后中斷三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)；以及在中斷三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之后，切換到反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)控制模式。
【專利說明】控制電機(jī)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機(jī)且具體地涉及一種無刷永磁電機(jī)。特別是，本發(fā)明涉及一種包括無刷直流(BLDC)馬達(dá)的系統(tǒng)以及啟動(dòng)BLDC馬達(dá)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]BLDC馬達(dá)(也已知為電子換向或“ECM”馬達(dá))在通常沒有使用BLDC馬達(dá)的工業(yè)中變得越來越流行。例如，對(duì)加熱和空調(diào)市場(chǎng)中效率增加的需求已經(jīng)導(dǎo)致了用于給加熱、通風(fēng)和/或空調(diào)系統(tǒng)(本文也稱為HVAC系統(tǒng))中的鼓風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力的BLDC馬達(dá)的使用。HVAC系統(tǒng)是空氣流動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)示例。其它示例性空氣流動(dòng)系統(tǒng)包括制冷機(jī)、暖爐、熱泵、用于燃?xì)庋b置(例如，煤氣熱水器)的鼓風(fēng)機(jī)，等。
[0003]通常，BLDC馬達(dá)是由直流(“DC”)電提供動(dòng)力的同步電馬達(dá)且具有電子換向，而不是機(jī)械換向器和刷。而且，BLDC馬達(dá)包括具有布置在轉(zhuǎn)子芯的表面上的交替極性的多個(gè)磁極(例如，利用永磁體產(chǎn)生的多個(gè)極)的轉(zhuǎn)子和接收電力并響應(yīng)于電力而產(chǎn)生磁場(chǎng)的定子。定子的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)相互作用以引起轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。
[0004]BLDC馬達(dá)使用用于確定轉(zhuǎn)子位置以便使馬達(dá)換向的裝置。使馬達(dá)換向的一種方法稱為“無傳感器”馬達(dá)換向。無傳感器馬達(dá)換向通常通過感測(cè)由馬達(dá)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)來執(zhí)行。典型地，在定子繞組中產(chǎn)生的BEMF信號(hào)對(duì)于無傳感器馬達(dá)換向遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，直到轉(zhuǎn)子的速度達(dá)到額定馬達(dá)速度的約百分之十。結(jié)果是，在不使用BEMF信號(hào)的情況下啟動(dòng)馬達(dá)的裝置可能是必須的。
[0005]啟動(dòng)三相馬達(dá)的一種方法在美國公布N0.2009/0160384中描述，其通過引用并入本文。通常，為了啟動(dòng)BLDC馬達(dá)，控制器將馬達(dá)轉(zhuǎn)子對(duì)齊到已知位置且然后加速轉(zhuǎn)子(例如，通過使用美國專利N0.8，084，970中描述的方法)。一旦轉(zhuǎn)子達(dá)到足夠的速度，轉(zhuǎn)子被允許在短的時(shí)間內(nèi)(例如，20-200ms)惰行，同時(shí)控制器使轉(zhuǎn)子同步以進(jìn)行正常的運(yùn)行模式。在該啟動(dòng)過程期間，空氣流動(dòng)系統(tǒng)可以產(chǎn)生斜坡上升噪音。特別是，給轉(zhuǎn)子提供的功率信號(hào)可以產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩脈動(dòng)，其激發(fā)系統(tǒng)振動(dòng)模式并在斜坡上升期間導(dǎo)致持續(xù)短時(shí)段的可聞噪聲。
[0006]用于啟動(dòng)無刷電機(jī)和BLDC馬達(dá)的改進(jìn)方法(例如，在美國公布N0.2012/0274249中描述的方法，其通過引用并入文本)通過借助于馬達(dá)的所有相產(chǎn)生三相交流(AC)電壓信號(hào)而避免了在馬達(dá)啟動(dòng)期間的斜坡上升噪音。然而，該方法仍允許轉(zhuǎn)子惰行，同時(shí)控制器使馬達(dá)同步以產(chǎn)生正常的運(yùn)行模式。某些馬達(dá)，例如具有低慣性的小馬達(dá)，不能很好地惰行。因此，需要一種用于啟動(dòng)無刷電機(jī)和BLDC馬達(dá)的進(jìn)一步改進(jìn)的方法，其中轉(zhuǎn)子不需要在進(jìn)行正常的允許模式之前惰行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種控制電機(jī)的方法，該電機(jī)包括具有芯和多個(gè)繞組的定子，以及靠近定子布置以與定子相互作用的轉(zhuǎn)子。所述方法包括:配置具有振幅和頻率的三相交流(AC)電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的振幅值和頻率值；給多個(gè)繞組提供所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)；以及根據(jù)由頻率值定義的頻率斜坡函數(shù)改變?nèi)郃C電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的頻率。該方法還包括:在頻率斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后中斷三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)；以及在中斷三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之后，通過使用基于頻率斜坡函數(shù)的轉(zhuǎn)子的已知評(píng)估位置，切換到反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)控制模式。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種電機(jī)，包括:定子，其具有芯和多個(gè)繞組；轉(zhuǎn)子，其靠近定子布置以與定子相互作用；存儲(chǔ)器；以及控制器，其布置成啟動(dòng)電機(jī)?？刂破鞅慌渲贸?接收具有振幅和頻率的三相交流(AC)電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的預(yù)編程的振幅值和預(yù)編程的頻率值；產(chǎn)生三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)以提供給多個(gè)繞組；以及根據(jù)由頻率值定義的頻率斜坡函數(shù)改變?nèi)郃C電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的頻率?？刂破鬟M(jìn)一步被配置成:在頻率斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后中斷三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)；以及在中斷三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之后，使用基于頻率斜坡函數(shù)的轉(zhuǎn)子的已知評(píng)估位置，切換到反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)控制模式。
[0009]在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種空氣流動(dòng)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制板以及馬達(dá)組件，馬達(dá)組件包括:定子，其具有芯和多個(gè)繞組；以及轉(zhuǎn)子，其靠近定子布置以與定子相互作用?？諝饬鲃?dòng)系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)電路，其聯(lián)接到馬達(dá)組件且具有控制器和存儲(chǔ)器，所述控制器被配置成啟動(dòng)馬達(dá)組件且接收具有振幅和頻率的三相交流(AC)電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的預(yù)編程的振幅值和預(yù)編程的頻率值?？刂破魍ㄟ^進(jìn)一步被配置成執(zhí)行以下來啟動(dòng)馬達(dá)組件:給多個(gè)繞組提供三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)；根據(jù)由頻率值定義的頻率斜坡函數(shù)改變?nèi)郃C電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的頻率；在頻率斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后中斷三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)；以及在中斷三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之后，通過使用基于頻率斜坡函數(shù)的轉(zhuǎn)子的已知評(píng)估位置，切換到反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)控制模式。
[0010]本發(fā)明的其它方面將通過考慮詳細(xì)描述和附圖而變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是包括恒溫器、系統(tǒng)控制板、馬達(dá)組件(例如，無刷永磁電機(jī))和風(fēng)扇的制冷系統(tǒng)的不意圖。
[0012]圖2是由圖1的馬達(dá)組件塊代表的無刷永磁電機(jī)的剖視圖。
[0013]圖3是圖2的無刷永磁電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的局部分解圖。
[0014]圖4是圖3的定子和轉(zhuǎn)子的截面圖。
[0015]圖5是顯示了印刷電路板(PCB)的圖2的無刷永磁電機(jī)的剖視圖，該P(yáng)CB容納了控制電機(jī)和給電機(jī)提供動(dòng)力的電驅(qū)動(dòng)電路。
[0016]圖6是用于給圖2的無刷永磁電機(jī)提供動(dòng)力的電驅(qū)動(dòng)電路的框圖。
[0017]圖7A和7B示出提供給圖2的電機(jī)以啟動(dòng)無刷永磁電機(jī)的換向的三相正弦啟動(dòng)信號(hào)的振幅和頻率的不例圖。
[0018]圖8是圖2的無刷永磁電機(jī)的啟動(dòng)程序的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)理解，本發(fā)明的應(yīng)用不限于在下面的描述中闡述的或在附圖中圖示的構(gòu)造的細(xì)節(jié)和部件的布置。本發(fā)明能夠有其它實(shí)施例且能夠以各種方式被實(shí)踐或執(zhí)行。而且，應(yīng)理解，本文使用的短語和術(shù)語用于描述的目的且不應(yīng)解釋為限制性的。
[0020]圖1示出包括恒溫器103、系統(tǒng)控制板104、馬達(dá)組件105、輸入/輸出設(shè)備106和風(fēng)扇107的制冷系統(tǒng)102。恒溫器103經(jīng)由第一通信線路IlOA聯(lián)接到系統(tǒng)控制板104且經(jīng)由第二通信線路IlOB聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出設(shè)備106。另外或可替代地，恒溫器103可以直接地聯(lián)接到馬達(dá)組件105。系統(tǒng)控制板104經(jīng)由第三通信線路IlOC聯(lián)接到馬達(dá)組件105，且經(jīng)由第四通信線路IlOD聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出設(shè)備106。馬達(dá)組件105經(jīng)由第五通信線路IlOE聯(lián)接到風(fēng)扇107。如圖1所示，通信線路110A-110E可以代表上述元件之間的雙向系統(tǒng)通信。而且，通信線路僅是示意性的，可以包括模擬或數(shù)字通信，且可以包括有線或無線通信。
[0021]在某些實(shí)施例中，馬達(dá)組件105是約3.3英寸直徑和100瓦特或以下的小無刷直流(BLDC)馬達(dá)。在可替代的實(shí)施例中，馬達(dá)組件105的尺寸和功率可以改變。馬達(dá)組件為風(fēng)扇107提供動(dòng)力以使空氣在制冷系統(tǒng)102中運(yùn)動(dòng)。在某些實(shí)施例中，風(fēng)扇107是軸向風(fēng)扇。在可替代的實(shí)施例中，風(fēng)扇107是另一類型的風(fēng)扇，例如松鼠籠式風(fēng)扇。盡管圖1中僅顯示了單個(gè)馬達(dá)組件105和風(fēng)扇107，但是制冷系統(tǒng)102可以包括多個(gè)馬達(dá)組件105和風(fēng)扇107，其可以使空氣在整個(gè)制冷系統(tǒng)102中移動(dòng)。而且，在某些實(shí)施例中，制冷系統(tǒng)102是商業(yè)制冷系統(tǒng)。
[0022]輸入/輸出設(shè)備106中的每一個(gè)也是結(jié)合恒溫器103、系統(tǒng)控制板104和馬達(dá)組件105操作的輸入信號(hào)、輸出信號(hào)和輔助設(shè)備的示意性圖示。相應(yīng)地，圖1中顯示了制冷系統(tǒng)102的構(gòu)造的多于一種實(shí)施形式。此外，通過利用主設(shè)備(例如，恒溫器103、系統(tǒng)控制板104和馬達(dá)組件105)和多個(gè)輸入/輸出設(shè)備106和/或風(fēng)扇107中的一個(gè)或組合，制冷系統(tǒng)102的其它構(gòu)造能夠是可能的。另外，考慮到下面進(jìn)一步論述的主設(shè)備(例如，馬達(dá)組件105)可以在其它應(yīng)用中關(guān)于制冷系統(tǒng)102的操作獨(dú)立地或同步地使用。例如，在某些實(shí)施例中，馬達(dá)組件105可以用于給泵提供動(dòng)力。可替代地，馬達(dá)組件105可以在HVAC系統(tǒng)或通風(fēng)系統(tǒng)中使用。
[0023]在一種構(gòu)造中，恒溫器103可包括用于發(fā)送由恒溫器103產(chǎn)生的輸出信號(hào)的一組端口。例如，由恒溫器103產(chǎn)生的輸出信號(hào)可以包括基于由恒溫器103接收的輸入信號(hào)(例如，環(huán)境溫度和/或濕度水平)指示制冷系統(tǒng)102的狀態(tài)的信號(hào)。恒溫器103可產(chǎn)生輸出信號(hào)，例如加熱(W)和冷卻(Y)，使得信號(hào)可以被接收設(shè)備(例如，系統(tǒng)控制板104)解釋為“導(dǎo)通”或“截止”。例如，恒溫器可以通過輸出端口中的一個(gè)產(chǎn)生信號(hào)W( S卩，加熱請(qǐng)求)。信號(hào)W可以通過系統(tǒng)控制板104解釋，且結(jié)果是，系統(tǒng)控制板104可以產(chǎn)生指示或引起馬達(dá)組件105操作的信號(hào)。在某些構(gòu)造中，恒溫器103被配置成產(chǎn)生指示加熱或冷卻的不同水平的請(qǐng)求的信號(hào)。
[0024]應(yīng)理解，圖1中圖示的制冷系統(tǒng)102僅代表空氣流動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)示例性構(gòu)造，且因此其它構(gòu)造是可能的。因而，制冷系統(tǒng)102的操作可以在包括BLDC馬達(dá)的其它空氣流動(dòng)系統(tǒng)中實(shí)施。例如，類似的空氣流動(dòng)系統(tǒng)可包括通風(fēng)系統(tǒng)、HVAC系統(tǒng)、暖爐、熱泵、用于燃?xì)庋b置(例如，煤氣熱水器)的鼓風(fēng)機(jī)等。
[0025]而且，制冷系統(tǒng)102 (或任何其它空氣流動(dòng)系統(tǒng))可在沒有來自恒溫器103的輸入的情況下操作馬達(dá)組件105。在這些構(gòu)造中，空氣流動(dòng)系統(tǒng)102的系統(tǒng)控制板104可產(chǎn)生指示馬達(dá)組件105基于來自其它外部設(shè)備的輸入或基于來自系統(tǒng)102的內(nèi)部模塊的請(qǐng)求而操作的信號(hào)。來自外部設(shè)備的輸入可限于由用戶選擇的固定數(shù)量的操作點(diǎn)?？商娲?，來自外部設(shè)備的輸入可限于一定范圍的操作點(diǎn)，其中用戶可以選擇范圍內(nèi)的任何速度(例如，模擬輸入)。
[0026]在一種構(gòu)造中，系統(tǒng)控制板104可以將由恒溫器103產(chǎn)生的信號(hào)傳達(dá)到馬達(dá)組件105。更具體地，系統(tǒng)控制板104處理來自恒溫器103的信號(hào)并產(chǎn)生用于操作馬達(dá)組件105的指令。系統(tǒng)控制板104還可以是可操作的以與其它輸入/輸出設(shè)備106，諸如濕度控制系統(tǒng)、其它馬達(dá)、安全系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)和燃燒鼓風(fēng)機(jī)通信。相應(yīng)地，系統(tǒng)控制板104可以基于從恒溫器103接收到的信號(hào)以及從聯(lián)接到系統(tǒng)控制板104的可替代設(shè)備(諸如，安全系統(tǒng)、環(huán)境傳感器和其它制冷系統(tǒng)部件)接收到的信號(hào)產(chǎn)生用于馬達(dá)組件105的指令。
[0027]在制冷系統(tǒng)102的某些構(gòu)造中，系統(tǒng)控制板104利用至少一個(gè)串行端口與馬達(dá)組件105通信。更具體地，系統(tǒng)控制板104和馬達(dá)組件105可以經(jīng)由串行電纜聯(lián)接。在某些情形中，系統(tǒng)控制板104可產(chǎn)生指令并向馬達(dá)組件105發(fā)送指令，以及經(jīng)由相同的串行端口接收來自馬達(dá)組件105的診斷。在其它情形中，馬達(dá)組件105和系統(tǒng)控制板104可以基于系統(tǒng)控制板104的操作模式利用串行端口發(fā)送和接收除指令和診斷之外的其它信息。
[0028]在一種構(gòu)造中，馬達(dá)組件105包括永磁BLDC馬達(dá)。圖2_4示出示例性BLDC馬達(dá)的部分。然而，本發(fā)明不限于圖2-4中公開的馬達(dá)。其它BLDC馬達(dá)或電換向馬達(dá)(ECM)可并入本發(fā)明。盡管BLDC馬達(dá)關(guān)于空氣流動(dòng)系統(tǒng)(例如，制冷系統(tǒng))被描述，但是應(yīng)理解，并入本發(fā)明的所描述的BLDC可在其它系統(tǒng)中實(shí)施且可用在不同的工業(yè)中。
[0029]圖2是根據(jù)馬達(dá)組件105的一種構(gòu)造的無刷永磁電機(jī)(例如馬達(dá))的剖視圖。對(duì)于圖2，電機(jī)是具有馬達(dá)殼體210的馬達(dá)205。圖3是馬達(dá)205的定子305和轉(zhuǎn)子310的局部分解圖。轉(zhuǎn)子310聯(lián)接到軸315且由一個(gè)或多個(gè)軸承320保持。通常，定子305接收電力并響應(yīng)于電力而產(chǎn)生磁場(chǎng)。定子305的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子310的磁場(chǎng)相互作用以利用軸315產(chǎn)生機(jī)械功率。定子和轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)之間的關(guān)系將在下面詳細(xì)描述。
[0030]轉(zhuǎn)子310包括呈現(xiàn)在轉(zhuǎn)子芯325的表面上的交替極性的多個(gè)磁極。轉(zhuǎn)子芯325包括層壓物(例如，磁鋼層壓物)和/或?qū)嵭牟牧?例如，實(shí)心磁鋼芯)和/或壓縮粉末材料(例如，磁鋼的壓縮粉末)。轉(zhuǎn)子310的一種構(gòu)造包括布置在轉(zhuǎn)子芯325上的永磁體(例如，硬磁性)材料的片材。轉(zhuǎn)子310的另一種構(gòu)造可包括圍繞芯325 (例如，用粘合劑)附接的永磁體材料的多個(gè)條帶。永磁體材料可以通過磁化器磁化以提供多個(gè)交替磁極。另外,磁性條帶的數(shù)量可以與轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量不同。轉(zhuǎn)子310的又一種構(gòu)造包含放置在轉(zhuǎn)子芯325內(nèi)的永磁體材料的塊。
[0031]在圖3顯示的構(gòu)造中，轉(zhuǎn)子310通過將四個(gè)弧形磁體330固定在轉(zhuǎn)子芯325上產(chǎn)生。其它轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)和構(gòu)造也是可能的。使用磁化器來在轉(zhuǎn)子310上產(chǎn)生與定子305相互作用的多個(gè)交替磁極。
[0032]應(yīng)理解，本發(fā)明的描述不限于轉(zhuǎn)子310的特定機(jī)械構(gòu)造、幾何形狀或位置。例如，圖3顯示了定位在內(nèi)部并通過徑向空氣間隙與定子305分離的轉(zhuǎn)子310。在馬達(dá)205的另一構(gòu)造中，轉(zhuǎn)子310可以徑向地定位在定子305外部(S卩，機(jī)器是外部轉(zhuǎn)子機(jī)器或外轉(zhuǎn)子機(jī)器)。
[0033]定子305包括定子芯335、定子繞組340和護(hù)鐵部分345。圖4是定子305和轉(zhuǎn)子310的截面圖。參考圖4，定子芯335包括多個(gè)定子齒405。在一種構(gòu)造中，定子芯305包括磁鋼層壓物或片材的堆。在其它構(gòu)造中，定子芯335由磁性材料的實(shí)心塊形成，諸如磁鋼的壓實(shí)粉末。定子繞組340是放置在狹槽410(S卩，相鄰的定子齒405之間的空間)中并圍繞多個(gè)定子齒405的電導(dǎo)體。
[0034]本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它構(gòu)造和類型的定子芯335和定子繞組340可以被使用且在本發(fā)明上不是限制性的。減少鑲齒效應(yīng)和波動(dòng)力矩(其在某些BLDC馬達(dá)中可能出現(xiàn))的一種方法是使磁極的磁化相對(duì)于定子305偏斜。在可替代的實(shí)施例中，定子齒405可以相對(duì)于轉(zhuǎn)子磁化偏斜。在某些實(shí)施例中，磁極的磁化不被偏斜。
[0035]在馬達(dá)205的某些構(gòu)造中，電流流過定子繞組340并產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子301的磁化相互作用的磁場(chǎng)以向轉(zhuǎn)子310和軸315提供轉(zhuǎn)矩。電流可以是(m)相交流(AC)，其中(m)是大于或等于二的整數(shù)。電流可以具有各種類型的波形(例如，方形波、準(zhǔn)正弦波、梯形等)。
[0036]定子繞組340接收來自位于印刷電路板(PCB) 505上的電子部件的電流。圖5示出顯示PCB 505的一個(gè)可能位置的馬達(dá)組件105的剖視圖。在圖5中，PCB 505位于馬達(dá)205的一端處且軸315穿過PCB 505。盡管圖5顯示了 PCB 505在馬達(dá)205的一端處，但是PCB 505可以位于馬達(dá)205的任一端處。在可替代的實(shí)施例中，軸315不穿過PCB 505。例如，在可替代的實(shí)施例中，PCB 505容納在外殼中并附接到馬達(dá)205的后部。
[0037]圖6示出接收來自電源630的AC功率并響應(yīng)于控制輸入635驅(qū)動(dòng)馬達(dá)205的電驅(qū)動(dòng)電路605的框圖。AC功率被提供到對(duì)AC功率進(jìn)行濾波和整流的電磁干擾(EMI)濾波器640和整流器645，產(chǎn)生母線電壓647。母線電壓647被提供給能量存儲(chǔ)元件650 (例如，電容器)、功率逆變器655和分壓器657。分壓器657將母線電壓647減小到能夠由控制器660獲取的值。
[0038]控制器660包括處理器662和存儲(chǔ)器663。一般來說,處理器662讀取、解釋和執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器663中的指令以控制電驅(qū)動(dòng)電路605?？梢允俏⒖刂破鞯男问降目刂破?60可以包括其它部件，諸如電源、模擬-數(shù)字變換器、濾波器等。控制器660提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)665以控制功率逆變器655。功率逆變器655包括功率電子開關(guān)(例如，M0SFET、IGBT)以改變馬達(dá)205的電流的流動(dòng)。例如，功率逆變器655可以是橋接電路的形式。功率逆變器655的能量存儲(chǔ)設(shè)備(例如，電容器)在向馬達(dá)205提供電流之前被充電以生成切換功率電子開關(guān)所需的電壓。
[0039]感測(cè)電阻器670用于產(chǎn)生具有與功率逆變器655的母線電流的有關(guān)的電壓。感測(cè)電阻器670的電壓被提供到控制器660。感測(cè)電流的其它方法可用于感測(cè)馬達(dá)205的電流。控制器660可接收與由功率逆變器655沿感測(cè)電阻器670和BEMF定標(biāo)電路675的線路提供的相電流和相電壓相關(guān)的值。BEMF定標(biāo)電路675包括分壓器和可變?cè)鲆娣糯笃鳌EMF定標(biāo)電路675向控制器660提供電壓值。由BEMF定標(biāo)電路675的可變?cè)鲆娣糯笃魈峁┙o控制器660的電壓值與每一個(gè)相電壓的BEMF有關(guān)。
[0040]在制冷系統(tǒng)102的操作期間，控制器660可以通過基于在控制器660處接收到的輸入向功率逆變器655提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)665而啟動(dòng)并控制馬達(dá)205?？刂破?60可以接收來自控制輸入635或串行端口接口的輸入信號(hào)。在某些構(gòu)造中，控制輸入635可以被配置成接收來自一個(gè)或多個(gè)電壓傳感器、電流傳感器和輔助系統(tǒng)的輸入信號(hào)。電壓傳感器和電流傳感器可用于分別地測(cè)量馬達(dá)205或與馬達(dá)205共同操作的其它設(shè)備中的電壓和電流。因此，電壓傳感器和電流傳感器可以聯(lián)接或放置在馬達(dá)205內(nèi)，或可替代地，這些傳感器可以放置在遠(yuǎn)程位置處。此外，電驅(qū)動(dòng)電路605可以聯(lián)接或放置在馬達(dá)205內(nèi)，或可替代地緊靠馬達(dá)205。由輔助輸入產(chǎn)生的信號(hào)可以在控制輸入635處被接收且可包括來自安全系統(tǒng)或其它輸入/輸出設(shè)備106的信號(hào)，如圖1中示意性地示出的。在某些構(gòu)造中，沒有給控制輸入635提供輸入且控制器660提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)665以在預(yù)定的速度下運(yùn)行馬達(dá)205。
[0041]在制冷系統(tǒng)102的其它構(gòu)造中，恒溫器103、系統(tǒng)控制板104和馬達(dá)組件105被配置成利用一組具體啟動(dòng)方法啟動(dòng)和操作制冷系統(tǒng)102。例如，恒溫器103可以產(chǎn)生指示可以打開馬達(dá)組件105的溫度需求的信號(hào)。由恒溫器103產(chǎn)生的信號(hào)可以被發(fā)送到系統(tǒng)控制板104。在某些情形中，系統(tǒng)控制板104可以用于同時(shí)控制制冷系統(tǒng)102和其它輸入/輸出設(shè)備106，諸如輔助系統(tǒng)或安全設(shè)備(例如，煙霧檢測(cè)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、環(huán)境濕度控制)。系統(tǒng)控制板104可以處理由恒溫器103產(chǎn)生的信號(hào)以產(chǎn)生用于馬達(dá)組件105的指令。例如，馬達(dá)組件105可以利用串行端口接口接收來自系統(tǒng)控制板104的指令，以驅(qū)動(dòng)通常產(chǎn)生恒定的空氣流的風(fēng)扇107。
[0042]馬達(dá)205的啟動(dòng)程序在控制器660的存儲(chǔ)器663中存儲(chǔ)為軟件指令?？刂破?60的處理器662讀取來自存儲(chǔ)器663的指令，解釋該指令，并執(zhí)行所解釋的指令，導(dǎo)致馬達(dá)205的操作，如下面描述的。可以使用其它電路部件(例如，ASIC)代替處理器662和存儲(chǔ)器663以控制馬達(dá)205。軟件指令基于分配給將在下面詳細(xì)論述的參數(shù)的許多預(yù)配置的值。該值定義用于作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)665由功率逆變器655提供給馬達(dá)205的三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的振幅和頻率的斜坡函數(shù)。
[0043]圖7A和7B示出可以提供給馬達(dá)205以啟動(dòng)換向的可能的三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的振幅和頻率的不例圖。振幅斜坡函數(shù)(在圖7A中用在零秒的時(shí)間處具有較聞的啟動(dòng)值的圖來示出)控制啟動(dòng)信號(hào)的振幅。頻率斜坡函數(shù)(在圖7A中用在零秒的時(shí)間處具有較低的啟動(dòng)值的圖來示出)控制啟動(dòng)信號(hào)的頻率。
[0044]推薦的啟動(dòng)技術(shù)使用了開環(huán)驅(qū)動(dòng)，且因此來自馬達(dá)的反饋沒有被提供給控制器660。啟動(dòng)信號(hào)使馬達(dá)205從在啟動(dòng)時(shí)間705處的每分鐘零轉(zhuǎn)(“RPM”)換向到BEMF轉(zhuǎn)換點(diǎn)710 (在此處馬達(dá)轉(zhuǎn)換到BEMF控制模式(即，閉環(huán)控制，接收反饋))。在達(dá)到BEMF轉(zhuǎn)換點(diǎn)710之前的所有點(diǎn)處，馬達(dá)205的所有三相根據(jù)由下面詳細(xì)解釋的預(yù)配置的值定義的振幅斜坡函數(shù)和頻率斜坡函數(shù)而同時(shí)地產(chǎn)生三相AC電壓。三相AC電壓可以是相同的信號(hào)，除了每一個(gè)是相對(duì)于其它相相移一百二十度的相之外。
[0045]控制啟動(dòng)信號(hào)的斜坡函數(shù)包括由圖7A和7B圖解地示出的很多值?？膳渲玫膯?dòng)信號(hào)值包括啟動(dòng)振幅715和啟動(dòng)頻率720。啟動(dòng)振幅715是初始地提供給馬達(dá)205的啟動(dòng)信號(hào)的振幅且在圖7八的7軸(圖的左側(cè))上由對(duì)馬達(dá)205施加的電壓的百分比表示。施加的電壓導(dǎo)致某些電流，其提供允許馬達(dá)205開始換向的磁場(chǎng)。啟動(dòng)頻率720是初始地提供給馬達(dá)205的啟動(dòng)信號(hào)的頻率且具有赫茲(Hz)單位，如在y軸上顯示的(圖的右側(cè))。
[0046]啟動(dòng)信號(hào)值還包括振幅斜坡上升時(shí)間725、振幅增加計(jì)數(shù)730和最大振幅735。在振幅斜坡上升時(shí)間725期間，啟動(dòng)信號(hào)的振幅根據(jù)振幅增加計(jì)數(shù)730增加，直到啟動(dòng)信號(hào)的振幅達(dá)到最大振幅735。啟動(dòng)信號(hào)的頻率由類似的值定義。在頻率斜坡上升時(shí)間740期間，啟動(dòng)信號(hào)的頻率根據(jù)頻率增加計(jì)數(shù)745增加，直到頻率達(dá)到最大頻率750。振幅增加計(jì)數(shù)730和頻率增加計(jì)數(shù)745分別代表在斜坡上升時(shí)間725和740期間振幅圖和頻率圖的斜率值。當(dāng)振幅和頻率兩者都已經(jīng)達(dá)到其各自最大值時(shí)，馬達(dá)205在BEMF轉(zhuǎn)換點(diǎn)710處轉(zhuǎn)換到BEMF控制模式。
[0047]在圖7A和7B中，在頻率達(dá)到其最大值之前，啟動(dòng)信號(hào)的振幅達(dá)到其最大值。一旦啟動(dòng)信號(hào)的振幅達(dá)到其最大振幅735，振幅斜坡函數(shù)完成。因此，振幅將保持恒定，如通過從約2.4秒直到7秒的振幅圖水平線表示的。啟動(dòng)信號(hào)的振幅保持恒定，直到頻率在BEMF轉(zhuǎn)換點(diǎn)710處達(dá)到最大頻率750。盡管在圖7A和7B中振幅斜坡函數(shù)在頻率斜坡函數(shù)之前達(dá)到其最大值，但是在某些實(shí)施例中頻率斜坡函數(shù)在振幅斜坡函數(shù)之前達(dá)到其最大值。相應(yīng)地，BEMF轉(zhuǎn)換點(diǎn)710是啟動(dòng)信號(hào)的振幅和頻率兩者都已經(jīng)達(dá)到其各自的最大值的點(diǎn)。
[0048]斜坡函數(shù)的多種變化是可能的。如圖7B顯示的，在某些實(shí)施例中，用于振幅、頻率或兩者的斜坡函數(shù)是指數(shù)的(即，曲線的)，而不是圖7A中顯示的線性的。在這種實(shí)施例中，可以使用另外的值(即，加速度)來控制用于振幅、頻率或兩者的斜坡函數(shù)的斜率。此夕卜，在某些實(shí)施例中，啟動(dòng)信號(hào)的振幅和頻率可以在同一時(shí)間達(dá)到其各自的最大值。在可替代的實(shí)施例中，啟動(dòng)信號(hào)的振幅在振幅斜坡上升時(shí)間725期間保持恒定(即，振幅增加730設(shè)定為零)。因此，BEMF轉(zhuǎn)換點(diǎn)710在頻率斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后發(fā)生。在這種實(shí)施例中，振幅值被設(shè)定為足夠高以在所有速度下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
[0049]斜坡函數(shù)值是可配置的且可以被調(diào)節(jié)使得啟動(dòng)技術(shù)可以用于各種各樣的馬達(dá)。斜坡函數(shù)值主要地通過實(shí)驗(yàn)來確定。然而，存在用于設(shè)定值的一般準(zhǔn)則。例如，較大的馬達(dá)將比較小的馬達(dá)可能具有較長(zhǎng)的斜坡上升時(shí)間和較小的振幅增加值。確定和配置啟動(dòng)信號(hào)值的細(xì)節(jié)在下面解釋。
[0050]斜坡函數(shù)利用BLDC馬達(dá)的已知特性來平穩(wěn)地啟動(dòng)馬達(dá)205且轉(zhuǎn)換到BEMF控制模式。對(duì)于BLDC馬達(dá)，當(dāng)定子305和轉(zhuǎn)子310的磁場(chǎng)之間的角度是90度時(shí)，馬達(dá)205的效率和轉(zhuǎn)矩最大。另外，馬達(dá)205的轉(zhuǎn)矩與輸入到馬達(dá)205的電流的振幅以及定子305和轉(zhuǎn)子310的磁場(chǎng)之間的角度成正比。
[0051]如果剛好足夠的電流被提供給馬達(dá)205，則馬達(dá)205以在定子305和轉(zhuǎn)子310的磁場(chǎng)之間的90度角度在最大效率下旋轉(zhuǎn)。然而，當(dāng)以該最大效率和90度磁場(chǎng)角度操作時(shí),馬達(dá)205的負(fù)荷的變化明顯地影響換向。類似地，馬達(dá)205的轉(zhuǎn)矩對(duì)輸入變化也是非常敏感的。相應(yīng)地，關(guān)于負(fù)荷特性的專門知識(shí)用于向馬達(dá)205提供合適量的輸入電流且實(shí)現(xiàn)定子305和轉(zhuǎn)子310的磁場(chǎng)之間的90度角度。
[0052]然而，在某些馬達(dá)應(yīng)用中，馬達(dá)205的負(fù)荷不是具體已知的。在這種應(yīng)用中，可以在沒有關(guān)于負(fù)荷的專門知識(shí)的情況下使用BLDC馬達(dá)的已知特性啟動(dòng)馬達(dá)205。如上面描述的，當(dāng)定子305和轉(zhuǎn)子310的磁場(chǎng)之間的角度為90度時(shí)，馬達(dá)205處于最大效率。當(dāng)超過該最大效率點(diǎn)的另外的電流被施加到馬達(dá)205時(shí)，馬達(dá)205通過減小定子305和轉(zhuǎn)子310的磁場(chǎng)之間的角度而變得較低效。減小的角度減少馬達(dá)205的功率同時(shí)維持近似相同的轉(zhuǎn)矩。因此，提供給馬達(dá)205的電流越多，定子305和轉(zhuǎn)子310的磁場(chǎng)之間的角度變得越小。
[0053]而且，在高輸入電流且在定子305和轉(zhuǎn)子310的磁場(chǎng)之間的角度小的情況下，馬達(dá)205的轉(zhuǎn)矩對(duì)負(fù)荷或輸入電流的變化較不敏感，這是因?yàn)檩斎氲今R達(dá)205的正弦函數(shù)是陡的(即，斜率值高)。因此，輸入電流的變化不像相同的變化將影響在較低電流和較高角度(即，接近最大效率的電流和角度)下轉(zhuǎn)子310的位置那么多地影響在高電流和小角度(即，造成馬達(dá)較低頻率地運(yùn)行的電流和角度)下轉(zhuǎn)子310的位置。
[0054]相應(yīng)地，轉(zhuǎn)子310的位置可以在較高確定性程度內(nèi)被估計(jì)。以另一種方式陳述，如果控制啟動(dòng)信號(hào)的斜坡函數(shù)提供給馬達(dá)205足夠的電流以將兩個(gè)磁場(chǎng)之間的角度減小到小值(即，低于25度)，則轉(zhuǎn)子310相對(duì)于提供的啟動(dòng)信號(hào)的位置已知在±20-25度內(nèi)。而且，在該角度假設(shè)下切換到BEMF馬達(dá)控制將最小地影響馬達(dá)205的轉(zhuǎn)矩，這允許從開環(huán)啟動(dòng)信號(hào)到BEMF控制模式(即，閉環(huán)控制，接收反饋)的平穩(wěn)過渡。相應(yīng)地，馬達(dá)205可以在沒有惰行的情況下直接地切換到BEMF控制模式以找到轉(zhuǎn)矩310的位置。在BEMF控制模式下，電驅(qū)動(dòng)電路605可以隨后通過無傳感器控制來估計(jì)轉(zhuǎn)子位置。
[0055]如果啟動(dòng)信號(hào)的值通過使用實(shí)驗(yàn)和馬達(dá)205的特性進(jìn)行了正確地配置，則轉(zhuǎn)子310的位置在小的角度范圍內(nèi)是已知的。具體地，已知轉(zhuǎn)子310在啟動(dòng)信號(hào)后滯后一定的量。因此，馬達(dá)不需要在切換到BEMF控制模式之前惰行來找到轉(zhuǎn)子，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子的位置以足夠高的確定性程度(即，在實(shí)際位置的±20-25度內(nèi))是已知的。
[0056]圖8不出描述了利用電驅(qū)動(dòng)電路605啟動(dòng)無刷永磁體電馬達(dá)205的一種可能過程800的流程圖。如之前解釋的，在開始馬達(dá)啟動(dòng)過程800之前，在實(shí)驗(yàn)確定之后在框805處配置用于啟動(dòng)馬達(dá)205的啟動(dòng)信號(hào)的值。在配置啟動(dòng)信號(hào)的值之后，可以開始過程800(在框810處)。在框815處預(yù)充功率階段發(fā)生。預(yù)充功率階段可以包括給用于形成導(dǎo)通功率逆變器655的功率電子開關(guān)(例如，IGBT)所需要的電壓的能量存儲(chǔ)設(shè)備(即，電容器)充電?？梢允褂糜糜诮o電容器充電的各種方法。
[0057]偶爾，當(dāng)啟動(dòng)馬達(dá)205的方法開始時(shí)，轉(zhuǎn)子310在運(yùn)動(dòng)中?？刂破?60監(jiān)測(cè)BEMF以檢測(cè)轉(zhuǎn)子310的運(yùn)動(dòng)(在框820處)?？勺?cè)鲆娣糯笃鞅磺袚Q到高增益模式以檢測(cè)由馬達(dá)205產(chǎn)生的可能低的BEMF信號(hào)。低BEMF信號(hào)通常指示轉(zhuǎn)子310的明顯緩慢的運(yùn)動(dòng)。控制器660通常通過測(cè)量BEMF交叉之間的時(shí)間來確定轉(zhuǎn)子310的旋轉(zhuǎn)速度。例如，如果BEMF交叉之間的時(shí)間增加，則確定轉(zhuǎn)子310減慢。在將啟動(dòng)信號(hào)發(fā)送到馬達(dá)205并開始斜坡函數(shù)之前，轉(zhuǎn)子310被監(jiān)測(cè)以確保其停止或以足夠慢的速度移動(dòng)，使得啟動(dòng)信號(hào)將根據(jù)期望地使馬達(dá)205換向。如果轉(zhuǎn)子310的速度太高，則轉(zhuǎn)子310通過縮短馬達(dá)205的某些或所有相而被減慢或停止(在框825處)。
[0058]當(dāng)相對(duì)地不存在轉(zhuǎn)子310的旋轉(zhuǎn)時(shí)，控制器660在沒有運(yùn)動(dòng)或緩慢運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)轉(zhuǎn)子310的速度分類。在這種情況下，控制器660根據(jù)啟動(dòng)信號(hào)的振幅斜坡函數(shù)和頻率斜坡函數(shù)的預(yù)配置值而啟動(dòng)馬達(dá)205且使馬達(dá)205斜坡上升(在框830處)。如上面論述的，預(yù)編程的開環(huán)啟動(dòng)信號(hào)根據(jù)振幅斜坡函數(shù)和頻率斜坡函數(shù)基于可配置的值進(jìn)行斜坡上升。啟動(dòng)信號(hào)基于斜坡函數(shù)使馬達(dá)205從零RPM換向到某一速度，直到馬達(dá)205達(dá)到BEMF轉(zhuǎn)換點(diǎn) 810。
[0059]對(duì)于馬達(dá)205的安靜的和平穩(wěn)的操作，最好是在馬達(dá)的斜坡上升期間產(chǎn)生正弦波電流(在框830處)。然而，控制器660通過功率逆變器655控制提供給馬達(dá)205的電壓信號(hào)(而不是直接地控制電流輸入)。通過控制電壓信號(hào)，控制器660間接地控制提供給馬達(dá)的電流(即，正弦波電壓產(chǎn)生梯形電流)。電壓信號(hào)可以有意地扭曲以產(chǎn)生更接近地類似正弦波的電流。相應(yīng)地，提供給馬達(dá)205的電流是更正弦的且馬達(dá)205更平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。
[0060]在框835處，控制器660根據(jù)斜坡函數(shù)基于上述預(yù)配置的值增加啟動(dòng)信號(hào)的振幅和頻率。在框840處，控制器660檢查振幅斜坡函數(shù)和頻率斜坡函數(shù)兩者是否完成。如果斜坡函數(shù)中的一個(gè)或兩者沒有完成，則控制器660繼續(xù)指示功率逆變器655根據(jù)斜坡函數(shù)給馬達(dá)205提供開環(huán)信號(hào)(在框835處)。當(dāng)斜坡函數(shù)兩者完成時(shí)，馬達(dá)205已經(jīng)達(dá)到BEMF轉(zhuǎn)換點(diǎn)810，且控制器660切換到BEMF控制模式(在框845處)。監(jiān)測(cè)BEMF允許控制器660確定關(guān)于轉(zhuǎn)子310的旋轉(zhuǎn)速度的時(shí)段。
[0061]本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)在所附權(quán)利要求中闡述。
【權(quán)利要求】
1.一種控制電機(jī)的方法，所述電機(jī)包括具有芯和多個(gè)繞組的定子，以及靠近所述定子布置以與所述定子相互作用的轉(zhuǎn)子，所述方法包括: 配置具有振幅和頻率的三相交流(AC)電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的振幅值和頻率值； 給所述多個(gè)繞組提供所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)； 根據(jù)由所述頻率值定義的頻率斜坡函數(shù)改變所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的頻率； 在所述頻率斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后中斷所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)； 在中斷所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之后，通過使用基于所述頻率斜坡函數(shù)的所述轉(zhuǎn)子的已知評(píng)估位置，切換到反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)控制模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述配置振幅值和頻率值包括，配置所述三相AC啟動(dòng)信號(hào)的振幅值，并且其中，所述方法還包括，根據(jù)由所述振幅值定義的振幅斜坡函數(shù)改變所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的振幅，其中，中斷所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)發(fā)生在所述振幅斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括，在給所述多個(gè)繞組提供所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之前檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)還包括檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，切換到所述BEMF控制模式立即發(fā)生在中斷所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之后。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括防止所述轉(zhuǎn)子在所述方法的執(zhí)行期間惰行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，改變所述頻率包括線性地增加所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述改變振幅、所述改變頻率或改變振幅和改變頻率兩者包括線性地增加所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的振幅、頻率或振幅和頻率兩者。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，改變所述頻率包括指數(shù)地增加所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述改變振幅、所述改變頻率或改變振幅和改變頻率兩者包括指數(shù)地增加所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的振幅、頻率或振幅和頻率兩者。
11.一種電機(jī)，包括: 定子，所述定子具有芯和多個(gè)繞組； 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子靠近所述定子布置以與所述定子相互作用； 存儲(chǔ)器；以及 控制器，所述控制器被布置成啟動(dòng)所述電機(jī)，所述控制器被配置成: 獲得具有振幅和頻率的三相交流(AC)電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的預(yù)編程的振幅值和預(yù)編程的頻率值； 產(chǎn)生所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)以提供給所述多個(gè)繞組； 根據(jù)由所述頻率值定義的頻率斜坡函數(shù)改變所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的頻率； 在所述頻率斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后，中斷所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)；以及在中斷所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之后，使用基于所述頻率斜坡函數(shù)的所述轉(zhuǎn)子的已知評(píng)估位置，切換到反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)控制模式。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)，其中，所述控制器進(jìn)一步被配置成: 根據(jù)由多個(gè)振幅值定義的振幅斜坡函數(shù)改變所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的振幅；以及 在所述振幅斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后中斷所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)，其中，所述控制器進(jìn)一步被配置成在所述控制器產(chǎn)生所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之前檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)，其中，所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)提供所述電機(jī)的開環(huán)斜坡上升。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)，其中，所述BEMF控制模式為接收由所述電機(jī)產(chǎn)生的BEMF的反饋的閉環(huán)控制模式。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)，其中，所述電機(jī)包括永磁無刷直流馬達(dá)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī),其中,所述頻率斜坡函數(shù)的值線性地增加。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電機(jī)，其中，所述振幅斜坡函數(shù)和所述頻率斜坡函數(shù)中的至少一個(gè)的值線性地增加。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī),其中,所述頻率斜坡函數(shù)的值指數(shù)地增加。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電機(jī)，其中，所述振幅斜坡函數(shù)和所述頻率斜坡函數(shù)中的至少一個(gè)的值指數(shù)地增加。
21.—種空氣流動(dòng)系統(tǒng),包括: 系統(tǒng)控制板； 馬達(dá)組件，包括: 定子，所述定子具有芯和多個(gè)繞組；以及 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子靠近所述定子布置以與所述定子相互作用； 驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路聯(lián)接到所述馬達(dá)組件并且具有控制器和存儲(chǔ)器，所述控制器被配置成啟動(dòng)所述馬達(dá)組件并且接收具有振幅和頻率的三相交流(AC)電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的預(yù)編程的振幅值和預(yù)編程的頻率值，其中，所述控制器通過進(jìn)一步被配置成執(zhí)行以下步驟來啟動(dòng)所述馬達(dá)組件: 給所述多個(gè)繞組提供所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)； 根據(jù)由所述頻率值定義的頻率斜坡函數(shù)改變所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的頻率； 在所述頻率斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后，中斷所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)； 在中斷所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之后，通過使用基于所述頻率斜坡函數(shù)的所述轉(zhuǎn)子的已知評(píng)估位置，切換到反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)控制模式。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的空氣流動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述控制器進(jìn)一步被配置成: 根據(jù)由多個(gè)振幅值定義的振幅斜坡函數(shù)改變所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)的振幅；以及 在所述振幅斜坡函數(shù)已經(jīng)完成之后中斷所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的空氣流動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述控制器進(jìn)一步被配置成在所述控制器給所述多個(gè)繞組提供所述三相AC電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)之前檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的空氣流動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述空氣流動(dòng)系統(tǒng)還包括恒溫器。
【文檔編號(hào)】H02P6/20GK104426440SQ201410440337
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】保羅·S·馬林 申請(qǐng)人:雷勃電氣美國公司