本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的邏輯電路處理模塊600的電路原理圖；在第二優(yōu) 選實(shí)施例中，其他部分的電路原理圖和第一優(yōu)選實(shí)施例完全相同。
[0055] 所述邏輯電路處理模塊600包括：雙D觸發(fā)器U4、雙三輸入與門(mén)U3、二極管D10和 D11、三極管Q5、電阻R15和R16;所述雙D觸發(fā)器U4中包括觸發(fā)器C/4J和;雙三輸入 與門(mén)U3中有兩個(gè)三輸入與門(mén)E/3』和L/35 ; D觸發(fā)器C/4S的信號(hào)輸入連接關(guān)系為： ^信號(hào)接到D觸發(fā)器C/45的數(shù)據(jù)輸入端C/45-D; 信號(hào)作為時(shí)鐘信號(hào)接到D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端C/4S-CIX; D觸發(fā)器1/45的復(fù)位信號(hào)端t/45 - 和信號(hào)置位端C/45 -SST均接地； D觸發(fā)器C/4.4的信號(hào)輸入連接關(guān)系為： 士/3信號(hào)接到D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端L/4J-D; 信號(hào)作為時(shí)鐘信號(hào)接到D觸發(fā)器t；毛4的時(shí)鐘輸入端t/42-CiZ; D觸發(fā)器的復(fù)位信號(hào)端t/4J-AST和信號(hào)置位端-SS'F均接地； 兩個(gè)觸發(fā)器t/毛4、t/45的數(shù)據(jù)輸出端PW-G和G均懸空； 兩個(gè)觸發(fā)器t；毛4、的數(shù)據(jù)輸出端C/毛4-g和t/45-g分別連接到三輸入與門(mén)U3J和t/35的數(shù)據(jù)輸入端； 三輸入與門(mén)？1/32的另外兩個(gè)輸入分別是4^、乂； 三輸入與門(mén)t/35的另外兩個(gè)輸入分別是％_#、％ ; 三輸入與門(mén)和U35的數(shù)據(jù)輸出端分別連接到二極管D10和D11的陽(yáng)極； 通過(guò)觸發(fā)器￡/毛4和與門(mén)運(yùn)算，獲得半個(gè)轉(zhuǎn)速周期內(nèi)的定子勵(lì)磁繞組電流接通的 邏輯電平控制信號(hào)
又通過(guò)觸發(fā)器IMS和與門(mén)U3S運(yùn)算，獲得另半個(gè)轉(zhuǎn)速周期內(nèi)的定子勵(lì)磁繞組電流接 通的邏輯電平控制信號(hào)
二極管D10和Dll組成或門(mén)電路，所述二極管D10和Dll的陰極相連接且與電阻R15的 一端連接；電阻R15的另一端連接到晶體管Q5基極；晶體管Q5的發(fā)射極接地；晶體管Q5的 集電極與R16的一端連接，R16的另一端輸出定子勵(lì)磁繞組電流接通的邏輯電平控制信號(hào) 到定子勵(lì)磁線(xiàn)圈電源開(kāi)關(guān)模塊700,即t/33- 9與t/3S- 6再做數(shù)字"或"邏輯運(yùn)算，獲得單 相永磁電機(jī)整個(gè)轉(zhuǎn)速周期內(nèi)的定子勵(lì)磁繞組電流接通的邏輯電平控制信號(hào)=L/3J-9 + U3B-6。
[0056] 圖15給出了在第二優(yōu)選實(shí)施例所述控制裝置控制單相永磁體電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在三分之 一的同步轉(zhuǎn)速時(shí)的各信號(hào)時(shí)序圖。
[0057] 在第二優(yōu)選實(shí)施例中：以圖6的霍爾傳感器擺放的位置說(shuō)明，即霍爾傳感器放置 于極靴尖端靠左側(cè)； 如圖15時(shí)序關(guān)系圖所示，tl時(shí)刻，端點(diǎn)CC1處&信號(hào)的時(shí)鐘脈沖有一個(gè)上升沿，此時(shí) 霍爾傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)極性為S極，則端點(diǎn)SN1處的信號(hào)的邏輯電平為"1"，根 據(jù)t/45的邏輯真值表可知，此時(shí)輸出邏輯電平"0"，即C/35-6輸出邏輯電平"〇"，Q4、Q1截止，勵(lì)磁線(xiàn)圈無(wú)電流通過(guò)，轉(zhuǎn)子保持原來(lái)的狀態(tài)； 等到t3時(shí)刻，在端點(diǎn)CC2處信號(hào)時(shí)鐘脈沖有一個(gè)上升沿，此時(shí)轉(zhuǎn)子狀態(tài)不變，霍爾 傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)極性仍為S極，則端點(diǎn)SN2處的ivd言號(hào)的邏輯電平為"0"，根據(jù) 乙/4』的邏輯真值表可知，此時(shí)識(shí)W-g輸出邏輯電平" 1"，此時(shí)t/3』第8管腳輸入邏輯電 平" 1"，U3J的第1腳輸入信號(hào)邏輯電平也為" 1 "，的第2腳輸入信號(hào)％邏輯電平 為"〇"，根據(jù)U3J的邏輯真值表可知U3J-9輸出邏輯電平"0"，04、01截止，勵(lì)磁線(xiàn)圈無(wú)電 流通過(guò)，轉(zhuǎn)子保持原來(lái)的狀態(tài)； 等到t4時(shí)刻，端點(diǎn)RC2處％信號(hào)邏輯電平由"0"變?yōu)? 1"，此時(shí)第2管腳輸入邏輯 電平" 1"，此刻的三個(gè)腳均輸入邏輯電平" 1"，根據(jù)U32的邏輯真值表可知L/3J的第 9管腳輸出邏輯電平" 1"，，Q4、Q1導(dǎo)通，勵(lì)磁線(xiàn)圈從t4時(shí)刻接入電源Unrt，左側(cè)定子產(chǎn)生的 磁場(chǎng)為S極，右側(cè)定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)為N極，定子的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)相反，推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)； t5時(shí)刻，信號(hào)的邏輯電平同時(shí)由"1"變?yōu)?0"，則t/3』的第9管腳輸出"0"，Q4 截止，Q1的G腳及柵極的驅(qū)動(dòng)電流為零，但勵(lì)磁線(xiàn)圈已經(jīng)有電流繼續(xù)維持導(dǎo)通；此刻，霍爾 傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)極性產(chǎn)生了反轉(zhuǎn)為N極，端點(diǎn)CC1處&信號(hào)的時(shí)鐘脈沖有一 個(gè)上升沿，端點(diǎn)SN1處的!信號(hào)的邏輯電平為"0"，根據(jù)的邏輯真值表可知，此時(shí)C/45-g輸出邏輯電平"1"，rj35的第5管腳-輸入邏輯電平"1"，[/35的第3管腳輸入 ^信號(hào)邏輯電平"1"，C/35的第4管腳輸入f信號(hào)邏輯電平為"0"，則t5時(shí)刻，的 第6管腳輸出邏輯電平"0"； 等到t6時(shí)刻，信號(hào)邏輯電平由"0"轉(zhuǎn)為"1"，則的第3、4、5管腳輸入邏輯電平 都為" 1"，根據(jù)U35的邏輯真值表可知的第6管腳輸出邏輯電平" 1"，則Q4導(dǎo)通，繼續(xù) 觸發(fā)Ql，Q1在勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流過(guò)零之后，勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流方向轉(zhuǎn)換，左側(cè)定子產(chǎn)生的磁場(chǎng) 為N極，右側(cè)定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)為S極，繼續(xù)作用于轉(zhuǎn)子。
[0058] t7時(shí)刻，以妨的第3管腳輸入^信號(hào)邏輯電平由"丄"變?yōu)?〇"，則仍忍的第6 管腳輸出邏輯電平"〇"，Q4截止，Q1的G腳及柵極的驅(qū)動(dòng)電流為零，但勵(lì)磁線(xiàn)圈已經(jīng)有電流 繼續(xù)維持導(dǎo)通；自此完成了有一個(gè)電源周期內(nèi)的控制過(guò)程。
[0059] 第二優(yōu)選實(shí)施例中包括以下步驟： 1、 通過(guò)霍爾元件U6在指定位置實(shí)時(shí)獲取永磁體轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)極性信號(hào)，以其輸出的邏輯 真值" 1"或"0"代表所述永磁體轉(zhuǎn)子臨近該傳感裝置所在位置瞬間是S極還是N極，即輸 出第一磁場(chǎng)極性信號(hào)a#和第二磁場(chǎng)極性信號(hào); 2、 獲取交流電源極性信號(hào)，整形后得到兩組互為反相的時(shí)鐘信號(hào)，分別是第一電源電 壓時(shí)鐘信號(hào)和第二電源電壓時(shí)鐘信號(hào)& ; 3、 獲取移相電流的信號(hào)，整形后得到兩組互為反相的時(shí)鐘信號(hào)，分別是第一移相電流 時(shí)鐘信號(hào)和第二移相電流時(shí)鐘信號(hào); 4、 在移相電流信號(hào)由正半周轉(zhuǎn)負(fù)半周過(guò)零點(diǎn)"tl"相位點(diǎn)時(shí)刻和移相電流信號(hào)由負(fù)半 周轉(zhuǎn)正半周過(guò)零點(diǎn)"t3"相位點(diǎn)時(shí)刻判斷永磁轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)極性與設(shè)定的要求是否一致，如果 一致則開(kāi)啟雙向晶閘管開(kāi)關(guān)，不一致則不開(kāi)啟； 5、 引入交流電源信號(hào)，則保證了每一次開(kāi)啟雙向晶閘管的時(shí)間點(diǎn)都在交流電源"t2至 t3"或者"t4至t5"時(shí)間范圍內(nèi)，這樣可靠保證了雙向晶閘管每一次觸發(fā)都是過(guò)零觸發(fā)。
[0060] 在上述兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述邏輯電路處理模塊600,也可以是用于邏輯運(yùn)算 的微控制器；所述微控制器的輸入信號(hào)是第二磁場(chǎng)極性信號(hào)&、第一移相電流時(shí)鐘信號(hào) 、第二電源電壓時(shí)鐘信號(hào)％和第一磁場(chǎng)極性信號(hào)、第二移相電流時(shí)鐘信號(hào)、第 一電源電壓時(shí)鐘信號(hào)七，以及轉(zhuǎn)速信號(hào)；或所述微控制器的輸入信號(hào)是第一磁場(chǎng)極性信號(hào) h/i、第一移相電流時(shí)鐘信號(hào)、第一電源電壓時(shí)鐘信號(hào)1^和第二磁場(chǎng)極性信號(hào)、第 二移相電流時(shí)鐘信號(hào)、第二電源電壓時(shí)鐘信號(hào)％，以及轉(zhuǎn)速信號(hào)；輸出為定子勵(lì)磁繞 組電流接通的邏輯電平控制信號(hào)^; 所述微控制器的兩組輸入信號(hào)和輸出的定子勵(lì)磁繞組電流接通的邏輯電平控制信號(hào) 的時(shí)序關(guān)系對(duì)應(yīng)原則為：依據(jù)霍爾元件輸出電平變化時(shí)序^^或&獲得實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)子 磁場(chǎng)極性，輸出定子勵(lì)磁繞組電流接通的邏輯電平控制信號(hào)控制定子勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流 方向，使得定子勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)匹配；在霍爾元件指示磁場(chǎng)過(guò)翻轉(zhuǎn)點(diǎn)之前， 即霍爾元件指示信號(hào)為"1" &為"0"時(shí)，通過(guò)數(shù)字邏輯運(yùn)算，獲得半個(gè)轉(zhuǎn)速周期內(nèi)的 定子勵(lì)磁繞組電流控制信號(hào);當(dāng)磁場(chǎng)極性信號(hào)指示磁場(chǎng)過(guò)翻轉(zhuǎn)點(diǎn)之后，即為 "0"區(qū)間也就是&為"1"時(shí)，為了維持永磁體轉(zhuǎn)子持續(xù)之前運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，單相永磁電機(jī) 的定子勵(lì)磁繞組需要獲得與前半個(gè)轉(zhuǎn)速周期反向的電流激勵(lì)，確保單相永磁電機(jī)的定子勵(lì) 磁繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)反向；另半個(gè)轉(zhuǎn)速周期內(nèi)的定子勵(lì)磁繞組電流控制信號(hào)為; 上述分別獲得的控制信號(hào)t/2J-g與C/2S-g再做數(shù)字"或"邏輯運(yùn)算，獲得單相永磁 電機(jī)整個(gè)轉(zhuǎn)速周期內(nèi)的定子勵(lì)磁繞組電流接通的邏輯電平控制信號(hào);雙向晶閘管在控 制信號(hào)的控制下，在每次交流激勵(lì)電流過(guò)零點(diǎn)變化時(shí)，根據(jù)當(dāng)前永磁體轉(zhuǎn)子所對(duì)應(yīng)位置 與保持運(yùn)轉(zhuǎn)方向所需要的電壓正負(fù)激勵(lì)需求，輸出正或負(fù)電壓以使定子勵(lì)磁線(xiàn)圈產(chǎn)生方向 適宜的磁場(chǎng)。
[0061]在上述各優(yōu)選實(shí)施例中，如果單相永磁體電機(jī)輸出的功率大于等于負(fù)載同步運(yùn)轉(zhuǎn) 所需的功率時(shí)，經(jīng)過(guò)若干個(gè)類(lèi)似的周期的作用，轉(zhuǎn)子與負(fù)載達(dá)到平衡就可以同步運(yùn)轉(zhuǎn)，同步 運(yùn)轉(zhuǎn)的方向則與異步低速運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反，此時(shí)電源電壓《?*、移相后電流h、定子勵(lì)磁線(xiàn)圈 電流k、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)極性的邏輯電平、U2A和U2B輸出腳和D8-D9輸出腳的時(shí)序關(guān)系見(jiàn)圖16。
[0062]在上述各優(yōu)選實(shí)施例中，如果單相永磁體同步電機(jī)的功率小于負(fù)載同步運(yùn)轉(zhuǎn)所需 的功率時(shí)，根據(jù)負(fù)載特性的不同有兩種情況： 1、 單相永磁體電機(jī)輸出的功率小于負(fù)載維持低于同步轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)所需的功率時(shí)，當(dāng)雙 向晶閘管Q1閉合時(shí)，磁場(chǎng)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用于轉(zhuǎn)子，但由于單相永磁體同步電機(jī)功率不 夠，轉(zhuǎn)子不能進(jìn)入同步狀態(tài)，Q1就經(jīng)常會(huì)被關(guān)閉，當(dāng)Q1關(guān)閉時(shí)，轉(zhuǎn)子在負(fù)載的拖累下和靜磁 場(chǎng)的作用下可能產(chǎn)生與原來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的運(yùn)轉(zhuǎn)，在Q1閉合時(shí)繼續(xù)作用于轉(zhuǎn)子，這樣就處 于往返的振動(dòng)中而不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)； 2、 單相永磁體電機(jī)輸出的功率大于負(fù)載維持低于同步轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)所需的功率時(shí)，經(jīng)過(guò)若 干個(gè)上述類(lèi)似的周期的作用，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)負(fù)載脫離靜磁場(chǎng)的作用力可以轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，當(dāng)雙向晶 閘管Q1關(guān)閉的情況下，轉(zhuǎn)子在負(fù)載慣性的作用下能繼續(xù)按原來(lái)的方向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)Q1閉合后磁 場(chǎng)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)又能繼續(xù)作用于轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子繼續(xù)得到驅(qū)動(dòng)力，但由于單相永磁體電機(jī) 輸出的功率小于負(fù)載同步運(yùn)轉(zhuǎn)所需的功率，轉(zhuǎn)子不能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，但可以穩(wěn)定在一個(gè)低 于同步轉(zhuǎn)速的速度上運(yùn)轉(zhuǎn)。低速運(yùn)轉(zhuǎn)的方向與同步運(yùn)轉(zhuǎn)的方向相反。
[0063]低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的時(shí)序圖參見(jiàn)圖13和圖15;如圖12所示為電源電壓、定子勵(lì)磁 線(xiàn)圈電流^和移相后電流k各旋轉(zhuǎn)矢量之間關(guān)系的極座標(biāo)圖；是所述單相永磁電機(jī) 的電源電壓波形圖汰i是經(jīng)所述電容C1移相后的移相電流波形圖，該移相后的移相電流 U相對(duì)于所述電源電壓要超前a角度，a角度與R1和C1的參數(shù)取值大小有關(guān)；U 是所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)之定子勵(lì)磁線(xiàn)圈的勵(lì)磁電流波形圖，該勵(lì)磁電流U相對(duì)于所 述電源電壓心要落后0角度，此0角度會(huì)因所述單相永磁體電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的狀況不同 而有所變化。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證，本發(fā)明技術(shù)方案都可靠地按照設(shè)定的方向在低于 同步轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明所述實(shí)施例一和二所涉及的關(guān)鍵元器件列表如下：
以上所述實(shí)施方式僅表達(dá)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不 能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制；應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍；因此，凡跟本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要 求的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 同步電動(dòng)機(jī)異步低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行的控制方法，適用于U形定子磁芯的小、微型兩極 同步電動(dòng)機(jī)，包括以下步驟： B. 在定子極靴一處設(shè)置偵測(cè)永磁體轉(zhuǎn)子極性的傳感器，獲得該處實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)極性是 N極還是S極的邏輯電平信號(hào)七/3，并設(shè)定=1為轉(zhuǎn)子N極轉(zhuǎn)至此處，反之，=O為轉(zhuǎn) 子S極轉(zhuǎn)至此處；所述邏輯電平信號(hào)％.,,的邏輯反演，即?ν,的"非"信號(hào)，記作;分別將 稱(chēng)作第一和第二磁場(chǎng)極性信號(hào)； C. 將驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)異步運(yùn)行的單相交流電壓源記做V，其電壓信號(hào)經(jīng)整形獲得與之 同頻率同相位的邏輯電平信號(hào)W,同時(shí)設(shè)定士 =1代表該電壓源V的瞬時(shí)值V > 0，反之， 電壓源V的電平信號(hào)\ =0則代表瞬時(shí)值V < 0 ;所述邏輯電平信號(hào)士的邏輯反演，即％的 "非"信號(hào)，記作Wv ;分別將Uv和Kv稱(chēng)作第一和第二電源電壓時(shí)鐘信號(hào)； D. 所述電源電壓V經(jīng)R-C阻容支路或R-L電感支路獲