发明名称 五相无电刷直流马达之控制电路
摘要 一种五相无电刷DC(直流)马达(102)之控制系统(100),该马达包含具有一个含有五个绕组(114)之定子及相对于这些绕组(114)旋转之转子(116)。绕组(114)系设计成响应转子(116)之旋转位置而行电子式换向。该控制系统(100)含有藉光学或磁性侦测器或绕组(114)内之反电动势电压(back electromotive force voltage)侦测转子(116)之旋转位置用之侦测回路(106)。电子开关(112)响应控制回路(110)所产生之控制信号而控制流过绕组(114)之电流,该控制信号系响应转子(116)之旋转位置而产生。控制回路(110)含有起动逻辑以起动逻辑以起动马达(102)。起动之际若转子(116)于错误之方向上旋转时控制回路(110)则通电预先选定之绕组(114)并等候转子(116)减速到实质停止后才以起动之顺序通电绕组(114)使转子(116)于正确之方向上旋转。转子(116)一旦于正确方向上旋转后控制回路(110)即响应转子(116)之旋转位置对绕组(114)进行电子式换向。
申请公布号 TW338855 申请公布日期 1998.08.21
申请号 TW086106645 申请日期 1997.05.19
申请人 西门斯电力有限公司 发明人 约翰E.马加兰
分类号 H02P5/00 主分类号 H02P5/00
代理机构 代理人 郑自添 台北巿敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种用于对适于从一个电源取电之五相无电刷DC马达执行电子式换向之控制系统,该马达包括一个具有五个适于被执行电子式换向之绕组之定子及相对于这些绕组旋转之一个转子,该控制系统包括:一侦测回路,其系构成为能对应转子之旋转位置产生信号;一电子换向回路,其含有接至绕组之开关;及一控制回路,其系接至侦测回路及换向回路并构成为能对应转子之旋转位置以产生控制信号及将此控制信号送至换向回路,其中换向回路系响应控制信号而控制流经绕组之电流。2.如申请专利范围第1项之控制系统,其中,该侦测回路系根据绕组内产生之反电动势电压以侦测出转子之旋转位置。3.如申请专利范围第2项之控制系统,其中,其中,该侦测回路系比较各绕组相互间之反电动势以检知转子之旋转位置。4.如申请专利范围第3项之控制系统,其中,该侦测回路含有五个比较器以比较五对绕组内之反电动势电压。5.如申请专利范围第2项之控制系统,其中该侦测回路系比较绕组内之反电动势电压和一参考电压俾侦测转子之旋转位置。6.如申请专利范围第1项之控制系统,其中,该侦测回路系根据至少一个侦测器之信号以侦测转子之旋转位置。7.如申请专利范围第6项之控制系统,其中,至少一个侦测器系为接至马达转轴之光学侦测器。8.如申请专利范围第6项之控制系统,其中至少一个侦测器系为磁性侦测器。9.如申请专利范围第1项之控制系统,其中该控制回路当起动之际决定转子之转向,若转子于错误之方向上旋转时则通电预先选定之绕组并等到转子之转动减速到实质停止后才以起动之顺序通电绕组以使转子于正确之方向上旋转,而当转子于正确之方向上旋转时则响应转子之旋转位置对绕组进行电子式之换向。10.如申请专利范围第9项之控制系统,其中,在马达起动时限制流经绕组之电流。11.如申请专利范围第1项之控制系统,其中,该侦测回路产生与转子之旋转位置有关系之信号型式,而控制回路则根据来自侦测回路之信号型式进行绕组之换向。12.如申请专利范围第1项之控制系统,其另包括速度参考输入信号,其中控制回路根据速度参考输入信号与由转子位置之时间微分得出之转子之转速间之比较以变更控制信号。13.如申请专利范围第12项之控制系统,其中,控制信号系为脉冲宽调变信号,而转子之转速系藉改变控制信号之责务周期而变更。14.如申请专利范围第1项之控制系统,其中控制回路系包含一个可程式化之控制器。15.一种五相无电刷DC马达之驱动回路,该马达具有五个绕组及相对于绕组旋转之转子,这些绕组系适于被定时供给之驱动电压所供电,该驱动电压使各个绕组产生相电流,该驱动回路包括:多数之位置侦测器,其构成为能产生相关于转子之旋转位置之信号型式;接至绕组之电气式可控制开关;及接至位置侦测器及可控制开关之一个马达控制器,该马达控制器系构成为能根据来自位置侦测器之信号之型式以产生换向控制信号并将此控制信号加于可控制之开关,可控制开关则响应控制信号而控制流经绕组之电流。16.如申请专利范围第15项之驱动回路,其中该定时供给之电压于绕组内产生反电动势电压,而位置侦测器则侦测反电动势电压。17.如申请专利范围第15项之驱动回路,其另包括一速度参考输入信号,其中该马达控制器系根据该速度参考输入信号与由转子位置之时间微分得出之转子速度的比较而改变控制信号。18.一种适于由一电压源供电之无电刷DC马达所用之控制系统,该马达包括具有多数适于行电子式换向之绕组之一个定子及相对于绕组旋转之一个转子,该控制系统包括:一侦测回路,其系构成为能对应转子之旋转位置而产生信号;一电子换向回路,其包含接至绕组之开关;及一控制回路,其系接至侦测回路及换向回路,并构成为能在起动之际判别转子之转向,若转向错误时即通电至少两个绕组并等候转子减速至实质停止后才以起动顺序通电多数绕组以使转子在正确方向上旋转,而当转子于正确方向上旋转时则响应转子之旋转位置对绕组进行电子式换向。19.如申请专利范围第18项之控制系统,其中马达具有五个绕组。20.如申请专利范围第18项之控制系统,其中控制系号系为脉冲宽调变信号。21.如申请专利范围第18项之控制系统,其中控制回路包含一可程式化之控制器。22.如申请专利范围第18项之控制系统,其中在马达起动之际流经绕组之电流系受到限制。23.一种对适于由一电压源供电之无电刷DC马达行电子式换向所用之控制系统,该马达包括一个具有多数适于被换向之绕组之定子及相对于绕组旋转之一个转子,该控制系统包括:一侦测回路,其构成为能对应转子之旋转位置而产生信号;一电子换向回路,其包括接至绕组之开关;及一控制回路,其系接至侦测回路及换向回路并构成为能响应转子之旋转位置而产生脉冲宽调变控制信号并将此控制信号加于换向回路,其中该换向回路系响应该控制信号而大体上同时地供电给至少两个绕组。24.如申请专利范围第23项之控制系统,其中流过被供电之绕组之电流系至少在两只开关间被分流。25.如申请专利范围第23项之控制系统,其中大体上同时被供电之至少两绕组系被断电一段时间。图式简单说明:第一图系无电单极DC无电刷马达及对马达执行电子或换向之方块图。第二图系示出第一图之马达控制器之方块图。第三图至第七图系示出第一图之马达控制器所执行之主程序之流程图范例。第八图系示出第一图之马达控制器所执行之加速/减速计数器中断程式之流程图范例。第九图系示出第一图之马达控制器执行之比较计时器中断程式之流程式图范例。第十图系示出第一图之马达控制器执行之停动处理程式之流程图范例。第十一图系示出第一图之马达控制器执行之后转动程式之流程图范例。第十二图A至第十二图E示出第一图之控制系统之运行范例之回路示意图。
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