基于傳感器速度檢測和非傳感器速度檢測的組合來驅動旋轉裝置的制造方法
【專利說明】基于傳感器速度檢測和非傳感器速度檢測的組合來驅動旋轉裝置
[0001]相關串請的交叉引用
[0002]本公開要求于2013年10月I日提交的美國專利申請號14/043,405的優先權，該專利申請要求于2012年10月4日提交的美國臨時專利申請號61/709，732的優先權，它們以引用的方式合并于本文。
技術領域
[0003]本公開的實施例涉及旋轉裝置，并且尤其涉及基于旋轉裝置的速度檢測來驅動旋轉裝置。
【背景技術】
[0004]除非在本文中另有陳述，在本節中描述的方法對于本公開的權利要求來說并不是現有技術，并且也不由于其包含在本部分中就被視為現有技術。
[0005]傳感器，例如為霍爾效應傳感器，被經常用于電機來檢測電機的位置(例如，檢測電機的轉子和/或磁極的位置)和/或電機的速度。這種位置和/或速度的檢測被例如用于驅動電機(例如，控制電機的速度、執行電機的軟起動等)。例如，三相電動機可能需要三個或更多的傳感器來相對精確地檢測電機的位置和/或速度。
[0006]通常，相對大量的霍爾效應傳感器增加了檢測電機位置和/或速度的準確性。然而，例如，如果一個或多個霍爾效應傳感器失效，可能無法相對精確地檢測電機的位置和速度。此外，霍爾效應傳感器數量多也會隨之使得生產成本增加。同時，包括在電機中的每個霍爾效應傳感器可以具有關聯的集成電路(IC)，由此進一步增加了組合很多霍爾效應傳感器的成本。另外，隨著更多的霍爾效應傳感器被配備在電機中，用來容納霍爾效應傳感器，伴隨的IC和接線所需的空間也增加了，從而增大了系統的復雜性。例如，可能難以對與霍爾效應傳感器和伴隨的IC關聯的接線進行布線，并且可能需要多層印刷電路板(PCB)以用于對導線布線并容納1C。

【發明內容】

[0007]在多個實施例中，本發明提供了一種方法，其包括基于傳感器和在旋轉裝置中產生的反電磁力來檢測所述旋轉裝置的速度；并且基于(i)使用所述傳感器檢測到的所述速度或(ii)使用所述反電磁力檢測到的所述速度，來驅動所述旋轉裝置。檢測所述旋轉裝置的速度進一步包括在所述旋轉裝置的起動期間，基于所述傳感器檢測所述旋轉裝置的速度；在所述旋轉裝置的所述起動之后，并且當所述旋轉裝置的速度高于閾值速度時，檢測在所述旋轉裝置中產生的反電磁力，并且基于所述檢測到在所述旋轉裝置中產生的反電磁力來檢測所述旋轉裝置的速度。檢測所述旋轉裝置的速度進一步包括:當所述旋轉裝置的速度低于閾值速度時，基于所述傳感器檢測所述旋轉裝置的速度；并且當所述旋轉裝置的速度高于閾值速度時，檢測在所述旋轉裝置中產生的反電磁力，并且基于所述檢測到在所述旋轉裝置中產生的反電磁力來檢測所述旋轉裝置的速度。在一個實施例中，該方法進一步包括在所述旋轉裝置的速度低于所述閾值速度時，抑制用所述反電磁力檢測所述旋轉裝置的速度。在所述旋轉裝置的速度高于所述閾值速度時檢測所述旋轉裝置的速度進一步包括當所述旋轉裝置的速度高于所述閾值速度時，使用(i)所述檢測到的反電磁力和(ii)所述傳感器，來檢測所述旋轉裝置的速度。驅動所述旋轉裝置進一步包括:基于使用所述傳感器檢測到的所述速度，通過調節在所述旋轉裝置的起動期間施加到所述旋轉裝置的電壓，執行所述旋轉裝置的軟起動。驅動所述旋轉裝置進一步包括:當所述旋轉裝置的速度高于閾值速度時，基于使用所述反電磁力檢測到的所述速度，驅動所述旋轉裝置。在一個實施例中，所述方法進一步包括:在所述旋轉裝置的速度低于所述閾值速度時，使用所述傳感器監視所述旋轉裝置的位置，其中監視所述旋轉裝置的位置包括監視所述旋轉裝置的磁極或轉子中的至少一個的位置；在所述旋轉裝置的速度高于所述閥值速度時，使用所述檢測到的反電磁力來監視所述旋轉裝置的位置，其中驅動所述旋轉裝置進一步包括:基于(i)使用所述傳感器檢測到的所述位置或(ii)使用所述反電磁力檢測到的所述位置，來驅動所述旋轉裝置。所述反電磁力基于所述旋轉裝置的轉動而在所述旋轉裝置的繞組中產生。在一個實施例中，所述方法進一步包括:檢測所述旋轉裝置中產生的反電磁力的缺失；并且基于檢測到所述旋轉裝置中產生的反電磁力的缺失，檢測在所述旋轉裝置中的轉子鎖定事件。所述傳感器包括一個或多個霍爾效應傳感器。
[0008]在多個實施例中，本發明提供了一種系統，其包括:旋轉裝置；傳感器，其被配置用于檢測所述旋轉裝置的速度；以及反電磁力(BEMF)模塊，其被配置用于檢測所述旋轉裝置中產生的反電磁力，并且使用所述檢測到的反電磁力檢測所述旋轉裝置的速度，其中基于使用(i)所述傳感器的輸出或(ii)使用所述反電磁力檢測到的所述速度，驅動所述旋轉
目.ο
【附圖說明】
[0009]在下面的詳細說明中，將結合附圖進行說明，并且附圖形成說明書的一部分，其中貫穿本文，相同的附圖標記指示相同的部件，并且其中以實施例的方式示出，圖示了本公開的原則。應該理解可能使用其他的實施例，并且可以做出結構上和邏輯上的變動，而不脫離本發明的范圍。所以，下列詳細說明不是出于限制意義，而且根據本發明的實施例的范圍由所附權利要求和他們的等效物限定。
[0010]圖1示意性地圖示了一種用于檢測電機的位置和/或速度，并且驅動該電機的系統。
[0011]圖2圖示了用于檢測旋轉裝置的位置和/或速度以及驅動所述旋轉裝置的例示方法。
【具體實施方式】
[0012]圖1示意性地圖示了一種用于檢測電機104的位置(例如，檢測電機104的轉子和/或磁極的位置)和/或電機104的速度，并且驅動電機104的系統100。電機104可以被用于任何適當的目的，例如用于旋轉葉片、旋轉盤傳動裝置的盤驅動、旋轉任何適當的旋轉部件和/或其他。
[0013]在一個實施例中，系統100包括電機軟起動模塊116，被配置用于起動電機104 (例如，以執行電機104的軟起動)，速度控制模塊120，被配置用于調節電機104的速度，以及電源模塊124，被配置用于為系統100的一個或多個部件供電(例如，為電機104的旋轉供電)。提供給電機104的功率例如是單相交流電流(AC)、兩相AC、三相AC、直流電流(DC)或其他之中的一個。在一個實施例中，電機軟起動模塊116和速度控制模塊120例如可以被集成到單個模塊中，所述模塊被配置用于(i)執行電機104的軟起動和(ii)在電機104的軟起動之后調節電機104的速度。
[0014]在一個實施例中，系統100包括傳感器108。傳感器108的輸出，例如可用于當電機104正在旋轉的時候檢測電機104的位置(例如，電機104的磁極和/或轉子的位置)。附加地或可替換地，傳感器108的輸出可用于檢測電機104的速度。這樣，傳感器108用作位置傳感器、速度傳感器或位置傳感器和速度傳感器的組合。雖然在圖1中僅示出了一個傳感器108，但是在一個實施例中，傳感器108代表一個或多個傳感器。
[0015]如本領域技術人員所熟知的，霍爾效應傳感器是一種換能器，其具有響應于穿過霍爾效應傳感器的磁場的變化而變化的輸出。在一個實施例中，傳感器108包括靠近電機104的轉子的轉動路徑的周圍設置的霍爾效應傳感器。當電機104旋轉的時候，該電機的磁極周期性經過霍爾效應傳感器附近，其中經過霍爾效應傳感器附近的磁極的頻率基于電機104的速度。當電機104旋轉的時候，每次電機104的磁極經過霍爾效應傳感器的附近，則霍爾效應傳感器的輸出電壓發生變化(例如，由于穿過霍爾效應傳感器的磁場因為經過磁極而變化)。霍爾效應傳感器的輸出電壓的這種變化指示霍爾效應傳感器附近有電機104的磁極經過。與霍爾效應傳感器關聯的電路(圖1中未示出)檢測霍爾效應傳感器輸出電壓的這種變化，從而檢測電機104的磁極的當前位置。還可以基于霍爾效應傳感器的輸出來確定電機104的速度。例如，檢測到的電機104的磁極位置被用來確