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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_2

文檔序號:8548332閱(yue)讀:來源(yuan):國知局
定電機10的速度。
[0016]在一個實施例中,系統100包括多于一個的傳感器108。例如,傳感器108包括單個霍爾效應傳感器、兩個霍爾效應傳感器、三個霍爾效應傳感器等等。在另一個實施例中,傳感器108包括任何其他類型的傳感器(例如,除了霍爾效應傳感器之外的)來檢測電機104的位置和/或速度。
[0017]反電動勢(BEMF,也被稱作逆電動勢)為電壓,或者電動勢,其針對感應出BEMF的電流而動作。BEMF由變化的電磁場引起。BEMF是楞次電磁定律的效應。BEMF為例如在電機中產生的電壓,在電機中存在電機的電樞和外部磁場之間的相對運動。在使用旋轉電樞的電機中,隨著電樞的旋轉,電樞中的導體切割磁場線。變化的磁場強度在電機的線圈中產生電壓(例如、基于法拉第感應定律)。該電壓對抗電機中的初始外加電壓,并且由此,該電壓也被稱作反電動勢或逆電動勢。
[0018]系統100進一步包括BEMF模塊112。BEMF檢測模塊被配置用于檢測當電機104旋轉時產生的BEMF。基于檢測到的BEMF,BEMF檢測模塊112檢測電機104的位置和/或速度。基于BEMF檢測電機的位置和/或速度的一個實例在共同未決的美國專利申請號_,
于_提交(代理案號為MP4921)中揭露,其以引用的方式并入本文。
[0019]這樣,BEMF檢測模塊112沒有包括配備在電機104中的傳感器。相反地,BEMF檢測模塊112通過測量在電機104的接線中感應的電壓來檢測電機104的速度和/或位置。相應地,BEMF檢測模塊112執行電機104的速度和/或位置的無傳感器檢測(即,執行檢測而不使用傳感器)。
[0020]在電機104已經獲得充分的速度時(例如,當電機104超過閥值速度旋轉時),BEMF可以由BEMF檢測模塊進行檢測。然而,當電機104以低速旋轉(例如,在電機104的起動期間)或當電機104不旋轉時,BEMF檢測模塊112不能檢測到足夠的BEMF,由此,不能檢測到電機104的速度。
[0021 ] 在電機104的軟起動期間,在電機逐漸起動時,電機軟起動模塊116調節施加到電機104的電壓,并且電機104的速度逐漸地從零增加到預定速度。電機104的軟起動,例如,確保了電機104起動期間的低噪聲、減小電機104上的機械應力、并且減小附接到電機104的電源電纜的電動力應力,借此延長了系統100的壽命。在一個例子中,電機軟起動模塊116包括固態器件以在電機104的軟起動期間控制施加到電機104的電壓和電流。在一個實施例中,為了便于電機104的軟起動,電機軟起動模塊116要求關于電機104的速度和/或位置的反饋信息。
[0022]在電機104的軟起動之后(即,在電機運行在足夠高速時),速度控制模塊120調節施加到電機104的電壓,以調節電機104的速度。例如,在電機104以電機104的額定速度(例如,預定速度)或其左右的速度操作時,控制模塊120調節施加到電機104的電壓。在一個實施例中,為了便于速度控制,速度控制模塊120也要求關于電機104的速度和/或位置的反饋信息。
[0023]如以前論述,當電機104以低速旋轉(例如,在電機104的起動期間)或當電機104不旋轉時,BEMF檢測模塊112無法檢測到足夠的BEMF,并且由此,無法檢測到電機104的位置和/或速度。相應地,當電機104以低于閥值速度的旋轉(或者處于靜止狀態(stand-still)時,傳感器108被用來檢測電機104的速度和/或位置。一旦電機104已經達到至少為閥值速度時,BEMF檢測模塊112被用來檢測電機104的速度和/或位置。在一個實施例中,一旦電機104已經達到至少為閥值速度時,BEMF檢測模塊112和傳感器108兩者都被用來檢測電機104的速度和/或位置。在一個實施例中,閥值速度例如基于BEMF檢測模塊112的靈敏性。舉例來說,閥值速度是基于由BEMF檢測模塊112相對精確地檢測到電機104的最低速度(例如,基于檢測到在所述最低速度處產生的BEMF)。例如,閥值速度可以稍微高于最低速度。
[0024]換句話說,傳感器108被用來在電機105的起動期間檢測電機104的速度和/或位置。例如,電機軟起動模塊116使用傳感器108的輸出來執行電機104的軟起動。一旦電機104已經達到至少閥值速度,BEMF檢測模塊112被用來檢測電機104速度和/或位置(例如,作為由傳感器108對電機104的速度和/或位置的檢測的替代或附加)。例如,一旦電機104已經達到至少閥值速度,速度控制模塊120使用BEMF檢測模塊112的輸出(例如,作為由傳感器108的輸出的替代或附加)來控制電機104的速度。
[0025]轉子鎖定事件引發電機104的停機,在電機104應該旋轉的時候,例如,由于電機104的故障或失效。在一個實施例中,傳感器108和/或BEMF檢測模塊112可用于檢測這種轉子鎖定事件。例如,傳感器108可以基于實際地監視電機105的速度而檢測轉子鎖定事件。在速度控制模塊120供應充分的功率以電機104的正常速度驅動電機104的時候,BEMF檢測模塊112可以基于BEMF的突然缺失而檢測轉子鎖定事件。
[0026]有選擇地利用傳感器108和BEMF檢測模塊112來檢測電機104的速度和/或位置具有若干優點。例如,利用傳感器108促進電機104的軟起動。一旦電機104已經達到足夠的速度,BEMF檢測模塊112被用來相對精確地檢測電機104的速度和/或位置。
[0027]對于僅使用霍爾效應傳感器來檢測電機的速度和/或位置的傳統的電機,可能需要很多霍爾效應傳感器以用于精確的檢測。例如,對于傳統的三相電機,可能需要三個或更多的霍爾效應傳感器來檢測傳統電機的速度和/或位置。然而,在系統100中,因為傳感器108 (其包括一個或多個霍爾效應傳感器)主要在電機104的起動期間使用(并且BEMF檢測模塊在電機104的正常運行期間使用),可以需要相對少的霍爾效應傳感器。例如,對于系統100的三相電動機104,除了使用BEMF檢測模塊之外,可以使用一個或多個霍爾效應傳感器,來檢測電機104的速度和/或位置。也就是說,相比于傳統電機使用很多霍爾效應傳感器來檢測電機的速度和/或位置,系統100的傳感器108包括相對較少數量(例如,一、二等)的霍爾效應傳感器。系統100中的霍爾效應傳感器的數量減少不會影響對電機104的速度和/或位置的檢測的準確性,這是由于在電機104的正常運行期間使用BEMF檢測模塊112,以用于相對精確地檢測電機104的速度和/或位置。在系統100中霍爾效應傳感器數量的減少(例如,與僅使用霍爾效應傳感器的常規系統相比)例如使得,生產成本降低,霍爾效應傳感器、伴隨的IC和導線的安置和布線的復雜性降低。
[0028]圖2圖示了用于檢測旋轉裝置(例如,圖1的電機104)的位置和/或速度以及驅動所述旋轉裝置的例示方法。在204,當旋轉裝置的速度低于閥值速度時,傳感器(例如,傳感器108)被用來檢測旋轉裝置的速度和/或位置。此外,基于使用傳感器檢測到的速度和/或位置,旋轉裝置的軟起動被執行(例如,由電機軟起動模塊116)。在一個實施例中,傳感器包括一個或多個霍爾效應傳感器。
[0029]在208,當旋轉裝置的速度高于閥值速度時(例如,在旋轉裝置的軟起動之后并且一旦旋轉裝置獲得足夠的速度),檢測到旋轉裝置中產生的反電磁力(例如,通過BEMF檢測模塊112),并且利用反電磁力,檢測旋轉裝置的速度和/或位置(例如,通過BEMF檢測模塊)。此外,基于使用反電磁力檢測到的速度和/或位置,來驅動旋轉裝置(例如,通過速度控制模塊120)。在一個實施例中,在旋轉裝置的接線中檢測反電磁力。
[0030]根據多個實施例,制造的產品可能被提供為包括具有存儲其上的指令的存儲介質,如果執行,使得本文描述的操作對應于圖2的方法200 (和/或多個在本公開中論述的其他操作)。在一個實施例中,存儲介
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