專利名稱：無傳感器無刷直流電機(jī)初期驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無傳感器無刷直流電機(jī)初期驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
通常，冰箱及空調(diào)的送風(fēng)扇采用價(jià)格低廉的單相感應(yīng)電機(jī)，但是，單相感應(yīng)電機(jī)的效率低，不利于降低冰箱及空調(diào)的電耗，所以現(xiàn)在多采用比單相感應(yīng)電機(jī)效率高的無刷直流電機(jī)。
無刷直流電機(jī)，通過轉(zhuǎn)子的永磁體和定子的線圈產(chǎn)生的磁束的互相作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩來進(jìn)行工作，所以為了確定流向定子線圈的電流或電壓的極性，需要每時(shí)每刻測出轉(zhuǎn)子的位置。
如圖1所示，兩相無刷直流電機(jī)具有由永磁體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子2和對轉(zhuǎn)子2的位置進(jìn)行監(jiān)測的霍爾傳感器3。
如圖2所示，兩相無刷直流電機(jī)驅(qū)動裝置由整流部11、換流器部13、轉(zhuǎn)子測位器部15、電源部12構(gòu)成。整流部11把常用交流電變換成整流直流電。換流器部13把上述整流部11輸出的直流電，變換成所需的大小及頻率的電流，按轉(zhuǎn)子(圖中未示)的位置供給電機(jī)的相應(yīng)線圈。轉(zhuǎn)子測位器部15可以測出轉(zhuǎn)子的位置。電源部12輸出用于上述整流部11輸出的高壓直流電變換成低壓直流電，驅(qū)動換流器部13切換元件的驅(qū)動信號，同時(shí)，還向轉(zhuǎn)子測位器部15的測位傳感器供應(yīng)低壓直流電。
如圖1所示，定子1的內(nèi)面形成與轉(zhuǎn)子2相同的圓形時(shí)，沒有接通電源時(shí)，轉(zhuǎn)子2可以處在任何位置，即，接通電機(jī)電源初期，電機(jī)隨著轉(zhuǎn)子2的初始位置，向所需方向旋轉(zhuǎn)，或者不旋轉(zhuǎn)。例如，在轉(zhuǎn)子2的永磁體N，S臨界附近所產(chǎn)生的扭矩較小，所以電機(jī)所要旋轉(zhuǎn)的方向上的扭矩很小。另外，電機(jī)處于過大的負(fù)載狀態(tài)下，更不易啟動。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有兩相無刷直流電機(jī)存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種無傳感器無刷直流電機(jī)的初期驅(qū)動方法，其可以使在過載時(shí)，也能穩(wěn)定的啟動電機(jī)，并利用慣性提高啟動性能，防止洗衣機(jī)內(nèi)洗滌物互攪。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種無傳感器無刷直流電機(jī)的初期驅(qū)動方法，其特征在于，包括如下各階段；監(jiān)測轉(zhuǎn)子和定子間初始位置的階段；接收有關(guān)上述轉(zhuǎn)子運(yùn)行方向指令的階段；根據(jù)上述初始位置和運(yùn)行方向指令確定整列位置的階段；使上述轉(zhuǎn)子按上述整列位置旋轉(zhuǎn)的階段；使上述轉(zhuǎn)子按上述運(yùn)行方向指令旋轉(zhuǎn)的階段。
前述的無傳感器無刷直流電機(jī)的初期驅(qū)動方法，其中初始位置和整列位置之間的夾角為前置角。
前述的無傳感器無刷直流電機(jī)的初期驅(qū)動方法，其中整列位置位于從上述初始位置，與上述指令運(yùn)行方向相反方向上。
前述的無傳感器無刷直流電機(jī)的初期驅(qū)動方法，其中整列位置和初始位置間的前置角大于上述初始位置的監(jiān)測誤差。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1為現(xiàn)有的兩相無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2為現(xiàn)有的兩相無刷直流電機(jī)驅(qū)動裝置的框圖。
圖3為本發(fā)明的初期驅(qū)動方法的滾筒洗衣機(jī)的斷面圖。
圖4為圖3所示旋轉(zhuǎn)裝置的放大示意圖。
圖5為圖3所示滾筒洗衣機(jī)驅(qū)動裝置的框圖。
圖6為本發(fā)明初期驅(qū)動方法的實(shí)施例圖。
圖中標(biāo)號說明401電源部 402整流部403換流器(inverter)部 404電機(jī)405轉(zhuǎn)子測位器部406電機(jī)控制部具體實(shí)施方式
如圖3所示，滾筒洗衣機(jī)包括滾筒外殼30、滾筒40、驅(qū)動裝置。滾筒外殼30位于洗衣機(jī)外殼20內(nèi)，由減震器D和彈簧S支撐。滾筒40為圓筒狀，可在上述滾筒外殼30內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動裝置位于滾筒外殼30的下部一側(cè)，接通電源時(shí)，可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
上述結(jié)構(gòu)的滾筒洗衣機(jī)中，設(shè)有用于傳遞驅(qū)動滾筒40力的滾筒軸100。如圖4所示，該滾筒軸100的一端插入在滾筒背面的三角架50中，另一端與旋轉(zhuǎn)翼襯套234a插齒結(jié)合。另外，驅(qū)動裝置的旋轉(zhuǎn)力傳遞到滾筒軸100，使?jié)L筒40旋轉(zhuǎn)。上述滾筒40的旋轉(zhuǎn)提升洗滌物之后，再使洗滌物借助重力下落，通過反復(fù)進(jìn)行上述過程進(jìn)行洗滌。
滾筒洗衣機(jī)的正面具有開閉滾筒40的門R。門R和滾筒40之間設(shè)有襯墊G，該門R的上部設(shè)有控制部C，通過控制部C使用者可以輸入操作命令，并控制洗衣機(jī)。
如圖4所示，使上述滾筒軸100產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)翼組合體200和定子組合體300。作為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)翼組合體200在滾筒40的背面直接與滾筒軸100連接。定子組合體300結(jié)合在滾筒40的后方，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。旋轉(zhuǎn)翼組合體200與定子組合體300的外周面具有一定間隔，該旋轉(zhuǎn)翼組合體200環(huán)抱定子組合體300。
上述旋轉(zhuǎn)翼組合體200由安裝有磁鐵210的側(cè)壁232和底板234構(gòu)成。該底板234與旋轉(zhuǎn)翼襯套234a結(jié)合，旋轉(zhuǎn)翼襯套234a與滾筒軸100a的下部結(jié)合，旋轉(zhuǎn)翼襯套234a的上部與旋轉(zhuǎn)翼襯套曲軸234b結(jié)合。
上述定子組合體300包括由多個(gè)鐵板疊放形成的磁芯體320，以及纏繞在該磁芯體320外周面的線圈340，以及防止上述磁芯體320和線圈340相互接觸的絕緣體(圖中未示)。
上述定子組合體300的外周面設(shè)有旋轉(zhuǎn)翼組合體200，旋轉(zhuǎn)翼組合體200可以利用上述定子組合體300產(chǎn)生的磁場，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。
如圖5所示，滾筒洗衣機(jī)驅(qū)動裝置由電源部401、整流部402、換流器部403、轉(zhuǎn)子測位器部405、電機(jī)控制部406構(gòu)成。電源部401用于接收外部常用交流電源。整流部402用于把輸入的常用交流電變成整流直流電。換流器部403可以把從上述整流部402輸入的直流電，按換流器驅(qū)動信號，變成所需的大小及頻率的電流，流向電機(jī)404的相應(yīng)線圈。轉(zhuǎn)子測位器部405用于測出停止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)子的位置。電機(jī)控制部406按轉(zhuǎn)子的位置(停止位置)和運(yùn)行方向指令，產(chǎn)生換流器驅(qū)動信號，并輸入到換流器部403。上述運(yùn)行方向指令是從控制洗衣機(jī)整個(gè)流程的控制部C傳來的，包括向順時(shí)針CW方向或逆時(shí)針CCW方向的某一個(gè)初期啟動和這之后的向順時(shí)針CW及逆時(shí)針方向CCW依次進(jìn)行的攪拌洗滌運(yùn)行。
圖5中的電源部401、整流部402、換流器部403、電機(jī)404與常用的無傳感器無刷直流電機(jī)404相同，故不再進(jìn)行說明。另外，轉(zhuǎn)子測位器部405用于監(jiān)測停止?fàn)顟B(tài)下，電機(jī)404轉(zhuǎn)子(圖4中的旋轉(zhuǎn)翼組合體200)和定子(圖4中的定子組合體300)之間的前置角，通常向電機(jī)404供應(yīng)位置監(jiān)測信號來進(jìn)行位置監(jiān)測。上述位置監(jiān)測信號不能使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，即，上述轉(zhuǎn)子測位器部405使用極小的高頻電流(位置監(jiān)測信號)來驗(yàn)算轉(zhuǎn)子200和定子300之間的相對位置，圖5中的驅(qū)動裝置不具有類似霍爾傳感器3的傳感器。這時(shí)，前置角隨著順時(shí)針方向增加。
轉(zhuǎn)子測位器部405進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，因機(jī)械結(jié)構(gòu)及電路，會產(chǎn)生監(jiān)測誤差(Θ前置角)。
如圖6所示，電機(jī)控制部406接收轉(zhuǎn)子測位器部405傳出的表示轉(zhuǎn)子200初始位置A的前置角，確定轉(zhuǎn)子200在與定子300之間，可以利用最大旋轉(zhuǎn)扭矩的整列位置。該整列位置例如可以是定子300的線圈340和轉(zhuǎn)子200的磁鐵210位于相互最接近位置，可以使通過線圈340的磁鐵210磁束最大。進(jìn)而，因各線圈340間的間隔，以及各磁鐵210的間隔都具有一定的間隔，所以，只要監(jiān)測出初始位置A，即可確定多個(gè)整列位置。
電機(jī)控制部406按運(yùn)行方向指令和初始位置設(shè)定整列位置，這時(shí)還考慮重力方向。例如，運(yùn)行方向指令為順時(shí)針方向CW時(shí)，電機(jī)控制部406在多個(gè)整列位置中，選擇小于初始位置A的前置角的整列位置B。相反，運(yùn)行方向指令為逆時(shí)針方向CCW時(shí)，電機(jī)控制部406在多個(gè)整列位置中，選擇大于初始位置A的前置角的整列位置C。這里，使初始位置A和整列位置B，C間的各前置角之差，大于上述監(jiān)測誤差(Θ)，可以使轉(zhuǎn)子200的初期驅(qū)動免受監(jiān)測誤差的影響。
更詳細(xì)地說，運(yùn)行方向指令為順時(shí)針方向CW時(shí)，電機(jī)控制部406選擇整列位置B，向逆時(shí)針方向CCW旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子200，使初始位置A到達(dá)整列位置B，這之后，再使轉(zhuǎn)子200向順時(shí)針方向CW旋轉(zhuǎn)。開始使轉(zhuǎn)子200從初始位置A逆時(shí)針CCW旋轉(zhuǎn)到整列位置B，是因?yàn)槌跏嘉恢肁和整列位置B之間的前置角之差不大，所以，在過載時(shí)，也可以很容易啟動。
另外，轉(zhuǎn)子200的初始位置A到達(dá)整列位置B后，使轉(zhuǎn)子200順時(shí)針方向CW旋轉(zhuǎn)時(shí)，與轉(zhuǎn)子連接的滾筒40，通過其內(nèi)的洗滌物(或負(fù)荷)的重力慣性，即使在過載時(shí)，旋轉(zhuǎn)也很容易。
運(yùn)行方向指令為逆時(shí)針方向CCW時(shí)，電機(jī)控制部406選擇整列位置C，向順時(shí)針方向CW旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子200，使初始位置A到達(dá)整列位置C，這之后，再使轉(zhuǎn)子200向逆時(shí)針方向CCW旋轉(zhuǎn)。
開始使轉(zhuǎn)子200從初始位置A順時(shí)針CW旋轉(zhuǎn)到整列位置C，是因?yàn)槌跏嘉恢肁和整列位置C之間的前置角之差不大，所以，在過載時(shí)，也可以很容易啟動。
另外，轉(zhuǎn)子200的初始位置A到達(dá)整列位置C后，使轉(zhuǎn)子200逆時(shí)針方向CCW旋轉(zhuǎn)時(shí)，與轉(zhuǎn)子連接的滾筒40，通過其內(nèi)的洗滌物(或負(fù)荷)的重力慣性，即使在過載時(shí)，旋轉(zhuǎn)也很容易。
本發(fā)明在與轉(zhuǎn)子200連接的滾筒40內(nèi)具有超重的洗滌物(過載)時(shí)，也可以利用慣性，所以可以用較小的扭矩使之旋轉(zhuǎn)。另外，在依次進(jìn)行攪拌運(yùn)行(CW向和CCW向的按序運(yùn)行)時(shí)，上述初期驅(qū)動方法因利用慣性，可以防止洗滌物攪在一起。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
本發(fā)明具有如下效果本發(fā)明在過載時(shí)，可以使電機(jī)穩(wěn)定的啟動。
本發(fā)明利用慣性，提高了電機(jī)的啟動性能。
還可以防止洗衣機(jī)內(nèi)的洗滌物互相攪在一起。
權(quán)利要求
1.一種無傳感器無刷直流電機(jī)的初期驅(qū)動方法，其特征在于，包括如下各階段；監(jiān)測轉(zhuǎn)子和定子間初始位置的階段；接收有關(guān)上述轉(zhuǎn)子運(yùn)行方向指令的階段；根據(jù)上述初始位置和運(yùn)行方向指令確定整列位置的階段；使上述轉(zhuǎn)子按上述整列位置旋轉(zhuǎn)的階段；使上述轉(zhuǎn)子按上述運(yùn)行方向指令旋轉(zhuǎn)的階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無傳感器無刷直流電機(jī)的初期驅(qū)動方法，其特征在于上述初始位置和整列位置之間的夾角為前置角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無傳感器無刷直流電機(jī)的初期驅(qū)動方法，其特征在于上述整列位置位于從上述初始位置，與上述指令運(yùn)行方向相反方向上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的無傳感器無刷直流電機(jī)的初期驅(qū)動方法，其特征在于上述整列位置和初始位置間的前置角大于上述初始位置的監(jiān)測誤差。
全文摘要
一種無傳感器無刷直流電機(jī)的初期驅(qū)動方法，包括如下各階段；監(jiān)測轉(zhuǎn)子和定子間初始位置的階段；接收有關(guān)轉(zhuǎn)子運(yùn)行方向指令的階段；根據(jù)初始位置和運(yùn)行方向指令確定整列位置的階段；使轉(zhuǎn)子按整列位置旋轉(zhuǎn)的階段；使轉(zhuǎn)子按運(yùn)行方向指令旋轉(zhuǎn)的階段。本發(fā)明可以使在過載時(shí)，也能穩(wěn)定的啟動電機(jī)，并利用慣性提高啟動性能，防止洗衣機(jī)內(nèi)洗滌物互攪。
文檔編號H02P6/16GK1783691SQ20041009369
公開日2006年6月7日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者金京勛, 江繼龍, 張虎永 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司