專(zhuān)利名稱(chēng)：使用相位定時(shí)提前的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電動(dòng)機(jī)，具體地說(shuō)，涉及包括相位定時(shí)提前的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。
現(xiàn)有技術(shù)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)被認(rèn)為是在給定的體積和重量下其轉(zhuǎn)矩和功率容量最高的直流電動(dòng)機(jī)。其理由之一是由于使用稀土永磁體產(chǎn)生沒(méi)有損耗的強(qiáng)磁場(chǎng)，它在給定的電機(jī)繞組輸入電流下產(chǎn)生相對(duì)恒定的轉(zhuǎn)矩。雖然這一特性對(duì)許多工業(yè)應(yīng)用非常有用，但是在某些應(yīng)用中，如果能對(duì)轉(zhuǎn)矩/電流特性進(jìn)行修正，將是非常有利的。對(duì)于地面交通的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就是這樣。
因?yàn)樵S多電動(dòng)車(chē)輛具有有限的電源，所以長(zhǎng)期來(lái)感到需要一種具有恒功率特性的電動(dòng)機(jī)，以便最大限度地利用其特定的電池并使用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛所需的電子設(shè)備最小。本發(fā)明提供了一種裝置，用來(lái)產(chǎn)生這一所需的特性，并且使對(duì)原有的無(wú)刷直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的費(fèi)用影響最小。
近來(lái)在美國(guó)、歐洲和日本對(duì)大氣質(zhì)量的關(guān)心已經(jīng)在車(chē)輛的高效率電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域掀起了活動(dòng)的高潮。雖然這種活動(dòng)大部分集中于電池技術(shù)，但有足夠多的資金花在車(chē)輛系統(tǒng)的其它方面的改進(jìn)上，以便從現(xiàn)有的有限的電池技術(shù)得到最佳的性能。
已經(jīng)看到的作為對(duì)車(chē)輛的效率有重大影響的一個(gè)方面是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。用于電動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)，和驅(qū)動(dòng)輪相連的某些形式的機(jī)械傳動(dòng)，以及用來(lái)向電動(dòng)機(jī)輸送功率的電子控制和電源裝置。有許多可用于這一目的的不同的電動(dòng)機(jī)技術(shù)，以及為實(shí)現(xiàn)所需結(jié)果而采用的許多電子裝置和控制方法。
對(duì)于一種車(chē)輛而言特定技術(shù)的選擇取決于幾個(gè)因素費(fèi)用，效率，體積，重量，平衡性等等。目前，電動(dòng)車(chē)輛電動(dòng)機(jī)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是異步電動(dòng)機(jī)(感應(yīng)電機(jī))和同步電動(dòng)機(jī)(永磁電機(jī))。這兩類(lèi)電機(jī)都需要用于產(chǎn)生供電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可變頻率和幅值的三相交流波形的電子裝置。
普遍認(rèn)為永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)比感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的效率高且重量輕，但是永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的固有的在恒電流下有恒轉(zhuǎn)矩的特性在應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)輛時(shí)被認(rèn)為是一個(gè)缺點(diǎn)。
一般的車(chē)輛要求具有高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩值以便快速地使車(chē)輛加速，并要求對(duì)于斜坡地區(qū)具有足夠的可爬坡性。在最高速度時(shí)，車(chē)輛需要較小的轉(zhuǎn)矩(或者可利用的功率是有限的)，而對(duì)于在正常路面上巡航，這是已經(jīng)能夠滿足要求了。電動(dòng)車(chē)輛的這些所需的特性和具有恒功率特性的電動(dòng)機(jī)能很好地配合。
在電機(jī)控制的課題上為了獲得恒功率特性已經(jīng)發(fā)表了許多文章。大部分文章都假定施加的驅(qū)動(dòng)電流或電壓是正弦波，并且控制電壓和電流的主要作用是控制電流相對(duì)于轉(zhuǎn)子磁通矢量的相位關(guān)系，使得電流在電機(jī)內(nèi)引起磁通量的凈減少，從而實(shí)現(xiàn)恒功率運(yùn)行。雖然這種方法已經(jīng)表明效果不錯(cuò)，也能通過(guò)分析被很好地理解，但本發(fā)明還是提供了另外一種方法，它更為簡(jiǎn)單并比上述方法可降低成本。
本發(fā)明的概述因而，本發(fā)明的目的在于克服上述的缺點(diǎn)。具體地說(shuō)，本發(fā)明的目的在于在高速運(yùn)行期間維持恒功率消耗。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于使電機(jī)的諧波損失全面地減少。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種系統(tǒng)，其中在較高的速度運(yùn)行范圍內(nèi)沒(méi)有脈寬調(diào)制損失。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng)，它具有和車(chē)輛及其相關(guān)的電池特性密切配合的系統(tǒng)特性。
如上所述，本發(fā)明提供一種無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括(a)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，包括具有三個(gè)相繞組的定子，以及和所述定子相應(yīng)地設(shè)置的、具有在其上形成的磁性裝置的轉(zhuǎn)子；(b)檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置，并根據(jù)所述位置產(chǎn)生位置信號(hào)；(c)開(kāi)關(guān)放大器，用來(lái)按照控制信號(hào)選擇性地向所述各相繞組的相應(yīng)繞組提供電流；(d)用來(lái)接收所述位置信號(hào)、并按照所述位置信號(hào)產(chǎn)生所述控制信號(hào)的裝置，所述裝置包括用于產(chǎn)生所述控制信號(hào)的脈寬調(diào)制裝置。
本發(fā)明的其它特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和目的在閱讀最佳實(shí)施例的說(shuō)明之后會(huì)看得更加清楚。
附圖的簡(jiǎn)短說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明的開(kāi)關(guān)放大器的電路圖；圖3說(shuō)明在本發(fā)明的無(wú)刷直流電機(jī)中由轉(zhuǎn)子的永磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布；圖4是在電機(jī)的定子中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)的相位圖；圖5是用于開(kāi)關(guān)放大器操作的開(kāi)關(guān)時(shí)序圖；圖6是在不同速度下電機(jī)輸出功率對(duì)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的相位提前的關(guān)系曲線；圖7是在不同速度下，電機(jī)的銅損對(duì)相位提前的關(guān)系曲線；圖8是在相位提前期間，開(kāi)關(guān)放大器的開(kāi)關(guān)元件中的電流導(dǎo)通情況；圖9說(shuō)明相位提前系統(tǒng)的操作；圖10說(shuō)明常規(guī)的驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；圖11說(shuō)明本發(fā)明的相位提前驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
最佳實(shí)施例的說(shuō)明參看圖1，本發(fā)明的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括三相線繞永磁體電動(dòng)機(jī)10，脈寬調(diào)制的三相六級(jí)驅(qū)動(dòng)裝置20，和向驅(qū)動(dòng)裝置20輸出位置信號(hào)的低分辨率轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器30(例如3個(gè)數(shù)字型霍爾效應(yīng)磁傳感器陣列)。驅(qū)動(dòng)裝置20從位置信號(hào)中導(dǎo)出換向信號(hào)。驅(qū)動(dòng)裝置20包括一個(gè)邏輯電路或處理器22，它包括一個(gè)脈寬調(diào)制器(PWM)，換向控制器以及在邏輯電路或處理器22內(nèi)部的電路或軟件程序，所述電路或軟件程序能夠使低分辨率位置檢測(cè)器30反饋的位置信號(hào)(換向信號(hào))發(fā)生時(shí)間偏移。邏輯電路或處理器22可以包括用來(lái)產(chǎn)生控制信號(hào)的硬件電路，或包括可以被合適地編程的微處理器裝置。驅(qū)動(dòng)裝置20還包括開(kāi)關(guān)放大器24，它由來(lái)自邏輯電路或處理器22的輸出所控制，并有選擇地向電機(jī)10的各個(gè)繞組供給電流。驅(qū)動(dòng)裝置由直流電壓源供電，直流電壓可以用許多方式獲得，其中包括但并不限于電池、整流的交流市電電壓、整流的來(lái)自交流發(fā)電機(jī)的交流電壓、來(lái)自直流發(fā)電機(jī)的電壓，來(lái)自太陽(yáng)能光電池陣列的電壓或任何其它型式的電源。
轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器30用于檢測(cè)電機(jī)磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)。另外，也可以用一個(gè)單獨(dú)的磁性器件和轉(zhuǎn)子相連，檢測(cè)裝置30可以檢測(cè)這單獨(dú)的磁性器件，從而產(chǎn)生和主電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相同的磁位置信息。另外，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器可以是數(shù)字式光檢測(cè)型的，它按照連接于轉(zhuǎn)子上的光遮斷器檢測(cè)光源。
更詳細(xì)地說(shuō)，無(wú)刷電機(jī)10包括定子12和轉(zhuǎn)子16。定子包括三相繞組(其中每相標(biāo)號(hào)分別為A，B和C)。轉(zhuǎn)子含有沿其圓周設(shè)置的永磁體18，用于產(chǎn)生磁通。最好把磁體表面安裝于轉(zhuǎn)子上，也可以包括釹鐵硼磁體。如果該系統(tǒng)要在高溫下使用，則磁體最好由釤鈷合金制成。轉(zhuǎn)子可以包括實(shí)心鋼質(zhì)旋轉(zhuǎn)返回通路，從而提供低成本結(jié)構(gòu)。按另外方式，轉(zhuǎn)子也可以包括層疊鐵磁材料的旋轉(zhuǎn)返回通路以便降低轉(zhuǎn)子損失?；蛘?，轉(zhuǎn)子可以包括非晶磁材料旋轉(zhuǎn)返回通路，以便降低轉(zhuǎn)子損失。
圖3說(shuō)明在電機(jī)10內(nèi)只由轉(zhuǎn)子的永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)分布。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以用于電動(dòng)車(chē)輛，例如具有一個(gè)不可調(diào)整的傳動(dòng)裝置，以便把電機(jī)速度降低到所需的車(chē)輛速度。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖3，定子12包括許多齒14。轉(zhuǎn)子16借助于空氣隙G和定子12隔開(kāi)。轉(zhuǎn)子16具有一個(gè)形成在其上的表面安裝的永磁鐵18。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在定子12的各個(gè)繞組內(nèi)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)(EMF)。圖4說(shuō)明在A，B和C每個(gè)繞組內(nèi)相對(duì)于中性點(diǎn)所產(chǎn)生的各個(gè)反電勢(shì)的波形。由圖4可以看出，反電勢(shì)EMF趨向于呈現(xiàn)大體上的正弦波形。
圖2說(shuō)明開(kāi)關(guān)放大器24的開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)。參看圖2，每個(gè)端子A，B和C(以及A’，B’和C’)接收來(lái)自邏輯電路或處理器22的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。開(kāi)關(guān)放大器24包括許多開(kāi)關(guān)元件25a，25b和25c，以及開(kāi)關(guān)元件26a，26b和26c。Vin表示輸入到開(kāi)關(guān)放大器24的電壓。開(kāi)關(guān)元件25a，25b和25c最好是IGBT器件，下開(kāi)關(guān)元件26a，26b和26c則是MOSFET器件。此外，所有開(kāi)關(guān)元件可以是MOSFET(對(duì)于低電壓操作)器件或IGBT器件，或是任何其它合適的開(kāi)關(guān)器件。最好用MOSFET器件制成下開(kāi)關(guān)26a，26b和26c，從而在較高的開(kāi)關(guān)頻率下提供較低的PWM開(kāi)關(guān)損失。開(kāi)關(guān)放大器通過(guò)端子28a，28b和28c連接于電機(jī)10的各個(gè)繞組。開(kāi)關(guān)放大器24包括電流傳感器27a和27b，它們可以是霍爾效應(yīng)型傳感器。
放大器24可以產(chǎn)生三相交流矩形波而不是正弦波，以便簡(jiǎn)化控制并降低開(kāi)關(guān)損失。
圖5說(shuō)明用于開(kāi)關(guān)放大器的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。即，當(dāng)邏輯電路或處理器22把輸入波形A供給端子A，把輸入波形A’供給端子A’時(shí)，供給A繞組的合成電流波形表示為A相電流。顯然，A相電流基本上是正弦的，并有意地設(shè)計(jì)成和在定子繞組中產(chǎn)生的反電勢(shì)相類(lèi)似的波形。對(duì)于B相和C相，除去相位不同之外，開(kāi)關(guān)波形圖應(yīng)該類(lèi)似于圖5。
這種驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的思路是使在所有運(yùn)行方式下把系統(tǒng)損失減至最小。在低速運(yùn)行期間，這時(shí)永磁電機(jī)10的反電勢(shì)小于電源的平均直流輸入電壓，該驅(qū)動(dòng)裝置使得三相橋的上開(kāi)關(guān)(25a，25b和25c)中的單獨(dú)一個(gè)導(dǎo)通1/3電周期(即交流電特性的120°角)，并在這期間使三個(gè)下開(kāi)關(guān)(26a，26b和26c)中的一個(gè)工作。這一操作的凈效果是，電流被驅(qū)動(dòng)進(jìn)入電機(jī)線路A，B，C中的一個(gè)(見(jiàn)圖1)，并通過(guò)另外的電機(jī)線路中的一根線返回放大器。這一模式隨定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置而改變，從而在電機(jī)的360度電角的周期內(nèi)形成6個(gè)不同的模式，因而稱(chēng)為6步驅(qū)動(dòng)。在這一期間內(nèi)，只有一個(gè)開(kāi)關(guān)由于PWM作用而有開(kāi)關(guān)損失，這便大大減少了半導(dǎo)體損失，并且加在電機(jī)上的電壓基本上和位置檢測(cè)器中心同相。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)的速度接近于使產(chǎn)生的反電勢(shì)和施加的直流電壓相同的程度時(shí)，放大器向電動(dòng)機(jī)提供電流的能力減小，這使得在這一速度下的轉(zhuǎn)矩減小，最終使速度受到限制。在此狀態(tài)下，PWM操作已經(jīng)達(dá)到100％的占空比，由于這一效果，基本上消除了在放大器和電動(dòng)機(jī)中的全部最終損失，相位提前電路或算法使所需的上開(kāi)關(guān)或下開(kāi)關(guān)按照6步操作的要求提前導(dǎo)通。該提前導(dǎo)通的效果是使在相應(yīng)的電機(jī)繞組上的交流電壓的值小于所加的直流電壓時(shí)就把直流電壓加到電機(jī)繞組上。這使得有一個(gè)電流給繞組“預(yù)充電”，而這時(shí)轉(zhuǎn)子的位置還處于這個(gè)流過(guò)的電流還不能產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩的情況。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到所產(chǎn)生的反電勢(shì)已經(jīng)超過(guò)施加的直流電壓時(shí)，即使現(xiàn)在由于對(duì)電機(jī)電感施加的負(fù)電壓而使電流正在減小，在該繞組中的電流已經(jīng)上升到能產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩的值。結(jié)果是，較為標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的速度范圍可被明顯地?cái)U(kuò)展，從而實(shí)現(xiàn)所需的恒功率特性而不需顯著地增加費(fèi)用。
圖6說(shuō)明在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的不同速度下所需的相位提前角與電動(dòng)機(jī)輸出功率的關(guān)系，曲線中表示的信息最好被存儲(chǔ)在邏輯電路或處理器22中，供在電機(jī)驅(qū)動(dòng)期間使用。從圖可清楚地看出，隨著電機(jī)速度的增加，電機(jī)的輸出功率與相位提前角的關(guān)系曲線基本上呈直線。
不過(guò)，由圖7說(shuō)明的在不同的速度下電機(jī)的銅損對(duì)相位角的關(guān)系可見(jiàn)，在繞組中確實(shí)產(chǎn)生一些功率損耗。例如，參見(jiàn)圖6，為了在4000RPM的轉(zhuǎn)速下獲得40KW的輸出，必須利用30度的相位提前角。再參看圖7，顯然，當(dāng)在轉(zhuǎn)子速度為4000RPM下利用30度的相位提前角時(shí)，電機(jī)中產(chǎn)生的銅損大約為1.8KW。
圖8說(shuō)明對(duì)于一個(gè)特定繞組電機(jī)電流和開(kāi)關(guān)放大器的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通與截止之間的關(guān)系。由圖可見(jiàn)，在電流的第一部分期間，二極管D2導(dǎo)通，在電流的第二部分期間，晶體管Q1導(dǎo)通。電流曲線的下半部分可被類(lèi)似地說(shuō)明。
圖9說(shuō)明相位提前系統(tǒng)的運(yùn)行。由圖可見(jiàn)，Tmax代表最大轉(zhuǎn)矩，Nmax代表永磁體轉(zhuǎn)子的最大轉(zhuǎn)子速度，Nbase代表反電勢(shì)等于輸入電壓時(shí)的轉(zhuǎn)子速度，K是Nmax除以Nbase所得的常數(shù)。參見(jiàn)圖9，在第一速度范圍內(nèi)，電機(jī)只運(yùn)行在脈寬調(diào)制方式下；在第二范圍，電機(jī)運(yùn)行在脈寬調(diào)制和相位提前方式下，這一運(yùn)行繼續(xù)到脈寬調(diào)制的占空比達(dá)到100％。此后，在第三范圍，轉(zhuǎn)矩以拋物線方式減小，但在整個(gè)范圍內(nèi)功率保持常數(shù)。因而，在同樣的功率下可以達(dá)到最大速度。
和常規(guī)驅(qū)動(dòng)裝置相比，這具有很大優(yōu)點(diǎn)，參照?qǐng)D10和11可被清楚地說(shuō)明。
圖10說(shuō)明常規(guī)驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。在圖中，100表示電機(jī)的去磁化極限，200表示間歇運(yùn)行熱極限，300代表連續(xù)運(yùn)行熱極限。圖10的虛線代表常規(guī)驅(qū)動(dòng)的特性曲線。由圖可清楚地看出，如果需要電流In用于在連續(xù)操作的極限附近運(yùn)行電機(jī)，那么實(shí)際上需要2倍的電流(2In)來(lái)達(dá)到間歇操作的門(mén)限。
與此相反，參見(jiàn)圖11，本圖說(shuō)明本發(fā)明的相位提前驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。由圖可清楚地看出，通過(guò)向電機(jī)僅僅提供電流In便可以達(dá)到間歇熱極限。此外，即使電機(jī)的速度增加，功率也保持恒定，盡管產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小。
本發(fā)明使用的相位提前定時(shí)比磁場(chǎng)減弱系統(tǒng)更為有利，例如
1.本發(fā)明可以使用廉價(jià)的低分辨率的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器。
2.本發(fā)明使用簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)，不需要凸極或強(qiáng)電樞反應(yīng)，這減少了由非基波的電力驅(qū)動(dòng)電流分量而引起的轉(zhuǎn)子的發(fā)熱。
3.本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)單的放大器設(shè)計(jì)，由于在任何給定時(shí)間的期間內(nèi)只有6個(gè)開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)進(jìn)行脈寬調(diào)制(PWM)，并且在恒功率操作期間不進(jìn)行脈寬調(diào)制，因而大大減少了所引起的損耗。此外，因?yàn)榈偷碾姌蟹磻?yīng)因而不需要產(chǎn)生正弦波，這便大大地簡(jiǎn)化了控制器，并可以采用低分辨率的位置檢測(cè)器。
這一技術(shù)對(duì)于低電感(小于1mH)的電機(jī)尤其有用。
這樣，總的說(shuō)來(lái)，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以包括永磁直流電動(dòng)機(jī)；能夠產(chǎn)生頻率和幅值可變的三相交流波形的電子開(kāi)關(guān)放大器；低分辨率檢測(cè)器，它能夠測(cè)定轉(zhuǎn)子對(duì)電機(jī)定子的相對(duì)位置從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的6步換向；以及電路或軟件算法，它可以調(diào)整來(lái)自電動(dòng)機(jī)并被送到電子設(shè)備的換向信號(hào)的時(shí)間以便實(shí)現(xiàn)相位提前而達(dá)到恒功率運(yùn)行。
以上對(duì)本發(fā)明的主題進(jìn)行了說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，在上述技術(shù)的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以有許多替代、改型和改變。
權(quán)利要求書(shū)按照條約第19條的修改1.一種無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括(a)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，包括具有三個(gè)相繞組的定子，以及和所述定子相應(yīng)設(shè)置的轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上形成有磁性裝置；(b)檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置，并根據(jù)檢測(cè)到的位置產(chǎn)生位置信號(hào)；(c)開(kāi)關(guān)放大器，用來(lái)按照控制信號(hào)有選擇地向所述各相繞組的相應(yīng)繞組提供電流；(d)發(fā)生裝置，用來(lái)接收所述位置信號(hào)、以便按照所述位置信號(hào)產(chǎn)生所述控制信號(hào)，所述發(fā)生裝置包括脈寬調(diào)制裝置，用來(lái)產(chǎn)生所述控制信號(hào)；和相位提前裝置，用來(lái)在所述無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的至少一種運(yùn)行方式期間把所述控制信號(hào)相位定時(shí)提前一個(gè)相位提前量，所述相位提前量是所述無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和所需的輸出功率的函數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于其中所述的開(kāi)關(guān)放大器包括6個(gè)開(kāi)關(guān)元件，它們這樣地排列，使得所述電機(jī)的每個(gè)相繞組具有兩個(gè)與其相關(guān)的開(kāi)關(guān)元件。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，其中所述相位提前裝置包括在至少一種所述運(yùn)行方式期間運(yùn)行的裝置，用于按照所述轉(zhuǎn)速來(lái)選擇所述的相位提前量，從而把所述輸出功率維持在恒定值。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，其中所述的位置信號(hào)指明所述轉(zhuǎn)子的所述位置，所述的發(fā)生裝置根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的所述位置而產(chǎn)生所述的控制信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括(a)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，它包括具有三個(gè)相繞組的定子，以及和所述定子對(duì)應(yīng)設(shè)置的轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上形成有磁性裝置；(b)檢測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置并根據(jù)檢測(cè)到的位置產(chǎn)生位置信號(hào)；(c)開(kāi)關(guān)放大器，用來(lái)按照控制信號(hào)有選擇地向所述各相繞組的相應(yīng)繞組提供電流；(d)用來(lái)接收所述位置信號(hào)、并按照所述位置信號(hào)產(chǎn)生所述控制信號(hào)的裝置，所述裝置包括用來(lái)產(chǎn)生所述控制信號(hào)的脈寬調(diào)制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，其中的所述的開(kāi)關(guān)放大器包括6個(gè)開(kāi)關(guān)元件，它們這樣排列，使得所述電動(dòng)機(jī)的每相繞組具有兩個(gè)相關(guān)的開(kāi)關(guān)元件，并且所述裝置在所述無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的至少一種運(yùn)行方式期間運(yùn)行以便對(duì)所述控制信號(hào)進(jìn)行相位提前控制。
全文摘要
一種無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(10)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用脈寬調(diào)制裝置(20)和相位定時(shí)提前，以便在高轉(zhuǎn)速期間維持恒功率輸出。該裝置非常適合于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)輛之類(lèi)的裝置上的無(wú)刷電機(jī)(10)。
文檔編號(hào)H02P6/14GK1157065SQ95194730
公開(kāi)日1997年8月13日 申請(qǐng)日期1995年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月1日
發(fā)明者C·康比耶, J·F·盧茨 申請(qǐng)人:獨(dú)特運(yùn)動(dòng)有限公司