[发明专利]用于同步电动机的不带有位置传感器的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制同步电动机转子的旋转的、不带有位置传感器的 系统。

发明内容

本发明的目的是提供这种可简单且廉价地生产并且运行可靠的控制系统。

根据本发明，通过用于同步旋转电动机的不带有位置传感器的控制系统实 现所述目的以及其他的目的，该控制系统的主要特征在权利要求1中限定。

附图说明

通过下面参考附图以仅仅非限制性示例的方式给出的详细描述，容易理解 本发明的其他特征和优点，在附图中：

图1为根据本发明的用于同步电动机的控制系统的电路图(部分以框图形 式示出)；

图2为电动机的控制系统的局部图，该局部图清楚地示出了转子绕组的等 效电路；

图3为示出在电动机的转子的初始定位阶段中图1所示系统中的电量曲线 的示例的曲线图；

图4示意性示出电动机的转子的初始位置；

图5为示出在转子运动的初始阶段中图1所示电动机内的电流的曲线的另 一示例的曲线图；以及

图6为一系列曲线图，该系列曲线图示出了在根据本发明的控制系统的控 制下、在电动机旋转开始的阶段产生的电量和机械量的曲线以及信号的曲线。

具体实施方式

在图1中，同步电动机，例如用于洗碗机泵的电动机，通常以M标记。

电动机M包括具有永磁铁的转子R以及包括绕组W的定子S。

在结构上，电动机M可为例如在欧洲专利申请EP 0 207 430 A1中或在欧洲 专利EP 0 851 570 B1中图示和描述的类型。

通常以CS标记的控制系统与电动机M关联。特别地，该系统不具有与电 动机M的转子R关联的位置传感器。

在所示实施例中，控制系统CS包括电子开关，该电子开关是三端双向交流 开关TR，该三端双向交流开关TR在两个端子A和B之间与电动机M的绕组 W串联，所述两个端子A和B用于连接到交流电压电源V，例如连接到普通的 50(60)Hz配电网。

三端双向交流开关TR具有连接到微控制器MC的输出的栅极G。

控制系统CS还包括第一检测器电路1，该第一检测器电路1适于为微控制 器MC提供表明电源电压V的符号和过零点的信号。电源电压的符号表示电源 电压的极性，该极性当端子A的电位高于端子B的电位时通常假设为正。

如图6所示，在上部曲线图中示出电源电压V的曲线，在其下方紧接着的 曲线图中示出由检测器电路1提供的信号V_zc的相应曲线。简单地说，当V_zc为 “高”电平(+5V)时，电源电压V为正。此外，V_ZC从“高”电平到“低”电平(0V) 的转变以及与此相反的电平转变对应于电源电压V的过零点。

控制系统CS还可以包括第二检测器电路，由2标记。该电路为电压检测器， 并且其输入连接到定子绕组W的端子，其输出连接到微控制器MC。

如根据以下描述将更加清楚的那样，在某些工作条件下，电动机M的定子 绕组W的端子处的电压代表在该绕组中产生的反电动势(BEMF)的强度，然 而在其他条件下，该电压对应于电源电压V。

控制系统CS还包括第三检测器电路3，该第三检测器电路3的输入连接在 定子绕组W与三端双向交流开关TR之间且其输出连接到微控制器MC。该检 测器能够提供表明什么时候定子绕组W中在操作时(operatively)流过的电流I 为零的信号。

检测器电路1、2和3可以任选地被部分或全部集成在微控制器MC内。

最后，在图1中以PS标记的直流电源连接在电源端子A和B之间，以使 得直流电源电压V_CC在操作时可用。电源PS在内部产生关于控制系统CS的接 地参考GND。

微控制器MC被布置成以使得当电动机M以稳定运行状态工作时、仅当在 绕组W中流过的电流I的符号或方向以及在绕组W中产生的反电动势的符号或 极性例如满足预定关系时才使三端双向交流开关TR导通的方式驱动三端双向 交流开关TR。