[发明专利]用于无刷直流电机的控制卡

说明书

技术领域

本发明涉及控制卡，其控制了在家用电器中所使用的无刷直流电机。

背景技术

特别地，在如洗碗机和洗衣机这样的家用电器中的主循环或水排放操作中所用的泵中，无刷直流电动器由于它们的高效率和静音操作而是优选的。无刷直流电机大体上为三相结构，且由120度梯形波形驱动方法来驱动。在梯形驱动方法中，提供电机速度控制的电子电路结构具有简单配置和低成本，但在被称作换向（commutation）的电机电流从一相转换为另一相的过渡时刻，供应到电机的电流中出现振荡。在电流中的振荡造成了由电机施加的力矩也振荡且因而导致噪音增加。此外，在现有技术中，安置于电机控制卡中的微处理器比较了电机的预定参考速度与实际速度、并且生成了具有合适占空比的PWM(脉冲宽度调制)信号来使得电机速度变成参考速度，但PWM信号不能对换向期间所产生的电流振荡做出响应(图1)。也能通过利用对电流的控制来直接地控制相电流以减轻在换向期间的电流振荡，但需要电流检测电阻器和模拟信号放大器电路以便维持电流控制。电流控制还给微处理器带来显著负荷。

在国际专利申请No. WO0227912的现有技术中，解释了一种电机控制系统，其向方形波相电流施加舍入效果(rounding effect)以便减少在换向通道期间生成的噪声。在驱动所述电机的电流从一相转换到另一相时，借助于同时处于转变中的相位开关，两相重叠，且通过在换向时刻提供突然增加而减小电流的振荡。

发明内容

本发明的目的在于实现一种控制卡，其对在如洗碗机和洗衣机这样的家用电器中所使用的无刷直流电机提供速度控制且降低电机噪音。

实现该控制卡以便达成本发明的目的且在权利要求中解释，该控制卡包括：转换器，其将AC电压转换成DC电压，三相逆变器，其借助于晶体管将从转换器接收到的直流变换为三相电流；以及，微处理器，其具有速度控制器，速度控制器通过促动所述三相逆变器中的晶体管而提供电机的速度控制。该微处理器根据从感测单元接收的数据来比较电机的实际速度与预定参考速度，感测单元借助于霍尔传感器或反电动势测量单元来检测转子位置和因此转子的旋转速度；控制在三相逆变器中的晶体管的操作；以及，通过借助于包括在其软件中的PI算法而生成占空比脉冲宽度调制(PWM)信号，来将电机的速度改变为参考速度。

在本发明的该实施例中，微处理器通过在施加到电机上的电流在三相逆变器中从一相转到其它相的换向持续时间内增加占空比来施加至少一个所生成的PWM。

在换向期间，微处理器通过乘以大于一的系数来计算由此生成的至少一个PWM的占空比。

在本发明的一实施例中，在换向期间，微处理器通过增加占空比来施加多于一个连续PWM信号。

在本发明的另一实施例中，微控制器通过增加占空比来在整个换向期间施加由此所生成的PWM信号。

在本发明的另一实施例中，微处理器通过仅在换向开始时增加占空比来施加一个或多个PWM信号。

在本发明的另一实施例中，通过增加它们的占空比而由微处理器所生成的PWM信号的数量是与三相逆变器中的切换频率成正比的。

在本发明的另一实施例中，比为了增加由微处理器生成的PWM信号的占空比而将要乘以的系数更大的系数是与电机的电时间常数成正比的。

附图说明

为了达成本发明的目的而实现的控制卡在附图中示出，在附图中：

图1为控制卡的示意图。

图2为在现有技术中施加到电机上的电流和PWM信号的曲线图。

图3为在根据本发明的实施例中施加到电机上的电流和PWM信号的曲线图。

附图所示的元件如下标注数字：

1- 控制卡

2 - 转换器

3 - 三相逆变器

4 - 感测单元

5 - 微处理器。

具体实施方式

用于控制无刷直流(BLDC)电机(M)的控制卡(1)包括：AC-DC转换器(2)，其用于将AC电力网电压/电源电压转换成DC电压；三相逆变器(3)，其借助于晶体管将从AC-DC转换器接收的直流变换为三相(A, B, C)电流；感测单元(4)，其利用霍尔传感器或者利用反电动势测量方法来检测转子位置和因此检测速度；以及，微处理器(5)，其利用从感测单元(4)接收的信号而促动该三相逆变器(3)中的晶体管来对电机(M)提供速度控制。