[发明专利]控制电机的方法

说明书

一种控制电机的方法。电机包括具有芯和多个绕组的定子，以及靠近定子布置以与定子相互作用的转子。该方法包括：配置具有振幅和频率的三相交流(AC)电压启动信号的振幅值和频率值；给多个绕组提供所述三相交流(AC)电压启动信号；以及根据由频率值定义的预编程的频率斜坡函数改变三相AC电压启动信号的频率。该方法还包括：在频率斜坡函数已经完成之后中断三相AC电压启动信号；以及在中断三相AC电压启动信号之后，切换到反电动势(BEMF)控制模式。

技术领域

本发明涉及一种电机且具体地涉及一种无刷永磁电机。特别是，本发明涉及一种包括无刷直流(BLDC)马达的系统以及启动BLDC马达的方法。

背景技术

BLDC马达(也已知为电子换向或“ECM”马达)在通常没有使用BLDC马达的工业中变得越来越流行。例如，对加热和空调市场中效率增加的需求已经导致了用于给加热、通风和/或空调系统(本文也称为HVAC系统)中的鼓风机提供动力的BLDC马达的使用。HVAC系统是空气流动系统的一个示例。其它示例性空气流动系统包括制冷机、暖炉、热泵、用于燃气装置(例如，煤气热水器)的鼓风机，等。

通常，BLDC马达是由直流(“DC”)电提供动力的同步电马达且具有电子换向，而不是机械换向器和刷。而且，BLDC马达包括具有布置在转子芯的表面上的交替极性的多个磁极(例如，利用永磁体产生的多个极)的转子和接收电力并响应于电力而产生磁场的定子。定子的磁场与转子的磁场相互作用以引起转子运动。

BLDC马达使用用于确定转子位置以便使马达换向的装置。使马达换向的一种方法称为“无传感器”马达换向。无传感器马达换向通常通过感测由马达产生的反电动势(BEMF)来执行。典型地，在定子绕组中产生的BEMF信号对于无传感器马达换向远远不足，直到转子的速度达到额定马达速度的约百分之十。结果是，在不使用BEMF信号的情况下启动马达的装置可能是必须的。

启动三相马达的一种方法在美国公布No.2009/0160384中描述，其通过引用并入本文。通常，为了启动BLDC马达，控制器将马达转子对齐到已知位置且然后加速转子(例如，通过使用美国专利No.8,084,970中描述的方法)。一旦转子达到足够的速度，转子被允许在短的时间内(例如，20-200ms)惰行，同时控制器使转子同步以进行正常的运行模式。在该启动过程期间，空气流动系统可以产生斜坡上升噪音。特别是，给转子提供的功率信号可以产生扭转力矩脉动，其激发系统振动模式并在斜坡上升期间导致持续短时段的可闻噪声。

用于启动无刷电机和BLDC马达的改进方法(例如，在美国公布No.2012/0274249中描述的方法，其通过引用并入文本)通过借助于马达的所有相产生三相交流(AC)电压信号而避免了在马达启动期间的斜坡上升噪音。然而，该方法仍允许转子惰行，同时控制器使马达同步以产生正常的运行模式。某些马达，例如具有低惯性的小马达，不能很好地惰行。因此，需要一种用于启动无刷电机和BLDC马达的进一步改进的方法，其中转子不需要在进行正常的允许模式之前惰行。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供一种控制电机的方法，该电机包括具有芯和多个绕组的定子，以及靠近定子布置以与定子相互作用的转子。所述方法包括：配置具有振幅和频率的三相交流(AC)电压启动信号的振幅值和频率值；给多个绕组提供所述三相AC电压启动信号；以及根据由频率值定义的频率斜坡函数改变三相AC电压启动信号的频率。该方法还包括：在频率斜坡函数已经完成之后中断三相AC电压启动信号；以及在中断三相AC电压启动信号之后，通过使用基于频率斜坡函数的转子的已知评估位置，切换到反电动势(BEMF)控制模式。