[发明专利]无刷电机的热保护

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制无刷电机以便保护电机不受过高温度的方法。

背景技术

在无刷电机内过高的温度会损坏一个或多个部件。对于包括永磁体转子的电机，过高的温度会使得磁体退磁。为了保护电机，如果温度超过阈值电机会被关闭。而这于是保护电机，电机变得不可操作，这显然是不利的。

发明内容

本发明提供了一种控制无刷电机的方法，该方法包括：存储功率查找表，该功率查找表包括用于多个电压或速度的每个的控制值；测量电源电压的大小或电机的速度；使用测得的电压或速度索引功率查找表，以选择控制值；测量电机的温度；在测得的温度大于预定阈值的情况下，施加补偿值到选择的控制值；以及利用电源电压激励电机的绕组，其中选择的控制值被用于限定激励的属性，且补偿值在施加到选择的控制值时降低电机的输入功率。

通过在温度超过阈值的情况下降低电机的输入功率，功率损失被减小且由此电机产生更少的热量。结果，进一步温度升高可被避免。实际上，输入功率的减小可使得电机的温度下降。如果电机的温度降到阈值之下，没有补偿被施加到控制值，且由此电机再次以全输入功率被驱动。该方法由此用于在仍允许电机操作的同时热保护电机。

该方法可包括单个固定的补偿值。该补偿值可被设置为使得，即使大大超过该阈值的温度处，输入功率被减小使得电机的温度稳定或降低的量。这于是具有减小用于实施该方法的硬件的存储需求的益处。然而，不利的是当温度刚高于阈值时，该补偿值大于稳定或降低电机的温度所需的补偿值。结果，电机的输入功率被降低比热保护所需的量大得多的量。此外，电机的输入功率在相对较大的补偿被施加、温度降低到低于阈值、补偿被移除，然后温度升高到阈值之上时会过度振荡。因此，不是使用单个补偿值，方法可包括使用依赖于温度的补偿值。于是响应于更高的温度更大的补偿值被施加到选择的控制值，使得电机的输入功率被减小较大的量。输入功率由此以与温度相称的量减小。这于是具有益处在于电机可以在最大化电机的输入功率同时被热保护。

该方法可包括存储温度查找表，其包括用于多个温度的每个的补偿值，以及使用测得的温度索引温度查找表，以选择补偿值。这于是具有益处在于依赖于温度的补偿值可以以相对简单的方式获得。特别地，不需要去解潜在复杂的方程。结果，用于实施该方法的硬件可以相对便宜和简单。

控制值可以被用于限定激励的相位或长度。更特别地，该方法可包括相对于反电动势的过零点或相绕组中的升高电感在由相时段限定的时间处激励绕组，并且激励绕组传导时段。控制值然后可限定相时段或传导时段。此外，补偿值可以减小相时段的长度或传导时段的长度。

该方法可包括将电机的电周期的每个半部分为传导时段和随后的续流时段，且控制值可限定传导时段的相位和长度中的一个。

无视施加到选择的控制值的补偿值，电机温度可能会继续升高。因此，该方法可包括在测得的温度超过预定的另一阈值时关闭电机，该另一阈值高于所述阈值。这于是具有益处在于在补偿不够充分的情况下热保护电机。可想象，即使在另一阈值处可能可以施加补偿值其减小输入功率充分的量以避免温度进一步升高。然而，在该另一阈值处输入功率的降低可能太大而不利地影响电机的性能。

电机可包括具有永磁体的转子，且测得的温度可与磁体的温度成比例。该方法于是可以被用于防止磁体的热退磁。

本发明还提供了一种控制电路，该控制电路被配置为执行前述任一段落所述的方法，以及一种电机组件，包括无刷电机和所述控制电路。

控制电路可包括温度传感器，用于测量电机的温度、逆变器，用于联接到电机绕组、门驱动器模块和控制器。门驱动器模块于是响应于从控制器接收的控制信号控制逆变器的开关。控制器存储功率查找表；接收提供电源电压或电机速度的大小的测量值的输入信号；使用测得的电压或速度索引功率查找表，以选择控制值；接收来自温度传感器的温度信号；在电机的测得的温度大于预定阈值的情况下，施加补偿值到选择的控制值；以及产生控制信号，以利用电源电压激励电机的绕组。选择的控制值于是被用于限定激励的属性，且补偿值在施加到选择的控制值时降低电机的输入功率。

附图说明

为了本发明可被更容易地理解,本发明的实施例现在将要参考附图通过实例而被描述，其中：

图1是根据本发明的电机组件的框图；

图2是电机组件的示意图；

图3详细说明了逆变器响应于由电机组件的控制器发出的控制信号的允许状态；

图4示出在加速模式中操作时的电机组件的各种波形；