[发明专利]用于使用和控制永磁交流电动机的系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于使用和控制永磁交流电动机的系统和方法。一种用于基于来自三端双向可控硅开关元件的三端双向可控硅开关元件控制的交流电压信号的延迟角来控制永磁交流电动机的速度的系统和方法。连接到三端双向可控硅开关元件的模拟负载使能负载电流并产生信号。第一检测器检测交流电压信号的过零点，并且第二检测器检测三端双向可控硅开关元件的后续接通时刻。速度命令产生器测量过零点与后续接通时刻之间的间隔，并将所述延迟角转换为用于控制电动机的速度的速度命令。模拟负载可以包括具有使得负载电流低于三端双向可控硅开关元件的保持电流额定值的电阻的电阻器，从而在测量所述间隔之后使三端双向可控硅开关元件被关断。

技术领域

本技术涉及用于使用和控制永磁交流电动机来代替三端双向可控硅开关元件控制(triac-controlled)的PSC电动机的系统和方法。更具体地，实施例涉及一种适配器模块，其用于基于三端双向可控硅开关元件的延迟角产生用于永磁交流电动机的电动机速度命令，同时还通过使三端双向可控硅开关元件导通时间最小化来最小化模拟负载电阻器的温度增加。

背景技术

包括消费电子设备、电器等的电子设备通常使用永久分离电容器(PSC)电动机。例如，许多蒸发冷却器使用PSC电动机来提供空气通风。PSC电动机的电动机速度通常由三端双向可控硅开关元件控制。当三端双向可控硅开关元件的导通角改变时，三端双向可控硅开关元件的输出电压改变，并且电动机的速度改变。三端双向可控硅开关元件的导通角越大，电动机运行越快。因此，通过改变蒸发控制器的用户界面面板上的速度设置，能够将电动机的速度从低速调节到高速。

通过向栅极端子施加控制信号来接通三端双向可控硅开关元件(即，导通电流)。门信号由蒸发控制器中的电路产生。沿着交流(AC)电压信号的每个半周期的时刻(门信号在该处被施加到三端双向可控硅开关元件的栅极端子)使得三端双向可控硅开关元件在该时刻处导通。因此，门信号使用交流电压信号的过零作为基准，以确定三端双向可控硅开关元件交流接通时刻(turn-on instance)。可以通过改变三端双向可控硅开关元件的每半个交流电压信号的延迟角来改变到电动机的交流电压，以便改变电动机的速度。

当门信号被施加到三端双向可控硅开关元件的栅极端子时，三端双向可控硅开关元件导通，并且电流经过三端双向可控硅开关元件流到作为PSC电动机的负载。当流过负载的负载电流(IT)达到三端双向可控硅开关元件的闩锁电流(IL)时，即使在门信号被移除后，IT也保持不变。一旦三端双向可控硅开关元件导通并且门信号被移除，只要IT继续流动并且高于三端双向可控硅开关元件的保持电流(IH)额定值，三端双向可控硅开关元件就继续导通。三端双向可控硅开关元件将继续导通，直到IT下降到低于IH，这发生在正弦交流电压信号的过零处。在正周期和负周期上递减的交流电压信号导致IT逐渐减小并最终下降到IH以下，并且三端双向可控硅开关元件关断。当三端双向可控硅开关元件关断时，没有施加到负载的交流电压和负载消耗的功率，因此不产生热量。

三端双向可控硅开关元件控制的PSC电动机长期以来被用于蒸发冷却器和其它应用中。然而，随着技术的进步和随着永磁交流电动机的发展，使用PSC电动机的限制已变得更加明显。具体地说，永磁交流电动机更有效、更安静、更小，它们的速度可以更精确地被控制，并且它们具有比PSC电动机更好的机械性能。随着对更高效率的需求增加，并且由于使用永磁交流电动机的成本已经降低，因此期望使用永磁交流电动机来代替PSC电动机。然而，永磁交流电动机不能由三端双向可控硅开关驱动。具体地，三端双向可控硅开关元件的变化的导通角不能直接用于控制永磁交流电动机的速度。为了实现可变速度，需要电动机控制器，包括执行转换器和逆变器操作，其中交流输入被转换为直流，并且电动机控制器提供正弦电压以驱动永磁交流电动机。

该背景技术讨论旨在提供与本技术(其不一定是现有技术)相关的信息。

发明内容