[发明专利]单相直流无刷电机及其控制设备和控制方法

权利要求书

1.一种单相直流无刷电机的控制设备，其中，所述电机的本体（100）包括有转子（110）和定子（120），所述定子（120）由多个线圈绕组相连构成，所述转子（110）由1对或多对N极和S极交替排列的磁极构成，并且定子齿槽具有不对称结构以产生不对称的气隙磁阻，所述控制设备（200）包括：

第一位置检测装置（210），安装于所述电机的本体（100）并位于定子齿槽的中心线上或者偏离该中心线一角度，该角度小于一个线圈绕组的机械角度，所述第一位置检测装置用于检测所述转子（110）的位置，输出转子位置信号；

预定角度检测装置（220），用于检测所述转子（110）是否相对于所述第一位置检测装置（210）正向旋转了预定角度，输出检测信号；

换相电路装置（230），与所述电机本体（100）相连，用于切换对所述线圈绕组的通电相序，以控制所述转子（110）的旋转方向及运转；以及

控制装置（240），与所述第一位置检测装置（210）、所述预定角度检测装置（220）和所述换相电路装置（230）相连，其中，所述控制装置（240）被配置为在接收到反转启动指令时，根据从所述第一位置检测装置（210）接收的转子位置信号控制所述换相电路装置（230）给所述线圈绕组的通电相序，以使得所述转子正向旋转；并被配置为当从所述预定角度检测装置（220）接收的检测信号指示所述转子相对于所述第一位置检测装置（210）正向旋转了所述预定角度时，控制所述换相电路装置（230）给所述线圈绕组的通电相序，以使得所述转子（110）反向旋转。

2.根据权利要求1所述的控制设备，所述控制装置（240）还被配置为：在所述转子位置信号的状态每次改变时，控制所述换相电路装置（230）切换给所述线圈绕组的通电相序，所述转子位置信号的状态改变指示与所述第一位置检测装置（210）相对的转子（110）的磁极改变。

3.根据权利要求2所述的控制设备，所述预定角度检测装置（220）是第二位置检测装置（220’），用于检测所述转子(110)的位置并输出转子位置信号，所述第二位置检测装置（220’）相对于所述第一位置检测装置(210)位于所述转子(110)的正转方向上，所述第二位置检测装置（220’）与所述第一位置检测装置(210)的偏离角度对应于所述预定角度，所述转子(110)正向旋转了所述预定角度时，所述第二位置检测装置（220’）输出的转子位置信号的状态变化。

4.根据权利要求3所述的控制设备，所述第二位置检测装置（220’）被设置为与所述第一位置检测装置(210)一起与所述定子(120)的同一线圈绕组相对，所述第二位置检测装置（220’）与所述第一位置检测装置(210)的偏离角度以及所述第一位置检测装置(210)相对于与其相对的线圈绕组起始点的偏离角度之和小于所述机械角度。

5.根据权利要求3或4所述控制设备，所述第一位置检测装置(210)和所述第二位置检测装置（220’）分别采用霍尔传感器、轴角传感器或光电传感器中的一种。

6.根据权利要求1或2所述的控制设备，所述预定角度检测装置(220)是定时器(220’’)，所述控制装置（240）被配置为在所述转子正向旋转的同时使能所述定时器(220’’)，所述定时器(220’’)的计数值达到预定计数值表示所述转子（110）正向旋转了预定角度。

7.根据权利要求1或2所述控制设备，还包括驱动装置（250），所述驱动装置（250）与所述控制装置（240）和所述换相电路装置（230）相连，用于根据所述控制装置（240）的输出而输出相应的驱动信号。

8.根据权利要求7所述的控制设备，所述换相电路装置（230）采用H桥式电路，由4个功率逻辑开关两两连接成的2个半桥组成，各半桥的输出端分别与所述线圈绕组相连，所述驱动信号使得各功率逻辑开关导通或关断，以控制所述线圈绕组的通电相序。