專利名稱：開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，特別涉及適用于減小當(dāng)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的徑向力的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。
現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(在下文中稱為SRM)具有

圖1中所示的定子2和轉(zhuǎn)子4，其中在定子2上的+A級(jí)-A級(jí)、+B級(jí)和-B級(jí)、以及+C級(jí)和-C級(jí)分別由A相線圈(LA)、B相線圈(LB)和C相線圈(LC)所纏繞。
如圖2中所示，這樣構(gòu)成的SRM的驅(qū)動(dòng)電路具有用于產(chǎn)生直流DC電壓的平滑電容器(c)，用于把電壓提供給線圈(LA，LB，LC)的六個(gè)開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-，QB+，QB-，QC+，QC-)，以及六個(gè)二極管(DA1，DA2，DB1，DB2，DC1，DC2)，其用于在電壓被提供給線圈(LA，LB，LC)之后，返回在各個(gè)開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-，QB+，QB-，QC+，QC-)截止時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)。
在此時(shí)，用于產(chǎn)生控制A相上的開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)的柵極信號(hào)的設(shè)備，如圖3中所示，包括用于產(chǎn)生脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)的振蕩器12，以及“與”門(mén)16，其用于當(dāng)由振蕩器12所產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)和轉(zhuǎn)子4都位于定子2的A相磁級(jí)處時(shí)，把從A相位置傳感器14輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)和該脈寬調(diào)制信號(hào)相“與”，并輸出其結(jié)果，其中當(dāng)從A相位置傳感器14輸出的信號(hào)被輸入到下開(kāi)關(guān)元件(QA-)的柵極端時(shí)，從“與”門(mén)16輸出的信號(hào)被輸入到上開(kāi)關(guān)元件(QA+)的柵極端。
換句話說(shuō)，如圖4中所示，為了向所述的SRM的A相供電，當(dāng)柵極信號(hào)被提供給開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)的柵極端以激勵(lì)該開(kāi)關(guān)元件時(shí)，電流(i)在定子2的A相線圈(LA)中流動(dòng)，從而磁化定子2的+A級(jí)和-A級(jí)，這樣產(chǎn)生斥力推動(dòng)磁化的A相磁極附近的轉(zhuǎn)子4，從而使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。
同理，電流在B相線圈(LB)和C相線圈(LC)中與A相線圈(LA)相同的方式流動(dòng)，定子2被按照A相、B相、和C相的次序磁化，從而使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)，這樣SRM保持旋轉(zhuǎn)。
但是，在所述的常規(guī)SRM中存在問(wèn)題，如圖4中所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)截止時(shí)產(chǎn)生徑向力，使得上開(kāi)關(guān)元件(QA+)和下開(kāi)關(guān)元件(QA-)都同時(shí)截止，從而在開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)不動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生較大的徑向力，以及由于徑向力增加而造成的較大噪聲。
本發(fā)明針對(duì)于解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種適用于減小當(dāng)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的徑向力，從而減小開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的這一目的，在此提供一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置包括位置檢測(cè)單元，用于當(dāng)SRM被驅(qū)動(dòng)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置；反相器，用于根據(jù)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)操作提供電能以驅(qū)動(dòng)SRM；以及控制單元，用于在開(kāi)關(guān)元件閉合之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)合并從位置檢測(cè)單元輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)和自生的脈寬調(diào)制信號(hào)，以把開(kāi)關(guān)元件的柵極信號(hào)輸出，并且輸出作為開(kāi)關(guān)元件的柵極信號(hào)的具有預(yù)定工作周期的脈寬調(diào)制信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在此提供一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置包括位置檢測(cè)單元，用于當(dāng)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置；反相器，用于根據(jù)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)操作提供電壓以驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)；以及控制單元，用于合并轉(zhuǎn)子位置信號(hào)和自生的脈寬調(diào)制信號(hào)，以輸出作為開(kāi)關(guān)元件的柵極信號(hào)的具有逐漸降低的工作周期的脈寬調(diào)制信號(hào)。
為了更加充分地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和目的，下面結(jié)果附圖具體描述，其中圖1為現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路圖；圖3為在圖2所示開(kāi)關(guān)元件中門(mén)控制電路的示意方框圖；圖4為用于說(shuō)明從現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生徑向力的過(guò)程的波形圖5為用于說(shuō)明本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的示意方框圖；圖6為本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中的反相器和電流檢測(cè)單元的方框圖；圖7為用于說(shuō)明在本發(fā)明第一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)中徑向力減弱的過(guò)程的波形圖；以及圖8為用于說(shuō)明在本發(fā)明第一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)中徑向力減弱的過(guò)程的波形圖。
在此，將參照附圖具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖5為用于說(shuō)明本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的示意方框圖，并且圖6為本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的反相器和電流檢測(cè)單元的方框圖，其中根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)驅(qū)動(dòng)裝置包括按鍵輸入單元30、位置檢測(cè)單元40、電流檢測(cè)單元50、反相器60和控制單元70。
按鍵輸入單元30用于向控制單元70輸入啟動(dòng)命令信號(hào)和停止命令信號(hào)，用于選擇是否啟動(dòng)SRM 20。
當(dāng)SRM 20被驅(qū)動(dòng)時(shí)，位置檢測(cè)單元40檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，從而把轉(zhuǎn)子位置輸入到控制單元70，并且電流檢測(cè)單元50在SRM 20的工作過(guò)程中檢測(cè)在SRM 20中流動(dòng)的電流，并把其輸入到控制單元70。
反相器60根據(jù)從控制單元70中輸出的柵極信號(hào)操作開(kāi)關(guān)元件，以把電壓提供給SRM 20，從而驅(qū)動(dòng)SRM 20。
在此時(shí)反相器60包括，如圖6中所示，包括用于產(chǎn)生直流DC電壓的平滑電容器(C)，用于把電壓提供給線圈(LA，LB，LC)的六個(gè)開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-，QB+，QB-，QC+，QC-)，以及六個(gè)二極管(DA1，DA2，DB1，DB2，DC1，DC2)，其用于在電壓被提供給線圈(LA，LB，LC)之后，返回在各個(gè)開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-，QB+，QB-，QC+，QC-)截止時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)。
另外，如圖6中所示，電流檢測(cè)單元50具有用于在A相開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)導(dǎo)通時(shí)檢測(cè)電流的第一檢測(cè)電阻RS1，用于在A相開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)截止時(shí)檢測(cè)電流的第二檢測(cè)電阻RS2，用于差分放大由第一和第二檢測(cè)電阻RS1和RS2所檢測(cè)的電流值的差分放大器(運(yùn)算放大器)，以及用于調(diào)節(jié)從差分放大器(運(yùn)算放大器)輸出的電流值的電阻(R1，R2，R3，R4)。
同時(shí)，控制單元70根據(jù)從電流檢測(cè)單元50輸出的檢測(cè)電流信號(hào)確定工作周期，以產(chǎn)生PWM信號(hào)，并且把PWM信號(hào)與從位置檢測(cè)單元40輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)相合并，以輸出用于對(duì)開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-，QB+，QB-，QC+，QC-)進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作的柵極信號(hào)，在開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-，QB+，QB-，QC+，QC-)截止之后，控制單元70輸出具有預(yù)定工作周期的PWM信號(hào)作為開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-，QB+，QB-，QC+，QC-)的柵極信號(hào)，并保持預(yù)定的時(shí)間。
另外，在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的SRM驅(qū)動(dòng)裝置中，控制單元70輸出具有逐漸減小的工作周期的PWM信號(hào)作為開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-，QB+，QB-，QC+，QC-)的柵極信號(hào)。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D7和8具體說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明這樣構(gòu)成的SRM驅(qū)動(dòng)裝置的工作效果。
如圖7中所示，在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的SRM驅(qū)動(dòng)裝置中的控制單元70根據(jù)從電流檢測(cè)單元50輸出的所檢測(cè)電流信號(hào)確定工作周期，從而產(chǎn)生PWM信號(hào)，并把該P(yáng)WM信號(hào)與從位置檢測(cè)單元40輸入的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)相合并，以輸出具有預(yù)定工作周期的PWM信號(hào)作為最上方開(kāi)關(guān)元件(QA+)的柵極信號(hào)，以輸出具有1 00％的工作周期的PWM信號(hào)作為最下方開(kāi)關(guān)元件(QA-)的柵極信號(hào)。
另外，在開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)截止之后，控制單元70在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)(T2100μs-200μs；由電動(dòng)機(jī)形狀、材料和尺寸等所決定)輸出具有預(yù)定工作周期的PWM信號(hào)，作為開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)的柵極信號(hào)。
接著，開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)根據(jù)從控制單元70輸出的柵極信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，從而使電流(i)在開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)20中流動(dòng)。
在此時(shí)，在開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)的“導(dǎo)通”區(qū)域(T1)結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)處(換句話說(shuō)，即，開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)截止的時(shí)間點(diǎn))，產(chǎn)生第一徑向力；并且在預(yù)定時(shí)間段(T2)結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)處，產(chǎn)生第二徑向力，其中，由于第二徑向力的產(chǎn)生比第一徑向力滯后180度相位，因此，第一徑向力和第二徑向力相互抵消以減小最終的徑向力，從而減小由于徑向力所產(chǎn)生的噪聲。
盡管上文中已經(jīng)對(duì)A相操作進(jìn)行的描述，但是由B相和C相的操作過(guò)程與A相相同，因此，根據(jù)連續(xù)減小的徑向力，由徑向力所產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的噪聲被減弱。
同時(shí)，如圖8中所示，在本發(fā)明第二實(shí)施例的SRM驅(qū)動(dòng)裝置中，控制單元70把從位置檢測(cè)單元40輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)與自生的PWM信號(hào)相合并，以輸出具有逐步減小的工作周期的PWM信號(hào)作為最上方開(kāi)關(guān)元件(QA+)和最下方開(kāi)關(guān)元件(QA-)的柵極信號(hào)。接著，開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)根據(jù)從控制單元70輸出的柵極信號(hào)而進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，從而使電流(i)在開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)20中流動(dòng)。
在此時(shí)，由于從控制單元70中輸出的柵極信號(hào)是工作周期在T1和T2區(qū)域上逐步減小的PWM信號(hào)，因此，不存在開(kāi)關(guān)元件(QA+，QA-)都截止的區(qū)域。
因此，在開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)20驅(qū)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的徑向力被減弱，使得由徑向力產(chǎn)生的噪聲減小。
另外，盡管上文描述已經(jīng)解釋了A相的操作，由于B相和C相的操作過(guò)程與A相操作相同，因此，根據(jù)連續(xù)減小的徑向力，由徑向力所產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的噪聲被減弱。
從上文顯然可以看出，本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的徑向力被減弱，從而降低開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的噪聲。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，該裝置包括位置檢測(cè)單元，用于當(dāng)SRM被驅(qū)動(dòng)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置；反相器，用于根據(jù)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)操作提供電能以驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)；以及控制單元，用于在開(kāi)關(guān)元件閉合之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)合并從位置檢測(cè)單元輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)和自生的脈寬調(diào)制信號(hào)，以把開(kāi)關(guān)元件的柵極信號(hào)輸出，并且輸出作為開(kāi)關(guān)元件的柵極信號(hào)的具有預(yù)定工作周期的脈寬調(diào)制信號(hào)。
2.一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，該裝置包括位置檢測(cè)單元，用于當(dāng)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置；反相器，用于根據(jù)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)操作提供電壓以驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)；以及控制單元，用于合并轉(zhuǎn)子位置信號(hào)和自生的脈寬調(diào)制信號(hào)，以輸出具有逐漸減小的工作周期的開(kāi)關(guān)元件的柵極信號(hào)，作為開(kāi)關(guān)元件的柵極信號(hào)。
全文摘要
一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,該裝置包括:位置檢測(cè)單元,用于當(dāng)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置;反相器,用于根據(jù)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)操作提供電壓以驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī);以及控制單元,用于合并轉(zhuǎn)子位置信號(hào)和自生的脈寬調(diào)制信號(hào),以輸出具有逐漸減小的工作周期的開(kāi)關(guān)元件的柵極信號(hào),作為開(kāi)關(guān)元件的柵極信號(hào)。
文檔編號(hào)H02P25/08GK1250244SQ99119419
公開(kāi)日2000年4月12日 申請(qǐng)日期1999年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月1日
發(fā)明者表商淵 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社