時的交流電源半波電壓即開始施加于輸入繞組12直至該半波過零結(jié)束,與該電壓相應(yīng)(同步和有所滯后)的脈沖電流輸入繞組12。
[0050]一一由電阻7和二極管8、9以及5V直流電源VDD組成的整形電路,其輸入接往交流電源端子5,輸出B在交流電源端子5的電壓極性正半波時為I而負(fù)半波時為0,且輸出B由I變?yōu)镺或由O變?yōu)镮的時刻即交流電源電壓過零點(diǎn)。輸出B接往單片機(jī)6的輸入電路61。
[0051]相比CN201110100111.6圖中所示電路的主要變動包括:
[0052]——原霍爾元件3及其輸出接往單片機(jī)輸入的電路取消;
[0053]一一繞組12原直接接公共地的一端改為經(jīng)電阻13接公共地,該電阻是檢測通過繞組12的電流的取樣電阻;繞組12與電阻13的連接點(diǎn)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路621接往單片機(jī)的輸入電路62,用于檢查通過繞組12的電流在電阻13的電壓降;
[0054]——雙向晶閘管4的主電極與繞組12的連接點(diǎn)與公共地之間跨接電阻10、19串聯(lián)的分壓電路,電阻10、19的串聯(lián)連接點(diǎn)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路681接往單片機(jī)的輸入電路68 ;以輸入反映繞組12電流為零時的端電壓。
[0055]上述轉(zhuǎn)換電路621、681可設(shè)計(jì)為變壓器隔離鉗位電路:
[0056]一一I:1變壓器初級連接被測交流電壓,次級疊加一個高于被測交流電壓峰值的恒定直流電壓,從而使被測交流電壓轉(zhuǎn)換為類似CN201110100111.6圖3或圖4中31所示波形的單極性波動電壓輸入單片機(jī)的輸入電路,在單片機(jī)內(nèi)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換即可得到測交流電壓的瞬時值。
[0057]當(dāng)然,也可選用含上述功能和單片機(jī)的芯片代替單片機(jī)6和轉(zhuǎn)換電路621、681。
[0058]單片機(jī)6內(nèi)置程序主要按照設(shè)定步驟檢查輸入電路61、62和68的電平,經(jīng)測量、比較、判別,由輸出電路63輸出觸發(fā)晶閘管4的脈沖。
[0059]內(nèi)置程序中的基本設(shè)定:
[0060]——一旦輸入電路62的電平恢復(fù)為所述鉗位的直流電壓,認(rèn)定輸入繞組12的電流為零,輸入電路68的電平被用于確定繞組12的端電壓;
[0061]一一定義轉(zhuǎn)子的規(guī)定位置為:以適當(dāng)數(shù)值且與圖3中51所示交流電源正半波極性相同的恒定直流電壓持續(xù)施加于繞組12 —段時間后斷電,永磁轉(zhuǎn)子所停留的位置。此時,永磁磁極軸線沿圖1所示設(shè)定的逆時針轉(zhuǎn)向超前上述定子繞組12的磁場軸線一銳角角度。
[0062]內(nèi)置程序中的執(zhí)行步驟:
[0063]a)使轉(zhuǎn)子處于規(guī)定位置的過程:
[0064]al)在連續(xù)的至少2個輸入電路61由O變?yōu)镮的時刻,延時t0后輸出電路63輸出脈沖觸發(fā)晶閘管4使脈沖電流1輸入繞組12 ; —旦按輸入電路62的電平認(rèn)定輸入繞組12的電流為零,檢查輸入電路68的電平以確定繞組12的端電壓;
[0065]a2)若:
[0066]一一該電壓持續(xù)時間在規(guī)定上、下限范圍內(nèi),所述過程結(jié)束;
[0067]一一該電壓持續(xù)時間大于規(guī)定上限,增加t0,從步驟al)開始重復(fù)所述過程;
[0068]一一該電壓持續(xù)時間小于規(guī)定下限,減少t0,從步驟al)開始重復(fù)所述過程。
[0069]b) 一旦輸入電路61由I變?yōu)?,自該過零點(diǎn)(其后各過零點(diǎn)依次命名為交流電源電壓第1、2、3……過零點(diǎn))延時tl后輸出電路63輸出脈沖觸發(fā)晶閘管4,使脈沖電流Il輸入繞組12。
[0070]c) 一旦按照輸入電路62的電平認(rèn)定輸入繞組12的電流為零,隨即檢查輸入電路68的電平以確定繞組12電流為零時的端電壓v(泛指圖3中的vl?v6和圖4中的vl’?ν3’),包括其第I個極值91及其第I個過零點(diǎn)與交流電源電壓第3過零點(diǎn)的時間差92 ;當(dāng)極值91的絕對值大于規(guī)定值且時間差92的絕對值小于規(guī)定值,自交流電源電壓第3過零點(diǎn)開始延時t2后,輸出電路63輸出脈沖觸發(fā)晶閘管4,使脈沖電流12輸入繞組12 ;然后進(jìn)入同步運(yùn)行;以及
[0071]d)當(dāng)極值91的絕對值小于規(guī)定值或大于規(guī)定值且時間差92的絕對值大于規(guī)定值,從步驟a)開始重復(fù)上述所有過程,且若時間差92的絕對值大于規(guī)定值且端電壓V的第I個過零點(diǎn)超前交流電源電壓第3過零點(diǎn),則增加tl ;若時間差92的絕對值小于規(guī)定值或大于規(guī)定值且端電壓V的第I個過零點(diǎn)落后交流電源電壓第3過零點(diǎn),則減少tl ;當(dāng)tl減少為零,仍然時間差92的絕對值大于規(guī)定值和端電壓V的第I個過零點(diǎn)落后交流電源電壓第3過零點(diǎn)或者其第I個極值91的絕對值小于規(guī)定值,則在每次所述重復(fù)上述過程中的步驟a)之后和步驟b)之前,讓輸出電路63輸出脈沖觸發(fā)晶閘管4使η個電流脈沖In輸入繞組12,該η個電流脈沖依次自所述交流電源電壓一過零點(diǎn)之前的第2、4、6……(2η_2)個過零點(diǎn)開始,且其方向與步驟a)中所述電流方向相反。關(guān)于n,對于首次出現(xiàn)減少tl至零仍然時間差92的絕對值大于規(guī)定值和端電壓V的第I個過零點(diǎn)落后交流電源電壓第3過零點(diǎn)或者其第I個極值91的絕對值小于規(guī)定值的情況,η = I ;若再次出現(xiàn)該情況,η = 2 ;若第3次出現(xiàn)該情況,η = 3 ;若第4次出現(xiàn)該情況,η = 4 ;如此類推。
[0072]電動機(jī)進(jìn)入同步運(yùn)行,輸入繞組12將連續(xù)輸入波形基本相同的同步電流It,有2種方式:
[0073]一一其一,輸出電路63按交流電源頻率持續(xù)輸出自過零點(diǎn)開始的脈沖觸發(fā)晶閘管4持續(xù)導(dǎo)通,將交流電源電壓以比較完整的正弦波形施加于繞組12 ;負(fù)載較輕時,也可以在每個過零點(diǎn)之后適當(dāng)延時再輸出脈沖觸發(fā)晶閘管4,將交流電源電壓以缺損正弦波形施加于繞組12,從而降低電壓以減少輸入功率。
[0074]——其二,當(dāng)對輸入電路68的電平認(rèn)定端電壓V的絕對值在增加且按輸入電路61的電平認(rèn)定交流電源電壓與端電壓V的極性相同時,輸出電路63隨即輸出脈沖觸發(fā)晶閘管4,將交流電源電壓施加于繞組12。交流電源電壓與端電壓V的極性的比較方法可參考CN201110100111.6專利說明書【0063】?【0068】段(以端電壓v代替原霍爾輸出電平)。該方式可達(dá)到對不同負(fù)載更穩(wěn)定的同步控制而避免失步,但電源電壓利用率有所降低。
[0075]各信號的波形如圖3和圖4所示:51為交流電源端子5的電壓波形,52為整形電路輸出B的波形,53、53’為施加于繞組12電流的波形,54、54’為繞組12電流為零時的端電壓V的波形,55、55’為比較交流電源電壓與端電壓V的極性所得到的類似CN201110100111.6所述輸出L(L為I時,輸出電路63輸出脈沖觸發(fā)晶閘管4)的波形,56、56’為單片機(jī)6的輸出電路63向晶閘管4的觸發(fā)極輸出的電壓脈沖的波形。
[0076]圖3是本發(fā)明實(shí)施例電動機(jī)負(fù)載較輕時的信號波形圖,有如下情況:
[0077]——輸出電路63在輸入電路61連續(xù)2個由O變?yōu)镮的時刻均延時t0后輸出脈沖(見圖3中56)觸發(fā)晶閘管4,使2個正極性的脈沖電流10(見圖3中53)輸入繞組12。該2個脈沖電流恢復(fù)為零后測量到的端電壓見圖3中54:vl段是第I個脈沖電流恢復(fù)為零后的端電壓,電壓較高且持續(xù)時間大于規(guī)定上限;v2段是第2個脈沖電流恢復(fù)為零后的端電壓,比較小且持續(xù)時間在規(guī)定上、下限范圍內(nèi),表明轉(zhuǎn)子處于規(guī)定位置,可接著啟動運(yùn)轉(zhuǎn);
[0078]——在隨后的輸入電路61由I變?yōu)镺的時刻延時tl后,輸出電路63輸出圖3中56所示第3個方波觸發(fā)晶閘管4,使負(fù)極性脈沖電流Il (見圖3中53)輸入繞組12。v3段是Il恢復(fù)為零后繞組12的端電壓,其自第I個值90開始先負(fù)向上升至極值點(diǎn)91,然后下降,于交流電源電壓第3過零點(diǎn)之前(時間間隔92)過零后正向上升,直至交流電源電壓第3過零點(diǎn)之后延時t2,輸出電路63輸出圖3中56所示第4個方波觸發(fā)晶閘管4,使正極性脈沖電流12 (見圖3中53)輸入繞組12。如圖3中54,V4段是12恢復(fù)為零后繞組12的端電壓,V5、V6段是同步電流It恢復(fù)為零后繞組12的端電壓,可見V4、V5、V6段均過零后極性與交流電源電壓的極性相同且絕對值在增加;在單片機(jī)6中,按內(nèi)置程序?qū)⒃搗4、v5、v6段端電壓與交流電源電壓整形電路輸出B的波形(見圖3中52)比較,一旦二者符合同或門邏輯,輸出L為1,輸出電路63輸出脈沖(見圖3中55)觸發(fā)晶閘管4,此后的交流電源半波電壓施加于繞組12,相應(yīng)的同步電流It輸入繞組12。
[0079]圖4是本發(fā)明實(shí)施例電動機(jī)負(fù)載較重時的信號波形圖,有如下情況:
[0080]一一內(nèi)