[0056]控制器14在相對(duì)于HALL邊緣延遲的時(shí)刻換向相繞組7。延遲換向以類似于提前換向的方式實(shí)現(xiàn)。響應(yīng)于HALL邊緣，控制器!糾各說^時(shí)段^說^加上延遲時(shí)段乙!^?，來得到換向時(shí)段!'_(?1:
[0057]T_COM = T_HALL+T_RET
[0058]控制器14然后在HALL邊緣之后的時(shí)亥ljT_C0M處換向相繞組7。結(jié)果，控制器14在后一個(gè)HALL邊緣之后的時(shí)刻1'_1^1'處換向相繞組7。
[0059]當(dāng)在低功率模式下操作時(shí)，控制器14將每個(gè)電半周期分為傳導(dǎo)時(shí)段和隨后的主續(xù)流時(shí)段。控制器14然后將傳導(dǎo)時(shí)段分為第一激勵(lì)時(shí)段、隨后為次續(xù)流時(shí)段、隨后為第二激勵(lì)時(shí)段?？刂破?4于是在兩個(gè)激勵(lì)時(shí)段的每個(gè)期間激勵(lì)相繞組7，并且在兩個(gè)續(xù)流時(shí)段的每個(gè)期間續(xù)流相繞組7。如在高功率模式中那樣，并不預(yù)期相電流在激勵(lì)期間超過電流限值。因此，控制器14在電半周期期間從激勵(lì)切換到續(xù)流兩次。
[0060]圖6示出了當(dāng)在低功率模式下操作時(shí)在幾個(gè)HALL時(shí)段上HALL信號(hào)、反電動(dòng)勢、相電流、相電壓和控制信號(hào)的波形。
[0061]當(dāng)在高功率模式中時(shí)，控制器14響應(yīng)于電源電壓幅度的變化而改變延遲時(shí)段和傳導(dǎo)時(shí)段，且控制器14響應(yīng)轉(zhuǎn)子5的速度的變化而改變延遲時(shí)段。控制器14由此存儲(chǔ)另一電壓查找表，其包括用于不同電源電壓的不同延遲時(shí)段!'_1^1'和不同激勵(lì)時(shí)段T_EXC。控制器14還存儲(chǔ)速度查找表，其包括對(duì)于不同轉(zhuǎn)子速度和不同電源電壓的速度補(bǔ)償值。在低功率模式下使用的查找表由此不同于在高功率模式下使用的查找表之處僅在于，表存儲(chǔ)延遲時(shí)段而不是提前時(shí)段，激勵(lì)時(shí)段而不是傳導(dǎo)時(shí)段。如在高功率模式下時(shí)，在低功率模式下使用的查找表存儲(chǔ)在電源電壓的相同范圍上以及在低功率模式的操作速度范圍上實(shí)現(xiàn)電機(jī)3的恒定輸出功率的值。
[0062]在操作期間，控制器14使用電源電壓索引電壓查找表，以選擇延遲時(shí)段和激勵(lì)時(shí)段。選擇的激勵(lì)時(shí)段然后被用于限定第一激勵(lì)時(shí)段和第二激勵(lì)時(shí)段兩者，即在傳導(dǎo)時(shí)段期間，控制器14在選定的激勵(lì)時(shí)段激勵(lì)相繞組7，續(xù)流相繞組7次續(xù)流時(shí)段，然后再次激勵(lì)相繞組7選定的激勵(lì)時(shí)段。結(jié)果，次續(xù)流時(shí)段在傳導(dǎo)時(shí)段的中心處發(fā)生。
[0063]與高功率模式相比，相繞組7的激勵(lì)在兩個(gè)重要的方面不同。首先，控制器14延遲換向。其次，控制器14引入次續(xù)流時(shí)段到傳導(dǎo)時(shí)段中。這兩個(gè)不同的原因和益處在于將被解釋。
[0064]當(dāng)在高功率模式操作時(shí)，需要提前換向以便于實(shí)現(xiàn)期望的輸出功率。當(dāng)轉(zhuǎn)子5的速度增大時(shí)，HALL時(shí)段減小，且因而與相電感相關(guān)的時(shí)間常數(shù)(L/R)逐漸變得重要。另外，在相繞組7中感應(yīng)的反電動(dòng)勢增大，這進(jìn)而影響相電流升高的速率。由此變得越來越難以驅(qū)動(dòng)電流，且由此驅(qū)動(dòng)功率，至相繞組7中。通過提前于每個(gè)HALL邊緣，且由此提前于反電動(dòng)勢中的過零點(diǎn)換向相繞組7，電源電壓通過反電動(dòng)勢瞬時(shí)升高。結(jié)果，穿過相繞組7的電流的方向更快地反向。此外，相電流領(lǐng)先于反電動(dòng)勢，其有助于補(bǔ)償電流升高的較低速率。盡管這于是產(chǎn)生短時(shí)間的負(fù)扭矩，這通常通過隨后在正扭矩中的增益得到充分補(bǔ)償。
[0065]當(dāng)在低功率模式下操作時(shí)，HALL時(shí)段的長度較長，且由此反電動(dòng)勢以較低的速率升高。此外，對(duì)于給定電壓，反電動(dòng)勢的大小較低且由此相繞組7中的電流以較快的速度升高。因此，反電動(dòng)勢以較低的速率升高，但是相電流以較快的速率升高。由此，不需要提前于HALL邊緣換向相繞組7來實(shí)現(xiàn)期望的輸出功率。此外，由于下述原因，電機(jī)3的功率通過該延遲換向得到改善。
[0066]在激勵(lì)期間，扭矩電流比在相電流的波形與反電動(dòng)勢的波形相匹配時(shí)最大。電機(jī)3的效率的改進(jìn)由此通過成形相電流為使得它更好地與反電動(dòng)勢的波形匹配(即通過降低相電流波形相對(duì)于反電動(dòng)勢波形的諧波分量)而實(shí)現(xiàn)。如前述段落中所述，當(dāng)在低功率模式下時(shí)，反電動(dòng)勢以較低的速率升高，但是相電流以較快的速率升高。實(shí)際上，當(dāng)在低功率模式下操作時(shí)，相電流在反電動(dòng)勢相對(duì)較低時(shí)(即在反電動(dòng)勢過零點(diǎn)附近)以比反電動(dòng)勢更快的速度升高。因此，如果相繞組7相對(duì)于HALL邊緣提前或同步換向，相電流將快速領(lǐng)先于反電動(dòng)勢。在高功率模式下，相電流最初領(lǐng)先于反電動(dòng)勢是必須的，以便補(bǔ)償較短的HALL時(shí)段和相電流的較緩慢的升高。在低功率模式下，相電流不必領(lǐng)先于反電動(dòng)勢來實(shí)現(xiàn)期望的輸出功率。通過直到在HALL邊緣之后延遲換向，相電流更緊密地跟隨反電動(dòng)勢的升高。結(jié)果，電機(jī)組件1的效率被改善。
[0067]次續(xù)流時(shí)段用于進(jìn)一步改善電機(jī)3的效率。作為延遲換向的結(jié)果，相電流更緊密地匹配反電動(dòng)勢。然而，相電流繼續(xù)以比反電動(dòng)勢更快的速率上升。因此，相電流最終趕上反電動(dòng)勢。通過引入相對(duì)小的次續(xù)流時(shí)段到傳導(dǎo)時(shí)段中，相電流的升高被短暫地阻止，使得相電流的升高更緊密地跟隨反電動(dòng)勢的升高。結(jié)果，相電流波形現(xiàn)對(duì)于反電動(dòng)勢波形的諧波分量被進(jìn)一步減少，且由此電機(jī)3的效率進(jìn)一步升高。
[0068]加速模式被用于將電機(jī)3從靜止加速到每個(gè)操作速度范圍的下限。因此，控制器14當(dāng)高功率模式被選擇時(shí)在0和90krpm之間以加速模式操作，且在低功率模式被選擇時(shí)在0和60krpm之間以加速模式操作。不考慮哪個(gè)功率模式被選擇，控制器14在0和20krpm之間與HALL邊緣同步地?fù)Q向相繞組7?？刂破?4于是在電機(jī)3從20krpm加速到90krpm時(shí)(高功率模式)或從20krpm加速到60krpm時(shí)(低功率模式)提前于HALL邊緣換向相繞組7。當(dāng)在加速模式下操作時(shí)，控制器14使用在轉(zhuǎn)子5加速時(shí)保持固定的提前時(shí)段。不考慮是高功率模式還是低功率模式被選擇，控制器14使用電源電壓索引在高功率模式下使用的電壓查找表，以便于選擇提前時(shí)段。該選定的提前時(shí)段于是被控制器14在加速模式中使用?？上胂螅姍C(jī)3的效率可以通過使用隨轉(zhuǎn)子速度變化的提前時(shí)段而被改善。然而，這將需要額外的查找表。此夕卜，加速模式通常較短，控制器14主要在低功率模式或高功率模式下操作。因此，在加速模式中可以通過改變提前時(shí)段獲得的任何效率改善不大會(huì)對(duì)電機(jī)3的總效率產(chǎn)生顯著貢獻(xiàn)。
[0069]—旦從加速模式切換到低功率模式，控制器14從提前換向切換到延遲換向。當(dāng)在低功率模式下操作時(shí)，控制器14在每個(gè)電半周期中能夠驅(qū)動(dòng)充分電流由此功率到相繞組7中，而同時(shí)使用延遲換向，以便于改善電機(jī)1的效率。相反，在加速期間，提前換向是必須的，以便于確保在每個(gè)電半周期期間充分的電流和由此功率被驅(qū)入到相繞組7。如果控制器14在加速期間延遲或同步換向，轉(zhuǎn)子5將不能加速到所需的速度。因此，盡管延遲換向可以被使用以在60-70krpm的速度范圍上保持轉(zhuǎn)子速度，提前換向是必須的，以便于確保轉(zhuǎn)子加速到60krpmo
[0070]盡管當(dāng)操作在較低速度時(shí)延遲換向是已知的，在相對(duì)較高速度(即在超過50krpm的速度下)延遲換向是完全未知的。在這些相對(duì)高的速度下，每個(gè)HALL時(shí)段的相對(duì)短的長度和反電動(dòng)勢的幅度將建議提前換向是必須的。實(shí)際上，提前換向是必須的以便于將電機(jī)加速到這樣的速度。然而，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)一旦處于這些速度下，換向可以被延遲以便于改善電機(jī)3的效率。
[0071]在上述實(shí)施例中，控制器14使用兩個(gè)穩(wěn)態(tài)模式:高功率模式和低功率模式。在高功率模式下，控制器14提前于反電動(dòng)勢中的過零點(diǎn)換向相繞組7。在低功率模式下，控制器14延遲于反電動(dòng)勢中的過零點(diǎn)換向相繞組7。提前時(shí)段和延遲時(shí)段可以每個(gè)被認(rèn)為是相時(shí)段T_PHASE，且換向時(shí)段T_COM可以被限定為:
[0072]T_C0M = T_HALL- T_PHASE
[0073]如果相時(shí)段為正，則換向發(fā)射在HALL時(shí)段之前(即提前換向)，且相時(shí)段為負(fù)，則換向發(fā)射在HALL時(shí)段之后(即延遲換向)。使用該相同的方案在高功率模式和低功率模式兩者下?lián)Q向相繞組7簡化了控制。然而，可想象不同的方法可以被用于換向相繞組7。例如，當(dāng)操作在低功率模式下時(shí)，控制器14可以簡單地在每個(gè)HALL邊緣之后時(shí)刻T_RET處換向相繞組7。
[0074]在上述實(shí)施例中，控制器14響應(yīng)于轉(zhuǎn)子速度的改變而僅改變相時(shí)段(即高功率模式中的提前時(shí)段和低功率模式中的延遲時(shí)段)。與傳導(dǎo)時(shí)段相比，電機(jī)3的輸入功率通常對(duì)于相時(shí)段中的改變更加敏感。因此，通過改變相時(shí)段，對(duì)于電機(jī)3的輸出功率的更好的控制可以被實(shí)現(xiàn)。然而，不考慮這些益處，控制器14可替代