[发明专利]用于控制电动机中的脉冲宽度调制的方法和装置

说明书

技术领域

本公开总地来说涉及电动机，更具体地说，涉及控制用于加速电动机的脉冲宽度调制脉冲。

背景技术

开关磁阻电动机是包括转子和定子的电动机。磁阻电动机的扭矩是由转子移动到相对于定子的其中磁回路的磁阻最小化的位置，即通电的定子绕组的电感最大化的位置，的倾向产生的。在开关磁阻电动机中，提供有电路来检测转子的角位置并根据转子位置对定子绕组的相顺序通电。

开关磁阻电动机是在定子和转子上都具有磁极的双凸极电动机，仅在定子磁极上具有绕组。开关磁阻电动机的转子不包括换向器或绕组。在某些情况下，开关磁阻电动机的转子不包括永久磁铁。开关磁阻电动机有多种用途，例如包括真空吸尘器。

扭矩可以通过以预定的序列对与特定相相关联的定子磁极的定子绕组通电或施加电流到该定子绕组来产生。定子绕组的通电通常与转子的旋转位置同步。在转子的磁极和与特定相相关联的通电定子磁极之间产生相吸的磁力，由此使转子磁极移动到与通电的定子磁极对齐。

在典型运行中，每次开关磁阻电动机的定子绕组被通电时，磁通从与特定相相关联的通电定子磁极流动，穿过位于定子磁极和转子磁极之间的气隙。穿过转子磁极和定子磁极之间的气隙产生的磁通在气隙中产生磁场，使转子磁极移动到和与特定相相关联的通电定子磁极对齐，从而产生扭矩。磁通的量，因此由开关磁阻电动机产生的扭矩的大小，取决于许多变量，例如，转子磁极和定子磁极的材料的磁特性、以及转子磁极和定子磁极之间的气隙的长度。

所产生的磁通可分为主扭矩产生磁通和漏磁通。主磁通是流经转子磁极和激发的定子磁极的磁通。此主磁通在转子上产生扭矩，该扭矩倾向于将磁通通过其的转子磁极和激发的定子磁极对齐。漏磁通在开关磁阻电动机中是不希望的，因为它直接降低了扭矩产生。更具体地说，漏磁通使电动机在与转子旋转的方向相反的方向上产生扭矩，也被称为制动扭矩。已知对转子磁极面的修改可能影响开关磁阻电动机中的扭矩产生。

附图说明

本发明的各种实施例通过例子被例示，并不局限于附图，附图中相同的附图标记指代相似的元件，附图中：

图1是包括定子和转子的开关磁阻电动机的透视图；

图2是图1所示的电动机的截面图；

图3是图1所示的电动机的定子铁心的截面图；

图4是与图1所示的电动机的定子相关的多个绕线管中的一个的透视图，该绕线管包括位于多个绕线管中每一个的上部的多个线固定器；

图5是电动机的上壳体单元的俯视图，该上壳体单元包括用于容纳定子的多个绕线管中每一个的上部的多个第二安装元件；

图6是图5所示多个第二安装元件中的一个的放大透视图；

图7是装配前的定子和上壳体单元的分解透视图；

图8是装配后的安装到上壳体单元的定子的透视图；

图9是图1所示的电动机的转子的视图；

图10是设置在定子铁心的内部区域内的图1所示电动机的转子的截面图；

图11是接近定子磁极的现有技术转子的磁极的局部放大图；

图12是接近定子磁极的图1所示电动机的转子磁极的局部放大图；

图13A和图13B是图1所示电动机的转子磁极在顺时针方向上接近定子磁极时的局部视图；

图14示出开关磁阻电动机的控制电路的框图；

图15A至图15G示出对应于图14的框图的控制电路的电路图；

图16是图2所示电动机的带槽圆盘的截面图；

图17A至图17E示出用来使提供给定子绕组的电源的开关或换向同步的方法的实施例；

图18示出开关磁阻电动机的第一个1.5转子转动的、慢速模式下的启动波形；

图19还示出慢速模式或固定脉冲宽度PWM例程下的多个波形；

图20示出快速模式或相超前例程下的波形；

图21是包括和不包括基于扭矩的相超前加速控制的开关磁阻电动机的百分比负载对电动机速度的观测数据的图表；

图22A示出对于以8940rpm运转的电动机的实施例的一组波形，并且图22B示出以9270rpm运转的电动机的一组波形；和

图23示出从快速模式或相超前例程到慢速模式或固定脉冲宽度PWM例程的转换例程期间的波形。

发明内容