[发明专利]直流无刷电机的起动装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及不具有位置传感器的直流无刷电机的起动装置及方法。

背景技术

直流无刷(BLDC)电机是不仅用于冰箱和空调机等家电产品，还能够用于如软盘驱动器(Floppy disk drive)那样的信息处理设备上，是用于广泛领域的装置。为了检测直流无刷电机的转速和转子位置等，另外设有检测装置。我们称未设有这种检测装置的直流无刷电机为无位置传感器直流无刷电机(SENSORLESS BLDC MOTOR)。

一般来说，直流无刷电机驱动过程可分为初始位置设定区间、开环区间及闭环区间等三个区间。初始位置设定区间是转子从停止状态开始旋转而使转子向事先设定的位置移动的区间，开环区间是在设定完转子的初始位置之后检测不到反电动势的低速区间，闭环区间是能够检测到反电动势而能够对转子实施正常控制的区间。

以往的180度调制方式，为了起动直流无刷电机，最初向U相施加规定时间的规定大小的电流，以使直流无刷电机的转子对准于U相之后，通过无位置传感器控制来直接起动。即，在使直流无刷电机的转子对准于U相的状态下，假定转子位置为0，并以该位置为基准位置，直接通过无位置传感器方式控制，利用转子位置控制电机的速度。

当采用这种方式控制直流无刷电机的速度时，如果进行初始对准时电机处于高负载状态或者电机转子位置未对准在基准位置而处于基准位置附近时，对准结果不够完好。若在电机转子的这种非完好的初始对准状态下通过无位置传感器算法控制电机，则因电机转子的初始位置误差而发生电机起动失败的问题。

发明内容

本说明书涉及无位置传感器直流无刷电机的起动装置及方法，其在初始位置设定区间(或第一时间内)，向上述直流无刷电机供给使直流无刷电机转子向规定方向对准的驱动电流，在开环区间(或第二时间内)，向上述直流无刷电机供给以既定时间间隔改变频率的驱动电流，以使上述直流无刷电机的转速加速。

为了实现上述目的，本说明书的直流无刷电机的起动装置，包括：变频器，根据控制信号向电机供给电机驱动电流，控制部，生成上述控制信号；上述控制部在上述电机初始起动时，在第一时间期间，向上述电机供给第一驱动电流，该第一驱动电流是使上述电机转子向规定方向对准的电流，在第二时间内期间，以向上述电机提供第二驱动电流的方式生成上述控制信号，该第二驱动电流是以既定时间间隔改变频率的用于使上述电机转速加速的电流。

作为本说明书的一例，上述第一时间可以是1.5秒～2.5秒。

作为本说明书的一例，上述电机可以是6极的直流无刷电机，上述第二时间是相当于上述电机的0.5电气周期的时间。

作为本说明书的一例，上述既定时间可以是与上述电机的电角度45度对应的时间。

作为本说明书的一例，上以上述既定时间间隔逐渐增加上述第二驱动电流的频率。

作为本说明书的一例，上述第二驱动电流的频率能够以上述既定时间间隔从2Hz以每次增加1Hz的方式增加至5Hz。

作为本说明书的一例，上述控制部包括：速度控制器，根据基准角速度、对应于上述电机的角速度生成用于控制上述电机速度的基准电流；电流控制器，根据上述基准电流生成用于控制上述电机驱动电流的基准电压；控制信号生成部，根据上述基准电压生成上述控制信号。

作为本说明书的一例，上述控制部可在上述第二时间期间，向上述电机供给上述第二驱动电流之后，上述控制部在第三时间期间，利用与上述速度控制器无关地动作的上述电流控制器来控制上述变频器。

作为本说明书的一例，上述电流控制器在上述第三时间期间，根据强制电流指令值生成用于控制上述电机驱动电流的基准电压。

作为本说明书的一例，上述控制部可在上述第二时间期间，根据上述电机产生的电压或电流信息来检测上述电机转子位置，并根据上述检测到的转子位置生成上述强制电流指令值。

作为本说明书的一例，上述第三时间可以是与上述电机的0.5电气周期～2.5电气周期相对应的时间。

作为本说明书的一例，上述控制部在经过上述第三时间期间的变频器控制之后，根据无位置传感器算法估计转子位置，由此控制上述变频器。

作为本说明书的一例，上述无位置传感器算法是根据由上述电机产生的电压或电流信息来检测上述转子位置的算法。

作为本说明书的一例，上述控制部根据上述检测到的转子位置来检测对应于上述电机的角速度，并提供给上述速度控制器，上述控制部根据上述速度控制器及上述电流控制器来控制上述变频器。