[发明专利]减小无刷电机的功率消耗

说明书

一种控制无刷电机的方法。该方法包括：测量电机的温度；在测得的温度低于阈值的情况下调整控制值；以及激励电机的绕组。控制值然后被用于限定激励的属性，且对控制值的调整减小电机的输入功率。

技术领域

本发明涉及一种控制无刷电机以便减小总功率消耗的方法。

背景技术

存在对具有低功率消耗的无刷电机的日益增长的需要。

发明内容

本发明提供了一种控制无刷电机的方法，该方法包括：测量电机的温度；在测得的温度低于阈值的情况下调整控制值；以及激励电机的绕组，其中控制值被用于限定激励的属性，且对控制值的调整减小电机的输入功率。

绕组的阻抗依赖于其温度等。因此，在较低温度下，与绕组相关的功率损失会较低。此外，对于永磁电机，转子的磁场强度与磁体的问题成反比。因此，对于给定转子速度，在绕组中感生的反电动势在较低温度下较高。因此，如果其他都相同(例如电源电压、速度、控制值)，则电机的输入功率在较低温度下较高。然而，该附加的输入功率超过需求。本发明由此调整用于限定激励的属性(例如相位或长度)的控制值。控制值仅在电机温度低于阈值的情况下被调整。此外，控制值调整为使得电机的输入功率降低。因此，输入功率在较低温度下操作时被降低，且由此电机的总功率消耗被降低。由于输入功率否则将高于需求，输入功率的降低可以被实现，而不会不利地影响电机的性能。阈值温度于是可对应于稳态温度，且电机的输入功率可以被降低直到电机已经抵达其稳态温度为止。这于是确保在较低温度下的输入功率不超过在稳态温度下的输入功率。

如果其他相同，电机的输入功率水温度降低而升高。因此，该方法可包括根据测得的温度调整控制值，使得电机的输入功率响应于较低的测得的温度而被降低较大量。结果，输入功率的进一步降低可以被实现而不会不利地影响电机的性能。

根据温度调整控制值可以通过施加依赖于温度的补偿值到控制值来实现。响应于更低的温度，更大的补偿值被施加到控制值，使得输入功率被减小更大的量。依赖于温度的补偿值可以通过解方程获得。替代地，该方法可包括存储温度查找表，其包括用于多个温度的每个的补偿值，以及使用测得的温度索引温度查找表，以选择补偿值。这于是具有益处在于依赖于温度的补偿值可以以相对简单的方式获得。特别地，不需要去解潜在复杂的方程。结果，用于实施该方法的硬件可以相对便宜和简单。

该方法可包括调整控制值，使得当控制值被调整时，在测得的温度下电机的输入功率与在阈值温度下电机的输入功率之间的差更小。换句话说，在阈值温度下电机的输入功率可以被认为是A，当控制值被调整时在测得的温度下电机的输入功率可以被认为是B，而当控制值没有被调整时在测得的温度下电机的输入功率可以被认为是C。该方法于是包括调整控制值使得|A-B|<|A-C|这于是具有益处在于减小电机的输入功率，同时还确保在测得的温度下的输入功率更紧密模拟在阈值温度下的输入功率。结果，电机的性能更一致。

在阈值温度下电机的输入功率可以被认为是A，当控制值被调整时在测得的温度下电机的输入功率可以被认为是B。该方法于是可包括调整控制值使得在A和B之间的差不大于A的1％。控制值由此调整为使得在测得的温度下电机的输入功率与在阈值温度下的输入功率基本相同。这于是具有益处在于电机的功率消耗被减小，而电机在测得的温度处的性能相对于在阈值温度下没有改变。

该方法可包括在测得的温度在一温度范围中的情况下调整控制值，其中该温度范围跨过至少40摄氏度。结果，可以对电机在相对大的温度范围上实现更一致的性能。此外，在该方法包括调整控制值使得在存储的温度处的电机的输入功率与在阈值温度处的基本相同的情况下，相同的性能可以在该温度范围上被实现。

电机可以被用于驱动叶轮或其它器件，用于产生冷却电机的空气流。空气流的质量流量可对电机的速度敏感。结果，电机的稳态温度将随转子的速度而变化。该方法由此可包括使用取决于电机速度的温度阈值。这于是具有益处在于仅当电机的温度掉到稳态温度之下时电机的输入功率被减小。