[发明专利]单相感应电动机的控制方法及装置

说明书

本发明涉及主要在家电产品中使用的单相感应电动机的控制方法及装置，特别是涉及通过利用适当的控制方式来对单相感应电动机进行控制、驱动时过调节和正常状态的误差极小、在过度状态输出宽的速度输出的单相感应电动机及装置。

通常，单相感应电动机结构比较简单、价格低廉，而且由于家庭用电源是单相的，故被广泛使用于家电产品。

但是，单相感应电动机在转子停止时，虽然由于定子线圈随交流的交变磁场在转子导条中流过电流，但由于二者的轴是一致的，故不会在转子上产生转矩，所以就必须要强制地产生起动转矩。

单相感应电动机按起动类型一般分为分相起动型、电容起动型、补偿线圈型等。由于强制地产生起动转矩来进行起动，这些电动机非常难于在起动时进行精密控制。特别是与直流电动机相比，存在着非常难于模拟的问题，在低速时就更加难于控制，这对于精密控制来说是个重要的因素。

因此，近来，在家电产品中使用单相感应电动机进行控制时，大多对单相感应电动机使用简单的通/断控制方式或者用于精密控制的PDI控制方式。

为了使产品的性能更好，也把电动机的速度进行相当细致的分割来进行控制。例如在上述PDI控制方式中，通过加速度来求出PDI系数。即使是这样，由于难于在电动机起动时克服过调节以及与其正常状态的误差等，在过度状态中很难进行控制。

因此，本发明的目的是：提供一种以自适应控制方式控制单相感应电动机的方法和装置，即在数学上设定单相感应电动机的理想传递函数作为感应电动机的基准模型，并使电动机的位置(或速度)能跟踪感应电动机的基准模型，从而能把在电动机起动时的过调节和与稳定状态的误差减到最小，在过度状态中得到稳定的速度输出。

根据本发明的一个方面，提供了一种控制单相感应电动机的方法，该方法包括下列步骤：

计算由一个感应电动机的基准模型得到的理想位置信号与在控制电动机时由一个位置检测电路检测到的电动机的实际位置信号之间的误差；

利用一种感应电动机的自适应规则程序将所述计算得到的误差转换为一个控制系数从而如此设置所述控制系数使所述理想位置信号与所述实际位置信号之间的误差为零；

根据所述控制系数控制所述电动机；

其中所述计算误差的步骤包括以下步骤：

输入一个预定的基准速度，

以在所述基准速度输入步骤输入的所述预定的基准速度驱动所述电动机；

在所述电动机驱动步骤判断所述电动机是否旋转；

在所述电动机旋转判断步骤检测每转的时间；

根据检测到的所述每转时间检测电动机的旋转速度并存储所检测的速度；

将在所述速度检测步骤存储的速度与所述基准速度进行比较从而获得其间的差值。

根据本发明的另一个方面，提供了一种控制单相感应电动机的装置，该装置包括：

一个交流零交叉检测电路，用于检测施加到电动机上的交流电压的交叉点；

一个位置检测电路，用于检测电动机的旋转；

一个存储器，用于存储一个根据所述电动机速度特性的感应电动机的自适应规则程序；

一个控制装置，用于根据所述交流零交叉检测电路和所述位置检测电路的输出信号计算电动机的旋转速度，并根据该计算出的速度和存储在所述存储器中的感应电动机的自适应规则程序产生一个相位角控制信号；以及

一个驱动电路，用于根据所述控制装置输出的相位角控制信号控制电动机的旋转速度。

下面对照附图详细描述根据本发明的实施例。

图1是表示根据本发明的单相感应电动机的控制装置的方框图；

图2是概要地表示根据本发明的单相感应电动机的自适应控制原理的方框图；

图3是说明本发明的单相感应电动机的控制方法的流程图；

图4是说明根据本发明的单相感应电动机的实际旋转速度与基准模型之间关系的波形图。