[发明专利]电驱动装置

说明书

本发明涉及一种电驱动装置。

在EP73503B1中描述了一种电动机控制系统，其中电动机为无刷直流电动机，它包括定子绕组、永磁转子，及一个位置传感器、用以检测所述转子相对于定子绕组的位置，及在其中一个激磁电流发生电路响应于由位置传感器提供的位置信号并能向定子绕组提供正弦激磁电流。然后根据位置信号对正弦激磁电流的频率进行控制，以便获得与转子旋转同步的旋转磁场。为了控制正弦激磁的相位以动态地控制由定子绕组产生的旋转磁场及转子位置之间的角度，设置了一个转矩角控制电路，它与激磁电流发生电路相连接。该控制系统还包括一个与转子耦合的测速计以检测转子速度，该测速计以这样的方式与转矩角控制电路相连接，即，使得正弦激磁电路的相位根据转子速度改变。位置传感器尤其提供代表转子位置的数字信号及测速计相应地提供代表转子速度的信号。转矩角系数被存储在一存储器中，并设置了根据数字转子速度信号选择该存储器中的转矩角系数及将该选出的转矩角系数加在数字转子位置信号上的装置，以便产生激磁矢量位置信号。该公知的电动机控制系统还包括激磁电流发生装置，通过它绕组能用其值正比于符合激磁矢量位置信号增量地控制的正弦值的正弦激磁电流激磁。

在DE4136538A1中描述了用梯形波驱动的无刷直流电动机的换向电路，其中无刷直流电动机的换向编码器的换向脉冲能够被这样优化，即换向脉冲提前而在同时使换向脉冲优化。这是为了能在电动机速度的整个范围上及电动机负载的整个范围上获得电动机的最大效率或最大功率及最大转矩。该换向电路尤其使用一个具有可预设正向计数器的ROM地址部分，该正向计数器由二进位计数器的输出信号的时钟脉冲触发向上计数及它被根据电动机的主角速度及负载电流对于每个参考换向脉冲用提前换向角预设成预置值，该主速度及负载电流被读入到已存储了由换向脉冲的提前换向角形成的数据的ROM中，该读入是在提供ROM地址信号的地址部分的输出信号的控制下进行的。

根据EP73503B1的电动机控制系统需要代表转子位置的数字信号有非常精确的分辨率，该分辨率应至少为8位。根据DE4136538A1的换向电路包括大量存储电路及用于这些存储电路的地址部分。

本发明的目的在于提供一种电驱动装置，它能使用简单的位置信号及简单的电路使转矩角、即定子产生的磁场与转子位置之间的相位角根据转子的运动速度来控制。根据本发明，该目的是借助于这样的电驱动装置来实现的，该驱动装置包括：

—一个人为激磁的电动机，它包括具有作为多个相绕组布置的绕组的定子及转子；

—一个电子换向电路，它用电能来激磁电动机的相绕组；

—一个位置传感装置，用于根据转子相对于定子的瞬时位置对电动机的每个相绕组提供传感信号，每个传感信号是关于转子位置的可传递相位关系；

—一个相位控制级，用于使传感信号的相位关系经受相位移，该相位移至少依赖于转子的运动速度并对于所有传感信号是一致的，其结果是获得综合的传感信号；

—一个波形发生器，对它施加综合的传感信号及在其中由每个综合传感信号获得相应相绕组的换向信号，以便控制换向电路中要供给电动机的电能的时间及幅度变化；及

—一个控制级，用于至少根据转子运动速度控制供给电动机的电能的幅度及相位移，该相位控制级包括：

—控制信号发生级，它对于由控制级当前传送的相位移值，对所有多个传感信号中的每一个传感信号选择这样一个信号作为替代传感信号，这个信号可借助一个最小延时以直接或反相的形式给出待从所述每个传感信号求得的综合传感信号的相位关系，该级能够提供包含关于该选择的信息的控制信号；

—传感信号分配级，对它可提供来自位置传感装置的传感信号，并在其中在控制信号的控制下从传感信号中求得替代传感信号并使其有效；

—延时确定级，用于根据相位关系的当前表达值，转子的运动速度及沿描述转子位置的运动座标的传感信号相位之间的间隔来确定与每个替代传感信号及待由它们求得的综合传感信号之间延时相对应的时间间隔(延时)；

—传感信号输出级，对其可提供替代传感信号，及它可响应于负载信号存入及提供综合传感信号；及 

—负载信号发生级，在其中根据传感信号或替代传感信号中一个每个值的变化可重新产生负载信号，并相对该变化延时一个在延时确定级中确定的延时提供给传感信号输出级。