[发明专利]含脉宽调制控制器的装置，脉宽调制控制系统和控制多相直流电机的方法

权利要求书

1．一个设备，包括：

多相直流电机，它具有多个在换向期间以换向频率接通和关断的绕组，这些绕组接通和关断的时间彼此不同；

电流传感器，连接用于检测直流电机中所有绕组内所流动的电流；以及

PWM控制器，连接用来根据电流传感器的反馈控制直流电机，PWM控制器以选定的PWM频率生成PWM信号，其占空度是可变的，以控制直流电机，PWM控制器使用电流传感器的反馈、通过调节PWM信号的占空度使直流电机内的转矩基本保持恒定。

2．根据权利要求1所述的设备，其中PWM控制器有一个软切换电路，该软切换电路操纵用于生成控制PWM信号的电压，其操纵方式使得绕组内的电流在换向期间线性变换，电流线性变换的变换速率低于PWM频率。

3．根据权利要求1的所述的设备，其中：

PWM控制器包括第一和第二占空度控制器，

第一占空度控制器用于调节在换向期间被接通的绕组所用的PWM信号的占空度。

第二占空度控制器用于调节在同一换向期间被关断的绕组所用的PWM信号的占空度；以及

第一和第二占空度控制器在后续的一次换向期间互换其功能，由此第一占空度控制器用于调节被关断绕组的占空度，而第二占空度控制器用于调节被接通绕组的占空度。

4．根据权利要求1所述的设备，其中：

在换向期间一个绕组被接通，电流被允许流经其中；以及

PWM控制器有一个RC电路，它以RC时间常数操纵用于生成控制PWM信号的电压，其结果使流入正被接爱的绕组的电流线性变换，电流线性变换的变换速率比PWM频率低。

5．根据权利要求1所述的设备，其中：

一个绕组在换向期间被接通，在其中允许电流流过；以及

PWM控制器有一个电容和一个电流源，电流源以线性速率使电容放电，从而使绕组内的电流以低于PWM频率的变换速率被关断。

6．根据权利要求1所述的设备，其中电流传感器包括连接用于间歇性检测所有绕组内流动的电源电流的传感电阻。

7．PWM控制系统，该系统使用具有选定的PWM频率的PWM信号控制多相直流电机，所述直流电机有多个在换向期间以换向频率接通和关断的绕组，所述绕组接通和关断的时间彼此不同，所述PWM控制系统包括：

电流传感器，连接用于检测直流电机的所有绕组内流过的电源电流，所述电流传感器输出正比于所检测电流的电压；

积分放大器，它基于对所希望的参考电压和来自电流传感器的电压的比较生成误差电压；以及

第一和第二占空度控制器周期性交替地独立地与积分放大器相连与断开，所述占空度调节器基于误差电压调节PWM信号的占空度，以使直流电机的转矩保持基本恒定，每个占空度控制器具有一个整形网络，该网络在换向期间操纵误差电压，以实现被接通或关断绕组的电流的变换，其变换速率比PWM频率低，由此降低转矩波动。

8．根据权利要求7所述的PWM控制系统，其中：

整形网络包括具有RC时间常数的RC电路；以及

当每个占空度控制器与积分放大器相连时，RC电路根据RC时间常数操纵误差电压。

9．根据权利要求7所述的PWM控制系统，其中：

整形网络包括一个电容和一个电流源；以及

当每个占空度控制器与积分放大器断开时，电流源以线性速率使电容放电，以操纵误差电压。

10．根据权利要求7的PWM控制系统，其中电流传感器包括一个传感电阻，它连接用于间歇地检测在所有绕组内流动的电源电流。

11．使用具有选定PWM频率的PWM信号对多相直流电机进行控制的PWM控制方法，所述直流电机具有多个在换向期间以换向频率接通和关断的绕组，所述绕组接通和关断的时间彼此不同，所述方法包括下列步骤：

检测直流电机的所有绕组内流动的电源电流；以及

基于所检测电流改变PWM信号的占空度，使直流电机的转矩保持基本恒定。