[发明专利]同步磁阻电机的控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步磁阻电机的控制装置及其控制方法，特别涉及一种利用控制集成电路(IC)和霍尔传感器控制同步磁阻电机的装置及方法。

背景技术

图1为方块图，示出同步磁阻电机的现有驱动装置的构造。图1中示出的现有装置包括：交流(AC)电单元11，输出交流电；整流器12，将交流电转换为直流(DC)电；DC-DC转换器13，提高或降低整流器12输出的直流电；以及逆变器14，将DC-DC转换器13输出的直流电转换为驱动同步磁阻电机15的交流电。该装置还包括：电流传感器16，检测电机15的电流；以及微机17，接收来自电流传感器16的多个电流检测值，根据该多个电流检测值估算电机15的转子的位置，同时根据该转子的估算位置，通过向逆变器14输出用以控制逆变器14所输出的交流电的脉冲宽度调制(PWM)信号来控制电机15的转速，微机17存储有软件程序，这使得它能够根据电流测量值对该转子的位置进行估算。

图1所示的现有驱动装置的其中一个缺点是，电流传感器16和微机17都相对比较昂贵，另外，如果电机构造有所改变，则必须对微机17中软件程序的某个复杂控制算法进行调整。更有甚者，为了给微机17装载控制算法，还需要单独的仿真器。

发明内容

本发明的一个特征是提供一种经济的控制装置，用以控制同步磁阻电机。

为至少实现这个特征，本发明提供一种电机驱动装置，包括：整流器，将输入交流电整流；电源转换器，将整流后的交流电转换成直流电；逆变器，将该直流电转换为预定频率的交流电以驱动电机；位置检测器，通过检测自所述电机的转子发出的磁通量，来检测所述转子相对于所述电机的定子的位置；以及控制器，根据检测到的所述转子的位置，来控制所述逆变器，以控制所述电机的驱动。

所述位置检测器可以包括：感测磁体，设置在产生磁通量的转子的轴(shaft)上；以及至少一个霍尔传感器，检测所产生的磁通量以测量该感测磁体的相对位置。

所述感测磁体可以固定在该轴上，使得其位置相对转子固定，该至少一个霍尔传感器可以包括以120°的间隔设置在所述定子周围的多个霍尔传感器。该至少一个霍尔传感器可以输出高电平和低电平信号其中之一，这取决于其感测的磁通量是来自所述感测磁体的N极和S极的其中之一。

所述控制器可以根据检测到的转子的D轴的位置来控制所述逆变器。该控制器可以包括控制集成电路(IC)，用以基于位置检测器输出的信号来输出电压。该控制器可以输出120°的两相脉冲宽度调制(PWM)电压以启动所述电机。

所述至少一个霍尔传感器可以位于所述定子的线圈轴(axis)的中心，从所述感测磁体发出的磁通量的矢量中心可以与所述转子的D轴对齐。当所述转子的D轴与所述电机的电流矢量之间呈大约45°夹角时，所述电机的扭矩可以达到最大值。该电机可以是永磁协助同步磁阻电机(permanent magnetassisted synchronous reluctance motor)。

本发明还提供一种电机驱动方法，包括：将输入的交流电整流；将整流后的交流电转换为直流电；将该直流电转换为预定频率的交流电；通过检测自所述电机的转子发出的磁通量，来检测所述转子相对所述电机的定子的位置；以及根据所检测到的转子的位置控制所述逆变器，以驱动所述电机。

可以根据所检测到的转子的D轴的位置对所述逆变器进行控制。霍尔传感器可以设置在所述定子的线圈轴的中心，自所述感测磁体发出的磁通量的矢量的中心可以与所述转子的D轴对齐。

下面结合附图对本发明所进行的详细描述，可以使本发明的上述和其它目的、特征、方式和优点更加清晰。

附图说明

附图用以提供对本发明的进一步理解，它被包括进本说明书内并构成其一部分，对本发明的实施例进行描述，并与说明书一起阐述本发明的原理。

在附图中：

图1为方块图，示出同步磁阻电机的现有驱动装置的构造；

图2为方块图，示出根据本发明一个实施例同步磁阻电机的控制装置的构造；

图3为方块图，示出根据本发明一个实施例的转子、霍尔传感器、感测磁体和控制器的构造；

图4示出磁通量矢量图，用以描述根据本发明的一个实施例的永磁协助同步磁阻电机的磁通量矢量；

图5为图3所示转子、轴和感测磁体的剖视图；

图6为根据本发明一个实施例的转子的剖视图；

图7为根据本发明一个实施例同步磁阻电机的控制方法的流程图。

具体实施方式