[发明专利]用于控制同步电动机的稳态旋转的系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制同步型电动机的转子的稳态旋转的系统，该系统带有或不带有位置传感器。 

背景技术

FR-A-2 729 256公开了这种用于装配有转子位置检测器的同步电动机的系统。定子绕组电流被按照检测到的转子位置和检测到的所述电流的过零点的函数控制，以将反电动势与所述电流的第一谐波之间的相位差保持为零。 

发明内容

本发明的一个目的在于提供可简单且经济地制造并且操作可靠的控制系统。 

该目的以及其他目的将根据本发明的控制系统来实现。

附图说明

根据结合附图提供的以下详细描述，本发明的其他优点和特征将变得清楚，附图仅以非限制性示例的方式提供，附图中： 

图1为根据本发明的用于同步电动机的控制系统的电路图，其中部分为框图形式； 

图2为电动机的控制系统的局部视图，其中示出定子绕组的等效电路；以及

图3为示出在稳态条件下旋转的情况下（即，以同步速度旋转）图1所示系统中电参数和信号的变化示例的示图。 

具体实施方式

在图1中M表示整个同步电动机，例如用于洗碗机的泵的电动机。 

电动机M包括具有永磁铁的转子R以及包括有绕组W的定子S。 

在电动机的结构方面，电动机M可以是例如在欧洲专利申请EP 0 207 430 A1或欧洲专利EP 0851570B 1中图示并且描述的类型。 

被整体标记为CS的控制系统与电动机M关联。 

控制系统CS包括电子开关，该电子开关在示例中被示为在两个端子A和B之间与电动机M的绕组W串联的三端双向交流开关(triac)TR，所述端子A和B用于连接到交变电流电压源V，例如普通50(60)Hz配电干线。 

三端双向交流开关TR具有与微控制器MC的输出连接的栅极G。 

控制系统CS还包括标记为1的第一检测器电路。该电路为电压检测器并且具有与定子绕组W的端部相连接的输入端并且具有与微控制器MC连接的输出端。 

如下文将更加清楚地示出的那样，在特定的工作条件下，在电动机M的定子绕组W的端部处的电压由该绕组中产生的反电动势(back-EMF)的幅值来表示，而在其他条件下，该电压对应于电源电压V。 

控制系统CS还包括第二检测器电路2，其输入端连接在定子绕组W和三端双向交流开关TR之间，并且其输出端连接到微控制器MC。该检测器能够提供表明在工作条件下所述定子绕组W中流过的电流I何时为零的信号V_OI。 

在适当情况下，检测器电路1和2可被部分或全部集成在微控制器MC中。 

在图1中，PS表示连接在电源端子A和B之间的直流电压源，用于提供直流工作电源电压V_CC。电压电源PS在内部形成用于控制系统CS的接地参考GND。 

微控制器MC被设计成以使得当电动机M处于工作条件下时三端双向交流开关TR仅当绕组W中流过的电流I的符号或方向以及该绕组W中产生的反电动势的符号或极性满足预定关系时导通的方式控制三端双向交流开关TR。 

特别地，假设当电流I沿图1和2中的箭头表示的方向流动时该电流I为正，并且假设当反电动势E的正极出现在电源端子A处时该反电动势E的符号为正，则由微控制器MC提供的控制为：三端双向交流开关TR变为导通，使得电流I的符号与反电动势的符号一致，或者同时有： 

I＞0并且E＞0，或者I＜0并且E＜0(1) 

在图2中，绕组W以其等效电路(戴维宁(Thevenin)等效电路)示出。在此表示中，R_W与L_W表示绕组W的阻抗和电感，E表示该绕组中产生的反电动势，且R_F表示由于与定子绕组W关联的磁路中的损耗引起的阻抗。 

参考图2，若在定子绕组W的端部处的电压(其在图1中被施加到检测器电路1的输入端)由V_W表示并且V_TR表示三端双向交流开关TR的端子处的电压(当其正极性出现在端子A处时被认为是正的)，则得到如下： 

V_W＝V-V_TR＝R_WI+L_WdI/dt+E  (2)