[发明专利]电子控制两相无刷交流电机

说明书

本发明公开了一种两相无刷交流电机的控制系统，包括：用于检测所述电机的转子的位置的位置传感器；用于检测所述电机的交流电源极性的极性检测器；分别连接至所述电机的第一和第二相线圈的第一和第二切换电路；用于检测所述第一和第二相线圈的导通情况的电流传感器；以及用于根据所述位置传感器、极性检测器和电流传感器提供的信号控制所述第一和第二切换电路的导通的控制器；所述控制系统内置在所述电机内；所述位置传感器、极性检测器、电流传感器以及第一和第二切换电路均连接至所述控制器；并且所述控制器用于使所述第一切换电路在交流周期的合适时间片导通，并根据所述转子的位置使所述第二切换电路导通以补偿其他时间片。

技术领域

本发明涉及无刷交流电机，尤其涉及一种电子控制两相无刷交流电机。

背景技术

现有市场上的交流电动机是有刷型或无刷型。有刷电机效率低并且寿命短。无刷电机通常用在需要长使用寿命和高可靠性的应用场合。分相电容(PSC)电机是无刷电机，因其使用简单且价格便宜而经常被使用。但是PSC电机不能直接控制转动速度，并且其效率通常低于40％。在这类电机里面，最先进的无刷电机是电子控制无刷电机，因其具有可变速度控制并且效率高达80％而被熟知。这些全都是高压直流供电的，称作无刷直流(BLDC)电机、逆变器电机或电子控制异步电机。这些电子换向电机包括用于功率变换的大的散热模块、多个电解直流滤波电容器以及转换电感。所需的这些直流功率变换组件很昂贵并且体积很大。所有这些设计都不能将整个电子电路放在电机盒子内，除了那些低功率的设计之外。

本新发明是实现具有速度可变无刷电机的一种替代方案，其具有比PSC电机更低的价格，但是其性能与BLDC一样高。它是一种高效的并且具有内置电子控制的结构紧凑的电机。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子控制两相无刷交流电机，其具有比PSC电机更低的价格，但是其性能与BLDC一样高。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种两相无刷交流电机的控制系统。该控制系统包括：位置传感器，用于检测所述电机的转子的位置；极性检测器，用于检测所述电机的交流电源的极性；第一和第二切换电路，分别连接至所述电机的第一和第二相线圈；电流传感器，用于检测所述第一和第二相线圈的导通情况；以及控制器，用于根据所述位置传感器、极性检测器和电流传感器提供的信号控制所述第一和第二切换电路的导通。所述控制系统内置在所述电机内；所述位置传感器、极性检测器、电流传感器以及第一和第二切换电路均连接至所述控制器；并且所述控制器用于使所述第一切换电路在交流周期的合适时间片导通，并根据所述转子的位置使所述第二切换电路导通以补偿其他时间片。

优选地，所述控制系统进一步包括AC/DC转换器，用于将AC电源转换成DC电源。

优选地，所述位置传感器为霍尔传感器或反电动势检测器。如果采用霍尔传感器，在所述第一和第二相线圈之间插入了两个霍尔传感器。

优选地，所述位置传感器为反电动势检测器，用于检测线圈的反电动势；线圈两端的电压反馈给比较器，并且比较器的正极和负极输入施加2.5V偏压。

优选地，所述极性检测器为比较电路，所述交流电源输入到比较器的正极，并且所述比较器的负极输入恒定电压。

优选地，所述第一和第二切换电路均分别包括双向可控硅开关。

优选地，所述双向可控硅开关的输出信号反馈至所述控制器，用于检测所述第一和第二相线圈的导通。

优选地，所述第一和第二相线圈由同一交流电压供电；所述控制器用于：当所述转子的速度小于最大速度的一半时，使所述第一和第二相线圈在所述交流电压的相反时间周期导通，从而当所述第一相线圈在所述交流电源的正周期导通时，所述第二相线圈在所述交流电源的负周期导通，反之亦反；所述控制器还用于：当所述转子的速度接近最大速度时，使所述第一相线圈在所述交流电源的整个时间周期导通。